南昌航空大学减速器低速轴加工工艺说明书解读

1、第一章零件工艺分析及生产类型确定11.1 零件的用途 11.2 零件的工艺性 11.2.1 分析、审查产品的零件图和装配图 21.2.2 零件的结构工艺性分析 21.3 确定零件的生产类型 2第二章确定毛坯、工序尺寸 32.1 选择毛坯 32.2 确定毛坯的机械加工余量和尺寸公差 32.2.1 毛坯的机械加工余量 32.2.2 毛坯的尺寸公差 42.2.3 加工余量、工序尺寸和工差的确定 42.2.4 绘制零件毛坯简图 6第三章 拟定零件的工艺路线 63.1 定位基准的选择 63.1.1 精基准的选择 63.1.2 粗基准的选择 63.2 表面加工方法的确定 63.3 工序的安排 73.3.1

2、 加工阶段的划分 73.4 工序顺序的安排 83.4.1 机械加工工序 83.4.2 热处理工序 93.5 确定工艺路线 93.6 选择加工设备及刀、夹、量具 10第四章零件设计计算 10参考文献 18第一章零件工艺分析及生产类型确定1.1 零件的用途该零件为减速器低速轴，其主要作用，一是工作过程中经常承受 载荷；三是支撑传动零部件。下图所示为减速器低速轴的零件图。结合图分析可得，该零件 为台阶类零件，形状对称，尺寸精度，形位精度要求均较高。30、 小32、小24为主要配合面，精度均要求较高，需通过磨削得到。32、 小24两表面对两个 小30轴线的圆跳动误差0.012mm,对 小30、32、

3、小24,有圆柱度要求。其中两个小30为轴承支撑的地方，还有24, 小32分别为配合联轴器和大齿轮，故粗糙度要求较高，得通过磨削加 工获得。181.2 零件的工艺性1.2.1 分析、审查产品的零件图和装配图制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配 图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技 术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。1.2.2 零件的结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性是指设计的零件在满足使用要求的前提 下，其制造的可行性和经济性。从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加 工的面有小30、小32、小28、624的外圆柱面，还

4、有两个键槽的加工 要通过铳车来加工。配合表面的粗糙度要求较高需通过磨削而得。图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键 槽两侧面、30圆柱表面为 Ra0.8um,632、小28、小24、外圆柱面 为Ra1.6um,键槽两侧面粗糙度为Ra3.2um ,键槽底面粗糙度为 Ra6.3um ,其余为Ra6.3um ,要求不高；位置 要求较严格，24 ,632 两表面对两个小30轴线的圆跳动误差0.012mm,对小24、30、632, 有圆柱度要求。热处理方面需要调质处理，到220-250HBS，保持均匀。通过分析该零件，具布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可 保证其加工要求，整个图面

5、清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体 的形状和大小，符合要求。1.3 确定零件的生产类型该轴材料为40Cr钢，生产类型为单件生产。第二章确定毛坯、工序尺寸2.1 选择毛坯毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一， 也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征(硬度，精度，金相组 织等)对机械加工的难易、工序数量的多少有直接影响。因此，合理 选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是 一个非常重要的问题。在毛坯选择时，应充分注意到采用新工艺、新 技术、新材料的可能性，以降低成本、提高质量和生产率。毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质 以及在生产中获

6、得可能性，毛坯的种类包括：铸件、锻件、型材、冲 压件、冷或热压制件、焊接件等。根据零件的材料，推荐用型材或锻 件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不 仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高 的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作 零件。材料为40Cr钢，锻造时应安排人工调质处理220HBS。2.2 确定毛坯的机械加工余量和尺寸公差2.2.1 毛坯的机械加工余量由表可知，可确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量。该锻件的尺寸公差等级为IT13级。加工精度要求高的地方，例 如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2);精，h8 I

7、T7-IT8, (1.6-0.8)。根据该零件的各加工精度要求，经过查表得锻造的毛坯尺寸为各 加工表面都留有加工余量4mm因此为圆柱所以保留加工余量为8mm加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值 30js630 mmG5 mm 32k632 mmG5 mm 24k624 mmG10 mm136136 mmH3 mm锻件直接锻造出此大概形状，用查表法确定各个加工的总余量如上图所示。2.2.2 毛坯的尺寸公差锻件主要尺寸的公差如下表所示：表2-2主要毛坯尺寸及公差（mn）主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT锻件的长度尺寸13691454锻件的宽度尺寸40各阶梯圆柱尺寸328403.23010

