第三章 确定毛坯、绘制毛坯图 一、选择毛坯： 零件材料为40Cr钢，要求强度较高，且工件的形状比较简单，毛坯精度低，加工余量大，生产类型为单件小批量生产。综上考虑，采用锻件，其锻造方法为自由锻，毛坯的尺寸精度要求为IT12以下。 二、 确定毛坯的尺寸公差 1、毛坯尺寸
由工艺人员手册可查得锻件单边余量厚度方向1.5-2mm，取4mm，水平方向为2.0-2.7mm，取2.5mm.锻件质量小于1kg，长度小于120mm，取其上偏差+0.17mm，下偏差-0.08mm。锻件厚度尺寸小于40mm，取其上偏差+0.12mm，下偏差-0.04mm。0.17B/H<1,故取起偏角为5度。则锻件毛坯长度尺寸为84??0.08mm，直径尺寸为0.mm。
2、毛坯公差等级
根据零件图各部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。 3、零件表面粗糙度 根据零件图可知该轴各加工表面的粗糙度至少为12.5μm。 综上，锻件毛坯图如下所示。
第四章 拟定轴的工艺路线
11 一、定位基准的选择 正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。 粗基准的选择 （1） 粗基准的选择 应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定位基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定位基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。按照粗基准的选择原则，选择次要加工表面为粗基准。又考虑到阶梯轴的工艺特点，所以选择φ24的外圆及一端面为粗基准。 （2）精基准的选择
根据轴的技术要求，轴的中心线为设计基准，也是测量基准，按照基准重合原则及加工要求，应选轴心线及一端面为精基准，其他各面都能以此为定位，从而也体现了基准统一的原则。
二、零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、端面、键槽等，材料为40Cr，参考有关资料，加工方法选择如下
?20、?14外圆面：为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra1.6μm，需进行粗车、半精车、精车。
外圆面：公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6μm，需进行粗车、半精车、精车。
外圆面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6μm需进行粗车、半精车、精车、粗磨、精磨。
端面：本零件端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为 12 Ra3.2μm，需进行粗车、半精车。
键槽：槽宽公差等级为IT7，槽深公差等级未注，表面粗糙度为Ra3.2μm，需采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣 三、工艺顺序的安排 （一）机械加工工序 （1）遵循先基准平面后其他的原则：机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆。 （2）遵循先粗后精的原则：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。 （3）遵循先主后次的原则:先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。后加工次要表面，如铣键槽等。 （4）遵循外后内，先大后小原则：先加工外圆再以外圆定位加工内孔，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的外圆。 （5）次要表面的加工：键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。 （6）对于轴右端及中间轴段加工质量要求较高的表面，安排在后面，并在前几道工序中注意形位公差，在加工过程中不断调整、保证其形位公差。 （7）按照先面后孔的原则：先加工端面，再铣键槽。
（二）热处理工序的安排
在切削加工前宜安排正火处理，能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能。最终热处理安排在半精车之后磨削加工之前。其能提高材料强度、表面硬度和耐磨性。在精加工之前安排表面淬火，这样可以纠正因淬火引起的局部变形，提高表面耐磨性。 （三）辅助工序的安排
在粗加工和热处理后，安排校直工序。在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，该轴的工序安排顺序为：
下料――锻造――预备热处理
加工工序:车端面――粗车――调质――半精车――精车――车端面――铣键槽――淬火――磨外圆――精磨――检验 四、加工阶段的划分 该轴精度要求较高，其加工阶段可划分为粗加工、半精加工、精加工阶段。 1、在粗加工阶段，粗车外圆，以高生产效率去除毛坯余量。 2、在半精加工阶段，对外圆进行半精车，铣键槽等，减小粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做好准备。 3、精加工阶段，、、?14外圆面表面粗糙度外圆面其公要求为Ra1.6μm，对其进行精车以达到要求。而对于差等级为IT6，表面粗糙度要求为Ra1.6μm安排粗磨、精磨。 五、确定工艺路线
根据以上的加工工艺过程的分析确定零件的工艺路线如表三
工序号 10 20 30 工序名称 自由锻 热处理 车端面 工序内容 毛坯锻造加工 正火 车断头及端面保证端面尺寸，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔； 40 粗车 粗车轴段3外圆，以其端面为基准面，依次粗车轴段1、2外圆；调头再以轴段3右端面为基准粗车轴 14 段4、5；粗车各退刀槽 50 60 热处理 半精车 调质 以轴段3外圆为基准依次半精车轴段1、2外圆；半精车槽深0.5的2个；调头再以轴段3外圆为基准半精车轴段4、5外圆；半精车槽深0.5. 70 精车 用调整法找正以顶尖中心线为基准精车轴段1；精车轴段2;调头精车轴段4；精车轴段5； 80 车端面 车端面保持长82；倒角1X45调头车另一端面保持全长80；倒角1X45度，车槽深0.3 90 100 110 120 粗铣键槽 半精铣键槽 热处理 粗磨 铣两个宽为5的键槽 半精铣两个键槽 表面淬火 粗磨轴段1； 调头粗磨轴段4 130 精磨 精磨轴段4； 调头精磨轴段1 140 检验 表三
