二级减速器中间轴加工工艺设计毕业论文.doc

西南科技大学毕业设计 二级减速器中间轴加工工艺设计毕业论文二级减速器中间轴加工工艺设计毕业论文 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 2 1 零件结构组成 3 2 2 零件结构分析 3 2 2 1 结构形状 4 2 2 2 尺寸结构分析 4 2 2 3 技术要求 4 2 2 4 零件功用 4 2 3 零件材料选取所考虑的因素 4 第二章 第二章 毛坯的确定毛坯的确定 3 1 毛坯的选择 7 3 2 毛坯的设计 7 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 4 1 基准的选择 8 4 1 1 粗基准的选择 9 4 1 2 精基准的选择 9 4 2 工件的装夹 9 4 2 1 直接找正装夹 10 4 2 2 装夹方案的确定 10 第五章 第五章 拟定加工工艺路线拟定加工工艺路线 5 1 零件加工表面方法选择 11 5 2 加工阶段划分 11 5 3 重要工序说明 11 5 4 加工顺序安排 12 5 5 工艺路线 12 5 6 方案分析与比较 12 5 7 加工余量分析 13 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 6 1 机床的选择 17 6 2 夹具的选择 17 6 3 刀具的选择 17 6 4 量具的选择 17 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 18 第八章 第八章 加工工序卡加工工序卡 25 第九章 第九章 加工工艺卡加工工艺卡 26 第十章 加工工序加工工序 27 结束语结束语 30 西南科技大学毕业设计 致谢致谢 31 参考文献参考文献 32 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 1 1 我国使用情况 我国使用情况 国内的各种减速器多以中间轴传动为主 但普遍存在着 功率与重量比小 或者传动比大而机械效率过低的问题 另外 材料品质 和工艺水平上还有许多弱点 特别是大型的减速器问题更突出 使用寿命 不长 现有的各类减速器多存在着消耗材料和能源较多 对于大传动比的 减速器 该问题更为突出 由于减速装置在各部门中使用广泛 因此 人 们都十分重视研究这个基础部件 不论在减小体积 减轻重量 提高效率 改善工艺 延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面有所改进 的话 都将会促进资源 包括人力 材料和动力 的节省 2 2 我国需求状况 我国需求状况 中间轴是减速器的重要部分需求量很大 我国机械制造 工业正处于高速增长阶段 随着国际市场的进一步拓宽 而减速器机在出 口数量 品种 产品档次 创汇额上将会有重大突破 特别是平动轴齿轮 减速器由于体积小 重量轻 传动效率高 将会节省可观的原料和能源 3 3 发展前景 发展前景 2009 年一季度实现营业总收入 6812 万元 同比增长 32 2 营业利润 757 万元 同比增长 3 46 利润总额 756 万元 同比增 长 3 65 稀释每股收益 0 07 元 与去年同期持平 产品定位高端 业绩 稳定 公司为高端轴承行业龙头 主营产品包括轴承 电主轴 轴承专用 工艺装备和检测仪器等三大类 营业收入大幅增加主要是由于公司在民用 高端轴承领域销售势头良好 但是由于产品结构出现了变化 毛利率较低 的产品销售增加 因此毛利率同比下降了 7 3 个百分点 导致营业利润的 增幅远远小于营业收入的增幅 洛阳轴承研究所整体注入可期 2008 年 11 月 20 日 轴研科技 行情 股吧 与国机集团签署 发行股份购买资产协议 书 拟向其发行 1059 万股股份 购买其持有的轴研所 100 股权 该事项 西南科技大学毕业设计 已经通过了国资委和股东大会的审核 正在等待证监会批复 预计此次交 易完成后 轴研所的军品轴承研发业务和轴承检测服务业务及精密型重型 轴承产业化项目将注入轴研科技 构造从承揽到开发到交付验收的完整业 务链 并且轴研所的军工技术中心 国家级轴承行业质量检测中心 轴承 行业中心均进入轴研科技 将极大的提升公司技术实力 由此可以看出发 发展前景极为广阔 4 4 零件的工艺特点及基本工艺过程 零件的工艺特点及基本工艺过程 1 工艺特点 轴类件的工艺特点首先是它的形面特征多 在基于特征的零件信息描述中可 以把它分为主特征 圆柱表面等 辅助特征 键槽 轴尖 轴环等 另外 中间 轴齿轮加工所使用的机床多 材料及热处理要求高 材料种类也较多 其工艺特 征如尺寸精度 形位公差 表面质量也要求较高 在机械加工中 零件加工方法 多 根据生产规模 零件的形状和轮廓尺寸 