传动轴设计【毕业论文+CAD图纸全套】

本科毕业设计（论文）通过答辩 课 程 设 计 题目： 转向轴的设计 学 生： 学 号： 院 （系）： 专 业： 指导教师： 2006 年 12 月 10 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 陕西科技大学 机械制造技术基础课程设计任务书 题目： 设计“转向轴”（年产 10000 件） 内容： 零件图 1 张 毛坯图 1 张 工序图 1 张 机械加工工艺卡片 1 套 工艺规程 1 套 课程设计说明书 1 份 陕西科技大学 课程设计 说明书 2 目 录 第 1 章 设计说明 第 2 章 零件分析 第 3 章 工艺分析 第 4 章 制定工艺路线 第 5 章 机械加工余量的确定 第 6 章 确定切削用量 第 7 章 加工 的几点说明 第 8 章 总结 第 9 章 参考文献 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 设计说明 本次课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中 锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一 个良好的基础。 由于能力所限设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教 。 1 零件的分析 生产类型 本题目所要加工的为一阶梯轴，要求批 ， 量为 10000 件，可确定其生产类型为大批量生产。 零件分析 题目所给定的零件是一主要支撑传动件和传递扭矩的阶梯轴，轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等。 考虑到加工工艺，在车外圆时在两端车刀无法顺利退出所以零件在两端应加退刀槽，详见零件图。 零件的工艺分析 阶梯轴零件图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。本零件各表面的加工并不困难，但零件左边的键槽与其左端面距离只有 3点小加工时估要 精确的保证上述要求则比较困难。分析该零件是作传动齿轮转矩所用，故 可以将其键槽长度做的稍微小一点，也保证了阶梯轴的强度。又零件图中的直线度精度要求较高，加工时比较困难，即定位基准要保证。 工艺规程的设计 定毛坯的制造形式 陕西科技大学 课程设计 说明书 4 该阶梯轴均匀分布三个键槽，要求有一定的强度，该 零件材料为 45 钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属于大批量生产 ， 考虑到轴在传递力矩中经常承受交变载荷及冲突性载荷，因此应选用锻件，以是金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产 10000 件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。 毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。 基准的选择 粗基准的选择。 粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大 用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。 精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。 订工艺路线 由于生产类型为大批生产，估采用万能机床配以专用工具夹，并尽量使工序集中提高生产率。除此以外，还应降低生产成本。 (1)工艺路线方案一： 工序 1： 下料。 L=1008D=45圆柱棒料。 工序 2： 锻造 。其毛坯尺寸详见机械工序卡片。 工序 3： 退火，因原料为 45 钢，故选用退火处理 以消除内应力 。 工序 4： 粗铣 端面 L=1008，精 铣 端面 L=1000 钻中心孔 。 工序 5： 粗车 、 精车 外圆 24 45、 28 45、 30 40、 35 63、 42 12、 35 657、 30 30、 28 45、 24 58。 工序 6： 画线、 铣键槽 455350 工序 7： 调质处理。提高其机械性能。 250 工序 8： 钻 螺纹 8。 工序 9： 去毛刺， 工序 10： 磨外圆 使其达到零件图对粗糙度的要求 。 工序 11：终检 。 (2)工艺路线方案 二： 工序 1： 下料。 L=1008D=45圆柱 棒料。 工序 2： 锻造。其毛坯尺寸详见机械工序卡片。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 工序 3： 退火，因原料为 45 钢，故选用退火处理以消除内应力。 工序 4： 粗车 外圆 24 45、 28 45、 30 40、 35 63、 42 12、 35 657、 30 30、 28 45、 24 58。 工序 5： 车 端面，钻中心孔 。 工序 6： 精车外圆 24 45、 28 45、 30 40、 35 63、 42 12、 35 657、 30 30、 28 45、 24 58。倒角 1 45 工序 7： 攻 螺纹 8 工序 8： 调质处理。提高其 机械性能。 250 工序 9： 去毛刺， 工序 10： 磨外圆 使其达到零件图对粗糙度的要求 。 工序 11： 画线、 铣键槽 455350 工序 12：终检 。 (3)工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工端面然后已此为基面加工外圆；而方案二先以外圆为粗基准加工中心孔，然后以中心孔为精基准精加工外表面 ， 经过比较可以 看出方案二更能保证其精度。但是方案二的键槽加工按照先粗后精原则尽可能向前按排，应该按排在精磨加工之前，最终所得的具体的工艺过程如下： 工序 1： 下料。 L=1008D=45圆柱棒料。 工序 2： 锻造 。其毛坯尺寸详见机械工序卡片。 工序 3： 退火，因原料为 45 钢，故选用退火处理 以消除内应力。 工序 4: 铣端面，钻中心孔 工序 5： 粗车 、 精车 外圆 24 45、 28 45、 30 40、 35 63、 42 12、 35 657、 30 30、 28 45、 24 58。 倒角 1 45 工序 6： 攻 螺纹 8 工序 7： 画线、 铣键槽 455350 工序 8： 调质处理。提高其机械性能。 250 工序 9： 去毛刺， 工序 10： 磨外圆 使其达到零件图对粗糙度的要求 。 工序 11： 终检 。 以上加工方案 比较合理，下面对其各个工序加工所用的夹具及加工工具详细列为如下： 下料锻造退火铣端面钻中心孔粗车外圆精车外圆倒角攻螺纹画线铣键槽磨外圆去毛刺终检。 工序 1: 铣端面，钻中心孔 。 选用铣端面钻中心孔联合机床 陕西科技大学 课程设计 说明书 6 工序 2：粗车 24、 28、 30、 35、 42。 选用 式车床和 专用夹具 工序 3：精车外圆 24、 28、 30、 35、 42 ， 倒角 1 45 。选用 式车床和专用夹具 工序 4： 攻 螺纹 8选用丝锥 工序 5： 画线、 铣键槽 。选用立式铣床 号 工序 6：磨外圆 。 工序 7： 磨床 选用万能外圆磨床 号和专用夹具。 工序 8： 去毛刺。钳工台 工序 9：终检 以上工艺过程祥见机械加工工艺过程卡片和机械加工工 序 卡片。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 该零件材料为 45 钢，硬度 220 250坯重量约为 产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分析确定各加工表 面的机械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： （ 1） 外圆表面（ 24、 28、 30、 35、 42） 查表工艺手册中锻件质量为 件复杂形状系数为 件系数取 24、 28、 30 外圆轮廓尺寸在 0 30围内，估直径偏差为 35、 42 外圆轮廓尺寸在 30 80围内，估直径偏差为 直径方向余量查工艺 手册 单边余量 以外圆将变为 2） 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量级公差（ 24 的两端面 ） 。查表 工艺手册 中锻件质量为 件复杂形状系数为 件系数取 件轮廓尺寸（长度方向）在 800 1250围内，估长度偏差为 长度方向余量工艺手册 余量值规定为 取为 圆表面 查表 直径方向 2.5 水平方向 定切削用量及基本工时 工序 1：铣端面、 钻 中心孔 （ 1）加工条件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 工件材料： 45 钢正火，b=锻。 加工要求：铣端面 24长度方向尺寸达到 100023钻中心孔 ，表面粗糙度值 .3 m ；两端面钻中心孔 机床： 铣端面钻中心孔联合机床 号 刀具： 工件材料 刀杆尺寸为 165 =15 =12 （ 2）计算 切 削用量 a 粗铣 24两端面 ： 确定端面最大加工余量，查表工艺手册 查得毛坯长度方向的加工余量为 际端面最大加工余量为 外圆为粗基准，同时铣两端面，保证工件长度尺寸为 （参考切削手册表 削速度：参考有关手册，确定 v=s， 即 27m/用高速钢镶齿三面刃铣刀， 25齿数 z=20。 1000 1000 27225 =38（ r/. 现采用 端面钻中心孔机床，根据机床使用说明书（见工艺手册表 42取 实际切削速度为 v=切削手册表 225 =m/. 当 r/，工件台 的每分钟进给量 fm=20 0（ mm/好有0（ mm/,估直接用该值 机动工时 2560= b 粗车 端外圆，同时应校验机床功率及机给机构强度切削速度：单边余量 z=一次切除。 进给量：根据切削手册表 用 f=r. 计 算 切 削 速 度 ： 见 切 削 手 册 表 42 ，m= 修 正 系 数 切 削 手 册 以 yv m a= 2 4 2 1 . 4 4 1 . 0 4 0 . 8 1 0 . 9 76 0 0 . 2 1 0 . 1 5 0 . 5 0 . 3 5 =123(m/确定主轴转速 00065 1000 12365=603（ m/ 按机床选取 n=600r/以实际切削速度 陕西科技大学 课程设计 说明书 8 V=1000 001000 =m/ 检验机床功率： 主切削力 切削手册表 示公式计算 yF cc p a f 795，.0，50b 600 以 795 10 75(N)。 切削工时 t= 245600 式中： 45 切削时消耗功率 104 226 104=由切削手册表 床说明书可知， 电动机功率为 7主轴转速为 600r/，主轴传递的最大功率为 以机床功率足够，可以正常加工。 （ 3） 车 圆柱面： 1f=r 切削手册表 a=m, 切削速度c yv m a式中： 42， m=60,T=60, 则 2 4 2 1 . 