轴加工工艺规程设计
专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名: 学号：
轴类零件加工工艺规程设计
一、 设计要求：
1.1.零件任选
1.2.零件图一张，用CAD画 1.3.毛坯图一张
1.4.机械加工工艺规程综合卡片一套 1.5.说明书一份 1.6.按大批大量生产考虑
二、零件图
2.1 轴的作用
轴主要应用在动力装置中，是主要零件之一。其主要作用是传递转矩，使主轴获得旋转的动力，其工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩。因此，该零件需具有足够的耐磨性和抗扭强度。
2.2输出轴的结构特点、工艺，表面技术要求分析
从图示零件分析，该轴结构简单，属于阶梯轴类零件。主要由有φ55、φ40、φ23、φ20的外圆柱面。φ50的外圆的粗糙度要求都为Ra0.8um, φ20的外圆的粗糙度要求都为Ra1.6um，φ35的圆弧面的粗糙度要求都为Ra3.2um，莫氏4的锥度表面要求为Ra0.8um，形位精度也比较高，为径向跳动量小于0.04mm，由于输出轴在工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强耐磨性和抗扭强度，要对输出轴进行调质处理，硬度为250HBS。加工零件不能使用砂布、锉刀及其他砂磨工具进行锉修及打光。未标注的公差按IT14，未倒得角按1x45度。莫氏4锥度用涂色法检查接触70%。
三、确定毛胚
3.1选择毛胚材料 毛坯的材料 45钢
制造毛胚的种类有很多，如1、型材2、锻造3、铸造，由于该输出轴要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强其刚性和韧性，所以要选择锻件做为毛胚。如果选用棒料，由于生产类型为大批，从经济上考虑，棒料要切削的余量太大，浪费材料，所以不选。
3.2毛胚的的简图
四、工艺路线的确定
4.1基准的选择
基准可以分为粗基准和精基准 4.11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、中心孔。然后用已加工过的外圆作为基准，加工另一端面和钻中心孔，保证两个中心孔在同一直线上。 4.12精基准的选择
精基准的选择对一个零件加工完成后的精度非常重要。此零件选用两端的中心孔作为精基准，所以用两端中心孔来对外圆精加工。外圆加工完成后用外圆作为精基准，加工内圆，攻螺纹。
4.2工序集中和分散考虑 4.21工序集中
工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。其主要特点是：
可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；
减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力； 减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；
采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。 4.22工序分散
工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。其主要特点是
设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换,对工人的技术要求较低； 可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；
所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。
工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模。一般情况下，单件小批生产时，采用工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；批量生产时，采用工序分散。 终上以及结合图纸要求，采用工序分散。 4.3加工设备于工艺设备的的选择 4.31立式钻床
4.32数控车床CAK6136V/750
CAK6136V/750,床身上最大回转直径：ф360MM， 滑板上最大回转直径：ф180MM， 滑板上最大切削直径：ф180MM， 最大加工长度： 650MM，主轴通孔直径： ф53MM，主电机功率： 变频5.5KW， 主轴转速范围：200-3000 R/MIN， X轴最大行程： 220 MM， Z轴最大行程： 660MM， 机床重复定位精度：X轴：0.007， Z轴：0.01， 加工精度： IT6，粗糙度： RA1.6，机床净重/毛重：2030*3170KG，包装箱尺寸：（长*宽*高）：2500*1640*2145MM. 4.33普通外圆磨床
