输出轴毕业设计

1 / 19 输出轴毕业设计 输出轴课程设计 1.零件的工艺分析 零件的功用。结构及特点 题所给定零件输出轴，其中主要作用：一是传递转矩，使主轴获得旋转地动力；二是工作过程中承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为 45 钢，是最常用的中碳调质钢，综合力学性能良好，渗透性低，淬火时易生裂纹，综合技术要求等文件，选用锻件。由于是大批量生产，故采用横锻，因为该零件属于细长轴在工作时要求有一定的强度，刚度。 主要加工表面及其要求 主要加工面： ?，左边 ?60，右边 ?60,?80 的外圆柱面。 ?的尺寸公差等级 为 IT8 级， ?60 的尺寸公差等级为 IT5 级 , ?80 的尺寸公差等级为 IT6级， ?60 的尺寸公差等级为 IT5 级。两链槽宽度的尺寸公差等级为 IT9级，而两链槽长度的尺寸公差等级均为 IT11级。 精糙度方面表现 ; ?的外圆柱面， ?60 的外圆柱面， ?80的外圆柱面左边， ?60 的外圆柱的精糙度要求均为要求较高，其余表面均为要求不高。 2 / 19 位置精度： ?，左 ?60 和 ?80 轴线对右边 ?60 轴线的同轴度为 ? 2.毛坯的选择 确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及其公差 轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴，在质 量允许下采用锻件。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均与分布，可获得较高的抗拉，抗弯级抗扭强度，所以除轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒成冷轧棒料，一班比较重要的轴大部分都采用锻件，这样既可以改善力的性能，又能节约材料，减少机械加工量：机械生产规模的大小毛坯的锻造有自由锻和模锻。自由锻多用于中小批量生产，模锻多运用于大批量生产。而且 毛坯制造精度高，加工量小，效率高。可以锻造形状复杂的毛坯，本零件为大批量生产，所以综上所述采用模锻。 选择通过零件直径的平面为分型面 输出轴属于台阶轴类零件，由于是大批量生产采用的是模锻，所以根据从机械制造 技术课程设计指导表 3-6，采用锻造精度等级 E，查表可知雨量 a值为 mm。取 a=10 确定毛坯的技术要求 未注倒角的 R1 3 / 19 保留中心孔 调制处理 28 32HRC。以消除内应力，改善切削加工性能 材料为 45 绘制毛坯图 如图所示在各加表面上加上机械加工余量，绘制毛坯图，并标注尺寸和技术要求如图所示 3.基准的选择 在粗加工时为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面作为定位基准，即 ?80，左段 ?70 台阶的外圆表面 考虑到 ?54 左 ?60 和 ?80 轴线对轴右边 ?60 的同轴度要求，又由于基准重合原则，而且根据技术要求。保留中心孔，所以在半精加工和精加工中宜采用中心孔为定位基准。、 4.拟定机械加工工艺路线 确定各表面 的加工方法 根据各加工表面的加工精度和表面粗超度要求选定如下加工方法： 从轴的左到右。 ?， ?60， ?70， ?88， ?80， ?70， ?80都用车床进行车削，而 两个链槽则采用铣床进行铣削 具体加工方法的分析如下： 4 / 19 输出轴最左端 ?+ 的公差分段为 IT8，表面粗超度 Ra=。查表 4-2 及 表 4-5可知需进行粗车 半精车 精车 轴左也 ?60+段的公差等级为 IT5，表面粗糙度Ra=，查表 4 2及表 4 5可知，需 进行：粗车 半精车 粗磨 精磨 左轴 ?70 为未注公差尺寸，公差等级按 IT14.，表面粗糙度 Ra=，故粗车就可以了 ?88段位未注公差尺寸，公差等级为 IT14，表面粗糙度 Ra=，故粗车就可以了 ?80 段公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra=,查表 4 2 及表 4 5 可知，采用：粗车 半精车 精车 右边轴段 ?70为未注公差尺寸，公差等级按 IT14，表面粗超度 Ra=，查表可知粗车就可以 右端 ?60+的公差等级为 IT5级，表面粗糙 度 Ra=，查表可知：可采用 粗车 半精车 粗磨 精磨即可 两个链槽的宽度尺寸公差为 IT9级而长度尺寸公差为 IT11级，又因为是面粗超度 Ra=，所以采用粗铣 精铣 拟定加工工艺路线 + + + 5 / 19 5 确定机械加工余量，工序尺寸及公差 机械加工余量及工序尺寸 金 华 职 业 技 术 学 院 JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY 毕业综合 项目成果 题 目 输出轴的加工工艺分析 学 院 专 业 数控技术 班 级 学 号姓 名 王海鹏 指导教师黄新标 2016 年 3 月 2 日 金华职业技术学院毕业综合项目成果 目录 摘要 . 