齿轮轴的制造工艺规程设计(2013)..doc

精品文档 机械制造工艺学课程设计设计题目：齿轮轴的制造工艺规程设计班 级： 10机械本B班学 号： 2010210279姓 名： 云大宝 指导教师： 支新涛日 期：2013.06.16 I欢迎下载。 机制工艺课程设计任务书 、课程设计名称：机制工艺课程设计 、课题名称：齿轮轴的制造工艺规程设计 、课程设计使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1. 生产要求：产品的生产纲领为379台/年，每台产品齿轮轴数量2件；齿轮轴的备品百分率为4%，废品百分率为0.4%2. 生产条件和资源：毛坯为外协件，生产条件可根据需要确定；设备可以根据需要选择且各设备均达到机床规定的工作精度要求。3. 零件图见下页4. 零件的分析及毛坯的确定。 5拟定机械加工工艺过程。 6合理选择各工序的定位基准。 7确定加工工序的余量和切削用量。 8确定工序尺寸，正确拟定工序技术要求。 9编制加工工艺规程。 10撰写设计说明书。零件图 目 录1齿轮轴的分析.1 1.1齿轮轴的作用.1 1.2齿轮轴的工艺分析.12零件的生产类型.1 2.1生产纲领.1 2.2生产类型及工艺特征.13工艺规程的设计.2 3.1毛坯的确定.2 3.2选择定位基.2 3.3制定工艺路线.3 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.4 3.5确定切削用量和基本工时.54设计总计.7附录：轴的机械加工工艺卡.8参考文献.17VV欢迎下载。课程设计说明书1、齿轮轴分析1.1齿轮轴的作用齿轮轴是传动系配件，作用是指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。1.2零件工艺分析1）工序安排热处理调质处理后，再进行精车、磨削加工，以保证加工质量稳定。2）精车、粗磨、精磨工序均以两中心孔定位装夹工件，其定位基准统一，可以更好保证零件的加工质量。3）以工件两中心孔为定位基准，在偏摆仪上检查，60mm、141.78mm、60mm三处轴径外圆对公共轴心线AB的圆跳动0.025mm。4）工序14对组合夹具应要求备有键槽对称度检查基准，可供加工对刀及加工后检查使用。2、零件的生产类型2.1生产纲领根据任务书已知：产品的生产纲领为379台/年，每台产品齿轮轴数量2件齿轮轴的备品百分率为，废品百分率为0.4。齿轮轴生产纲领计算如下：N=Qn(1+a)(1+b) =379x2(1+4)(1+0.4) =791.47792（件/年)2.2生产类型及工艺特征查表确定齿轮轴属于大批量生产零件，工艺特征见表（如下）： 生产纲领生产类型工艺特征379台/年大量生产（1）毛坯采用铸造，精度适中，加工余量相对较大（2）加工设备采用车床、铣床、钻床、锯床（3）加工设备采用组合夹具（4）工艺需编制详细的加工工艺过程卡片和工序卡片（5）生产效率低，对人工的技术要求高 各种生产类型的工艺过程特点3、工艺规程的设计3.1毛坯的确定1）零件材料为45钢。零件的最大和最小的尺寸相差比较大。由于零件为大量生产，而且零件的轮廓也较简单，故采用棒料。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。由于零件结构简单，尺寸较小，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高且要进行大量生产，其加工余量小，表面质量好，机械强度高，生存率高。工件材料选用45#钢，毛坯的尺寸精度要求为IT1112级。2）绘制产品毛坯图： 毛坯图3.2选择定位基准1）精基准的选择由零件的工艺分析可以知道，此零件的设计基准是60mm、141.78mm、60mm三处轴径外圆对公共轴心线，根据基准重合选择，应选择设计基准为精基准，即以60mm、141.78mm、60mm三处轴径外圆对公共轴心线为精基准，由于多数工序的定位基准都是中心孔，符合基准统一原则，且能保证工件定位准确，装夹方便，夹具结构简单。所以精基准选择中心孔。 2）粗基准的选择选择左端65mm的未加工外圆柱面作为粗基准。