傳動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)計(jì)算說明書.doc

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)成人教育?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要2Abstract2一、緒論2（一）課題背景2（二）課題設(shè)計(jì)的目的及意義3二、工藝設(shè)計(jì)說明書3（一）零件圖工藝性分析3（二）毛坯選擇4（三）毛坯零件合圖草圖6（四）工序尺寸及其公差確定10（五）設(shè)備及其工藝裝備確定12（六）切削用量及工時(shí)定額確定13三、第20號(hào)工序夾具設(shè)計(jì)說明書15（一）工序尺寸精度分析15（二）定位方案確定15（三）定位誤差分析計(jì)算15（四）夾緊方案及元件確定15（五）夾具總裝草圖16四、第10號(hào)工序刀具設(shè)計(jì)說明書16（一）工序尺寸精度分析16（二）刀具類型確定17（三）刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定（數(shù)據(jù)來源參考書3）17（四）刀具工作草圖18五、第40號(hào)工序量具設(shè)計(jì)說明書18(一)工序尺寸精度分析18（二）量具類型確定18（三）極限量具尺寸公差確定19（四）極限量具尺寸公差帶圖19（五）極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20六、傳動(dòng)軸粗車、精車、切槽、車螺紋數(shù)控編程工序設(shè)計(jì)20(一)數(shù)控加工工藝性分析20（二）走刀路線的確定21（三）刀具及切削用量確定21（四）數(shù)控車床的確定：數(shù)控車床SK40P21（五）數(shù)控系統(tǒng)的確定：980TD21（六）編程原點(diǎn)的確定及數(shù)值計(jì)算21七、總結(jié)24參 考 文 獻(xiàn)25致 謝26傳動(dòng)軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì)作者:曾洪權(quán)摘 要: 軸類零件畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論、基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。傳動(dòng)軸是組成機(jī)器零件的主要零件之一，一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如：齒輪，蝸輪等）都必須安裝在傳動(dòng)軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳動(dòng)，傳動(dòng)軸常用于變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間的連接。這種軸一般較長(zhǎng)，且轉(zhuǎn)速高，只能承受扭矩而不能承受彎矩。應(yīng)該使傳動(dòng)軸具有足夠的強(qiáng)度和高臨界轉(zhuǎn)速，在強(qiáng)度計(jì)算中，由于所獲取的安全系數(shù)較大，從而使軸的尺寸過大。關(guān)鍵詞：傳動(dòng)軸 零件 剛度 強(qiáng)度Abstract: Axial parts of graduation design is mechanical engineering specialty students complete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory, we learned the basic knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training. Shift is composed of the main parts of the machine parts, all of the transmission parts motion (for example: gear, gear, etc.) must be installed in the transmission of power to exercise and shaft transmission, often used in the connection between the transmission and drive. The shaft generally is long, and the high speed, can withstand torque not inherit the moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed, strength calculation, because of the large safety factor, thus make shaft dimension.Keywords：Shaft parts stiffness strength一、緒論在我們的日常生活中，傳動(dòng)軸的運(yùn)用十分廣泛。