8、403.22812403.22416403.22.2.3 加工余量、工序尺寸和工差的确定根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合 的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏 差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛 坯尺寸总结如下：1）外圆柱面（130x30 （毛坯 小40）工序名称 工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车2.1IT6g01.6粗车10IT12小336.3 2）外圆柱面（|）32 （毛坯帕0）工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车2.1IT6岭21.6粗车8IT126356.33）外圆柱面（|）36 （毛坯帕

9、0）工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车2.1IT66361.6粗车4IT12桃6.34）外圆柱面（|）28（毛坯帕0)工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车2.1IT66281.6粗车12IT12岭16.35）外圆柱面（|）24（毛坯帕0)工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车2.1IT66241.6粗车16IT126276.36）加工键槽工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精铳IT9681.6粗铳IT12帕3.27）加工键槽工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精铳IT96101.6粗铳IT12帕3.22.2.3绘制零件毛坯简图毛坯简

10、图第三章拟定零件的工艺路线3.1 定位基准的选择3.1.1 精基准的选择精基准的选择：加工输出轴，通过了解零件结构特点和加工精度 要求，可以初步选定车各阶梯圆柱面时分别以不加工面为基准。选定 左端面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单，可靠，操作方 便，使用夹具即可。利用钻顶尖孔可以对精加工面进行自由度的限制 确保加工达到要求精度。3.1.2 粗基准的选择粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要阶梯面和 轴面作粗基准：1、在保证各加工余量的前提下，使键槽的加工余量 尽量均匀；2保证定位准确、夹紧可靠。3.2 表面加工方法的确定根据输出轴零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确

11、 定加工件各表面的加工方法，如下表所示:表3-1 加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案30x30外圆柱 轴承配合表面IT60.8粗车-精车-磨削52外圆柱面IT61.6粗车-精车36外圆柱面IT912.5粗车30外圆柱面IT61.6粗车-精车28外圆柱面IT61.6粗车-精车24外圆柱面IT61.6粗车-精车左端面自由公差6.3粗车右端面IT61.6粗车-精车键槽IT93.2粗铳-精铳倒角自由公差6.33.3 工序的安排3.3.1 加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足要 求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、 人力，零件

12、的加工过程通常按工序性质不同，可以分为粗加工，半精加 工,精加工三个阶段。粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状 和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔， 端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准。半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量， 为主要表面的精加工做好准备。精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精 度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成 一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保 证加工质量。3.3.2 基面先行原则该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为

13、 基准来加工，因为左端面和 636外圆柱面为后续精基准表面加工而 设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后 再把其余部分加工出来。3.3.3 先粗后精即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间 内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一 方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了 精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。3.3.4 先面后孔对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方 面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面 上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于轴来讲先

14、加 工636外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各表面。3.4 工序顺序的安排3.4.1 机械加工工序工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几 道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这 样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利 用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序 中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步， 工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作 简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述：考虑到工件是小批量生产的情况，采用工序分散。辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，

15、倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等3.4.2 热处理工序热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的 加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等， 本零件轴材料为40Cr钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力， 在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840c 温度中保持30分钟释放应力。3.5 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了输出轴 的工艺路线。表3-2输出轴的工艺路线工序号工序名称工序内容1备料2锻造锻造毛坯3热处理正火（消除内应力）4车削车两端面，并打中心孔5车削粗车外轮廓6热处理调质220240HBs7车削粗车、

16、精车中36台阶面8车削粗车、精车中32台阶面9车削粗车、精车中30台阶面10车削粗车、精车中28台阶面11车削粗车、精车中24台阶面12车削倒角13磨削磨削30x30与轴承配合面14钳工划键槽加工线15铳削铳键槽16钳工钳去毛刺17清洗18终检按零件图样要求全面检查3.6 选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少 量专用机床，其生产方式为以通用机床及专用夹具为主，辅以少量专 用机床的流水生产线，工件在各机床的的装卸及各机床间的传送均由 工人完成。车各外圆时，多是用车床完成，夹紧方案为专用车夹具及三爪卡 盘定位。铳键槽采用铳床来加工，量具选用游标卡尺和千

