二级减速器中间轴加工工艺设计

目录目录 第一章 概第一章 概 论论 1 第一章 第一章 零件图分析零件图分析 第二章 第二章 毛坯的确定毛坯的确定 3 1 毛坯的选择 2 3 2 毛坯的设计 3 第四章 基准的选择与工件的装夹第四章 基准的选择与工件的装夹 第五章 第五章 拟定加工工艺路线拟定加工工艺路线 第六章 第六章 机床 夹具 刀具 量具的选择机床 夹具 刀具 量具的选择 第七章 第七章 各工序切削用量的选择及工时计算各工序切削用量的选择及工时计算 4 第八章 第八章 加工工序卡加工工序卡 5 第九章 第九章 加工工艺卡加工工艺卡 6 第十章 加工工序加工工序 9 结束语结束语 10 致谢致谢 11 参考文献参考文献 12 第一章第一章 概论概论 在现代机械生产中 中间轴的种类繁多 它包括有高速轴 中间轴 低速轴 等 中间轴零件是旋转体零件 其长度大于直径 通常由外圆柱面 键槽 等表 面结构构成 主要用来支承传动零件齿轮 传递运动与扭矩 目前国内基本还是 三大巨头的天下 哈尔滨轴承厂 瓦房店轴承厂 洛阳轴承厂 而后期之秀也不 错 大多分布在江浙一带 如 人本轴承 天马轴承等而轴承品种太多 分为很 多类型 一些厂家专门生产其中一类 也能占据一地之席 如 关节轴承的老大 目前是福建的龙溪轴承 汽车轴承早几年襄阳轴承厂占的分额停大 冒似这几年 快要垮的样子 好象被什么三环收购了 而轴承座的代表是江苏响水县的为代表 带座外球面老大冒似应该算广东东莞轴承厂 但福建泉州地区的几个带座外球面 厂这几年也有点分庭抗礼的样子而低端微型的又好象浙江慈溪那些小工厂占的份 额也是惊人的 第二章 零件图的分析第二章 零件图的分析 2 12 1 零件的结构组成 零件的结构组成 该零件由轴的两端作为支撑部分 键槽 轴肩 轴环等作为连接部分组成 2 22 2 零件的结构分析 零件的结构分析 该零件为中间轴如图图四所示 根据零件图样对其结构形状 尺寸标注 零件技 术要求和零件实用性进行分析 图图 四四 2 2 12 2 1 结构形状结构形状 该零件轴的两端是由常分别为 35 40 的 55 回转体 中间是长为 74 100 的 64 的回转体 并且该两段回转上分别有 18x53x53 18x53x78 的两个键槽组成 2 2 22 2 2 尺寸结构分析尺寸结构分析 题目所给的零件是一个二级减速器中间轴 轴的结构应该便于加工和装配 如为 了便于切削加工 一根轴上的圆角应尽可能取相同半径 R1 退刀槽应尽可能取相同宽 度 18 一根轴上的各段上的键槽应开在同一母线上 为了便于装配 轴端应加工到角 C2 轴两端加工出相同轴径 55 但是轴长不同回转体 其圆度与圆柱度都是 0 008 粗糙度较高为 0 8 公差为 0 023 中间部分为相同轴径 64 轴长不同的 带有键槽 18x53x53 18x53x78 的两个圆回转体 其公差为 0 101 中间带键槽的部分表面圆跳 动 粗糙度为 1 6 键槽的对称度都要求较高为 0 012 键槽两端粗糙度为 3 2 热处 理时正火硬 162 217HBS 以回转体轴线为基准为行配合 在键槽处安装齿轮 加工时 应予注意粗糙度与公差要求 2 2 32 2 3 技术要求技术要求 1 未注倒角 C2 2 45 正火硬度 162 217HBS 2 未注偏差尺寸精度为 IT14 3 未注圆角半径 R1 第三章第三章 毛坯的确定 毛坯的确定 轴的常用材料是优质碳素钢 35 45 50 最常用的是 45 和 40Cr 钢 对于受载较小 或不太重要的钢 也常用 Q235 或 Q275 等普通碳素钢 3 13 1 毛坯的选择毛坯的选择 从轴的受力分析可知 它受扭转 弯曲复合作用力 由于其承受中等载荷 工 作又较平稳 冲击力很小 所以可采用优质结构钢的 45 号钢 坯料用热轧圆钢 为 了改善组织 提高力学性能 坯料要经过正火热处理 由于热轧钢是从炼钢厂直接出来的 所以尺寸是固定的 轴的精度要求不高 精车就 可以达到要求 在车外圆采用粗车 半精车 精车的加工工艺 由以上工序加工余量分析 毛坯的尺寸选在 76 左右即可 长为 270 零件上的每个 表面都可以采用几方法加工 不同的加工方法具有不同的技术经济特性 加工方法选 择的是否正确对加工质量 生产效率和经济特性都有很大影响 具体如下表 工序名称 工序间余 量 mm 经济精 度 m 表面粗糙 度 m 工序基本尺寸 mm 标注工序尺 寸公差 mm 毛坯 476 粗车 2 