减速机齿轮轴的工艺与加工
目录
前言 (1)
一减速机的基本知识 (2)
1.1减速机概述 (2)
1.2减速机的作用及工作原理 (2)
1.3 减速机的分类和种类 (3)
二减速机齿轮轴的材料与热处理 (4)
2.1轴类零件的材料 (4)
2.2轴类零件的热处理 (8)
三齿轮轴的加工工艺分析 (11)
3.1数控车削加工 (11)
3.2轴类零件的加工内容 (13)
3.3齿轮轴的工艺分析与加工 (14)
四总结 (25)
参考文献 (26)
致谢 (27)
前言
随着国家对机械制造业的重视，重大装备国产化进程的加快以及城市化进程的加快，减速机行业仍保持着快速发展的态势，减速机作为现代化建设中必不可少的传动设备，被应用于各个行业之中，减速机的发展极大的影响着机械行业的发展，而齿轮轴在整个减速机当中起着极其重要的作用，从减速机齿轮轴从无到有的整个过程的每一个细小的环节都对齿轮轴的寿命、作用等起着很大的作用。
在这我做此毕业项目来介绍整个减速机齿轮轴的加工制造过程，通过查阅大量关于齿轮轴的材料、热处理、详细加工等资料，再经过我自己在神工集团实习期间，亲自对齿轮轴的实际加工的了解，做出的此毕业项目与往届学长做的关于轴的设计更具有特色。
本毕业项目是我根据大学三年在学校学到的理论知识加上我在神工实习的实践经验的结果，其特点是更具有实用性。在我查阅资料的时候大多数都是介绍轴的机械加工，或者是数控加工，而我根据我自己实际操作程序步骤，采用了机械加工与数控加工相结合的方法加工此轴，详细的介绍了整个轴从无到有的过程，详细的介绍了这种齿轮轴的各种材料，以及各种材料制造出的轴对整个减速机的不同的影响，从而获得最佳材料。还有毛坯料的选择，为什么选择锻坯而不是铸造等其他的毛坯料。热处理的选择也是对轴的性能起重要作用的。整个齿轮轴的加工重要的就是车削加工与滚齿加工，在这我详细介绍了机械车削，数控车削，还有滚齿的加工等。
希望通过此次项目对机械行业更深入了解，积累更多的经验。
1 减速机的基本知识
1.1减速机概述
减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，其作为现代化建设中必不可少的传动设备，被应用于各个行业之中。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。随着国家对机械制造业的重视，重大装备国产化进程的加快以及城市化改造进程的加快，减速机行业仍将保持快速发展态势，尤其是齿轮减速机的增长将会大幅度提高，这与进口设备大多配套采用齿轮减速机有关。因此，业内专家希望企业抓紧开发制造齿轮减速机，尤其是大、中、小功率硬齿面减速机，以满足市场的需求。
1.2减速机的作用及工作原理
1.2.1 作用
①降低速度，但是提高了输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但不能超过减速机的额定扭矩。
②减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。一般电机都会有一个惯量数值。
1.2.2 工作原理
减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。
1.3 减速机的分类和种类
减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途分类：
1、按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；
2、按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；
3、按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；
4、按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。
常用的减速机种类：
1、摆线减速机、硬齿面圆柱齿轮减速机 3、行星齿轮减速机 4、软齿面减速机 5、三环减速机 6、起重机减速机 7、蜗杆减速机 8、轴装式硬齿面减速机 9、无级变速机蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。
2 减速机齿轮轴的材料与热处理
2.1轴类零件的材料
2.1.1轴简述
轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。
齿轮轴是齿轮减速机最重要的部件，它在很大程度上影响着齿轮减速机的寿命，齿轮传动所传递的力或扭矩都附加在减速机的轴上。齿轮传动是靠主动轮轮齿廓依次推动从动轮轮齿齿廓实现的。因此，齿轮传动的基本要求之一是瞬时传动比保持不变；否则，当主动轮等角速度回转时，从动轮的角速度为变量.从而产生惯性力。这种恨性力不仅影响齿轮的寿命，而且还引起机器的振动和嗓声.影响传动精度。所以齿轮齿廓的形状应满足舜时传动比恒定不变的条件。
常见齿轮减速的的轴的作用：
轴是组成机械的重要零件之一
其功用主要有:
1．支承轴上的零件.以实现轴上零件的回转或往复运动;
2．传递运动和扭矩(或力)
3．承受弯矩。
按承载类型分类：
①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴(图2.1)等。
图2.1 齿轮轴
②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴（图2.2）等。
图2.2 心轴根据轴工作时是否转动，心轴又可分为转动心轴和固定心轴
③传动轴，连接或装配各项配件而可移动或转动的圆形物体配件，一般均使用轻而抗扭性佳的合金钢管制成。对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴，它可以是好几节由万向节连接。主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴（图2.3）等。由轴管、伸缩套和万向节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与[2]驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。
图2.3 传动轴图2.4 曲轴
按抽线形状分类
①直轴
②曲轴（图2.4）
③挠性钢丝轴。由几层紧贴在一起的钢丝构成。可将运动和转矩传到所要求的位置。
按抽的外形分类
①阶梯轴.各段直径不同.有利于轴上零件的定位和装拆。
②光轴，整根轴直径相同。
2.1.2轴材料的选择
2.1.2.1金属材料概述
金属材料属于工程材料，其因具有良好的力学性能、物理性能、化学性能能和工艺性能，所以成为机器零件最常用的材料，前三者为使用性能，工艺性能是指金属材料是机械加工过程中反映出来的各种特性，它决定材料是否易于加工或如何进行加工等重要因素。其分一下几类：
黑色金属
①铸铁是含碳质量分数大于2.06%的铁碳合金。工业上常用铸铁的含碳质量分数一般为 2.5%~4.05%.由于铸铁具有良好的铸造性、抗震性、切削加工性以及一定的力学性能，并且价格低廉、生产设备简单，所以在机器零件材料中占有很大的比重，广泛的用来制作各种机架、底座、箱体、缸套等形状复杂的零件。有白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁，其中灰铸铁具有良好的锻造性、耐磨性、抗震性和切削加工性，因此它是目前生产中用的最多的一种铸铁，有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350，我们神工机械制造有限公司的减速机的箱体、闷盖，透盖轴承压盖等都是用HT200的珠光体灰铸铁铸造而成的。
②碳素钢含碳质量分数在2.06%以下的铁谈合金称为钢，碳素钢可以轧制成板材和型材，也可以锻造成各种形状的锻件，常用的几种碳素钢有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢，碳素工具钢、铸钢等，其中普通碳素结构钢通常为轧钢板、型钢、棒钢等，可以制作焊接、铆接、螺栓链接的一般工程构件，大多数不需要热处理，可以直接在供应状态下使用。碳素结构钢在我们神工机械制造有限公司用的也是很广泛的，像大型的五级油田减速器的箱体、箱盖都是碳素结构钢Q235-A焊接而成的，还有相关的轴承压盖、大闷盖、大透盖等等也是由Q235-A材料的板材加工而成的，还有放在轴承与齿轮之间有定距作用的定距环，放在轴承与压盖之间具有调整距离作用的调整换，键等等是由优质碳素结构钢45#钢加工而成的。
③合金钢为了提高钢的性能，有意识的在碳素钢里加入一定量的合金元素，如硅、锰、铬、镍、钼、钒、钛等，即构成合金钢。由于合金元素的加入，细化了钢的晶粒，提高了
钢的综合力学性能和热硬性、渗透性。一般可分为合金结构钢、合金工具钢，特殊结构钢三类。其中合金工具钢常用来制造各种刃具、量具、和模具，因此对应的就有刃具钢、量具钢和模具钢。而特殊性能合金钢是指具有特殊的物理、化学性能的一种高合金钢，主要包括不锈钢、耐热钢和磁性钢。
有色金属
工业生产中通常称钢铁为黑色金属，而称铜、铝、镁、铅等及其合金为有色金属。由于有色金属具有某些特殊的性能，如良好的导热性、导电性以及耐腐蚀性，已经成为现代工业技术中不可缺少的重要材料，主要有铜及其合金，铝及其合金，轴承合金等。