制造资源等 针对一加工精度选择 不同加工方法 2 基本工艺过程 1 下料 锯床 2 粗车 车床 3 热处理 箱式炉 4 精车 车床 5 铣键槽 铣床 6 正火 高频淬火机床 7 磨 外圆磨床 8 成品检验 5 5 选题目的及意义 选题目的及意义 本文就中间轴的加工进行了设计 中间轴传动具有承载能 力大 传动效率高 允许速度高 结构紧凑 寿命长等优点 经过理论与实践地 学习培养理论联系实际的设计思想 训练综合运用机械设计和有关先修课程的理 论 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力 巩固 加深和扩展有关机械 设计方面的知识 通过制定设计方案 合理选择传动机构和零件类型 正确计算 零件工作能力 确定尺寸和选择材料 以及较全面地考虑制造工艺 使用和维护 等要求 达到了解和掌握机械零件工艺过程 进行设计基本技能的训练 如计算 绘图 熟悉和运用设计资料 手册 图册 标准和规范等 以及使用经验数据 进行经验估算和处理数据的能力 培养学生分析和解决生产技术问题的能力 使 学生初步掌握设计工艺规程和机床夹 具的基本方法 并巩固 深化已学得的理 论知识 进一步培养学生熟悉和运用有关图册 图表等技术资料的能力 训练 学生识图 制图 运算及编制技术文件的基本技能 西南科技大学毕业设计 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 西南科技大学毕业设计 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 2 2 42 2 4 零件的功用零件的功用 该轴是组成机器的重要零件 其功用用来支承旋转零件齿轮 带轮等 传递 运动与动力 2 32 3 零件材料所选取所考虑的因素零件材料所选取所考虑的因素 轴的材料种类很多 选用时主要根据对轴的强度 刚度 耐磨性等要求 以及为实现这些要求而采用的适当的热处理方式 同时考虑制造工艺问题加以选 用 力求经济合理 1 1 零件材料及机械性能 零件材料及机械性能 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 对于受力较大 轴的尺寸和重量受到限制 以及有某些特殊要求的轴 可采用合金钢 常用的有 西南科技大学毕业设计 40Cr 40MnB 40CrNi 等 经过综合考虑 45 这类材料的强度 塑性和韧性都比 较好 进行正火处理可提高机械性能 该零件的材料选用 45 钢 轴的常用材料及其主要机械性能轴的常用材料及其主要机械性能 毛坯直径毛坯直径硬度硬度抗拉强抗拉强 度极限度极限 b b 屈服屈服 强度强度 极限极限 s 弯曲弯曲 疲劳疲劳 极限极限 1 1 剪切剪切 疲劳疲劳 极限极限 1 许用弯曲应力许用弯曲应力 1 1 材料牌号材料牌号 热热 处处 理理 mm HBS MPa MPa MPa MPa MPa MPa 100 400 420225 Q235 A 热热 轧轧 或或 锻锻 后后 空空 冷冷 100 250 375 390215 17010540 正正 火火 10 170 217590295225140 回回 火火 100 300162 217570285245135 55 45 调调 质质 200 217 25564035527515560 100 735540355200 40Cr 调调 质质 100 300241 28668549035518570 100 270 300900735430260 40CrNi 调调 质质 100 300240 270785570370210 75 100 100 229 286735590365210 38SiMnMo 调调 质质 100 100 300300 217 269685540345195 70 60 60 293 321930785440280 60 60 100100 277 302835685410270 38CrMoAlA 调调 质质 100 160241 277785590375220 75 渗碳渗碳渗渗 碳碳 56 62HRC 淬淬 火火 20Cr 回回 火火 60 60 64039030516060 3Cr13调调 质质 100 100 241 83563539523075 190115 1Cr18Ni9Ti 淬淬 火火 100 100 192 192 530195 180110 45 西南科技大学毕业设计 100100 200200 490 QT600 3 190 270600370215185 QT800 2 245 335800480290250 2 2 生产纲领大小 生产纲领大小 对于零件而言 产品的产量除了制造机器所需要的数量之外 还要包括一 定的备品和废品 因此零件的生产纲领应按下式计算 