机械制造工程原理课程设计-齿轮轴加工工艺规程及量具设计

目录1前言12 齿轮轴加工工艺规程设计22.1分析齿轮轴图22.1.1齿轮轴的作用22.1.2齿轮轴的工艺性分析22.2锻件毛坯制造形式的确定32.2.1选择基面32.2.2工艺路线方案的确定42.3支承轴零件的机械加工工艺的装备机床选取及工装52.4切削加工用量的确定5第三章 检具设计（35外圆检测）133.1 明确设计任务133.1.1检具的设计目的133.1.2检具的设计意义133.1.3检具的设计要求143.2 确定定位方案143.4 分析与计算定位误差153.4.计算定位误差153.5本章小结16结束语17参考文献18致 谢191前言就我个人而言，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的训练，希望在设计过程中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。全套图纸加扣3012250582由于能力有限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。通过工艺课程设计，学生应在下述各方面得到锻炼：1.能综合运用机械制造工艺及其夹具课和所学过的其他课程的基本理论，正确的分析和解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线合理议定等问题，从而保证零件制造的质量，生产率和经济性。2.培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等）的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。3.培养学生熟悉和应用有关手册、标准、图表等技术资料的能力，指导学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方法和步骤。4.进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。5.培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯。6.通过毕业实习及整个课程设计过程，学会调查研究，收集中外技术资料的方法，并能熟练的使用有关的手册，图表资料及技术参考书。2 齿轮轴加工工艺规程设计2.1分析齿轮轴图2.1.1齿轮轴的作用这次我设计的是齿轮轴零件的工艺以及量具的设计，齿轮轴零件主要的作用是机器内部比较关键的零件，齿轮轴是齿轮与轴做成一体,用来与另一根轴上的齿轮啮合,传递运动与动力。零件是不是具有平稳的性直接关系到零件的加工的质量，假如齿轮轴的外圆面的精度有所减少的话，而机器的使用的价值也就有所降低。2.1.2齿轮轴的工艺性分析 齿轮轴零件的材质选择40Cr，40Cr材质生产的加工工艺比较的简单，不仅锻造的性能比较的良好，而且减震的性能也比较的优良。齿轮轴工件需要加工的表面与加工的表面的精度的要求。现研究几点：（1）主要要加工的平面：1）加工外圆面确保达到尺寸为35mm，位置度的误差达到0.032）加工外圆面保达到尺寸为35mm3）加工外圆面，保达到尺寸为32mm40mm并且要达到平行度的误差的要求4）加工8mm平键槽面（2）主要的加工基准的面：1）以两端孔作为加工基准的加工的表面本组加工的加工表面有：齿轮轴工件的上各外圆表面的及齿轮轴工件的两端平面2.2锻件毛坯制造形式的确定齿轮轴的材质选用40Cr。因为齿轮轴为5000件每年，中批量每年的生产的水平，并且齿轮轴的轮廓的尺寸并不是特别大，锻造件表面的质量要达到的要求比较高，因此可以选择锻造件质量比较平稳的模锻，不仅实用批量生产。也方便了锻造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。2.2.1选择基面（1）选取齿轮轴零件粗加工的基准 相对齿轮轴工件来说，根据互为加工基准的选用的原则，选取齿轮轴工件的两端中心孔来作为齿轮轴加工的粗加工的基准，可使用装夹对外圆平面来进行加紧，选择两端的型块支承以及端面，来作为主要的定位的基准，来控制z，z，y， y，几个的自由度。