減速箱傳動軸零件機械加工工藝規(guī)程設計.doc

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************學院 減速箱傳動軸零件機械加工工藝規(guī)程設計 說 明 書 設計（測繪）題目：減速器傳動軸零件機械加工工藝 規(guī)程設計與實施（單件小批生產） 學 生 姓 名： 班 級 學 號： 指 導 教 師： 完 成 日 期： 說明書編寫要求： 課設（測繪）說明書為手寫稿或打印稿，分量一般不少于7000字,其具體書寫格式及內容如下: 1、標題 2、目錄 3、課設（測繪）摘要 摘錄本次課設（測繪）的要點及重點內容，要求在100字左右。 4、前言 5、正文 要求正文右側留出3厘米的空間書寫主要計算結果和所選擇設備的型號。說明書必須做到敘述明確、文理通順、字跡標點清楚和數(shù)字準確。說明書中必須附有必要的簡圖和表格。計算要準確、并附有單位、計算結果應予以標出。計算所用的重要公式及數(shù)據(jù)應注明來源。 6、結論及體會 7、參考文獻 開列參考文獻的目的在于說明書依據(jù)，公式、數(shù)據(jù)與資料的來源，便于查考、審核。正確書寫的方式為： 書籍：作者、書名、版次、出版者、出版年代。 文獻：作者、篇名、刊物名稱、卷數(shù)或期數(shù)、頁數(shù)、出版年代。 前言 機械加工工藝與裝備課程設計是在我學完了大學的基礎課，專業(yè)技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是對我所學的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。 我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從而為以后工作打下一個良好的基礎。 目 錄 前言 摘要 1 1、計算生產綱領，確定生產類型 2 2、審查零件圖樣的工藝性 2 3、選擇毛坯 2 4、工藝過程設計 3 4.1 定位基準的選擇 3 4.2零件表面加工方法的選擇 3 4.3制訂工藝路線 4 5、確定機械加工余量及毛坯尺寸，設計呸圖 4 5.1確定機械加工余量 5 5.2確定毛坯尺寸 5 6、工序設計 5 6.1選擇加工設備工藝裝備 5 6.1.1選擇機床 5 6.1.2選擇刀具 5 6.1.3選擇刀具 5 6.1.4選擇量具 6 6.2確定工序尺寸 6 6.2.1確定圓柱面的工序尺寸 6 6.2.2確定軸向工序尺寸 6 6.2.3確定銑槽的工序尺寸 7 7、 確定切削用量及基本時間（機動時間） 7 7.1切削用量 7 7.2粗車 7 7.3半精車 8 8、設計小結 12 參考文獻 13 摘要 傳動軸零件的主要作用是支撐回轉零件、實現(xiàn)回轉運動并傳遞轉矩和動力。傳動軸齒輪具備傳動效率高、結構緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點，是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一。傳動軸加工材料、熱處理方式、機械加工工藝過程的優(yōu)化，將對提高傳動軸的加工質量及壽命有著重要借鑒意義。本設計首先分析了傳動軸零件的作用和加工工藝性，然后進行工藝規(guī)程設計。傳動軸零件的機械綜合性能要求較高，一般選擇鍛件作為毛坯。合理安排工藝路線，劃分加工階段對保證零件加工質量至關重要。 設計上有許多不足之處，懇請老師給予指導。 設計減速器傳動軸零件機械加工 工藝規(guī)程設計與實施(單位小批生產）。 1、計算生產綱領、確定生產類型 設計題目給定的零件是減速器傳動軸零件，該傳動軸年產量為90個，設其備品率為3%，機械加工廢品率為1%，則該零件的年生產綱領為： （件/年） 減速器傳動軸零件的年產量為93件，從而查表1.1-2可知該產品為單件小批生產。 2、審查零件圖樣的工藝性 傳動軸零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。各表面粗糙度為Ra3.2,精度要求不高，易于加工，也達到使用要求。本零件各表面的加工并不困難，4段外圓面，用車床加工軸面。采用2次裝夾加工，保證各軸的精度要求。各軸段之間有C1.5的倒角，按車削步驟依次加工即可。在齒輪連接軸上和飛輪連接軸上，分別有兩個8720mm和5512mm的平鍵，需要用銑床銑削。 3、 選擇毛坯 齒輪傳動軸是最常用的傳動件，要求具有一定的強度。該零件的材料為45鋼，輪廓尺寸不大形狀亦不復雜，又屬單件小批量生產，故毛坯可采用棒料自由鍛造。 