傳動(dòng)軸的主要作用為，傳遞力矩和扭矩。傳動(dòng)軸又分為兩種，轉(zhuǎn)軸跟心軸，轉(zhuǎn)軸既能承受轉(zhuǎn)矩又能承受彎矩。心軸只能承受彎矩，不能承受轉(zhuǎn)矩。而傳動(dòng)軸只能承受轉(zhuǎn)矩不能承受彎矩。傳動(dòng)軸一般用來支撐齒輪等做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，所以對(duì)于傳動(dòng)軸有著嚴(yán)格的要求。傳動(dòng)軸的組織性能直接影響到軸的使用壽命；表面質(zhì)量的好壞直接影響到他的傳動(dòng)效率，所以為了達(dá)到軸的使用性能，對(duì)于軸的制造要有著嚴(yán)格的工序。此次工藝設(shè)計(jì)就是為了解決這個(gè)難題。（一）課題背景傳動(dòng)軸是機(jī)械零件中重要零件之一，它起到連接支撐和傳遞轉(zhuǎn)矩。就目前來看傳動(dòng)軸存在的問題還是很多的，重要表面質(zhì)量達(dá)不到要求，裝配中密封不到位等，尤其是汽車方面。很多汽車生產(chǎn)商不得不把自己所產(chǎn)汽車召回，浪費(fèi)了大量的人力物力，也給消費(fèi)者帶來了諸多麻煩，給自己企業(yè)造成了負(fù)面影響。（二）課題設(shè)計(jì)的目的及意義本文研究的目的是研究傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)工藝，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)生的知識(shí)。綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他有關(guān)已修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，主要內(nèi)容是傳動(dòng)軸的如何選擇材料，傳動(dòng)軸的分析和加工方法的選擇，傳動(dòng)軸的加工方案的選擇以及如何選擇毛坯。通過計(jì)算設(shè)計(jì)出加工傳動(dòng)軸的加工時(shí)間，做到有計(jì)劃的利用時(shí)間去生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率。增添了些表面處理防止傳動(dòng)軸生銹和腐蝕。二、工藝設(shè)計(jì)說明書（一）零件圖工藝性分析表1.3生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系產(chǎn)生類型生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺(tái)/年或件/年）工作地每月?lián)?fù)的工序數(shù)(工序數(shù)/每月)小型機(jī)械或輕型機(jī)械中型機(jī)械或中型零件重型機(jī)械或重型零件單件生產(chǎn)100105不作規(guī)定小批生產(chǎn)100-500100-1505-10020-40中批生產(chǎn)500-5000150-500100-30010-20大批生產(chǎn)5000-50000500-5000300-10001-10大量生產(chǎn)50000500010001 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸為年產(chǎn)5000件，根據(jù)表1.3知屬于大批生產(chǎn)。因此加工的對(duì)象固定不變，毛坯精度高，加工余量小，廣泛采用專用機(jī)床，工件采用夾具安裝，夾具廣泛使用高效率的專用夾具和特種工具。1零件結(jié)構(gòu)功用分析從傳動(dòng)軸的受力分析可知，它受扭轉(zhuǎn)一彎曲復(fù)合作用力，由于其承受中等載荷，工作又較平穩(wěn)，沖擊力很小，所以可采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的45號(hào)鋼，坯料用熱軋圓鋼。為了改善組織、提高力學(xué)性能，坯料要經(jīng)過正火熱處理2零件技術(shù)條件分析外圓尺寸精度：30k6，30f7兩節(jié)，25k6，20h6，及M24X1.5的螺紋；外圓形狀位置精度 ：要求為30f7兩軸節(jié)相對(duì)30k6，20h6，25k630f7兩軸節(jié)表面需高頻淬火；外圓表面質(zhì)量：30k6，30f7兩節(jié)，25k6，20h6的表面質(zhì)量要求 Ra均為0.8um，其它面Ra為12.5um3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析軸的鍛件強(qiáng)度較高，形狀比較簡(jiǎn)單，外輪廓尺寸不大，在軸徑30k6，30f7兩節(jié)，25k6，20h6，及M24X1.5的螺紋上均開有鍵槽，且軸兩端帶有B型中心孔。結(jié)論：軸的結(jié)構(gòu)較規(guī)則，在加工鍵槽和B型中心孔時(shí)，采用專用夾具定位和夾緊，螺紋加工安排在半精加工后，精加工前進(jìn)行。（二）毛坯選擇1毛坯類型在傳遞力矩過程時(shí)要承受很強(qiáng)的沖擊力和很大的交變載荷, 要求材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性,而且其輪廓形狀不復(fù)雜,故采用鍛件；零件尺寸不大，而且零件屬于批量生產(chǎn),故采用模鍛。