然后以一面来定位除掉x，向的自由度，来满足定位的目的。（2）选取精加工基准 主要分析研究到基准相重合的因素，以及考虑方便于装夹的问题，选择已经加工完成的端平面来作为齿轮轴精加工的基准。2.2.2工艺路线方案的确定编制机械加工工艺方案主要就是敲定加工过程中的方法以及加工的阶段的划分。(1)确定零件加工的方法，应该从工件加工的表面，给出的技术要求来作为根据的，主要就是待加工的面的尺寸的精度以及形状的精度和表面的粗糙度，并且考虑整个零件方方面面的工艺的因素的影响。通常是按照主要的表面的技术的要求首先制定最终加工的方法，其次再决定很多准备工序的加工的方法，再制定别的次要的表面的加工的方法。(2)确定各个表面加工的方法以后，就要分析研究制定的加工的方法在机械加工工艺路线当中的大概的顺序，加工的主线为定位的基准面，仔细安排热处理的工序与其它辅助的工序。(3)加工路线方案的制定。 首先钻两端中心孔，加工好基准面，然后粗精车大外圆，再来铣8mm键槽平面，这样就确保了为大小各级外圆的各种孔确保了垂直度的要求。满足了先面后孔的加工的原则。先来车外圆面，就能满足孔的形位的公差的要求从增加效率以确保精度的两个前提条件下面，我确定最终工艺路线来进行生产加工。具体的机械加工工艺过程看工艺卡片。工序号工序名称工 序 内 容 及 要 求1锻造锻造成型2钻钻两端中心孔3车粗车外圆，外圆，外圆4车半精车外圆，外圆，外圆，外圆5铣铣8mm键槽6车精车，外圆，外圆7磨磨外圆，外圆8钳工去除锐边毛剌9终检全尺寸检验2.3支承轴零件的机械加工工艺的装备机床选取及工装1、支承轴零件机械加工装备机床的选取：依照支承轴零件图分析得出，支承轴零件的车削加工的内容较多， 本次加工装备机床主要选用CA6136车床比较合适。钻孔选用钻床Z535，平面采用X62W铣床。2、支承轴零件加工选取机械切削加工使用刀具本次设计的零件锻造成型表面，中量成批生产，一般采用通用或标准机械切削加工使用刀具，铣床上用端面铣刀,车刀选用硬质合金。3、支承轴零件加工选取夹具尽量选取机床所配备的国标通用夹具，并付诸设计专用夹具的使用4、支承轴零件机械切削加工选取量具对于批量生产的支承轴零件，主要选取通用的游标卡尺、内外径千分尺、百分表等通用的量具用于机械切削加工的尺寸测量。2.4切削加工用量的确定工序：钻左右端中心孔: 选择麻花钻，钻4孔 1）切削加工深度的确定 按照参考书籍12附表3.124，得出 2）进给量的确定 按照参考书籍12附表9.127，得出 根据Z535钻床的说明书，按照参考书籍11附表4.1.11）得出 3）切削加工速度的确定 根按照参考书籍123.116，选择 得 所以 根据Z535钻床的说明书，选择 4）切削加工的工时： 扩10锥面 选择锪钻 1）切削加工的深度的确定 按照参考书籍122.128，得出 2）进给量的确定 根按照参考书籍124-121，选择 按Z535钻床说明书（工艺手册表4.1.2）选定 3）切削加工速度的确定 按照参考书籍123.127，选择 得 所以 根据Z535钻床的说明书，选择 4）切削加工的工时： 工序：粗车各级外圆车40外圆已经给定的条件：齿轮轴的材质选择40r，锻件毛胚。选择CA6136车床。根据参考书籍7附表30.34选择材质为的，硬质合金车刀， ，齿数为，因为它单边的余量为： 因此加工的深度：每个齿的进给量：按照参考书籍3附表2.3.729，选择加工的速度：根据参考书籍 7附表32.32，选择。车床主轴的转动速度： 式（2.1）公式当中 V加工的速度； d车刀的直径。根据公式2.3车床主轴的转动速度：根据参考书籍3附表3.3.75 实际加工的速度：机床进给的量： 机床工作台每分钟进给量： ：按照参考书籍献7附表2.1.89,车25外圆给出的已知条件：工件材料： 40r，锻造。机床： CA6136车床。参考书籍7表36.31选择材质为车刀：，车刀。