N Qn 1 a 1 b 式中 N 零件的年产量 件 年 Q 产品的年产量 台 年 n 每台产品中该零件的数量 件 台 a 该零件的备品率 备品百分率 b 该零件的废品率 废品百分率 3 3 现有生产条件 现有生产条件 近年来我国科技飞速发展 在科技上取得了令人惊叹的成绩 当然也包括 减速器的中间轴 中间轴在材料与工艺上不断改进与研究 它的质量已经在世界 上举足轻重 大量销往欧美等地 销量逐年上涨 但是我们的生产条件比起发达 国家还有一定的差距 比如 生产条件 设备较发达国家设备陈旧落后 资金不 足 技术落后等等还一直制约着轴的发展 鉴于此种状况 生产条件还需要不断 的改进与发展 4 4 充分利用新工艺 新材料 充分利用新工艺 新材料 经过多年的研究与发展 出现了许多的新工艺与新材料 如 金属一塑料 复合 将粉末金属成型并经磨削加工的凸轮片和中空钢轴放入模具内 在中空轴 周围注射塑料 轴承和轴之间不再有金属直接接触 而是由塑料固定形成一体 这种轴的成本及重量均可减少 可降低发动机噪声 加工准备时间由原来的 几小时缩短至几分钟 轴的液体氮化工艺 如 低温液体氮化是在含有碳和氮的融化盐浴 中运行的一次性硬化处理 温度为 时间平均为 分 钟 缩短热处理的时间 西南科技大学毕业设计 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 0 12 0 5 73 3 0 32 0 5 72 3 0 32 0 72 西南科技大学毕业设计 图 五 西南科技大学毕业设计 第四章 基准的选择第四章 基准的选择和工件的装夹和工件的装夹 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 西南科技大学毕业设计 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 4 24 2 工件的装夹工件的装夹 4 2 1 直接找正装夹直接找正装夹 该中间轴一端用三抓卡盘夹住一端 然后钻中心孔 掉头用三抓卡盘装夹另一 端 钻另一端中心空 最后用顶尖装夹直接找正装夹 4 2 2 装夹方案的确定装夹方案的确定 装夹方案有好几种 根据不同零件 尺寸 精度等要求可以选择合适的装夹方 案 1 卡盘装夹 它能实现自动定心 装夹方便迅速 它的装夹力小 适于中 小型零件 2 顶尖装夹 对于较长的轴类零件 特别是多工序中 重复定位精度要求 较高的场合 适合两顶尖装夹 3 心轴装夹 对于内外圆同轴度和端面对轴线垂直度要求较高的套类零件 采用心轴装夹 4 中心架 跟刀架辅助支撑 加工特别细长的轴类零件时 为了增加零件 的刚度 防止零件在加工中弯曲变形 常采用该种辅助支撑 综上所述 根据该中间轴的形状尺寸可以得知装夹方案为顶尖装夹 西南科技大学毕业设计 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 图图 六六 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 西南科技大学毕业设计 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 西南科技大学毕业设计 图图 七七 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 西南科技大学毕业设计 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 方案二 方案二 工序一 下料毛坯 76x270mm 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 半精车 精车毛坯外圆至 64mm 长度为 109 粗车 半精 车 精车外圆至 55 1mm 长度为 35 1 mm 倒角 C1 工序五 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 工序六 粗车 半精车 精车外圆 72 粗车 半精车 精车外圆 64 至 64 1mm 长度为 140mm 倒角 C1 粗车 半精车 精车外圆至 55 1mm 长度为 40 1mm 倒角 C1 工序七 检验 工序八 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 工序九 淬火处理硬度达到 58 64HRC 工序十 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 工序十一 检验 5 65 6 方案的比较与分析方案的比较与分析 通过工艺路线二违反了先主后次的加工原则 中间轴表面加工难度大容 易报废 放在前阶段进行 可以减少工时浪费 而次要表面键槽 