【文章內容簡介】 和 ERP 系統(tǒng)，擁有精益的裝配生產線和國際領先水平的加工、檢測、理化、計量儀器等設備。 **理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 8 相關專利解釋說明 本實用新型提供一種軸，包括軸心桿；一個或多個異型套，所述異型套均具有一個與所述軸心桿相適配的套孔，所述異型套緊固在所述軸心桿上。采用軸心桿和異型套的分別加工，使得加工零件結構簡單，易操作，而且能同時加工，加快軸的制作時間。 軸，其特征在于：包括軸心桿；一個或多個異型套，所述異型套均具有一個與所述軸心桿相適配的套孔，所述異型套緊固在所述軸心桿上。 . 根據權利要求 1 所述的軸，其特征在于：所述異型套有三個，包括一個六邊形筒體異型套、一個圓筒體異型套和一個側面由平面和弧面形成的不規(guī)則 筒體異型套。根據權利要求 1 或者 2 所述的軸，其特征在于：所述異型套通過過盈配合或者焊接固定在所述軸心桿上。 **理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 9 2 軸的機械加工工藝設計 零件的作用 變速器是將發(fā)動機的轉速一定的情況下，輸出不同的轉速，并且可以控制轉向。本設計所設計的零件是變速器的輸出軸，它是動力輸出的主要零件。該軸在工作中需要承受一定的沖擊載荷和較大的扭矩。因此，該軸應具有足夠的耐磨性和抗扭強度，其工藝工裝的設計與改良直接影響著其質量與性能。 該軸應具有足夠的耐磨性和抗扭強度。設計中一定要注意表面熱處理。因為它是動力輸 出的關鍵零件之一，它的加工質量對汽車的安全性和穩(wěn)定性都有很大的影響。 各部分尺寸零件圖中詳細標注如下： 圖 變速器 2 軸零件圖 零件的工藝分析 通過對變速器 2軸零件圖的繪制，該零件的基本工藝狀況已經大致掌握。主要工藝狀況如下敘述： **理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 10 零件的材料為 45號鋼， 45 號鋼為優(yōu)質碳素結構用鋼，硬度不高易切削加工。調質處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨。可用調質＋表面淬火提高零 件表面硬度。根據對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：φ φ 3φ 3φ 2φ24。這些表面加工要求比較高，表面粗糙度為 ，是輸出軸的重要部位。還有一個是斜錐齒輪，該工藝須用到格里森滾齒機加工，不是一般的滾齒機能加工出來的，但是該軸是階梯軸 并沒有復雜的加工曲面，屬于較為簡單的零件，所以根據各加工表面的技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 確定零件的生產類型 零件的生產類型是指企業(yè)生產專業(yè)化程度的分類，一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，在實 際生產中一般分為單件小批生產、中批生產、大批大量生產。不同的生產類型有著完全不同的工藝特征，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。零件的生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定的。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品年產量。零件的生產綱領 N 可按下式計算： %)1% )(1( baQmN ??? 式中： N零件的生產綱領 Q產品的年產量（臺、輛 /年） m每臺（輛）產品中該零件的數量（件 /臺、輛） a %備品率，一般取 2%4% b %廢品率，一般取 %% 根據本零件的設計要求， Q=10000 臺， m=1 件 /臺，分別取備品率和廢品率 3%和%，將數據代入生產綱領計算公式得出 N=10351 件 /年，零件質量為 6kg 左右，根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表 13，表 14 可知該零件為輕型零件，本設計零件變速器輸出軸的生產類型為輕型大批量生產。 **理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 11 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 選擇毛坯種 類 機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應當考慮一下幾個因素。 （ 1）材料的工藝性能 材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼 廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。 （ 2）毛坯的尺寸、形狀和精度要求 毛坯的尺寸大小和形狀復雜程度也是選擇毛坯的重要依據。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。 （ 3）零件的生產綱領 選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產綱領相適應，才能獲得最佳的經濟效益。生產綱領大時宜采用高精度和高生產率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產綱領小時，宜采用設備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。 根據上述內容的幾個方面來分析本零件，零件材料為 45 號鋼，首先分析 45號鋼材料的性能， 45 號鋼為優(yōu)質碳素結構用鋼，硬度不高易切削加工。調質處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等；其次，觀察零件圖知，本設計零件為軸類零件，毛坯選為棒料，各直徑尺寸相差較小，且該軸在工作過程中要承受沖擊載荷和扭矩，是變速器主要的動力輸出元件，故為增強其強度、剛度**理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 12 和沖擊韌性， 毛坯選擇鍛件；再者，前面已經確定零件的生產類型為大批量生產。