(论文)减速箱输出轴机械加工工艺规程设计机械制造课程设计最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

机械制造课程设计减速箱输出轴机械加工工艺规程设计说明书 摘 要所谓机械加工工艺规程，是指规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程的设计是一项十分重要而又非常严肃的工作。制订机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，在保证持量和生产进度的前提下，能获得最好的经济效益。制订工艺规程时，应注意以下三方面的问题： 1、技术上的先进性 2、经济上的合理性3、有良的劳动条件，避免环境污染 减速箱是典型的机械产品，输出轴是典型的轴类机械零件。减速箱的主要功用是将电动机的动力和运动以合适的转速传递给工作机。减速箱输出轴既承受弯矩又承受扭矩，属于传动轴。由于减速箱要求工作稳定可靠，因此减速箱输出轴机械加工工艺要求较高。这里将对减速箱输出轴的机械加工工艺规程进行详细的分析和设计，使其加工精度和加工表面质量达到预定要求。目 录一. 计算生产纲领，确定生产类型.11生产纲领的计算.22生产类型的确定.3二审查零件图样的工艺性.41轴的工作原理.52零件图样分析.63零件的工艺分析.74零件的技术要求.85审查零件结构的工艺性.9三确定毛坯.101毛胚的选择.10确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量.11四拟定的工艺加工路线过程.121定位基准的选择.132零件表面加工方法的选择.143加工阶段的划分.154工序的合理组合.165加工顺序的安排.176零件的工艺路线的确定.18五.工序的加工余量的确定、工序尺寸及公差的计算.19六工序设计（选择加工设备和工艺设备）.21 1选择加工设备.22 2选择工艺设备.23七确定切削用量.24 1背吃刀量的确定.25 2进给速度的确定.26 3切削速度的确定.27八填写工艺过程卡和主要工序的工序卡 .28九设计体会.28十参考文献.29减速箱输出轴机械加工工艺规程设计【计算生产纲领，确定生产类型】1、计算生产纲领a、产品的生产纲领就是其年生产量，用字母N表示，通常按下式计算：N=Qn(1+a%+b%) N零件的生产纲领（件/年）；Q产品的年产量（台、辆/年）；n每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）；a%备品率，一般取2%-4%；b%废品率，一般取0.3%-0.7%。结合生产实际：备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%；产品的年产量Q要求200件/年，每台产品中该零件的数量n为1件/台。将各数据代入上式可得年产量: N=200*1*(1+3%+0.5%)=207（件）b、离心机主轴的重量估计值为2.2 kg.2、确定生产类型机械制造业的生产类型一般可分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。其中，成批生产又可分为大批生产、中批生产、小批生产三类。显然，产量越大、生产专业化程度应该也越高。零件的生产类型是指零件的年生产纲领和产品特征来确定的。按重型机械、中型机械和轻型机械的年生产量列出不同生产类型的规范,如下表：表1 不同机械产品的零件质量型别表机械产品类别加工零件的质量/kg轻型零件中型零件重型零件电子工业机械30机床50重型机械2000表2 各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/（台/年或件/年）轻型机械中型机械重型机械单件生产100205小批生产100500202005100中批生产5005000200500100300大批生产50005000050050003001000大量生产50000050001000查表1得，该零件为中型零件，再由此查表2可知，该减速箱输出轴生产类型为小批生产。【审查零件图样的工艺性】1 轴的工作原理如图1所示为减速器的输出轴，轴安装在单列圆锥磙子轴承上，轴承盖凸缘挡住轴承外圈，因此轴得到轴向定位。齿轮和半联轴器用轴肩、轴套和挡圈轴向定位，用平键作周向定位，以传递运动和转距。该轴套上两个齿轮，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。图12 零件图样分析该零件是阶梯轴，零件的中心轴是设计基准和工艺基准。其加工精度要求较高、除要求有较高的形位公差外、最高的表面粗糙度达到了0.8um 。mm对中心轴线的圆跳动为0.012mm 。48mm的左端面对中心轴线的端面圆跳动为0.012mm 。35mm对中心轴线的圆跳动为0.012mmm 。mm为轴承配合面，配合要求较高，所以轴表面粗糙度低，为0.8um 。宽为12P9mm的键槽中心线对mm的中心轴线的对称度为0.08mm 。