传动轴机械加工工艺实例分享
传动轴的加工工艺分析文档
传动轴的加工工艺分析文档引言传动轴是机械装置中常见的零件之一，主要用于传递动力和扭矩。
传动轴的质量和性能直接影响整个机械装置的工作效率和可靠性。
因此，传动轴的加工工艺对于确保传动轴的质量至关重要。
本文将对传动轴的加工工艺进行分析，包括加工方法、加工步骤和加工工艺参数等方面的内容。
传动轴加工方法传动轴的加工方法主要包括车削、铣削、钻削和磨削等。
不同的加工方法适用于不同的传动轴类型和加工要求。
下面将对各种加工方法进行简要介绍：车削车削是一种常见的传动轴加工方法，适用于加工直径较大的传动轴。
车床通过旋转工件，并用切削工具对工件进行切削，从而达到加工的目的。
车削可以加工出光滑度较高的表面，但对于非圆形截面的传动轴来说，车削的适用性较差。
铣削铣削是一种常用的传动轴加工方法，适用于加工复杂的传动轴轮廓。
铣床通过旋转刀具，并将刀具沿着工件表面移动，对工件进行切削。
铣削可以实现多种形状的轮廓加工，并且精度较高。
但对于较大长度的传动轴来说，铣削会产生较大的放样误差。
钻削钻削是一种常用的传动轴加工方法，适用于加工孔径较小的传动轴。
钻床通过旋转钻头，并将钻头沿着工件轴向移动，对工件进行切削。
钻削可以实现高精度的孔加工，但在加工孔深时需要注意底部孔壁光洁度和直径精度。
磨削磨削是一种常用的传动轴加工方法，适用于加工高精度和超精密的传动轴。
磨床通过旋转砂轮，并将砂轮沿着工件表面移动，对工件进行切削。
磨削可以实现极高的精度和表面质量，但磨削的加工效率较低。
传动轴加工步骤传动轴的加工步骤一般包括以下几个环节：1.材料准备：选择合适的材料，根据传动轴的要求进行切割和预加工。
常用的传动轴材料有碳钢、合金钢和不锈钢等。
2.预加工：将材料进行锻造、轧制、锻造或锻造等工艺，以获得满足加工要求的原始工件。
3.粗加工：根据图纸要求，使用车床、铣床、钻床等设备对工件进行粗加工，以形成大致的轮廓和孔洞。
4.精加工：使用铣床、钻床、磨床等设备对工件进行精加工，以达到图纸所规定的尺寸精度和表面质量。
数控加工工艺分析项目1-减速器传动轴零件工艺分析
2
图所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴 肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装 在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置， 并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩； 螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
11
2）确定毛坯 该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择 Ф60mm的热轧圆钢作毛坯。
3）确定定位基准 合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。 由于该传动轴的几个主要配合表面（Q、P、N、M）及轴肩面（H、G）对 基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应 选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。 粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热 轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆 装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻 中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装 夹（有时在上工步已车外圆处搭中心架），车另一端面，钻中心孔。如此加 工中心孔，才能保证两中心孔同轴。
适用范围
1 粗车 2 粗车→半精车 3 粗车→半精车→精车
IT11以下 IT8～10 IT7～8
50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8
适用于淬火钢 以外的各种金 属
最新典型轴类零件加工工艺分析资料
阶梯轴加工工艺过程分析图6—34为减速箱传动轴工作图样。
表6—13为该轴加工工艺过程。
生产批量为小批生产。
材料为45热轧圆钢。
零件需调质。
（一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。
根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。
（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。
传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。
由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。
其加工方案可参考表3-14。
2．划分加工阶段该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。
各加工阶段大致以热处理为界。
3．选择定位基准轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。
因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。
而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。
但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。
（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。
为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。
①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔；②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；③当轴通孔的锥度较大时，可采用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图6—35b所示。
