减速箱传动轴零件机械加工工艺规程设计讲解

1、学院 减速箱传动轴零件机械加工工艺规程设计 设计（测绘）题目 说明书 减速器传动轴零件机械加工工艺 规程设计与实施（单件小批生产） 学 生 姓 名： 班 级 学 号： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 说明书编写要求： 课设（测绘）说明书为手写稿或打印稿，分量一般不少于 7000字, 其具体书写格式及内 容如下: 1、标题 2、目录 3、课设（测绘）摘要 摘录本次课设（测绘）的要点及重点内容，要求在 100 字左右。 4、前言 5、正文 要求正文右侧留出 3 厘米的空间书写主要计算结果和所选择设备的型号。说明书必须做 到叙述明确、文理通顺、字迹标点清楚和数字准确。说明书中必须附有必要的简图和

2、表格。 计算要准确、并附有单位、计算结果应予以标出。计算所用的重要公式及数据应注明来源。 6、结论及体会 7、参考文献 开列参考文献的目的在于说明书依据，公式、数据与资料的来源，便于查考、审核。正 确书写的方式为： 书籍：作者、书名、版次、出版者、出版年代。 文献：作者、篇名、刊物名称、卷数或期数、页数、出版年代。 前言 机械加工工艺与装备课程设计是在我学完了大学的基础课， 专业技术基础课以及 大部分专业课之后进行的。 这是对我所学的总复习， 也是一次理论联系实际的训 练。 我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练， 从而为以后工作打下一个良好的基础。 目录 前言 摘要

3、 1 1、计算生产纲领，确定生产类型 2 2、审查零件图样的工艺性 2 3、选择毛坯 2 4、工艺过程设计 3 4.1 定位基准的选择 3 4.2 零件表面加工方法的选择 3 4.3 制订工艺路线 4 5、确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计呸图 4 5.1 确定机械加工余量 5 5.2 确定毛坯尺寸 5 6、工序设计 5 6.1 选择加工设备工艺装备 5 6.1.1 选择机床 5 6.1.2 选择刀具 5 6.1.3 选择刀具 5 6.1.4 选择量具 6 6.2 确定工序尺寸 6 6.2.1 确定圆柱面的工序尺寸 6 6.2.2 确定轴向工序尺寸 6 6.2.3 确定铣槽的工序尺寸 7 7、确

4、定切削用量及基本时间（机动时间） 7 7.1 切削用量 7 7.2 粗车 7 7.3 半精车 8 8、设计小结 12 参考文献 13 摘要 传动轴零件的主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。 传动轴齿轮具备传动效率高、 结构紧凑和使用寿命长等一系列优点， 是通用机械 特别是工程机械传动中的重要零件之一。 传动轴加工材料、 热处理方式、 机械加 工工艺过程的优化， 将对提高传动轴的加工质量及寿命有着重要借鉴意义。 本设 计首先分析了传动轴零件的作用和加工工艺性， 然后进行工艺规程设计。 传动轴 零件的机械综合性能要求较高， 一般选择锻件作为毛坯。 合理安排工艺路线， 划 分加工阶

5、段对保证零件加工质量至关重要。 设计上有许多不足之处，恳请老师给予指导。 第1页 设计减速器传动轴零件机械加工 工艺规程设计与实施 ( 单位小批生产) 1、计算生产纲领、确定生产类型 设计题目给定的零件是减速器传动轴零件，该传动轴年产量为90 个，设其 备品率 为 3%，机械加工废品率 为 1%，则该零件的年生产纲领为： N Qn(1 ) 90 1(1 3% 1%) 93(件/ 年) 减速器传动轴零件的年产量为 93 件，从而查表 1.1-2 可知该产品为单件小批生 产。 2、审查零件图样的工艺性 传动轴零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。各表面粗糙度 为 Ra3.2, 精度要

