蜗杆轴毕业论文课件

1、毕业设计（论文）中文摘要机械加工工艺流程设计能力是从事机械制造专业的科研、工程技术人员必须具备的基本素质之一。机械加工工艺流程设计作为高等工科院校教学的基本科目，在实践中占有极其重要的地位，工艺流程设计在加深对专业课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题的能力培养方面所发挥的作用是显而易见的。本设计是蜗杆轴的加工工艺流程设计，其结构虽然规则，但是精度要求比较高，所以工艺要求比较复杂。需要粗车、精车、铣车、磨销，其中精车是加工关键。车床加工工艺是以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合车床的特点，综合运用多方面的知识解决车床加工过程中面临的工艺问题。工艺流程是保证机械产品高质量、低成本的一种重要

2、的工艺依据，工艺流程设计在机械加工中就显得更为突出，因此中小型零件加工的流程设计常被选作毕业设计的主要内容之一。关键词：蜗杆轴，工艺流程，粗车毕业设计（论文）外文摘要Title： THE DESIGN OF WORM SHAFT MACHINTNG PROCESS Abstract：The ability of machine-finishing process design is one of the basic abilities which the machinery manufacture specialized scientific researcher, engineers and

3、 technicians are engaged in must be have.The machine-finishing process design as a basical subject that all the higher engineering course colleges and universities teaching took,holding the extremely important position in the practice.The machine-finishing process design has a significantly function

4、 which is deepening on the specialized curriculum elementary theory understanding and strengthening the ability to solve the function that the project actual problem.This design is worm shaft's machine-finishing process design， its structure is rule, but the accuracy requirement is quite high.ne

5、eding rough turning, Finish turning，milling, grinding, and rough turning is the key. Finish processing machinery is in the process based on the basic theory, combining the characteristics of Lathe, comprehensive use of various aspects of knowledge to solve Lathe in the process of facing the problem.

6、 The machine-finishing process design is an important craft basis that guarantee high grade, low cost machine-finishing. The process design appears more prominent in the machine-finishing,therefore middle and small scale components machine-finishing process design is selected frequently to do gradua

7、tion project.Keywords ： worm shaft，technical process，rough turning1前 言在现在机械制造工业中，切削加工仍然是将金属毛坯加工成规定的几何形状、尺寸和表面质量的主要加工方法。目前，全球经济正处于一个根本性的变革时期，人类社会正逐步由工业经济时代步入知识经济时代。知识经济是在工业经济高度发展的基础上建立的，是生产力发展的崭新阶段。在知识经济条件下，制造业是一个国家经济发展的支柱，是国民经济收入的重要来源，在整个国民经济中处于十分重要的地位。制造业的发展对一个国家的经济及社会文化具有巨大和深刻的影响，国民经济的发展速度在很大程度上取决

8、于机械制造技术水平的高低和发展速度。据统计，20世纪90年代各工业化国家机械制造业所创造的财富占国内生产总值（GDP）的比例平均为22.15%，美国财富的68%来源于制造业；日本国内生产总值的49%是由制造业提供；我国制造业产值占工业总产值的比例为45%。机械制造业的技术发展水平不仅决定企业现时的竞争力，更决定了全社会的长远利益和经济的持续增长。可以说，制造业是实现经济增长的物质保证，没有机械制造业的发展和振兴，就没有整个国名经济的发展和振兴。国民经济各部门的生产技术水平和经济效益，在很大的程度上取决于机械工业所能提供的装备的技术性能质量和可靠性。通过本设计使我们对制造过程有一个总体的认识，掌