2毛坯余量確定毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，則零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量越少，材料消耗越少，可充分提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，但是毛坯制造費(fèi)用會(huì)提高，在確定毛坯時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)械加工和毛坯制造兩方面考慮。2.11）.鍛件公差等級(jí)：由該零件的功能和技術(shù)確定其鍛件公差等級(jí)為普通級(jí)；2）.鍛件質(zhì)量Mf ：根據(jù)鍛件成品質(zhì)量1.94g估算；3）.分析鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)s：S=Mf/Mn該零件為圓形，假設(shè)其最大直徑37長(zhǎng)為375則在：Mn=/4 d2 hS=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195 mm/316300.05mm=0.726由于0.726介于0.63和1之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S 1 級(jí)。4）.鍛件材質(zhì)系數(shù)M：由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi) 1級(jí)； 5）.零件表面粗糙度 由零件圖知，除30k6，30f7兩節(jié)，25k6，20h6的表面質(zhì)量Ra為0.8um外，其余各加工表面Ra為12.5um；2.2 初步確定機(jī)加工余量及毛坯尺寸，初選毛坯尺寸公差根據(jù)毛坯尺寸公差，鍛件質(zhì)量，材質(zhì)系數(shù)，形狀復(fù)雜系數(shù)，初步確定本零件毛坯尺寸允許偏差，根據(jù)鍛件質(zhì)量，零件表面粗糙度，形狀復(fù)雜系數(shù)查參考書1中表5-9，由此查得單邊余量：零件尺寸初選厚度方向單邊加工余量初選水平方向單邊加工余量確定厚度方向單邊加工余量確定水平方向單邊加工余量初選鍛件尺寸偏差30k61.72.22.02.5234+1.2 -0.630f7兩節(jié)1.72.22.02.5234+1.2 -0.6291.72.22.02.5234+1.2 -0.625k61.72.22.02.5229+1.1 -0.5 241.72.22.02.5229+1.1 -0.51151.72.22.02.52.5115+1.4 -0.620h61.72.22.02.5224+1.1 -0.5321.72.22.02.52.533+1.2 -0.6331.72.22.02.5237+1.2 -0.63701.72.22.02.52.5375+1.7 -0.851.72.22.02.52.510+1.1 -0.52.3驗(yàn)證上述余量是否滿足要求計(jì)算同上得，鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)s= S=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195 mm/316300.05mm=0.726，S屬于S 1級(jí)；查表得，機(jī)械加工余量與上述相同，滿足要求。（三）毛坯零件合圖草圖機(jī)加工工藝路線確定1加工方法分析確定（1）30k6外圓-粗車（IT12級(jí)，Ra12.5um）-半精車（IT9級(jí)，Ra3.2um）-銑鍵槽（IT9級(jí)，Ra12.5um）-粗磨（IT8級(jí)，Ra0.8um）-精磨（IT6級(jí)，Ra0.8um）（2）25k6外圓-粗車（IT12級(jí)，Ra12.5um）-半精車（IT9級(jí)，Ra3.2um）-銑鍵槽（IT9級(jí)，Ra12.5um）-粗磨（IT8級(jí)，Ra0.8um）-精磨（IT6級(jí)，Ra0.8um）（3）20h6外圓-粗車（IT12級(jí)，Ra12.5um）-半精車（IT9級(jí)，Ra3.2um）-銑鍵槽（IT9級(jí)，Ra12.5um）-粗磨（IT8級(jí)，Ra0.8um）-精磨（IT6級(jí)，Ra0.8um）（4）30f7外圓-粗車（IT12級(jí)，Ra12.5um）-半精車（IT9級(jí)，Ra3.2um）- 熱處理（30f7兩節(jié)外圓表面局部高頻淬火）-磨削（IT7級(jí)，Ra0.8um）（5）2M24X1.5螺紋-粗車（IT12級(jí)，Ra12.5um）-半精車（IT9級(jí)，Ra3.2um）-銑鍵槽（IT9級(jí)，Ra12.5um）-車螺紋（配螺母）2加工順序的安排銑端面鉆中心孔保證總長(zhǎng)370mm，粗車各外圓和臺(tái)階端面，半精車各段外圓和切各段3X0.5退刀槽，加工30k6，25k6，20h6，及24各段的鍵槽，隨后車M24X1.5的螺紋，局部熱處理30f7兩節(jié)表面進(jìn)行高頻淬火，最后粗精磨30k6，25k6，20h6外圓及30f7兩節(jié)外圓表面，保證表面質(zhì)量Ra為0.8um。