宽为8P6mm的键槽中心线对mm的中心轴线的对称度为0.06mm 。为了减少应力集中，轴肩处过渡圆角R=1mm要求热处理T224。其余未标明表面粗糙度的表面为12.5um 。各个加工表面详细的加工表面质量和加工精度见图二：图二3.零件的工艺分析减速箱输出轴的毛胚材料首先应有足够的强度，对应力集中敏感性底，良好的工艺性，而且价格低廉，供应方便。优质中碳钢有足够的强度，对应力集中敏感性小，便于进行各种热处理及机加工，价格比合金钢低廉，因此轴的材料选用45钢。该材料属于优质碳素结构钢，经调制处理后，具有良好的力学性能与切削加工性能。经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能，以满足输出轴对硬度和综合力学性能的要求，即具有较高的的强度和较高的塑性、韧性。减速器的输出轴的结构比较复杂，又属于细长轴类零件，其刚性较差，加工工序需要分得很细。其中有三个过度台阶、一个锥度台阶。根据表面的粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工、精加工。加工件应粗、精加工分开。这样经过多次加工以后，逐次减小了零件的变形误差和毛胚复印误差。该轴属于短丝杠加工。其特点是以车削为主、但车削时应该保证外圆的同轴度。轴的位置精度：同一轴心线上各轴空的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜。影响轴的回转精度和轴承的使用寿命。在车削、磨削过程中要保证其同轴度。为保证支撑轴和内螺纹孔的同轴度，加工过程中，配用锥堵夹外圆和内螺纹孔的加工能达到圆跳动误差为0.012mm 。在半精车前安排了热处理工艺、以保证零件的内应力减小、稳定尺寸、减小零件变形。无论车削还是磨削，工件夹紧力要适中，在保证工件无轴向串动的条件下，应尽量减小夹紧力，避免工件产生弯曲变形，特别是在最后精车，精磨时。3 零件的技术要求图三具体各部件的技术要求表3。表3 减速器输出轴零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/m形位公差/mmA0.017，IT7Ra0.8L0.017，IT7Ra12.5无B48无Ra12.5无G48无Ra1.6H48无Ra3.2无C0.016，IT6Ra1.6无D0.017，IT7Ra0.8E0.16，IT11Ra3.2无J0.16，IT11Ra2.3无F0.013，IT6Ra1.6无K0.013，IT6Ra12.5无键槽12P9侧12P90.036Ra1.6键槽12P9底无无Ra3.2无键槽8P6侧面8P60.043Ra1.6键槽8P6底面无无Ra3.2无内螺纹孔2M6深10无无无此外，为了保证轴的耐磨性和硬度，要求热处理T224。4 审查零件结构的工艺性分析零件图可知，传动轴的所有表面都要求切屑加工，并在轴向方向上产生台阶表面, 并且粗糙程度都不同 ,这样有利于主轴高速旋转时的各表面的应力条件,主要工作表面虽然加工精度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。所以该零件的工艺性好。a. 45号钢具有良好的可锻性。b. 结构力求简单、对称、横截面尺寸不应有突然变化。c. 为了装卸轴承和齿轮方便、去除毛刺，轴两端应该有倒角。d. 为了减少应力集中，各轴肩过渡处应有合理的圆角。e. 轴上有两个键槽，可用铣刀加工，而且效率高。f. 对主轴左端35的外圆表面A的右端加工提出修改意见：由于左端35的外圆表面A的表面粗糙度为0.8um，要求较高，需要磨削工艺。为了磨削加工方便，不损害35端面G的粗糙度，应该在该处加越程槽20.5mm（查机械制造工艺设计简明手册）。一方面在加工轴面时，退刀需要；另一方面，在磨削加工时，给砂轮足够的进退空间。【确定毛坯】1. 毛胚的选择为使它有足够抗扭强度和冲击韧度，毛坯选用45钢，优质碳素结构钢，它属于中碳钢。因为减速箱输出轴直接与负载相联，在工作中承受冲击载荷、扭转力矩并且载荷也比较大，为增强轴的抗扭强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用热扎圆钢。为得到合适的生产效率和圆钢的精度，宜采用模锻方法制造毛坯。减速箱输出轴是阶梯轴，并且各阶直径相差不大，可直接选用棒料，也可直接采用模锻方法制造毛坯。2. 确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量1、公差等级根据零件图的各部分的加工精度的要求，并查阅参考文献得知，该锻件的尺寸公差等级IT为612级 ，加工余量等级为普通级。故取IT为12级。2、锻件质量的估算与形状复杂系数S的确定。估算锻件的质量mf=2.2kg形状复杂系数s=mf/mN其中为相应的锻件外廓包容体质量，则： S=2.2kg/2.8kg=0.786根据S的值查参考文献，可知锻件的形状复杂系数为S1级（简单）。