动力轴零件加工工艺设计说明书傅国光课程机械制造技术班

1、动力轴零件加工工艺设计说明书傅国光课程机 械制造技术班傅国光课程：机械制造技术 班级：机设 0611 指导老师：蔡海涛第 2 组： 学号 15-27，13 人， 组长-傅国光， 副组长 -顾侃，汤灏波；小组成员：季雄 毛洪伟 施卫国 杜勇健 缪智勇 何青 谢晋 周斌 曹晓斌 杜志君2008年 10月10日 目录 设计任务书 序言1、运算生产纲领，确定生产类型2、零件图分析1.1 零件的作用1.2 零件的材料及其力学性能1.3 零件的结构工艺分析3、毛坯分析2.1 毛坯的选择2.2 毛坯图的设计4、工艺路线拟定3.1 定位基准的选择3.2 加工方法的确定5、加工顺序的安排4.1 工序的安排4.2

2、 工序划分的确定4.3 热处理工序的安排4.4 拟定加工工艺路线4.5 加工路线的确定4.6 加工设备的选择4.7 刀具的选择6、工艺设计5.1 加工余量，工序尺寸，及其公差的确定5.2 专用夹具的选用7、零件加工工时定额与经济技术分析6.1 工时定额的运算与讲明6.2 经济技术指标的运算与讲明8、分析讨论9、参考文献 附件一、零件图二、机械加工工艺过程卡三、机械加工工序卡四、零件检验卡机械制造工艺设计任务书设计题目 ： 设计动力轴的机械加工加工工艺规程 设计内容及要求：一. 编制动力轴零件加工工艺设计讲明书 （超过 3000 字），其中附件 （国标）：工艺过程卡（P134,图卡独立）；工序卡

3、（P136,图卡合一）；检 验卡（图卡合一）。二. 每组提交 1 份电子文稿， 1 份书面文稿，其中图、卡有小组每个成 员的签字，以备答辩。三. 参考书目：机械制造技术课程设计 、机械制造工艺设计简明手 册、机械设计手册、金属机械加工工艺人员手册 。序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基 础课以及大部分专业之后进行的。这是我们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训练。因此，它在 我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我期望能通过这次课程设计对自己以后将从事的工作 进行一次习惯性训练，从锤炼自己分析咨询题、解决咨询

4、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。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的 做好设计。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请彭老师给予指教。2、零件图分析2.1 零件的作用 题目所给的零件为动力轴，其要紧作用，一是传递转矩，二是工作过 程中经常承担载荷；三是支撑传动零部件。2.2 零件的材料及其力学性能零件的材料为 45 钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透 性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采纳调质处理，大型件宜采纳正火处理。 其价格较廉价，通过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较 高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，

5、 表面硬度可达 52HR C-45HRC.2.3 零件的结构工艺分析零件材料： 45 钢。切削加工性良好，无专门加工咨询题，故加工中不 需要采纳专门工艺措施。 刀具选择范畴较大， 高速钢或 YT 类硬质合金均能 胜任。刀具几何参数可按照不同刀具类型通过有关表格查取。零件组成表面：两端面，外圆及其台阶面，两端三角螺纹，键槽，倒 角。要紧表面分析：© 25外圆表面用于支承传动件，为零件的配合面及工 作面。要紧技术条件：© 25外圆精度要求：IT7粗糙度要求Ra1.6 m。它是 零件上要紧的基准，两端螺纹应与之保持差不多的同轴关系，键槽亦与之 对称。零件的总体特点：长径比达 12

6、，为较典型的细长轴。3、毛坯的分析 毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初时期工作之一，也是 一个比较重要的时期，毛坯的形状和特点（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截了当阻碍，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专门重要 的咨询题。3.1、毛坯的选择 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 在生产中获得可能性，毛坯的制造方法要紧有以下几种： 1、型材 2、锻造 3、铸造 4、焊接 5、其他毛坯。按照零件的材料，举荐用型材或锻件，但 从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，如此不仅白费材料，

7、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。本零件生产批量 为中批量，因此综上所叙选择锻件中的模锻。因此按照零件特点，可选棒 料。按照标准，比较接近并能满足加工要求，可选© 30mm, 245mm。3.2、毛坯图的设计毛坯（锻件）图是按照产品零件设计的， 经查机械加工工艺手册金 属机械加工工艺人员手册知精车 -半精车-粗车各余量 ,从而可得毛坯余量 < 或查表得到 >4、工艺路线拟定4.1、定位基准的选择 工件在加工第一道或最初几道工序时，一样选毛坯上未加工的表面作 为定位基准，那个是粗基准，该零件选

