传动轴数控加工工艺设计与编程
日 期： 2017年3月25日 【摘要】传动轴在机床机箱内支撑着传动零件做回转运动，同时传递转矩和动力。传动轴作为一种传统的阶梯轴，可用加工工艺反映出基本规律和其零件加工的绝大部分内容。此文探讨的是如何设计一套传动轴零件的加工工艺。我们首先分析传动轴的相关零件图，分析的内容包括零件结构和主要技术，然后选用毛坯材料，再根据装夹方式确定零位基准，接着拟定机械加工工艺，确定工序尺寸以及切削余量，选择加工设备、夹具、刀具以及量测工具，最后填写工艺卡，并编写加工程序。
目录
引言 1
一、变速箱传动轴传统加工工艺规程 2
（一）传动轴零件图分析 2
（二）毛坯选择 4
（三）结合装夹方式选择定位基准 4
（四）填写工艺文件 4
（五）拟定工艺路线 5
（六）选择设备、刀具、夹具、量具 7
（七）工序尺寸和切削余量确定 9
二、手工编程 10
（一）数控编程的定义 10
（二）手工编程 10
总结 14
参考文献 15
致谢 16
引言
我们需要利用现有的工具和设备，通过查阅相关资料，最后编写技术文件存档。我们通过这次的毕业设计，使得大学学习的理论知识得以应用，更加有利于自己走向工作岗位。本次毕业设计的目的在于[1]：
① 培养理论与实践去解决实际生产问题的能力；
② 培养了自己动手查看相关资料的能力，并能进行独自编写操作规程；
③ 熟悉轴类零件机械加工工艺制定的流程，为以后走向工作岗位奠定基础；
④ 通过亲自动手绘制工艺图纸，学会如何使用绘图软件；
⑤ 编制数控加工程序。
轴类零件一般机器部件中起到支撑传动件做回转运动、传递转矩和动力的作用。本文所设计传动轴具有输出动力的作用。不仅在工作中能承受剧烈的冲击载荷，还能传递扭矩。这就要求传动轴具有两大特性：①较大的耐磨强度；②较高的抗扭强度[2]。
本文首先用UG8.0绘制零件三维图，再用CAD绘制二维图。然后，按照下面四个
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
操作步骤依次进行：一是对机械加工工艺进行剖析，二是选择合适的工作机床，三是明确所用加工刀具的操作线路，四是对零部件进行数字化的程序编写。在机械设计历程中，为了使机械加工的生产成本最小，需要选择最优的机械加工方式，同时，还要选择正确的定位、夹紧措施以及良好加工设备、器具。这样我们才能使材料损耗以及人工成本降到最低[78]。
变速箱的传动轴加工工艺规程
（一）传动轴零件图分析
1．变速箱传动轴介绍与作用
传动轴是一个动力零部件，安装于执行机构与变速箱之间，起到匹配传递转矩和转速的作用。传动轴具有两个作用：（1）传递动力；（2）转矩的作用。对于变速箱而言，它的传动轴是一种阶梯轴，我们通过制定变速箱传动轴的加工工艺，可在以后为传统机械加工程序起到参考作用。
图11 变速箱中的传动轴零部件图
2．零件的工艺分析
图11所示传动轴，它具有两个功能：（1）实现回转运动（2）运动中传递转矩和动力。变速箱中的传动轴零部件图如图11所示，退刀槽、圆柱面和轴间等部件组成了传动轴。对于支撑的传动零件而言，尺寸的圆柱面为轴径部分，也是设计基准面， 的圆柱面上将安装传动零件，其上将加工出键槽，通过导向平键传递运动，的圆柱面与传动件是过渡配合关系。
3．机械加工要求
（1）在图11中，未标示的形位偏差要在GB/T1184要求的尺寸公差范围之内。
（2）在图11中，未标示旳C角和R角尺寸要按照GB/T6403.4要求确定公差，
（3）在图11中，为保证螺纹60°的精度要求，需用刀尖角≤3°的硬质合金刀，经过五次循环走刀对传动轴上的螺纹进行车削加工。
4．确定零件的生产类型
在实际生产中，生产类型具有多种形式，即A.单件生产；B.成批生产；C.大批量的生产。但是，在企业的实际生产过程中，又将生产类型分为以下三种情况：A.单件小批量生产；B.中批量生产；C.大批量的生产。机械加工工艺特点不同时，对应的生产零部件的规模也会有所区别，从而导致需要制定出不同的机械加工生产操作规程。生产纲领用M表示，它的具体计算见下式：
