轨道车的传动轴加工工艺分析
机电工程系机电一体化技术专业姬成
摘要：机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。
因此加工工艺在零件的加工过程中尤其重要的，它是提高零件加工效率的重要环节。
本次论文是通过对矿山轨道设备上传动轴的加工工艺加以分析，了解毛坯选择方法，制定工艺路线，选择工序的加工余量、尺寸、公差以及其他设备选定，从而提高零件加工效率和工艺水平。
关键词：工艺工序加工余量公差
在加工传动轴时，除了熟练掌握操作技术外，还应该制定合理高效的加工工艺，培养独立思考的能力，成为适应各种工作环境和岗位的多面手。
零件加工工艺理论是制图技能与车工技能的有机融合，包括夹具的使用、刀具安装、图纸的识读和量具使用、刃具的刃磨及使用等，对涉及与车工专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。
本文以传动轴加工工艺为主线，结合车床加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，最终形成可以指导实际生产的工艺文件。
一、对零件的工艺分析
（一）零件图
如图1-1所示
（二）零件图分析
本零件为传动轴，由圆柱、槽等表面组成，尺寸标注完整，选用毛坯为40Cr，热处理为布氏硬度260。
两端φ110处用于安装轴承，这两处加工精度一般，粗糙度值为1.6；中间φ127段不需加工，为毛坯尺寸，粗糙度值为25；两端加工精度均为1.6，其余各处粗糙度都均为6.3，可通过粗加工直接加工。
轴两端有M12×1.75×35.0的中心孔用与加工过程中的定位，以及三个工艺孔M30×3.5×45.0DP。
（三）对零件结构工艺性分析
通过对传动轴的结构、尺寸逐一分析，该工件各台阶面直径之间差距，没有应力集中，认为该零件的结构工艺性可行。
二、零件的加工选材
（一）确定毛坯的生产类型
图1-1
传动轴毛坯由热轧圆钢而成，毛坯与零件形状相似，切削加工量少，材料利用率高，成本低。
1、确定毛坯尺寸
根据热轧圆钢轴类外圆的计算方法，轴的长度L=795，最大直径D=127,即
L/d=795/127=6.26
所以毛坯选取直径为130mm
查表得出长度选取为795+5=800mm
所以确定毛坯尺寸为Φ130×800mm
2、绘制毛坯图
（二）选择定位基准
1、精基准
根据基准重合和基准统一原则，选择传动轴的轴线作为定位基准，即采用两
端中心孔作为精基准。
2、粗基准
选择毛坯Φ130外圆作为定位粗基准，加工两端面和中心孔，可以较快地获得精基准。
同时再以中心孔定位车外圆时，可使得余量小而均匀。
三、拟定工艺路线
（一）确定各表面的加工方案
传动轴零件加工一般包括各外圆表面、轴两端面、键槽、螺纹等的加工，按照先加工表面加工方案
127
022
.0Φ-
粗车
两段
110
035.0012
.0Φ++
粗车——半精车——精车
105080
.0050.0Φ++ 粗车——半精车——精车
9525
.021.0Φ++
粗车——半精车——精车
左右两端面 车 两键槽 铣 各环形槽及倒角
车
工序 工序名称 工序内容
1 下料 Φ130圆钢40Cr 正火布氏硬度260
2
粗车
用三爪卡盘夹Φ130外圆粗车右端面见平即可钻中心孔M12×1.75×35.0，粗车右端各外圆110035
.0012.0Φ++，105080
.0050.0Φ++，车至图样尺寸，其余留加工余量
3 粗车 倒头用三爪卡盘装夹已加工表面定位，粗车端面，保证总长795，钻中心孔M12×1.75×35.0粗车外圆110035
.0012.0Φ++，
95
25.021
.0Φ++，留加工余量
4 热处理 调制处理布氏硬度260
5
半精车 以两顶尖装夹工件，半精车各段外圆，过渡圆角及倒角至
图样尺寸 6
研磨中心孔 7
精车
以两顶尖装夹工件，精车各段外圆至图样尺寸
8 铣 铣两键槽至图样尺寸 检验
按图样尺寸检验
四、切削用量的选择 （一）背吃刀量a p 的确定
粗加工时，除留下精加工的余量外，尽可能一次或较少的走刀次数将粗加工余量切除；中等功率机床上取8—10mm