2.1.2.2轴材料
以上的金属材料中有很多都是可以作为轴的材料的，但选择时应主要考虑如下因素：轴的强度、刚度及耐磨性要求，轴的热处理方法及机加工工艺性的要求，轴的材料来源和经济性等。所以轴的材料是上面的其中的两种碳素钢和合金钢。
碳钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广，一般用途的轴，多用含碳量为0.25～0.5%的中碳钢。尤其是45号钢，对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。
合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。
值得注意的是：由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多，因此当其他条件相同时，如想通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。
低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韧性要求较高或转速较高的轴。
球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性，不需要锻压设备，吸振性好，对应力集中的敏感性低，近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等。只是铸件质量难于控制。
为了满足这些性能要求，材料要有很好的力学性能，在我实习的神工机械制造有限公司所造的五级油田减速器中的齿轮轴，齿轮都是用的合金结构钢20CrMnMo，20CrMnMo 是中国国家标准规定的一种合金结构钢，是高强度的高级渗碳钢。强度高于15CrMnMo，塑性及韧性稍低，淬透性及力学性能比20CrMnTi高，淬火低温回火后具有良好的综合力
学性能和低温冲击韧度。渗碳淬火后具有较高的抗弯强度和耐磨性能，但磨削时易产生裂纹。焊接性不好，适于电阻焊接，焊前需预热，焊后需回火处理。切削加工性和热加工性良好。先进行渗碳热处理，再淬火加热温度850℃、油冷；200℃回火、空冷。淬火低温回火后具有良好的综合力学性能和低温冲击韧度；渗碳淬火后具有较高的抗弯强度和耐磨性能。常用于制造高硬度、高强度、高韧性的较大重要渗碳件，如曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮轴、齿轮、销轴等。
轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀，强度较好，因此，重要的大尺寸的轴，常用锻造毛坯
2.2轴类零件的热处理
2.2.1钢的热处理介绍
钢的热处理是将固态钢，通过不同方式的加热、保温和冷却，来改变钢的内部组织结构，从而改善钢的性能的一种工艺方法。热处理是机器零件及工具制造过程中的一种重要程序，它是发挥材料潜力，提高使用性能，提高产品质量，延长使用寿命的有效措施。一般可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理。常见的热处理的方法有：
①退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。
②正火：指将钢材或钢件加热到或（钢的上临界点温度）以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。
③淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。
④回火：指钢件经淬硬后，再加热到 Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，
并具有所需要的塑性和韧性等。
⑤表面淬火：是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。
表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。
⑥调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。
⑦渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
2.2.2轴的热处理
图2.5 齿轮轴
图2.5是我在神工集团实习时候做的减速机上的一根中间齿轮轴，根据设计要求，两端颈部Φ90mm是放滚动轴承的，右端带键槽的Φ100mm是放齿轮的，中间Φ128.02mm圆是齿部，所以有精度要求，表面粗糙度要求，硬度要求等，具体的有正火处理，调质处理，齿部渗碳淬火处理，正火处理在锻坯后，将毛坯料加热至临界温度以上的某一个温度，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却，提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，
细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备，之后在对毛坯料进行粗车加工，然后就进行调质，即淬火+500～650摄氏度的高温回火，达到HRC58-62，使其强度、塑性和韧性都改变，具有良好的综合机械性能。然后再半精车，滚齿，以后进行齿部的渗碳淬火处理，使碳原子渗入到钢表面层，再经过淬火和低温回火，使齿部的表面层具有高硬度和耐磨性，而轴的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
3 齿轮轴的加工工艺分析
3.1数控车削加工
3.1.1数控车床介绍
数控车床是一种高度自动化的机床，是用数字化的信息来实现自动化控制的，将与加工零件有关的信息——工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数（进给执行部件的进给尺寸）、切削加工的工艺参数（主运动和进给运动的速度、切削深度等），以及各种辅助操作（主运动变速、刀具更换、冷却润滑液关停、工件夹紧松开等）等加工信息——用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。
数控车床是由数控程序及存储介质、输入/输出设备、计算机数控装置、伺服系统、机床本体组成。
数控程序是数控车床自动加工零件的工作指令，程序必须存储在某种存储介质中，如纸带、磁带或磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。
输入/输出装置：是机床与外部设备的接口，目前输入装置主要有纸带阅读机、软盘驱动器、RS232C串行通信口、MDI方式等，存储介质上记载的加工信息需要通过输入装置输送给机床数控系统，机床内存中的零件加工程序可以通过输出装置传送到存储介质上。
CNC装置：是数控加工中的专用计算机，是数控机床的“大脑”，CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行。
数控车床的进给传动系统常用伺服进给系统来工作，数控车床伺服系统是以车床移动部件的位置和速度为控制量的自动控制系统，又称随动系统、拖动系统或伺服系统。
车床本体是加工运动的实际机械部件，主要包括：主运动部件、进给运动部件（如工作台、刀架）和支承部件（如床身、立柱等），还有冷却、润滑、转位部件，如夹紧、换刀机械手等辅助装置。
3.1.2数控车削的特点
①适应性强数控加工是根据零件要求编制的数控程序来控制设备执行机构的各种动作，当数控工作要求改变时，只要改变数控程序软件，而不需改变机械部分和控制部分的硬件，就能适应新的工作要求。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的更新换代。
②精度高，质量稳定数控加工本身的加工精度较高，还可以利用软件进行精度校正和补偿；数控机床加工零件是按数控程序自动进行，可以避免人为的误差。因此，数控加工可以获得比常规加工更高的加工精度。尤其提高了同批零件生产的一致性，产品质量稳定。
③生产率高数控设备上可以采用较大的运动用量，有效地节省了运动工时。还有自动换速、自动换刀和其它辅助操作自动化等功能，而且无需工序间的检验与测量，故使辅助时间大为缩短。
④能完成复杂型面的加工许多复杂曲线和曲面的加工，普通机床无法实现，而数控加工完全可以完成。
⑤减轻劳动强度，改善劳动条件因数控加工是自动完成，许多动作不需操作者进行，故劳动条件和劳动强度大为改善。
⑥有利于生产管理采用数控加工，有利于向计算机控制和管理生产方向发展，为实现制造和生产管理自动化创造了条件。
3.1.3数控车削的范围和对象
数控车削加工主要用于轴类或盘类零件的内、外圆柱面、任意角度的内、外圆锥面、复杂回转内、外曲面和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等切削加工。
数控车削加工的主要对象有
①轮廓形状特别复杂活难于控制尺寸的回转体零件
因为车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有部分车床数控装置具有某些非圆曲线插补功能，故能车削由任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件，包括通过拟合计算机处理后、不能用方程描述的列表曲线类零件。