式中各参数含义：M为零件的生产纲领； n为每件设备中该零件的数量；Q为零件的年产总量；a%为备品率，选择范围2%4%；b%为废品率，选择范围0.3%0.7%。
根据订单情况，确定该轴为中等批量生产。
5．零件主要技术要求
对于传动轴，右截面尺寸mm的偏公差值为0.013mm，加工精度为IT7；中间轴截面mm的公差尺寸为0.016mm，加工精度等级为IT7；它的外圆相对设计基准径向圆跳动为0.02mm。
（二）毛坯选择
在零件加工生产操作规程的初期，正确选择毛坯的特征和形状十分重要，因为毛坯的这些特点在机械加工过程中，直接影响加工零部件的热处理方式、困难程度以及工序的数量。因此，为了降低企业的生产成本和提高企业生产效率，在初期毛坯制作时，应使毛坯的大小与形状尽可能的接近成品。
制作毛坯样品时，可以直接选型，也可以通过焊接、铸造、锻造以及冷冲等方法来实现。传动轴是一种典型的回转形状零件，且阶台直径尺寸相差不大，所以毛坯选用热轧棒材为最佳，其规格为?48×260mm。
（三）结合装夹方式选择定位基准
保证零件精确的大小和位置时需要合理选择零件的定位基准来。根据基准重合原则，在机械粗加工工序中，毛坯外圆且钻取中心孔的车一个端面为零件的粗基准。车毛坯为另一端外圆；已车过的零件的毛坯外圆柱面用三爪自定的心卡盘装夹，最后，钻取中心孔需要在另一端面操作。精加工时，采用双顶尖装夹毛坯两端的中心孔，以保证该传动轴的主要配合表面对基准轴线AB的径向圆跳动0.02mm。
（四）填写工艺文件
制定零部件工艺操作规程，要及时将相关的内容备案。机械加工工艺文件在当前情况下分为三个内容：（1）机械加工工艺；（2）机械加工工序；（3）机械加工工艺过程。
机械加工工艺是一种工艺文件，该文件以工序为单位，对于所加工的每个工件，它所在工序的内容、名称、工序号码、参数、加工要求以及使用设备，需要能够详细地阐述。
在机械加工工艺生产过程，对于涉及到的工艺线路，也需要简明准确地讲出，上述机械加工工艺线路包括以下方面：1）机械加工工艺流程；2）毛坯制作样品的选择；3）零件热处理的方法等。
机械加工工序是的一种技术文件，它是在在机械加工工艺过程与机械加工工艺的基础上进行的，并且，需要根据具体情况规划。
表11 数控加工工序卡
工步号
目录
引言 1
一、变速箱传动轴传统加工工艺规程 2
（一）传动轴零件图分析 2
（二）毛坯选择 4
（三）结合装夹方式选择定位基准 4
（四）填写工艺文件 4
（五）拟定工艺路线 5
（六）选择设备、刀具、夹具、量具 7
（七）工序尺寸和切削余量确定 9
二、手工编程 10
（一）数控编程的定义 10
（二）手工编程 10
总结 14
参考文献 15
致谢 16
引言
我们需要利用现有的工具和设备，通过查阅相关资料，最后编写技术文件存档。我们通过这次的毕业设计，使得大学学习的理论知识得以应用，更加有利于自己走向工作岗位。本次毕业设计的目的在于[1]：
① 培养理论与实践去解决实际生产问题的能力；
② 培养了自己动手查看相关资料的能力，并能进行独自编写操作规程；
③ 熟悉轴类零件机械加工工艺制定的流程，为以后走向工作岗位奠定基础；
④ 通过亲自动手绘制工艺图纸，学会如何使用绘图软件；
⑤ 编制数控加工程序。
轴类零件一般机器部件中起到支撑传动件做回转运动、传递转矩和动力的作用。本文所设计传动轴具有输出动力的作用。不仅在工作中能承受剧烈的冲击载荷，还能传递扭矩。这就要求传动轴具有两大特性：①较大的耐磨强度；②较高的抗扭强度[2]。
本文首先用UG8.0绘制零件三维图，再用CAD绘制二维图。然后，按照下面四个
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
操作步骤依次进行：一是对机械加工工艺进行剖析，二是选择合适的工作机床，三是明确所用加工刀具的操作线路，四是对零部件进行数字化的程序编写。在机械设计历程中，为了使机械加工的生产成本最小，需要选择最优的机械加工方式，同时，还要选择正确的定位、夹紧措施以及良好加工设备、器具。这样我们才能使材料损耗以及人工成本降到最低[78]。
