轴零件的机械加工工艺

1、重庆机电职业技术学院课程设计说明书设计名称：机械制造工艺与机床夹具课程设计题目：设计“轴件零件的机械加工工艺规程生产纲领：5000件学生姓名专业：汽车制造与装配技术班级：学号：指导教师：日期：2021年4月23日课程设计任务书汽车制造与装配技术专业年级班一、设计题目设计下列图所示“轴件零件的机械加工工艺规程 生产纲领：10000件.材料：45,整体调质处理：241269HBW二、主要内容1.绘制产品零件图,了解零件的结构特点和技术要求,对零件进行结构分析和工艺分析.2.确定毛坯的种类及制造方法.3.拟定零件的机械加工工艺过程,选择各工序的加工设备和工艺装备,确定各工序的加工余量和工序尺寸及其公

2、差,计算各工序的切削用量和工时定额.4.填写机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片.撰写设计说明书.三、具体要求产品零件图1张产品毛坯图1张机械加工工艺过程卡片1份机械加工工序卡片1套课程设计说明书1份四、进度安排第一阶段：绘制零件图,工艺卡片2天第二阶段：查阅资料,工艺方案比拟,确定加工路线2天第三阶段：确定各工序的加工余量和工序尺寸,计算各工序的切削用量和工时定额3天第四阶段：整理说明书,填写工艺卡片3天五、成绩评定指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日机械制造工艺学课程设计是在我们完了大学的全部根底课、技术根底课以及大局部专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次

3、深入的综合性的链接,也是一次理论联系实际的练习.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练习,从中锻炼自己的分析问题、解决问题的水平同,为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的根底.由于能所限,设计尚有许多缺乏之处,恳请各位老师给予指教.目录第1版序言一. 传动轴的工艺性分析1.零件的结构特点及应用2.零件的工艺分析二. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1.选择毛坯三.选择传动轴的加工方法,制定工艺路线1.定位基准的选择2.零件外表加工方法的选择四. 制定工艺路线五. 热处理工序安排六. 机床设备的选用1.选

4、择机床2.选用工艺设备七. 课程设计心得体会八. 参考文献一、传动轴的工艺性分析1.零件的结构特点及应用轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一.它在机器中主要用丁支承齿轮,带轮,凸轮以及连杆等传动件,以及传递扭矩.按结构形式不同,轴可以分为阶梯轴,锥度分轴,空心轴,曲轴,凸轮轴,偏心轴,各种丝杆等.它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷.轴类零件是旋转体零件,其长度大丁直径,一般由同心轴的外圆柱面,圆锥面,内孔和螺纹及相应的端面所组成.轴的长径比小丁5的称为短轴,大丁20的称为细长轴,大多数轴介丁两者之间.图示传动轴零件届丁台阶轴零件,各外圆的直径相差不大,由圆柱面,螺纹,退刀槽,越程槽

5、,键槽等组成.轴肩一般用来确定安装在轴上的零件的轴向位置,各槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置,并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用丁安装键,以传递转矩；螺纹用丁安装各种锁紧螺母和调整螺母.2.零件的工艺分析传动轴毛坯材料为45钢.该材料届丁优质碳素钢,经热处理后具有良好的综合力学性能,即有较高的强度和较高的塑性,韧性,一般用来制作机床主轴,机床齿轮和其它受力不大的轴类零件.主要技术要求如下：根据工作性能与条件,该轴图样规定了主要的尺寸,位置精度和较小的表面粗糙度值,并有热处理要求.这些技术要求必须在加工中给予保证.二、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1.选择毛坯45钢是轴类零件

6、的常用材料,它价格廉价经过调质后,可得到较好的切削性能,而且能够获得较高的强度和韧性等综合机械性能,调质后外表硬度可达241-269HBS轴类毛坯,常用圆棒料和锻件,根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种.毛坯经过加热锻造后,可使金届内部纤维组织外表均匀分布,获得较高的抗拉,抗弯及抗扭强度；锻造后的毛坯,能改善金届内部组织,提升其抗拉,抗弯等机械性能.同时,因锻件的形状和尺寸与零件相近,可以节约材料,减少切削加工的劳动量,降低生产本钱.在选择锻件的制造方法时,并非是制造精度高就越好,需要综合考虑机械加工本钱和毛坯制造本钱,以到达零件制造总本钱最低的目的.当生产批量较小,毛坯精度要

