输出轴(批量200件)机械加工工艺规程说明

1、 1.2.3.451.2.12123.4.5.6.121/16个人资料整理仅限学习使用一机械制造课程设计的目的1. 加强对课堂知识的理解。通过课程设计可以使我们更熟悉书本知识，能更加熟练地运用书本知识。2. 培养工程意识。通过课程设计，综合生产实际，贴近就业岗位，培养学生分析和解决机械制造工程的实际问题，培养工程意识，做到学以致用。b5E2RGbCAP3. 训练基本技能。通过课程设计使学生掌握工艺规程和工艺装备设备设计的方法和步骤，初步具备设计工艺规程和工艺装备的能力，进一步培养学生识图、绘图、计算和编写技术文件的基本技能。 p1EanqFDPw4. 培养质量意识。技术设计是根据产品质量要求而

2、进行的，应在保证质量的前提下，充分考虑生产率和经济性。通过课程设计，可强化质量意识，使学生学会协调技术性和经济性的矛盾。 DXDiTa9E3d5. 培养规范意识。通过课程设计，使学生养成遵守国家标准的习惯，学会使用与设计有关的手册、图册、标准和规范。 RTCrpUDGiT二减速箱输出轴的工艺性分析1. 轴的工作原理：轴套上的两个齿轮一端置于减速箱内，一端置于输出终端，作用是输出转矩，传递动力，所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度。5PCzVD7HxA2. 零件图样分析<1）该零件轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，

3、表面粗糙度最高达到了 0.8 m。零件的中心轴是设计基准和工艺基准。jLBHrnAILg<2）mm对公共轴线的圆跳动为0.012mm。<3）?48mm的左端面对公共轴线的圆跳动度为0.012mm。<4）?35mm对公共轴线的的圆跳动度为0.012mm。<5）mm× 35mm键槽对基准 D 平行度为 0.08mm。<6）mm× 26mm键槽对基准 C的平行度为 0.06mm<7）零件的材料为45 钢。<8）热处理 224<9） mm为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，Ra 为2/16个人资料整理仅限学习使用0.8 m。&

4、lt;10）各轴肩处过度圆角R=1。<11）轴端加工出 45°倒角，是为了便与装配。3. 零件的工艺分析<1）零件的毛坯材料为45，是典型的轴用材料，综合机械性能良好。该材料是优质碳素钢，经调制处理之后具有良好的力学性能和切削加工性能。经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。xHAQX74J0X<2）该轴式阶梯轴，其结构复杂程度一般，其有三个过渡台阶，一个锥度台阶。根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工根围粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。LDAYtRyKfE<3）此零

5、件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。<4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。<5）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。Zzz6ZB2Ltk<6）同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。dvzfvkwMI14 减速箱输出轴的表面粗糙度、形状和位置精度要求与表面粗糙度要求见表2表 2加工表面尺寸及偏差公差及精度表面粗糙度形位公差<mm）等级Ra<m）3/16个人资料整理仅限学习使用主

6、轴左轴面主轴左轴面?48主轴左轴面左端锥面?35 轴面?35 轴面主轴右轴面主轴右端内M6×2-10螺孔12P9358P626IT70.8 0.012 A-B12.5IT61.612.5锥度 5：16IT70.80.012A-BIT63.20.012A-BIT51.61.60.08D1.60.06C5 审查零件的结构工艺性<1）结构力求简单、对称，横截面尺寸不应该有突然地变化。<2）应有合理的模面和圆角半径<3）45 刚具有良好的锻性6 由于 ?48 的左端面的粗糙度为1.6 m，要求较高，需要磨削工艺。为了磨削4/16个人资料整理仅限学习使用加工方便，不损坏 轴面

7、粗糙度，应在该处加褪刀槽2× 0.5mm。一方面在加工轴面时退刀需要。另一方面在磨削加工时能给刀具足够的进退空间。rqyn14ZNXI三生产纲领的计算与生产类型的确定机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型由产品的生产纲领来区别。1. 生产类型的确定<1）零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。机械制造的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产，成批生产分为大批生产、中批生产、和小批生产。产量越大生产专业化程度越高。按重型机械、中型机械、和轻型机械的年生产量列出了不同的生产类型的规范如表 1EmxvxOtOco表 1

