传动轴的工艺分析及数控加工
传动轴的工艺分析及数控加工[20200123174017]
日期： 2012年10月 15日 【摘要】
传动轴在各种机械或传动系统中广泛使用，用来传递动力。在传力过程中主要承受交变扭转负荷或有冲击，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应其工作条件。
本课题以一常见的传动轴为研究对象，首先，分析其结构及其在加工中的作用；其次，介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量的合理选用、工艺规程的制定等；最后，根据制定的加工工艺编写相应的数控加工程序。
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关键字:】传动轴；加工工艺；工艺规程的制定；数控加工程序
引言 1
一、传动轴零件介绍 2
（一）零件图 2
（二）应用场合 3
（三）结构分析 3
二、传动轴零件的加工工艺分析 3
（一）工件材料选用 3
（二）加工设备的选用 3
（三）夹具的选用 5
（四）刀具的分析与选用 6
（五）确定工序的机械加工余量 6
三、加工路线的确定 7
（一）制定工艺路线的作用及依据 7
（二）工艺路线的制定 7
四、零件加工工艺规程的制定 8
（一）工艺过程阶段的划分 8
（二）定位基准的选择 8
（三）加工方法的选择 8
（四）数控加工工序卡 8
（五）辅助工序的安排 9
五、模拟加工 9
六、加工程序 13
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。
在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。
本文以常见的一种常见传动轴为研究对象，首先，分析其结构及其在加工中的作用；其次，介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量的合理选用、工艺规程的制定等；最后，根据制定的加工工艺编写相应的数控加工程序。
一、传动轴零件介绍
（一）零件图
本课题研究对象为阶梯类传动轴零件，图 1-1 所示为传动轴的零件图，图1-2所示为传动轴的实物造型。
图1-1 传动轴零件图
图1-2 传动轴实物造型
（二）应用场合
传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。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，它可以是好几节的，节与节之间可以由万向节连接。传动轴主要应用在各种汽车上的发动机上，
（三）结构分析
总体上看，该零件是一根阶梯轴，以回转面为主，也有平面上的轮廓，该零件的加工表面由圆柱面、圆锥面、球面、锥形面等组成。零件材料为中碳钢。
二、传动轴零件的加工工艺分析
（一）工件材料选用
由于工件的材料不仅影响工件加工的质量和使用性能，而且对工件的制造工艺过程、生产时间、经济性等也有很大的影响。本课题所研究的零件为传动轴，那么可以采用中碳钢。
（二）加工设备的选用
机床选择时考虑既可达到工件所要求的加工精度又适合工件本身的特点进行加工。若工件中批量生产可采用通用机床，大批量或大量生产则要考虑专用机床。
根据本零件的加工精度，初步选定为数控机床，又因工件为小批量生产且生产条件受到限制，故采用数控车床加工。最后，本工件的生产机床确定为CJK6032A卧式数控车床，具体介绍如下：
CJK6032A卧式数控车床
CJK6032A卧式数控车床外形如图2-1所示，具体参数如表2-1所示。
图2-1 CJK6032A卧式数控车床
表2-1 主要技术参数
CJK6032A机床参数
项目
容量 X轴方向移动量 500mm
Y轴方向移动量 400mm
Z轴方向移动量 330mm
从工作台上部到主轴端面的距离 150mm-480mm
工作台 作业面大小 650mm×400mm
工作容许重量（kg） 250
作业面的形状 T槽，公称14×间隔125mm×3个
主轴 转速（min-1） 100-10000
主轴端（公称号） 7/24锥度、NO.30[带鼓风机]
进给速度 快进速度(m/min) 48[XYZ]
切削进给速度（mm/min-1） 1-30000
刀具更换装置 刀具更换方式 转塔式
刀具形式 JIS B 6339-1998 BT30，MAS 403-1982、P30T-1(45o)
刀具收放数 14把
刀具最大直径 80mm
刀具最大长度 250mm（因不同规格而有差异）
刀具选择方式 随机近道
刀具最大重量 2kg/个、总重量15kg 3kg/个、总重量22kg
刀具更换时间 C/C 1.8秒；T/T 0.9秒
电动机 主轴电动机 5.5/3.7
精度 单向定位精度（mm）（*1） 0.010/300
重复定位精度（mm）（*1） ±0.002
机器重量 机器高度（mm） 1980
占地面积（mm） 1565×2040
机器重量（kg） 4500
（三）夹具的选用
1. 夹具的分类
按夹具的通用特性分类，可分为：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具；按夹具使用的机床分类，可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具和其它机床夹具等；按夹具动力源分类，可分为：手动夹具和机动夹具等。
2．夹具的选用
根据传动轴类零件的生产内容与结构特点，应考虑专用夹具的设计，但其仅属于小批量生产，设计制造专用夹具要消耗大量的辅助时间，也使生产增加了一定的难度。车床上的夹具一般采用自定心三爪卡盘，免去了专用夹具，如图2-3所示为自定心三爪卡盘。
图2-2 三爪卡盘
（四）刀具的分析与选用
在选择刀具方面，通常优先选用通用刀具，刀具的规格主要依据加工尺寸确定。
本工件环形槽的精度要求不高，可用2mm切槽刀直接铣削完成，刀具规格如表2-3所示。
表2-2 刀具卡
产品名称或代号 零件名称 传动轴 零件图号
序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 备注
1 T01 硬质合金端面车刀 1 粗车外圆、端面
