N轴外圆面上键槽侧面 -0.015 φ30 -0.065 IT9 Ra3.2 无
该传动轴零件形状为较简单的阶梯轴，结构简单。为实现轴的准确传递动力
和轴与轴之间的精密配合，要求很高的精度等级和表面粗糙度。为了在传力过程中承受交变扭转负荷和冲击，传动轴需要有良好的力学综合性能，一般要对其进行调质处理，材料可为45号钢，就可以达到它的使用要求。由于传动轴配合的表面较多，为了保证各表面间的精密配合，需严格保证中心轴线的形位误差，所以要对重要表面或端面提出形位误差的要求，在加工时严格保证。如：传动轴的两个重要端面提出了相对中心轴线的端面圆跳动，保证垂直度在0.02以内，此外还保证了M、N两个重要轴的中心线相对中心轴线的同轴度误差在0.02以内。 综上所述，该传动轴的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在实际中的功用。
3.审查传动轴的工艺性
分析零件图可知，传动轴两端面和各阶梯轴端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了接触刚度；为了加工阶梯轴，需在加工前切出退刀槽，以方便在加工外圆表面时退刀，避免刮伤加工好的端面；在加工各重要外圆表面时，可以两端定位，通过粗车、半精车、粗磨、精磨来达到技术要求，加工起来比较方便；键槽加工也可以在车床上用铣刀铣出来，螺纹也可以方便的车出来。总体上，主要工作表面虽然加工精度和表面粗糙度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。 4. 确定传动轴的生产类型
依设计题目知：Q=200台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式：
N=Qm(1+a%)(1+b%)
得： N=200X(1+3%)X(1+0.5%)
=207件/年
该传动轴的重量约为1.31千克，查表可得，传动轴属轻型零件，生产类型为单件小批量生产。
表2 不同机械产品的零件质量型别表
机械产品类别 轻型零件 电子工业机械 机床 重型机械 <4 <15 <100 中型零件 4～30 15～50 100～2000 重型零件 >30 >50 >2000 加工零件的质量/kg 表3 各种生产类型的规范
零件的年生产纲领/（台/年或件/年） 生产类型 轻型机械 单件生产 小批生产 中批生产 大批生产 大量生产
二、 确定毛坯、绘制毛坯简图 1. 选择毛坯
由于该传动轴在工作过程中要承受交变负荷和冲击，为增强其强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。由于生产类型为单件小批量生产，且轮廓尺寸较大，宜采用自由锻的方法来制造毛坯。 2. 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 1）公差等级
由传动轴的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2）锻件重量
已知机械加工后传动轴的重量为1.31千克，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为2.5千克。 3）锻件形状复杂系数 S=
mt中型机械 ≤20 20～200 200～500 500～5000 >5000 重型机械 ≤5 5～100 100～300 300～1000 >1000 ≤100 100～500 500～5000 5000～50000 >500000 /
mN
=2.5x4/（3.14x47x47x222x7.8）=0.83
由于0.83介于0.63和1之间，故该传动轴的形状复杂系数属S1级 4）锻件材质系数
由于该传动轴材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，帮该传动轴的材质系数属M1级。 5）锻件分模线形状
穿过中心轴线的平面即为分模面，属平直分模线。 6）零件表面粗糙度
由零件图可知，该传动轴E轴的表面粗糙度Ra=0.3，两键槽侧面Ra=3.2，其余均为0.8
