齿轮传动轴加工工艺及过程

如此划分加工阶段的目的
• 1.利于保证加工质量 粗加工阶段中切除较多的加工余量 产生的切削力和切削热较大，因而工艺系统受力变形、受 热变形及工件内应力变形较大不可能达到高的加工精度 和表面质量。 • 2.便于合理使用机床 ，粗加工时可采用功率大、精度低的 高效率机床精加工时可采用相应的精加工机床，这样 不但发挥出来机床各自的性能特点，也延长了高精度机床 的使用寿命。 • 3.便于安排热处理工序 ，为了在机械加工工序中插入必要 的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然 而然地把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且每个阶 段各有其特点及应该达到的目的。
1. 合理确定零件的加工精度与表面质量 （1）粗糙度3.2、 粗糙度1.6、 粗糙度0.8的表面粗糙度需要进行粗车、 半精车、精车，如果低于0.8需要进行精磨加工。加工精度过高会增加工序 增加制造成本过低会影响机器的使用性能故必须确定恰当。 （2）保证其位置精度可能性 尽量使轴在一次加工的过程中加工多面，这样就可以利用机床本身的精 度来达到需要的位置精度。 2技术要求 传动轴的主要表面是轴颈与轴颈配合的表面称为支承轴颈其精度要求最 高与传动件配合的表面称为配合轴颈。尺寸精度支承轴颈为IT6其他轴颈尺 寸 精度为IT8。
•感谢老师，感谢
我们的团队，这 是我们一起努力 的结果
三、热处理
• 热处理的目的是提高材料的力学性能、改 善材料的加工性和消除内应力。常用的有 退火，正火，时效处理和淬火等。
• 淬火：为了提高零件表面的硬度和耐磨
性。
对比
• 依照车床的方法将工件装在铣床上。 • 然后按照要求铣出键槽和沟槽。 • 要求：
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二、车（粗车、半精车、精车）
• 先用车床的三爪卡盘夹住工件，车端面见平， 在其一端打中心孔，然后用尾架顶端顶住。 • 依次车出Φ35Φ30Φ29.4Φ25四个阶梯型轴面和 倒角。 • 1、粗车（表面粗糙度Ra为10~80） • 注：直径和长度均留余量2mm • 2、半精车（表面粗糙度Ra为2.5~10） • 注：直径和长度均留余量0.5mm • 3、精车（表面粗糙度Ra为1.25~5） • 注：直径和长度均留余量0.1mm
4
毛坯外圆 2调头 3车 1 2调头 1 2 1 1 2
粗车φ30外圆φ35右端面
三爪夹持
4车 5铣 6车
1 2调头
1 1 2 3
7钳工
粗车左端面 三爪一顶 粗车φ30及φ35左端面 三爪一顶 半精车φ30及φ35左端面 三爪一顶 半精车φ25外圆及φ30右端面 半精车φ30外圆φ35右端面 三爪一顶 倒角、切槽 三爪夹持 铣键槽 精车φ30 三爪一顶 精车φ35 三爪一顶 精车φ30 三爪一顶 精车φ25 三爪一顶 去毛刺
传动轴的加工类型及方法
• 此轴在加工的过程中由于零件数量要求 不多故其生产类别为单件小批生产，在 机加工过程中使用通用机床便可完成此 轴加工采用CA6140车床其工艺装备为通用 夹具（三爪卡盘、两顶尖）及标准附件 通用刀具和万能量具游标卡尺、 螺旋测 微器等
零件的技术要求分析
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二、刀具的选择
• 由于此轴材料为45钢，在制造过程中会有较大的进给量与切削速度， 故其刀具材料选择硬质合金，此材料强度高热硬性优良，为了最大的 发挥出刀具的切削性能，提高生产率，车刀前角曲20°，在粗加工阶 段选用后角为7°的车刀，在精加工阶段后角选为11°，这是为了保 证加工表面的质量，主偏角选择60°这是为了保证一个较长的刀具寿 命，副偏角选择5°，刃倾角会影响刀头的强度和切削流向，粗加工 阶段为增大刀头强度，故选取-7°，精加工阶段为不使切屑划伤已加 工表面故选5 °。 • 综上所述 • • 前角 后角 主偏角 副偏角 刃倾角
设计任务：
• 了解齿轮传动轴的加工过程
零件的结构分析
• 1.合理的零件尺寸 • 为保证设计基准与工艺基准的重合并符合 尺寸链最短原则，使零件在被加工过程中 能直接保证尺寸精度要求，并保证装配时 累积误差最小，零件的尺寸标注不封闭， 避免从一个加工表面确定几个非加工表面 的位置。 • 2.合理的零件结构 • 轴的相邻表面间留 • 有退刀槽。
• 粗车 20° • 精车/半精 • 车 20° •
7°
11°
60°
60°
5°
5°
7°
5°
加工阶段的划分