日期： 2012年10月 15日 【摘要】
传动轴在各种机械或传动系统中广泛使用，用来传递动力。在传力过程中主要承受交变扭转负荷或有冲击，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应其工作条件。
本课题以一常见的传动轴为研究对象，首先，分析其结构及其在加工中的作用；其次，介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量的合理选用、工艺规程的制定等；最后，根据制定的加工工艺编写相应的数控加工程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】传动轴；加工工艺；工艺规程的制定；数控加工程序
引言 1
一、传动轴零件介绍 2
（一）零件图 2
（二）应用场合 3
（三）结构分析 3
二、传动轴零件的加工工艺分析 3
（一）工件材料选用 3
（二）加工设备的选用 3
（三）夹具的选用 5
（四）刀具的分析与选用 6
（五）确定工序的机械加工余量 6
三、加工路线的确定 7
（一）制定工艺路线的作用及依据 7
（二）工艺路线的制定 7
四、零件加工工艺规程的制定 8
（一）工艺过程阶段的划分 8
（二）定位基准的选择 8
（三）加工方法的选择 8
（四）数控加工工序卡 8
（五）辅助工序的安排 9
五、模拟加工 9
六、加工程序 13
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。
在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。
本文以常见的一种常见传动轴为研究对象，首先，分析其结构及其在加工中的作用；其次，介绍该零件的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具、夹具及切削用量的合理选用、工艺规程的制定等；最后，根据制定的加工工艺编写相应的数控加工程序。
一、传动轴零件介绍
（一）零件图
本课题研究对象为阶梯类传动轴零件，图 1-1 所示为传动轴的零件图，图1-2所示为传动轴的实物造型。
图1-1 传动轴零件图
图1-2 传动轴实物造型
（二）应用场合
传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。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，它可以是好几节的，节与节之间可以由万向节连接。传动轴主要应用在各种汽车上的发动机上，
（三）结构分析
总体上看，该零件是一根阶梯轴，以回转面为主，也有平面上的轮廓，该零件的加工表面由圆柱面、圆锥面、球面、锥形面等组成。零件材料为中碳钢。
二、传动轴零件的加工工艺分析
（一）工件材料选用
由于工件的材料不仅影响工件加工的质量和使用性能，而且对工件的制造工艺过程、生产时间、经济性等也有很大的影响。本课题所研究的零件为传动轴，那么可以采用中碳钢。
（二）加工设备的选用
机床选择时考虑既可达到工件所要求的加工精度又适合工件本身的特点进行加工。若工件中批量生产可采用通用机床，大批量或大量生产则要考虑专用机床。
根据本零件的加工精度，初步选定为数控机床，又因工件为小批量生产且生产条件受到限制，故采用数控车床加工。最后，本工件的生产机床确定为CJK6032A卧式数控车床，具体介绍如下：
CJK6032A卧式数控车床
CJK6032A卧式数控车床外形如图2-1所示，具体参数如表2-1所示。
图2-1 CJK6032A卧式数控车床
表2-1 主要技术参数
CJK6032A机床参数
项目
容量 X轴方向移动量 500mm
Y轴方向移动量 400mm
Z轴方向移动量 330mm
从工作台上部到主轴端面的距离 150mm-480mm
工作台 作业面大小 650mm×400mm
工作容许重量（kg） 250
作业面的形状 T槽，公称14×间隔125mm×3个
主轴 转速（min-1） 100-10000
主轴端（公称号） 7/24锥度、NO.30[带鼓风机]
进给速度 快进速度(m/min) 48[XYZ]
切削进给速度（mm/min-1） 1-30000
刀具更换装置 刀具更换方式 转塔式
刀具形式 JIS B 6339-1998 BT30，MAS 403-1982、P30T-1(45o)
刀具收放数 14把
刀具最大直径 80mm
刀具最大长度 250mm（因不同规格而有差异）
刀具选择方式 随机近道
刀具最大重量 2kg/个、总重量15kg 3kg/个、总重量22kg
刀具更换时间 C/C 1.8秒；T/T 0.9秒
电动机 主轴电动机 5.5/3.7
精度 单向定位精度（mm）（*1） 0.010/300
重复定位精度（mm）（*1） ±0.002
机器重量 机器高度（mm） 1980
占地面积（mm） 1565×2040
机器重量（kg） 4500
（三）夹具的选用
1. 夹具的分类
按夹具的通用特性分类，可分为：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具；按夹具使用的机床分类，可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具和其它机床夹具等；按夹具动力源分类，可分为：手动夹具和机动夹具等。
2．夹具的选用
根据传动轴类零件的生产内容与结构特点，应考虑专用夹具的设计，但其仅属于小批量生产，设计制造专用夹具要消耗大量的辅助时间，也使生产增加了一定的难度。车床上的夹具一般采用自定心三爪卡盘，免去了专用夹具，如图2-3所示为自定心三爪卡盘。
图2-2 三爪卡盘
（四）刀具的分析与选用
在选择刀具方面，通常优先选用通用刀具，刀具的规格主要依据加工尺寸确定。
本工件环形槽的精度要求不高，可用2mm切槽刀直接铣削完成，刀具规格如表2-3所示。
表2-2 刀具卡
产品名称或代号 零件名称 传动轴 零件图号
序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 备注
1 T01 硬质合金端面车刀 1 粗车外圆、端面
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