轴类零件的工艺路线实例
轴类零件的工艺路线实例一、材料选择轴类零件常用的材料为锻造或轧制的碳素钢或合金钢。
轴类零件之所以选用碳素钢和合金钢制造，是因为轴属于较为重要、较为精密的零件。
它本身要求足够的强度和刚度（包括变形刚度和接触刚度），足够精确的尺寸和较高的表面粗糙度，与滑动轴承配合处的轴颈表面还应有高的硬度。
因而材料应具有优良的综合机械性能。
而碳素钢和合金钢则能满足这些要求。
尤其是碳素钢，因其价格低廉，锻造工艺性能良好，对应力集中没有合金钢敏感，所以应用尤为广泛。
近年来，采用球墨铸铁或合金铸铁制造形状复杂的轴已获得很大的成功。
估计随着铸铁质量的进一步提高，“以铁代钢”将取得更加飞速的发展。
在选择轴的材料时，对载荷不大或不太重要的场合，可用Q235A、Q255A钢；对载荷较大，较为重要的场合，以45钢最为常用；重载，且轴的尺寸和重量受到限制时，或轴的工作条件恶劣时，则采用合金钢，如此40Cr、38CrMoAl等。
根据上述分析，本传动轴以选45号钢为宜。
二、毛坯的选择该轴尺寸不大，但最大直径与最小直径的差值较大，因此不宜选择圆钢毛坯，应选择锻造毛坯。
考虑到轴的尺寸和重量采用模型锻造是可行的。
若批量较大，应选择模型锻造。
若批量较小，则应采用自由锻造。
三、工艺路线的拟定在拟定工艺路线之前，先分析轴的结构和精度要求。
从结构上分析，轴由七段圆柱组成，上面有两个键槽和两个中心孔（其中一个中心孔带螺孔，以便安装轴端挡圈）。
从精度和粗糙度分析，有四段圆柱要求达到IT6级精度，其中安装联轴器的55段和要安装齿轮的80段两段要求粗糙度在1.6以下，安装轴承的65两段要求粗糙度在0.8以下。
以上四段圆柱之间又要求有较高的位置精度。
根据该轴主要由圆柱构成和多数段均要求较高的加工精度和较小的粗糙度这一特点，在拟定工艺路线时，应以外圆表面的加工贯穿始终，将全轴的加工分成粗、半精和精加工三个阶段，而将键槽和螺纹的加工穿插于各加工阶段中。
至于中心孔，其作用是为加工时提供安装定位基准。
典型轴类零件加工工艺分析
阶梯轴加工工艺过程分析图6—34为减速箱传动轴工作图样。
表6—13为该轴加工工艺过程。
生产批量为小批生产。
材料为45热轧圆钢。
零件需调质。
（一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。
根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。
（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。
传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。
由于该轴主要表面M,N,P,Q 的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。
其加工方案可参考表3-14。
2．划分加工阶段该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。
各加工阶段大致以热处理为界。
3．选择定位基准轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。
因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。
而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。
但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。
（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。
为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。
①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔；②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；③当轴通孔的锥度较大时，可采用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图6—35b 所示。
车床传动轴机械加工工艺过程设计[指南]
![车床传动轴机械加工工艺过程设计[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/b976ae76dcccda38376baf1ffc4ffe473368fd3d.png)
研究性训练载体2-1：车床传动轴机械加工工艺过程设计1．问题提出：
零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而机械加工工艺过程制定的是否
合理将直接影响零件的加工精度。
针对车床传动轴，应用所学的机械制造基础知
识进行一次加机械工工艺过程设计的综合性工程应用训练。
2．专题研究的目的：
（1）掌握零件主要部分技术要求的分析方法；
（2）掌握零件材料的选择方法和确定毛坯的制备方法及工艺；
（3）掌握工艺分析方法；
（4）掌握定位基准的选择方法；
（5）掌握制定出合理的零件加工顺序的原则和方法；
（6）掌握制定出合理的零件加工路线的方法。
3．研究内容：
图1所示为车床的传动轴，轴上开有键槽用来安装齿轮以传递运动和动力，两端是安装滚动轴承的支承轴颈。
完成该传动轴零件的机械加工工艺过程设计。
工艺设计的具体内容包括：
（1）进行零件主要部分的技术要求分析研究；
（2）确定传动轴的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺；
（3）进行加工工艺分析；
（4）确定定位基准；
（6）制定传动轴的加工顺序；
（6）制定传动轴的加工路线；
4．设计过程：
图1 传动轴。
传动轴机械加工工艺实例分析
传动轴机械加工工艺实例分析轴类零件是常见的典型零件之一。
按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。
它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。
台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。
下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。
1．零件图样分析图A-1 传动轴图A-1所示零件是减速器中的传动轴。
