金属工艺及机制基础

1、金属工艺及机制基础三级项目报告内容：高速轴加工工艺分析班级：机自五班小组成员：刘同磊、孙向男、裴泽宇、丁涛、杜宁指导教师：王振华赵德颖提交时间：2015/6/23目录1、零件制造的总体方案分析和选定1.1毛坯制造方案的可行性分析及比较1.2主要表面机械加工方案的分析及选择2、毛坯生产工艺方案的分析2.1工艺性综合分析2.2生产方法的确定2.3工艺参数的确定及其他工艺问题的分析2.4锻造工艺图3、机械加工工艺方案的分析3.1零件机械加工工艺的分析3.2工艺基准的选定3.3工艺过程的拟定3.4机械加工过程工艺图4、成员贡献及感想5、参考文献1、零件制造的总体方案分析和选定零件分析：该零件形状简单，

2、尺寸较小，材料为45钢，要求生产数量为101. 1毛坯制造方案可行性分析与比较毛坯制造方案主要有铸造、锻造、轧制三种，以下进行三种方案的可行性分析及优缺点比较: 可行性分析：45钢是轴类零件的常用材料，应用范围广，可用于铸造、锻造、轧制等不同 形式的生产方式。优缺点比较：铸造：铸造方法适用于形状复杂的零件毛坯，单件和小批量牛产一般采川手工造型的砂型铸 造，其特点是操作灵活、工装简单，但劳动强度人、生产率低。铸件的主要缺点是内部有复 杂形状的内腔，组织比较疏松，容易产生缩孔缩松等，综合力学性能比较差，弹性模数较低。 锻造：口由锻的主耍特点是工艺灵活，设备和工具的通用性强，成本低。由于口由锻件的形

3、 状和尺寸主要有操作者的的技术來控制，因此锻件尺寸梢度差，加工余量较大，生产效率低, 故一般适合与形状简单的单件、小批量牛产。轧制：轧制成形与一般锻压加工方法相比较，具有生产效率高、产站质量好、成本低，并可 大大减少金属消耗等优点。方案拟定：由于零件的形状简单，所以从对设备的要求、原料的利用率、操作的简易程度分析，采用从 已经轧制好的棒料中切取一段，口由锻成毛坏。1. 2主要表面机械加工方案的分析及选择零件分析：该零件属齿轮轴类零件，主要的机加工表面为轴右端轴径为35的与轴承配合 的外圆面（表面粗糙度ra0.8）、轴间轴径分别为40和45 （表面粗糙度均为rai. 6）的 与齿轮孔配合的外圆面

4、以及具上与键配合的两个键槽表面（表面粗糙度均为丽6.3）、两个 m5的螺纹孔、轴左端轴径为35外圆而、其余两个轴径分别为45和55的外圆而以及其 他各轴肩端面（表面粗糙度均为ral2.5） o各表面加工方案的分析及选择:山于该零件对尺寸梢度的要求高于粗糙度要求，因此以梢度要求为基准确定各表血的机械加 工方案。外圆面的加工一般以车削和磨削为主，键槽表面的加工一般以铳削加工为主，螺纹 孔的加工采用攻螺纹。轴右端轴径为35的与轴承配合的外鬪面（ra0.8）:粗车半精车粗磨-精磨 轴间轴径为o40 ai0）45的齿轮孔配合的外圆面（rai. 6）:粗千t半精年-粗磨 其余两个轴径为45和55的外圆面（

5、呛12.5）:粗车-半精车两个键槽表而（ra6.3）:粗铳-半精铳两个m5的螺纹孔：钻孔-精较-铳螺纹2、毛坯生产工艺方案的分析2.1工艺性综合分析优点缺点轧制具有生产效率高、产品质量 好、成木低，并可大大减少金 属消耗对机械设备要求较高白由锻工艺灵活，设备和工具的通用 性强，成木低锻件尺寸精度羌，加t余最较 大，生产效率低2.2生产方法的确定根据自山锻锻件类型（齿轮轴）及所需变形工艺方案选择用手动电砂轮切収一段热轧圆棒料 进行白由锻，白由锻的基本变形工序方案为：拔长t压肩t锻台阶。2.3工艺参数的确定及其他工艺问题的分析根据后续机械加工方案的切削加工余虽确定锻件尺寸；根据锻件尺寸计算锻件质量

6、；根据锻 件质量计算坯料质量：根据坯料质量及锻件尺寸确定坯料尺寸：通过查阅机械加工工艺类书籍，选定粗车切削量34mm,半精乍切削量1.5-2.5mm,粗磨 切削量0.4mm,精辭切削量最终确定机械加工余量为10mm。根据余量绘制锻件 图。由锻件图尺寸及材料45钢比重计算得锻件质量：锻件体积 v 锻二兀（552 x48+652 x 165+502 x93） mm3=844.2cm345 钢密度 p =7.85g/cm3锻件质量 g 锻二vx p =6626.97g=6.7kg坯料质量按f式计算：g坯二g锻+g损二g锻+g烧+g切式小，g坯坯料的质量，kg； g锻锻件质量，kg； g损坯料加热和锻

