减速箱输出轴机械加工工艺规程设计【说明书+CAD】
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机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称减速箱输出轴零件名称减速箱输出轴共3页第1页车间工序号工序名称材料牌号粗车外圆端面45#钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件70mm345mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件 053s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1粗车左端面见平 硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s2粗车另一端面保证工件总长338mm硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s3钻中心孔。铸铁车刀2100.330.08155s4.2s4粗车45段到46.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s5粗车50段到51.8硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s6粗车55段到56.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s7钻中心孔铸铁车刀2100.330.08155s4.2s8粗车55段到56.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s9粗车64段到65.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称减速箱输出轴零件名称减速箱输出轴共3页第2页车间工序号工序名称材料牌号粗车外圆端面45#钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件70mm345mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件 053s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助10粗车66段到67.5硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s11精车45段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s12精车50段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s13精车55段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s14精车60段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s15精车64段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s16精车66段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称减速箱零件名称减速箱输出轴共3页第3页车间工序号工序名称材料牌号工程训练中心车间45#钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件70mm345mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立铣床XA61321夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件 0119s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min每齿进给量mm/z被吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助17平口虎钳装夹工件,在输出轴外圆D段铣一个14P6的键槽。要求使槽深比图样尺寸多1.1mm,作为精车余量;以工件右端面为基准,键槽长为40mm。游标卡尺,直尺19011.90.23161418平口虎钳装夹工件,在输出轴外圆F段铣一个18P9的键槽。要求使槽深比图样尺寸多1.1mm,作为精车余量;以轴外圆F段左端面为基准,键槽长为50mm。游标卡尺,直尺19011.90.231584标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称减速箱输出轴零件名称减速箱输出轴共3页第1页车间工序号工序名称材料牌号粗车外圆端面45#钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件70mm345mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件 053s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1粗车左端面见平 硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s2粗车另一端面保证工件总长339mm硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s3钻中心孔。铸铁车刀2100.330.08155s4.2s4粗车45段到46.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s5粗车50段到51.8硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s6粗车55段到56.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s7钻中心孔铸铁车刀2100.330.08155s4.2s8粗车55段到56.