9、握金属切削过程的规律和控制方法及机械加工过程机械加工精度和加工表面质量分析的基础知识，并能结合实际合理地选择加工方法和切削参数以及机床、刀具、夹具，具备制订机械加工和装配工艺规程的能力，能对具体的工艺问题进行分析，提出改进产品质量，提高生产率，降低成本的工艺措施，了解现代制造技术的现状与发展趋势。经过三十多年的改革开放，我国现代化建设正在蓬勃发展，面对国内生产任务的增长和国际竞争形势的严峻，各个生产部门对机械产品的技术装备提出了日益增长的需要，所以我们一定要学好机械的设计基本理论、基本知识和基本技能，通过毕业设计提高自己的能力。2 零件分析2.1技术条件分析如图所示，是蜗杆的工作图，零件选用4

10、5钢，热处理选用调质HB230250。毛胚为锻件。工件两端30js6轴承档圆跳动精度为0.012毫米，螺杆大径及30js6轴承安装直径的圆跳动精度是0.01毫米。工件表面质量较高，Ra0.8Ra6.3微米不等要求。蜗杆齿形为法向直廓，轴向模数为mx=5，头数z为2，精度等级为8级（GB10089-1988），法向齿高为5毫米。导程角为11°1836”。2.2工艺路线零件为批量生产是的工艺路线如下：下料锻造正火钻中心孔粗车外圆调质研磨中心孔半精车外圆粗车蜗杆螺纹精车外圆精车蜗杆螺纹铣键槽磨外圆磨蜗杆螺纹齿检验入库。2.3车削步骤的选择零件批量加工时车削过程如下螺杆工艺分析工艺过程卡片产

11、品名称第 页零件名称蜗杆车间材料投产数量共 页工序工种工步加工内容及技术条件1锯1按锻造比要求下料，适当直径的棒料2锻1按零件工作图锻造毛胚并正火处理3车1用三抓卡盘夹持30mm的毛胚处2车端面，钻中心孔B 4mm，即装后顶尖3粗车涡杆螺纹外径60mm至62mm4粗车外圆40mm至42mm，粗车36mm处至38mm，粗车30mm处至32mm，粗车28mm处至30mm，粗车22mm处至24mm各外圆直径留有2mm余量。控制46mm，12 mm，20mm，115mm，36mm各段长度尺寸。4车1工件掉头，用三抓卡盘夹持粗车后32mm外圆2车端面控制323mm总长，钻中心孔B 4mm，即装后顶尖3粗

12、车30mm，40mm，36mm处外圆至32mm，42mm，38mm，留有2mm的加工余量，控制188±0.05mm，12mm，96mm各长度尺寸。5热1粗车后工件进行调质处理HB 2302506研1调制后进行中心孔研磨7车1工件安装在两顶尖之间2半精车蜗杆外圆60mm至60.4mm（0.4mm为精车余量）3车40mm，36mm外圆至尺寸4半精车30mm外圆至30.4mm（0.4mm为留磨余量）5半精车28mm外圆至28.4mm（0.4mm为留磨余量）半精车22mm外圆至22.4mm（0.4mm为留磨余量）8车1工件掉头安装在两顶尖之间2车40mm，36mm外圆至尺寸3半精车30mm外

13、圆至30.4mm（0.4mm为留磨余量）9车1一端用三爪（垫铜皮）夹持30mm处，另一端用顶尖3车蜗杆螺纹外圆两端，30°倒角粗车蜗杆螺纹，控制齿厚7.701mm为8.00mm10车1工件安装在两顶尖之间2精车螺杆外圆600-0.046mm至尺寸3精车蜗杆螺纹至尺寸，控制齿厚尺寸7.701mm11铣1工件装卡在铣床的工作台上2铣键槽6×28mm，控制18.50-0.1mm及距端面尺寸3mm12磨1工件上磨床两顶尖之间2磨外圆30js6mm至尺寸，磨外圆28h11mm，磨外圆22k6mm至尺寸，保证20mm，36mm。3工件掉头安装在两顶尖上，磨外圆30js6mm13磨1磨蜗

