工艺过程卡—滑轨

燕山大学 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 轴机械加工工艺编制轴机械加工工艺编制 滑轨滑轨 学院 系 学院 系 机械工程学院机械工程学院 年级专业 年级专业 0909 级级 学学 号 号 学生姓名 学生姓名 指导教师 指导教师 教师职称 教师职称 教教 授授 燕山大学机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品型号零件图号 产品名称零件名称轴共 2 页第 1 页 材料牌号黄铜毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工艺装备工时 秒 序 号 工序名 称 工序内容车间工段设备夹 具 刀具量具准终单件 1 铸造 铸造 阶梯型 2 清砂清砂 3 热处理人工时效处理 4 涂漆涂红色防锈底漆 5 粗铣 装夹上端 以上表面为基准 粗铣下表面 和夹角 30 度下斜面 加工余量 2mm 立式铣 床 X51 专用夹具 整体硬质合金直柄立 铣刀 d 4 0mm 游标卡尺 6 粗铣 装夹下端 以下表面为基准 粗铣上表面 阶梯表面 和夹角 30 度上斜面 加工余量 2mm 粗铣右端滑槽 和圆弧铰接处 照顾各部余量 粗铣右端滑槽 和圆弧铰接处 照顾各部余量 一次装夹保证滑槽对称度 立式铣 床 X51 专用夹具 整体硬质合金直柄立 铣刀 d 4 0mm 游标卡尺 7 粗铣装夹左端 以下表面为基准 粗铣右端 加工余量 2mm 立式铣 床 X51 专用夹具 整体硬质合金直柄立 铣刀 d 4 0mm 游标卡尺 8 粗铣装夹右端 以下表面为基准 粗铣左端 加工余量 2mm 立式铣 床 X51 专用夹具 整体硬质合金直柄立 铣刀 d 4 0mm 游标卡尺 9 半精铣 装夹上端 以上表面为基准 半精铣下表面 和夹角 30 度下斜面 加工余量 2mm 立式铣 床 X51 专用夹具 整体硬质合金直柄立 铣刀 d 4 0mm 游标卡尺 10 半精铣 装夹下端 以下表面为基准 半精铣上表面 阶梯表 面 和夹角 30 度上斜面 保证图样尺寸 半精铣右端滑槽 和圆弧铰接处 加工余量 1mm 半精铣右端滑槽 和圆弧铰接处 保证图样尺寸 5mm 一次装夹保证滑槽对称度 立式铣 床 X51 专用夹具 整体硬质合金直柄立 铣刀 d 4 0mm 游标卡尺 11 划线划 4mm 孔的定位线 12 钻 工件平放在躺床工作台上 压滑槽两端 钻 4mm 铰 接孔 T618 专用夹具 直柄麻花钻 4mm 游标卡尺 24 检验检查各部尺寸及精度 25 入库涂油入库 设计日期审核日期会签日期 一 一 传动轴的工艺分析及生产类型的确定传动轴的工艺分析及生产类型的确定 1 1 传动轴的用途分析传动轴的用途分析 传动轴在各种机械或传动系统中广泛使用 用来传递动力 在传力过程中主 要承受交变扭转负荷或有冲击 因此该零件应具有足够的强度 刚度和韧性 以适应其工作条件 2 2 传动轴的技术要求传动轴的技术要求 其他表面粗糙度 Ra 12 5 该传动轴零件形状为较简单的阶梯轴 结构简单 为实现轴的准确传递动力 和轴与轴之间的精密配合 要求很高的精度等级和表面粗糙度 为了在传力 过程中承受交变扭转负荷和冲击 传动轴需要有良好的力学综合性能 一般 要对其进行调质处理 材料可为 35 号钢 就可以达到它的使用要求 由于传 动轴配合的表面较多 为了保证各表面间的精密配合 需严格保证中心轴线 的形位误差 所以要对重要表面或端面提出形位误差的要求 在加工时严格 保证 综上所述 该传动轴的各项技术要求制订的较合理 符合该零件在实 际中的功用 3 3 审查传动轴的工艺性审查传动轴的工艺性 分析零件图可知 传动轴两端面和各阶梯轴端面均要求切削加工 并在轴 向方向上均高于相邻表面 这样既减少了加工面积 又提高了接触刚度 为 加工表面尺寸偏差 mm 精度等级表面粗糙度 um 形位公差 mm 左端 18 轴头IT81 6圆柱度 0 005 同轴度 0 012 22 轴颈IT81 6同轴度 0 012 右端 18 轴头IT81 6圆柱度 0 005 同轴度 0 012 左端键槽IT9侧面 3 2 底面 6 3 侧面相对中心 平面对称度 0 01 右端键槽IT9侧面 3 2 底面 6 3 侧面相对中心 平面对称度 0 01 M3 螺纹孔 了加工阶梯轴 需在加工前切出退刀槽 以方便在加工外圆表面时退刀 避 免刮伤加工好的端面 在加工各重要外圆表面时 可以两端定位 通过粗车 