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s9粗车64段到65.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)机械加工工序卡片111 053s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助10粗车68段到69硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s11精车45段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s12精车50段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s13精车55段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s14精车60段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s15精车64段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s16精车68段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称减速箱零件名称减速箱输出轴共3页第3页车间工序号工序名称材料牌号工程训练中心车间45#钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件70mm345mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立铣床XA61321夹具编号夹具名称切削液平口虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件 0119s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min每齿进给量mm/z被吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助17平口虎钳装夹工件,在输出轴外圆D段铣一个14P6的键槽。要求使槽深比图样尺寸多1.1mm,作为精车余量;以工件右端面为基准,键槽长为40mm。游标卡尺,直尺19011.90.23161418平口虎钳装夹工件,在输出轴外圆F段铣一个18P9的键槽。要求使槽深比图样尺寸多1.1mm,作为精车余量;以轴外圆F段左端面为基准,键槽长为50mm。游标卡尺,直尺19011.90.231584标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)分 类 号 密 级:XXXX 学 院毕 业 论 文题 目:减速箱输出轴设计及机械加工工艺设计 姓 名 学 号 系 别 机电系 专 业 机电一体化技术指 导 教 师 论文提交日期 2011 年10 月减速箱输出轴设计及机械加工工艺设计 摘 要在生产过程中,使生产对象(原材料,毛坯,零件或总成等)的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程,如毛坯制造,机械加工,热处理,装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中,要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步,加工该工序的机车及机床的进给量,切削深度,主轴转速和切削速度,该工序的夹具,刀具及量具,还有走刀次数和走刀长度,最后计算该工序的基本时间,辅助时间和工作地服务时间。本课题研究求对减速器输出轴类零件进行合理的工艺设计,包括零件每一道工序的选用设备、切削刀具、切削用量、定位方式等,并要求绘出工序图。设计带式运输机单级斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴。主要完成内容:1、轴的设计 2、轴的绘制 3、零件的分析;4、确定生产类型 5、确定毛坯的生产方法;6、工艺规程设计。 零件的工艺编制,在机械加工中占有非常重要的地位,零件工艺编制得合不合理,这直接关系到零件最终能否达到质量要求;夹具大的设计也是不可缺少的一部分,它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。这次毕业设计,我设计的课题是一级减速器箱体加工工艺及夹具设计。该箱体零件结构较复杂,体积较大。为了提高生产效率和降低劳动强度,我设计了一款钻床夹具。本次设计说明书分为四个部分:第一部分主要介绍减速器输出轴的设计,根据设计任务书上的条件进行设计,按照教材上的公式计算轴的各段的相关尺寸,设计出来绘制相应的图纸。 第二部分分为机械加工工艺规程的慨述,其中有工艺的组成,工艺规程的内容和作用,机械制造工艺规程的类型及格式,工艺规程的原理和步骤的介绍。同时对定位基准的选择,工艺路线中表面加工方法的选择、加工方法的划分、加工顺序的安排起到详细的介绍。第三部分分为机床夹具的设计,讲解机床夹具的慨述,机床夹具的组成分类。工件定位的原理,定位方法和定位元件对定位误差的计算,对夹紧装置的组成和夹紧力的三要素作了分析。第四部分主要介绍对零件加工的全过程,我这次设计主要选的是铸件对毛坯的确定;加工中的时效性处理;工艺路线的编制和工序卡片的编写(有卡片工艺、工序全过程)在加工完后的检验。在加工中夹具的设计和计算,对机械简明手册的翻阅对国标对准。在加工完后绘制出了完美的零件图(A0号)。在经济时效下保证了加工满足的要求。关键词:工序,工位,工步,加工余量,定位方案,夹紧力,输出轴,切削,机械制造冀中职业学院毕业论文目 录摘要II一轴的设计计算 2二生产纲领的计算与生产类型的确定 61.生产类型的确定 62.生产纲领的计算 6三减速箱输出轴的工艺性分析 71.轴的工作原理 72.零件图样分析 73.零件的工艺分析 84 减速箱输出轴的表面粗糙度、形状和位置精度要求 85 审查零件的结构工艺性 9四 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图91毛坯的选择92确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量9五 选择减速箱输出轴的加工方法,制定工艺路线111定为基准的选择112零件表面加工方法的确定123.