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1零件的分析
1.1 零件的作用
题目给定的零件是齿轮轴。齿轮轴通过连接两个零件，起到连接、支撑传递动力等一系列作用，在工作中，由于受到弯应力和冲击载荷，因此该零件应具有足够的刚度、强度及韧性。以适应其工作环境变化。 （参考文献1）
1.2 零件的工艺分析
零件的工艺分析就是通过对零件图纸的分析研究，判断该零件的结构和技术要求是否合理，是否符合工艺性要求。
（1）：审查零件图纸 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。
（2）：零件的结构工艺性分析 该零件比较简单，没有较复杂的结构和较高的加工要求。主要的加工有各个外圆表面、端面的车削、磨削等。各个待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
零件的材料为45#钢，可锻铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，。该主动齿轮结构比较简单，属典型的轴类零件，为实现其连接与传递动力的功能，加工精度要求较高。为保证其技术要求，增加耐磨性，对零件进行调质处理，HBS179-229。 （参考文献5，6）
1.3 审核齿轮轴的工艺性
该零件除主要工作表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削的粗加工，半精加工，精加工等就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用磨削的方法加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。 （参考文献5，6）
1.4 确定生产类型
依设计题目知：Q=8000台/年，齿轮轴重量为0.8kg，齿轮轴属轻型零件。m=1件/台，备品率a=3%,废品率b=0.5%。代入公式N=Qm(1+a)*(1+b),求得N=8281.2件/年。查表得知该主动齿轮的生产类型为大批生产。 （参考文献7）
2.确定毛坯并绘制毛坯简图
2.1 确定毛坯种类
零件材料45#钢，考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，且生产类型属大批生产，为提高生产效率和锻件精度，选用模锻方法制造毛坯。
（参考文献10）
2.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量
2.2.1 公差等级
由于主动齿轮的功用和技术要求，可以确定该零件的公差等级为普通级。 2.2.2 锻件质量
已知机械加工后齿轮轴的重量为0.8kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1kg。 2.2.3 锻件的材质系数
由于该主动齿轮材料为45#钢，是碳的质量分数大于0.65%的碳
素钢，该铸件的采制系数属M1级
。 铸造重量/kg 0.8 项目/mm 直径20 齿轮轴锻造毛坯尺寸公差及加工余量 包容体重量形状复杂系材质系数 /kg 数 1 S2 M1 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 1.5-2.0 1.2 1.5-2.0 1.4 公差等级 普通级 备注 表2-11 表2-11 直径35 直径40 1.5-2.0 1.4 表2-11 直径60 1.5-2.0 1.6 1.6 表2-11 表2-11 长度288 1.5-2.0
3制定工艺路线
3.1 定位基准的确定
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定粗基准，然后再确定精基准。
3.1.1 粗基准的选择：
为了保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。在齿轮轴的加工中，首先选用左端面为粗基准，对右端面及内圆φ40进行粗加工，保总长231mm,留出后面半精加工余量。 3.1.2 精基准的选择：
应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。
本零件是轴类的零件，轴是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选轴为定位基准。在加工中，选择φ20外圆为加紧定位基准，并对键槽精加工。
3.2 表面加工方法的确定
本零件的毛坯为锻件，待加工面有端面，键槽，螺纹等。材料为45#钢.公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下： （1） 端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，经车削即可获得。
（2）键槽 本零件主要加工键槽，铣键槽
（3）外圆 主动齿轮上有较多的外圆，根据不同的公差等级及粗糙度要求，选择粗车，半精车，精车等加工方法，保证不同的技术要求。
（4）螺纹 对螺纹的加工需要专用的螺纹车刀。
3.3工序的集中与分散
选用工序集中原则安排连接轴的加工工序。该主动齿轮的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
3.4工序顺序的安排
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——首先加工轴的右端面，保其总长，后车外圆。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——各外圆表面及锥面，后加工次要表面——螺纹的车削。
3.5确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了齿轮轴的工艺路线，如下：