5h12 Ra1 4 3 2 73 5 半精车 1h10 Ra2 10 72 5 精车 0 5h8Ra2 5 1072 3 23 2 毛坯图的设计毛坯图的设计 毛坯 锻件 图是根据产品零件设计的 经查 机械加工工艺手册 机械零 件工艺手册 再考虑到其所要加工的次数 知磨削余量 精车 粗车各余量 粗车 余量可选用 2 5mm 半精车 1 3 精车余量可选用 0 2mm 所以应选择的毛坯尺寸为 270 76mm 如下图示 图 五 0 12 0 5 73 3 0 32 0 5 72 3 0 32 0 72 第四章 基准的选择第四章 基准的选择 4 1 基准的选择基准的选择 在选择定位基准时 是从保证精度要求出发的 因此分析定位基准选择的顺序就应 为精基准到粗基准 4 1 14 1 1 粗基准的选择粗基准的选择 粗基准的选择对工件主要考虑两个方面的问题 一是影响工件上 加工上表面与不加工表面的相互位置 二是不加工表面的尺寸 位置均应符合图样要 求 粗基准的选择一般注意以下几点 1 为了保证加工表面与不加工表面之间的位 置尺寸要求 应选择不加工表面作粗基准 2 如果必须首先保证工件某重要表面的 加工余量均匀 应选择该表面作粗基准 3 如需保证各加工表面都有足够的加工余 量 应选加工余量较小的表面作组基准 4 选择粗基准的表面应尽可能的平整 不 能有浇口 冒口 飞边等缺陷 以确保零件的定位准确 夹紧可靠 5 一般情况下粗 基准不重复使用 4 1 24 1 2 精基准的选择精基准的选择 选择精基准应有利于保证加工精度 并使零件装夹方便 准的 1 基准重合原则 以设计基准为定位基准 避免基准不重合误差 调整法加工零件时 如 果基准不重合将出现基准不重合误差 2 基准统一原则 选用统一的定位基准来加工 工件上的各个加工表面 3 自为基准原则 当某些精加工表面要求加工余量小而均匀 时 可选择该加工表面本身作为定位基准 以搞高加工面本身的精度和表面质量 4 互为基准原则 能够提高重要表面间的相互位置精度 或使加工余量小而均匀 5 保证零件安装正确 可靠 操作方便原则 根据以上原则 为了保证各柱面之间的位 置精度 外圆柱面的车削磨削之前先加工出中心孔 为后继工序提供可靠的定位基准 和选择该轴的左端面作为精基准 因为他们是轴的设计基准 这样能够使加工遵循基 准重合的原则 同时以加工中心线定位可以加工多处表面 便于在不同的工序中都使 用中心线定位 这也符合基准统一原则 根据以上原则 又因为轴的主要加工表面是 外圆表面 同轴度也要求较高 所以以该轴的左端作为基准 该轴毛坯是热轧圆钢 在一开始粗加工的时候 是选用车床加工外圆 三爪自定 心卡盘进行夹紧定位的 粗车是选用圆钢的外圆作为基准的 在选用精基准时 采用互为基准进行两端的外圆进行加工 在钻孔时采用基准统 一原则 加工孔时的工艺路线采用钻 扩 铰的加工路线 镗油槽时采用轴端进行定 位 由于该传动轴的几个主要配合表面55 64 圆柱面有较高的同轴度要求 对于 64 的表面有表面跳动要求 轴肩面对基准轴线 A B 均有径向圆跳动和端面圆跳动的 要求 它又是实心轴 所以应选择两端中心孔为基准 采用双顶尖装夹方法 以保证 零件的技术要求 此中间轴毛坯是热轧圆钢 在一开始粗加工的时候 是选用车床加 工外圆 三爪卡盘进行夹紧定位的 粗车是选用圆钢的外圆作为基准的 在选用精基 准时 采用互为基准进行两端的外圆进行加工 在车端面中心空时 采用基准统一原 则 第五章 拟定加工工艺路线第五章 拟定加工工艺路线 5 1 零件加工表面方法选择零件加工表面方法选择 先粗车 半精车 精车左端 64 再粗车 半精车 精车 55 掉头粗车 半精车 精车 72 再粗车 半精车 精车 64 最后粗车 半精车 精车 55 由于该零件表面精度要 求较高 所以还需要在磨床上磨削 5 25 2 加工阶段的划分加工阶段的划分 按照粗车 半精车 精车的顺序加工 粗车是车掉大部分材料 精车是车去除 少部分材料 若精度要求高 但是精车达不到要求精度 可以考虑光整加工 该轴 先加工左端 再加工右端 最后铣键槽 5 35 3 重点工序的说明重点工序的说明 本零件的加工表面有外圆 端面 键槽 材料为 45 钢 以公差等级和粗糙度选 择加工工艺 外圆加工工序 1 因为毛坯选用的是 45 钢 76mm 的外圆未标注公差尺寸 根据 GB 1800 79 规定 其公差等级为 IT14 64 55 的外圆表面粗糙度为 Ra1 6um 需要粗车 半精车 