设计配换齿轮轴零件的机械加工

1、目录设计任务书.课程设计说明书正文.序言.一、 零件的分析.二、 工艺规程设计.(一) 确定毛坯的制造形式(二) 基面的选择(三) 制定工艺路线(四) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(五) 确定切削用量及基本工时三、 专用夹具设计.(一) 设计主旨(二) 夹具设计四、 课程设计心得体会参考文献.设计题目:设计配换齿轮轴零件的机械加工工艺规程及工艺装置（生产纲领：5000件）设计内容：1、产品零件图 1张 2、产品毛坯图 1张 3、机械加工工序卡片 1份 4、夹具设计装配图 1份 5、夹具设计零件图 12张 6、课程设计说明书 1份课程说明书正文 序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了

2、大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，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，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有不足之出，恳请老师多多指教。一、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是配换齿轮轴，起传动作用。有一为外圆上安装齿轮，此齿轮与其它轴啮合。（二）零件的工艺分析所加工的配换齿轮轴可分为两段加工，两边的要求有所不同

3、。现分述如下：1、的外圆表面需用铣床进行铣削，且右端为的粗牙螺纹2、左端有一为的螺纹孔，内孔粗糙度为。外圆上有一得键槽，且其表面的粗糙度要求较高，粗糙度值为，应对其进行磨削。二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。零件的毛坯为型材中的圆棒料，生产类型为各种类型，采用热轧而成型。（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。1、对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。本题也不例外。选取外圆表面作为粗基准，对轴两端的尺寸进行

4、加工。2、精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批生产的条件下，采用普通机床配用专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案一：工序1：下料工序2：热处理 正火工序3：车端面，车外圆尺寸至，钻中心孔，保证总长为。工序4：车的外圆工序5：车的外圆，车螺纹至尺寸工序6：掉头，车至尺寸工序7：与工序5相同工序8：钻两孔工序9：钻、扩、铰至尺寸工序10：精车两

5、端面，切槽倒角工序11：铣外圆表面工序12：磨外圆表面工序13：终检工艺路线方案二：工序1：下料工序2：热处理 正火工序3：车端面，车外圆尺寸至，钻中心孔，保证总长为。工序4：车的外圆至尺寸工序5：车的外圆工序6：掉头，车外圆工序7：与工序5相同工序8：掉头钻两孔工序9：钻、扩、铰至尺寸工序10：精车两端面，切槽倒角工序11：铣外圆表面工序12：磨外圆表面工序13：终检工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一中是先加工右端，再掉头加工左面，由于左面要加工孔、铣键槽，且选右端为工艺基准好些。方案二中加工复杂，容易造成基准不重合，故选方案一较好些。机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定配

6、换齿轮轴的零件材料为45钢，硬度为170-217HBS，生产类型为各种类型，采用热轧成型。 根据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、外圆表面（、及）对于的外圆，由于其表面的粗糙度要求不高，可以分两次进行加工：第一次加工，余量，第二次加工，余量对于的外圆，由于其表面的精度要求高，所以在加工它时，应该分三次进行加工：第一次加工，余量，第二次加工，余量，第三次加工，余量为对于的外圆，可以一次性加工完。其加工余量为2、的两孔及的螺纹孔钻孔：钻孔： 钻孔：粗铰： 精铰： 铣外表面将表面铣成18-0.30 由于要铣两面，其单边加工余量为3.5mm（四）确定

7、切削用量及基本工时工序1：车削端面、外圆1、加工条件工件材料：45钢正火加工要求：车外圆，车两端面机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为,Kr=900 r0=150 0=80 2、计算切削用量（1）确定端面的最大加工余量已知毛坯长度方向的加工余量为2mm，ap=2mm（2）确定进给量f，根据切削用量简明手册表1.4。当刀杆尺寸为16×25时，ap3mm以及工件直径为38mm时，f=0.40.5mmr按CA6140车床说明书取f=0.41mmr（3）计算切削速度：按切削手册表中可知，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min），（刀具材料为YT15不用切削液），

8、式中，见切削手册表1.28，即所以（4）确定机床主轴转速，按机床说明书，与相近的机床转速为及，现取所以实际的切削速度为（5）计算切削工时。按工艺手册，3、车外圆，同时应校验机床的功率及进给机构强度a：背吃刀量 单边余量，可一次切除b：进给量 根据切削手册表1.1，选用c：计算切削速度d：确定主轴转速，按机床选取，所以实际切削速度为e：检验机床功率，主切削力按切削手册可知，公式为,式中，所以,切削时消耗功率为由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为，当主轴转速为时，主轴传递的最大功率为4.9，所以机床功率足够，可以正常加工。f：校验机床进给系统强度，已知主切削力,径向切削力按切削