一次不能切除的，应按先多后少的不等余量的加工， a p 1=（2/3-3/4）z a p 2=（1/3-1/4）z
式中z ——单边粗加工余量 （1） 半精加工a p 取0.5-2mm （2） 精加工工a p 取0.1-0.4mm （二）进给量f 的确定
进给量通常根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具与工件的材料，可通过切削用量手册查表得到
（三）切削速度的确定
c
v =
式中c v ——切削速度（m/min ） T ——合理刀具耐用度（min ） m ——刀具耐用度指数
v c ——切削速度系数
v x v y ——分别为背吃刀量，进给量的影响指数 v K ——切切削速
度修正系数
机床的转速n=
w d ——工件直径
（四）计算生产纲领和生产类型
从统计生产资料可知，零件生产纲领为10000件/年，考虑备品率、废品率，则电机轴的生产纲领计算如下：
v
y x p m
v
K f
a T c v
v ***w
c
d v π1000
N=Qn（1+a%）(1+b%)
=10000*1*(1+5%)(1+1%)
=11550件/年
生产类型如下：
零件
名称
传动轴生产纲领11550件/年生产类型大批生产
工艺特征
⑴毛坯采用圆钢，易采购，成本低，准备周期短；
⑵加工设备采用通用机床。
⑶工艺装备采用通用夹具或部分专用夹具，通用刀具，通用量具，标准附件；
⑷工艺文件需编制机械加工工艺过程卡片和重要表面的工序卡片
⑸加工采用试切法和调整法结合进行
五、选择加工设备和工艺装备
根据机床轴的加工特点加工设备各工艺设备以通用设备和通用夹具、标准刀具、标准量具为宜。
（一）机床的选择：
电机轴零件加工时机床选择通用机床CA6140，因为根据零件图的图样要求的表面粗糙度需要粗车、精车、倒角才能达到，这种机床就能达到。
可以满足与经济条件一般的工厂。
铣键槽加工时机床选择X5012。
（二）刀具的选择
刀具寿命与切削用量有密切关系。
在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。
一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。
选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。
复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。
根据电机轴的外形选择YT5硬直合金外圆车刀、通用麻花钻头、YT30硬质合金外圆车刀。
（三）夹具的选择
根据电机轴的外形选择通用的三爪卡盘、台式虎钳、前后顶尖
先用三爪自定心卡盘毛坯左端，加工右端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘毛坯右端Φ105再加工左端达到工件精度要求。
（四）量具的选择
根据电机轴的精确度来选择0.05的游标卡尺、0.02的游标卡尺、外径千分尺、读数值0.02的游标卡尺。
六、其他选定
（一）工时定额的选定
T定额=T基本+T辅助+T服务+T休息
根据经验法和工厂统计计算比较得出工时定额约为23小时。
（二）卡片制作
见附表
结论
毕业论文是综合性的教学活动，通过这次毕业论文的学习，不仅对以前学的基础知识有了更深的认识和理解，还提高了对专业知识的应用能力，同时，也增强了自学能力及其与人相互协作的能力，为以后的工作和学习奠定了基础。
本论文是通过对矿山轨道设备上传动轴的加工工艺加以分析，确定零件生产的毛坯资料，制定工艺路线，计算工序的加工余量、尺寸、公差以及其他设备选定，从而提高零件加工效率和工艺水平。
通过本次的毕业论文，不但让自身所学的知识得以巩固和扩充，在思维方面也受益非浅。
参考文献：
[1] 贾文：《零件加工工艺与工装设计》，北京理工大学出版社，2010
[2] 姚民雄：《机械制图》，电子工业出版社，2009
[3] 李益民：《机械制造工艺设计简明手册》,机械工业出版社，1994
[4] 李洪：《机械加工工艺手册》，北京出版社，1990。