半精车 粗磨 精磨来达到技术要求 加工起来比较方便 键槽加工也可以 在车床上用铣刀铣出来 螺纹也可以方便的车出来 总体上 主要工作表面 虽然加工精度和表面粗糙度要求相对较高 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 由此可见 该零件的工艺性较好 4 4 确定传动轴的生产类型确定传动轴的生产类型 该传动轴的重量约为 1 9 千克 查表可得 传动轴属轻型零件 生产类型为 单件小批量生产 表 1 不同机械产品的零件质量型别表 加工零件的质量 kg 机械产品类别 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 3 各种生产类型的规范 零件的年生产纲领 台 年或件 年 生产类型 轻型机械中型机械重型机械 单件生产 100 20 5 小批生产100 50020 2005 100 中批生产500 5000200 500100 300 大批生产5000 50000500 5000300 1000 大量生产 500000 5000 1000 二 二 确定毛坯 绘制毛坯简图确定毛坯 绘制毛坯简图 1 1 选择毛坯选择毛坯 由于该滑轨在工作过程中滑槽与 强度和冲击韧度 获得纤维组织 毛 坯选用锻件 由于生产类型为单件小批量生产 且轮廓尺寸较大 宜采用自 由锻的方法来制造毛坯 2 2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 1 公差等级 由传动轴的功用和技术要求 确定该零件的公差等级为普通级 2 锻件重量 已知机械加工后传动轴的重量为 1 9 千克 由此可初步估计机械加工前锻 件毛坯的重量为 3 千克 3 锻件材质系数 由于该传动轴材料为 45 号钢 是碳的质量分数小于 0 65 的碳素钢 帮该传动轴的材质系数属 M1 级 4 锻件分模线形状 穿过中心轴线的平面即为分模面 属平直分模线 根据上述分析 可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量 所得结果如 下表所示 项目 mm机械加工余量余量 mm锻件尺寸 两端面 544 12556 外圆面 18f97 2 取 7 25 外圆面 22h67 2 取 7 29 外圆面 25h67 2 取 7 32 三 三 确定传动轴工艺路线确定传动轴工艺路线 1 1 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分 通常先确定精基准 然后再确定粗基准 精基准的选择 根据传动轴零件图的设计图纸和精基准的选择原则要求定位基准与设计 基准相重合 这里选择矫直辊的两端面中心孔作为定位基准 可以很方便的 加工各轴肩端面和各外圆表面 而且能保证加工 18 外圆相对于中心轴线的 圆柱度误差和同轴度误差 只有在加工键槽时需改变定位基准 根据设计要 求选择 18 左端面作为定位基准加工键槽 总之 该传动轴零件结构简单 定位 装夹方便 有利于保证各项技术要求 2 粗基准的选择 一般先选择外圆表面作为粗基准 先加工出一个端面和端面的中心孔 然 后再以加工出的端面定位加工另一个端面和其中心孔 而不是用外圆表面定 位把两个端面同时加工出来 这样加工可以保证两端面中心线的同轴度 并 为后续的精加工做好准备 2 2 工序的集中与分散工序的集中与分散 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 3 3 加工顺序的安排加工顺序的安排 I 该轴要求热处理 为改善工件材料的切削性能 在粗加工后应进行调质热处理 II 辅助工序 在热处理之后 安排主轴校直 在半精加工之后 安排去毛刺 中检 在精加工后 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 首先加工传动轴两端面和钻中心孔 再 车外圆表面 2 遵循 先面后孔 的原则 先加工端面 再加工键槽 车螺纹 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 综上所述 该传动轴工序的安排顺序为 基准加工 各端面和主要表面粗 加工 热处理 主要表面半精加工 辅助工序 主要表面磨加工和次要 表面加工 主要表面精磨加工 4 4 零件的工艺路线的确定零件的工艺路线的确定 工序工序 1 1 锻造 工序工序 2 2 正火处理 工序工序 3 3 a 1 车端面见平 2 钻中心孔 用尾座顶尖顶住中心孔 