齿轮泵主动轴课程设计说明书

目录

序言

一、零件的分析------------------------------------------------------3

二、工艺规程的设计------------------------------------------------4 （一）确定毛坯的制造形式---------------------------------------4 （二）基准的选择---------------------------------------------------8 （三）工艺路线的拟订及工艺方案的分析---------------------9 （四）机械加工余量及毛坯尺寸的确定------------------------------11（五）各工序的定位夹紧方案、切削用量选择及基本工-----------12

三、总结--------------------------------------------------------------28

四、主要参考资料--------------------------------------------------29

序言

机械制造工艺学课程设计，是我们在学完了大学的全部基础课和大部分专业课后进行的。这也是我们在进行毕业设计之前对所学各课程做一次综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，它在我们四年的学习中有着很重要的地位。

通过此次此次设计，应该得到下述各方面的锻炼：

1)能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2)提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效省力，经济合理，而且能保证加工质量的夹具的能力。

3)学会使用手册及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，能够做到熟练使用。

由于能力有限，设计中尚有许多不足之处，请各位老师给予批评指教。

本设计书包括：

1.零件图：齿轮泵主动轴

2.零件的毛坯图

3.机械加工工艺过程卡

4.机械加工工序卡

5.课程设计说明书

一、零件的分析

（一）零件的作用

轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支撑齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传动扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、各种丝杠等，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面的反映轴类零件的加工规律和共性。

所设计的为齿轮油泵的主动轴。其作用是：一是支撑回转零件，支撑主动齿轮使其正常转动；二是把旋转运动通过主动齿轮传递给其他部件。如在 18h6mm出安装齿轮，以传递扭矩使其正常工作。在工作中主轴不仅承受扭转力矩，而且承受弯曲力矩。（二）零件的工艺分析

通过对该零件的重新绘制知，原样图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。根据零件的尺寸图，可以初步拟定零件的加工表面，其间有一定位置度要求。所设计的轴的尺寸图中下图所示：

分述如下：

1、外圆柱表面：

外圆柱加工表面包括一个Φ18h6mm的圆柱面，要求粗糙

度为0.8，以及Φ17.8f6mm和Φ17.8h11mm的两个圆柱面, 其中Φ17.8h11mm的圆柱面粗糙度要求为1.6。其余粗糙

度为6.3。

2、键槽、通孔：

以轴线为中心的键槽宽度为5N9mm的半圆键槽，槽的两侧面平行于基准A（φΦ17.8f6mm孔的轴线），其平行度公差为0.12mm。通孔为Φ4mm的通孔无要求。

3、槽口：

左端以以轴线为中心的槽口宽度为6H9mm的槽。槽的两侧面平行于基准B（φΦ17.8h11mm孔的轴线），其平行度公差为0.12mm。

根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，由以上分析可知可以先加工外圆柱面，然后借助专用夹具加工键槽、通孔及槽口，并保证它们之间的位置要求。

二、工艺规程的设计

（一）确定轴的材料及毛坯的制造形式

1、材料

机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。

金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。

（1）、铸铁

常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。

（2）、钢

钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。

钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。工具钢可用于制造各种刀具、模具等。特殊用途钢（不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢）主要用于特殊的工况条件下。按化学成分钢可分为碳素

钢和合金钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢（如Q215、Q235）一般只保证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。碳素钢的性能主要取决于其含碳量。低碳钢的含碳量低于0.25%，其强度极限和屈服极限较低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。含碳量在0.1%~0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧，一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。中碳钢的含碳量在0.3%~0.5%之间，它的综合力学性能较好，因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮和轴等零件。含碳量在0.55%~0.7%的高碳钢具有高的强度和刚性，通常用于制作普通的板弹簧、螺旋弹簧和钢丝绳。合金结构钢是在碳钢中加入某些合金元素冶炼而成。每一种合金元素低于2%或合金元素总量低于5%的称为低合金钢。每一种合金元素含量为2%~5%或合金元素总含量为5%~10%的称为中合金钢。每一种合金元素含量高于5%或合金元素总含量高于10%的称为高合金钢。加入不同的合金元素可改变钢的机械性能并具有各种特殊性质。例如铬能提高钢的硬度，并在高温时防锈耐酸；镍使钢具有良好的淬透性和耐磨性。但合金钢零件一般都需经过热处理才能提高其机械性能；此外，合金钢较碳素钢价格高，对应力集中亦较敏感，因此只用于碳素钢难于胜任工作时才考虑采用。

用碳素钢和合金钢浇铸而成的铸件称为铸钢，通常用于制造结构复杂、体积较大的零件，但铸钢的液态流动性比铸铁差，且其收缩率的铸铁件大，故铸钢的壁厚常大于10ｍｍ，其圆角和不同壁厚的过渡部分应比铸铁件大。

2、材料选用原则

从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：

（1）载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选铸铁。脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。

（2）零件的工作条件

在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。

（3）零件的尺寸及质量

零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸造毛坯，则

应选用适合铸造的材料；若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应具有较好的塑性。

（4）经济性

选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。此外还应考虑加工成本及维修费用。为了简化供应和储存的材料品种，对于小批制造的零件，应尽可能减少同一部设备上使用材料的品种和规格，使综合经济效益最高。

3、确定轴的材料

由以上分析可以选择轴的材料，35钢、45钢、T10、40Cr等都可以满足要求，因为45钢的硬度在220HBS～250HBS之间，其综合力学性能好、承受交变弯曲载荷或交变扭转荷。结合以上两点以及其经济性选用45钢。

4、确定毛坯的制造形式

零件材料为45钢，本可以先用模锻，其精度高加工余量小又可以用与形状复杂、大批量生产，但其设备昂贵。又考虑到轴的应用场合在齿轮泵中其受力不大强度要求不高生产纲领又不是太大。结合生产条件以及经济性故选取型钢又因为其最大直径处为Ф18mm故选取直径为Ф23mm的型钢为毛坯。

（二）、基准的选择