1 引言 . 1 1 零 件 的 工 艺 分析 .6 / 19 . 1 零件综合分析 . 2 确定毛坯 . 2 基准的选择 . 3 机 床 设 备 及 工 艺 装 备 的 选用 . 5 刀具的确定 . 5 切 削 用 量 的 确 定 和 冷 却 液 的 选用 . 6 加 工 工 艺 过 程 与 工 序 划分 . 7 2 夹 具 的 设计 . 9 7 / 19 8 夹具设计 . 9 20 夹具设计 . 10 3 结论 . 11 致谢 . 11 参考文献 . 12 附件 . 13 输出轴的加工工艺分析 机电学院数控专业王海鹏 摘要 : 本文主要是介绍输出轴的加工工艺，设计专用夹具，制订其工序卡，从而锻炼了我识图、制图、编写技8 / 19 术文件和操作各种软件的应用能力。 关键词：输出轴 工序卡 专用夹具 加工工艺卡 引言 数控技术，简称“数控 ”。英文： Numerical Control。是指用数字、文字和符号组成数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。 1908 年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世； 19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明； 1938 年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。 1952 年，第一台 数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。 输出轴的用途很广泛， 该输出应用在动力输出装置中，是动力输出的关键零件之 一。该输出轴在工作中需要承受一定冲击载荷和较9 / 19 大的扭矩，因此该零件应具有足够的耐磨性和抗扭强度。所以设 计中一定要注意表面热处理。 本毕业设计内容主要是如何设计加工轴类零件，包适了工艺分析过程、数控编程、机床操作与零件自检过程等，基本含概了我们所学到的所有专业知识，完成毕业设计对于我们来说是一种挑战。 我们以严谨务实的认真态度进行了此次设计的编写，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。 1 输出轴零件的工艺分析 零件的综合分析 班 届 别： XX 指导教师：刘晓梅 2016 年 7 月 华侨大学机 电学院机械制造工艺学课程设计说明书 目录 第 一 章 零 件 的 分析 . 1 一 . 零 件 的 功 能 及 材 料 分10 / 19 析 . 1 二 . 零件的工艺分析 . 1 三 . 确定毛坯 . 1 毛坯材料选择 . 1 毛坯的制造方法 . 1 毛坯的简图 . 1 第 二 章 工 艺 过 程 设计 .11 / 19 . 2 一 . 基准的选择 . 2 二 . 零 件 各 表 面 加 工 方 法 的 选择 . 2 加工方法的选择 . 2 加工阶段的划分 . 2 工序划分的确定 . 2 辅助工序的安排 . 2 热 处 理 工 序 的 安排 .12 / 19 . 2 拟 定 加 工 工 艺 路线 . 2 加工设备的选择 . 2 刀具的选择 . 3 第三章机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 4 第 四 章 确 定 切 削 用 量 及 加 工 时间 . 7 一 . 切 削 用 量 选定 . 7 二 . 基 本 加 工 时 间 确定 .13 / 19 . 11 附录 . 14 一 . 参考文献 . 14 二 . 附件 . 15 第一章零件的分析 一 . 零件的功能及材料分析 题目所给定的零件为输出轴，主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一。其主要作用是支撑传动零件并传递转矩，其工作条件为：承受交变扭转载荷、交变弯曲载荷或拉 -压载荷；局部承受摩擦和磨损特殊条件下受温度或介质作用。因此轴的失效方式主要是疲劳断裂和轴颈处磨损，有时也发生过冲击过载断裂，个别情况下发生塑性变形或腐蚀失效。 14 / 19 根据轴的工作条件及失效方式， 轴的材料应具有如下性能：高的疲劳强度，防止轴疲劳断裂；优良的综合力学性能，即较高的屈服强度和抗拉强度、较高的韧性，防止塑性变形及过载或冲击载荷作用下的折断和扭断；局部承受摩擦的部位具有高硬度和耐磨性，防止磨损失效；在特殊条件下工作的轴的材料应具有特殊性能，如蠕变抗力、耐腐蚀性等。 二 . 零件的工艺分析 从零件图分析，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件。