M1010无心磨床导轮主轴机械加工工艺.doc

M1010无心磨床导轮主轴机械加工工艺内容提要机械制造专业是一门很重要的学科，它涵盖了整个机电类的各个细节，所以要求专业类人员具备一定的机械识图，绘图的水准。机械制造业是一个国家国民经济和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。而加快产品上市的时间，提高产品质量，降低生产成本，加强技术服务是制造业追求的永恒主题。本设计主要内容是对M1010无心磨床导轮主轴机械加工工艺进行的研究、设计。其中包括了零件的工艺分析，毛坯的选择，工艺路线的拟定以及机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，定位基准面的选取、夹紧方案选择的拟定。关键词：M1010无心磨床 工艺分析 工艺路线目 录前 言I第一章 零件的分析11.1 零件的图样分析11.2 零件的主要技术要求31.3 零件的作用51.4 零件的工艺分析7第二章 工艺规程的设计82.1 确定毛坯的制造形式82.2 基准的选择82.3拟定工艺路线112.4加工工序的具体步骤122.5加工阶段的划分242.6加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定242.7切削用量的确定26第四章 总结27参考文献30致 谢31前 言随着就业形势日趋严峻，大学生的动手能力、实践能力和综合素质越来越受到学校和用人单位的重视。课程设计无疑是培养和锻炼动手、实践能力和综合素质的一个重要环节，它是对学生所学知识的一次综合实践，是对老师教学，学生学习的一次检验，毕业设计是我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后进行的，这是我们理论联系实际的一次训练，因此，它有重要的地位。依个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己的分析问题，解决问题的能力， 为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。本设计书参考了众多可编程序控制器教学用书，结合自己所掌握的知识，并由指导教师王仕华老师的指导下完成。在此真诚的衷心的感谢王老师的指导帮助。由于能力有限，设计有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。I第一章 零件的分析1.1 零件的图样分析（附零件图1-1及工作位置图1-2）1、350.006mm的圆柱表面圆跳动相对于基准H不大于0.004mm。2、 31mm的圆柱表面圆跳动相对于基准H不大于0.004mm.。3、 33.5mm的圆柱右端面圆跳动相对于基准F不大于0.02mm。4、 27mm的圆柱右端面圆跳动相对于基准G不大于0.02mm5、 200.007mm的圆柱表面圆跳动相对于基准H不大于0.004mm。 6、 零件两端开中心孔。图1-1图1-21.2 零件的主要技术要求1.2.1 尺寸精度和表面粗糙度主轴的支承轴和安装传动齿轮的轴颈是决定机床工作的关键表面，其精度要求最高，一般不低于IT5级，表面粗糙度Ra0.8-0.63um。由于主轴需要在负荷条件下作回转运动，故要求有较高的抗疲劳的能力，表面不允许有裂纹等缺陷。1.2.2 表面几何形状和相互位置精度 主轴支承轴颈的圆跳动直接影响加工工件的圆跳动，故要求较高，其误差不大于尺寸的30%。主轴轴颈对支承轴颈的圆跳动粗糙度，用标准检验工具检查时，在近主轴端处不大于Ra0.1-0.05mm之间。主轴端300mm处不大于Ra3.2-1.6mm之间。主轴上螺纹的精度，一般不低于二级。（附下表）表1-1粗糙度新旧标准对照表老标准新标准4Ra12.56.35Ra6.33.26Ra3.21.67Ra1.60.88Ra0.80.49Ra0.40.210Ra0.20.111Ra0.10.0512Ra0.050.02513Ra0.0250.01251.3 零件的作用本次设计所给定的零件是M1010无心磨床导轮主轴。它主要位于无心磨床的上表面上，主要作用是通过此零件的转动带动导轮转动然后导轮再与齿轮配合在导轮与齿轮中间放置工件，使工件与齿轮和导轮配合，使工件成为一个惰性轮，在导轮的配合下用齿轮磨削工件。（附无心磨床加工示意图）导轮主轴导轮工件托板齿轮图1-31.4 零件的工艺分析从图29-2M1010无心磨床导轮主轴的简图中可以看出，支承轴颈H、F、G是主轴部件的装配基准，它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度，所以对H、F、G三段轴颈提出很高的加工技术要求。该轴的结构比较典型，代表了一般传动轴的结构形式，其加工工艺过程具有普遍性。 在加工工艺流程中，也可以采用粗车加工后进行调质处理。