一般全天候外圆磨床实用于磨削圆柱形圆扇形的外圆和内孔,也棵磨削轴向端面,宜用来批量消费及各族机器加工程业运用,存正在精密度高、刚刚性强、磨削频率高、操作便当等特性，构造保守，
砣子架回转180度可用来内孔磨削，外圆砣子采纳400*40*203，进步了磨削频率及砣子耐费用。一般全天候外圆磨床次要用来成批轴类整机的端面、外圆及圆锥面的精细磨削，是公共汽车启动机等事业的次要设施。也实用于军工、航天、正常精细机器加工小组批量小，精密度请求高的轴类整机加工。用来染色纺线事业，粗粗纱机，并条机，精梳机，加弹机等上皮辊加工。
五、加工顺序的安排
毛坯热处理 退火（消除内应力）
数控车 外圆作为粗基准粗车右端面，打中心孔和左端面，打中心孔 数控车 中心孔定位粗车外圆
数控车 外圆作为粗基准精加工左右端面，打中心孔
数控车 中心孔作为精基准精加工外圆，车外圆螺纹 数控车 粗磨，半精磨，精磨外圆
数控车 以外圆为精基准钻两端孔，绞孔，攻M24螺纹。
六、工艺路线的确定
合理确定走刀路线对于保证被加工零件的加工精度和表面质量以及提高编程和加工效率起着非常重要的作用。尤其是加工轴类零件。应做到走刀路线短，刀具空行程少，这样才能提高工作效率。
6.1第一种方法
锻造毛坯—--外圆定位，加工左右端面，打中心孔，粗车外圆环—--中心孔定位，粗车外圆—--
以外圆定位，精加工左右端面，打中心孔，半精车圆环---中心孔定位，半精加工外圆，车削外圆螺纹--—磨削外圆--—外圆定位，钻两端孔---绞右端孔， 车左端内孔螺纹退刀槽—--攻左端内孔螺纹—淬火—去毛刺—检测 6.2第二种方法
锻造毛坯—--外圆定位，加工左右端面，打中心孔，车外圆环，精加工左右端面，打中心孔，精车圆环--—中心孔定位，粗车外圆，精加工外圆，车削外圆螺纹—--磨削外圆—--外圆定位，钻两端孔---绞右端孔， 车左端内孔螺纹退刀槽—--攻左端内孔螺纹—淬火—去毛刺—检测 6.3工艺比较
综合上述两种方法，第一种方法工序比较分散，可以保证莫氏4锥度的圆跳动小于0.04，适合于大批量生产。而第二种方法，工序集中，必须依靠工人师傅的技术和耐心来保证圆跳动，适合小批量生产。所以选择第一种加工方法，生产效率高。 加工程序： O1234 %1000 T0101
G00X52Z2M08S800F1000 G01X0Z0M03
G71U1R1P1Q2E0.2S1600 N1 G01X0Z0 G01X30.319 X31.6Z-50 X20 Z-75 X33.545 G02X33.545Z-95 G01X20 Z-110 X40
X42Z-111 Z-139 X40Z-140 Z-145 N2 G01X52 T0202 G00X40Z3S150 G82X41.8Z-140F1.5
X40.6 X40.2 X40.16 G00Z100 M05 M30
七、刀具的选择
刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。应考虑以下方面：
（1） 根据零件材料的切削性能选择刀具。 （2） 根据零件的加工阶段选择刀具。
（3） 根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。
由于我们要加工的零件材料要求为45钢，根据要求，选择硬质合金刀。
（1） 粗车左右端面，打中心孔，粗车外圆环：90°端面车刀 中心孔钻头 （2） 粗车外圆： 90°外圆车刀
（3） 半精车左右端面，打中心孔，精车圆环： 90°端面车刀中心孔钻头 （4） 半精加工外圆，车削外圆螺纹： 70°外圆车刀 螺纹车刀 （5） 磨削外圆： 砂轮
（6） 钻两端孔： φ20、φ13高速钢钻 （7） 绞右端面孔 ： 绞孔刀
（8） 内圆镗刀： 90°内孔刀 （9） 内螺纹刀
八、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。 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：
零件材料为45钢，硬度207~241HBS。生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。 根据上诉原始资料及加工工序，分别确定加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.外圆表面（Φ50mm与锥面）