加工阶段的划分 134.工序的集中与分散 135.加工顺序的安排 146.减速箱输出轴工艺路线的确定 14六 机床设备的选用151机床设备的选用162工艺装备的选用16七 工序加工余量的确定,工序尺寸及公差的计算16八、确定工序的切削用量20总结 22参考文献 23致谢 24 一、 轴的设计计算1.1设计任务: 设计带式运输机单级斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴。已知输出轴传递的功率P=10KW,从动齿轮的转速N2=200r/min。从动轮的设计参数为:齿数z=40,模数Mn=5mm,螺旋角=922,齿轮宽度为b=100mm,工作是单向运转,采用角接触球轴承,轴端装联轴器。设计内容:1、轴的设计 2、轴的绘制 3、零件的分析;4、确定生产类型 5、确定毛坯的生产方法;6、工艺规程设计;设计要求:1、零件图一张(dwg格式) 2、机械加工工艺过程卡片1张 3、毕业论文一份 1.2从动轴设计 1.2.1选择轴的材料 确定许用应力选轴的材料为45号钢,调质处理。查机械设计表10-1得: =60MPa1.2.2、按扭转强度初步计算轴端直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,从结构要求考虑,输出端轴径应最小。查机械设计表10-3可得,45钢取C=118107,因传动的压轴力会对轴产生较大的弯矩,所以C取大值,C=118。则轴端直径: 定与外齿轮相配的轴段开有一个键槽,故将增大5%,得=42.5mm再根据机械设计手册查得标准值取轴端为=45mm 1.2.3、轴的结构设计(1)联轴器的选择 可采用弹性柱销联轴器,查机械设计课程设计表13-7可得联轴器的型号为HL4联轴器:45x112 GB5014-1995(2)确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器,齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通过两端轴承盖实现轴向定位,联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。(3)确定各段轴的直径将估算轴d=45mm作为外伸端直径与联轴器相配,考虑联轴器用轴肩实现轴向定位,取第二段直径为=52mm齿轮和左端轴承从左侧装入,考虑装拆方便以及零件固定的要求,装轴承处应大于,取=55mm,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径应大于,取=60mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径除满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.考虑右端轴承轴肩定位应大于小于轴环直径,右端轴承型号与左端轴承相同,取=55mm。(4)选择轴承型号.由机械设计课程设计P117表12-5初选角接触球轴承,代号为7211AC,查手册可得:轴承宽度B=21安装尺d=55,故轴环直径=68mm,=64mm。(5)确定轴各段直径和长度段:=45mm 长度取=105mmII段: 取=50mm 初步考虑选用7211AC角接触球轴承,其安装内径为55mm,宽度为21mm.考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为18mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定距离而定,为此,取该段长为58mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:=(2+58)=60mmIII段直径=55mm=-+=21 - 4+20=37mm段直径=60mm长度比齿宽略小,即=96mm段直径=66mm. 长度=10mm段直径=64mm 长度12mm段直径=55mm 长度18mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距如下图 (6)按弯矩复合强度计算 求分度圆直径: 求转矩: 求圆周力: 求径向力 4、齿轮上作用力的计算轴承支反力:支点A处垂直面内支反力:水平面内支反力:由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为L=10.5+96+8+6=120.5截面C在水平面上弯矩为:(4)绘制合弯矩图计算弯矩20355299584弯矩: (5)绘制扭矩图转矩:(6)绘制当量弯矩图转矩产生的扭剪力按脉动循环变化,取=0.2,截面C处的当量弯矩: (7)校核危险截面C的强度该轴强度足够。二生产纲领的计算与生产类型的确定机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型有关,不同的生产类型由产品的生产纲领来区别。1.生产类型的确定(1)零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类,它对工艺规程的制定具有决定性的影响。机械制造的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产,成批生产分为大批生产、中批生产、和小批生产。产量越大生产专业化程度越高。按重型机械、中型机械、和轻型机械的年生产量列出了不同的生产类型的规范如表1表1 各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000500050000(2)生产类型的划分要考虑生产纲领还得考虑产品本身的大小及其结构的复杂性。2.生产纲领的计算(1)生产纲领是产品的年生产量。生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺规程起着很重要的作用,它决定了各工序所需的专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。(2)零件的生产纲领的计算方式N=Qn(1+%)(1+%)结合生产实际:零件的备品率%和零件的平均废品率%分别取4%和6%,假设产品的年产量Q要求为200件/年,每台产品中该零件的数量为1件/台。