变速箱的传动轴加工工艺规程
（一）传动轴零件图分析
1．变速箱传动轴介绍与作用
传动轴是一个动力零部件，安装于执行机构与变速箱之间，起到匹配传递转矩和转速的作用。传动轴具有两个作用：（1）传递动力；（2）转矩的作用。对于变速箱而言，它的传动轴是一种阶梯轴，我们通过制定变速箱传动轴的加工工艺，可在以后为传统机械加工程序起到参考作用。
图11 变速箱中的传动轴零部件图
2．零件的工艺分析
图11所示传动轴，它具有两个功能：（1）实现回转运动（2）运动中传递转矩和动力。变速箱中的传动轴零部件图如图11所示，退刀槽、圆柱面和轴间等部件组成了传动轴。对于支撑的传动零件而言，尺寸的圆柱面为轴径部分，也是设计基准面， 的圆柱面上将安装传动零件，其上将加工出键槽，通过导向平键传递运动，的圆柱面与传动件是过渡配合关系。
3．机械加工要求
（1）在图11中，未标示的形位偏差要在GB/T1184要求的尺寸公差范围之内。
（2）在图11中，未标示旳C角和R角尺寸要按照GB/T6403.4要求确定公差，
（3）在图11中，为保证螺纹60°的精度要求，需用刀尖角≤3°的硬质合金刀，经过五次循环走刀对传动轴上的螺纹进行车削加工。
4．确定零件的生产类型
在实际生产中，生产类型具有多种形式，即A.单件生产；B.成批生产；C.大批量的生产。但是，在企业的实际生产过程中，又将生产类型分为以下三种情况：A.单件小批量生产；B.中批量生产；C.大批量的生产。机械加工工艺特点不同时，对应的生产零部件的规模也会有所区别，从而导致需要制定出不同的机械加工生产操作规程。生产纲领用M表示，它的具体计算见下式：
式中各参数含义：M为零件的生产纲领； n为每件设备中该零件的数量；Q为零件的年产总量；a%为备品率，选择范围2%4%；b%为废品率，选择范围0.3%0.7%。
根据订单情况，确定该轴为中等批量生产。
5．零件主要技术要求
对于传动轴，右截面尺寸mm的偏公差值为0.013mm，加工精度为IT7；中间轴截面mm的公差尺寸为0.016mm，加工精度等级为IT7；它的外圆相对设计基准径向圆跳动为0.02mm。
（二）毛坯选择
在零件加工生产操作规程的初期，正确选择毛坯的特征和形状十分重要，因为毛坯的这些特点在机械加工过程中，直接影响加工零部件的热处理方式、困难程度以及工序的数量。因此，为了降低企业的生产成本和提高企业生产效率，在初期毛坯制作时，应使毛坯的大小与形状尽可能的接近成品。
制作毛坯样品时，可以直接选型，也可以通过焊接、铸造、锻造以及冷冲等方法来实现。传动轴是一种典型的回转形状零件，且阶台直径尺寸相差不大，所以毛坯选用热轧棒材为最佳，其规格为?48×260mm。
（三）结合装夹方式选择定位基准
保证零件精确的大小和位置时需要合理选择零件的定位基准来。根据基准重合原则，在机械粗加工工序中，毛坯外圆且钻取中心孔的车一个端面为零件的粗基准。车毛坯为另一端外圆；已车过的零件的毛坯外圆柱面用三爪自定的心卡盘装夹，最后，钻取中心孔需要在另一端面操作。精加工时，采用双顶尖装夹毛坯两端的中心孔，以保证该传动轴的主要配合表面对基准轴线AB的径向圆跳动0.02mm。
（四）填写工艺文件
制定零部件工艺操作规程，要及时将相关的内容备案。机械加工工艺文件在当前情况下分为三个内容：（1）机械加工工艺；（2）机械加工工序；（3）机械加工工艺过程。
机械加工工艺是一种工艺文件，该文件以工序为单位，对于所加工的每个工件，它所在工序的内容、名称、工序号码、参数、加工要求以及使用设备，需要能够详细地阐述。
在机械加工工艺生产过程，对于涉及到的工艺线路，也需要简明准确地讲出，上述机械加工工艺线路包括以下方面：1）机械加工工艺流程；2）毛坯制作样品的选择；3）零件热处理的方法等。
机械加工工序是的一种技术文件，它是在在机械加工工艺过程与机械加工工艺的基础上进行的，并且，需要根据具体情况规划。
表11 数控加工工序卡
工步号
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