3.3制定工艺路线1）根据各表面加工要求和各加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：工序2 尺寸60mm： 粗车 尺寸141.78mm: 粗车半精车精车工序3 尺寸60mm: 粗车工序4 尺寸80mm： 粗车精车磨削工序5 尺寸75mm： 粗车半精车精车工序6 尺寸宽为18mm深为7mm长为70的键槽：粗铣工序7 大径为57的斜齿轮：滚齿剃齿或粗滚齿精滚齿根据先粗后精，基准先行，以及先主后次的原则，加工顺序：两端面和中心孔的加工，粗车各外圆表面，精车外圆60mm，60mm表面，铣键槽，斜齿轮的加工，磨削两141.78mm外圆面。2）表面加工方法的确定本零件的毛坯为棒料，待加工面有端面，键槽等。材料为45钢.公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下： （1） 端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，经车削即可获得。 （2）键槽 本零件主要加工键槽，铣键槽 （3）外圆 主动齿轮上有较多的外圆，根据不同的公差等级及粗糙度要求，选择粗车，半精车，精车等加工方法，保证不同的技术要求。 3）确定工艺路线 工序I 下棒料150mm x320mm 工序II 夹紧毛坯一端外圆，粗车外圆尺寸至60mm，并控制长度为 35mm;保证端面平整，继续车外圆尺寸至141.78mm，粗糙度为Ra1.6m。 工序III 倒头夹已加工外圆60mm，车另一端各部，保证总长度308mm外圆为50mm。 工序IV 以60mm外圆定位夹紧车内圆141.78mm尺寸至，控制长度为13mm。 工序 V 以外圆定位夹紧（垫上铜皮，防止磨损），车141.78mm，外圆处长度为，使其外圆为。并车141.78mm外圆处长度尺寸为8mm，保证定位锁轴总长为308mm，另一端外至80mm。 工序VI 车刀槽70mm距内圆80mm的距离5mm，热处理2832HRC。 工序VII 车螺纹 左旋。 工序VIII 以60mm外圆定位夹紧（垫上铜皮，防止磨损）将内圆65mm车斜角距外圆60mm距离14mm。 工序IX 按图样要求检验各部分尺寸，精修尺寸，光整度等3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1）毛坯外圆表面直径的确定 外圆141.78mm、只要粗精加工就可以达到要求，而外圆65和60mm锻一样的直径，查参考文献可知直径加工余量为2mm，考虑实际加工时，因锻造表面较硬而加工余量少可能难加工，所以取毛坯直径为70mm。60mm、141.78mm、60mm要经过粗加工和精加工，参考文献可知直径加工余量为2mm+1.5mm=3.5mm,考虑实际加工时，因锻造表面较硬而加工余量少可能难加工，所以取毛坯直径为65mm。长度方向的余量查参考文献，其余量值规定2.0-2.5mm，取2.0mm。2）、加工余量 尺寸项目60mm141.78mm60mm 75mm80mm 粗车余量（直径）9.2 59.25 7半精车余量 （直径）0.5 0.50.5 0.6精车余量（直径）0.3 0.30.4 0.4磨削余量（直径）0.02 0.010.02总余量（直径）10 5.8110.125 83.5确定切削用量和基本工时 工序1：粗车外圆141.78mm：1） 背吃刀量：单边余量Z=4.6mm,可三次切除。背吃刀量为1.8mm。2） 进给量：根据参考文献取。3） 切削速度:根据参考文献取。4） 确定主轴转速： 按机床选取。所以实际切削速度为 5） 验证机床功率：主切削力按机械工艺手册所示公式计算 式中， , 所以 切削时消耗功率为 由CA6140机床说明书可知，CA6140的主电机功率为7.8kw，当主轴转速为560r/min时，主轴传递最大功率为5.5kw，所以机床功率足够，可以正常加工。6）切削工时： 所以 工序2：滚齿1） 背吃刀量：根据参考文献可知，。2） 进给量：根据参考文献取。3） 切削速度：根据参考文献取。根据修正公式： 式中查参考文献可得： 所以4） 确定主轴转速： 按机床选取5） 切削工时： 式中， 4、设计总结在这次课程设计过程中，使我真正感受到了知识的重要性。这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。在课程设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。在课程设计中还用到了CAD制图和一些计算机软件，因为学的时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本,但不久就能熟练的画了。