3定位基準(zhǔn)選擇(1)粗基準(zhǔn)的選擇：粗車時(shí)以外圓和兩側(cè)端面為粗基準(zhǔn)；(2)精基準(zhǔn)的選擇：以兩側(cè)端面中心孔為精基準(zhǔn)定位。4加工階段的劃分說明加工階段分為：粗加工階段為工序3、5、10；半精加工階段為工序15，20，25，30；精加工階段為工序35，40；方案討論：M24X1.5的螺紋加工安排在半精加工后，精加工前進(jìn)行，故放到半精加工階段來實(shí)現(xiàn)。5主要機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖及其簡(jiǎn)述工序3.銑左端面，鉆中心孔本工序需要保證傳動(dòng)軸長(zhǎng)度及中心孔的質(zhì)量，著斷面不平測(cè)鉆中心孔的鉆上的兩切削刃受力不均鉆頭可能引片而折斷，因此要采用先面后孔的原則。中心孔除影響傳動(dòng)軸質(zhì)量分布外，它還是傳動(dòng)軸加工的重要基準(zhǔn)貫穿整個(gè)傳動(dòng)軸加工始終，因而直接影響傳動(dòng)軸加工精度。鉆削力矩的計(jì)算 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得：鉆削力矩的計(jì)算公式為： M=0.21D2f0.8Km其中M切削力矩（N.M）；D鉆頭直徑（mm）；F每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm）；Km修正系數(shù)，查表；查表得：D=8；F=0.1；Km=0.74；帶入得：M=0.21D2f0.8Km=0.21x82x0.10.8x0.74=2.744Nm工序5.銑右端面，鉆中心孔 工序10. 粗車各段外圓及端面 工序15 半精車各段外圓及端面工序20 銑30k6，25k6，20h6，24各段外圓的鍵槽工序25. 車M24X1.5的螺紋工序30.30f7兩節(jié)外圓表面需高頻淬火hrc40-45工序35.粗磨30k6，25k6，20h6，30f7兩節(jié)，各段外圓工序40 精磨30k6，25k6，20h6 ，各段外圓工序45去毛刺；工序50檢驗(yàn)；工序55入庫(kù).（四）工序尺寸及其公差確定1工序尺寸確定加工表面工序余量（雙邊）工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗半精粗磨精磨粗半精粗磨精磨粗半精粗磨精磨30k6外圓2.61.00.30.131.4150 -0.3930.4150 -0.06230.1150 -0.02530.0150 -0.013Ra12.5Ra3.2Ra0.8Ra0.825k6外圓2.61.00.30.126.4150 -0.3325.4150 -0.05225.1150 -0.02125.0150 -0.013Ra12.5Ra3.2Ra0.8Ra0.820h6外圓2.61.00.30.121.40 -0.3320.40 -0.05220.10 -0.021200 -0.013Ra12.5Ra3.2Ra0.8Ra0.830f7外圓2.61.00.331.380 -0.4630.380 -0.05229.980 -0.021Ra12.5Ra3.2Ra0.8加工表面工序余量（雙邊）工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗車半精車半精車粗車半精車半精車粗車半精車半精車292.61.01.431.40 -0.4630.40 -0.062290 -0.052Ra12.5Ra3.2Ra3.2242.61.01.426.40 -0.3325.40 -0.052240 -0.052Ra12.5Ra3.2Ra3.21151.5（單邊）1.0（單邊）1140 -0.541150 -0.54Ra12.5Ra3.2321.5（單邊）1.0（單邊）310 -0.39320 -0.39Ra12.5Ra3.251.5（單邊）1.0（單邊）60 -0.1850 -0.18Ra12.5Ra3.23702.53700 -0.89Ra12.52軸向尺寸的工序尺寸鏈圖（五）設(shè)備及其工藝裝備確定1選擇機(jī)床和夾具(1）工序03、05是銑端面和鉆中心孔，可采用專用夾具在X53K銑床上加工；(2）工序10、15、25是粗車、半精車、車螺紋各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)，不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床能夠滿足使用要求，又由于要求的精度較高，表面粗糙度值較小，需選用較精密的車床才能滿足要求，因此選用C620-1，使用通用夾具（兩頂尖）裝夾；(3）工序20是銑鍵槽，可采用專用夾具在立式銑床上加工，故選X53K；(4）工序40，45是磨削外圓， 使用專用磨床夾具，選用臥式磨床M1432；2選擇刀具(1）工序03、05在銑床上加工，一般都選用硬質(zhì)合金端銑刀；(2）工序10、15、25在車床上加工，一般都選用硬質(zhì)合金車刀，加工剛質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，為了提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，選用90度車刀，螺紋車刀和鏜刀，切槽刀宜選用高速鋼；(3）工序20銑鍵槽，零件要求銑切寬度分別為5h9，6h9，8h9故所選直柄鍵槽銑刀分別為5e8 