因此，本零件的毛坯種類以模鍛方法獲得。 繪制毛坯圖 本次設計選擇的毛坯種類是圓棒料，變速器 2 軸的最大直徑是φ 56，總長度為264 毫米，留加工余量 4毫米，圓棒料取 270 60 圖 毛坯圖 選擇加工方法，擬定工藝路線 定位基準的選擇 擬定工藝路線的第一步是先擇定位基準。為使所選的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行，通?？紤]如何選擇精基準來加工各個表面，然后考慮如何選擇粗基準把作為精基準的表面先加 工出來。 在軸類零件加工中，為保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應盡可能使其與裝配基準重合并使各工序的基準統(tǒng)一，而且還要考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的面。 軸類零件加工時，精基準的選擇通常有兩種： 首先方案是采用頂尖孔作為定位基準。這樣，可以實現(xiàn)基準統(tǒng)一，能在一次安裝中加工出各段外圓表面及其端面，可以很好的保證各外圓表面的同軸度以及外圓與端面的垂直度，加工效率高并且所用夾具結構簡單。所以對于棒料毛坯，在粗加工之前，應先打頂尖也，以后的工序都用頂尖孔定位。 **理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 13 根據上述定位基準的選擇原則，分析本零件，選取頂尖孔作為定位精基準。當零件外圓加工完畢以后，可以以外圓為精基準加工內孔，由于前面的工序使用中心孔精加工出來的輸出軸外圓同軸度非常高，并且表面粗糙度等各項性能指標都很高，故使用加工后的外圓作為精基準而加工出來的孔和外圓的同軸度也非常高。本零件選擇兩中心孔和φ 25作為精基準，選擇φ 47 和φ 23 作為粗基準來加工兩中心孔。 零件表面加工方法的選擇 根據本零件圖上所標注的各加工表面的技術要求，查 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 ，表 ，通過對 各加工表面所對應的方案的選擇，最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表 ： 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra/um 加工方案 φ 46 外圓 IT 7 粗車→半精車 φ 40 外圓 IT 6 粗車→半精車→精車 φ 38 外圓 IT 6 粗車→半精車→精車 φ 32 外圓 IT 6 粗車→半精車→精車 φ 26 外圓 IT 6 粗車→半精車→精車 φ 24 外圓 IT 6 粗車→半精車→精車 φ 56 傘齒 IT 7 滾齒機 φ 39φ 36φ 30 花鍵 IT 7 滾齒機 M22 螺紋 IT 7 粗車 φ 12 錐孔 IT 7 鉆 表 變速器輸出軸各加工表面方案 加工階段的劃分 本零件變速器輸出軸加工質量要求較高，可將加工階段分為粗加工、半精工、精加工三個階段。 (1) 粗加工階段：其任務是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產率，去除內孔，端面以及外圓表面**理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 14 的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準，如加工φ φ 3φ 2φ 24 等外圓表面。 (2) 半精加工階段：其任務是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，如φ φ 3φ 2φ 24外圓表面。 (3) 精加工階段：其任務就是保證尺寸、形狀和位置精度達到或基本達到（精密件）圖樣規(guī)定的精度要求以及表面粗糙度要求。 工序的集中與分散 本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件變速器輸出軸的生產類型為大批量生產，可以采用各種機床配以專用工具、夾具、以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間 ，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 工序順序的安排 （ 1）機械加工順序 ① 遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工輸出軸的左、右端面，φ 56 和φ 24 外圓表面，鉆中心孔。 ②遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 ③遵循“先主后次”原則，如先加工外圓表面，再加工鍵槽。 ④遵循“先面后孔”原則，先加工φ 56 外圓表面，做為定位基準再加工其余各段。 （ 2）熱處理工序 毛坯鍛造成型后 ，應當對毛坯進行正火處理以去除內應力，然后再進行機械加工。在粗加工之后、精加工之前，安排調質處理，調質硬度為 HBS200，獲得良好的綜合機械性能。 （ 3）輔助工序 在對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎上，擬定該變速器輸出軸零件**理工大學 變速器 2 軸制造工藝及自動夾具設計 15 的工藝路線如下： 1 鍛造 模鍛 2 熱處理 正火 3 粗車 夾小端，粗車大端面和外圓 夾大端，粗車小端面和外圓 4 鉆 鉆兩端中心孔 5 熱處理 調質處理 6 粗車 夾 小端，頂大端中心孔，精車大端外圓，留研磨尺寸 夾大端，頂小端中心孔，精車小端各級外圓，留研磨尺寸 車退刀槽 7 磨 修研兩中心孔 8 滾花鍵 滾出 φ 39， φ 36， φ 30 花鍵 9 滾齒 在滾齒機上滾出斜錐齒輪 φ 56 10 熱處理 對齒面和軸頸進行表面淬火 11 研磨 修研兩端中心孔 12 磨 中心孔定位夾緊工件精磨軸外圓各部至圖紙要求 13 精車 夾大端，頂小端，車螺紋 M22 至圖紙尺寸，并倒角 14 鉗工 去毛刺 15 檢驗 檢查各尺寸和精度 16 入庫 涂油入庫 加工設備及工藝裝備選擇 由于生產類型大批生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式為以通用機床及專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，