②精度要求高的零件
零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中表面精度主要指
的是表面粗糙度值。
③特殊的螺旋零件
这些螺旋零件是指大螺距或导程、变螺距、等螺距与变螺距或圆锥螺旋面之间作平滑过渡的螺旋零件，以及高精度的模数螺旋零件和端面螺旋件等。
④淬硬工件的加工
在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。这些零件热处理后的变形较大，磨削加工有困难，因此可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行加工，以车代磨，提高加工效率。
3.2轴类零件的加工内容
数控车床与普通车床相比，具有加工精度高、加工零件的形状复杂、加工范围广等特点。但是数控车床价格较高，加工技术较复杂。球头轴零件可分为粗车、半精车和精车等阶段。一般分为：
①车削外圆。车削外圆是最常见、最基本的车削方法使用各种不同的车刀车削中小型零件外圆(包括车外回转槽)的方法。其中，左偏刀主要用于需要从左向右进给，车削右边有直角轴肩的外圆以及右偏刀无法车削的外圆。
②车削内圆。车削内圆(孔)是指用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面。这也是常用的车削加工方法之一。常见的车孔方法在车削盲孔和台阶孔时，车刀要先纵向进给，当车到孔的根部时再横向进给，从外向中心进给车端面或台阶端面。
③车削平面。车削平面主要指的是车端平面(包括台阶端面)，常见的方法是用左偏刀车削平面，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，大、小平面均可车削使用90·左偏刀从外向中心进给车削平面，适用于加工尺寸较小的平面或一般的台阶端面用90·左偏刀从中心向外进给车削平面，适用于加工中心带孔的端面或一般的台阶端面使用右偏刀车削平面，刀头强度较高，适宜车削较大平面，尤其是铸锻件的大平面。
④车削锥面。锥面可分为内锥面和外锥面，可以分别视为内圆、外圆的一种特殊形式。内外锥面具有配合紧密、拆卸方便、多次拆卸后仍能保持准确对中的特点，广泛用于要求中准确和需要经常拆卸的配合件上。在普通车床上加工锥面的方法有小滑板转位法、尾座偏移法、靠模法和宽刀法等，小滑板转位法主要用于单件小批量生产，内外锥面的精度较低，长度较短(≤100mm)；尾座偏移法用于单件或成批生产轴类零件上较长的外锥面；靠
模法用于成批和大量生产较长的内外锥面；宽刀法用于成批和大量生产较短(≤20mm)的内外锥面。
⑤车削螺纹。在普通车床上一般使用成形车刀来加工螺纹，加工普通螺纹、方牙螺纹梯形螺纹和模数螺纹时使用的成形车刀。
⑥车削台阶、槽。
选择数控加工内容时，可按下列顺序考虑：
①普通机床无法加工的内容应优先选择；
②普通机床难加工，质量难保证的内容应重点选择
③普通机床加工效率低，手工操作劳动强度大的内容。
虽然数控车床加工范围广泛，但是因受其自身特点的制约，某些零件仍不适合在数控车床上加工。
3.3齿轮轴的工艺分析与加工
下面所介绍的是我在神工集团实习时候所做的一根齿轮轴的加工工艺与实际的加工，即附录图上的齿轮轴。整个轴的加工基本上分为一下几个阶段：下料→正火→镗一端中心孔→粗车→探伤→调质处理→半精车→钻起吊孔→粗磨→滚齿→渗碳淬火→精车→精磨→铣键槽→磨齿→成品最终检验。实际加工时基本上都是走的这个路线。
3.3.1下料、镗一端中心孔和钻起吊孔
下料锻坯锻造是在锻压设备及工(模)具的作用下，使坯料或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。它是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形，将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。经压制和烧结成的粉末冶金预制坯，在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。
不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；冲孔；矫正；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
锻造齿轮轴的圆钢毛坯经过锻造后获得基本的形状，锻造坯料成Φ140*530mm坯料，图纸上最大外圆是128.02mm，留12mm的加工余量，最大的长度是520mm，留10mm的加工余量，因为锻造工艺可以使轴内部组织更致密，取向性更好，所以毛坯使用的锻造工艺。
当轴的较长较粗的时候，毛皮料两端没有中心孔，直接在车床上不好装夹，所以先在镗床上钻一端的中心孔，为后面车削加工做准备。
在轴的两端钻M20或M16的起吊孔是为了在后面磨削、滚齿、磨齿工序中装夹工件使用，还有在装配时使用。
3.3.2热处理
热处理在机械加工中都是重要的工艺之一，在我做的这根齿轮轴也是一样，首先在锻坯后要进行正火处理，提高钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备，也是后面的加工更方便。粗车检验后进行调质处理，即淬火+500～650摄氏度的高温回火，改变其的力学性能，是工件更硬且有韧性，更具有耐磨性，也为后面的热处理做好组织准备。下一步的热处理就是对齿轮面的渗碳淬火处理了，当然是在滚齿以后的，就是使碳原子渗入到钢表面层，然后再进行淬火和低温回火，使齿面的
硬化层达到1.20-1.50mm，齿面硬度达到HRC58-62，使其具有高硬度和耐磨性。
3.3.3车削加工
车削分为粗车、半精车、精车三个阶段，因为考虑到锻造的毛坯料外圆不规则，而且加工量也较大，所以在普通车床上加工是最好的选择，而半精车、精车的加工量少，精度要求相对来说较高，所以在数控车床上加工。
①粗车因为工件较长，宜采用三爪卡盘的一夹一顶的方式装夹，用活顶尖放在尾架上，顶住刚才在镗床钻的有中心孔的一端，工件装夹完后进行车刀的选择和安装，在我们公司普车都是用的硬质合金刀，常用的有钨钴类硬质合金YG、钨钛钴类硬质合金YT、钨钽钴类硬质合金YA、钨钛钽钴类硬质合金YW，常用的型号有YG8，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好（耐烧），但耐热性和耐磨性较差，适合各类铸铁、有色金属和非金属的加工；YT5，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，但导热性能较差，抗弯强度低；YT15，与YT5相比没有YT5抗冲击，但比YT5更耐高温，所YT5适合粗加工，YT15适合半精加工和精加工；YW，在 YT类硬质合金的基础上，提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧能力和耐磨性。既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。在我加工的轴中适合渗碳淬火后精加工，因为渗碳淬火后硬度极高。所以我选择YT5的90度左偏外圆刀和90度右偏外圆刀进行粗车加工。
分析零件图，轴是中间大两头小的，所以首先要保证中间大的外圆的位置尺寸，就是不能向一头偏了，因为毛坯料的长度比工件的长度长10mm，所以采用从两头向中间切的方法，先保证一端到最大外圆的尺寸，然后再掉头切，保证另一端到最大外圆的尺寸。毛坯料的外圆比工件的最大外圆大10mm，考虑到工件较长调质的过程中会是轴发生弯曲变形，所以粗加工后要留径向大约10mm的加工余量，所以最大外圆的外圆粗车时可以不加工，只保证最大外圆的长度尺寸和位置尺寸就行了。
加工时先加工φ90、φ100的阶梯轴，分别车到φ100、φ110，长度分别车到107mm 和78mm，然后在靠近卡盘的地方，车外圆到光滑即可，尽量靠近卡盘，大约车70mm长，这个是为了调头车的时候钻中心孔用的，因为卡盘那头的端面没有中心孔，车是为了架中心架用的。然后调头加工另一端，先架上中心架，装夹工件，用尾架安装中心钻钻中心孔，然后撤掉中心架从新装夹工件，还是采用一夹一顶的方式，先用左偏刀车φ90、φ100的外圆，也是车到φ100、φ110，长度分别是40mm、163mm，然后再用右偏刀修切φ110的
外圆到φ120，这样调质前的粗车加工就完了。
②半精车半精车的加工在数控车床上加工，我操作的数控车床是江苏齐航数控生产的广州系统的数控车床。因为调质前轴的中心孔都钻完了，所以再装夹工件的时候就容易多了，在数控车床上亦是采用三爪卡盘尾架一夹一顶的方式装夹。半精车后要留余量磨削和渗碳淬火处理后的精加工，所以要在齿面外圆部分留0.8-1mm的磨削余量（φ128.02有公差的外圆），其他有要求尺寸部分外圆留渗碳淬火后3mm的精加工余量（φ90、φ100有公差的外圆），其他没有公差的外圆（φ100、φ110没有公差的外圆）加工至尺寸，长度尺寸全部加工至尺寸。