GB/T1112.1-1997，6e8 GB/T1112.1-1997，8e8GB/T1112.1-1997；3選擇量具本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具工序加工面尺寸尺寸公差選擇量具粗加工外圓31.40.39讀數(shù)值0.02，測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡尺26.40.33粗加工軸向尺寸1160.54330.3960.18半精加工軸向尺寸1150.54320.3950.18半精加工外圓30.40.062讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍75100外徑千分尺25.40.05220.40.052粗，精磨外圓30k60.013選用單頭雙限卡規(guī)（GB632286）25k60.01320h60.01330f70.021（六）切削用量及工時(shí)定額確定工序10（參考書1）本道工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚺_(tái)階面和外圓）已知加工材料為45鋼，b=670Mpa，鍛件有外皮，機(jī)床為SK40P，工件采用兩頂尖裝夾。1.確定粗車外圓33的切削用量，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀，刀桿尺寸BXH=16mmX25mm刀片厚為4.5mm，根據(jù)1表5-113，選擇刀具幾何角度s=00,o=120,o=60,o=40 r=900，r=100，=0.8mma.確定被吃刀量ap 粗車雙邊余量為2.6mm，則ap =1.3mmb.確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114在粗車鋼料，刀桿尺寸16X25mm，ap3mm，工件直徑在2040mm時(shí)f=0.30.5mm/r，按C620-1車床的進(jìn)給量f=0.33mm/r確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)：根據(jù)表5-55，C620-1車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力Fmax=3530N根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼料b=570670Mpa，ap 2mm，f0.75mm/r，r=45 0，V=65m/min時(shí)，進(jìn)給力Ff=760N。Ff的修正系數(shù)為Kr。Ff=1.0，KsFf=1.0， KkTFf=1.17故實(shí)際進(jìn)給力為Ff=760X1.17=889.2NFfFmax，所選的進(jìn)給量f=0.33mm/r可用。C .選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)表5-119，車刀后刀面最大磨損量取1m，車刀的耐用度為T=60min。d .確定切削速度Vc根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT5硬質(zhì)合金車刀加工6b=600700Mpa，鋼料ap3mm，f0.75mm/r，V=109m/min切削速度的修正系數(shù)為Ksv=0.8, Ktv=0.65, KKTv=0.81, KTv=1.0, Kmv=Kkv=1，n=1000v/3.14d=1000X45.9/3.14X37=395.1r/min按C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇n=380 r/min，則實(shí)際切削速度V=44.1m/mine.校驗(yàn)機(jī)床功率：由表5-125，當(dāng)6b=580970mpa，HBS=166277，ap2mm，f0.75mm/r，Vc=44.1m/min時(shí)，Pc=1.7KW切削功率的修正系數(shù)為KTrPc=1.13, KkrPc=1.17，Kr。Pc=KMPc=KkPc=1.0，KSPc=0.8，KtPc=0.65，故實(shí)際切削時(shí)的功率為Pc=0.72KW根據(jù)表5-29，當(dāng)n=120r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率PE=5.9KW，PcPE，故所選切削用量在C620-1車床上進(jìn)行最后確定的切削用量為：ap =1.3mm，f=0.33mm/r，V=44.1m/min，n=380 r/min。2. 確定粗車外圓31.4mm及臺(tái)階面的切削用量，采用車外圓33的刀具加工這些表面，加工余量皆可一次走刀切除，車外圓31.4mm的ap =1.3mm，f1=0.33mm/r，臺(tái)階面的ap =1.5mm，f2=0.30mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車外圓33的轉(zhuǎn)速相同。3.