所以综合以上数据代入上式中得:N=221件(3)减速箱输出轴的体积估计为:零件的质量估计为m=2.2kg零件的质量为所以查表1可得其属于轻型零件,生产类型为小批量生产。三减速箱输出轴的工艺性分析1.轴的工作原理:轴套上的两个齿轮一端置于减速箱内,一端置于输出终端,作用是输出转矩,传递动力,所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度。2.零件图样分析(1)该零件轴段的安排是呈阶梯型,中间粗两端细,符合强度外形原则,便于安装和拆卸。其加工精度要求较高,要有较高的形位公差,表面粗糙度最高达到了0.8m。零件的中心轴是设计基准和工艺基准。(2)mm对公共轴线的圆跳动为0.012mm。(3)48mm的左端面对公共轴线的圆跳动度为0.012mm。(4)35mm对公共轴线的的圆跳动度为0.012mm。(5)mm35mm键槽对基准D平行度为0.08mm。(6)mm50mm键槽对基准C的平行度为0,06mm (7)零件的材料为45钢。(8)热处理(9)mm为轴承配合,所以轴表面的精度,配合要求较高,Ra为0.8m。(10)各轴肩处过度圆角R=1。(11)轴端加工出45倒角,是为了便与装配。3.零件的工艺分析(1)零件的毛坯材料为45,是典型的轴用材料,综合机械性能良好。该材料是优质碳素钢,经调制处理之后具有良好的力学性能和切削加工性能。经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能,具有较高的强度、较好的韧性和塑性。(2)该轴式阶梯轴,其结构复杂程度一般,其有三个过渡台阶,一个锥度台阶。根据表面粗糙度要求和生产类型,表面加工根围粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工分开,这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。(3)此零件的毛坯为模锻件,外形不需要加工。(4)该轴的加工以车削为主,车削时应保证外圆的同轴度。(5)在精车前安排了热处理工艺,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。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。(6)同一轴心线上各轴 孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜,影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。所以在车削磨削过程中,要保证其同轴度。4减速箱输出轴的表面粗糙度、形状和位置精度要求与表面粗糙度要求见表2。表2加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra(m)形位公差主轴左轴面IT70.80.012A-B主轴左轴面4812.5主轴左轴面IT61.6左端锥面12.535轴面IT70.80.012A-B35轴面 IT63.20.012A-B主轴右轴面IT51.6主轴右端内螺孔M62-1012P9351.60.08D8P6561.60.06C5 审查零件的结构工艺性(1)结构力求简单、对称,横截面尺寸不应该有突然地变化。(2)应有合理的模面和圆角半径(3)45钢具有良好的锻性6 由于48的左端面的粗糙度为1.6m,要求较高,需要磨削工艺。为了磨削加工方便,不损坏 轴面粗糙度,应在该处加退刀槽20.5mm。一方面在加工轴面时退刀需要。另一方面在磨削加工时能给刀具足够的进退空间。四 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1毛坯的选择因为减速箱输出轴在工作过程中要承受冲击载荷、扭转力矩。且载荷比较大。为增强它的抗扭强度和冲击韧度,毛坯应选用优质低碳钢。应为生产类型属于小批量生产,为了提高生产效率宜采用模锻方法制造毛坯。2确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量(1) 公差等级根据零件图个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。(2) 锻件的质量估算与形状复杂系数S的确定。锻件的质量为mf=2.2kg形状系数S等于mf/mn其中mf为锻件的质量,mn为相应的锻件外廓包容体质量,S=2.2/2.8=0.786根据S值查相关文献可知锻件的形状复杂系数为S1级,既简单级。(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0.8m。(4) 毛坯加工余量的确定根据上面估算的锻件的质量、形状复杂系数与零件的长度,查表可得单边余量的范围为1.72.2mm。由于零件为阶梯轴,可以把台阶相差不大的轴的毛坯合成为同一节。 对轴左端的外圆表面粗糙度0.8m的要求,对其加工方案为粗车半精车磨削。查工艺手册得:磨削的加工余量为0.4,半精车的加工余量为1.5,粗车的加工余量为4.5,总得加工余量为6.4,所以去总的加工余量为6,将粗车的加工余量修正为4.1 。精车后工序的基本尺寸为35mm,其它各工序的基本尺寸为:磨削:35+0.4=35.4半精车:35.4+1.5=36.9粗车:36.9+4.1=41确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度:由工艺手册查得:精车后为IT7,Ra为0.8m。半精车后为IT8,Ra为3.2m,粗车后为IT11,Ra为16m。 对于48和40的外圆端面,为了提高加工效率,可以作为同一台阶。40的外圆表面粗糙度为1.6m,确定其加工方案为:粗车半精车精车。由工艺手册查得:精车的加工余量为1.1,半精车的加工余量为1.5,粗车的加工余量为4.5,所以总加工余量为7.1,取加工余量为10,修正粗车余量为7.4 。精车后工序的基本尺寸为40,其他各工序的基本尺寸为:精车:40+1.1=41.1半精车:41.1+1.5=42.6粗车:42.6+7.4=50确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度:精车后为IT7,Ra0.8m,半精车后为IT8,Ra3.2m ,粗车后为IT11,Ra16m。