17、分尺配合使 用即可。第四章零件设计计算表4-1粗车外圆切削参数查表结果粗车外圆Ap(mm)F(mm/r)V(mm/r)3650.5383250.5383050.5382850.5382450.538半精车外圆小3630.7313230.7313030.7312830.7312430.731精车外圆小3630.4443230.4443030.4442830.4442430.444工序余量计算1 .外圆36mm1）确定加工方案：查表得，对于基本尺寸为36mm,确定加工 方案为粗车。2）确定加工余量：工件总余量，表2-9得对于长度为136mm, 36mm的轴，因为是一般精度锻件，所以其机械加工余量与

18、公差等级精 度为F级。查表2-9得，每侧的加工余量数值为2mm故工件总余量为 Z 总=4mm即：粗车Z粗=4mm3）计算工序尺寸的基本尺寸：粗车后工序基本尺寸为36mmi 其他各工序基本尺寸为：粗车：4mm毛坯：40mm2 .外圆32k6Ra为1.61）确定加工方案，查表得对于其基本尺寸为32mm,公差为 0.019mm其工差等级为IT61-6确定加工方案粗车-精车。2）确定加工余量：毛坯总余量查表得对于长为24mm,32mm的 轴其精度等级为F级的加工余量2mm所以Z总=4mm即精车：Z精=1.6mm粗车：Z粗=4-1.6=2.4mm3）计算各工序的基本粗车，精车后工序的基本尺寸车为52mm

19、 其他各工序其基本粗车为精车：Z 精=32+1.6=33.6mm ,粗车：Z 粗=33.6+2.4=36mm3 .外 圆30js6Ra 为0.81）确定加工方案.查表得，对于基本尺寸为30mm,公差为 0.016mm,其公差等级为IT6确定加工方案为粗车一半精车磨削。2）确定加工余量：工件总余量，表2-9得对于长度为12mm, 30mm的轴，因为是一般精度锻件，所以其机械加工余量与公差等级精 度为F级。查表2-9得，每侧的加工余量数值为1mm故工件总余量为 Z 总=2mm即：磨削量Z磨=0.3mm 表2-17粗车 Z 粗=2-0.3=1.7mm3）计算工序尺寸的基本尺寸：磨削后工序基本尺寸为3

20、0mmi 其他各工序基本尺寸为磨肖U : 30+0.3350.3mm毛坯 31.3+0.7=32.0mm4 .外圆28 Ra为1.61）确定加工方案：粗车-精车2）确定加工余量：对于长为20mmD 28mm的轴其精度等级为F级每侧加工余量1mm故Z总=2mm,即 精车Z精=0.6mm,粗车 Z 粗=2-0.6=1.4mm3）计算各工序的基本尺寸：精车后基本尺寸为28,其余各工序 基本尺寸为精车 Z 精=28+1.6=29.6mm粗车 Z 粗=29.6+0.4=30.0mm5 .外圆24k6 , Ra为1.61）确定加工方案对基本尺寸24mmi公差为0.016mm其公差等级 为IT6确定方案：粗

21、车-精车2）确定加工余量：对于长度为34mm.24mm的轴，其精度等级 为P级查表2-9得没侧的加工余量数值为2mm故Z总=4.0mm即精车Z精=1.6mm,粗车 Z 粗=4-1.6=2.4mm3）计算各工序基本尺寸：精车后基本尺寸为40mm.其他各工序 基本尺寸为精车 Z 精=24+1.6=25.6mm粗车 Z 粗=25.6+2.4=28.0mm6 .外 圆30js6Ra 为0.81）确定加工方案.查表得，对于基本尺寸为3mm,公差为 0.016mm,其公差等级为IT6确定加工方案为粗车一半精车磨削。2）确定加工余量：工件总余量，表2-9得对于长度为30mm, 30mm的轴，因为是一般精度锻

22、件，所以其机械加工余量与公差等级精 度为F级。查表2-9得，每侧的加工余量数值为3mm故工件总余量为 Z 总=6mm即：磨削量Z磨=0.3mm 表2-17粗车 Z 粗=6-0.3=5.7mm3）计算工序尺寸的基本尺寸：磨削后工序基本尺寸为30mmi 其他各工序基本尺寸为磨肖U : 30+0.3=30.3mm毛坯 30.3.3+5.7=36.0mm确定切削用量1 .粗车36外圆粗车：（1）确定背吃刀量ap p粗车双边余量为4mm,显然ap为单边余量，ap=2mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5-114可得 f=0.6 0.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/