6、求不高，易于加工，也达到使用要求。本零件各表面的加工并 不困难，4 段外圆面，用车床加工轴面。采用 2次装夹加工，保证各轴的精度要 求。各轴段之间有 C1.5 的倒角，按车削步骤依次加工即可。在齿轮连接轴上和 飞轮连接轴上，分别有两个 8 720mm和 5 5 12mm的平键，需要用铣床铣削。 3、选择毛坯 齿轮传动轴是最常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料为 45 钢， 轮廓尺寸不大形状亦不复杂， 又属单件小批量生产， 故毛坯可采用棒料自由锻造。 零件形状并不复杂， 因此毛坯形状可以零件的的形状尽量接近。 即外形做成台阶 形，轴上键槽用铣床铣出。 第2页 4、工艺过程设计 4.1

7、定位基准的选择 本零件是实心轴类零件， 端面是设计基准， 为避免由于基准不重合而产生的误差， 应选 ?14mm端面为定位基准， 即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选 ?14mm 端面作为精基准。 由于本传动轴全部表面都需加工， 而 ?14mm端面为精基准应先进行加工， 因此应 选 ?14mm外圆及一端面为粗基准。 4.2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、键槽、端面、倒角，材料为 45 钢。参考机械制造工艺 设计简明手册有关资料，其加工方法选择如下： （1）?14 0.009外圆面：公差等级 IT7 ，表面粗糙度为 Ra3.2 m ，需粗车、半精 车。 （2）?20 0.011

8、外圆面：公差等级 IT7 ，表面粗糙度为 Ra3.2 m ，需粗车、半精 车。 （3）?28 0.011外圆面：公差等级 IT7 ，表面粗糙度为 Ra3.2 m ，需粗车、半精 车。 （4）?20 0.011外圆面：公差等级 IT7 ，表面粗糙度为 Ra3.2 m ，需粗车、半精 车。 （5）端面：本零件的端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra6.3 m 要求。端 面粗车和半精车即可。 （6）槽：槽宽和槽深的公差等级为 IT9 ，表面粗糙度分别为 Ra6.3 m，需采用平 低铣刀，粗铣、半精铣。 第3页 4.3 制订工艺路线 传动轴的加工工艺路线一般是先进行端面的加工， 再进行外圆面的加工。

9、按照先 加工基准面及先粗后精的原则，传动轴加工可按下述工艺进行： 工序 : 车 ?14mm端面，以 ?14mm端面定位，粗车外圆 ?14mm及台阶面，粗车外 圆 ?20mm和 ?28mm。 工序：以 ?14mm端面定位，半精车外圆 ?14mm及台阶面，半精车外圆 ?20mm 和 ?28mm，各台阶处倒角。 工序：固定长度切断，调头装夹，车 ?20mm端面，以 ?14mm端面定位，保证轴 总长尺寸。 工序：粗车 ?20mm外圆及台阶面。 工序：半精车 ?20mm外圆及台阶面、倒角。 工序：以 ?28mm和 ?14mm右端面定位，粗铣 87 20mm键槽和 55 12mm 键槽。 工序：以 ?28

10、mm和 ?14mm右端面定位，半精铣 8 720mm键槽和 5 512mm 键槽。 工序：钳工去毛刺。 工序：终检。 5、确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图 5.1 确定毛坯余量 （机械加工总余量） 、毛坯尺寸及其公差， 设计、 绘制毛坯图： 钢质自由锻件的机械加工余量按 JB3834-85和 JB3835-85 确定。确定时，根据零 件重量来初步估算零件毛坯锻件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数， 第4页由工艺手册表 2.2-25 查得除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量） 表 2.2-25 中的余量值为单边余量。 本零件材料为 45 钢，硬度 207241HBS，毛坯重量估算

11、约为 0.5KG，生产类型为 单件小批量生产，采用自由锻造毛坯，锻件材质系数为M1（表 2.2-11 ）。 机械加工余量：加工表面形状比较简单，取锻件形状复杂系数为S1；由锻 件重量为 0.5kg ，加工精度为 F1、形状复杂系数为 S1，查工艺手册表 2.2-25 得直径余量 1.5 2mm。各外圆表面加工余量确定为 1.5mm。 5.2 确定毛坯尺寸 外圆表面（ ?14mm?20mm及 ?28mm）毛坯余量：加工表面形状比较简单，取锻 件形状复杂系数为 S1；由锻件重量为 0.5kg ，加工精度为 F1、形状复杂系数为 S1， 且表面粗糙度都为 Ra3.2 m ，需精加工，因而，直接取各毛