主轴两端的中心孔是安装顶尖的位置，其锥孔轴线必须与支承轴颈的基准轴线严格同轴，否则，会使加工工件产生位置等误差。主轴前端圆锥面和端面是安装卡盘的定位表面，为了保证卡盘的定位精度，这个圆锥面也必须与支承轴颈的轴线同轴，端面与轴线垂直，否则将产生夹具安装误差。主轴上的螺纹是用来固定零件或调整轴承间隙的，当螺纹与支承轴颈的轴线歪斜时，会造成主轴部件上锁紧螺母的端面与轴线不垂直，导致拧紧螺母时使被压紧的轴承环倾斜，严重时还会引起主轴弯曲变形，因此这些次要表面也有相应的精度要求。图样中键槽未标注对称度要求，但在实际加工中应保证0.025nm的对称度。这样便于与齿轮的装配，键槽对称度的检查，可采用偏摆仪及量块配合完成，也可采用专用对称度检具进行检查。 第二章 工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。M1010无心磨床导轮主轴在机床运动中要起到传递功率的作用，则其在加工过程中，经常受到扭矩作用，由于零件是大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不太大，故可以才用棒料，它的毛坯精度较高，加工余量较小，对提高生产率，保证加工质量也是有利的。2.2 基准的选择2.2.1粗基准的选择 为取得两中心孔 作为精加工的定位基准，所以机械加工的第一道工序是铣两端面中心孔。为此可选择前、后支承轴颈（或其近出的外圆表面）作为粗基准，这样，当反过来再用中心孔定位，加工轴颈时，可以获得均匀的加工余量，有利于保证这两个高精度轴颈的加工精度。2.2.2精基准的选择为了避免基准不重合误差，考虑工艺基准与设计基准和各工序定位基准的统一，以及尽可能在一次装夹中加工较多的工件表面，所以在主轴精加工的全部工序中均采用中心定位基准。中心孔在使用过程中的磨损会直接影响定位精度，故必须经常注意保护并及时修整。特别是在关键的精加工工序之前，为了保证和提高定位精度，均需重新修整中心孔。2.2.3装夹表面的转换 由于主轴的主要轴颈和大端锥孔的位置精度要求很高，所以在加工过程中要采用互换基准的原则，在基准相互转换的过程中，精度逐步得到提高。（1） 以轴颈为粗基准加工中心孔；（2） 以中心孔为基准，粗车支承轴颈等外圆各部；以中心孔为基准，加工支承轴颈等外圆各部；2. 2. 4特殊符号（1）形位公差的特征项目和符号介绍 （选自互换性与测量技术） 根据国家标准GB/T1182-1996形状和位置公差通则、定义、符号和图样法的规定形位公差的特征项目共有14个。各个项目名称及符号见表 2-1。 表2-1公差特征项目和符号公差特征符号有或无基准要求形状形状直线度平面度圆度圆柱度无形状或位置轮廓线轮廓度面轮廓度有或无位置定向平行度垂直度倾斜度有位置度定位有或无同轴度对称度跳动圆跳动全跳动有 2.3拟定工艺路线 由于生产类型为小批生产，故在使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的前提下，应采用专用夹具，并应尽量使工序集中起来提高生产率，除此之外，还应考虑积极效果，以使生产成本尽量降低。M1010无心磨床导轮主轴加工工艺过程如下(附图)：工序1 下料45X370mm的45圆棒料。选用锯床工序2 粗车：粗车外圆及端面保证符合图纸要求。选用C620车床工序3 半精车：用两顶尖装夹，螺纹段外留4mm余量其余留1mm余量。选用C620车床工序4 热处理：调制处理。工序5 精车：用三角卡盘夹M16X1.5段20轴段用中心架支承螺纹暂不加工。选用C620车床工序6 去毛刺：去除加工工件上的毛刺，毛丝。选用C620车床工序7 划线：画平键和半圆键上的线。工序8 铣：铣平键和半圆键。选用铣床X52工序9 热处理：表面淬火。工序10 热处理;低温回火。工序11 修整基准:磨中心孔。选用万能磨床工序12 粗磨:粗磨各段外圆及锥端（直径方向留粗磨0.2-0.25mm余量）。选用万能磨床工序13 车螺纹：精车三段螺纹,选用C620车床工序14 修整基准：研磨中心孔，选用万能磨床工序15 精磨：精磨各段外圆至图纸要求。选用万能磨床工序16 涂油：为了美观及防锈涂一层油。工序17 检验 2.4加工工序的具体步骤工序1 下料工序2 粗车：粗车外圆及端面保证符合图纸要求。选用C620车床工序3 半精车：用两顶尖装夹，螺纹段外留4mm余量其余留1mm余量。选用C620车床工序4 热处理：调制处理。 工序5 精车：用三角卡盘夹M16X1.5段20轴段用中心架支承螺纹暂不加工。选用C620车床工序6 去毛刺：去除加工工件上的毛刺，毛丝。选用C620车床工序7 划线：画平键和半圆键上的线。工序8 铣：铣平键和半圆键。选用铣床X52工序 9 热处理：淬火。工序 10 热处理;低温回火。工序 11 修整基准:磨中心孔。选用万能磨床工序 12 粗磨:粗磨各段外圆及锥端（直径方向留粗磨0.2-0.25mm余量）。选用万能磨床工序13 车螺纹：精车三段螺纹,选用C620车床工序14 修整基准：研磨中心孔，选用万能磨床工序15 精磨：精磨各段外圆至图纸要求。