23、r(3)确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000=50.868 m/min 最后确定的切削用量为a p =2mm ,f=0.8mm/r ,n=450/min,(4)切削工时：基本时间T_Li = _J363 = 3.02m i nfn 0.3 450辅助时间2min工作地服务时间8 min2 .粗车精车32外圆粗车：(1)确定背吃刀量ap p粗车双边余量为2.4mm,显然ap为单边余量，(2)确定进给量f根据机械加工工艺师手册(以下简称文献f=0.08 0.3mm/r,根据所选的 机床取f=0.3mm/r(3)确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000

24、=45.216 m/min最后确定的切削用量为a p =1.2mm ,f=0.3mm/r ,n=450/min,精车：(1)确定背吃刀量ap粗车双边余量为1.6mm,显然ap为单边余量,(2)确定进给量f根据机械加工工艺师手册(以下简称文献f=0.08 0.3mm/r,根据所选的 机床取f=0.8mm/r(3)确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000=45.216 m/min最后确定的切削用量为v=50.868m/min.a p =1.2mm1)表5114可得v=45.216m/min.a p =0.8mm1)表5114可得,v=45.216m/mina p =0.8mm

25、 ,f=0.3mm/r ,n=450/min基本时间. L .24Tm 二i =3 = 0.533 m i nfn 0.3 4501min辅助时间工作地服务时间 2.6min3 .粗车磨削30外圆粗车：（1）确定背吃刀量ap p粗车双边余量为1.7mm （第一段）和5.7 （第四段），显然aP为单边 余量，ap1=0.85mm 和 ap2=2.85mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5-114可得f=0.6 0.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000=42.39m/min最后确定的切削用量为

26、a p 1=0.85mm , a p 2=2.85mf=0.3mm/r ,n=450/min,v=42.39m/min.磨削：（1）确定背吃刀量ap p粗车双边余量为0.3,显然ap为单边余量，ap=0.15mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5-114可得f=0.08 0.3mm/r,根据所选的 机床取f=0.3mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000=42.39m/min最后确定的切削用量为a p =0.15mm ,f=0.3mm/r ,n=450/min,v=42.39m/min，一一 .、一 L 29 一fn 0.3 45

27、0基本时间 Tm=Li=29 M1 = 0.21minL 30 八八八 .Tm = i3=0.67mi nfn 0.3 450辅助时间工作地服务时间2min3.3min4 .粗车精车28外圆 粗车：(1)确定背吃刀量a粗车双边余量为1.4mm,显然ap为单边余量，ap=0.7mm(2)确定进给量f根据机械加工工艺师手册(以下简称文献1)表5114可得f=0.6 0.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r(3)确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000=39.56 m/min最后确定的切削用量为a p =0.7mm ,f=0.3mm/r精车：(1)确定背吃刀量an=4

28、50/min,v=39.56m/min.粗车双边余量为0.6mm,显然ap为单边余量，ap=0.3mm(2)确定进给量f根据机械加工工艺师手册(以下简称文献1)表5-114可得f=0.6 0.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r(3)确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000=39.56 m/min最后确定的切削用量为a p =0.3mm ,f=0.3mm/r ,n=450/min,v=39.56m/min切削工时：基本时间L 20 八 八Tm = i = -20 3 = 0.44m i nfn 0.3450辅助时间1min工作地服务时间2.1min5 .粗车精车

29、24外圆粗车：(1)确定背吃刀量ap p粗车双边余量为2.4mm,显然ap为单边余量，ap=1.2mm(2)确定进给量f根据机械加工工艺师手册(以下简称文献1)表5114可得f=0.6 0.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r(3)确定切削速度vn=450 m/min,v= n dn/1000=33.9 m/min最后确定的切削用量为a p =1.2mm ,f=0.3mm/r ,n=450/min,v=33.9m/min.精车：(1)确定背吃刀量ap粗车双边余量为1.6mm,显然ap为单边余量，ap=0.8mm(2)确定进给量f根据机械加工工艺师手册(以下简称文献1)表5-114可得f=0.08 0.3mm/r,根据所选的 机床取f=0.3mm/r(3)确定切削速度vn=450 m/min,v