12、坯直径为 16 0.8 0.3 22 00.83 、 30 00.83棒料，已能满足粗车加工要求。 6 工序设计 6.1 选择加工设备与工艺装备 6.1.1 选择机床 （1）工序是粗车和半精车，各工序的工步不多，故选用卧式车床就能满 足要求，本零件外廓尺寸不大，精度要求一般，选用最常用的 C620-1 型卧式车 床即可。 （2）工序 是用平低铣刀粗铣及半精铣槽， 应选卧式铣床。 考虑本零件属单 件小批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的 X62 型能满足加工要求。 6.1.2 选择夹具 本零件除粗铣及半精铣槽需要专用夹具外，前七道车床工序用三爪卡盘。 6.1.3 选择刀具 （1）在车床上

13、加工的工序，一般都选用硬质合金车刀镗刀。加工钢质零件采用 第5页 YT类硬质合金，粗加工采用 YT5，精加工用 YT30。 （2）在铣床加工的工序，选用平低铣刀。 6.1.4 选择量具 本零件属单件生产， 一般均采用通用量具。 键槽精度等级 IT9 为各外圆面的精度 等级为 IT7=0.21mm,根据要求取分度值 0.02mm的游标卡尺即可满足要求。 6.2 确定工序尺寸 确定工序尺寸一般的方法是， 由加工表面的最后工序往前推算， 最后工序尺寸按 零件图样的要求标注。 当无基准转换时， 同一表面多次加工的工序尺寸只与工序 （或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。

14、6.2.1 确定圆柱面的工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。 前面根据有关资料已查出本零 件各圆柱面的总加工余量 （毛坯余量 ）, 应将总加工余量分为各工序加工余量， 然 后由往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。 本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如表所示： 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 ?28 外圆 1.5 1 0.8 30 00.83 28 0.011 Ra6.3 m Ra3.2 m ?20 外圆 1.5 1 23 00.83 20 0.011 Ra6.3 m

15、 Ra3.2 m ?14 外圆 1.5 1 17 00.83 14 0.009 Ra6.3 m Ra3.2 m 6.2.2 确定轴向工序尺寸 本零件各工序的轴向尺寸如图所示： 第6页 6.2.3 确定铣槽的工序尺寸 半精铣可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽 800.36 mm; 槽深 7mm和槽宽 500.36 mm; 槽深 5mm。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为 2mm槽; 深 余量 2mm。则粗铣的工序尺寸：槽宽为 6mm;3mm槽, 深 5mm;3m。m 7、确定切削用量及基本时间（机动时间） 7.1 切削用量 本工序为粗车端面、 外圆。已知加工材料为 45钢， b

16、670MPa ，锻件，有外皮 ; 机床为 C620-1 型卧式车床，工件装卡在三爪自定卡盘中。 确定粗车外圆 14 0.009mm的切削用量， 所选刀具为 Y15硬质合金可转位车刀。 根 据切削用量简明手册第一部分表 1.1 。 加工条件： 工件材料： 45 号钢，调质处理， b=630-700Mpa. 加工要求：粗车 夹工件长度为 74mm，再车端面， 毛坯 30mm粗车外圆 至28.00mm,Ra3.2. 数控车床：工件装夹在 车床专用夹具上。 7.2 粗车 （1）选择刀具： 选择 45弯头外圆车刀（可转位车刀），参看工艺手册表 3.1-1 或 3.1-2 ） 由于 C620-1 卧式车床