（0.63S=1）.3、零件的表面粗糙度依据零件图可知，该轴各加工表面的粗糙度均大于0.8m.4、毛坯加工余量的确定由于零件为阶梯轴，我们可以把台阶相差不多的阶梯轴的毛坯合成同一节。根据具体尺寸可将B和C合成同一节，将D、E、F合成一节 外圆表面A的毛胚加工余量的确定。其粗糙度0.8m的要求，对其加工的方案：粗车半精车磨削。由工艺手册查得：磨削余量为0.4；半精车余量为1.5；粗车余量为4.5，可得加工总余量为6.4，取总加工余量为6，并将粗车余量修正为4.1 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：磨削后的IT7,Ra0.8m；半精车后为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16um.如表4：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT70835半精车1.5IT83.235+0.4=35.4粗车4.1IT111635.4+1.5=36.9锻造236.9+4.1=41外圆表面B和C毛胚加工余量的确定。为了提高加工效率,毛坯可以作为同一台阶。a.外圆表面C的粗糙度Ra1.6m,确定其加工方案：粗车半精车精车。 由工艺手册查得：精车余量为1.0：半精车余量为1.5；粗车余量为4.5，由此可知总的加工余量为7.0。取加工余量为10，并将粗车的余量修正为7.5 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,Ra1m;半精车后的为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m.如表5：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm精车1.0IT71.640半精车1.5IT83.240+1.0=41粗车7.5IT111641+1.5=42.5锻造242.5+7.5=50b.毛胚外圆表面B与C在同一台阶上，则毛胚尺寸也为50，加工余量为2。表面粗糙度为Ra12.5m，确定加工方案：粗车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：粗车后为IT11，Ra12.5m。如表6：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm粗车2IT1112.550锻造248+2=50外圆表面D、E、F毛坯加工余量的确定。由于台阶相差很小，在确定毛坯时可将它们合成同一节。a.以D的表面粗糙度要求与为对象，它与A完全一样，同表4，得到毛坯尺寸为41. b.E和D在同一节上，则毛胚尺寸同为41。其外圆表面粗糙度Ra3.2m,确定其加工方案：粗车半精车。由工艺手册查得：半精车余量为1.5；粗车余量为4.5，总余量为6。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：半精车后的为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m.如表7：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm半精车1.5IT83.235粗车4.5IT111635+1.5=36.5锻造236.5+4.5=41c.F与D在同一节上，则毛胚尺寸也为41，则总余量为11。其外圆表面粗糙度为Ra1.6m，确定加工方案：粗车半精车精车。由工艺手册查得：精车余量为1.0，半精车余量为1.5，粗车余量为4.5，将粗车修正为8.5，总余量为11。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, Ra1.6m;半精车后的为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m.如表8：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm精车1.0IT71.630半精车1.5IT83.230+1.0=31.0粗车8.5IT111631.0+1.5=32.5锻造232.5+8.5=41轴肩端面G毛胚加工余量的确定。表面粗糙度要求Ra1.6m，确定其加工方案：粗车半精车精车。由工艺手册查得：精车余量为1.6，半精车余量为1.0，粗车余量为0.8，总余量为3.4。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IT8, Ra1.6m;半精车后的为IT9，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m。如表9：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm精车1.6IT81.67半精车1.0IT93.27+1.6=8.6粗车0.8IT11168.6+1.0=9.6锻造29.6+0.8=10.4轴肩端面J毛胚加工余量的确定。