工艺设计说明书 小批最终.doc

机械制造工艺学课程设计说明书 设计题目： 主轴箱轴零件机械加工工艺规程设计 学 生： 王胜超 学 号： 20092515 班 级： 机械设计制造及其自动化094 指导教师： 付 敏 副教授 目 录1 零件的分析 21.1零件结构工艺性分析21.2 零件的技术要求分析22 毛坯的选择 32.1 毛坯种类的选择32.2毛坯制造方法的选择 32.3毛坯形状及尺寸的确定 33 工艺路线的拟定 33.1 定位基准的选择33.2零件表面加工方案的选择 43.3加工顺序的安排 43.3.1加工阶段的划分 43.3.2机械加工顺序的安排 43.3.3热处理工序的安排 53.3.4辅助工序的安排 54 工序设计 54.1 机床和工艺装备的选择54.2工序设计 64.2.1加工余量及工序尺寸的确定 64.2.2切削用量的计算 64.2.3工时定额的计算 6结语7参考文献1 零件的分析1.1零件结构工艺性分析本零件属于多阶梯结构空心刚性主轴，主要加工表面有圆柱面、端面，次要加工表面螺纹、花键、平键槽、小孔、深孔。该轴结构比较复杂，属于细长轴，刚度较差。1.2零件的技术要求分析1）将各个需要加工表面的尺寸精度、粗糙度、形位精度等技术要求进行详细分析，分析结果见表11。 表11 零件的技术要求加工表面名称尺寸精度表面粗糙度形位精度中心孔中心孔B2.5/GB145-591.25螺纹AM301.5-6h退刀槽B27.5mm花键C内30.6mm 外37mm IT62.5 1.25退刀槽D（30.3）轴段E400.008mm IT61.250.02A-B轴段F39mm轴段G40mm IT61.25退刀槽H（30.5）环6.5mm1.250.03A-B退刀槽I3mm5花键J内40.5mm 外48mm IT62.5 1.25键14325退刀槽K5mm环1.250.03A-B退刀槽L（3x0.5）轴段M40mm IT61.25轴段N35 mm IT105轴段O40 mm IT71.25键1290mm5键1088mm5孔8mm IT62.50.1A-B深孔23mm20锥孔601.252） 热处理条件为： 调质处理硬度HB235。2、毛坯的选择2.1毛坯种类的选择由于毛坯经过加热锻造后，能使金属内部的纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，本零件是主轴箱轴，要求的力学性能较高，确定毛坯为锻件。2.2毛坯制造方法的选择毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的，所以锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率也不高，因此它主要应用于单件、小批量生产。模锻是在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率高。本零件的生产类型为中批，综合考虑确定采用自由锻获得所需毛坯。2.3毛坯形状及尺寸的确定 根据零件尺寸精度、粗糙度、形位精度等技术要求，可得各个表面需要的加工方式。查表得粗车的加工余量为2mm，半精车的加工余量为1.5mm，精车的加工余量为0.2mm，粗磨的加工余量为0.2mm，精磨的加工余量为0.1mm。毛坯尺寸的计算见表21，毛坯的外形及尺寸见图21。