往往又和 主要表面有一定的相对位置要求 一般安排在主要加工表面之后 故应先精 加工回转体面 况且没有必要增加装夹次数 故加工工艺路线确定采用方案 一 5 75 7 加工余量的确定加工余量的确定 工艺路线拟定以后 应该定每道工序的加工余量 工序尺寸及其公差 工序尺寸是工件加工过程中 各个工序应保证的加工尺寸 工序尺寸允许的 变动范围就是工序尺寸公差 工序尺寸的确定与工序的加工余量有密切关系 零件图上的尺寸和公差就是最终工序的尺寸和公差 可以用 倒推 的 办法 将此尺寸加上此工序的余量 就是上一工序的工序尺寸 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 西南科技大学毕业设计 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 西南科技大学毕业设计 中间轴的加工尺寸中间轴的加工尺寸 西南科技大学毕业设计 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 6 16 1 机床的选择机床的选择 根据零件的外形与材料等条件选用 CA6140 卧式车床与立式铣床 外圆磨床 6 26 2 夹具的选择夹具的选择 由于该零件的圆度 同轴度 公差的要求 经过综合考虑 选择三抓卡盘与顶 尖装夹 6 36 3 刀具的分析刀具的分析 从材料方面来说他需要中碳钢调质 改善材料的综合切削能力 刀具上粗加 工使用硬质合金就好 半精加工和精加工使用钼系高速钢他的特点是坚硬耐磨 粗车 刀具前角 10 12 后角 3 5 主偏角 75 副偏角 2 4 刃 倾角 8 10 刀尖半径 2 倒棱宽 0 6 0 8S 切削用量 250 300 转 分 S 0 5 0 6 毫米 转 t 5 10mm 精车 刀具前角 20 30 后角 5 8 主偏角 90 副偏角 2 4 刃倾角 0 5 刀尖半径 0 1 0 3 倒棱宽 0 3 0 5S 切削用量 900 1000 转 分 S 0 008 0 15 毫米 转 t 0 4 0 7mm 6 46 4 量具的选择量具的选择 量具按结构特点分可分为 卡尺类 微动螺旋类 如千分尺等 机械类 如百分表 千分表 杠杆表等 光学机械类 如工具显微镜 光栅尺 投影 仪 干涉仪等 电动类 如电动轮廓仪等 机电光综合类 如三坐标测量仪等 合理选用测量基准 测量基准应尽量与设计基准 工艺基准重合 在任选基准 时 要选用精度高 能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准 如测量同 轴度 圆跳动 轴类零件以中心孔为基准 测量垂直度应以大面为基准 本设计 中的轴用的量具有游标卡尺 百分表 千分表等 西南科技大学毕业设计 第七章第七章 各工序切削用量的选择及工时的计算各工序切削用量的选择及工时的计算 以一端为基础 加工另一端以一端为基础 加工另一端 1 1 粗车粗车 A A 端端 1 加工条件 工件材料 热轧钢 45 机床 CA6140 型卧式车床 夹具 三爪自定心卡盘 刀具 YT5 硬质合金可转位车刀 2 确定背吃刀量 根据下料尺寸 粗车分一次走刀 粗车时 取 2 5mm p a p a 查 5 表 9 12 f 0 6 0 7mm r 取 f 0 6mm r 查 5 表 9 17 切削速 度的计算公式为 V Kv K 料 V Kkv K 前 v K 皮 v K 刀 v K 方 v c v yx p m v k faT c v v 因为 f 取刀具的主偏角 Kr 45 Kr 0 查 5 表 9 17 Cv 292 p a Xv 0 15 Yv 0 3 m 0 18 t 2700 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 b v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 v 1 0 K 方 v 1 9 查 5 表 1 1 588Mpa 取 670Mpa b b 所以 V 35 9m min c 9 10 10 105 1 0 1735 6706 015 0 3 12700 292 3 018 0 3 确定机床主轴转速 n 206 8 r min s d Vc 1000 西南科技大学毕业设计 半精车断面时分一次走刀 取 0 7mm p a V 71 8m c 9 10 10 105 1 0 1735 6706 015 0 7 02700 292 3 018 0 min n 413 6 r min s d Vc 1000 4 工时计算 粗车 28 2 206 8 4 05s 半精车 28 2 413 6 2s 2 2 粗车外圆至 粗车外圆至 67mm 67mm 58mm58mm 1 加工条件 工件材料 