8、各种生产类型的规范生零件的产年生产类纲领 /型件/ 年重型机械单件生产5小批生产510中批生产100 300大批生产3001000大量生产1000(2> 生产类型的划分要考虑生产纲领还得考虑产品本身的大小及其结构的复杂性。2. 生产纲领的计算<1）生产纲领是产品的年生产量。生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺规程起着很重要的作用，它决定了各工序所需的专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。 SixE2yXPq5 <2）零件的生产纲领的计算方式N=Qm(1+%>(1+b%>结合生产实际：零件的备品率%和零件的平均废品率b%分别取 4%和 6%，产品的年

9、产量 Q要求为 200 件 / 年，每台产品中该零件的数量为1 件/ 台。所以综合以上数据代入上式中得：6ewMyirQFLN=221件<3）减速箱输出轴的体积估计为5/16个人资料整理仅限学习使用零件的质量估计为m=2.2kg零件的质量为所以查表1 可得其属于轻型零件，生产类型为小批量生产。四 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1毛坯的选择因为减速箱输出轴在工作过程中要承受冲击载荷、扭转力矩。且载荷比较大。为增强它的抗扭强度和冲击韧度，毛坯应选用优质低碳钢。应为生产类型属于小批量生产，为了提高生产效率宜采用模锻方法制造毛坯。kavU42VRUs2 确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量（ 1

10、） 公差等级根据零件图个部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12 级，加工余量等级为普通级，故取IT=12 级。 y6v3ALoS89（ 2） 锻件的质量估算与形状复杂系数S 的确定。锻件的质量为 mf=2.2kg形状系数 S 等于 mf/mn 其中 mf 为锻件的质量， mn 为相应的锻件外廓包容体质量，S=2.2/2.8=0.786根据 S值查相关文献可知锻件的形状复杂系数为S1 级，既简单级。（ 3） 零件表面粗糙度根据零件图可知该轴各加工表面的粗糙度至少为0.8 m。（ 4） 毛坯加工余量的确定根据上面估算的锻件的质量、形状复杂系数与零件的长度，查表可得单边余量的范围为 1.7

11、 2.2mm。由于零件为阶梯轴，可以把台阶相差不大的轴的毛坯合成为同一节。 M2ub6vSTnP 对轴左端 的外圆表面粗糙度 0.8 m的要求，对其加工方案为粗6/16个人资料整理仅限学习使用车半精车磨削。查工艺手册得：磨削的加工余量为 0.4, 半精车的加工余量为 1.5 ，粗车的加工余量为 4.5 ，总得加工余量为 6.4 ，所以去总的加工余量为 6，将粗车的加工余量修正为 4.1 。 0YujCfmUCw精车后工序的基本尺寸为35mm，其它各工序的基本尺寸为：磨削： 35+0.4=35.4半精车： 35.4+1.5=36.9粗车： 36.9+4.1=41确定各工序的加工经济精度和表面粗糙

12、度：由工艺手册查得：精车后为IT7 ，Ra 为 0.8 m。半精车后为 IT8,Ra 为 3.2 m，粗车后为 IT11,Ra 为16m。eUts8ZQVRd对于 ?48 和 ?40 的外圆端面，为了提高加工效率，可以作为同一台阶。 ?40 的外圆表面粗糙度为 1.6 m，确定其加工方案为：粗车半精车精车。 sQsAEJkW5T由工艺手册查得：精车的加工余量为 1.1 ，半精车的加工余量为 1.5 ，粗车的加工余量为 4.5 ，所以总加工余量为 7.1 ，取加工余量为 10，修正粗车余量为 7.4。GMsIasNXkA精车后工序的基本尺寸为40，其他各工序的基本尺寸为:精车： 40+1.1=4

13、1.1半精车： 41.1+1.5=42.6粗车： 42.6+7.4=50确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：精车后为 IT7 ，Ra0.8m，半精车后为 IT8 ，Ra3.2m ，粗车后为 IT11 ，Ra16m。对?48 的外圆端面，加工方案为粗车。粗车的加工余量为 2.0. 其工序尺寸为TIrRGchYzg粗车： 48+2.0=50 ?35 和 ?30 的毛坯加工余量的确定：由于台阶相差较小，在确定毛坯时可处于同一台阶面，以 ?35 为对象，其外圆的表面粗糙度为 Ra0.8m , 确定其加工法案为：粗车半精车磨削。 7EqZcWLZNX精车后的尺寸为 35，其它各工序的基本尺寸为：磨削：

