阶梯轴加工工艺过程终稿

阶梯轴加工工艺过程实训报告

一、实训目的

本次实训旨在通过阶梯轴的加工，培养学生的加工手技和对加工工艺的理解，同时提高学生的团队协作能力和安全意识。

二、实训内容

1.加工介绍

阶梯轴是应用广泛，需求量大的一类机械零件，具有复杂的轴类形状，因此对其加工要求较高。阶梯轴的加工主要分为车削、切割和镗孔三个步骤，其中车削和切割用于成形和加工外轮廓，镗孔用于加工内腔、内轮廓。

2.实训设备和工具

本次实训主要使用车床、卡盘、车刀、镗刀等加工设备和工具，同时还需要使用量具、标尺、游标卡尺等检测工具。

3.实训流程

1）设计阶梯轴样品

2）选择材料并粗加工

3）热处理并精加工

4）检测和上油

三、实训过程

1.设计阶梯轴样品

首先，我们需要确定阶梯轴的形状和尺寸，使用CAD软件绘制出阶梯轴的图样。

2.选择材料并粗加工

在这个步骤中，我们需要根据阶梯轴的形状和尺寸，选择合适的材料并进行初步加工。在加工之前，我们需要将大块材料锯成适当的尺寸，并使用加工中心机床将材料中央空洞加工出来。

3.热处理并精加工

在将材料粗加工完毕后，我们需要进行热处理。热处理的目的是消除材料内部的应力和变形，提高材料的力学性能和切削性能。在热处理前，我们需要将材料表面打磨光滑，然后放入炉中进行退火。

4.检测和上油

最后一个步骤是对已经加工完毕的阶梯轴进行检测和上油。我们需要使用各种检测仪器和设备来对阶梯轴进行几何、表面光洁度、粗糙度等方面的检测。在检测完毕后，我们需要对阶梯轴进行上油，以保证其表面的光洁度和耐磨性。

四、实训效果

通过本次实训，我们深入了解了阶梯轴的加工原理和方法，学会了使用相关加工设备和工具，掌握了阶梯轴的加工技能和常用的检测方法。同时，我们还培养了团队协作能力和安全意识，为我们今后的工作和学习打下了坚实的基础。

1. 零件分析

1、零件的作用

阶梯轴是机械加工中的典型零件之一，它主要用来支撑传动零件和传递转矩。

由零件图1.1可知，其材料为45钢，属于中碳钢，它具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。

图1.1 阶梯轴

2、零件的工艺分析 该阶梯轴虽然形状、结构简单，但是加工精度要求较高。这主要是为了提高阶梯轴在工作中承受冲击载荷能力，同时为增强其耐磨性，阶梯轴表面需要高频淬火处理，是表面硬度达到48~55HRC。

在加工过程中，阶梯轴主要工作表面精度IT7，很容易满足，根据表面粗糙度确定其加工工艺——粗车、半精车、精车的加工方法；对加工表面为IT4、IT5，其加工精度要求较高，同时根据表面粗糙度确定其加工工艺——粗车、半精车、精车、粗磨、粗精磨、精磨、研磨的加工方法。

该零件主要工作表面43、45、38的外圆表面粗糙度分别为0.2Ra，1.6Ra，0.4Ra，在设计工艺规程时应重点予以保证。

3、确定零件的生产类型

依旧设计题目可知：产品的年产量为30000件/年，结合生产实际，备品率α和废品率β分别取3%和0.5%，零件的年产量为：

01(1)(1)300001.5NN（1+3%）（1+5%）=31054件

2. 确定毛坯类型

材料同样可以通过锻造，铸造得到，但是考虑到加工的经济度，型材是最优选择。

由于阶梯轴在工作过程中要求受冲击载荷，为增强其强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选择型材，棒料562000mm，截断成56256mm。

3. 工艺规程设计

1、由零件的生产类型的详尽分析，根据表7.4[3]，该生产类型为轻型机械，大批量生产。所以在生产过程中应尽量选择专用夹具，专用刀具以节省加工时间和加工成本。在安排工序时，应将粗精加工分开，先完成表面粗加工，再完成表面的半精加工和精加工，而主要表面的精加工则放在最后进行。

2、拟定工艺路线

机械制造工艺学

课程设计

* 名： **

学 号： ***********

班 级： 10机械本1

指导教师： ***

完成日期： 2013年7月12日

2 机电工程学院课程设计 任务书

题 目

阶梯轴的工艺设计

设计内容及基本要求 一、设计轴类零件工艺图

二、设计任务

根据零件图对零件进行工艺分析，编制工艺文件。

三、设计工作量

根据零件图对零件进行工艺分析，计算零件的生产纲领，确定生产类型，确定毛坯的种类和制造方法，确定毛坯的尺寸和公差，拟定加工路线，确实各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差，选择各工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备，确定各工序的切削用量，编制工艺文件。

设计起止时间 2013年7 月 1 日 至 2013 年 7 月 12日

学生签名 年 月 日

指导教师签名 年 月 日 目 录

一、零件的工艺分析 ...................................................................................................................... 1

1.1轴的用途：........................................................................................................................ 1

1.2技术要求：........................................................................................................................ 1

任务1 阶梯轴类零件加工

图1-1 阶梯轴

3、相关实践知识

轴类零件是机械结构中用于传递运动和动力的重要零件之一，其加工质量直接影响到机械的使用性能和运动精度。轴类零件的主要表面是外圆，车削是外圆加工的主

3.2 拟定加工工艺（2课时）

如图1-1为某传动轴，从结构上看，是一个典型的阶梯轴，工件材料为45，生产纲领为小批或中批生产，调质处理220～350HBS。

3.2.1分析阶梯轴的结构和技术要求

该轴为普通的实心阶梯轴，轴类零件一般只有一个主要视图，主要标注相应的尺寸和技术要求，而其它要素如退刀槽、键槽等尺寸和技术要求标注在相应的剖视图。

轴颈和装传动零件的配合轴颈表面，一般是轴类零件的重要表面，其尺寸精度、形状精度（圆度、圆柱度等）、位置精度（同轴度、与端面的垂直度等）及表面粗糙度要求均较高，是轴类零件机械加工时，应着重保障的要素。

如图1-1所示的传动轴，轴颈M和N处是装轴承的，各项精度要求均较高，其尺寸为Ф35js6(±0.008)，且是其它表面的基准，因此是主要表面。配合轴颈Q和P处是安装传动零件的，与基准轴颈的径向圆跳动公差为0.02（实际上是与M、N的同轴度），公差等级为IT6，轴肩 H、G和I端面为轴向定位面，其要求较高，与基准轴颈的圆跳动公差为0.02（实际上是与M、N的轴线的垂直度），也是较重要的表面，同时还有键槽、螺纹等结构要素。

3.2.2明确毛坯状况

一般阶梯轴类零件材料常选用45钢；对于中等精度而转速较高的轴可用40Cr；对于高速、重载荷等条件下工作的轴可选用20Cr、20CrMnTi等低碳含金钢进行渗碳淬火，或用38CrMoAIA氮化钢进行氮化处理。阶梯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件。

3.2.3拟定工艺路线； 技术要求

调质处理HBS217～255。

零件名称：传动轴 材料45

生产类型：小批

1）确定加工方案

轴类在进行外圆加工时，会因切除大量金属后引起残余应力重新分布而变形。应将粗精加工分开，先粗加工，再进行半精加工和精加工，主要表面精加工放在最后进行。传动轴大多是回转面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴的Q、M、P、N段公差等级较高，表面粗糙度值较小，应采用磨削加工。其它外圆面采用粗车、半精车、精车加工的加工方案。