確定粗車外圓26.4mm及臺(tái)階面的切削用量，采用車外圓33的刀具加工這些表面，加工余量皆可一次走刀切除，車外圓26.4mm的ap =1.3mm，f1=0.33mm/r，臺(tái)階面的ap =1.5mm，f2=0.30mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車外圓33的轉(zhuǎn)速相同。4. 確定粗車外圓21.4mm及臺(tái)階面的切削用量，采用車外圓33的刀具加工這些表面，加工余量皆可一次走刀切除，車外圓21.4mm的ap =1.3mm，f1=0.33mm/r，臺(tái)階面的ap =1.5mm，f2=0.30mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車外圓33的轉(zhuǎn)速相同。基本時(shí)間確定粗車外圓33的基本時(shí)間，根據(jù)表2-21車外圓基本時(shí)間：Tj1=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=7.5mm,L1=ap/tanKr+(2-3),Kr=900,L1=2mm,L2=0,L3=0,f=0.33mm/r,n=380 r/min,i=1Tj1=7.5+2/0.33*380=4.5s確定粗車外圓31.4的基本時(shí)間，根據(jù)表2-21車外圓基本時(shí)間：Tj2=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=250mm,L1=ap/tanKr+(2-3),Kr=900,L1=2mm,L2=0,L3=0,f1=0.33mm/r,f2=0.30mm/r，n=380r/min,i=1Tj2=(250+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=122.97s確定粗車外圓26.4的基本時(shí)間，根據(jù)表2-21車外圓基本時(shí)間：Tj3=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=83mm,L1=ap/tanKr+(2-3),Kr=900,L1=2mm,L2=0,L3=0,f1=0.33mm/R,f2=0.30mm/r，n=380 r/min,i=1Tj3=(83+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=43.04s確定粗車外圓21.4的基本時(shí)間，根據(jù)表2-21車外圓基本時(shí)間：Tj4=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=29.5mm,L1=ap/tanKr+(2-3),Kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f1=0.33mm/r，f2=0.30mm/r，n=380 r/min, i=1Tj4=(29.5+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=17.44s確定工序10的基本時(shí)間：Tj= Tj1+ Tj2+ Tj3+ Tj4=（4.5+122.97+43.04+17.44）s=187.95s三、第20號(hào)工序夾具設(shè)計(jì)說明書（一）工序尺寸精度分析工序加工要在軸25.40 -0.052的外圓表面上銑鍵槽保證尺寸20.50 -0.52，鍵槽寬為6h9mm；無其它技術(shù)要求，該工序在立式銑床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。（二）定位方案確定理論上限制自由度分析：槽寬由定尺寸刀具保證；保證槽深應(yīng)限制：x移動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng);保證鍵槽長(zhǎng)度應(yīng)限制：x移動(dòng)；保證鍵槽對(duì)稱度應(yīng)限制：y移動(dòng),z轉(zhuǎn)動(dòng)；綜合結(jié)果限制：x移動(dòng)、y移動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng),z移動(dòng)；實(shí)際上限制自由度分析：V形塊定位30.40 -0.052限制：y移動(dòng)、z移動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)，大頭端面用定位銷定位限制：x移動(dòng)；綜合結(jié)果實(shí)際限制：x移動(dòng)、y移動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)、z移動(dòng)；（三）定位誤差分析計(jì)算工件采用V形塊定位，對(duì)稱度分析：基準(zhǔn)不重合誤差為：jb=0.02mm，基準(zhǔn)位移誤差為：db=0則：dw=jb+db=0.02mm對(duì)尺寸20.50 -0.52分析：基準(zhǔn)不重合誤差為：jb=0.02+0.026=0.046mm基準(zhǔn)位移誤差為：db=0.707T（d）=0.707X0.062=0.044mm則：dw=jb+db=0.09mm由于T=0.52 mm，T/3=0.173mm,即dwT/3，故該夾具能夠滿足加工要求.