表面粗糙度要求Ra2.3m，确定其加工方案：粗车半精车由工艺手册查得：半精车余量为1.0，粗车余量为0.8，总余量为1.8。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：半精车后的为IT9，Ra2.3m;粗车后为IT11，Ra16m。如表10：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm半精车1.0IT93.255粗车0.8IT111655+1.0=56.0锻造256.0+0.8=56.8轴肩端面H的毛胚加工余量的确定。其表面粗糙度为 Ra3.2m，确定加工方案：粗车半精车由工艺手册查得：半精车余量为1.0，粗车余量为0.8，总余量为1.8。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：半精车后的为IT9，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m。如表11：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm半精车1.0IT93.2175粗车0.8IT1116175-1.0=174锻造2174-0.8=173.2轴端面L、K毛胚加工余量的确定。其表面粗糙度为 Ra12.5m，粗车既可达到要求，粗车余量为0.8。所以轴毛胚总长度为200+0.8*2=201.6mm。表12：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm粗车0.8IT1112.5200锻造2200+0.8*2=201.6根据上述毛胚加工余量分析，可画出零件毛胚图。【拟定的工艺加工路线过程】1.定位基准的选择粗基准的选择一般采用轴的外圆表面作为粗基准，这样可以使得定位、装夹和加工变得很方便，而且这也符合基准统一原则。以它为粗基准定位加工顶尖孔，为后续工序加工出精基准，这样使外圆加工时余量均匀，避免后续加工精度受到“误差复映”的影响。提高工件加工时工艺系统的刚度，可采用外圆表面和一端中心轴共同作为定位基准，这样可以使定位基准与设计基准重合并获得较高的定位基准。 精基准的选择零件上的很多表面都以两端面作为基准进行加工，可避免基准转换误差，也遵循基准统一原则，因此以轴的两端面为精基准；两端面的中心轴线是设计基准，选用中心轴线为定位基准，可保证表面最后加工位置精度，符合基准重合原则。2. 零件表面加工方法的选择轴的各个表面具体的加工方法，如表13所示.表13 轴零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra（um）加工方法外圆表面AIT60.8粗车半精车磨削外圆表面BIT1112.5粗车外圆表面CIT71.6粗车半精车精车外圆表面DIT60.8粗车半精车磨削外圆表面EIT63.2粗车半精车外圆表面FIT71.6粗车半精车精车轴端面L、KIT1112.5粗车轴肩端面GIT81.6粗车半精车精车轴肩端面HIT93.2粗车半精车轴圆锥面IT93.2粗车半精车12P9键IT71.6粗铣精铣8P6键IT71.6粗铣精铣3. 加工阶段的划分该轴为多阶梯轴,为了使毛胚生产率高，将毛胚大大的简化了，但是这使得毛胚机械加工余量较大，需要切除大量金属，产生大量的切削热，而且引起残余应力重新分布而变形,因此,安排工序时,应将加工过程分为以下阶段：粗加工阶段粗加工阶段主要是去除各加工表面的余量，并作出精基准。它包括粗车外圆、钻中心孔。a.粗车两端面,钻中心孔为精基面作好准备,使后续工序定位精准,从而保证其他加工表面的形状和位置要求.b.粗车阶梯轴外圆,将零件加工出35,48，40,30的轴外圆使此时坯件的形状接近工件的最终形状和尺寸,只留下适当的加工余量.c.加工出2M6深10的内螺纹孔.半精加工阶段半精加工阶段的任务是减小粗加工留下的误差，使加工面达到一定得精的，为精加工做好准备。它包括主轴各处外圆、台肩的半精车和修研中心孔等。精加工阶段精加工阶段的任务是确保达到图纸规定的精度要求和表面粗糙度要求。它包括对表面粗糙度要求较高的外圆面A、B磨削加工、对外圆面C、F和轴肩端面G的精车加工。然后粗铣、半精铣键槽。4. 工序的合理组合该轴的生产类型为小批生产，零件的结构复杂程度一般，但有较高的技术质量要求，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量，缩短工艺路线，减少工件的搬动次数，提高生产效率；采用工序集中原则，使生产计划、生产组织工作得以简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短，而且易于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。5. 加工顺序的安排I.