表21零件的毛坯尺寸最终表面尺寸（mm）加工余量（mm）毛坯尺寸（mm）轴段A 30x122+1.5=3.5 33.5x15.6轴段C 37x652+1.5+0.2+0.1=3.840.8x65轴段E 40x402+1.5+0.2+0.2+0.1=444x46.8轴段F 39x352+1.5=3.543.5x28.2轴段G 40x782+1.5+0.2+0.2+0.1=444x78轴段J 48x1102+1.5+0.2+0.1=3.851.8x115.3轴段M 40x592+1.5+0.2+0.2+0.1=444x59轴段N 35x182+1.5=3.538.5x12.7轴段O 40x1052+1.5+0.2=3.743.7x108.6总长522529.21图21 零件的毛坯外形3、工艺路线的拟定3.1定位基准的选择1）粗基准的选择本零件为轴类零件，粗基准的选择仅限于在车端面钻中心孔这一工序中。将毛坯O段夹住，以O段外圆作为粗基准，车A段端面，钻中心孔，掉头将毛坯A段夹住，以A段外圆作为粗基准，车O段端面，钻中心孔。2）精基准的选择由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据“基准重合”的原则在锥孔加工前选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面，同时用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，这又符合“基准统一”的原则。在锥孔精加工前以重要轴颈为定位基准面，重要轴颈精加工时以顶尖孔和锥孔作为定位基准面，这符合“互为基准”原则。3.2零件表面加工方法及加工方案的选择零件尺寸精度和粗糙度要求高的加工表面，需要进行粗加工半精加工精加工，次要表面的零件尺寸精度和粗糙度要求较低，只需要粗加工或者粗加工精加工。零件的具体加工方案见表31。表31零件的加工方案待加工表面加工方案轴段A粗车半精车车螺纹退刀槽B粗车半精车轴段C粗车半精车精车粗铣半精铣精铣精磨退刀槽D粗车半精车轴段E粗车半精车精车粗磨精磨轴段F粗车半精车轴段G粗车半精车精车粗磨精磨退刀槽H粗车半精车端面a粗车半精车粗磨精磨退刀槽粗车半精车轴段J粗车半精车精车粗铣半精铣精铣精磨退刀槽K粗车半精车端面b粗车半精车粗磨精磨退刀槽L粗车半精车轴段M粗车半精车精车粗磨精磨轴段N粗车半精车轴段O粗车半精车精车钻粗绞精绞粗铣半精铣3.3加工顺序的安排3.3.1加工阶段的划分 本零件的加工工艺过程分为三个阶段，调质以前的工序为各主要表面的粗加工阶段：包括毛坯的备料、锻造和正火，车端面、钻中心孔、粗车外圆及重要端面；调质以后到局部表面淬火前的工序为半精加工阶段：包括半精车外圆及重要端面、倒角、车退刀槽，钻深孔，精车外圆，车末端锥孔；局部表面淬火以后的工序为精加工阶段：包括研磨顶尖孔、粗磨重要轴段，精磨重要轴段和花键。另外，钻粗绞精绞8孔在半精车后，精车前加工，铣花键，铣平键，车螺纹在粗磨后精磨前加工。3.3.2机械加工顺序的安排 本零件的机械加工顺序安排体现“基准先行”、“先粗后精”、“先主后次”的原则，具体安排如下：备料锻造正火车端面钻中心孔，粗车所有外圆及a、b端面半精车外圆、车退刀槽、车a、b端面、倒角钻深孔精车末端锥孔钻、粗绞、粗绞8孔精车C、E、G、J、M、O外圆局部高频淬火以重要轴颈修研中心孔粗磨E、G、M轴段外圆及a、b端面低温时效处理车螺纹粗铣、半精铣、精铣C、J轴段花键粗铣、半精铣J、O轴段平键精磨E、G、M轴段，C、J花键及a、b端面磨末端锥孔去锐边、毛刺终检入库。3.3.3热处理工序的安排锻造后车端面钻中心孔前安排正火，粗车后半精车前安排调质，精车外圆后研磨顶尖孔前安排局部高频淬火，粗磨后粗铣花键前安排低温时效处理。3.3.4辅助工序的安排8孔精绞后安排检查，最后安排终检。4 工序设计4.1 机床和工艺装备的选择 由于是小批量生产，工序尽量集中，加工机床多选择通用机床，以此提高生产效率，具体的机床和工艺装备的选择方案见表41。