7、求较低时,锻件一般采用自由锻造法生产.根据传动轴的制造材料45钢,毛坯类型可采用型材和锻件,现选用锻件；毛坯采用自由锻造法.三. 选择传动轴的加工方法,制定工艺路线1.定位基准的选择合理选择定位基准,对丁保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用.由丁该传动轴的几个主要配合外表R0.8及轴肩面R0.8对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求,它乂是实心轴,所以应选择两端面中央孔为基准,采用双顶尖装火方法,以保证零件的技术要求.1传动轴零件的精基准传动轴零件的加工,以两端的中央孔作为定位精基准.由于轴的设计基准是中央线,这样既符合基准重合原那么,乂符合基准统一原那么,还能在一次装火中最大限

8、度地完成多个外圆及端面的加工,易丁保证各轴颈问的同轴度以及端面的垂直度.2传动轴零件的粗基准轴类零件的粗加工,可选择外圆外表作为定位粗基准,以此定位加工两端面和中央孔,为后续工序准备精基准.中央孔加工米用二爪自定心卡盘装炽热轧圆钢的毛坯外圆,车端面,钻中央孔.但必须注意,一般不能用毛坯外圆装火两次钻两端面中央孔,而应该以毛坯外圆作为粗基准,先加工一个端面,钻中央孔,车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准.用三爪自定心卡盘装火,车另一端面,钻中央孔.如此加工中央孔,才能保证两孔中央同轴.2.零件外表加工方法的选择本零件的加工面有外圆,端面,槽,螺纹面等,材料为45钢.根据传动轴零件上各加工外表的

9、尺寸精度和外表的粗糙度确定各加工方法,其加工方法选择如下轴类零件外圆加工方法对丁中小型铸铁和锻件,可以直接进行粗车,经过粗车后工件的精度可到达IT11-IT13,外表粗糙度Ra值可50微米至100微米,粗车可切除毛坯的大局部余量.对经过粗车的工件,采用半精车可到达IT8-IT19级精度,外表粗糙度Ra值可3.2微米至6.3微米.对丁中等精度的加工外表,半精车可作为终加工工序,也可作为磨削或精加工的预加工工序.精车可作为最终加工工序或光整工序的预加工,精车后工件外表可达IT7-IT8级精度,外表粗糙度Ra值可0.8微米至1.6微米.(1)键槽加工方法键槽是轴类零件上常见的机构,其中以普通平键应用

10、最广泛,通常在普通立式铢床上用铢刀加工,我们不妨直接放到加工中央加工.(2)主要外表的加工方法传动轴大都是回转外表,主要采用车削与外圆磨削成形.由丁该传动轴的主要外表(Ra0.8)的公差等级(IT6)较高,外表粗糙度值Ra(0.8微米)较小,故车削后还需磨削.故主要外圆外表加工方案可为：粗车-半精车-磨削.四.制定工艺路线(1)划分加工阶段传动轴主要外表的加工可划分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段.该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆,钻中央孔等),半精车(半精车各处外圆,台阶和次要外表等),粗,精磨(粗,精磨各处外圆),各阶段划分大致以热处理为界.(2)安排加工顺序遵循“先基准后其他

11、原那么,首先加工精基准一一钻中央及车外表的外圆.1.遵循“粗后精原那么,先安排粗加工工序,后安排精加工工序.2.遵循“先主后次先加工主要外表一一车外圆各个外表,后加工次要外表铁键槽和加工各个小槽.3.遵循“先面后孔原那么,先加工左右端面,再加工各个台阶面.(3)初步拟定工艺路线定位基准面中央孔应在粗加工之前加工,在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中央孔的工序.调质后修研中央孔为消除中央孔的热处理变形和氧化皮,磨削之前修研中央孔是为提升定位基准面的精度和减少圆柱面的外表粗糙度值.拟定传动轴的工艺过程时,在考虑主要外表加工的同时,还要考虑次要外表的加工.在半精加工15mm22mm30mm17mm

12、夕卜圆时,应车到图样规定的尺寸,同时加工出各退刀槽,倒角和螺纹；两个键槽应该在半精车后以及磨削之前铢削加工出来,这样可以保证铢键槽时有精确的定位基准,乂可防止在磨削后铢键槽时破坏已精工的外圆外表.五.热处理工序安排(1)锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能.(2)调制一般安排在粗车之后,半精车之前,以获得良好的物理力学性能.(3)外表淬火一般安排在精加工之前,这样可以纠正因淬火引起的局部变形.(4)精度要求高的轴,在局部淬火或粗磨之后,还需进行低温时效处理.传动轴的热处理要根据其材料和使用要求确定.对丁传动轴,正火,调质和外

