课程设计传动轴的机械加工工艺设计(3)

热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件CA6140车床输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840℃温度中保持30分钟释放应力。

7、工艺路线的确定

根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下：

方案一

1、备料 锻造毛坯

2、热处理 退火（消除内应力） 3、普车 粗车右端面各外圆

4、普车 粗车左端面各外圆柱面 倒角 5、热处理 调质 6、数控车 先钻再绞

7、数控车 精车右端外圆柱面到要求 退刀槽 倒角

8、数控车 精车左端外圆柱面到要求 MorseN0.4 退刀槽 车螺纹 倒角 9、数控铣 铣键槽 10 数控车 倒角 11、去毛刺 12、检验

方案二

1 备料 锻造毛坯

2 热处理 退火（消除内应力） 4 普车 车端面外圆柱及倒角 5 普车 车φ45 6 普车 φ35 7 普车 φ30

8 数控车 φ29.295morseNo.4 9 数控铣 先钻再绞 10 数控车 退刀槽 11 数控车 车螺纹 12 数控铣 铣键槽

13 去毛刺 14 检验

综上所述：两个工艺方案的特点在于工序集中和工序分散和加工顺序，从零

件本身来考虑，由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求，所以采用方案一。

8、加工路线的确定

确定刀具走刀路线主要是提高生产效率，正确的加工工艺程序，在确定走刀路线时主要考虑以下几个方面： 1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度

2、应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率 3、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量

9.工序设计

9.1 加工余量，工序尺寸，及其公差的确定

根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1） 外圆柱面φ35 工序名称 精车 半精车 粗车 毛坯 2） 外圆柱面φ30 工序名称 精车 半精车 粗车 毛坯 3） 外圆柱面φ45

工序名称 粗车 工序余量 2 工序公差 IT10 工序尺寸公差 φ45 表面粗糙度 6.3 工序余量 1.0 1.1 5 7.1 工序公差 IT6 IT10 IT11 工序尺寸公差 φ30 φ31 φ32.1 φ38±1 表面粗糙度 0.8 1.6 6.3 工序余量 1.0 1.1 5 7.1 工序公差 IT5 IT10 IT11 工序尺寸公差 φ35 φ36 φ37.1 φ43±1 表面粗糙度 0.8 1.6 6.3 毛坯 4 车螺纹M20*1.5 工序名称 攻丝 精车 半精车 粗车 毛坯 5 车螺纹M33*1.5 工序名称 攻丝 精车 半精车 粗车 毛坯 工序名称 精车 半精车 粗车 毛坯 7 加工孔φ8 工序名称 铰 钻 8 加工键槽（φ10） 工序名称 精铣 粗铣 2 工序余量 1.0 1.0 1.1 5 7.5 工序余量 1.0 1.0 1.1 5 7.5 工序余量 1.0 1.1 5 7.1 工序余量 0.2 7.8 工序余量 工序公差 IT8 IT8 IT10 IT12 工序公差 IT8 IT8 IT10 IT12 工序公差 IT6 IT10 IT11 工序公差 IT9 IT12 工序公差 IT9 IT12 φ48±1 工序尺寸公差 φ20 φ20 φ21 φ22.1 φ28±1 工序尺寸公差 φ33 φ33 φ34 φ35.1 φ43±1 工序尺寸公差 φ29.295 φ30 φ31 φ38±1 工序尺寸公差 φ8 φ7.8 工序尺寸公差 φ10 φ6 表面粗糙度 1.6 1.6 3.2 6.3 表面粗糙度 1.6 1.6 3.2 6.3 表面粗糙度 0.8 1.6 6.3 表面粗糙度 3.2 6.3 表面粗糙度 1.6 3.2 6 莫氏锥度4号（以左锥面端面为基准） 9 加工键槽（φ6） 工序名称 精铣 粗铣 工序余量 工序公差 IT9 IT12 工序尺寸公差 φ6 φ4 表面粗糙度 1.6 3.2 10 加工退刀槽（3*1） 工序名称 粗车 工序余量 2 工序公差 IT10 工序尺寸公差 φ18 表面粗糙度 3.2 11 加工退刀槽（2*3*0.5） 工序名称 粗车 工序余量 2 工序公差 IT10 工序尺寸公差 φ34 表面粗糙度 3.2 12 加工退刀槽（4*1） 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗车 2 IT10 φ31 3.2 10.基准的选择

工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用φ20外圆柱面作为粗基准来加工φ45外圆柱面和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，φ45的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。 粗基准

由于此零件为轴类零件，为了保证精度，所以选择外圆作为粗基准面。首先选用三爪卡盘自动找正原理，夹紧。以外圆为粗基准面，加工外圆、端面、孔。然后用已加工过的外圆作为基准，加工另一端面。 精基准

精基准的选择对一个零件加工完成后的精度非常重要。此零件选用一端的孔作为精基准，所以用一端夹一端顶来精加工外圆。

11、切削用量的选择

所谓合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。 制订切削用量，就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上，合理地确定背吃刀量、进给量。 加工外圆柱面φ45

粗车： 确定进给量f：查《金属机械加工工艺人员手册》增订组编 上海

科学出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 结合CA6140说明书取

f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/?d =341.22r/min由CA6140说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n?d/1000=320×3.14×45/1000=70.34m/min 功率Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×

2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r

半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：

f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min 故n=1000Vc/?d=660.04r/min 圆整得n=660 r/min

功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw

由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r

加工外圆柱面φ35

粗车：d=35确定进给量f：查《金属机械加工工艺人员手册》增订组编 上

海科学出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 取f=0.71 查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/?d =341.2r/min 由CA6140说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n?d/1000=320×3.14×35/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm

校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×

0.71/60000=4.8 Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r

半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取

f=0.45 ap=0.9mm 再查外圆切削数据表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 则n=1000Vc/?d=546.8r/min 圆整得n=550 r/min 则Vc=n?d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min 功率

Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r

加工外圆柱面30

粗车： d=30确定进给量f：查《金属机械加工工艺人员手册》增订组编 上

海科学出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r 查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 则

n=1000Vc/?d =341.2r/min 由CA6140说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n?d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm 功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r

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