半精加工也是先车左端，装夹完以后找试切点对刀，Z轴方向的试切点就选择在右端端面，先将刀架手动快速移到工件附近，然后手摇对刀，切平端面为止，沿着X方向退刀，在刀补一号刀位输入Z1,然后对X方向，也是要把外圆切圆为止，沿着Z方向退刀，停车，用游标卡尺量外圆值φ98.64，在刀补一号刀位输入φ98.64，然后将刀架退到换到点（注意Z方向不能撞到尾架），最后进行程序的编制，程序如表格O0001。然后再调头装夹，对刀方法跟上面一样，程序表格O0002。然后再工件装到普通车床上进行修车，将两端车平，重新钻中心孔。
③精车精车加工的内容主要就是两端φ90的外圆和左端φ100的外圆，工件的装夹跟半精加工的装夹方法一样，也是先加工左端再加工右端，三段轴的外圆都留0.4mm的精磨余量，其对刀的方法也是跟上面的一样。加工程序O0003、O0004
3.3.4滚齿磨齿加工
磨削分粗磨还有精磨，粗磨在半精车之后，主要磨的齿面部分，为了后面的滚齿做准备，精磨是在精车以后，磨的是所有有尺寸公差的外圆，全部磨到公差值以内，并用外径千分尺量准。
滚齿加工
①滚齿的原理及工艺特点滚齿加工是按照展成法的原理来加工齿轮的。用滚刀来加工齿轮相当于一对交错轴的螺旋齿轮啮合。在这对啮合的齿轮副中，一个齿数很少、只有一个或几个，螺旋角很大，就演变成了一个蜗杆状齿轮，为了形成切削刃，在该齿轮垂直于螺旋线的方向上开出容屑槽，磨前、后刀面，形成切削刃和前、后角，于是就变成了滚刀。滚刀与齿坯按啮合传动关系作相对运动，在齿坯上切出齿槽，形成了渐开线齿面，如图1a所示。在滚切过程中，分布在螺旋线上的滚刀各刀齿相继切出齿槽中一薄层金属，每个齿槽在滚刀旋转中由几个刀齿依次切出，渐开线齿廓则由切削刃一系列
瞬时位置包络而成，如图1b所示。因此，滚齿加时齿面的成形方法是展成法，成形运动是由滚刀的旋转运动和工件的旋转运动组成的复合运动（B11+B12），这个复合运动称为展成运动。当滚刀与工件连续啮合转动时，便在工件整个圆周上依次切出所有齿槽。在这一过程中，齿面的形成与齿轮分度是同时进行的，因而展成运动也就是分度运动。
图3.1 滚齿加工原理
综上所述，为了得到渐开线齿廓和齿轮齿数，滚齿时，滚刀和工件间必须保持严格的相对运动关系，即当滚刀转过1转时，工件相应地转过K/Z转（K为滚刀头数，Z为工件齿数）。工艺特点是加工精度高，属于展成法的滚齿加工，不存在成型法铣齿的那种齿形曲线理论误差，所以分齿精度高，一般可加工8-7级精度的齿轮。生产率高，滚齿加工属于连续切削，无辅助时间损失，生产率一般比铣齿插齿高。一把滚刀可以加工模数和压力角与滚刀相同的齿数不同的齿轮。
②滚齿机的传动原理切削运动（主运动）即滚刀的旋转运动，其切削速度由变速齿轮的传动比决定；分齿运动即工件的旋转运动，其运动速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿轮条的啮合关系，其运动的关系由分齿挂轮的传动比来实现，即当滚刀转过1转时，工件相应地转过K/Z转（K为滚刀头数，Z为工件齿数）。垂直进给运动即滚刀沿着工件轴线自上而下的垂直运动，这是保证切出整个齿宽所必须的运动，由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。当不是加工直齿轮而是加工斜齿轮的时候除了以上的几种运动外，还要加个附加运动，以保证刀架沿工件轴线方向移动一个螺旋线导程L 时，工件附加转1转，形成螺旋线齿线。
③机床的调整计算
加工此轴用的是Y3150E 滚齿机滚齿（如图3.2）。
1、切削速度传动链（电机一滚刀） 其调整公式：583
.124刀变n u B A u =?= d V n n π1000)
/(—=刀刀分转滚刀转速
V —切削速度
d —滚刀直径
滚刀切削速度是根据刀具材料、工件材料及其粗、精加工的要求确定的，现将高速钢
本机床备有三对变速齿轮、变换齿轮与主轴相内推变速组相配合可得9级转速，如下图所示。
3333 30 125 100 由公式d
n π=
刀计算得的结果，如与上图表中转速不符，可选择与结果相近的一级主轴转速。 除上述计算法求A 、B 挂轮外，还可根据切削速度V ，套切削速度计算图的方法求A 、B 挂轮。切削速度计算图在机床使用说明书内，挂轮配置方案参看机床铭牌。
2、分齿（范成）运动传动链。
工艺课程设计任务书 题目：落地铣镗床——ZT30DA工作台回转台——31210中心轴机械加工工艺设计 应完成任务： （1）CAD绘制及手工绘制A3零件图(各一张) （2）编制机械加工工艺规程卡片（一套） （3）编写工艺课程设计任务书（一份
前言 机械制造工艺课程设计是在学完了机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。是一次将理论与实际相结合对专业知识的综合训练，并且为我们以后做好毕业设计进行的一次综合训练和准备。其目的在于： 1.培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理，机械设计，公差与技术测量，金属切削机床，金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。 3.培养学生熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。 4.进一步培养学生识图，制图，运算和编写技术文件等基本技能。
目录 前言 (2) （一）介绍零件及产品的功用 (4) （二）零件的工艺分析 (4) （1）零件在装配图中的功用分析 (4) 零件的结构分析 (5) （3）零件结构的工艺性分析 (6) （4）零件关键表面的技术要求分析 (6) （三）确定材料及毛坯种类 (6) （1）确定材料（材料性能）材料的选择 (6) （2）毛坯选择及制造方法 (7) （3）毛坯加工前热处理（即预备热处理） (7) （四）工艺规程设计 (7) （1）工艺规程的作用 (7) （2）制定工艺规程的原则 (7) （3）制定工艺规程的依据 (8) （4）制定工艺规程的步骤 (8) （5）选择定位基准 (8) （6）确定各加工表面加工方法及划分加工阶段 (9) （7）确定工序集中与分散的程序 (9) （8）合理安排加工顺序 (9) （五）初拟工艺路线 (10) （1）加工工艺路线 (10) （2）其他工序安排 (10) （六）选择机床及工艺装备 (10) （1）选用机床 (10) （2）选用工艺装配 (10)
摘要 齿轮轴零件的主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。齿轮轴具备传动效率高、结构紧凑和使用寿命长等一系列优点，是通用机械特别是工程机械传动中的重要零件之一。齿轮轴加工材料、热处理方式、机械加工工艺过程的优化，将对提高齿轮轴的加工质量及寿命有着重要借鉴意义。 本设计首先分析了齿轮轴零件的作用和零件的材料，之后把加工传动齿轮轴所用的材料和生产类型确定下来。然后确定毛坯的种类，绘制铸件零件图。接下来设计零件的加工工艺性，包括零件表面的加工方法及热处理方法等。最后进行工艺规程设计，选定加工所用的机床，刀具，夹具等。齿轮轴零件的机械综合性能要求较高，一般选择锻件作为毛坯。合理安排工艺路线，划分加工阶段对保证零件加工质量至关重要. 关键词: 齿轮轴；工艺分析；工艺规程设计
Abstract The main function of the gear shaft is to support rotating parts, achieve rotary mo tion and transfer torque and power. Gear shaft has a series of advantages, such as high transmission efficiency, compact structure, long service life and so on. It is one of the important parts in the general machinery, particularly the engineering machinery tran smission. The optimization of the gear shaft’s machining materials, thermal treatmen t method and machining process will have great significance on the machining quality of the gear shaft and the service life. The first design of the gear shaft parts and parts of the material, then fix the processing gear shaft of the materials used and the type of production. And then determine the blank type, drawing casting parts diagram. The processing of the next design of parts, including the components surface processing method and heat treatment method. Finally, technological process design ,selection of the machine tool, cutting tool, fixture etc…Comprehensive mechanical performance requirements higher gear shaft parts, as general forging blank. Reasonable arrangements for the process, dividing the processing stage is very important to ensure the machining quality of parts. Keywords gear shaft; process analysis; process planning design