3 粗车 18 至 19 3 S 0 040 0 089 4 粗车 22 至 23 5 S 0 062 0 1 b 1 调头 夹持工件另一端 车端面 保证总长为 544 2 粗车 18 至 19 3 S 0 075 0 063 3 粗车 22 至 23 5 S 0 062 0 12 c 1 一端夹持 一端顶紧 保证总长 2 粗车 25 至 25 3 半精车端面 保证总长 工序工序 5 5 1 调质处理 工序工序 6 6 修两端中心孔 工序工序 7 7 半精车 18 至 18 5 S 0 028 0 067 半精车 22 至 22 5 S 0 032 0 087 工序工序 8 8 调头 夹持工件另一端 车端面 保证总长 半精车 18 至 18 5 S 0 048 0 035 半精车 22 至 22 5 S 0 036 0 091 工序工序 9 9 倒角 划键槽加工线 工序 10 粗铣键槽 半精铣键槽 工序 11 钻 2 M3 的孔 钻 4 配作孔 工序 12 修研两端中心孔 工序 13 钳工去毛刺 工序 14 a 粗磨 18 至 18 1 S 0 020 0 063 粗磨 22 至 22 1 S 0 025 0 078 两处 精磨 18 至 18 S 0 016 0 059 精磨 22 至 22 S 0 020 0 072 两处 b 调头夹持 倒角 粗磨 18 至 18 1 S 0 040 0 029 精磨 18 至 18 S 0 034 0 023 工序 15 粗铣键槽 精铣键槽 工序 16 检验 工序 17 入库 以上工艺过程详见 机械加工工艺过程卡片 四 工序设计四 工序设计 1 1 机床的选择 机床的选择 粗 精车采用卧式车床 C6140 主要参数 最大加工直径 400mm 加工最大长度 1300mm 主轴转速范围 12 1200r min 刀架最大纵向行程 650mm 进给量 0 08 1 59mm r 主电动机功率 7kW 磨外圆时采用 M1412 型磨床 主要参数 磨削直径范围 100 320mm 最大磨削长度 1500mm 最大工件重量 150kg 中心高 180mm 顶尖中心距 1500mm 铣键槽时使用立式铣床 X5012 主要参数 主轴孔径 14mm 主轴端面至工作台的距离 0 250mm 主轴转速 130 2720r min 工作台进给量 移动速度 手动 2 2 工艺装备的选择 工艺装备的选择 夹具的选择 在单件小批生产中 应尽量选用通用夹具和组合夹具 车床使用三爪自 定心卡盘 铣床使用平口钳作为夹具 刀具的选择 立式铣床使用直柄立铣刀 直径为 3 5mm 长度 54mm 量具的选择 量具的选择主要根据生产类型和加工精度 在单件 小批生产中 应尽 量采用通用量具 量仪 故该零件加工时使用千分尺 内孔千分尺作为量具 3 3 机械加工余量及工艺尺寸 机械加工余量及工艺尺寸 车基准面 加工路线 粗车 半精车 磨削 加工余量 粗车外圆 7mm 半精车外圆 2mm 磨削外圆 1mm 工序尺寸 粗车后达 Ra12 5 半精车后达 Ra6 3 磨削后达 Ra1 6 铣键槽 内孔表面粗糙度为 Ra3 2 平面要求粗糙度为 6 3 要达到此精度要求 查 机械制造技术基础 表面加工方法的选择 知精度等级需达到 7 9 级才 行 需因此需要 粗铣 半精铣 粗铣半精铣 经济精度 IT 10 115 7 表面粗糙度 Ra m 6 33 2 加工余量 mm 2 01 5 4 4 工时定额的计算 工时定额的计算 基本时间 t基 t基 i fn lll 21 式中 i p a z n D v 1000 l 加工长度 mm 1 l 刀具的切入长度 mm 2 l 刀具的切出长度 mm 粗车半精车磨削 经济精度 IT12 1310 117 9 表面粗糙度 Ra m 12 56 31 6 加工余量 mm721 i 进给次数 Z 加工余量 mm p a 背吃刀量 mm f 进给量 mm r n 机床主轴转速 r min 切削速度 m min D 加工直径 mm 辅助时间 t辅助 5 15 t基 操作时间 t操作 t基 t辅助 布置时间 t布置 2 7 t操作 休息时间 t休 2 t操作 准备终结时间 t准终 5 15 t操作 单件时间 t单件 t基 t辅助 t布置 t休 例如 粗车 25 外圆的工时定额计算 n 400r min D 18mm f 1mm r i 1 l1 0 l 62mm l2 2mm 故 t基 0 143min t辅 0 013min t操 0 1358min t单件 0