主要由有 55、 60、 65、 75、 176 的外圆柱面、 50、 80、 104 的内圆柱表面、 2个 8的斜孔、 10个 20 的通孔和一个 16 的键槽组成。其中径向尺寸中，左端的 55、 60、 65、 75精度要求较高为 IT7 级，表面粗糙度为 ,右端的 80 内圆柱面精度要求为 IT7 级，表面粗糙度为 ,右端面上的的 10个 20的通孔精度为 IT7 级，表面粗糙度为。形位精度也比较高：为了外圆和外面零件的配合后受力均匀， 55， 60 的外圆的径向跳动量小于， 80的跳动量小于， 20孔的轴线的跳动量小于；为了保证键槽和键的配合，键槽对 55外圆的对称度为。由于输出轴在工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强耐磨性和抗扭强度，要对输出轴进 行调质处理，使其硬度达到 217255HBS。 15 / 19 三 . 确定毛坯 毛坯材料选择 根据对零件的分析，可选用 45钢作为毛坯的材料。当载荷较大时可选用 40Cr 钢制造。对于要求高精度、高尺寸稳定性及耐磨性的主轴，可选用 38CrMoAlA钢来制造。本设计中选择 45钢作为毛坯材料。 毛坯的制造方法 毛胚的获得方式有很多，如型材、锻造、铸造。如选用棒料，由于生产类型为中等 -较大批量生产，从经济上考虑，棒料要切削的余量太大，浪费材料。锻件的力学性能好，强度高，可在输 出轴承受较大的冲击载荷和扭矩保证其刚性和韧性满足要求，所以要选择锻件做为毛胚。由于零件中有台阶孔以及圆锥面，故采用模锻作为毛坯的制造方法，可提高生产率。 毛坯的简图 第二章 工艺过程设计 一 . 基准的选择 基准可以分为粗基准和精基准。 粗基准的选择 由于此零件为轴类零件，为了保证精度，所以选择外圆作为粗基准面。首先选用三爪卡盘自动找正原理，夹紧。以外圆为粗基准面，加工外圆、端面、中心孔。 16 / 19 精基准的选择 精基准的 选择对一个零件加工完成后的精度非常重要。此零件选用两端的中心孔作为精基准，所以用两端中心孔来对外圆精加工。外圆加工完成后用外圆作为精基准，加工内圆。 二 . 零件各表面加工方法的选择 加工方法的选择 根据零件图中各表面加工质量的要求，并综合考虑零件的加工效率和经济性以及一般性具体的工件和现场的加 根据对零件图的分析，轴的四个外圆柱面的表面粗糙度要求较高，同时轴的多个圆柱面都有较高的圆跳动形状公差要求。因此将零件的加工分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段： 粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分的余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，并为后续工序提供 精基准。 半精加工阶段：其任务是使主要加工表面达到一定的精加工余量，为精加工阶段做好准备。 精加工阶段：其任务是保证各主要表面达到规定的尺寸精度以及对其位置公差的要求。 工序划分的确定 17 / 19 考虑到工件是大批量生产的情况，采用工序集中的划分方式，采用高生产率的机床，可使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目。 辅助工序的安排 辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。 热处理工序的安排 热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件输出轴材料为 45 钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，安排在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，采用调质处理，按规范在 840温度中保持 30分钟释放应力。 拟定加工工艺路线 根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下两个表格所示。综上所述，两个工艺方案的特点在于工序集中和工序分散和加工顺序，从零件本身来考虑，由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求，所以采用方案二。 加工设备的选择 18 / 19 根据加工工艺及加工质量要求，先初选加工所用机床如下： 车床：采用 CA6140量纵向 mm/r，横向 /r，主轴速度级数 24级，主轴速度范围 10 1400r/min，公制螺纹， 英制螺纹 21-4 牙 /in，尾坐顶尖套孔莫氏锥度 5 号，主电机功率。 铣床：采用 X51，铣床的参数如下：主轴孔锥度7:24,主轴孔径 25mm。主轴转速 65 1800r/min。工作台面积 10003250。工作台最大行程