CAD制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。因此，这次课程设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。在这次课程设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零件，需要花好长时间。亲自上阵后我才知道，做每件是都不是简简单单就能完成的，是要付出大量代价的。因此，我们也要用心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作品。在这次课程设计中，对我来说有所收获也存在着不足之处。收获：（1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次课程设计中，巩固了以前所学的知识。（2）学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册。（3）学会了，分析问题，解决问题的能力。不足之处：（1）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进。（2）有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进。88欢迎下载。精品文档附录：轴的机械加工工艺卡滁 州 学 院 零 件 号材 料 45钢编制（日期）机 械 加 工 工 艺 过 程 综 合 卡 零件名称齿 轮 轴毛坯重量 12kg指导 生产类型大批生产毛坯种类 棒 料审核工 序工 步工 序 说 明工 序 简 图机 床辅 助 工 具夹 具 或刀 具量 具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm）主轴转速（r/min）切削速度（m/min） 基本时间（min）I 1 1棒料150mm320mm 带 锯 专用夹具 普通带锯 游标卡尺88欢迎下载。2 2 1 2 夹紧毛坯一端外圆，车端面，将尺寸150mm车至图样尺寸141.78mm，控制长度308mm粗车外圆尺寸至60mm，并控制长度为35mm，保证端面平整，粗糙度为Ra12.5mC6140三 爪卡盘普通车刀游标卡尺 2 8 308 35 308308 4.11 40.89 0.50.5 0.41 0.160.160.16 450 87.6 3 3.1433 3 1倒头夹已加工外圆60mm，车另一端各部，保证总长为308mm外圆为50mm，C6140三爪卡盘普通车刀游标卡尺1500.250.250.250.160.160.16.72080.594.014 4 1以60mm外圆定位夹紧车内圆141.78mm尺寸至，控制长度为13mm，车内圆75mm。C6140三爪卡盘普通车刀游标卡尺1 130.30.30.30.30.160.160.1685080.070.245 5 1 2以外圆定位夹紧（垫上铜皮，防止磨损），车141.78mm外圆处长度尺寸为，保证定位锁轴总长为308mm。车另一端外圆至。车141.78mm外圆处长度尺寸为8mm ，保证定位锁轴总长为308mm。另一端外圆至80mm。C6140三爪卡盘普通车刀游标卡尺 2 1 78 8 0.25 0.30.5 0.16 0.160.2556081.5 4.56 0.26 1车刀槽70mm距内圆80mm的距离5mm，热处理2832HRCX5032专用夹具铣 刀游标卡尺17070.1656081.50.347 7 1以60mm外圆定位夹紧（垫上铜皮，防止磨损）将内圆141.78mm滚齿至133.78mmC6140三爪卡盘游标卡尺112440.1656081.50.5188 1以60mm外圆定位夹紧（垫上铜皮，防止磨损）将内圆65mm车斜角距外圆60mm距离14mmC6140三爪卡盘普通车刀游标卡尺1 14 0.250.1656081.50.369 9 1修研两端并以装夹工作，磨削轴径至图样尺寸，并磨削两端面，保证垂直度M1420专用夹具砂轮WA46KV6P游标卡尺130800.032827.50.412110 1按图样要求检验各部分尺寸，光整度等游标卡尺111 1 涂油入库游标卡尺1616欢迎下载。5、参考文献1王先逵. 机械加工工艺手册齿轮、蜗杆蜗轮、花键加工 M. 北京： 机 械出版社， 2008.62 王先逵. 机械加工工艺手册车削, 镗削加工M. 北京：机械出版社, 2008. 3陈宏均. 机械加工工艺装备设计员手册 M. 北京