7、造过程 屮的损耗量，包括坯料加热吋的烧损虽：（g烧）和修切端部的料头（g切），计算方法见下表。烧损量g烧二k1g锻料头损耗g切室式煤炉k仁2.5%4%圆形截而g切二（1.5-1.8） d13油炉k仁2%3%煤气炉k仁1.5%2.5%矩形截面g切二（2.22.36） b?h1注：d仁切头部分在径（dm） ;b-切头部分宽度（dm） : h切头部分高度（dm）。该零件为单件生产，采用煤气炉加热，切头部分为|员|形截面根据上述公式和表格，毛坏质量:g 坯二g 锻+g 烧+g 切二g 锻+k1 g 锻+ （1.5-1.8） d13二 6.7+2.5%x6.7+1.8x0.53=7.1 kg根据坯料质量

8、及比重计算坯料体积：v坯二g坯/p=904.5cm3为满足锻造比要求，应取f 坯2y fmax式中，f坯坯料截而积，mm2； fmax经拔长后锻件的最大截而积，mw； y- 规定的锻造比，采用轧材锻造，ym1.0t.3。所以坯料截面积f坯nyfmax=1.3 x %兀x 652 =4313.8mm2。综上所述：确定所取直径75,长205mm的热轧圆棒料为毛坏。查阅书中图表确定锻造设备为0.5t 口由锻锤，始锻温度为1200°c,终端温度为770°co2.4锻造工艺图锻件名称高速轴材料45cm -4-1s吕£坯料尺寸 75x205t坯料重量7.1kg165 + 2

9、(155) 306 + 448 + 2 (48)锻造设备0.5t自由锻锤(296)序号工序名称简图备注3、机械加工工艺方案的分析3.1零件机械加工工艺的分析该零件为齿轮轴类零件，需要冇较好的综合力学性能，因此热处理只需进行调质处理；主要 机加工表面为少齿轮或轴承的外圆面，尺寸精度要求高，因此选用车磨类方案进行加工。3.21艺基准的选定根据所给零件图尺寸标注:轴间部分外圆面的尺寸标注中有以左右两端外圆面轴线为基准的 同轴度的形位公差要求，因此各外圆面加工的基准表面为轴左右两端的外鬪面；两键槽的尺 寸标注屮有以其所在的轴间外圆面中心线为棊准的对称度的形位公差婆求，因此两键槽加工 的基准血为咲所在的

10、外圆表血及其左侧端血;两螺纹孔以长键槽右端表血以及対称轴线为基 准加工。3- 3工艺过程的拟定先加工选择的各基准面，然后用它定位加工英他表面和各孔； 根据精细分开原则，分阶段加工各个平面和孔。分为粗加工利精加工。3. 4机械加工过程工艺图夹具及工序内容加工简图锻造毛坯执八、三爪口定心卡盘夹持 工件，车端而见平， 钻小心孔。用尾架顶 尖顶住，粗车三个台 阶，直径、长度均留 余暈2mm调头，三爪白定心卡 盘加持工件另一端， 车端而保证总长304min,钻中心孔。用尾架顶尖顶住。粗车余卞三个台阶，直径、长度均留余量加m调质处理hb220250修研两端中心孔双顶尖装卡，半精车三个台阶，。35外圆血不留

11、余量，-其余两外圆面直径留余量0. 5mm,长度均留余量1mmh0145o41q +ss14553+ + + +90 度 外 圜 车 刀油石顶尖90 度 外 圆 车 刀-3圆 弧 车 刀调头，双顶尖装卡， 半梢乍余下三个台阶35夕卜圆直径留余量0.5mm,长度均留余量1mm。换外圆车刀，半车削各个过渡圆角、轴眉外圆端面至零件图尺寸""平口虎钳装卡划两键槽加丄线铳粗铳并半精铳两个键槽。键槽深度比样图半规定尺寸少铳精0.25mm,作为磨削的余最立 式 铳 床键 槽 铳 刀9钳修研两端中心孔手梶汕石顶尖双顶尖装卡，粗磨外33-磨圆c、d。调头，粗磨j并楮磨外圆bm.o + os外

12、 i则 磨 床平 形 砂 轮三爪自定心卡盘夹持 粗 工件保证图示端面间 车距58,车端面并车1x45°外圆倒角。调半头，车端面保证总长精 296mm 并车 1x45°车 外圆倒角十+ + f+ +45 度 外 圆 车jj平口虎钳装卡划两螺纹加工线4、成员贡献及感想成员贡献：裴泽宇负责分析图纸分析技术耍求孙向男负责总体方案选定和毛坯生产工艺分析设计杜宁负责查找资料和锻造毛坯牛产工艺设计丁涛负责机加工的工艺分析设计及工艺图绘制刘同磊负责word文档整理与总结感想：孙向男：虽然经过不懈努力最终完美完成任务但是我们也还有好多的不足，在于队员交流 的时候，我们发现自己对所 学的知识掌

13、握并不是全面，对课木上的知识并没冇全面的理解, 因此，我们在以示的学习屮，要抓住课堂，利用好课下，自己动手，更好的发展自己。丁涛：通过这次讨论活动，我对机械零件的生产和加工工艺的流程有了新的认识，掌握了 设计零件制造加工流程方案的基本思路，领悟了机械制造程序化对工业生产的重要性。我 们小组五人各司其职，和互配合，必要的时候寻求老师的帮助，才最终圆满的达成了项目的 要求。杜宁：在我们没有做三级项目的时候，我们以为我们队课堂上的知识掌握很好，但是通过这 次的三级报告，我们知道了，原來我们仅仅靠课堂上是不行的，我们也体会到了团队的力量 以及团队的重耍性。刘同爲我们从这次活动之屮深深的感觉到考虑问题应该全面，就