14、 35+0.4=35.4 半精车： 35.4+1.5=36.97/16个人资料整理仅限学习使用粗车： 36.9+4.1=41确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：由工艺手册查得：磨削后为IT7 ，Ra 为 0.8 m。半精车后为 IT8,Ra 为 3.2 m，粗车后为 IT11,Ra 为16m。lzq7IGf02E所以 ?30 的总加工余量为41-30=11对轴端面加工余量的确定：根据轴的尺寸长度与零件直径，查工艺手册得端面的加工余量为2 。五 选择减速箱输出轴的加工方法，制定工艺路线1定为基准的选择：正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定为基准分为精基

15、准和粗基准，以下为定位基准的选择。 zvpgeqJ1hk<1）粗基准的选择粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定为基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定为基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。 NrpoJac3v1<2）精基准的选择根据减速箱输出轴的技术要求和装配要求，应选择轴右端面和端面 为精基准。零件上的很多表面都可以以两端面作

16、为基准进行加工。可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。 1nowfTG4KI2零件表面加工方法的确定根据零件图表各表面得加工要求，以及材料性质等各因素该轴为阶梯轴，以车削加工为主，由于?48 的左端面的粗糙度Ra 为 0.8 m，采用磨削加8/16个人资料整理仅限学习使用工。 fjnFLDa5Zo减速箱输出轴的各表面具体的加工方法如表3表 3加工表面尺寸精度等级表面粗糙度 Ra<m）加工方法外圆面IT60.8粗车半

17、精车磨削?48 外圆面IT1212.5粗车外圆面IT71.6粗车半精车精车锥面3.2粗车半精车外圆表IT60.8粗车半精车面磨削IT63.2粗车半精车IT61.6粗车半精车精车左端面IT1212.5粗车右端面IT1212.5粗车螺纹孔IT1212.5钻12P9键IT71.6粗铣半精铣8P6 键IT71.6粗铣半精铣3. 加工阶段的划分划分的原因：保证加工质量合理，划分加工阶段能合理地使用机床设备，便与热处理工序的安排，便于及时发现毛坯的缺陷，保护精加工过后的表面。tfnNhnE6e5阶段的划分：减速箱输出轴的加工质量要求较高，其中表面粗糙度要求最高为 Ra 0.8 m，另外几处圆跳动也有较高的

18、位置精度要求。精加工方案的确定，可将加工阶段分为粗加工，半精加工和精加工等几个阶段。粗加工阶段主要是9/16个人资料整理仅限学习使用为了切除各加工表面上的大部分余量，提高生产量。将右端?30mm，左端 ?35mm的精基准的粗加工完成。是后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其它表面的精度要求，粗车左右端面。在半精加工阶段，是为各主要表面的精加工做准备，完成 、 、轴表面的加工。在精加工阶段，对 以及中段 两处进行加工。使其达到规定的质量要求。车削加工完成后则对?48 左端面， 12P9、8P6 键槽进行铣削。 HbmVN777sL4. 工序的集中与分散该轴的生产类型为小批量生产，零件的结构复杂

19、程度一般，但有较高的技术要求，可选用工序集中原则安排轴的加工工序。采用通用机床和部分高生产率专用设备，配用专用夹具，与部分划线法达到精度，以减少工序数目，缩短工艺路线，提高生产效率。采用工序集中原则，有利于保证各加工面之间的位置精度要求，节省安装工件的时间，减少工件的搬动次数，使生产计划、生产组织工作得到简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短。 V7l4jRB8Hs5. 加工顺序的安排<1）机械加工工序按先基准平面后其他的原则：机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。先加工精基准面，转中心孔及车表面的外圆。 83lcPA59W9按先粗后精的原则：先安

20、排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。 mZkklkzaaP按先主后次的原则 : 先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。后加工次要表面，如铣键槽等。先外后内，先大后小原则：先加工外圆再以外圆定位加工内孔，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的。 AVktR43bpw次要表面的加工安排：键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。对于轴左端 ?35mm和中间 ?35mm加工质量要求较高的表面，安排在后面，并在前几道工序中注意形位公差，在加工过程中不断调整、保证其形位公差。 ORjBnOwcEd先面后孔原则：先加工端面，再铣键槽

21、，钻螺孔。<2）热处理工序的安排在切削加工前宜安排正火处理，岂能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能。最终热处理安排在半精车之后磨削加工之前。其能提高材料强度、表面硬度和耐磨性。在精加工之前安排表面淬火，这样可以纠正因淬火引起的局部变形，提高表面耐磨性。 2MiJTy0dTT<3）辅助工序的安排在粗加工和热处理后，安排校直工序。在半精车加工之后安排去毛刺和中10/16个人资料整理仅限学习使用间检验工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。gIiSpiue7A综上所述，该轴的工序安排顺序为：基准加工主要表面粗加工热处理主要