选用万能磨床工序16 涂油：为了美观及防锈涂一层油。工序17 检验 32机械加工过程卡2.5加工阶段的划分 在批量生产条件下，主轴的机械加工工艺可划分为以下三阶段:2.5.1粗加工阶段 该阶段是在对主轴毛坯车端面、打中心孔和粗车外圆等工序。主要任务是切除毛坯上大部分余量 2.5.2半加工阶段主轴毛坯在粗加工后需要进行调制阶段，然后再进行半精加工。其主要任务是：为精加工做好准备；对一些要求不高的表面，使之达到图样要求。2.5.3精加工阶段 此加工阶段是在热处理之后进行的，包括各支承轴颈的最终加工等工序。其主要任务是最后全面地保证工件达到图样的要求。为防止主轴螺纹等工作表面在热处理过程中变形或装伤，故其最终加工也安排在此阶段进行。2.6加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1小端端面的加工余量 总余量272 机械制造工艺金属切削机床设计手册工序尺寸17.6半精车余量1.3 机械制造工艺金属切削机床设计手册粗车余量 Z=27-1.3=25.7毛坯尺寸4522 车大端外圆的加工余量 总余量102 半精加工余量1.5机械制造工艺金属切削机床设计手册工序尺寸350.006 粗车余量 Z=10-1.5=8.5 毛坯尺寸453 外圆31总余量141半精车余量1.8机械制造工艺金属切削机床设计手册工序尺寸31粗车余量14-1.8=12.2，毛坯尺寸4514 外圆200.007 总余量150.5 半精车余量1.3，工序尺寸200.007 粗车余量15-1.3=13.7，毛坯尺寸452 外圆锥度尺寸为350.006总余量100.006 半精车余量1，工序尺寸350.006 粗车余量10-1=9，毛坯尺寸4525 外圆27总余量18 半精车余量1 工序尺寸27 粗车余量为18-1=17，4526 车螺纹M16x1.5，M30x1.5-2，M16x1.5左-27铣键槽15x8x5.5，22x6x6.72.7切削用量的确定 工件材料：45钢正火 加工要求：车主轴两端面，并钻中心孔，表面粗糙度值Ra3.2-1.6um。 机床：C620卧式车床主轴转速400r/min数控加工与机床维修切削速度n=1000Vc/3.14d Vc=400x3.14x45/1000=57进给量0.3mm/r数控加工与机床维修切削深度1mm数控加工与机床维修钻中心孔刀具：A型中心钻机械加工工艺手册表4.3-2进给量：f=0.075mm/r1.732机械加工工艺设计实用手册表 15-39切削速度：V=18r/minn=1000v/3.14xdw=2230r/min按机床选取nw=2000r/min，机械加工工艺手册表3.1-31。所以实际切削速度：V=3.14dwnw/1000=15.7m/min第四章 总结逝者如斯夫，转眼间大学生活就要结束了，这次毕业设计是我们大学3年来进行的最综合、最大型、最全面的、用时最长的一次设计。是对大学所学的一次大总结，它汇聚了所学科目的所有知识点，几乎把大学三年所学的知识囊括在里面了，使所学的知识得到巩固与提高。我们通过不同的途径查阅相关的资料，如：图书馆的馆藏资料、网上图书馆以及查阅我们两年来所学的书本知识等；丰富了自己的知识面，提高了解决问题的能力和自学能力。在设计中我们遇到了很多的困难；通过请教指导老师，自己查资料，与同学讨论，最终得到了解决。本次设计是以设计M1010无心磨床导轮主轴零件的加工工艺规程为重点。包括选择毛坯的类型和制造方法、粗精基准的选择、加工顺序的安排，机床及工艺装备的选取、工艺的分析计算填写工艺卡片等。设计中遇到很多细节问题，如机床的选择原则，要根据加工零件的材料、尺寸、机床的加工范围来确定；刀具的选择，还有零件的材料，加工表面的形状来确定的；装配图上尺寸、配合的标注；工序图绘制原则，加工表面要用粗实线表示，非加工表面要用细实线等。这些都是以前设计中没太注意的问题，感谢导师的指出和耐心指导。两个多月的毕业设计，把所学过的各种知识进行了一次全面而系统的综合，并融会贯通，把所学到的各种理论与思想进行可一次合理的应用，把所查阅到的各种文献及与设计相关的资料进行了合理的提取与分析，并应用到实际。这不但增强了自己的知识结构，同时对所学过的各种理论知识与专业知识进行了一次全面的终结。由于不断的上机操作与实践，不但加强了自己动手能力，同时对一些计算机软件的应用有了一定的掌握与理解，并加强了网上学习和查阅资料的能力。毕业设计是对大学所学课程的一个高度的综合。无论是基础知识还是专业知识都被设计统一起来，使零散的知识系统化，形成了一种能力，这也是毕业设计所要达到的目的。这也为我们走入社会打下一个良好的基础，为走入社会对知识与理论的应用做了一个好的铺垫。人生的路是漫长而曲折的，在这漫长而曲折的道路上需要自己的不断努力与拼搏。作为即将离校的学生，走出校门就站在另一个人生起点上，还有很长的路要走，这必须有足够的勇气与自信去迎