零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以零件的的形狀盡量接近。即外形做成臺階形，軸上鍵槽用銑床銑出。 4、工藝過程設計 4.1定位基準的選擇 本零件是實心軸類零件，端面是設計基準，為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選14mm端面為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選14mm端面作為精基準。 由于本傳動軸全部表面都需加工，而14mm端面為精基準應先進行加工，因此應選14mm外圓及一端面為粗基準。 4.2零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓、鍵槽、端面、倒角，材料為45鋼。參考機械制造工藝設計簡明手冊有關資料，其加工方法選擇如下： （1） 14外圓面：公差等級IT7，表面粗糙度為，需粗車、半精車。 （2） 20外圓面：公差等級IT7，表面粗糙度為，需粗車、半精車。 （3） 28外圓面：公差等級IT7，表面粗糙度為，需粗車、半精車。 （4） 20外圓面：公差等級IT7，表面粗糙度為，需粗車、半精車。 （5） 端面：本零件的端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度為要求。端面粗車和半精車即可。 （6） 槽：槽寬和槽深的公差等級為IT9，表面粗糙度分別為，需采用平低銑刀，粗銑、半精銑。 4.3制訂工藝路線 傳動軸的加工工藝路線一般是先進行端面的加工，再進行外圓面的加工。按照先加工基準面及先粗后精的原則，傳動軸加工可按下述工藝進行： 工序Ⅰ:車14mm端面，以14mm端面定位，粗車外圓14mm及臺階面，粗車外圓20mm和28mm。 工序Ⅱ：以14mm端面定位，半精車外圓14mm及臺階面，半精車外圓20mm和28mm，各臺階處倒角。 工序Ⅲ：固定長度切斷，調頭裝夾，車20mm端面，以14mm端面定位，保證軸總長尺寸。 工序Ⅵ：粗車20mm外圓及臺階面。 工序Ⅴ：半精車20mm外圓及臺階面、倒角。 工序Ⅵ：以28mm和14mm右端面定位，粗銑8720mm鍵槽和5512mm鍵槽。 工序Ⅶ：以28mm和14mm右端面定位，半精銑8720mm鍵槽和5512mm鍵槽。 工序Ⅷ：鉗工去毛刺。 工序Ⅸ：終檢。 5、 確定機械加工余量及毛坯尺寸，設計毛坯圖 5.1確定毛坯余量（機械加工總余量）、毛坯尺寸及其公差，設計、繪制毛坯圖： 鋼質自由鍛件的機械加工余量按JB3834-85和JB3835-85確定。確定時，根據(jù)零件重量來初步估算零件毛坯鍛件的重量，加工表面的加工精度，形狀復雜系數(shù)，由《工藝手冊》表2.2-25查得除孔以外各內外表面的加工總余量（毛坯余量）。表2.2-25中的余量值為單邊余量。 本零件材料為45鋼，硬度207～241HBS，毛坯重量估算約為0.5KG，生產類型為單件小批量生產，采用自由鍛造毛坯，鍛件材質系數(shù)為M1（表2.2-11）。 ①機械加工余量：加工表面形狀比較簡單，取鍛件形狀復雜系數(shù)為S1；由鍛件重量為0.5kg，加工精度為F1、形狀復雜系數(shù)為S1，查《工藝手冊》表2.2-25得直徑余量1.5～2mm。各外圓表面加工余量確定為1.5mm。 5.2確定毛坯尺寸 外圓表面（14mm20mm及28mm）毛坯余量：加工表面形狀比較簡單，取鍛件形狀復雜系數(shù)為S1；由鍛件重量為0.5kg，加工精度為F1、形狀復雜系數(shù)為S1，且表面粗糙度都為，需精加工，因而，直接取各毛坯直徑為、、棒料，已能滿足粗車加工要求。 6工序設計 6.1選擇加工設備與工藝裝備 6.1.1選擇機床 （1） 工序Ⅰ～Ⅶ是粗車和半精車，各工序的工步不多，故選用臥式車床就能滿足要求，本零件外廓尺寸不大，精度要求一般，選用最常用的C620-1型臥式車床即可。 （2） 工序Ⅷ~Ⅸ是用平低銑刀粗銑及半精銑槽，應選臥式銑床。考慮本零件屬單件小批生產，所選機床使用范圍較廣為宜，故選常用的X62型能滿足加工要求。6.1.2選擇夾具 本零件除粗銑及半精銑槽需要專用夾具外，前七道車床工序用三爪卡盤。 6.1.3選擇刀具 （1） 在車床上加工的工序，一般都選用硬質合金車刀鏜刀。加工鋼質零件采用YT類硬質合金，粗加工采用YT5，精加工用YT30。 （2） 在銑床加工的工序，選用平低銑刀。 6.1.4選擇量具 本零件屬單件生產，一般均采用通用量具。鍵槽精度等級IT9為各外圓面的精度等級為IT7=0.21mm,根據(jù)要求取分度值0.02mm的游標卡尺即可滿足要求。 