22、表面半精加工主要表面的精加工<磨削）攻螺纹、铣键槽去毛刺、淬火回火等。uEh0U1Yfmh6. 减速箱输出轴工艺路线的确定根据以上的加工工艺过程的分析确定零件的工艺路线如表4 表 4工序号工序名称机床设备刀具量具01粗车左右端面及CA614045°刀游标卡尺45°倒角02钻中心孔CA6140麻花钻卡尺03粗车外圆CA614060°刀游标卡尺04调质处理05半精车外圆CA614060°刀游标卡尺、尺规06校正游标卡尺07精车外圆CA614060°刀游标卡尺08功右端螺纹钻床 Z515钻头游标卡尺09磨削M1412砂轮游标卡尺10粗铣键槽铣床

23、 X083铣刀游标卡尺11半精铣键槽铣床 X083铣刀游标卡尺12去毛刺手锤13最终热处理和清洗14最终热处理卡尺 塞规六 机床设备的选用1 机床设备的选用在本方案中，减速箱输出轴的生产类型为小批量生产，可以选用较高效率的专用机床和通用机床。根据该轴尺寸的大小要求，选用卧式铣床 CA6140，外圆磨 M1412，台式钻床钻床 Z515。IAg9qLsgBX2工艺装备的选用在小批量生产的条件下，所用的刀具有通用道具和特殊刀具，量具有游标卡尺、卡尺、塞规等。另外还要用到夹具。 WwghWvVhPE七 工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算<1）轴左端 外圆表面。其加工路线为粗车半精车磨削。

24、由工序 03、 05、 09 组成，据之前查到的加工余量得磨削余量为0.4。半精车为1.5。经修正后的粗车余量为4.1 。确定总加工余量为6 。asfpsfpi4k计算各工序尺寸：11/16个人资料整理仅限学习使用磨削前： 35+0.4=35.4半精车之前： 35.4+1.5=36.9粗车前： 36.9+4.1=41按照加工方法能达到的经济精度给各工序尺寸确定公差 , 查工艺手册可知每道工序的经济精度所对应的值为：取磨削的经济精度公差等级为IT6 ，其公差值为 T1=0.016mm。取半精车的经济精度公差等级IT8 ，其公差值为 T2=0.039mm。取粗车的经济精度公差等级IT11 ，其公差

25、值为 T3=0.16mm。其数据如下表表 5工序名称工序余量加工经济精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差<mm）度<mm）Ra(m>寸 (mm>(mm>磨削0.4IT60.835半精车1.5IT83.235.4?35.4 0-0.039粗车4.1IT1112.536.9?36.9 0-0.16锻造±241?41±2现用计算法对磨削径向的工序量进行分析：查表得Z1=0.4mm。则半精车基本尺寸为 A2=35+0.4=35.4mm，半精加工工序的经济加工精度等级为IT8 级。可确认其公差值 0.039mm，故取 A1=<35.4±0.0

26、2 ） mm。ooeyYZTjj1工序最大余量 Z1max=35.42-35.008=0.412mm工序最小余量 Z1min=(35.4-0.02>-(35+0.025>=0.365mm(2> 对轴左端?48 外圆表面，加工工艺路线为粗车，尽由工序03 组成。查表可得粗车余量为2.0mm。取粗车的经济精度公差等级IT11 ，查表可确认其公差值为 0.16mm。将上面数据填入下表BkeGuInkxI表 6工序名称工序余量加工经济精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差<mm）度<mm）Ra(m>寸(mm>(mm>粗车2IT1112.548?48锻造

27、7;250?50± 2<3）对轴左端 外圆表面加工工艺路线为：粗车半精车精车。由工序 03、 05、07 组成，查表可得个工序余量：精车余量为1.1mm,半精车余量为 1.5mm，修正后的粗车余量为 3.4mm。总加工余量为 6mm。PgdO0sRlMo计算各项工序尺寸：精车后达到图纸上的尺寸，其表面粗糙度为Ra1.6m。精车前尺寸： 40+1.1=41.1mm半精车前尺寸： 41.1+1.5=42.6mm粗车前尺寸： 42.6+3.4=46mm按照各工序所得到的经济精度所对应的值12/16个人资料整理仅限学习使用精车的经济精度公差等级 IT7 ，其公差值 T1=0.025mm