45 机床 CA6140 卧式车床 夹具 三爪自定心卡盘 刀具 YT5 硬质合金可转位车刀 2 确定背吃刀量 粗车双边余量为 2 8mm 显然为单边余量 p a p a 2 8 2 1 4mm p a 3 确定进给量 在粗车钢料刀杠尺寸为 B H 20mm 30mm ap 3 mm 查 5 表 9 12 工件直径为 60mm 时 f 0 6 0 7mm r 选择 f 0 6mm r 4 切削速度的计算公式为 V f 取刀具的主偏角 Kr 45 Kr 0 c v yx p m v k faT c v v p a 查 5 表 9 17 Cv 292 Xv 0 15 Yv 0 3 m 0 18 t 2700 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 v 1 0 K 方 v 1 9 b V 12 8m min c 9 10 10 105 1 0 1735 6706 015 0 4 12700 292 3 018 0 西南科技大学毕业设计 n 76 8 r min s d Vc 1000 5 工时的计算 需要转 65 0 6 108 3r T 108 3 76 8 1 4min 2 2 半精车外圆至 半精车外圆至 65mm 65mm 56mm56mm 1 加工条件 工件材料 45 机床 CA6140 卧式车床 夹具 三爪自定心卡盘 刀具 YT5 硬质合金可转位车刀 吃刀量 0 5 2 0 25mm p a 查 5 表 9 16 f 0 2 0 3mm r 取 f 0 2mm r 查 5 表 9 17 Cv 292 Xv 0 15 Yv 0 3 m 0 18 t 2700 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 v 1 0 K 方 v 1 9 b V 399 7m c 9 10 10 105 10 1735 6702 015 025 0 2700 292 3 018 0 min n 2415 r min s d Vc 1000 需要转 65 0 2 325r T 325 2415 8s 3 3 精车外圆至精车外圆至 64mm 64mm 55mm 55mm 以及图纸要求的标准尺寸 以及图纸要求的标准尺寸 1 加工条件 工件材料 45 机床 CA6140 卧式车床 夹具 三爪自定心卡盘 刀具 YT5 硬质合金可转位车刀 吃刀量 6 5 2 3 25mm 查表 f 0 4 0 5mm r 取 f 0 5mm r p a 查 5 表 9 17 Cv 227 Xv 0 15 Yv 0 35 m 0 2 t 3600 西南科技大学毕业设计 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 v 1 0 K 方 v 1 9 b V 15 2m mi c 9 10 10 105 1 0 1735 6705 015 0 25 3 3600 227 35 0 2 0 n n 104 9 r min s d Vc 1000 2 工时计算 49 0 5 98r T 98 104 9 56s 二 掉头加工 以加工的二 掉头加工 以加工的 A A 为基准 加工为基准 加工 B B 端端 1 1 粗车外圆粗车外圆 73mm 73mm 67mm 67mm 58mm 58mm 1 1 加工条件 工件材料 热轧钢 45 机床 CA6140 卧式车床 夹具 三爪自定心卡盘 刀具 YT5 硬质合金可转位车刀 2 吃刀量 1 2 0 5mm 查 5 表 9 12 f 0 4 0 5mm r 取 f 0 5mm r p a 查 5 表 9 17 Cv 227 Xv 0 15 Yv 0 35 m 0 2 t 3600 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 v 1 0 K 方 v 1 9 b V 24 7m min c 9 10 10 105 1 0 1735 6705 015 0 5 03600 227 35 0 2 0 n 174 8 r min s d Vc 1000 3 工时计算 17 0 5 34r 西南科技大学毕业设计 T 34 174 8 11 7s 2 2 半精车外圆半精车外圆 72 5mm 72 5mm 65mm 65mm 56mm 56mm 1 加工条件 工件材料 45 机床 CA6140 卧式车床 夹具 三爪自定心卡盘 刀具 YT5 硬质合金可转位车刀 吃刀量 0 8 2 0 4mm 查 5 表 9 16 f 0 2 0 3mm r 取 f 0 3mm r p a 查 5 表 9 17 Cv 227 Xv 0 15 Yv 0 35 m 0 2 t 3600 