17、中心高 200mm，参看切削用量简明手册表 1.1 ，选 取刀杆尺寸为 25mm25m（m宽高），刀片厚度 4.5mm，粗车棒毛坯（45 钢）， 第7页 选择 YT5 硬质合金刀具材料，选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱 型，前角 r 。=25，后角 a。 =8 . 2）确定切削深度 ap 由于单边余量仅为 1.5mm，若考虑模锻斜度及公差， 其最 大单边余量为 2mm可, 在一次走刀内切完，故 17 14 ap mm 1.5mm 2 切削时 F f的修正系数为 kvoF 1.0,k sF 1.0, k krF 1.0（见表 1.29-2 ）故实际进给力 为 F f 825 1.0N 8

18、25N 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选 f=0.4mm/r 的进给量可用 （ 3）选择车刀磨钝标准及寿命 根据表 1.9 ，车刀后刀面最大磨损量取为 1mm， 车刀寿命 T=60mim。 （4）确定切削速度 vc 切削速度 vc 可根据公式计算，也可直接由表中查出。 根据表 1.10 当用 YT15 硬质合金车刀加工 ab 570 670MPa,ap 3, f 0.41mm / r ,kr 45 ,vc 123m / mim 切削速度的修正系数为 ktv 0.65,kkrv 0.92,kks 0.8,kTv 1.0,kkv 1.0（均见表 1.28 ），故 vc vtk

19、v 123 0.65 0.92 0.8m/ min 58.8m / min 28 1000vc 1000 58.8 n r /min 660r /min 第8页 根据车床说明书，选择 610r/min 这时实际切削速度 vc 为 Dnc 1000 77.3 tm 610 0.4 min 0.3 min 28 610 m/min 58m / min 1000 5）校验机床功率 车削时的功率可由切削手册表 1.24（或 1.25 ）查出，也可按公式计算 出。现采用查表法 由切削手册表1.24 ，当b=650mpa,HBS580 970,ap2.4,vc50m/min,f=0.25 0.30mm/r

20、 根据车床说明书，选择 0.30mm/r 3. 选择车刀磨钝标准及寿命 根据 1.9 车刀后刀面最大磨损量为 0.4mm ，刀具寿命 T=60min 4. 决定切削速度根据表 1.10, 当 b=650mpa，ap1.4,mm,f0.38mm/r 时， vt=156m/min 切削速度的修正系数均为 1，故 vc=156m/min. 根据 C620-1 车床说明书，选择 nc=156m/min. D 1000 156 30 1659r / min 根据 C620-1 车床说明书，选择 nc 1200r / min 这时实际切削速度为 Dnc vc 1000 30 1200 1000 130m

21、/ min 第 10 页 5. 校验机床功率 根据表 1.24, 当b=630-700map,ap 2mm,f0.3mm/r,vt=198m/min,Pc=1.2kw 根据 C620-1车床说明书，当 nc 610r / min时，车床轴允许功率 PE 5.9kW 因 Pc 实 PE，故所选择的切削用量可在车床进行。即 ap=1,f=0.3,n=1200r/min,vc=130m/min (3) 计算基本工时 tm L nf 式中 L=l+y+ ,l=74mm，根据表 1.26 ，车削时的切量及超切量 y+=2mm， 则 L=74+2mm=76.4m，m故 76.4 min 0.2 min m

22、 1200 0.3 半精加工第二步(同上) 洗键槽，夹28外圆，先铣深度 3mm，再铣 1mm用, 键槽刀，铣床选择 V600. 第 11 页 8、设计小结 机械制造工艺设计 是学生第一次较全面的设计能力训练。 其基本目的是： 1、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 机械制造方面的知识； 2、通过制定设计方案合理选择传动机构零件类型， 正确计算零件工作能力、 确定尺寸和选择材料， 以及较全面的考虑制造工艺、 使用和维护等要求， 进行结 构设计，达到了解和掌握机械制造设计过程和方法； 3、进行设计基本技能的训练。例如计算、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。 在本课程设计鼓励采用计算机绘图。 这次课程设计， 由于理论知识的不足， 再加上平时没有什么设计经验， 一开 始的时候有些手忙脚乱， 不知从何入手。 在老师的谆谆教导， 和同学们的热情帮 助下，使我们找到了信心。 现在想想其实课程设计当