课程设计 齿轮轴加工工艺规程设计 教学单位: 机电工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 班级: 机械09C(本) 学号: ………… 学生姓名: XXX 指导教师: XXX（讲师） 完成时间: 2013年5月5日
电子科技大学中山学院机电工程学院
摘要 机械加工工艺规程设计能力是从事机械制造专业的科研、工程技术人员必须具备的基本素质之一。机械加工工艺规程设计作为高等工科院校教学的基本科目，在实践中占有极其重要的地位，工艺流程设计在加深对专业课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题的能力培养方面所发挥的作用是显而易见的。 本设计是齿轮轴的加工工艺规程设计，其结构虽然规则，但是精度要求比较高，所以工艺要求比较复杂。需要粗车、精车、铣车、磨销，其中精车是加工关键。车床加工工艺是以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合车床的特点，综合运用多方面的知识解决车床加工过程中面临的工艺问题。 工艺规程是保证机械产品高质量、低成本的一种重要的工艺依据，工艺规程设计在机械加工中就显得更为突出，因此中小型零件加工的规程设计常被选作毕业设计的主要内容之一。 关键字：工艺规程；齿轮轴 I
目录 1绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2 设计的内容及要求 (1) 2 零件分析 (3) 2.1齿轮轴的概述 (3) 2.2零件的结构工艺分析 (4) 2.3零件的校核 (5) 3齿轮轴的工艺规程分析 (10) 3.1毛坯的选择 (10) 3.2制定工艺路线 (11) 3.2.1 基本加方案 (11) 3.2.2 工艺路线的设定 (11) 3.2.3 加工工艺过程内容 (12) 3.3基准的选择 (13) 3.3.1 粗基准的选择 (13) 3.3.2 精基准的选择 (14) 3.4 机械加工工艺过程分析 (15) 3.4.1 加工阶段的划分及划分加工阶段的原因 (15) 3.4.2 加工顺序的安排 (15) 3.4.3 机床的选择 (16) 3.5 切削用量 (16) 3.5.1 粗加工时切削用量的选择原则 (16) 3.5.2 精加工时切削用量的选择原则 (17) 3.5.3 选择切削用量 (18) 3.6 确定加工余量、工序尺寸及公差 (19) 3.7基本工时 (20) 4 结束语 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24) II
浙江科技学院 本科毕业设计 (2013届) 题目螺旋输送机驱动轴设计及制造学院机械与汽车工程学院 专业材料成型与控制工程 班级材料092 学号109012050 学生姓名杨鹏飞 指导教师奚基学 完成日期2013年5 月14 号
螺旋输送机驱动轴设计及制造 学生姓名：杨鹏飞指导教师：奚基学 浙江科技学院机械学院 摘要 随着工业生产的发展，螺旋输送机的应用越来越广泛，但由于具体工作环境的不同，技术参数的不同，对螺旋输送机的一些组成设备要求也不一样。本文通过对螺旋输送机的结构，发展历程的分析，然后就对螺旋输送机性能影响较大的部分，即驱动轴作了详细的设计说明，并对轴的加工工艺做了分析。最终设计出了一种主要用于输螺旋输送机驱动端的驱动轴 关键词：螺旋输送机驱动轴加工工艺
浙江科技学院毕业设计 II II
Design of Screw Conveyor Live Axle and Product Student: Yang Pengfei Advisor: Dr. Xi Jixue School of Mechanical and Automotive Engineering Zhejiang University of Science and Technology Abstract With the development of the industry, the flexible screw conveyors are used more and more widespread, but because the concrete working conditions are different, so the leak-proof requests of spiral conveyer are different too. Through different plan contrast, This article has chosen one kind of perfect plan considering the efficiency, structure compact and the usable angle embarked. Then explaned two major parts- the reducting gear and the screw shaft detailedly that h ave large affects on the flexible screw conveyer’ performance,and has given the brief explanation to the flexible screw conveyer’s seal and lubrication. At last ,a high quality flexible screw conveyor was desiganed out,which is primarily used to transport the cement, seal completely , work safely, have high efficiency and long work life, and can proceeds the cement during the course of transporting. Key words: Screw Conveyor Live Axle Processing technic
西南科技大学 机械制造与自动化专业 毕业设计（论文）齿轮轴的加工工艺设计 学院: 四川航天职业技术学院 系部: 飞行器制造系 班级: G11飞行器制造工艺套读班学生姓名: 准考证号: 指导教师（签名）: 成绩:
I 摘要 毕业设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是由我们大学三年学习课程的综合分析而做出的设计,也是一次理论联系实际的训练,是我们用实际与理论的结合，因此,它是我们在社会上实习所做出的一份对大学三年的答卷。 这次设计的是齿轮轴，有零件图、毛坯图、装配图、夹具装配图各一张，机械加工零件工艺卡一张，设计说明书一份。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是齿轮轴。首先必须要了解齿轮轴的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定主动齿轮的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图，夹具体零件图。 这就是我设计的基本过程。 齿轮轴是机械传动中的最主要部件，一般是电机通过带传动在大小齿轮间传递力矩以及调整好转速最后达到所需要的转速。各齿轮间相互齿合相互传递力矩，齿轮与筒体把合，齿轮的精度决定传递的准确性，而齿轮的热处理工艺—加工
工艺决定了齿轮的使用的寿命和承载的最大力矩。齿轮传动很早以前就出现了，随着科学技术的进步，出现了一系列的齿轮传动形式，并形成了相应的齿轮啮合理论、设计、加工方法，这些工作都丰富和发展了齿轮传动理论体系。 齿轮是机械行业量大面广的基础件，广泛应用于机床，汽车，摩托车，农机，建筑机械，工程机械，航空，兵器，工具等领域，而且对加工精度，效率和柔性提出的要求越来越高。目前在国内绝大部分仍采用普通机床加工齿轮，精度很难提高。近几年，我国齿轮加工技术在发展的过程中取得了一定的进，但是总体还远远落后与西方发达国家，很多东西都在格里森齿轮等基础上发展过来的。随着科学技术的发展，齿轮加工技术必定会朝着数控化、智能化、高速化、集成化、环保化的方向发展。
重庆电子工程职业学院机械加工工艺与装备课程设计任务书题目:齿轮轴零件加工工艺规程设计所属系部：机电系 专业班级：数控编程1302班 学生姓名：廖浩 指导教师：陈科 2014年12月8日