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 v 1 0 K 方 v 1 9 b V 147 2m m c 9 10 10 105 1 0 1735 6703 015 0 4 03600 227 35 0 2 0 in n 1060 7 r min s d Vc 1000 2 工时计算 17 0 3 51r T 51 1060 7 2 9s 3 3 精车外圆精车外圆 72mm 72mm 64mm 64mm 55mm 55mm 以及图纸要求的尺寸以及图纸要求的尺寸 1 加工条件 工件材料 45 机床 CA6140 卧式车床 夹具 三爪自定心卡盘 刀具 YT5 硬质合金可转位车刀 尺寸 20X30 吃刀量 0 2 2 0 1mm 查 5 表 9 16 f 0 2 0 3mm r 取 f 0 3mm r p a 查 5 表 9 17 Cv 227 Xv 0 15 Yv 0 35 m 0 2 t 3600 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 1 0 K 方 v 1 9 b 西南科技大学毕业设计 V 588 8m mi c 9 10 10 105 1 0 1735 6703 015 0 1 03600 227 35 0 2 0 n n 4261 7 r min s d Vc 1000 2 工时计算 17 0 3 51r T 51 4261 7 0 7s 三 工序十一 铣键槽工序十一 铣键槽 1 加工条件 工件材料 热轧钢 45 机床 X52K 型立式铣床 夹具 专用夹具 刀具 键槽铣刀 取 2 0mm 查 5 表 9 66 选择进给量 fz 0 03mm z p a 转速 n 200r min 所以 f fz z n 0 03 2 200 12mm min 2 工时计算 t 14 12 1 2min 工序十二 热处理工序十二 热处理 1 加工条件 工件材料 热轧钢 45 设备 箱式电阻炉 功率 60 千瓦 热处理工艺 调质 HRC23 28 装炉量 300KG 方法 空炉升温到 840 度 零件进炉 散装 升温 840 度正负 10 度 保温 1 5 小时 出炉 冷却方式 水冷至室温 料筐装入 36 千瓦井式回火炉 升温至 560 度正负 10 度 保温 2 小时 检查硬度 HRC23 28 出炉空冷 工序十三 轴左右两端工序十三 轴左右两端 55 55 外圆轴承位置磨削外圆轴承位置磨削 1 加工条件 西南科技大学毕业设计 工件材料 热轧钢 45 机床 外圆磨床 M1432A 刀具 砂轮 200 25 203 粒度 60L 冷却液 SC 5320 硬质合金磨削液 主轴转速 3600rpm Cv 227 Xv 0 15 Yv 0 35 m 0 2 t 3600 K 料 v 735 Kkv 1 0 K 前 v 1 05 K 皮 v 1 0 K 刀 v 1 0 K 方 v 1 9 b V 58 8m min c 9 10 10 105 1 0 1735 6703 015 0 13600 227 35 02 0 n 468 8 r min s d Vc 1000 2 工时计算 24 0 5 48r T 48 468 8 6 2s 第八章第八章 加工工序卡加工工序卡 西南科技大学毕业设计 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 mm YT5 硬质合金可转位车刀 5000 1561 10 半精车 精车外圆至 55 mm YT6 硬质合金可转位车刀 5000 1561 11 铣键槽铣刀 6000 1561 12 轴左右两端 55 外圆轴承位 置磨削砂轮 8000 31 编制李文强审核 张竟 荣批准张竟荣 西南科技大学毕业设计 第九章第九章 加工工艺卡加工工艺卡 西南科技大学毕业设计 控控 加加 工工 工工 艺艺 卡卡 片片 产品型 号 材料牌 号零件名称 零件图 号 西南科技大学 数控加 工工艺 卡片 45 二级减速器 中间轴 1 工艺设备 工序号工序内容设备夹具刀具量具 1 车端面并钻中心孔 CA6140 卧式车 床 三爪卡 盘 硬质合金车 刀 游标卡 尺 2 车外圆至 64mm CA6140 卧式车 床 顶尖装 置 硬质合金车 刀 游标卡 尺 3 车外圆至 55mm 车 CA6140 卧式床 顶尖装 置 硬质合金车 刀 游标卡 尺 4 车端面并钻中心孔 CA6140 卧式车 床 顶尖装 置 硬质合金车 刀 游标卡 尺 5 车外圆至 72mm CA6140 卧式车 床 顶尖装 置 硬质合金车 刀 游标卡 尺 6 车外圆至 64mm CA6140 卧式车 床 顶尖装 置 硬质合金车 刀 游标卡 尺 7 车外圆至 55mm CA6140 卧式车 床 顶尖装 置 硬质合金车 刀 游标卡 尺 8 铣键槽铣床