对48的外圆端面,加工方案为粗车。粗车的加工余量为2.0.其工序尺寸为粗车:48+2.0=50 35和 30的毛坯加工余量的确定:由于台阶相差较小,在确定毛坯时可处于同一台阶面,以35为对象,其外圆的表面粗糙度为Ra0.8m ,确定其加工法案为:粗车半精车磨削。精车后的尺寸为35,其它各工序的基本尺寸为:磨削:35+0.4=35.4半精车:35.4+1.5=36.9粗车:36.9+4.1=41确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度:由工艺手册查得:磨削后为IT7,Ra为0.8m。半精车后为IT8,Ra为3.2m,粗车后为IT11,Ra为16m。所以30的总加工余量为41-30=11对轴端面加工余量的确定:根据轴的尺寸长度与零件直径,查工艺手册得端面的加工余量为2 。五 选择减速箱输出轴的加工方法,制定工艺路线1定为基准的选择: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,定为基准分为精基准和粗基准,以下为定位基准的选择。(1)粗基准的选择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为基准,或用外圆表面和顶尖孔共同作为定为基准。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。(2)精基准的选择 根据减速箱输出轴的技术要求和装配要求,应选择轴右端面和端面为精基准。零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。可避免基准转化误差,也遵循基准统一原则。两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定为基准,可保证表面最后的加工位置精度,实现了设计基准和工艺基准的重合。由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀,可利用其自身作为基准。2零件表面加工方法的确定 根据零件图表各表面得加工要求,以及材料性质等各因素该轴为阶梯轴,以车削加工为主,由于48的左端面的粗糙度Ra为0.8m,采用磨削加工。 减速箱输出轴的各表面具体的加工方法如表3表3加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra(m)加工方法外圆面IT60.8粗车半精车磨削48外圆面IT1212.5粗车外圆面IT71.6粗车半精车精车锥面3.2粗车半精车外圆表面IT60.8粗车半精车磨削IT63.2粗车半精车IT61.6粗车半精车精车左端面IT1212.5粗车右端面IT1212.5粗车螺纹孔IT1212.5钻12P9键IT71.6粗铣半精铣8P6键IT71.6粗铣半精铣3.加工阶段的划分 划分的原因:保证加工质量合理,划分加工阶段能合理地使用机床设备,便与热处理工序的安排,便于及时发现毛坯的缺陷,保护精加工过后的表面。阶段的划分:减速箱输出轴的加工质量要求较高,其中表面粗糙度要求最高为Ra 0.8m,另外几处圆跳动也有较高的位置精度要求。精加工方案的确定,可将加工阶段分为粗加工,半精加工和精加工等几个阶段。粗加工阶段主要是为了切除各加工表面上的大部分余量,提高生产量。将右端30mm,左端35mm的精基准的粗加工完成。是后续工序都可以采用精基准定位加工,保证其它表面的精度要求,粗车左右端面。在半精加工阶段,是为各主要表面的精加工做准备,完成、轴表面的加工。在精加工阶段,对以及中段两处进行加工。使其达到规定的质量要求。车削加工完成后则对48左端面,12P9、8P6键槽进行铣削。4.工序的集中与分散 该轴的生产类型为小批量生产,零件的结构复杂程度一般,但有较高的技术要求,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,以减少工序数目,缩短工艺路线,提高生产效率。采用工序集中原则,有利于保证各加工面之间的位置精度要求,节省安装工件的时间,减少工件的搬动次数,使生产计划、生产组织工作得到简化,工作装夹次数减少,辅助时间缩短。5.加工顺序的安排(1)机械加工工序 按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,转中心孔及车表面的外圆。按先粗后精的原则: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。按先主后次的原则: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。先外后内,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。次要表面的加工安排: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。对于轴左端35mm和中间35mm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。先面后孔原则:先加工端面,再铣键槽,钻螺孔。(2)热处理工序的安排 在切削加工前宜安排正火处理,岂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。(3)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:基准加工主要表面粗加工热处理主要表面半精加工主要表面的精加工(磨削)攻螺纹、铣键槽去毛刺、淬火回火等。6.减速箱输出轴工艺路线的确定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4表4工序号工序名称机床设备刀具量具01粗车左右端面及45倒角CA614045刀游标卡尺02钻中心孔CA6140麻花钻卡尺03粗车外圆CA614060刀游标卡尺04调质处理05半精车外圆CA614060刀游标卡尺、尺规06校正游标卡尺07精车外圆CA614060刀游标卡尺08功右端螺纹钻床Z515钻头游标卡尺09磨削M1412砂轮游标卡尺10粗铣键槽铣床X083铣刀游标卡尺11半精铣键槽铣床X083铣刀游标卡尺12去毛刺手锤13最终热处理和清洗14最终热处理卡尺 塞规六 机床设备的选用 1机床设备的选用在本方案中,减速箱输出轴的生产类型为小批量生产,可以选用较高效率的专用机床和通用机床。