（四）夾緊方案及元件確定本套夾具采用鉸鏈壓板夾緊；工件在加工時(shí)所受的力主要是切削力F，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-7得切削力的計(jì)算公式：Fx=667DsKp=667x7x700x650/7261083N實(shí)際所需加緊力與計(jì)算加緊力之間的關(guān)系為：(K由表1-2-2查得為1.15)F=KFx=1.15X1083=1245.45N（五）夾具總裝草圖 四、第10號(hào)工序刀具設(shè)計(jì)說明書（一）工序尺寸精度分析粗車軸各段外圓保證尺寸33，31.4，26.4，21.4公差等級(jí)為IT12。（二）刀具類型確定此道工序保證的尺寸精度要求不高可用游標(biāo)卡尺測(cè)量，屬粗加工，因此可用90度外圓車刀。（三）刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定（數(shù)據(jù)來源參考書3）序號(hào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)來源或公式計(jì)算采用值1車刀外行表2-6、2-7焊接式900 強(qiáng)力外圓車刀2刀片材料YT5刀桿材料45鋼3幾何角度表2-8、2-9s=00 o=120 o=60o=40 r=90 0 r=100=0.8mm4斷削參數(shù)前面型式表2-11、2-12（f=0.33mm/r）帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面Ln=8.5m,o 1= -200 br1=0.6 qn=9.35過渡刃表2-13（ap=1.3mm）直線過渡刃 Kre=450 b=16刀片型號(hào)表2-3A420L=20 ,B=12 ,C=7,R=12.5,r=1 e=0.87車刀外型結(jié)構(gòu)尺寸表2-1、2-2、2-5BxH=20x30 L=150M=8(900 彎頭車刀)8刀槽型式表2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=120 -18.30Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(50 +6.30 )=31-7x1/1=24Bc=B-C*tg(o+c)=12-7tg(60 +5.30 )=10.6Lc=L-CCoso/Cos(o+c)*tgo=20-7.Cos5/Cos(60 +5.30 )*tg5=20-7x0.08=19.4j= 18.30c= 5.30Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm（四）刀具工作草圖五、第40號(hào)工序量具設(shè)計(jì)說明書(一)工序尺寸精度分析對(duì)軸外圓30k6選基孔制，首先確定被測(cè)軸的極限偏差，查4公差書第三章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得30k6的上偏差es= -0.009mm,下偏差ei= -0.025mm。公差等級(jí)為IT6。（二）量具類型確定軸的外圓30k6的量具用卡規(guī)，量具測(cè)量面的材料用硬質(zhì)合金，測(cè)量面的硬度為58-65HRC，其它部分的材料為45鋼。（三）極限量具尺寸公差確定1確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT6尺寸30k6的量規(guī)公差為T=0.0024mm,位置要素Z=0.0028mm.。2計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差：30k6通規(guī)：上偏差=es-Z+T/2=-0.009-0.0028+0.0012=-0.0106mm 下偏差=es-Z-T/2=-0.009-0.0028-0.0012=-0.013mm磨損極限= es=-0.009mm止規(guī)：上偏差=ei+T=-0.025+0.0024=-0.0226mm 下偏差=ei=-0.025mm（四）極限量具尺寸公差帶圖（五）極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)六、傳動(dòng)軸粗車、精車、切槽、車螺紋數(shù)控編程工序設(shè)計(jì)(一)數(shù)控加工工藝性分析零件選用的材料為45鋼，45鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能較好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好，45號(hào)鋼可以淬硬至HRC4246。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，將45鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。零件結(jié)構(gòu)工藝性,是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。