该轴要求热处理(1) 为改善工件材料的切削性能，在切削加工前应进行调质热处理。(2)粗车之后，由于此轴粗车余量较大，为了消除粗车后工件的内应力，应安排退火。 (3)为了增加轴的耐磨性和表面硬度，精车之后对整个轴进行淬火。II.辅助工序在半精加工之后，安排去毛刺；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检工序III.机械加工工序1.按“先基准面后其他”的原则，首先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆。2.遵循“先面后孔”的原则，先加工端面，再加工铣键槽，钻螺孔3.按“先主后次”的顺序，先加工主要表面：车外圆各个表面，后加工次要表面：铣键槽。4.按“先粗后精”的顺序，先加工精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。6. 零件的工艺路线的确定跟据上面加工工艺过程的分析，确定工艺路线，如表14：工序号工序名称工序内容车床设备刀具量具1热处理调质处理220240HRC2粗车粗车轴端面K、L、和其它外圆表面、轴肩端面CA614045度刀游标卡尺止规3热处理退火4钳修研两端中心孔钳工台麻花钻游标卡尺5半精车半精车轴外圆表面A、C、D、E、F、轴肩端面G、H、J和锥面CA614045度刀60度刀游标卡尺止规6车越程槽在外圆表面A最右端车出mm的越程槽CA6140切断刀游标卡尺7精车精车外圆表面C、F，轴肩端面G和45倒角两个CA614045度刀60度刀游标卡尺止规8攻螺纹先钻光孔，攻右端两内螺纹孔M6深10，相对小中心线对称距离为18mmZ512麻花钻螺杆丝锥游标卡尺塞规9磨削磨外圆A和DM1432A砂轮游标卡尺卡规10钳划键槽加工线钳工台钢尺游标卡尺11铣平口虎钳装夹工件，铣出两个键槽将键槽底面铣至满足表面粗糙度Ra1.6XA6132键槽铣刀卡规深度游标卡尺12钳去毛刺钳工台平锉游标卡尺卡规13热处理淬火14清洗清洗零件表面清洗机15终检终检零件尺寸游标卡尺卡规,塞规【工序的加工余量的确定、工序尺寸及公差的计算】详见第三章“确定毛胚”中的第二节“确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量”【选择加工设备和工艺设备】由于该轴生产类型为小批生产，且采取的工序集中，加设设备以通用机床为主，生产方式为通用机床加辅助夹具为主。工件在各机床上的装卸及及各机床的传送均由人工完成。1. 选择加工设备根据该轴的尺寸大小要求，选用卧式CA6140,万能外圆磨M1432；台式钻床Z512，铣床XA6132。（详见表14）2. 选择工艺设备工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在表14和工艺卡卡片上有简要说明。【确定切削用量】在刀具耐用度一定的情况些，为了提高生产率，选择切削用量的基本原则是：首先应选尽可能大的背吃刀量;其次要在机床动力和刚度允许的条件下，同时又满足已加工表面粗糙度要求的情况下，选取尽可能大的进给量;最后根据车床的功率情况选定切削速度。1. 背吃刀量的确定粗加工时，背吃刀量应根据加工余量和工艺系统刚度来确定。由于粗加工时是以提高生产率为主要目标，所以在留出半精加工、进加工余量后，应尽量将粗加工余量一次切除。一般可达8-10mm。当遇到断续切削、加工余量太大或不均匀时，则应考虑多次走刀，而此时的背吃刀量应依次递减，即.外圆面A、B、C、D、E、F的车削,查工艺手册可知：a.粗车为各个外圆表面粗车加工余量的二分之一 b.半精车=0.75mmc.精车=0.25mm轴端面K、L和轴肩端面G、H、J的车削，查工艺手册可知：a.粗车=0.8mm b.半精车=0.5mm c.精车=0.1mm2. 进给速度的确定外圆面A、B、C、D、E、F的车削,查工艺手册可知：a.粗车=1mm/r b.半精车=0.45mm/r c.精车=0.1mm/r轴端面K、L和轴肩端面G、H、J的车削，查工艺手册可知：a.粗车=0.5mm b.半精车=0.5mm c.精车=0.1mm3.切削速度的确定外圆面A、B、C、D、E、F的车削,由车床主轴转速，查工艺手册可知：a.粗车=60m/min b.半精车=90m/min c.精车=120m/min轴端面K、L和轴肩端面G、H、J的车削，查工艺手册可知：a.粗车=50m/min b.半精车=80m/min c.精车=110m/min铣键槽12P9（1）选取铣刀类及其参数，根据键参数；选取高速钢齿槽铣刀，其齿直径D=100mm，铣刀厚度L=18mm，齿数Z=18。（2）选取每齿进给量，根据铣刀结构及其参数；加工性质和铣刀宽度参考文献8，表。选取每齿进给量（3）确定刀具耐用度T，按参考文献9表确定铣刀耐用度T=120mm。（4）选择切削速度，根据参考文献9表选取切削速度,按条件D=100mm, L=10-16mm;Z=20, T=120 min, =0.4mm/Z,取，又根据不同加工条件进行修正计算。按参考文献9表工