6.2確定工序尺寸 確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序 （或工步）的加工余量有關。當基準不重合時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。 6.2.1確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。前面根據(jù)有關資料已查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量),應將總加工余量分為各工序加工余量，然后由往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。 本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如表所示： 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 28外圓 1.5 1 20外圓 1.5 1 14外圓 1.5 1 6.2.2確定軸向工序尺寸 本零件各工序的軸向尺寸如圖所示： 6.2.3確定銑槽的工序尺寸 半精銑可達到零件圖樣的要求，則該工序尺寸：槽寬;槽深7mm和槽寬;槽深5mm。粗銑時，為半精銑留有加工余量：槽寬雙邊余量為2mm;槽深余量2mm。則粗銑的工序尺寸：槽寬為6mm;3mm,槽深5mm;3mm。 7、確定切削用量及基本時間（機動時間） 7.1切削用量 本工序為粗車端面、外圓。已知加工材料為45鋼，，鍛件，有外皮;機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在三爪自定卡盤中。 確定粗車外圓的切削用量，所選刀具為Y15硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1。 加工條件： 工件材料：45號鋼，調質處理，σb=630-700Mpa. 加工要求：粗車 夾工件長度為74mm，再車端面， 毛坯 Φ30mm粗車外圓至Φ28.00mm,Ra3.2. 數(shù)控車床：工件裝夾在 車床專用夾具上。 7.2粗車 （1）選擇刀具： 選擇45彎頭外圓車刀（可轉位車刀），參看《工藝手冊》表3.1-1或3.1-2）由于C620-1臥式車床中心高200mm，參看《切削用量簡明手冊》表1.1，選取刀桿尺寸為25mm25mm（寬高），刀片厚度4.5mm，粗車棒毛坯（45鋼），選擇YT5硬質合金刀具材料，選擇車刀幾何形狀，前刀面形狀為平面帶倒棱型，前角r。=25，后角a。=8 . （2）確定切削深度 由于單邊余量僅為1.5mm，若考慮模鍛斜度及公差，其最大單邊余量為2mm,可在一次走刀內切完，故 切削時的修正系數(shù)為（見表1.29-2）故實際進給力為 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選 f=0.4mm/r 的進給量可用。 （3）選擇車刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，車刀壽命T=60mim。 （4）確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。 根據(jù)表1.10當用YT15硬質合金車刀加工 切削速度的修正系數(shù)為（均見表1.28），故 根據(jù)車床說明書，選擇610r/min 這時實際切削速度為 （5）校驗機床功率 車削時的功率可由《切削手冊》表1.24（或1.25）查出，也可按公式計算出?，F(xiàn)采用查表法 由《切削手冊》表1.24，當σb=650mpa,HBS580～970,ap<2.4,vc<58m/min,切削功率pc=1.2KW. 由于實際車削過程使用條件的改變，根據(jù)《切削手冊》表1.29-2,切削功率的修正系數(shù)為kkrpc=1,kropc=1,krofc=1：，故實際的切削時的功率為：PC實=1.211=1.2(KW) 根據(jù)C620-1車床說明書，當時，車床軸允許功率 因Pc實﹤PE，故所選擇的切削用量可在車床進行。 （6）計算基本工時 式中L=l+y+Δ,l=74mm，根據(jù)表1.26，車削時的切量及超切量y+Δ=4.3mm，則L=74+4.3mm=77.3mm，故 7.3半精車 （1）選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號選為，車刀幾何形狀為(表1.3)：r。=30,后角a。=12 （2）切削用量選擇 1.決定切削深度ap=30-28/2=1mm 2.