變速器一軸零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(已修改)
2025-07-11 10:46 本頁面
【正文】 東 北 大 學(xué)NORTHEASTERN UNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計GRADUATE DESIGN 論文題目：變速器一軸零件數(shù)控加工工藝設(shè)計及程序編制 摘 要本零件在設(shè)計加工過程中分析了軸的特點及作用，介紹了軸的數(shù)控加工工藝設(shè)計與程序編制。要體現(xiàn)在對材料的選擇、刀具的選擇、工裝夾具、定位元件、基準(zhǔn)的選擇、定位方式、對刀、工藝路線擬定、程序的編制、數(shù)控車、數(shù)控銑等。著重說明了數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 、數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 、控刀具的要求與特點 、數(shù)控刀具的材料 、選擇數(shù)控刀具時應(yīng)考慮的因素、工件的安裝 、定位誤差的概念和產(chǎn)生的原因 、數(shù)控車床的主要加工對象、數(shù)控車床的坐標(biāo)系、零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定 、工步順序的安排 、切削參數(shù)選擇 、數(shù)控銑床的主要加工對象等。全面審核投入生產(chǎn)制造中。其中軸的數(shù)控加工工藝分析、裝夾、基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬定、程序的編制既是重點又是難點。關(guān)鍵詞：軸、工件裝夾、基準(zhǔn)、刀具、車削、銑削一、零件圖樣分析如圖所示：(一) 結(jié)構(gòu)分析該軸為一階梯軸，工作時受彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用，但承受的應(yīng)力和沖擊力不大，運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，工作條件較好。大端內(nèi)孔工作時需經(jīng)常與頂尖、卡盤有相對摩擦；花鍵部位與齒輪會有相對滑動或碰撞。(二) 選材分析由于該軸是用作變速器上的傳動軸，對性能方面要求都較高，而且該主軸結(jié)構(gòu)形狀較簡單，工作最大應(yīng)力處于表層，應(yīng)選用合金調(diào)質(zhì)鋼，本設(shè)計選用40cr作軸的材料。成分：～％，～％，～，～％ 退火硬度：小于207HBS 正火硬度：小于250HBS 調(diào)質(zhì)處理：試樣直徑：25mm，850度淬火加熱油淬，520度回火后：抗拉1000兆帕，屈服800兆帕，延伸9％，斷面收縮45％。40cr：抗拉強度比相應(yīng)的碳素鋼約高20%，具有良好的淬透性，截面在50mm以下時，油淬后有較高的疲勞強度，切削加工性能良好，但焊接性能較差。40cr進(jìn)行不同的熱處理，具有不同的用途。例如：T235熱處理工藝后：用于承受中等負(fù)荷，高速度及沖擊的零件，如軸、套等；c52熱處理工藝后：用于承受重負(fù)荷，低沖擊及要求耐磨的零件，如：軸、套、環(huán)、蝸桿等。D500熱處理工藝后：用于表面耐磨、要求熱處理變形小的零件，如傘齒輪、螺旋齒輪、花鍵套等。45鋼也是軸類零件的常用材料，它價格便宜，經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達(dá)45～52HRC。合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)50～58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。二、工件的裝夾（一）技術(shù)要求分析由零件簡圖可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動件的圓柱、圓錐面，安裝滑動齒輪的花鍵等。下面分別介紹該軸各主要部分的作用及技術(shù)要求：⑴ 支承軸頸該軸左端￠￠；；支承軸頸尺寸精度為IT6IT7。因為該軸支承軸頸是用來安裝支承軸承，是軸上部件的裝配基準(zhǔn)面，所以它的制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度。⑵ 空套齒輪軸頸 mm。由于該軸頸是與齒輪孔相配合的表面，對支承軸頸應(yīng)有一定的同軸度要求，否則引起主軸傳動嚙合不良，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速很高時，還會影響齒輪傳動平穩(wěn)性并產(chǎn)生噪聲。⑶其它部分達(dá)到尺寸要求即可。加工的主要問題是如何保證該軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，更值得注意的是怎樣保證軸上兩軸頸及齒輪兩端面處的圓跳動要求 ？考慮到該軸是以兩端面做為該軸的設(shè)計基準(zhǔn)，所以采用兩頂尖裝夾的方法加工該軸。（二）數(shù)控車床夾具在數(shù)控車床上用于裝夾工件的裝置稱為車床夾具。車床夾具可分為通用夾具和專用夾具兩大類。通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以上工件的夾具，例如車床上的三爪卡盤、四爪卡盤、彈簧卡套和通用心軸等；專用夾具是專門為加工某一特定工件的某一工序而設(shè)計的夾具。在數(shù)控車削加工過程中，夾具是用來裝夾被加工工件的，因此必須保證被加工工件的定位精度，并盡可能做到裝卸方便、快捷。選擇夾具時應(yīng)優(yōu)先考慮通用夾具。使用通用夾具無法裝夾、或者不能保證被加工工件與加工工序的定位精度時，才采用專用夾具。專用夾具的定位精度較高，成本也較高。專用夾具的作用為：（1）保證產(chǎn)品質(zhì)量（2）提高加工效率（3）解決車床加工中的特殊裝夾問題（4）擴大機床的使用范圍使用專用夾具可以完成非軸套、非輪盤類零件的孔、軸、槽和螺紋等的加工，可擴大機床的使用范圍。在數(shù)控車削加工中，較短軸類零件的定位方式通常采用一端外圓固定，即用三爪卡盤、四爪卡盤或彈簧套固定工件的外圓表面，此定位方式對工件的懸伸長度有一定限制，工件懸伸過長會在切削過程中產(chǎn)生變形，工件懸伸過長還會增大加工誤差甚至掉活。對于切削長度較長的軸類零件可以采用一夾一頂，或采用兩頂尖定位。在裝夾方式允許的條件下，零件的軸向定位面盡量選擇幾何精度較高的表面。（三） 通用夾具在數(shù)控車削加工中，粗加工、半精加工的精度要求不高時，可利用工件或毛坯的外圓表面定位。（1）三爪卡盤三爪卡盤是最常用的車床也是數(shù)控車床的通用卡具。三爪卡盤最大的優(yōu)點是可以自動定心。它的夾持范圍大，但定心精
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