机械加工工艺与装备课程设计任务书设计者：廖浩班级学号：数控1302班所在系部：机电学院题目：齿轮轴零件机械加工工艺规程设计 任务内容 1绘制齿轮轴零件的二维及三维图形并完整地标注尺寸2张 2齿轮轴零件毛坯-零件合图1张 3齿轮轴零件机械加工工艺规程卡片1张 4齿轮轴零件机械加工工序卡1套 5课程设计说明书1份 技术参数和撰写要求 齿轮轴零件图样附后，技术要求：齿轮轴数量5件，毛坯：锻件；材料为：45钢。（1）φ18外圆的径向圆跳动不大于0.01:；φ15外圆、φ31.5外圆（齿轮分度圆）与φ18外圆同轴度误差分别不超过0.03和0.05。（2)Φ18和φ15外圆的尺寸精度要求较高，且其表面粗糙度为Ra1.6μm。 设计说明书撰写要求：说明书重点要对加工工艺方案进行论证和分析，充分表达在制定过程中考虑各种问题的出发点和最后选择的依据以及有关的计算和说明。具体应有以下几部分内容：目录、设计任务书、零件的分析、工艺路线的制定、加工余量的确定与工序尺寸计算、切削用量与工时定额的确定、指定夹具的定位等的简单说明、附参考书和参考资料目录。 技术手册参考资料
【金属机械加工工艺人员手册】上海科学技术出版社 指导教师签字：陈科2014年12月19日 机电学院 机械加工工艺与装备课程设计 题目：齿轮轴零件机械加工工艺规程 设计 指导书
机电学院机械工程系编制 2014年12月9日一、设计目的 机械加工工艺与装备课程设计是机械类专业教学过程中极为关键的环节。该教学环节的实施，应使学生在机械制图、机械制造工艺、夹具设计等方面进行一次较为全面的系统性训练，使学生掌握各种机床装备应用的基本技能，加强对机械制造技术的认识，熟悉机械零件从毛坯到成品的生产过程，具备在生产第一线从事机械加工技术的中等应用型人才的能力。 二、考核内容与要求 考核内容包括下述部分。 1.编制零件机械加工工艺规程 （1）分析零件三维立体结构，进行工艺分析、确定生产类型。 （2）选择毛坯并确定其总余量，绘制零件-毛坯综合图。 （3）拟定机械加工工艺规程。 （4）计算和填写机械加工工艺卡片。 2.绘制机械加工工序简图 3.选择机床工艺装备 4.填写机械加工工艺卡片 5.撰写机械加工工艺及装备课程设计说明书 6.答辩 三、设计步骤 学生从工艺方法上分析零件，画零件图对进行工艺分析零件包括以下几个内容：1.分析零件图样，明确零件结构形状，计算绘制零件图
《机械制造技术》研究性教学报告车床传动轴机械加工工艺过程设计 车床主轴箱齿轮机械加工工艺过程设计 单位 学院 专业 班级 姓名 学号
车床传动轴机械加工工艺过程设计 1．问题提出： 零件的几何精度直接影响零件的使用性能，而机械加工工艺过程制定的是否合理将直接影响零件的加工精度。针对车床传动轴，应用所学的机械制造基础知识进行一次加机械工工艺过程设计的综合性工程应用训练。 2．专题研究的目的： （1）掌握零件主要部分技术要求的分析方法； （2）掌握零件材料的选择方法和确定毛坯的制备方法及工艺； （3）掌握工艺分析方法； （4）掌握定位基准的选择方法； （5）掌握制定出合理的零件加工顺序的原则和方法； （6）掌握制定出合理的零件加工路线的方法。 3．研究内容： 图1所示为车床的传动轴，轴上开有键槽用来安装齿轮以传递运动和动力，两端是安装滚动轴承的支承轴颈。完成该传动轴零件的机械加工工艺过程设计。 工艺设计的具体内容包括： （1）进行零件主要部分的技术要求分析研究； （2）确定传动轴的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺； （3）进行加工工艺分析； （4）确定定位基准； （6）制定传动轴的加工顺序； （7）制定传动轴的加工路线； 4．设计过程： （1）进行零件主要部分的技术要求分析研究； 4.1.1 该轴需要的精度比较高，故采用粗加工品尼高，半精加工，精加工三个阶段。所以采用粗车、数控车、铣车、磨销，其中数车是加工关键。 4.1.2钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，锻件的内部组织均匀，强度比较好，
重要的轴、大尺寸或阶梯尺寸变化较大的轴，应采用锻制毛坯，对直径较小的轴，可直接用圆钢加工。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理的办法提高耐磨性和抗疲劳强度 4.1.3 本零件是传动轴，传动过程中只传递转矩而不承受弯矩，可以通过热处理方法提高轴的耐磨性和抗疲劳强度。此传动轴的形状简单，属于对称零件，同时阶梯轴很少，而且各段直径相差不太大。 4.1.4 为便于装配，轴端应有倒角。轴肩高度不能妨碍零件的拆卸。对于阶梯轴一般设计成两端小中间大的形状，以便于零件从两端装拆。 4.1.5 传动轴上的各个键槽开在同一母线的位置上，便于加工。键槽和齿轮通过与键配合，实现动力的传递。 4.1.6 Φ17圆柱表面为支撑轴颈与滚动轴承相配合，对其要求圆柱度公差则可控制横剖面和轴剖面内的各种形状误差。 4.1.7 Φ24圆柱面要与齿轮配合，为保证其平稳性和减少噪音，对其表面有径向全跳动的要求。 4.1.8 Φ24和Φ32轴段处的轴肩用于定位，防止其端面圆跳动产生偏心。 4.1.9 轴上键槽有对称度要求，一般来说键槽都有对成度公差。 4.1.10 传动过程中只传递转矩而不承受弯矩，可以通过热处理方法提高轴的耐磨性和抗疲劳强度。 （2）确定传动轴的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺； 4.2.1 应选用机械制造用钢，考虑到轴的选材经常用调制钢，具有良好的综合力学性能。故选用市场上最常见的45钢。 4.2.2 由于此车床传动轴是一般的阶梯轴，并且各阶梯的直径相差小，则可以直接以热轧圆柱棒料做毛坯。 4.2.3 热处理：调制处理（加热至Ac3+30~50度淬火，500~650度高温回火），之后在进行表面淬火,低温回火。 （3）进行加工工艺分析； 4.3.1 与轴承配合处上下偏差均为正值。键槽无上偏差、下偏差为负。与齿轮配
机械制造工艺学 课程设计 设计题目：齿轮轴的制造工艺规程设计 班级：10机械本B班 学号：2010210279 姓名：云大宝 指导教师：支新涛 日期：2013.06.16
机制工艺课程设计任务书 Ⅰ、课程设计名称： 机制工艺课程设计 Ⅱ、课题名称： 齿轮轴的制造工艺规程设计 Ⅲ、课程设计使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 1.生产要求：产品的生产纲领为379台/年，每台产品齿轮轴数量 2件；齿轮轴的备品百分率为4%，废品百分率为0.4% 2.生产条件和资源：毛坯为外协件，生产条件可根据需要确定； 设备可以根据需要选择且各设备均达到机床规定的工作精度要求。 3.零件图见下页 4.零件的分析及毛坯的确定。 5．拟定机械加工工艺过程。 6．合理选择各工序的定位基准。 7．确定加工工序的余量和切削用量。 8．确定工序尺寸，正确拟定工序技术要求。 9．编制加工工艺规程。 10．撰写设计说明书。
1齿轮轴的分析 (1) 1.1齿轮轴的作用 (1) 1.2齿轮轴的工艺分析 (1) 2零件的生产类型 (1) 2.1生产纲领 (1) 2.2生产类型及工艺特征 (1) 3工艺规程的设计 (2) 3.1毛坯的确定 (2) 3.2选择定位基 (2) 3.3制定工艺路线 (3) 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4) 3.5确定切削用量和基本工时 (5) 4设计总计 (7) 附录：轴的机械加工工艺卡 (8) 参考文献 (17)
课程设计说明书 1、齿轮轴分析 1.1齿轮轴的作用 齿轮轴是传动系配件，作用是指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。 1.2零件工艺分析 1）工序安排热处理调质处理后，再进行精车、磨削加工，以保证加工质量稳定。 2）精车、粗磨、精磨工序均以两中心孔定位装夹工件，其定位基准统一，可以更好保证零件的加工质量。 3）以工件两中心孔为定位基准，在偏摆仪上检查，φ60021 .0002.0++mm 、φ141.780063.0-mm 、φ60021 .0002.0++mm 三处轴径外圆对公共轴心线A —B 的圆跳动0.025mm 。 4）工序14对组合夹具应要求备有键槽对称度检查基准，可供加工对刀及加工后检查使用。 2、零件的生产类型 2.1生产纲领 根据任务书已知： ⑴产品的生产纲领为379台/年，每台产品齿轮轴数量2件 ⑵齿轮轴的备品百分率为％，废品百分率为0.4％。 齿轮轴生产纲领计算如下： N=Qn(1+a)(1+b) =379x2(1+4％)(1+0.4％) =791.47≈792（件/年) 2.2生产类型及工艺特征 查表确定齿轮轴属于大批量生产零件，工艺特征见表（如下）： 生产纲领 生产类型 工艺特征