9、手册表可知，公式为,式中， 所以于是轴向切削力取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为,而机床纵向机构可承受最大纵向力为,故机床进给系统可正常工作。g：切削工时工序2：车外圆柱面1、粗车外圆柱面取，切削手册表1.6，刀尖圆弧半径，切削速度，式中，于是，按机床说明书取切削工时：精车外圆柱面取，切削手册表1.6，刀尖圆弧半径，切削速度，式中，于是，按机床说明书取切削工时：工序3：车外圆，车螺纹至尺寸一、车外圆取，切削速度，式中，于是，按机床说明书取，而此时，切削工时：二、车螺纹至尺寸1、切削速度的计算：参见切削用量手册刀具寿命，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时，

10、走刀次数，精车螺纹时走刀次数螺距，所以粗车螺纹时：，精车螺纹时：确定主轴转速粗车螺纹时：按机床说明书取，实际切削速度精车螺纹时：，按机床说明书取，实际切削速度切削工时，取切入长度，粗车螺纹工时，精车螺纹时，故车螺纹所用总工时工序4：车外圆柱面切削速度的计算，刀具寿命，粗车外圆，取，半精车外圆，取精车外圆，取切削速度，式中，粗车外圆时， ，半精车外圆时，精车外圆时， 确定主轴转速：粗车外圆时，按说明书取，实际切削速度半精车外圆时，按说明书取，实际切削速度精车外圆时，按说明书取，实际切削速度切削工时：粗车外圆时，半精车外圆时，精车外圆时，所以车外圆所用总工时为工序5：钻的两孔取，按机床选取，所以实

11、际切削速度切削工时，故切削总工时工序6：钻孔，已知，令，实际切削速度为，切削工时工序7：粗铰孔取，实际切削速度为，切削工时工序7：精铰孔取，实际切削速度为，切削工时工序8：铣表面粗铣表面，取，实际切削速度为，切削工时精铣表面，取，实际切削速度为，切削工时工序9：铣键槽取，切削工时最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他的加工数据，一并填入机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中，见附表。三、专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。设计采用工序9-铣键槽，本夹具将用于X51卧式铣床，刀具为标准键槽铣刀。（一）设计主旨铣这个键槽时，由于键槽

12、上有个的孔，所以在铣键槽时应该注意。（二）夹具设计1、夹具类型的选择由于该工件生产为大批量生产，且工件体积小，结构不复杂，从经济耐用的要求考虑，拟定选用V形块定位压板夹紧机构。2、夹紧力的计算根据理论力学的力平衡理论，夹紧摩擦力矩应与铣削力矩平衡，即（1）铣削力矩的计算查文献得，其中设：所以切削力矩（2）夹紧力的计算由表查得V形块定位夹紧力的计算公式得，取得，由于该夹具采用双压板夹紧机构，故每支压板只承受总夹紧力的一半，所以每根夹紧螺栓所承受的夹紧力由力矩平衡原理得，左端螺栓所承受的力,由文献查得，螺栓直径为12mm时，螺母夹紧力为，远远大于所需夹紧力，故选用螺栓作为夹紧螺栓，安全可靠。3、定

13、位误差分析工序基准与定位基准重合，,根据V形槽定位的计算公式,得到沿Z方向的基准位移误差为，夹具满足设计要求。铣床夹具的装配图及夹具体零件图见附表四、课程设计心得体会紧张而又辛苦的两周课程设计终于结束了，当我快把设计作完时，顿时感觉豁然开朗。 虽然这两周的课程设计很忙碌、很疲劳，但是收获很大，我们几乎每天的专注和辛劳，唤回了我对机械制造的重新认识，对配换齿轮轴的有了深刻认识。通过查阅资料，我了解到配换齿轮轴应用较广，轴上有螺纹孔，有键槽等，可以安装齿轮。在对其进行设计时，不能单独考虑某个部位，要综合考虑，进行整体构思。在已度过的大学时间里我们接触的是专业基础课，在课堂上学到的远远不够。在本次设计中，我感触最深的是查阅手册，为了让自己的设计更加完善，更符合工程标准，一次次的翻阅手册是很有必要的，同时也是必不可少的。我们是在搞设计，不是搞艺术，一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远都只能是构想，无法升级为设计。因此，严谨是必需的。这次设计暴露了很多的缺点和不足，发现自己以前存在很多的不足，以前只是随便的凑下尺寸，尺寸精度完全被忽视了。我认识到，干任何事情都要耐心、细