根据该轴尺寸的大小要求,选用卧式铣床CA6140,外圆磨M1412,台式钻床钻床Z515。2工艺装备的选用 在小批量生产的条件下,所用的刀具有通用道具和特殊刀具,量具有游标卡尺、卡尺、塞规等。另外还要用到夹具。七 工序加工余量的确定,工序尺寸及公差的计算(1)轴左端外圆表面。其加工路线为粗车半精车磨削。由工序03、05、09组成,据之前查到的加工余量得磨削余量为0.4 。半精车为1.5 。经修正后的粗车余量为4.1 。确定总加工余量为6 。 计算各工序尺寸: 磨削前:35+0.4=35.4 半精车之前:35.4+1.5=36.9 粗车前:36.9+4.1=41 按照加工方法能达到的经济精度给各工序尺寸确定公差,查工艺手册可知每道工序的经济精度所对应的值为: 取磨削的经济精度公差等级为IT6,其公差值为T1=0.016mm。 取半精车的经济精度公差等级IT8,其公差值为T2=0.039mm。 取粗车的经济精度公差等级IT11,其公差值为T3=0.16mm。 其数据如下表表5工序名称工序余量(mm)加工经济精度(mm)表面粗糙度Ra(m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)磨削0.4IT60.835半精车1.5IT83.235.435.40-0.039粗车4.1IT1112.536.936.90-0.16锻造 241412 现用计算法对磨削径向的工序量进行分析:查表得Z1=0.4mm。则半精车基本尺寸为A2=35+0.4=35.4mm,半精加工工序的经济加工精度等级为IT8级。可确认其公差值0.039mm,故取A1=(35.40.02)mm。 工序最大余量Z1max=35.42-35.008=0.412mm 工序最小余量Z1min=(35.4-0.02)-(35+0.025)=0.365mm(2)对轴左端48外圆表面,加工工艺路线为粗车,尽由工序03组成。查表可得粗车余量为2.0mm。取粗车的经济精度公差等级IT11,查表可确认其公差值为0.16mm。将上面数据填入下表表6工序名称工序余量(mm)加工经济精度(mm)表面粗糙度Ra(m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)粗车2IT1112.54848锻造250502(3)对轴左端外圆表面加工工艺路线为:粗车半精车精车。由工序03、05、07组成,查表可得个工序余量:精车余量为1.1mm,半精车余量为1.5mm,修正后的粗车余量为3.4mm。总加工余量为6mm。计算各项工序尺寸:精车后达到图纸上的尺寸,其表面粗糙度为Ra1.6m。精车前尺寸:40+1.1=41.1mm半精车前尺寸:41.1+1.5=42.6mm粗车前尺寸:42.6+3.4=46mm按照各工序所得到的经济精度所对应的值精车的经济精度公差等级IT7,其公差值T1=0.025mm。半精车的经济精度公差等级IT8,其公差值T2=0.039mm。粗车的经济精度公差等级为IT11,其公差值T3=0.16mm。将上面的数据填入下表:表7工序名称工序余量(mm)加工经济精度(mm)表面粗糙度Ra(m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精车1.1IT71.640半精车1.5IT83.241.141.10-0.039粗车7.4IT1112.542.642.60-0.16锻造250502用计算发对精车径向的工序量Z2进行分析:查表Z2=1.1mm,则半精车的基本尺寸为A2=40+1.1=41.1mm。半精加工工序的经济加工精度等级达到IT8级。确定公差值为0.039mm,所以A1=(41.1+0.02)mm。工序最大余量Z2max=(41.1+0.02)-(40+0.034)=1.106mm工序最小余量Z2min=(41.1-0.02)-(40+0.05)=1.07mm.(4)对轴锥度面的加工工序为:粗车半精车。由工序03、05组成,表面粗糙度Ra3.2m 。(5)对轴中端mm外圆表面,加工工艺路线为:粗车半精车磨削。由工序03、05、09组成。查工艺手册得各加工余量:磨削余量为0.4 。半精车为1.5 。经修正后的粗车余量为4.1 。确定总加工余量为6 。磨削前:35+0.4=35.4半精车之前:35.4+1.5=36.9粗车前:36.9+4.1=41取磨削的经济精度等级为IT6,公差值为T1=0.016mm。取半精车的经济精度等级为IT8,公差值为T2=0.039mm。取粗车的经济精度等级为IT11,公差值为T1=0.16mm。将以上数据填入表格表8工序名称工序余量(mm)加工经济精度(mm)表面粗糙度Ra(m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)磨削0.4IT60.835半精车1.5IT83.235.435.40-0.039粗车4.1IT1112.536.936.90-0.16锻造241412(6)对轴右端外圆面,精车之后的尺寸精度为表面粗糙度Ra3.2m。确定工艺路线:粗车半精车。查工艺手册可知半精车的加工余量为1.5mm,且总加工余量为6mm,则粗车余量为4.5mm。取半精车的经济精度公差等级为IT8,其公差值为T1=0.039mm。粗车的经济精度公差等级为IT11,其公差值为T2=0.16mm。将以上数据填入表格表8工序名称工序余量(mm)加工经济精度(mm)表面粗糙度Ra(m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)半精车1.5IT83.235粗车4.5IT1112.536.536.50-0.16锻造241412(7)对轴右端外圆表面:其加工路线为粗车半精车精车。由03、05、07组成,查表各工序的加工余量:精车加工余量为1.1mm。半精车为1.5mm。总加工余量为11mm。那粗车的加工余量为11-2.6=8.4mm。按照所能达到的经济精度查得每道工序所对应的公差值为:取磨削的经济精度等级为IT6,公差值为T1=0.025mm。取半精车的经济精度等级为IT8,公差值为T2=0.039mm。取粗车的经济精度等级为IT11,公差值为T1=0.16mm。