它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。
轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。
这些技术要求必须在加工中给予保证。
因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。
2．确定毛坯该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。
3．确定主要表面的加工方法传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。
由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra 值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。
外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为：粗车→半精车→磨削。
4．确定定位基准合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。
由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。
粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。
典型零件机械加工工艺过程
中间轴工艺规程卡片
•12
•13
•14
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二、盘套类零件的加工过程 1. 接盘机械加工工艺规程。 接盘材质为45钢，生产数量500件。 接盘技术要求为：调质处理HB220—— 240，如图所示。
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接盘加工工艺规程卡片
•20
•21
•22
•23
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典型零件机械加工工艺规程示例
一、轴类零件的加工过程 1.传动轴机械加工工艺规程 传动轴的材质为40Cr，生产数量500 件。 传动轴技术要求为：调质处理HB220— —240，如图所示。
•1•2ຫໍສະໝຸດ •3传动轴工艺规程卡片
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•8
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•10
2.中间轴机械加工工艺规程 中间轴的材料为45号钢，生产批量 为600件，中间轴如图所示：
三、支架类零件的加工过程 1.支座机械加工工艺规程。 接盘材质为HT200钢，生产数量500件。 支座如图所示。
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支座加工工艺规程卡片
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•28
•29
•30
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检验
6
车
双顶尖装夹
1
车M24mm×l.5mm～6g至尺寸
车床
调头，双顶尖装夹
2
车M24mm×1.5mm～6g至尺寸
3
检验
7
钳
划两个键槽及一个止动垫圈槽加工线
8
铣
用V形虎钳装夹，按线找正
1
铣键槽12mm×36mm，保证尺寸41～41.25mm
立铣
2
铣键槽8mm×l6mm，保证尺寸26～26.25mm
12
检验
3
热
调质处理220～240HBS
4
钳
修研两端中心孔
车床
5
车
双顶尖装夹
车床
1
半精车￠46mm外圆至￠46.5mm，长120mm
2
半精车￠35mm外圆至￠35.5mm，长68mm
3
半精车M24mm外圆至￠24－0.1－0.2 mm，长16mm
4
半精车2～3mm×0.5mm环槽
5
半精车3mm×l.5mm环槽
圆 钢
材料牌号
45钢
毛坯尺寸
￠60mm×265mm
序号
工种
工步
工 序 内 容
设备
工 具
夹 具
刃 具
量 具
1
下料
￠60mm×265mm
2
车
三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆
车床
1
车端面见平
C6140
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
钻中心孔
中心钻
￠2mm
用尾座顶尖顶住中心孔
3
粗车￠46mm外圆至￠48mm，长118mm
4
粗车￠35mm外圆至￠37mm，长66mm
6
倒外角1mm×45°,3处
调头，双顶尖装夹
7
半精车￠35mm外圆至￠35.5mm
8
半精车￠30mm外圆至￠30.5mm长38mm
9
半精M24mm外圆至￠24－0.1－0.2 mmmm,长18mm
10
半精车￠44mm至尺寸，长4mm
11
车2～3 mm×0.5mm环槽
12
车3mm×l.5mm环槽
13
倒外角lmm×45°, 4处
传动轴机械加工工艺实例
零件图样分析
图A-1 传动轴
加工工艺方案如下：
下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，车槽，倒角→车螺纹→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。
传动轴机械加工工艺卡：
机械工程学院
机械加工工艺卡
产品名称
图 号
零件名称
传动轴
共1页
第1页
毛坯种类
5
粗车M24mm外圆至￠26mm，长14mm
调头，三爪自定心卡盘夹持￠48mm处
(￠44mm外圆)
6
车另一端面，保证总长250 mm
7
钻中心孔
用尾座顶尖顶住中心孔
8
粗车￠52mm外圆至￠54mm
9
粗车￠35mm外圆至￠37mm
10
粗车￠30mm外圆至￠32mm，长36mm
11
粗车M24mm外圆至￠26mm，长16mm
3
铣止动垫圈槽6mm×l6mm，保证20.5mm至尺寸
4
检验
9
钳
修研两端中心孔
车床
10
磨
1
磨外圆￠35±0.008mm至尺寸
外圆磨床
2
磨轴肩面I
3
磨外圆￠30±0.0065mm至尺寸
4
磨轴肩面H
调头，双顶尖装夹
5
磨外圆P至尺寸
6
磨轴肩面G
7
磨外圆N至尺寸
8
磨轴肩面F
9
检验
传动轴加工工序简图：