根据上述分析，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果如下表所示： 表4 锻件重量/kg 包容体重量/kg 形状复杂系数 2.5 3 表5
项目/mm 两端面215 E轴外圆面φ30h6 M轴外圆面φ35h6 N轴外圆面φ25h6 G轴外圆面φ40 φ20螺纹加工轴 F轴φ30h7 三、 确定传动轴工艺路线 1. 定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准 1）精基准的选择
根据传动轴零件图的设计图纸和精基准的选择原则要求定位基准与设计基准
材质系数 公差等级 S1 M1 普通级 机械加工余量余量/mm 锻件尺寸 7 7±2（取7） 7±2（取7） 7±2（取7） 7±2（取6.7） 7±2（取6.7） 7±2（取7） 229 φ37 φ42 φ32 φ46.7 φ26.7 φ37
相重合，这里选择传动轴的两端面中心孔作为定位基准，可以很方便的加工各轴肩端面和各外圆表面，而且能保证加工轴肩面P、Q相对于中心轴线的圆跳动误差，保证加工M、N轴线相对于中心轴线的同轴度误差。只有在加工键槽时需改变定位基准，根据设计要求选择P面和F轴肩右端面作为定位基准加工键槽。总之，该传动轴零件结构简单，定位、装夹方便，有利于保证各项技术要求。 2）粗基准的选择
一般先选择外圆表面作为粗基准，先加工出一个端面和端面的中心孔，然后再以加工出的端面定位加工另一个端面和其中心孔，而不是用外圆表面定位把两个端面同时加工出来，这样加工可以保证两端面中心线的同轴度，并为后续的精加工做好准备。 2. 表面加工方法的确定
根据传动轴零件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如下表：
表6 轴零件各表面加工方案
加工表面 尺寸精度等级 传动轴两端面、M轴肩左端面和F、N轴肩右端面 P、Q面 E外圆表面 M外圆表面 F外圆表面左部（有配合要求） F外圆表面右部（无配合要求） N外圆表面 IT6 0.8 粗车-半精车-磨削 IT9 0.8 粗车-半精车-磨削 无 表面粗糙度Ra（um） 无 粗车 加工方法 无 IT6 IT6 IT6 0.8 0.3 0.8 0.8 粗车-半精车-磨削 粗车-半精车-磨削 粗车-半精车-磨削 粗车-半精车-磨削
M面上键槽侧面 N面上键槽侧面 IT10 IT9 3.2 3.2 粗铣-半精铣 粗铣-半精铣 说明：磨削在加工过程中包括粗、精磨。 3. 加工阶段的划分
该轴为多阶梯轴,为了使毛胚生产率高，将毛胚大大的简化了，但是这使得毛胚机械加工余量较大，需要切除大量金属，产生大量的切削热，而且引起残余应力重新分布而变形,因此,安排工序时,应将加工过程分为以下阶段： ①粗加工阶段
粗加工阶段主要是去除各加工表面的余量，并作出精基准。它包括粗车外圆、钻中心孔。
a.粗车两端面,钻中心孔为精基面作好准备,使后续工序定位精准,从而保证其他加工表面的形状和位置要求.
b.粗车阶梯轴外圆,将零件加工出Φ30,Φ35，Φ40,Φ25和Φ20的轴外圆使此时坯件的形状接近工件的最终形状和尺寸,只留下适当的加工余量. c.切出退刀槽 ②半精加工阶段
半精加工阶段的任务是减小粗加工留下的误差，使加工面达到一定得精的，为精加工做好准备。它包括主轴各处外圆、台肩的半精车和修研中心孔等。 ③精加工阶段
精加工阶段的任务是确保达到图纸规定的精度要求和表面粗糙度要求。它包括对表面粗糙度要求较高的外圆面M、N和F面左部的磨削加工、对外圆面F右部和轴肩端面P、Q的精车加工和对E外圆面的粗精磨，然后粗铣、半精铣键槽。 4. 工序的集中与分散
该轴的生产类型为小批生产，零件的结构复杂程度一般，但有较高的技术质量要求，可选用工序集中原则安排轴的加工工序。采用通用机床和部分高生产率专用设备，配用专用夹具，与部分划线法达到精度以减少工序数量，缩短工艺路线，减少工件的搬动次数，提高生产效率；采用工序集中原则，使生产计划、生产组织工作得以简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短，而且易于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。