第五章 选择加工设备及工艺装备豆丁微信公众号
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机械轴的设计
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机械轴的设计
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机械典型零件图纸及说明，适合机械设计初学者学习使用。
1.轴套类零件
这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。
在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。
如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。
2.盘盖类零件
这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。
在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。
3.叉架类零件
这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比较合适。
在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。尺寸标注方法参见图。
4.箱体类零件
一般来说，这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂，而且加工位置的变化更多。这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。选用其它视图时，应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构。
在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的轴线、重要的安装面、接触面（或加工面）、箱体某些主要结构的对称面（宽度、长度）等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部分，应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。
5.零件常见结构的尺寸注法
常见孔的尺寸注法（盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔）；倒角的尺寸注法。
声明：本文为原创，作者为 yzznet，转载时请保留本声明及附带文章链接：机械设计中我们该如何设计轴？
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机械设计中我们该如何设计轴？
【每日学机械】第93期，今天我们聊聊在机械设计中，我们该如何设计轴？轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径，机器中作回转运动的零件就装在轴上。1、轴的分类：轴的类型很多，按轴线形状不同可分为直轴、曲轴和挠性轴。曲轴常用于往复式机械(如内燃机、空气压缩机等)中，挠性轴可将旋转运动灵活地传到所需要的位置，常用于医疗设备中，我们在文章中只讨论直轴。直轴按它们的承载情况不同可以分为转轴、心轴和传动轴三类。&转轴：工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等；▲转轴心轴：用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等；▲心轴传动轴：主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性；▲传动轴2、轴的材料轴的常用材料是碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性小，机械性能也比较好，所以应用较为广泛。钢轴的毛坯一般用轧制的圆钢或锻件。锻件的内部组织比较均匀，强度好，故重要的轴应采用锻制毛坯。3、轴的结构设计轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则：节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整；采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；便于加工制造和保证精度；4、轴上零件的轴向定位及固定轴上零件的轴向定位和固定方式常用的有轴肩、轴环、锁紧挡圈、套筒、圆螺母和止动垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈及圆锥面等。5、轴的维修5.1 轴弯曲变形的校正轴的变形过大时，可冷压校正或局部火焰加热校正。校正时的支承部位应正确，尤其应注意不要使阶梯轴拐角处因校正而产生应力集中。▲轴弯曲变形的校正（左）和轴颈磨损的镶套修复（右）5.2 轴颈磨损的修复通常先用磨削加工消除轴的几何形状误差，然后金属喷镀或刷镀，严重时可堆焊或镶套修理，镶套时套与轴为过盈配合。▲电机转子轴径磨损修复5.3 花键、键槽、螺纹的修复可用气焊或堆焊法修复磨损的齿侧面，然后再以磨损的花键为基础，铣出花键。键槽损伤后，可适当加大键槽或将旧键槽焊堵，并配新键。轴上的螺纹损坏时，应进行堆焊，重车螺纹。▲花键键槽的修复“& 如果我们每天推送的内容对您有帮助，您可以升级微信到最新版本，按下图所示将【cax360】置顶，阅读更加方便快捷！写评论&，从今天看见独特的自己！
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