13、表淬火用得较多.该轴要求调制处理,并安排在粗车各外圆之后,半精车各外圆之前.综合上述分析,传动轴的工艺路线如下：下料车两端面,钻中央孑L粗车调制半精车车槽,倒角,车螺纹划键槽加工线铢键槽精车修研中央孔磨削检验.六. 机床设备的选用1.选择机床根据传动轴的工艺特性,根据不同工艺选车床.工序3,4,7是粗车和半精车,成批生产不需要很高的生产率,应选用普通车床就可以,此选用CA6140铢床选用X51.该零件磨削精度不高,选用一般的磨床即可,选用M131W2.选用工艺设备(1)选择夹具该零件的加工工艺不需要专用夹具.工艺装备采用通用夹具(三爪卡盘及顶尖).(2)选择刀具粗车,半精车采用YT5,精车用Y

14、T15类车刀,铢刀采用直径为6mm勺立式铢刀,切槽选用高速钢.(3)选择量具车削及键槽采用测量范围为0-300mm规格为300X0.05的双面游标卡尺,磨削采用测量范围为25-50mm读数值为0.01mm的外径千分尺.七、课程设计心得体会课程设计心得体会在本次的机械课程设计中,我学到了很多,经过查阅很多资料,学会脚踏提升了我的自学水平和动手水平.首先,在课程设计中,要谨慎,仔细,认真的对待每一个小的细节,一个小细节很可能导致总体的错误.在做每一件事时都要认真、细腻、不得半点马虎,这样会造成一些的错误.其次,在课程设计时,要多查找资料,多看书,通过多方比对来确定设计中的参数,多借一些相关书籍来参

15、考,但不是越多越好.在这设计过程中,表达自己单独设计的水平以及综合运用知识的水平,体会学以致用,突出自己劳动自己劳动成果喜悦心情,从中发现自己平时学习的缺乏和薄弱环节.这次设计将我以前学过的公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的申联了起来,起到了穿针引线的作用,稳固了所学知识的作用.最后,在整个过程中也发现自己的缺乏,而导致理论和实践还不能结合,这也让我在以后的工作和生活中确定自己的目标和方向.八. 确定工序的切削用量1.工序3,4粗车背尺刀量确实定由丁采用硬质YT5车刀,40轴段取背吃刀量api=1.85mm左端35轴段ap2=4.85mm左端30轴段ap3=2.3mm右端3

16、0轴段ap4=2.35mm右端25轴段ap5=4.85mmM20由段ap6=2.5mm进给量确实定取f=1mm/r.进给速度确实定取v=65m/min.40轴段n=1000*65/3.14*47=690r/min,取710r/min,得切削实际速度v=710*3.14*47/1000=104.7m/min.左端35轴段同40轴段.左端30轴段,n=1000*65/3.14*37=559.4r/min,取500r/min,得切削实际速度v=500*3.14*37/1000=58.1m/min.右端30轴段,25轴段同左端30轴段.右端20轴段n=1000*65/3.14*27=767r/min,

17、取n=800r/min,得实际切削速度v=800*3.14*27/1000=67.8m/min.1.工序7半精车背吃刀量确实定各轴段的背吃到量ap=1mm进给量确实定取f=0.5mm/r进给速度确实定取v=90m/min.40轴段n=1000*90/3.14*43.3=662r/min取n=630r/min,得实际切削速度v=630*3.14*43.3/1000=85.7m/min.左端v=1000*3.14*27.3/1000=85.7m/minn=1000*90/3.14*22=1303r/min,取n=1250r/min,得实际切削速度v=1250*3.14*22/1000=86.4m/

18、min.2.工序10精车a)背吃刀量确实定40轴段的背吃到量ap=0.65mmb)进给量确实定取f=0.1mm/r.c)进给速度确实定取v=130m/min,那么40轴端n=1000*130/3.14*41.3=1002r/min,取n=1000r/min,得实际切削速度v=1000*3.14*41.3/1000=130m/min.提升劳动生产率的方法1.缩短单件时间定额(1)缩短根本时间35轴段n=1000*90/3.14*37.3=768r/min,取n=800r/min,得实际切削速度右端20轴段v=800*3.14*37.3/1000=93.4m/min.n=1000*90/3.14*32.4=885r/min,取v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/min.n=1000*90/3.14*32.3=887r/min,取v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/min.n=1000*90/3.14*27.3=1050r/min,取左端30轴段,n=800r/min,得实际切削速度右端30轴段,n=800r/min,得实际切削速度右端25轴