它包括零件的各個(gè)制造過程中的工藝性，如零件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和加工工藝性等。由此可見，零件結(jié)構(gòu)工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合分析。在制定機(jī)械加工工藝時(shí)，主要進(jìn)行機(jī)械加工工藝分析。在審查零件結(jié)構(gòu)工藝性時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn) 。1、根據(jù)具體的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件來分析。2、必須從毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配幾個(gè)方面全面的綜合評(píng)價(jià)零件的結(jié)構(gòu)工藝性。零件結(jié)構(gòu)工藝性，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要便于加工。軸的鍛件強(qiáng)度較高，形狀比較簡(jiǎn)單，外輪廓尺寸不大，在軸徑30k6，30f7兩節(jié)，25k6，20h6，及M241.5的螺紋上均開有鍵槽，且軸兩端帶有B型中心孔。 結(jié)論：軸的結(jié)構(gòu)較規(guī)則，在加工鍵槽和B型中心孔時(shí)，采用專用夾具定位和加緊，螺紋加工安排在半精加工后，精加工前進(jìn)行。（二）走刀路線的確定1、粗車外圓：粗車各外圓至33、31.5、29、26.5、25.5、21.52、精車外圓：精車各外圓至圖紙要求尺寸3、切槽：5-31.14、車螺紋：M241.5（三）刀具及切削用量確定本零件的加工刀具及切削用量分別如表5.1和表5.2所示。表5.1 數(shù)控加工刀具卡片刀具號(hào)刀具名稱刀具規(guī)格刀具材料加工表面T0101外圓粗車刀93oYT15粗車外圓及端面T0202外圓精車刀55oYT15精車外圓及端面T0303切槽刀YT15切槽T0404螺紋刀60oYT15車螺紋表5.2 切削用量的選擇加工表面加工刀具主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度(mm/min)背吃刀量mm粗車外輪廓T010187486.43切槽T0303589503精車外輪廓T0202527500.14車螺紋T040461046T0101：90o外圓粗車刀T0202：90o外圓精車刀T0303：切槽刀T0404：螺紋車刀（四）數(shù)控車床的確定：數(shù)控車床SK40P（五）數(shù)控系統(tǒng)的確定：980TD（六）編程原點(diǎn)的確定及數(shù)值計(jì)算該零件屬于軸對(duì)稱零件，因此選擇零件的端面中心為編程原點(diǎn)。依據(jù)二維圖軟件自動(dòng)生成，數(shù)值計(jì)算如下：xz1180220-1320-32422-32524-33624-63725-64825-112928-1151030-1161130-3651233-3651333-3691433-3691531370（七）程序編寫及說明粗車外圓M03 T0101 S500 GO X35 Z2 G71 U2 R1 G71 P1 Q2 U1 F150 N1 G0 X20 G1 Z-32 X24 Z-60 X25 Z-115 X30 Z-365 N2 X35 G0 X100 Z100M05 精車外圓M03 T0202 S1000 G0 X35 Z2X19 G1 ZO F80 X20.2 Z-1 Z-32X23 X23.8 Z-33Z-60X25.2 Z-61Z-115 X29X30.2 Z-116Z-180 X29.2 Z-181Z-271X30.2 Z-272Z-370X35GO X100 Z100MO5切槽 M03 TO3O3 S300G0 X33 Z2Z-32G1 X18 F100G0 X33Z-60G1 X22 F100G0 X33 Z-115G1 X23 F100G0 X33Z-333G1 X28 F100G0 X33 Z-365G1 X28 F100G0 X100 Z100 M05車螺紋M03 TO4O4 S1200 GOO X33 Z-30G1 X24 F80G92 X23.5 Z-59 P1.5X23 X22.5 G0 X100Z100M30七、總結(jié)在本次設(shè)計(jì)研究過程中我們主要完成了傳動(dòng)軸加工工藝過程的編制，讓我們充分了解了傳動(dòng)軸的加工流程，從而使我對(duì)傳動(dòng)軸的加工及測(cè)量都有了較深的理解。但由于經(jīng)驗(yàn)不足對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握不透，因此，還存在以下問題：（一）實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)缺乏，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。（二）由于理論知識(shí)有限，有些專業(yè)知識(shí)還了解還不太清楚。（三）在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有