考虑其加工长度为190mm，其外圆不存在非加工表面，Φ50mm与锥面表面粗糙度为0.8，要求，粗加工、精加工各一次。取其外圆表面Φ50mm部分直径Φ53.2mm，锥面大端表面的取其毛坯直径34.8mm。此时，直径余量2Z=3.2mm。 毛坯 Φ53.2mm
粗车 Φ50.2mm 2Z=3.0mm 半精车 Φ50mm 2Z=3.2mm 2、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量
考虑其加工长度为190mm，为使其加工之后满足190mm~190.2mm，查《机械制造工艺设计简明手册》，选取毛坯长度191.6mm。参照《互换性与测量技术基础》端面的表面精度要求为IT7，此时，加工余量取1.6mm. 毛坯 192.4mm
粗车 190.9mm Z=1.5mm 粗磨 190.1mm Z=0.8mm 精磨 190mm Z=0.1mm
3、外圆表面Φ40×12mm
Φ40×12mm处表面粗糙度为1.6mm,精度要求界于IT8-IT9,粗磨就可以满足。参照《互换性与测量技术基础》确定工序尺寸及余量为： 毛坯 Φ44.6mm
粗车 Φ41.6mm 2Z=3.0mm
粗磨 Φ40mm 2Z=1.6mm
4、外螺纹（Φ42mm）
外螺纹处加工的表面粗糙度和精度的要求都体现在对外圆表面的加工上，粗社和半精车就可以满足要求，外螺纹大径=Φ42mm,取其毛坯直径=Φ46.6mm。尺寸余量2Z=4.6mm。
毛坯 Φ44.5mm
粗车 Φ42.2mm 2Z=2.5mm 精车 Φ42mm 2Z=0.2mm 5、Φ20mm及Φ20± 0.1mm Φ20mm处只需粗车、半精车达到其精度和表面粗糙度。 毛坯 Φ24.6mm
粗车 Φ21.6mm 2Z=3.0mm 半精车 Φ20mm 2Z=1.6mm
Φ20± 0.1mm 处有其表面粗糙度和精度要求，参照《互换性与测量技术基础》其精度要求IT10-IT11，粗车就可以达到要求。 毛坯 Φ23mm
粗车 Φ20mm 2Z=3.0mm 为了锻压时方便，可选两处的直径相当,取直径=24.6mm。
6、Φ35mm
此处加工时表面粗糙度要求为3.2mm，粗车，半精车可达表面粗糙度和精度要求IT8-IT11。 毛坯 Φ39.6mm
粗车 Φ36.6mm 2Z=3.0mm 精车 Φ35mm 2Z=1.6mm
九、参考文献
【1】王健石 机械加工常用刀具数据速查手册 机械工业出版社 2006
【2】运强 机械切削工人常用计算手册 化学工业出版社 2006
轴加工工艺规程设计
专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名: 学号：
轴类零件加工工艺规程设计
一、 设计要求：
1.1.零件任选
1.2.零件图一张，用CAD画 1.3.毛坯图一张
1.4.机械加工工艺规程综合卡片一套 1.5.说明书一份 1.6.按大批大量生产考虑
二、零件图
2.1 轴的作用
轴主要应用在动力装置中，是主要零件之一。其主要作用是传递转矩，使主轴获得旋转的动力，其工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩。因此，该零件需具有足够的耐磨性和抗扭强度。
2.2输出轴的结构特点、工艺，表面技术要求分析
从图示零件分析，该轴结构简单，属于阶梯轴类零件。主要由有φ55、φ40、φ23、φ20的外圆柱面。φ50的外圆的粗糙度要求都为Ra0.8um, φ20的外圆的粗糙度要求都为Ra1.6um，φ35的圆弧面的粗糙度要求都为Ra3.2um，莫氏4的锥度表面要求为Ra0.8um，形位精度也比较高，为径向跳动量小于0.04mm，由于输出轴在工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强耐磨性和抗扭强度，要对输出轴进行调质处理，硬度为250HBS。加工零件不能使用砂布、锉刀及其他砂磨工具进行锉修及打光。未标注的公差按IT14，未倒得角按1x45度。莫氏4锥度用涂色法检查接触70%。
三、确定毛胚
3.1选择毛胚材料 毛坯的材料 45钢
制造毛胚的种类有很多，如1、型材2、锻造3、铸造，由于该输出轴要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强其刚性和韧性，所以要选择锻件做为毛胚。如果选用棒料，由于生产类型为大批，从经济上考虑，棒料要切削的余量太大，浪费材料，所以不选。
3.2毛胚的的简图
四、工艺路线的确定
4.1基准的选择
基准可以分为粗基准和精基准 4.11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、中心孔。然后用已加工过的外圆作为基准，加工另一端面和钻中心孔，保证两个中心孔在同一直线上。 4.12精基准的选择