28、。半精车的经济精度公差等级 IT8 ，其公差值 T2=0.039mm。粗车的经济精度公差等级为 IT11 ，其公差值 T3=0.16mm。将上面的数据填入下表：表 7工序名称工 序 余 量加工经济精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差<mm）度<mm）Ra(m>寸(mm>(mm>精车1.1IT71.640半精车1.5IT83.241.1?41.1 0 -0.039粗车7.4IT1112.542.6?42.6 0-0.16锻造± 250?50±2用计算发对精车径向的工序量Z2 进行分析：查表 Z2=1.1mm，则半精车的基本尺寸为A2=40+1.1=4

29、1.1mm。半精加工工序的经济加工精度等级达到IT8 级 。 确 定 公 差 值 为 0.039mm, 所 以A1=<41.1+0.02 ）mm。 3cdXwckm15工序最大余量 Z2max=(41.1+0.02>-(40+0.034>=1.106mm 工序最小余量 Z2min=<41.1-0.02 ）-<40+0.05 ）=1.07mm.<4）对轴锥度面的加工工序为：粗车半精车。由工序 03、05 组成，表面粗糙度 Ra3.2m 。<5）对轴中端 mm外圆表面，加工工艺路线为：粗车半精车磨削。由工序03、05、 09 组成。查工艺手册得各加工余量：

30、磨削余量为0.4。半精车为1.5 。经修正后的粗车余量为4.1 。确定总加工余量为6。h8c52WOngM磨削前： 35+0.4=35.4半精车之前： 35.4+1.5=36.9粗车前： 36.9+4.1=41取磨削的经济精度等级为 IT6 ，公差值为 T1=0.016mm。取半精车的经济精度等级为 IT8 ，公差值为 T2=0.039mm。取粗车的经济精度等级为 IT11 ，公差值为 T1=0.16mm。将以上数据填入表格表 8工序名称工序余量加工经济精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差<mm）度<mm）Ra(m>寸(mm>(mm>磨削0.4IT60.835半精车1

31、.5IT83.235.4?35.4 0-0.039粗车4.1IT1112.536.9?36.90-0.16锻造± 241?41±213/16个人资料整理仅限学习使用<6）对轴右端外圆面，精车之后的尺寸精度为表面粗糙度Ra3.2m。确定工艺路线：粗车半精车。 v4bdyGious查工艺手册可知半精车的加工余量为1.5mm，且总加工余量为6mm，则粗车余量为 4.5mm。取半精车的经济精度公差等级为IT8 ，其公差值为 T1=0.039mm。粗车的经济精度公差等级为IT11 ，其公差值为 T2=0.16mm。将以上数据填入表格表 8工序名称工序余量加工经济精表面粗糙度工序

32、基本尺尺寸、公差<mm）度<mm）Ra(m>寸(mm>(mm>半精车1.5IT83.235粗车4.5IT1112.536.50?36.5 -0.16锻造± 241?41±2<7）对轴右端 外圆表面：其加工路线为粗车半精车精车。由03、05、 07 组成，查表各工序的加工余量：精车加工余量为1.1mm。半精车为1.5mm。总加工余量为 11mm。那粗车的加工余量为 11-2.6=8.4mm。按照所能达到的经济精度查得每道工序所对应的公差值为： J0bm4qMpJ9取磨削的经济精度等级为 IT6 ，公差值为 T1=0.025mm。取半精车的经

33、济精度等级为 IT8 ，公差值为 T2=0.039mm。取粗车的经济精度等级为 IT11 ，公差值为 T1=0.16mm。计算各工序尺寸精车： 30+1.1=31.1mm半精车： 31.1+1.5=32.6粗车： 32.6+8.4=41将以上数据填入下表表 10工序名称工序余量加工经济精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差<mm）度<mm）Ra(m>寸(mm>(mm>精车1.1IT71630半精车1.5IT83.231.10?31.1-0.039粗车8.4IT1112.532.6?32.60-0.16毛坯± 241?41± 2八、确定工序的切削用量确定切削用量的原则：首先应选去尽可能大的背吃刀量，其次在机床动力和刚度允许的条件下，又满足以加工表面粗糙度的情况下，选取尽可能大的进给量。最后根据公式确定最佳切削速度。 XVauA9grYP14/16个人资料整理仅限学习使用1、工序 01，粗车轴的左右端面该工序为两个工步，工步 1 是以左边定位。粗车右端面；工步 2 是以右边定位，粗车左端面。由于这两个工步是在一台机床上经