決定進給量 半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)1.6表 面粗糙度為Ra3.2,rΣ=0.5mm,v>50m/min,f=0.25～0.30mm/r 根據(jù)車床說明書，選擇0.30mm/r 3.選擇車刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)1.9車刀后刀面最大磨損量為0.4mm ，刀具壽命T=60min 4.決定切削速度根據(jù)表1.10,當σb=650mpa，ap<1.4,mm,f<0.38mm/r時，vt=156m/min切削速度的修正系數(shù)均為1，故vc=156m/min. 根據(jù)C620-1車床說明書，選擇nc=156m/min. 根據(jù)C620-1車床說明書，選擇 這時實際切削速度為 5.校驗機床功率 根據(jù)表1.24,當σb=630-700map,ap <2mm,f<0.3mm/r,vt=198m/min,Pc=1.2kw 根據(jù)C620-1車床說明書，當時，車床軸允許功率 因Pc實﹤PE，故所選擇的切削用量可在車床進行。即 ap=1,f=0.3,n=1200r/min,vc=130m/min (3)計算基本工時 式中L=l+y+Δ,l=74mm，根據(jù)表1.26，車削時的切量及超切量y+Δ=2mm，則L=74+2mm=76.4mm，故 半精加工第二步（同上） 洗鍵槽，夾Φ28外圓，先銑深度3mm，再銑1mm,用鍵槽刀，銑床選擇V600. 8、設計小結 《機械制造工藝設計》是學生第一次較全面的設計能力訓練。其基本目的是： 1、培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設計思想，訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論，結合生產實際分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械制造方面的知識； 2、通過制定設計方案合理選擇傳動機構零件類型，正確計算零件工作能力、確定尺寸和選擇材料，以及較全面的考慮制造工藝、使用和維護等要求，進行結構設計，達到了解和掌握機械制造設計過程和方法； 3、進行設計基本技能的訓練。例如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、標準和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力。在本課程設計鼓勵采用計算機繪圖。 這次課程設計，由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設計經(jīng)驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導，和同學們的熱情幫助下，使我們找到了信心?，F(xiàn)在想想其實課程設計當中的每一天都是很累的，其實正向老師說得一樣，機械制造的課程設計沒有那么簡單，者你想自己胡亂因為你的每一個數(shù)據(jù)都要從機械制造與工藝書上找到出處。雖然種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免我們有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個心理我一步步走了過來，最終完成了我的任務。 十幾天的機械制造與工藝設計結束了，在這次實踐的過程中學到了一些除技能以外的其他東西,領略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質,更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調合作的機制,最重要的還是自己對一些問題的看法產生了良性的變化。 最后，要感謝我們的指導老師對我們悉心的指導，感謝老師給我們的幫助。在設計過程中，我們通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 9、參考文獻 《機械制造工藝與裝備》 倪森濤 《公差配合與量測實訓》 《機械制造工藝設計簡明手冊》 李益民 《現(xiàn)代機械制造工藝設計實訓教程》 段明揚 《切削用量簡明手冊》 艾興 肖詩鋼 《數(shù)控加工技術》 樊雄 共 頁 第 頁 發(fā) 給 日 期： 年 月 日 要求完成日期： 年 月 日 指導教師對 專業(yè) 班級 學 生 課設（測繪）的 評 語 成 績 評 定： 指導教師簽名： 年 月 日