精基准的选择对一个零件加工完成后的精度非常重要。此零件选用两端的中心孔作为精基准，所以用两端中心孔来对外圆精加工。外圆加工完成后用外圆作为精基准，加工内圆，攻螺纹。
4.2工序集中和分散考虑 4.21工序集中
工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。其主要特点是：
可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；
减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力； 减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；
采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。 4.22工序分散
工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。其主要特点是
设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换,对工人的技术要求较低； 可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；
所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。
工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模。一般情况下，单件小批生产时，采用工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；批量生产时，采用工序分散。 终上以及结合图纸要求，采用工序分散。 4.3加工设备于工艺设备的的选择 4.31立式钻床
4.32数控车床CAK6136V/750
CAK6136V/750,床身上最大回转直径：ф360MM， 滑板上最大回转直径：ф180MM， 滑板上最大切削直径：ф180MM， 最大加工长度： 650MM，主轴通孔直径： ф53MM，主电机功率： 变频5.5KW， 主轴转速范围：200-3000 R/MIN， X轴最大行程： 220 MM， Z轴最大行程： 660MM， 机床重复定位精度：X轴：0.007， Z轴：0.01， 加工精度： IT6，粗糙度： RA1.6，机床净重/毛重：2030*3170KG，包装箱尺寸：（长*宽*高）：2500*1640*2145MM. 4.33普通外圆磨床
一般全天候外圆磨床实用于磨削圆柱形圆扇形的外圆和内孔,也棵磨削轴向端面,宜用来批量消费及各族机器加工程业运用,存正在精密度高、刚刚性强、磨削频率高、操作便当等特性，构造保守，
砣子架回转180度可用来内孔磨削，外圆砣子采纳400*40*203，进步了磨削频率及砣子耐费用。一般全天候外圆磨床次要用来成批轴类整机的端面、外圆及圆锥面的精细磨削，是公共汽车启动机等事业的次要设施。也实用于军工、航天、正常精细机器加工小组批量小，精密度请求高的轴类整机加工。用来染色纺线事业，粗粗纱机，并条机，精梳机，加弹机等上皮辊加工。
五、加工顺序的安排
毛坯热处理 退火（消除内应力）
数控车 外圆作为粗基准粗车右端面，打中心孔和左端面，打中心孔 数控车 中心孔定位粗车外圆
数控车 外圆作为粗基准精加工左右端面，打中心孔
数控车 中心孔作为精基准精加工外圆，车外圆螺纹 数控车 粗磨，半精磨，精磨外圆
数控车 以外圆为精基准钻两端孔，绞孔，攻M24螺纹。
六、工艺路线的确定
合理确定走刀路线对于保证被加工零件的加工精度和表面质量以及提高编程和加工效率起着非常重要的作用。尤其是加工轴类零件。应做到走刀路线短，刀具空行程少，这样才能提高工作效率。
6.1第一种方法
锻造毛坯—--外圆定位，加工左右端面，打中心孔，粗车外圆环—--中心孔定位，粗车外圆—--
以外圆定位，精加工左右端面，打中心孔，半精车圆环---中心孔定位，半精加工外圆，车削外圆螺纹--—磨削外圆--—外圆定位，钻两端孔---绞右端孔， 车左端内孔螺纹退刀槽—--攻左端内孔螺纹—淬火—去毛刺—检测 6.2第二种方法
锻造毛坯—--外圆定位，加工左右端面，打中心孔，车外圆环，精加工左右端面，打中心孔，精车圆环--—中心孔定位，粗车外圆，精加工外圆，车削外圆螺纹—--磨削外圆—--外圆定位，钻两端孔---绞右端孔， 车左端内孔螺纹退刀槽—--攻左端内孔螺纹—淬火—去毛刺—检测 6.3工艺比较
综合上述两种方法，第一种方法工序比较分散，可以保证莫氏4锥度的圆跳动小于0.04，适合于大批量生产。而第二种方法，工序集中，必须依靠工人师傅的技术和耐心来保证圆跳动，适合小批量生产。所以选择第一种加工方法，生产效率高。 加工程序： O1234 %1000 T0101