粗车该外圆的余量： 车削深度：每齿进给量：按照参考书籍献7附表32.31，选择车削速度：根据参考书籍献7附表22.33，选择车床主轴的转动速度，根据公式（2.5）得：按照参考文献7表3.1-31 实际车削速度：进给量，由式（1.2）有：工作台每分进给量： 车削的切削加工工时被加工零件切削层的长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 次数为1机动时间：按照参考书籍5附表2.2.47可能够知道加工的辅助的时间加工的切削的工时被加工零件切削层的长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精加工时车刀切出的长度：选择 次数为1机动时间：由参考书籍5附表2.3.42能够知道加工的辅助的时间加工的总工时为： +工序：精车各级外圆：（1）车35外圆以给出的条件：工件材料： 40r，锻造。机床：CA6136车床。查参考文献7表3236选择材质为的硬质合金车刀， ，齿数，此为细齿车刀。 ，按照参考书籍9附表3.7与3.6 参考书籍9附表3.8 根据车床选用 实际的切削加工的速度： 工作台每分钟进给量： 车床工作台进给量： 基本工时：（2）车25外圆以给出的条件：工件材料： 40r，锻造。机床： CA6136车床。由参考文献7表3539选择材质为外圆车刀，。精车该外圆的余量： 车削深度： 加工工序的余量选择 被加工的零件切削加工的速度为 车床主轴是 机床工作台的进给量： 基本工时：工序：铣8mm键槽选择材质为铣刀， 1）铣削加工的深度以及宽度 因为宽度比较大，分为两次加工 2）进给量 按照参考书籍12附表3.7 3）切削加工的速度以及每分钟的进给量 切削加工的速度：按照参考书籍9附表3.31选择 得 所以 选择62铣床，按照铣床的说明书根据参考书籍9附表4.2.38，选择，所以实际切削加工的速度是 时后，机床工作台的每分钟的进给量应该取 根据机床的说明书，选择 4）切削加工的工时：公式当中，按照参考书籍9附表3.29，得到按照参考书籍9附表3.28，得到 工序 磨外圆，外圆 选用1312磨床,使用专用磨床夹具保证1. 磨削外圆 35（1）选择砂轮查机械制造工艺设计手册表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：A46KV6P 30050230。查金属工艺人员手册砂轮耐用度为1800s。（2）计算基本工时 T=0.4min2.磨削25外圆（1）选择砂轮 选用磨削35外圆同一砂轮。(2) 计算基本工时 T=0.35min工序：钳工，检验第三章 检具设计（35外圆检测）3.1 明确设计任务随着机械产业在技术成本方面的不断上升，使齿轮轴在机械在降低生产成本与提高性能上成了亟待解决的问题，同时也促使发动机所产生出的发动机技术成为一种强有力的生产工具并得到应用。对于诸多具有一定的规模企业而言，市场的迅猛发展使其一方面要想方设法降低生产成本，另一方面又要千方百计缩短加工时间。当他们在同时间与成本结合时，正在努力地帮助他们提高产品质量、产量与产品的经济性。本次专用检具设计任务是：齿轮轴齿轮轴检具结构设计。3.1.1检具的设计目的：检具是一种经常的机械加工工艺的装备，在设计的过程当中，使用到了很多的检具，在这些当中检具就是当中非常典型的一种，在零件加工当中，检具的重要的作用具有下面几个方面：（1）保证零件加工的精度，使用专用的检具来进行安装，好处就在于能够精，准，而且比较快速的定位，能够确保加工的精度要稳定而且有可靠。（2）增高劳动的生产的效率，降低划线耗掉的时间，增高加工零件的刚度，进一步增高零件的加工的效率。（3）改良工作的条件，选择检具装卡零件的话不仅方便而且省时也比较的安全，可靠性也非常的高，选择合适夹紧的装置减少疲劳的强度，确保工人的人身的安全。（4）节约加工的成本。批量加工的零件使用检具的话会增加加工的效率，相对来说减少了加工的成本，加工的批次大，加工的成本就少。（5）确保工艺的纪律；（6）获得非常好的经济的效率。但是，处在不一样的生产的环境当中，着重的区分不一样的侧重点。在进行检具设计的前面就要想到加工的技术的需求，检具的加工的成本，工人是不是能够熟练地进行使用等方面的问题，满足预期想法。