精车 2 56mm 的外圆面 未标注公差等级 根据 GB 1800 79 规定其公差高年级为 IT14 表面粗糙度为 Ra12 5um 需粗车 半精车 5 45 4 加工顺序的安排加工顺序的安排 1 该零件切削加工顺序按照基准先行 先粗后精 先主后次 先面后孔的原则 进行加工 2 该零件热处理工序应该经过以下加工 A 预备热处理正火的目的的改善 消 除残余内应力 改善切削加工性能 为最终热处理做好准备 预备热处理一般安排在 粗加工前 B 最终热处理的淬火的目的是提高零件的力学性能 如强度 硬度 耐磨 性等 一般安排在磨削加工前 本零件的主要功用是传递动力 其工作时需承受较大的冲击载荷 要求有较高的 强度和韧性 故需要进行渗碳淬火回火热处理 3 辅助工序的安排 辅助工序包括检验 去毛刺 清洗 防锈等检验 除了工 序中自检外 还需在下列场合单独安排检验工序 a 重要工序前后 b 送往外车间加 工之前 c 全部加工工序完成 去毛刺之后 有些特殊去毛刺常安排在下列场合进行 a 淬火工序之前 b 全部加工工序结束之后 此零件为配合件 配合部位的精度要求比较高 为了达到图纸的精度要求 应该 安排磨削工序 来达到精度要求和提高表面性能 5 55 5 工艺路线工艺路线 1 1 拟定方案 拟定方案 方案一 方案一 工序一 下料毛坯 76x270mm 如图七 工序二 正火处理 162 217HBS 工序三 粗车 半精车 精车 A 端面 钻中心孔 保证长度 266mm 工序四 粗车毛坯外圆至 68mm 粗车外圆至 57mm 长度为 35 1 mm 倒角 C1 工序五 半精车 精车外圆 68 至 64 半精车 精车外圆 57 至 55 工序六 换头夹紧 粗车 半精车 精车 B 端面 钻中心孔 保证总长度 259 2mm 工序七 粗车外圆 76 至 73 粗车外圆至 68mm 长度为 140mm 倒角 C1 粗车 外圆至 57mm 长度为 40 1mm 倒角 C1 工序八 半精车 精车外圆 73 至 72 半精车 精车外圆 68 至 64 半精 车 精车外圆 57 至 55 倒角 C1 工序九 检验 工序十 洗键槽 以 A 端面为基准 在两个圆 64mm 上粗铣 精铣两个键槽 如上 图 3 1 示 工序十一 淬火处理硬度达到 58 64HRC 工序十二 磨削处理 A B 端面各磨削 0 1 至规定长度尺寸 259mm 磨削两端 55 至规定尺寸 工序十三 检验 5 75 7 加工余量的确定加工余量的确定 如图 6 1 可知 最大直径为 72 其公差为 IT14 由于坯料石热轧圆钢 其 直径便不能随意拟定一个尺寸 必须根据型材规格表选取合适的直径 查 5 表 2 74 选用坯料直径 76 总的加工余量为 76 72 4mm 考虑到粗 精加工分阶段进行 在粗车时应切去大部分余量 故取粗车的加工 余量为 2 5 那么精车的加工余量为总得加工余量减去粗车 半精车的加工余量 即 4 3 5 0 5 图图 八八 零件加工示意图零件加工示意图 72 部位的尺寸属未标公差的尺寸 其公差等级可取 IT14 精车加工余量亦 可以取 0 5 各外圆表面的工序间余量 工序尺寸及公差如表 6 1 所示 中间轴的加工尺寸中间轴的加工尺寸 第七章第七章 加工工序卡加工工序卡 数数 控控 加加 工工 工工 序序 卡卡 片片 产品名称或代号 零件名 称零件图号 西南科技大学 数控加 工工序 卡片二级减速器中间轴加工工艺设计 中间轴 齿轮 1 工艺 序号程序编号 夹具名 称量具名称 使用设 备设备名称 11 顶尖装 置游标卡尺 数控车 床 CA6140 卧 式车床 工步 号工步内容刀具名称 主轴 转速 r min 切削速 度 m s 进给量 mm r 1 粗车外圆至 67mmYT5 硬质合金可转位车刀 5000 32 2 粗车外圆至 58mmYT5 硬质合金可转位车刀 5000 32 3 粗车外圆至 72mmYT5 硬质合金可转位车刀 5000 32 4 粗车外圆至 67mmYT5 硬质合金可转位车刀 5000 32 5 粗车外圆至 58mmYT5 硬质合金可转位车刀 5000 32 6 半精车 精车外圆至 64 mm YT5 硬质合金可转位车刀 5000 1561 7 半精车 精车外圆至 55 mm YT6 硬质合金可转位车刀 5000 1561 8 半精车 精车外圆至 72 mm YT6 硬质合金可转位车刀 5000 1561 9 半精车 精车外圆至 64 m