计算各工序尺寸精车:30+1.1=31.1mm半精车:31.1+1.5=32.6粗车:32.6+8.4=41将以上数据填入下表表10工序名称工序余量(mm)加工经济精度(mm)表面粗糙度Ra(m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精车1.1IT71630半精车1.5IT83.231.131.10-0.039粗车8.4IT1112.532.632.60-0.16毛坯241412八、确定工序的切削用量确定切削用量的原则:首先应选去尽可能大的背吃刀量,其次在机床动力和刚度允许的条件下,又满足以加工表面粗糙度的情况下,选取尽可能大的进给量。最后根据公式确定最佳切削速度。1、工序01,粗车轴的左右端面 该工序为两个工步,工步1是以左边定位。粗车右端面;工步2是以右边定位,粗车左端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的,故其选用的切削用量相同。 背吃刀量的确定:根据加工余量,工步1和工步2的北吃刀量都为2.5mm 进给量的确定:本设计采用的是硬质合金车刀,工件材料是45钢,查表取进给量f0.86mm/r 切削速度的计算:硬质合金车刀切削45钢时,取切削速度V为60m/min,根据公式n=1000Vc/d,可得车床转速n=100060/35r/min,查表CA6140的主轴转速范伟为101400,14001580(r/min),符合要求。2、工序03粗车及工序05半精车 该工序为工步1粗车和工步2半精车,则进给量依次为ap1=z=1.7mm, ap2=z=0.8mm查表得 粗车 f1=0.86mm/r半精车,取Vc为90m/min,则n=819r/min (n=1000Vc/d)粗车,取Vc为60m/min,则n=546r/min3、工序05、工序07的过渡面部分 粗车半精车尺寸为48的轴肩两端面 粗车尺寸为40轴段与35轴段的过渡端面其切削用量与上述结论类似,不再计算4、其余工序粗车加工时,取f=0.81mm/r Vc=60m/min n=546 r/min半精车加工时,取f=0.51mm/r Vc=90m/min n=819 r/min精加工时,取f=0.2mm/r Vc=120m/min n=955 r/min皆符合要求。5、磨削加工轴段两端查表取磨削深度进给量为0.032mm 工件的运动速度为15m/min 背吃刀量等于磨削余量0.3mm6、工序10、11粗铣及半铣键槽对12P9键槽 粗铣:每一行程ap1 =0.3mm Vc=22mm/min fm=350 m/min半精铣:每一行程ap2=0.2mm Vc=25mm/min fm=395 mm/min对8P6键槽、粗铣,每一行程ap1=0.3mm Vc=21mm/min fm=370 mm/min半精铣每一行程ap2=0.2mm Vc=24mm/min fm=420 mm/min(查表516机械制造技术基础课程设计指导教程,刀具为高速钢键槽铣刀)7、工序8,粗钻直径为6的两螺纹孔 本工序采用的是莫民锥柄花钻查表得:钻头直径为6mm进给量f=0.13mm/r,切削速度Vc=20m/min。总 结 在工艺部分中,我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步,加工该工序的机车及机床的进给量,切削深度,主轴转速和切削速度,该工序的夹具,刀具及量具,还有走刀次数和走刀长度,最后计算该工序的基本时间,辅助时间和工作地服务时间。其中,工序机床的进给量,主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。通过对减速器输出轴的机械加工工艺过程的设计,编制零件的机械教你个工艺规程,是一项实践性很强的工作,需要熟练掌握工艺规程制定的原则,内容和步骤.在设计的过程中体会到:首先要做好工艺编制前的前期准备工作;要熟悉零件的结构特点,技术要求,所用材料,生产批量,该零件的作用和具体的生产条件,这些方面直接决定了零件的加工工艺规程.其次工艺路线的拟定是关键,在拟定工艺路线时,要在综合分析零件加工个表面基础上,首先分析确定零件各个表面的定位基准,加工方法,加工顺序和加工阶段的划分,然后再提出初步的加工工艺方案,并进行分析比较,最终确定一个合理的工艺方案.这其中,定位基准的选择是基础,要学会对粗,精基准选择的条件进行判断和综合分析,对加工工序顺序的安排要始终考虑先加工基准面在加工其他表面,先加工平面在加工孔,先加工主要表面后加工次要表面,先安排粗加工工序后安排精加工工序的原则,来拟定工艺路线.相对来说工艺路线的拟定是关键,也是难点.再次在加工路线初步确定后,后续步骤虽然相对简单,但是尺寸链的计算相对麻烦.主要是要了解和掌握封闭环的概念,并能判断尺寸链中的封闭环.这次设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验,对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。为我们以后的工作打下了坚实的基础。从第一条线的画出,到每一个标准的查取,让我们体会到了机械设计的一般过程。机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程,它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、工程材料、机械设计(机械设计基础)课程设计等于一体。这次的设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。设计中还存在不少错误和缺点,比如说箱体结构庞大,重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷,我相信,通过这次的实践,能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作,有能力设计出结构更紧凑,传动更稳定精确的设备。同时我们还需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识,继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。参考资料1. 机械设计基础 陈立德 主编 高等教育出版社 2000年2. 机械设计课程设计 陈立德 主编 高等教育出版社 2000年3. 机械设计与制造工艺简明手册 许毓潮 主编 中国电力出版社4. 