表41机床和工艺装备的选择序号工序名称机床工艺装备1备 料2锻 造立式精锻机3正火热处理空冷4车端面、钻顶尖孔，粗车所有各外圆及a、b端面C616A外圆车刀、端面车刀、三爪夹盘、顶针、游标卡尺，米尺5半精车所有外圆、车a、b端面、车退刀槽、倒角C616A外圆车刀、端面车刀、切断刀、倒角刀、三爪夹盘、中心架、顶针、游标卡尺6钻深孔深孔钻床DHD80023mm深孔钻、深孔专用夹具、游标卡尺7精车末端锥孔C616A内孔车刀、三爪夹盘、中心架、游标卡尺8钻、铰孔立式钻床Z30258mm麻花钻、铰刀、8孔专用夹具、游标卡尺9精车外圆C616A外圆车刀、顶针、锥堵、游标卡尺10热处理11修研顶尖孔中心孔磨床MA732硬质合金顶尖或金刚石顶尖、中心孔专用夹具12粗磨外圆、端面外圆磨床MW1420C砂轮、顶针、锥堵、千分尺13低温时效处理14车螺纹C616A螺纹车刀、三爪夹盘、顶针、游标卡尺15铣花键花键铣床Y631K花键铣刀、花键专用夹具、游标卡尺16铣平键立式铣床X52-K1高速钢立铣刀、平键专用夹具、游标卡尺17精磨外圆外圆磨床MW1420C砂轮、顶针、锥堵、千分尺18精磨末端锥孔中心孔磨床MA732砂轮、中心孔专用夹具、千分尺19去锐边、毛刺钳工台20检查21入库存储4.2工序设计 4.2.1 加工余量及工序尺寸的确定 加工余量的确定需要查表查出各加工方式的加工余量和经济精度，根据加工前的尺寸和加工后的尺寸算出加工余量。以工序17的M轴段加工为例进行计算，具体计算过程见表42。表42加工余量的确定加工方式基本加工余量经济精度加工前尺寸加工后尺寸最大加工尺寸最小加工尺寸加工余量粗车2IT1244.1-41.75=2.12543-32=1半精车1.5IT942-40.438=1.56241.75-40.5=1.25精车0.2IT840.5-40.275=0.22540.438-40.3=0.175粗磨0.2IT740.3-40.979=0.22140.275-40.1=0.175精磨0.1IT640.1-40.018=0.98240.979-40.035=0.94 根据表42可得各阶段工序尺寸为：粗车后的工序尺寸为半精车后的工序尺寸为精车后的工序尺寸为粗磨后的工序尺寸为精磨后的工序尺寸为4.2.2 切削用量的计算1）磨削速度的确定 根据经验，工件的运动速度可取35mmin，由公式n=1000vd可求得主轴转速n=278rmin，参照该磨床参数所列的主轴转速，取转速n=230rmin，从而求得实际切削速度v=28.89mmin2）进给量的确定 由机床功率4.24kW，用顶针和锥堵定位，进给量应取的小些，可取0.0065mmr3）切削深度的确定 切削深度应取为加工余量的一半，根据加工余量切削深度取为0.12=0.05mm。4.2.3 工时定额的计算计算工序17的工时定额：1）该工序需要精磨的轴段有C、E、G、J、M，需要磨削的总长为320mm。进给量为，进给转速为，进给速度为 由于切削深度为切削深度为切削用量的一半。=36.47min。2）辅助时间 在一道工序中，为完成工艺过程所进行的各种辅助动作所消耗的时间。它包括装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量工件等所小号的时间。3）布置工作地的时间，调整和更换刀具、维护机床、清洁工作场地的时间4）休息与生理时间5）准备与终结时间。则中批生产时该工序的单件时间为结语：以上即为自己此次机械制造工艺学课程设计中关于中批量生产零件主轴箱轴的工艺设计说明书。在前期的零件图的绘制、毛坯余量的计算等环节自己做起来得心应手，但到后期工艺过程、工序卡的设计环节自己感到很茫然，不知如何下手，从哪儿下手，工装的选择更是没有一点概念，但毕竟通过查资料、问老师等途径比较圆满的完成了此次设计任务，获得了一定的工艺设计经验，在这里，我要感谢帮助我的付敏老师，他们在我的课题中给了我很多的指导和改进，在一些对我来说比较难懂难理解的细节问