汽车半轴加工工艺分析与设计 目录 中文摘要 英文摘要 1.前言 1.1国外汽车半轴的加工工艺 1.2国内后桥半轴先进的机械加工工艺技术 2.材料的选择 3.汽车半轴加工工艺流程及主要加工工序 3.1剪料 3.2摔杆 3.3摆帽 3.4喷丸 3.5杆部校直 3.6钻小端中心孔A3/7.5 3.7粗车大外圆 3.8粗车小端 3.9车大孔 3.10钻中心孔B4/12.5 3.11粗车大端、精车大端 3.12精车小端 3.13冷滚轧花键 3.13.1冷滚轧花键的优点 3.13.2冷滚轧花键的加工方法 3.13.3冷滚轧花键的工艺要求 3.13.4典型的冷滚轧机技术参数 3.13.5冷滚轧花键加工实例 3.14半轴的热处理 3.1 4.1热处理的具体工序 3.15磁力探伤检验 4.夹具设计 4.1原夹具存在的问题 4.2可微调新型夹具 摘要 汽车自19世纪末诞生至今100余年期间,汽车工业从无到有,以惊人的速度发展,写下了人类近代文明的重要篇章。汽车是数量最多、最普及、活动X围最广泛、运输量最大的现代化交通工具。没有哪种机械产品像汽车这样对社会产生如此广泛而深远的影响。 半轴是汽车传动系统的一个重要组成部分，半轴是用来将差速器半轴齿轮输出的动力传给驱动轮或轮边减速器，对于采用非独立式悬架的驱动桥，根据其半轴内端与外端的受力状况，一般又分为全浮式半轴、四分之三浮式半轴与半浮式半轴三种。 半轴内端以花键连接着半轴齿轮，半轴齿轮在工作时只将扭矩传给半轴，几个行星齿轮对半轴齿轮施加的径向力是互相平衡的，因而并不传给半轴内端。主
减速器从动齿轮所受径向力则由差速器壳的两轴承直接传给主减速器壳。因而，半轴内端只受扭矩而不受弯曲力矩。半轴是汽车的轴类零件中承受扭矩最大的零件，为了满足半轴的强度要求．多年来，世界备国除了用各种各样的计算方法外，还在材料选择、毛坯成型、机械加工和热处理等方面进行着不懈的努力。 本文主要是对半轴在锻造车间、机加车间、热处理车间的各步工艺进行分析和改进以及半轴的热处理和半轴齿轮的夹具改进。 半轴齿轮广泛用于汽车、拖拉机等一切行走机械的差速器中，应用面广。需求量大。半轴已普遍采用精密模锻工艺生产。其工艺流程是：下料——加热——粗锻——切飞边——精锻——切飞边——表面清理——钻孔、车大端面——车孔、齐端面——拉花键——热处理——磨大端面和内孔。 感应加热表面淬火亦称感应淬火，由于它的加热速度和冷却速度都很快，使零件的表面至心部有着巨大的温度梯度，而且淬火后零件由表及里存在着激烈的组织变化，这些特点决定它有着特殊的残余应力形态。一般说，轴类零件感应淬火后，表面层存在残余压应力，次表层和淬火区域边缘存在残余拉应力。残余应力的合理分布，能够大大提高零件强度，特别是疲劳强度。载货车半轴的合理用料，合理选择淬火层的深度及其分布，将大大提高半轴的使用寿命。 在车孔、齐端面工序中，由于夹具调整不便，更换供状时工件找正极其困难，耗工费时，齿轮装夹定位精度低，生产效率低。为此，我根据所学知识,再通过一些先进资料研究了半轴齿轮车孔齐端面的可微调夹具，解决了原夹具存在的问题。 关键词:半轴；热处理；夹具设计；花键设计 Abstract The car bears the until now from the end of 19 centuries 100 period in remaining years of life， Car industry from have no to have Developing with the astonishing speed, Wrote down the civilized and important literary piece in human modern age. The car is a quantity at most, universal, the movable scope is the most extensive and transport biggest and modern pileup in deal. Have no which kind of machines product resemble the car is like this to the social creation like this extensive but profound influence.The half stalk is an importance that car spread to move the system to constitute the part，to be used to will differ soon the machine half stalk wheel gear output's motive pass to drive round or a sides decelerate the machine, Carry according to the half stalk inside with carry outside of suffer the dint condition, generally divided into Whole float type half stalk、three quarter float type half stalk、Half float type half stalk. 1. 前言 1.1国外汽车半轴的加工工艺 1.1.1 美国克莱斯勒公司万伦脱小客车半轴制造工艺SAE1039(相当于40Mn) 棒料切断——法兰热轧成型——正火——喷砂——清洗——表面磷化— —水平挤压成型(三段，用175t压力机)——法兰和轴承部分切削加工—
典型零件加工工艺(轴类，盘类，箱体类，齿轮类等 实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一轴类零件的分类、技术要求 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承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。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、凸轮轴、偏心轴、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地反映轴类零件的加工规律和共性。 根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： ⑴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IT 5~IT7；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，常为IT6~IT9。 ⑵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。 ⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷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。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1．轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式主要有以下三种。 1．采用两中心孔定位装夹 一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支
机械制造工艺学课程设计 --传动轴加工工艺设计 班级： 指导老师： 组员：
传动轴机械加工工艺 轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。 台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。 1．零件图样分析
图A-1 图A-1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有
一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。 根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。 毛坯图 2．确定毛坯 该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。 3．确定主要表面的加工方法 传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为： 粗车→半精车→磨削。
实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一轴类零件的分类、技术要求 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承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。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、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。 根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： ⑴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IT 5~IT7；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，常为IT6~IT9。 ⑵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。 ⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷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。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1．轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。
