零件工艺设计

第1章 零件工艺分析

图1-1 零件图

1.1 零件的分析

1.1.1 零件的作用

该零件为轴类零件，是机器中的主要零件之一，它的主要功能是支承传动件（齿轮、带轮、离合器等）、传动转矩和动力、承受载荷、以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度，如齿轮，车轮，电动机，转子，铣刀等各种作回转运动的零件，都必须安装在轴上，才能实现它们的功用。

1.1.2 零件图工艺分析

该零件加工包括车端面，外圆，倒角，圆弧，螺纹，槽等表面组

成。其中由较严格直径尺寸精度要求的如00.0238-Φ，0.03032+Φ，0

0.0358-Φ，

轴线长度的精度如700.1±，350.05±，1250.05±，圆柱表面有同轴度控制要求，外圆柱面尺寸公差等级为IT7，加工表面粗糙度Ra 为251.6um ～，尺寸标注完整，轮廓描述清楚，该轴有正火和调质热处理

要求。

通过上述分析，可采用以下几点工艺措施

1)对图样上给定的几个有公差要求较高的尺寸，为保证精度，编程

时应取平均值。

2)在轮廓曲线上，有一处为圆弧，在加工时应进行机械间隙补偿，

以保证轮廓曲线的准确性。

3)为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分

1.1.3零件的技术要求分析

1.尺寸精度

尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5IT7

～；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6IT9

～。

2.几何形状精度

几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。该典型轴类零件长度为125mm，螺纹大径为30mm、长度为22mm，外圆锥面的锥度为15:16、长度为15mm，孔的总长125mm、直径分别为18mm/40mm/32mm，都限制在直径公差点范围内。对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。

3.相互位置精度

轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm，高精度轴

（如主轴）通常为0.001~0.005mm 。 该典型轴类零件外圆00.0358-Φ圆柱轴线相对于外圆0

0.0238-Φ圆柱轴线的同轴度公差是0.03Φ。端面与轴

心线保持垂直，两端端面要保持平行。孔的表面与外表面也应保持平行。

4. 表面粗糙度

轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63um ，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16um 。该典型轴类零件的直径为18mm 的外圆的粗糙度为25，直径为38mm 和58mm 外圆、及直径为32mm 孔的内表面的粗糙度均为1.6，其它位置的粗糙度为3.2，可以根据加工的可能性和经济性来确定。通过查阅机械设计手册可知通过精加工能满足要求。

在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必须保证0.5mm 的精加工余量，必要时需使用刀偏表，对刀具进给时进行误差的控制，有效地减小误差，方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。根据各加工方法的经济精度及一般数控车床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，综合上述各表面的技术要求，采用常规加工工艺均可以保证。

1.2 毛坯和材料选择

1.2.1 生产类型的确定

表1-1生产纲领和生产类型的关系

由于我们加工的零件属于轻型零件且加工的件数为1000件/年，所以由表1-1可以看出，我们选择的生产类型为大批生产。

1.2.2毛坯类型的确定

毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。

机械加工中常用的毛坯类型有以下几种：

铸件将熔融的金属浇入铸型，凝固后得到的金属毛坯。

锻件金属材料经过锻造变形而得到的毛坯。

型材各种热轧和冷轧的圆钢、板材、异型材等，适用于形状简单的、尺寸较小的零件。

焊接件是将各种金属零件用焊接的方法，而得到的结合件。

轴类零件最常用的毛坯是圆形棒料和锻件，由于毛坯经过加热锻造后，能使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，这样既可以改变力学性能，又能节约材料、减少机械加工量。但由于该零件材料为45钢且零件各阶梯的直径差较小切无过多的技术要求，可选用圆形棒料。毛坯可由型材中的45号长圆钢切割成棒料得到。

1.2.3零件的热处理

轴的质量不仅与所选钢材种类有关，还与热处理有关。