互换性与测量技术基础 陈于萍 主编 机械工业出版社5. 金属工艺学 顶德全 主编 机械工业出版社6. 机械制造工程 郧建国 主编 机械工业出版社7. 公差与配合手册 任嘉卉 主编 上海工业出版社 2000年8. 机械加工工艺手册 李 洪 主编 北京出版社 1990年9. 机械零部件手册 余梦生 主编 机械工业出版社 1996年10. 机械制造工艺学 李 云 主编 机械工业出版社 1995年11. 机械制造技术 李 华 主编 机械工业出版社 1997年12. 机械制造工程学 庞怀玉 主编 机械工业出版社 1998年13. 机床夹具设计 徐发仁 主编 重庆大学出版社 1996年14. 数控机床加工工艺 华茂华 主编. 机械工业出版社 2002年15. 数控加工及程序编制基础 吴玉华 主编 机械工业出版社 1998年致 谢在这次毕业设计中得到了很多老师和同学的热心帮助,在这里我要一一向他们表示感谢。首先我要感谢我们的指导老师教授。从毕业设计开始到期末答辩,老师一直严格要求我们,为我们安排了理合的作息时间,避免了由于作息时间无序而出现的懒散现象的发生。为了能使我们按时胜利的完成毕业设计任务,邓老师多次带领我们小组的同学实地参观数控车床和数控磨床,加深了我们对数控机床的理性认识。有的同学设计的课题可查阅的相关资料较少,老师亲就亲自通过不同途径为这些同学找到相关的资料,保证了这些同学的进度。正是在老师有效的指导下,使得我们小组每个同学的进度都达到了学院的要求。在学院组织的几次中期检查中,我们组的同学没有一个因为进度跟不上而遭到检查老师的批评。我很欣赏老师严谨的治学态度,敬佩他的为人;感谢他对我们的耐心指导。我相信这三个月来他对我的教诲一定会使我终身受益。衷心的感谢我的导师老师。本次的毕业设计是在老师的悉心指导下完成的,从论文的选题、设计计划的制定、设计路线的选择和设计的完成。各方面都离不了开郭老师热情耐心的帮助和教导。在学习的三年中,老师认真的工作态度,诚信宽厚的为人处世态度,都给我留下了难以磨灭的印象,也为我经后的工作树立了优秀的榜样。近三年来的学习,不仅使我的知识结构上了一个新台阶,更重要的是,各方面的素质得到了提升。而这一切,都要归功于所有老师的深切教诲与热情鼓励。值此论文完成之际,我首先要向我尊敬的导师老师表达深深的敬意和无以言表的感谢。最后深深的感谢呵护我成长的父母。每当我遇到困难的时候,父母总是第一个给我鼓励的人。回顾20多年来走过的路,每一个脚印都浸满着他们无私的关爱和谆谆教诲,10年的在外求学之路,寄托着父母对我的殷切期望。他们在精神上和物质上的无私支持,坚定了我追求人生理想的信念。父母的爱是天下最无私的最宽厚的爱。大恩无以言报,惟有以永无止境的奋斗,期待将来辉煌的事业让父母为之骄傲。我亦相信自己能达到目标。 最后,向所有关心我的亲人、师长和朋友们表示深深的谢意。 27机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称减速箱输出轴零件名称减速箱输出轴共3页第1页车间工序号工序名称材料牌号粗车外圆端面45#钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件70mm345mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件 053s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1粗车左端面见平 硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s2粗车另一端面保证工件总长338mm硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s3钻中心孔。铸铁车刀2100.330.08155s4.2s4粗车45段到46.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s5粗车50段到51.8硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s6粗车55段到56.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s7钻中心孔铸铁车刀2100.330.08155s4.2s8粗车55段到56.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s9粗车64段到65.6硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称减速箱输出轴零件名称减速箱输出轴共3页第2页车间工序号工序名称材料牌号粗车外圆端面45#钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件70mm345mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件 053s工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助10粗车66段到67.5硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.1s11精车45段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s12精车50段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s13精车55段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s14精车60段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s15精车64段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s16精车66段到尺寸公差硬质合金刀片YT5500135.60.484.5165s6.3s标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)
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