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不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》
课程设计--设计阶梯轴的机械加工工艺规
程
设计阶梯轴的机械加工工艺规程
序言
本次机械制造工艺学课程设计是一个综合性和实践性很强
的教学环节，旨在通过综合运用所学基本理论和实践知识进行
工艺及结构设计的基本训练，提高学生分析和解决实际工程问
题的能力，为后续课程的研究及今后从事科学研究、工程技术
工作打下较坚实的基础。
一、零件的分析
1.1轴的作用
轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。根据轴
的承受载荷不同，可分为转轴、心轴和传动轴三类。转轴承受
弯矩和扭矩，心轴只承受弯矩，传动轴只承受扭矩。
1.2轴的工艺分析
不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》
该轴采用40Cr钢制作，能承受一定的载荷和冲击。该轴
为阶梯轴类零件，尺寸精度和形位精度要求均较高。主要配合
面为Φ21，φ22.5，φ24和Φ22.55，精度要求较高，需通过磨
削得到。轴线直线度为φ0.01，两键槽有同轴度要求，在加工
过程中须严格控制。
1）该轴采用合金结构钢40Cr，中等精度，转速较高。经
调质处理后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、韧性
和塑性。
2）该轴为阶梯轴，其结构复杂程度中等，有多个过渡台
阶。根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工、
半精加工和精加工。加工时应分开进行，逐渐减少零件的变形
误差。
3）零件毛坯采用模锻，锻造后进行正火处理。
4）该轴的加工以车削为主，应保证外圆的同轴度。
精基准的选择是为了保证加工精度，一般选取与工件功能
有关的重要表面或者加工后的表面作为精基准。在本工艺中，
选择轴的中心线作为精基准，因为轴的各个孔和表面都要依靠
中心线进行定位，所以中心线的精度对整个工件的加工精度起
着至关重要的作用。
不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》
2.3加工工艺流程设计
加工工艺流程的设计是为了保证加工精度，提高加工效率
和降低成本。在本工艺中，加工工艺流程如下：
锻造-粗车-热处理-半精车-热处理-精车-钻孔-铣键槽-打磨-
清洗-检验-包装。
其中，锻造过程采用模锻工艺，粗车和半精车过程中都进
行热处理，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳
定尺寸、减少零件变形。精车过程中采用高精度的车床进行加
工，保证轴的精度和表面质量。钻孔和铣键槽过程中，采用两
端面钻中心孔进行固定装夹，以保证同轴度。最后进行打磨、
清洗、检验和包装等工序，保证产品质量和外观。
2.4加工参数的确定
加工参数的确定是为了保证加工精度和提高加工效率。在
本工艺中，加工参数如下：
粗车和半精车的进给速度为0.2mm/r，切削深度为0.5mm，
转速为500r/min；精车的进给速度为0.1mm/r，切削深度为
0.2mm，转速为800r/min；钻孔和铣键槽的进给速度为
不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》
0.05mm/r，转速为500r/min。同时，要根据加工情况不断调整
加工参数，以保证加工质量和效率。
2.5工装夹具的设计
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