4 4 1 . 0 4 0 . 8 13 0 . 5 1 0 . 1 5 0 . 5 0 . 3 5 =182（ m/ n=1000 1000 =1900(r/按机床说明书取 n=1900r/此时 V=145m/削工时 t=2451900 式中 ： 45 （ 4）车 圆 柱 面 ： f=r 切 削 手 册 a=m, 切削速度c v m X a 式中： 42， m=60,T=60, 则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 2 4 2 1 . 4 4 1 . 0 4 0 . 8 13 2 . 5 1 0 . 1 5 0 . 5 0 . 3 5 =180（ m/ n=1000 1000 =1763(r/按机床说明书取 n=1650r/ 则此时 V=145m/削工时 t=2401650 式中： 40 （ 5）车 圆 柱 面 ： f=r 切 削 手 册 a=m, 切削速度c yv m a式中： 42， m=60,T=60, 则 2 4 2 1 . 4 4 1 . 0 4 0 . 8 13 7 . 5 1 0 . 1 5 0 . 5 0 . 3 5 =175（ m/ n=1000 1000 = 1000 =1485(r/按机床说明书取 n=1370r/此时 V=145m/削工时 t= 2= 631650 式中： 63 （ 6）车 圆 柱 面 ： f=r 切 削 手 册 a=m, 切削速度c yv m a式中： 242， m=60,T=60, 则 2 4 2 1 . 4 4 1 . 0 4 0 . 8 14 4 . 5 1 0 . 1 5 0 . 5 0 . 3 5 =153（ m/ n=1000 1000 =1095(r/按机床说明书取 n=1050r/此时 V=145m/削工时 t= 2121370 式中： 2 陕西科技大学 课程设计 说明书 10 7）车 圆柱面： f=r切削手册表 a=m, 切削速度c yv m a式中： 42， m=60,T=60, 则 242 175（ m/ n=1000 1000 =1485(r/按机床说明书取 n=1370r/此时 V=145m/削工时 t= 26571370 式中： 657 工序 4 攻螺纹 由于螺纹孔较小，深度也较小，故选用丝锥。 工序 5 铣键槽 （ 1） 刀具的选择 查机械制造技术基础第三章 用键槽铣刀 （ 2） 铣削时间的确定 查表工艺手册 T=1+ 1l = h h1=mm,的 垂 直进 给量 ， 查表 工艺 手册 200mm/d d=5查表工艺手册 400mm/l 别为 4560T=2+ 4 45 5400)+( 5 56 5400)+( 4 50 5400)=工序 6 磨外圆 粗糙度达到零件图的要求，最终尺寸 24 、 28、 30 、 35 、 42、 35、 30 、 28、 24 。 砂轮的选择。见工艺手册 第三章 择结果为： 2050 203 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 其含义：砂轮磨料为单晶刚玉 ，粒度为 60 号，硬度为中软一级，陶瓷结合剂 ， 6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350 50 203（ D B d） 切削用量的选择。砂轮 转速 n 速 =1990(r/， v 砂 =s。 轴向进给量 25 (双行程 ) 工作速度 5m/向进给量 行程 ) 切削工时 。 当加工一个表面时 1T=1 A ； T t 4+ 1直径余量取 查表 工艺手册 1k= 圆柱体带一个圆角所以 k=以 0 . 2 1 2 1 . 30 . 0 5 3 . 2 2 0 . 8 9 =细长轴加工过程的几点说明： 由于细长轴刚性很差，在加工中极易变形，对加工精度和加工质量影响很大。为此，生产中常采用下 列措施予以解决。 (一 ) 改进工件的装夹方法 粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。 精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。 (二 )采用跟刀架跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形， 必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。但跟到架跟刀尖支撑处距离太大，就会导致圆柱度误差，故应缩短其距离（一般为 2以保证车床上加工外圆和孔圆柱度超差。 陕西科技大学 课程设计 说明书 12 (三 )采用反向进给 车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具），这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。为防止工件振动，减少变形，车削细长轴采用反向（自左向右）进给，使工件内部产生拉应力。此外宜采用弹性尾顶尖，以防止工件热变形而导致 工件弯曲，在工件和卡盘卡爪间垫入开口钢丝圈，以防止工件变形，并且采用 75主偏角的车刀，可以减少径向切削分力，防止工件变形。 (四 )采用车削细长轴的车刀 车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加工面。 （五）车削阶梯轴时要提高生产率，在加工过