• 此传动轴在结构上可大致分为四个部分整个轴段的表面 粗糙度为0.8两个尺度不同的键槽。在加工上大致分为粗 车半精车精车 铣削，以得到不同要求的加工面。 • 1.粗加工阶段 在这一阶段中要对整个圆棒料毛坯切除大量 的加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽快接近成品，得到 的已加工表面的表面粗糙度要达到12，为半精加工提供精 基准。 • 2.半精加工阶段 在这一阶段中应为主要表面的精加工做 好准备并完成一些 • 次要表面的加工在完成这一步时所加工表面的表面粗糙 度要求达到3.2。 • 3.精加工阶段 保证各主要表面达到或基本达到图样规定的 质量要求完成表面粗糙度0.8的加工。
三爪一顶
四、铣
• 铣床可以加个平面、沟槽、螺旋型表面以 及齿轮，还可以加个回转体表面、内孔等。
• 轴上矩形花键的加工，通常采用铣削和磨 削加工，如经过淬火而使花键扭曲变形过 大时，也要对侧面进行磨削加工。以内径 定心的花键，其内径和键侧均需进行磨削 加工。
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粗铣（表面粗糙度Ra为10~80） 注：直径和长度均留余量2mm 半精铣（表面粗糙度Ra为2.5~10） 注：直径和长度均留余量0.5mm 精铣（表面粗糙度Ra为1.25~25） 注：直径和长度均留余量0.1mm
轴的加工工艺路线
• 生产中该主轴的加工工艺路线为下料→ 正火→粗切削加工→调制→半 • 精切削加工→铣键槽→键槽高频淬火、回火 →精切削加工→表面粗糙度为0.8的轴。
热处理
• • • 热处理是用来改善材料的性能及消除内应力的。热处理工序在本工艺路线中 的安排，主要取决于轴的材料和热处理的目的要求。 1. 预备热处理 ，预备热处理安排在机械加工之前，以改善切削性能、消除毛 坯制造时的内应力为主要目的。对于碳的质量分数超过0.5%的碳钢一般采用 退火，以降低硬对于碳的质量分数小于0.5%的碳钢一般采用正火，以提高材 料的硬度，使切削时切屑不粘刀，表面光滑。通过调制可使零件获得细密均 匀的回火索氏体组织、也用作预备热处理。 2. 去除应力处理 ，安排在粗加工之后，精加工之前，如人工时效、退火。但 为了避免过多的运输工作量，对于精度要求不太高的零件，一般把去除内应 力的人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之前进行。此传动轴的精度 要求一般故在此环节工作量较小。 3. 最终热处理 最终热处理安排在半精加工以后，主要用于提高材料的强度和 硬度。由于淬火后材料的塑性和韧性很差，有很大的内应力，易于开裂，组 织不稳定，材料的性能和尺寸要发生变化等原因，所以淬火后必须进行回火。 调制处理能使钢材既获得一定的强度、硬度，又有良好的冲击韧性等综合力 学性能。
主要加工工序
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齿轮传动轴的加工过程及工艺
指导老师：李从清 制作团队：热能二班
目的：
• 对于齿轮传动轴加工工艺有很重要的意义。 好的加工工艺能够合理的使用和加工零件。 所以对于零件的加工工艺分析很重要。其 次也为了更好的检测前一段时间的学习成 果，和这门功课的掌握程度，更重要的是 我们要学以致用，把课堂中学到的知识运 行实际实践当中。
一、选择毛坯
• 此传动轴采用综合力学性能优异且价格较 为便宜的45钢这种材料在经过 • 热处理后能得到一个较好的切屑性能、较 高强度及需要的韧度在加工中非常适合 各种加工的需要。 • 由于此传动轴为单件小批生产且精度不是 很高故此传动轴采用圆棒料毛坯圆棒 • 料毛坯成本较低加工方面也较方便。 • 得毛坯尺寸选取 长度250mm根据半精车及 粗车端面余量算得 • 240+2x2+2x2=248mm接近的是 • 250mm故此长度选择250mm。 • 查《实用机械制造工艺设计手册》表2-11
外磨（粗磨、半精磨、精磨）
• 磨床主要用于零件的精加工，可用于磨削 内、外圆柱面、和圆锥面、平面、螺旋面 等等。 • 粗磨 表面粗糙度Ra为1.25~10 • 半精磨 表面粗糙度Ra为0.63~2.5 • 精磨 表面粗糙度Ra为0.16~1.25
加工后的立体图形
参考文献：
• 机械制造技术基础（韩秋实 王红军主编 机械工业出版社） • 实用机械制造工艺设计手册（王凡主编 机 械工业出版社） • 机械制造工艺学（王宪逵）
齿轮传动轴的加工过程分析
• 1、选择毛坯
• 2、车（粗车、半精车、精车） • 3、热处理（正火、退火）
• 4、铣（粗铣、半精铣、精铣）
• 5、外磨（粗磨、半精磨、精磨）
• 说明： • 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。 键槽采用铣床铣削。由于表面粗糙度值较小（Ra0.8μm）， 最终加工应采用磨床磨削。