8、用© 30外圆柱面作为粗基准来加工 © 25外圆零件上要紧的基准，两端螺纹应与之保持差不多的同轴关系，键 槽亦与之对称。按照基准统一原则，加工阶梯轴时，通常以两中心孔为定 位基准，如此，在同一定位基准下加工的各档外圆表面及端面容易保证较 高的位置精度，如圆跳动、同轴度、垂直度等。采纳同一定位基准，还能 够使各工序的夹具结构简单化，便于设计制造。4.2、加工方法的确定在市场经济的前提下，一切差不多上为能制造出更多的财宝和提 升劳动率为目的，同样的加工方法的选择一样考虑的是在保证工件加工要 求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一样按 照机械加工资料和工人的

9、体会来确定。由于方法的多种多样，工人在选择 时一样结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情形和我们学校的具体加工条件，一样我们按加工顺序来阐述加工方案：加工表面加工方法© 25 外圆柱面精车-磨削© 20 外圆柱面精车-磨削键槽粗铣左右端面T12粗车 -半精车© 25 圆柱左右两台阶面精车-磨削表面粗糙度公差/精度等级Ra1.6IT6粗车 -半Ra1.6IT5粗车 -半侧面 Ra3.2 底面 6.3 IT12Ra1.6Ra6.3IT12粗车 -半螺纹 Ra6.3 IT12IT12倒角 Ra6.3退刀

10、槽 Ra6.3 IT125、加工顺序的安排5.1 工序的安排5.1.1、加工时期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 ,零件的 加工过程通常按工序性质不同 ,能够分为粗加工 ,半精加工 ,精加工三个时期。 粗加工时期：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，要紧目标是提升生产率，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，如加工© 20、© 25、M24 外圆柱表面。 半精加工时期：其任务是使要紧表面达到一定的精加工余量，为要

11、紧表面的精加工做好预备，如 © 20、© 25、 M24 外圆柱面等。 精加工时期：其任务确实是保证各要紧表面达到规定的尺寸精度， 留一定的精加工余量，为要紧表面的精加工做好预备，并可完成一些次要 表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，要紧目标是全面保证加工质量。5.1.2、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时刻内将 工件表面上的大部分余量切掉，一方面提升金属切削效率，另一方面满足 磨削的余量平均性要求，若粗车后留余量的平均性满足不了磨削加工的要 求时，则要安排半精车，以此为磨削做预备。5.2 工序划分的确定 工序集中与工序分散：工序集中是指将工件

12、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，如此就减少了安装次数，能够使装夹时刻减少，减少夹具数目，同时利用采纳高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容专门少，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：考虑到工件是中批量生产的情形，采纳工序分散辅助工序的安排：辅助工序一样包括去毛刺及锐边，倒角，检验等。5.3、热处理工序的安排 热处理的目的是提升材料力学性能，排除残余应力和改善金属的加 工性能，热处理要紧分预备热处理，最终热处

13、理和内应力处理等，本零件 动力轴材料为 45 钢，在加工过程中，由于留有较大余量，因此不需要预备 热排除零件的内应力，在毛坯锻造之后。粗车之后半精车之前， 按规范在 8 40C温度中保持30分钟开释应力。5.4、拟定加工工艺路线 按照以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的差不多原则，能够初 步确定加工工艺路线：下料粗车中间检验热处理半精车磨削 铣削钳工终检表面处理。具体方案如下：05、下料切© 30棒料，长245mm10、普车粗车断面见光 ,打 B 型中心孔粗车 © 25 外圆，长度 170，留半精车及磨削余量 直径方向 1.4，至 © 26.4粗车 M24 外径

14、，长度达图，留直径方向余量 1.0， 至 © 25，并车其台阶面调头加工，粗车断面，长度达图，打 B 型中心孔粗车© 20外径、R1圆角及台阶面，长度达图，留半精车及磨削余量1.4，至 © 21.415、检验中间检验20、热处理调制 HRC2B-3225、普车半精车 © 25外圆，长度达图，留磨削余量：直径方向 0.4，至 © 25.4。倒角达图切退刀槽 4x1.2半精车M24外径，长度达图，车其台阶面，车 M24螺纹，倒角达图 半精车 © 20外圆、台阶面及 © 25外圆，留磨余量 0.4，分别为 ©20.4、

15、© 25.4，倒角达图30、磨修研中心孔,磨 ©25外圆、 ©20外圆及 ©25左右台阶面,长度达图35铣铣键槽40、钳工去毛刺及锐边45、检验成品检验50、表面处理发兰5.5、加工路线的确定确定刀具走刀路线要紧是提升生产效率，正确的加工工艺程序，在确 定走刀路线时要紧考虑以下几个方面：1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度2、应使走刀路线最短，减少刀具空行程时刻，提升加工效率3、应使数值运算简单，程序段数量少，以减少编程工作量5.6、加工设备的选择 、工序10、24采纳CA6140 般车床，车床的参数如下：型号 TYPE CA6140，中心距 750m