3.1.2检具的设计意义：设计检具是整个生产过程当种的主要的工序，而且准备的周期较长，具有比较主要的位置，设计检具的成功与失败对零件的质量有非常大的关系。准备以及设计所消费的时间是整个加工的过程当中比较的，对整个生产准备周期具有关键的影响。经过我本人的实习的经历我知道： (1) 设计检具的过程当中尽可能使用标准件以及常用的零件：工作的人员在预备设计检具时，正常使用标准通的用件开始设计，如果不这样做的话若每次工作的人员重新对这些零件造型进行设计，就会浪费不少的精力以及时间与资金而且劳动的强度非常的大。 (2) 设计的检具是要有足够的设计经验：设计员在思考设计检具的具体的方案时，会按照自己工作党中所积累的设计经验，把新零件的外部的结构以及特征和以前做过的的零件进行来比较，在原先就有的一些用途的基础上面在来进行研发新的作用还有用处。对检具设计现在有的经验，将标准化的数据使用到设计的当中去就会使检具的设计时间减少，设计的周期减少会提高检具设计的质量以及数据库的管理，用标准化的数据，吧标准件以及通用件以及原油设计经验来对检具进行设计，减少劳动的强度，降低了劳动的时间。3.1.3检具的设计要求：根据上面所说的，设计检具主要分析劳动的生产力对它进行的干扰，检具的结构要操作起来方便，结构也要简单，并且能够本成本减少，这样检具就会有比较高的性价比。3.2 确定定位方案根据工序卡上面的图能够知道，被加工的零件孔有位置度的要求，在本次检具的设计当中，就没有必要控制本零件的各个的自由度。使用定位定位套定位的方法来具体的定位。根据工件图能够知道，35待加工孔具有垂直度的要求以及跳动的要求，使用齿轮轴的表面的定位的基准平面的端面，对零件定位。使用了型块来定位的方法，定位的精度非常的高。3.3 设计测量机构按照制造生产的需求，手动的方式就能搞达到要求。然后再使用定位套机构对径向进行定位，台阶对端面来进行轴向的定位。检具的能够预防零件的翻转以及振动力的作用下预防影响到零件的质量。3.4 分析与计算定位误差3.4.计算定位误差本工作序列工件端面为工序基准，与定位的基准互相重叠，因此基准互相不能够重合的误差是。，所以就有基准的位置的误差。所以定位的误差得： 因此这个定位的方案能够满足所需要的精准的定位。在制造检具的时后对设计的检具体就要有有下面的要求：（1） 有合适的精度以及尺寸的稳定性能。检具体上面的主要的表面，是因为合适的尺寸以及形状的精度与比较主要的表面合适当的位置的精度。铸造的检具体要进行时效处理，焊接以及锻造的检具体要实行退火处理，能够使检具体的尺寸能够不乱。（2） 具有比较充足的强度以及刚度。制造使用的过程当中，检具体的担当的力不是太小。轻易就能够发生变形以及震动，因此检具体应该有充足的强度以及刚度。因此检具体就要具有能够接受的壁厚，铸造与焊接的检具体的设备加强肋，在呢能够满足零件装和卸的情况下面选择框架式的检具体，有效地防止检具体的变形以及震动。（3） 结构的工艺的性能比较好。检具体应该方便于制造以及装配与检验。检具体的表面和零件当中应该保留合适的间隙。检具体的形式结构应该方便于零件的装以及卸。因为锻造的检具体性能非常的好，在零件加工上被广泛的运用，因此选择锻造的检具体，材料使用45钢。为确保检具体的尺寸的稳定性，需要来进行时效的处置，以此来消弭内应力。3.5本章小结这章的重要的内容是量检具的设计，设计量检具的是在工件的机械加工工艺规程定下以后，按照某一个工序的技术的要求而设计的。在规定的工艺规程时，应当分析到量具实现的可能性。在设计量检具的时后，如果非常有必要也可以对机械工艺规程的提出修改的要求。设计量检具的质量的好以及坏，要以能不能稳定地确保零件加工的质量，生产率的提高，降低加工的成本，操作起来简便并且安全以及容易制造安装好维修等来当作衡量的指标。在设计的过程当中定位以及夹紧的部分非常的主要。18结束语通过本次的课程设计，我用到了我们之前所学的AutoCAD等电脑软件，在之前所学的过程中，自己也是对这些基本操作略知一点，只会一些简单操作和一些简单的理论知识，所以在这次课程设计中，我更是与同学沟通交流这些知识，通过这次课程设计，我对这些软件的应用更加熟练熟悉了。并且通过背诵使用CAD快捷