G00X52Z2M08S800F1000 G01X0Z0M03
G71U1R1P1Q2E0.2S1600 N1 G01X0Z0 G01X30.319 X31.6Z-50 X20 Z-75 X33.545 G02X33.545Z-95 G01X20 Z-110 X40
X42Z-111 Z-139 X40Z-140 Z-145 N2 G01X52 T0202 G00X40Z3S150 G82X41.8Z-140F1.5
X40.6 X40.2 X40.16 G00Z100 M05 M30
七、刀具的选择
刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。应考虑以下方面：
（1） 根据零件材料的切削性能选择刀具。 （2） 根据零件的加工阶段选择刀具。
（3） 根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。
由于我们要加工的零件材料要求为45钢，根据要求，选择硬质合金刀。
（1） 粗车左右端面，打中心孔，粗车外圆环：90°端面车刀 中心孔钻头 （2） 粗车外圆： 90°外圆车刀
（3） 半精车左右端面，打中心孔，精车圆环： 90°端面车刀中心孔钻头 （4） 半精加工外圆，车削外圆螺纹： 70°外圆车刀 螺纹车刀 （5） 磨削外圆： 砂轮
（6） 钻两端孔： φ20、φ13高速钢钻 （7） 绞右端面孔 ： 绞孔刀
（8） 内圆镗刀： 90°内孔刀 （9） 内螺纹刀
八、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。 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：
零件材料为45钢，硬度207~241HBS。生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。 根据上诉原始资料及加工工序，分别确定加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.外圆表面（Φ50mm与锥面）
考虑其加工长度为190mm，其外圆不存在非加工表面，Φ50mm与锥面表面粗糙度为0.8，要求，粗加工、精加工各一次。取其外圆表面Φ50mm部分直径Φ53.2mm，锥面大端表面的取其毛坯直径34.8mm。此时，直径余量2Z=3.2mm。 毛坯 Φ53.2mm
粗车 Φ50.2mm 2Z=3.0mm 半精车 Φ50mm 2Z=3.2mm 2、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量
考虑其加工长度为190mm，为使其加工之后满足190mm~190.2mm，查《机械制造工艺设计简明手册》，选取毛坯长度191.6mm。参照《互换性与测量技术基础》端面的表面精度要求为IT7，此时，加工余量取1.6mm. 毛坯 192.4mm
粗车 190.9mm Z=1.5mm 粗磨 190.1mm Z=0.8mm 精磨 190mm Z=0.1mm
3、外圆表面Φ40×12mm
Φ40×12mm处表面粗糙度为1.6mm,精度要求界于IT8-IT9,粗磨就可以满足。参照《互换性与测量技术基础》确定工序尺寸及余量为： 毛坯 Φ44.6mm
粗车 Φ41.6mm 2Z=3.0mm
粗磨 Φ40mm 2Z=1.6mm
4、外螺纹（Φ42mm）
外螺纹处加工的表面粗糙度和精度的要求都体现在对外圆表面的加工上，粗社和半精车就可以满足要求，外螺纹大径=Φ42mm,取其毛坯直径=Φ46.6mm。尺寸余量2Z=4.6mm。
毛坯 Φ44.5mm
粗车 Φ42.2mm 2Z=2.5mm 精车 Φ42mm 2Z=0.2mm 5、Φ20mm及Φ20± 0.1mm Φ20mm处只需粗车、半精车达到其精度和表面粗糙度。 毛坯 Φ24.6mm
粗车 Φ21.6mm 2Z=3.0mm 半精车 Φ20mm 2Z=1.6mm
Φ20± 0.1mm 处有其表面粗糙度和精度要求，参照《互换性与测量技术基础》其精度要求IT10-IT11，粗车就可以达到要求。 毛坯 Φ23mm
粗车 Φ20mm 2Z=3.0mm 为了锻压时方便，可选两处的直径相当,取直径=24.6mm。
6、Φ35mm
此处加工时表面粗糙度要求为3.2mm，粗车，半精车可达表面粗糙度和精度要求IT8-IT11。 毛坯 Φ39.6mm
粗车 Φ36.6mm 2Z=3.0mm 精车 Φ35mm 2Z=1.6mm
九、参考文献
【1】王健石 机械加工常用刀具数据速查手册 机械工业出版社 2006
【2】运强 机械切削工人常用计算手册 化学工业出版社 2006