主动齿轮轴的加工工艺 零件描述 本次设计的是轴类零件的工艺设计，这主要功用是支承回转零件并传递运动和动力，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是常见的典型零件之一。轴类零件的结构形式不同，一般有光轴、阶梯轴和异形轴三类，本次工艺设计的是齿轮轴。 零件选材 毛坯的选择，加工余量大，加工精度低宜选用锻件毛坯。依零件的外观形状，为节省余量，毛坯选择时应选用直径为50mm，总长为150mm左右的毛坯材料。 由于要保证零件的传力传动性能，轴的材料选用通用的45钢，因为45钢经适当的热处理后可获得良好的综合力学性能。很适合用来做齿轮、轴类、套筒等零件。 定位基准 选用两端中心孔作为粗、精加工的定位基准，也符合基准统一的原则，保证了各轴的位置精度，也有利于生产率的提高。 根据加工图纸上面各段配合轴段除了有一定尺寸精度和表面粗糙度要求外，还有一定的位置精度，以上为定位精度，这种基准为粗基准，用来加工的表面所做的定位基准为精基准。
依据对加工表面的具体要求，可采用如下方案：粗车—调质—半精车—精车—粗铣键槽—精铣键槽—粗磨外圆—精磨外圆。 制定工艺路线 （1）两端面：公差等级IT12，表面粗糙度Ra12.5um，需进行铣削加工， （2）先粗车至φ48，公差等级IT12表面粗糙度为Ra12.5，（3）半精车φ48， （4）车φ18外圆表面，公差等级IT17，表面粗糙度Ra12.5, （5）车φ16外圆表面，公差等级IT16，表面粗糙度Ra1.6，（6）车外圆φ12，选用粗车、半精车、精车等不同加工方法，
保证不同的技术要求。 （7）45钢经淬火加高温回火后 （8）工艺中所有车床选用CA6140车床。（9）螺纹的加工需用专用螺纹车刀
绪论 本课题的研究主要是加工工艺的注意点和改进的方法，通过总结零件的的加工，提高所加工工件的质量，完善产品，满足要求，提高经济效益和劳动生产率。 一般齿轮轴有两个支撑轴径，工作时通过轴径支撑在轴承上，这两个支撑轴径便是其装配基准，通常也是其他表面的设计基准，所以它的精度和表面质量要求较高。对于一些重要的轴，支撑轴除规定较高的尺寸精度外，通常还规定圆度、圆柱度以及两轴径之间的同轴度等形状精度要求等。对于其他工作轴径，如安装齿轮、带轮、螺母、轴套等零件的轴径，除了有本身的尺寸精度和表面粗糙度外，通常还要求其轴线与两支承轴径的公共线同轴，以保证轴上各运动部件的运动精度。 轴为支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等；②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等；③传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。 本课题缩小到对齿轮轴的研究，本课题中的加工精度高，因此对技术也就会随之提高，包括尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度及表面粗糙度等。使齿轮轴起到它的作用，更好的支撑传动部件、传递扭矩和承受载荷。从而使产品更加畅销，寿命延续更长，具有长远的意义，齿轮轴机件的损坏、磨损、变形以及失去动平衡，严重时会导致相关部件的损坏。
齿轮轴切削加工工艺设计说明书 目录 一、零件表面加工方法的选择---------------------------1 二、定位基准的选择---------------------------------------2 三、加工工艺路线的制定---------------------------------3 四、加工余量的确定---------------------------------------5 五、综合分析、审查---------------------------------------7 六、参考文献------------------------------------------------7
一、零件表面加工方法的选择 根据零件的材料、形状、尺寸、批量。机加工表面形状、精度、粗糙度、热处理要求选择零件表面的加工方法。零件为机床的配换齿轮轴，材料为45号钢，尺寸为130mm*φ38mm,属于小型零件，数量为10件，属于单件小批量生产。该零件的表面多为圆周面，精度最高为IT7，表面粗糙度为Ra12.5-Ra0.8。该零件要经过退火、淬火和回火的热处理过程。 零件表面粗糙度Ra12.5，Ra6.3,Ra3.2的外圆表面选择粗车-半精车加工。表面粗糙度Ra0.8的外圆表面选择粗车-半精车-粗磨-半精磨的加工方法。表面粗糙度Ra6.3的平面和半圆键槽选择粗铣加工。表面粗糙度Ra3.2、精度为IT9的孔选择钻-粗扩-精扩的加工方法。
二、定位基准的选择 合理选择定位基准，对保证加工精度、安排加工顺序和提高加工生产率有着重要的影响。从定位的作用看，它主要是为了保证加工表面的位置精度。因此，选择定位基准的总原则，应该是从有位置精度要求的表面中进行选择，尽量选择设计基准为定位基准。 定位基准有粗基准和精基准之分。零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过表面为定位基准的称精基准。 在加工中，首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。 1. 车外圆的表面时所选的基准： 外圆表面：粗基准 中心孔：精基准 2.铣平面和键槽时所选的基准：外圆表面 3.钻孔时所选的基准： 外圆表面：粗基准 中心孔：精基准 4.扩孔时所选择的基准： ①若首先要求保证工件末一重要表面加工余量均匀时，应该选择该表面的毛坯面作为粗基准。保证加工余量均匀应该选择内孔表面作
材料工程新技术新工艺课程论文 论文题目：小汽车齿轮的加工工艺与技术学院：材料科学与工程学院 班级：料11*班 教师：*** 学生:** 学号：********
小汽车齿轮的加工工艺与技术 摘要：齿轮是汽车行业主要的基础传动元件，通常每辆汽车中有18～30个 齿部，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。近年来, 齿轮技术得到了迅速发展, 其发展趋势可概括为: 高承载能力、高齿面硬度、高精度、高 速度、高可靠性和高传动效率。最终归结于齿轮的加工工艺得到的进步。 关键字：齿轮加工工艺 一个完整的齿轮加工过程一般要经过毛坯的准备、毛坯正火热处理、车削 加工、滚齿、插齿、剃齿、再次热处理、磨削加工与修正等过程。 1.毛坯准备 毛坯的准备一般通过锻造制坯来完成的，当前，热模锻仍然是汽车齿轮件 广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来，楔横轧技术在轴类加工上得到了大范围推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯，它不仅精度较高、后序加 工余量小，而且生产效率高。 2.正火处理 正火这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理 做组织准备，以有效减少热处理变形。所用齿轮钢的材料通常为20CrMnTi，一 般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大，在热处理工艺中，如果处理 不当将使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制，造成硬度散差大，金相组 织不均匀，直接影响金属切削加工和最终热处理，使得热变形大而无规律，零 件质量无法控制。[1]为此，采用等温正火工艺。实践证明，采用等温正火有效 改变了一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。 3.车削加工 为了满足高精度齿轮加工的定位要求，齿坯的加工全部采用数控车床，使 用机械夹紧不重磨车刀，实现了在一次装夹下孔径、端面及外径加工同步完成，既保证了内孔与端面的垂直度要求，又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小。 从而提高了齿坯精度，确保了后序齿轮的加工质量。数控车床比一般的人工操 作车床具有更高的准确度，为计算加工提供很大便利。另外，数控车床加工的 高效率还大大减少了设备数量，经济性好。 4.滚、插齿 加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机，虽然调整维护方便， 但生产效率较低，若完成较大产能需要多机同时生产。随着涂层技术的发展， 滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀非常方便地进行，经过涂镀的刀具能够明显地提 高使用寿命，一般能提高90%以上，有效地减少了换刀次数和刃磨时间，效益 显著。