16、m 1000 mm 1500 mm，床身上下 最大回转直径© 400 mm，马鞍内最大工作回转路径 © 550 mm,横拖板上 最大回转直径© 214mm,主轴孔径© 52 mm,主轴内锥孔 MT6#，主轴速 度级数16级，主轴速度范畴20-1800r.p.m,公制螺纹（30种）0.45-20 mm（30 种），英制螺纹（30 种）40-0.875t.p.i （30 种），模数螺纹 0.125-5mm, 径节螺纹160-4D.P,横拖板行程239mm小刀架行程150mm,尾坐套孔锥 度MT5#，套筒行程120mm,主电机功率4/5.5KW，外形尺寸235

17、0X 1020 x 1250mm 、工序35采纳X5020AXQ5020A，铣床的参数如下：型号X5020AXQ5020A ;工作台面尺寸：宽（mm） 200250,长（m m） 900；工作台最大承重（ Kg）： 150；工作台后边至垂直导轨面距离（ m m）: 75265; 50240; 工作台最大行程：纵向500mm、横向190mm、 垂向360mm。工作台进给量级数：无级；工作台进给速度范畴：纵向（ m m/min） ： 12800;横向（ mm/min）： 8565;垂向（ mm/min）： 4268; 工作台T型槽数:槽数3、宽度14、槽距50。主轴端规格（7： 24） : No。

18、4 0;主轴转速级数：12;主轴转速范畴（r/min）: 40 1800;主轴轴向移动 距离（mm）:;主轴端面至工作台面距离（mm）: 40400;主轴轴线至 垂直导轨距离（ mm）： 280;立铣头最大回转角：正负 45°主电机功率： 3KW。电动机总功率：3.79KW ;机床外形尺寸长 875mm宽870mm高163 3mm; 、工序33采纳M114W，磨床的参数如下：型号M114W，磨削工件直径4140mm,磨削工件最大长度180; 350 mm,工件最大重量8; 10Kg，中心高80 mm.头架顶尖莫氏锥度：4号； 头架主轴转速（ r/min）： 200、 300、 400

19、、 510、 600、 1020;头架回转角度： 90°砂轮架回转角度：180°砂轮尺寸（mm）（外径X宽度X内径）：（160250）X 20X 75;砂轮主轴转速（r/min）: 2667、3340; 工作台最大 移动量（ mm）： 300; 400;工作台移动速度（ mm/min） 2006000 （无级） , 工作台最大回转角度：顺时针 7°,逆时针 5°。顶尖孔莫氏锥度： 2号; 顶尖套移动量（ mm）： 15;砂轮轴电动机功率（ KW） 1.5;头架电动机功 率（KW ）： 0.6。5.7、刀具的选择由于刀具材料的切削性能直截了当阻碍着生产率,

20、工件的加工精度, 已加工表面质量,刀具的磨损和加工成本,因此正确的选择刀具材料是数 控加工工艺的一个重要部分,刀具应具有高刚度,足够的强度和韧度,高 耐磨性,良好的导热性,良好的工艺性和经济性,抗粘接性,化学稳固性。 由于零件 CA6140 车床输出轴材料为 45钢,举荐用硬质合金中的 YT15 类 刀具，因为加工该类零件时摩擦严峻，切削温度高，而YT类硬质合金具有较 高的硬度和耐磨性 ,专门具有高的耐热性 ,在高速切削钢料时刀具磨损小寿 命长,因此加工 45钢这种材料时采纳硬质合金的刀具。 、端面：端面车刀：45°可转位车刀：T01 、粗车外圆柱面：刀具号为 T02, 90

21、6;偏刀，圆弧半径为1,刀片型 号为 TNMM160408ER，刀具型号为 PTGNR2020-16 、半精车外圆柱面：刀具号为T03, 75°可转位车刀，圆弧半径为1, 刀片型号同上，刀具型号同上 、切槽刀, 、螺纹 、磨削刀具号 T04T05砂轮 、粗铣键槽刀具号为T06,精铣键槽 刀具号为T06,综上可做一刀具表如下：加工表面刀具号刀具名称刀具参数刀片型号刀具型号车端面 T01粗车外圆柱面 T02 90°偏刀90° r=1TNMM160408ERPTGNR2020-16半精车外圆柱面T03同上 同上同上75° r=1切槽刀，T04螺纹车刀T05磨削

22、砂轮粗铣T06铣刀7.66、工艺设计6.1 加工余量，工序尺寸，及其公差的确定公差/精度等级加工表面表面粗糙度加工方法© 25外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-磨削© 20 外圆柱面Ra1.6IT5粗车-半精车-磨削键槽侧面 Ra6.3 底面6.3 IT12铣/ / 、Hr、:Ra6.3I左右端面T12粗车 -半精车Ra1.6IT12粗车-半© 25 圆柱左右两台阶面精车-磨削螺纹Ra6.3IT12倒角Ra6.3IT12退刀槽6.2 专用夹具的选用Ra6.3IT127、零件加工工时定额与经济技术分析7.1 工时定额的运算与讲明综合各因素得出的工时定额：下料：2m的工件，能够下8根料，算得每件所需工时为：0.1607小时 /件；总的需要