14、杆齿轮14检1检验尺寸是否合格2.4车削过程程序分析1,蜗杆精度要求较高，因此工序2锻造后须立即进行正火处理，对后工序热处理先做组织上准备，同时对切削加工也有利。2,工件毛胚为锻件，加工余量较大，不能采用毛胚进行调质，所以工序3和工序4为粗车加工。主要使工件的调质处理充分发挥作用。3,工序6是工件经调至后，中心孔有可能有所变形，为保证后工序加工精度，则对中心孔进行研磨加工。4，工序9是蜗杆螺纹粗车加工，为满足有较好装夹刚性，工件装夹采用一端用三爪卡盘夹持，另一端用顶尖支撑，比用两顶尖加工刚性好。5，为了保证满足工件尺寸精度和形位公差，蜗杆螺纹精车工序10的安装基准为两顶尖。同工序12，外圆磨削

15、加工，为同一个精基准。因此能保证30js6mm两外径与螺杆螺纹分度圆及28h11mm外圆径向圆跳动在0.01mm内。3基准的选择3.1精基准的选择根据传动轴零件图的设计图纸和精基准的选择原则要求定位基准与设计基准相重合，这里选择传动轴的两端面中心孔作为定位基准，可以很方便的加工各轴肩端面和各外圆表面，而且能保证加工轴肩面P、Q相对于中心轴线的圆跳动误差，保证加工M、N轴线相对于中心轴线的同轴度误差。只有在加工键槽时需改变定位基准，根据设计要求选择P面和F轴肩右端面作为定位基准加工键槽。总之，该传动轴零件结构简单，定位、装夹方便，有利于保证各项技术要求。3.2粗基准的选择 一般先选择外圆表面作为

16、粗基准，先加工出一个端面和端面的中心孔，然后再以加工出的端面定位加工另一个端面和其中心孔，而不是用外圆表面定位把两个端面同时加工出来，这样加工可以保证两端面中心线的同轴度，并为后续的精加工做好准备。4、 机床设备及工艺装备的选用由于该轴生产类型为批生产，且采取的工序集中，加设设备以通用机床为主，生产方式为通用机床加辅助夹具为主。工件在各机床上的装卸及及各机床的传送均由人工完成。4.1 机床设备的选用根据该轴的尺寸大小要求，选用卧式车床CA6140,万能外圆磨床MD1420，立式升降台铣床X5032，具体情况如上表所示。4.2 工艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。工艺装备采用通用夹

17、具，通用刀具和通用量具。（1）刀具的选择：a 粗车时：合理前角参考值为1518。，合理后角参考值为68。，工艺系统刚性较好时主偏角Kr=75。，副偏角Kr=510。45钢正火，可以选用YT5的刀具，前角选为16。，后角为58。，主偏角75。，刃倾角为0。，副偏角Kr=5。，刀尖半径为1mm。b 半精车、精车时：合理前角参考值为1318。，合理后角参考值为810。，工艺系统刚性较好时主偏角Kr=75。，副偏角Kr=05。45钢调质，可以选用YT15的刀具，前角选为18。，后角为58。，主偏角75。，刃倾角为0。，副偏角Kr=5。，刀尖半径为1mm。c 选用车刀时，车端面选用45。端面车刀；车外圆

18、阶梯时，选用90。车刀；在粗车外圆时，选用75。偏刀。车外圆时，使用靠模板车。钻深孔时，选用莫氏锥柄麻花钻；车螺纹时，使用高速钢螺纹车刀。铣键槽使用圆柱键槽铣刀加工。(2)夹具的选择：加工该零件不需要使用专用夹具，采用通用夹具，如：三爪卡盘及顶尖（3）量具的选择：游标卡尺（精度为0.02），千分尺。5、 加工余量、工序尺寸和公差的确定5.1轴外圆面40的确定如表：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm精车0.4IT93.240粗车2IT1112.542锻造±2655.2轴外圆面36的确定如表：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度R

19、a/um工序基本尺寸/mm精车0.4IT93.236粗车2IT1112.538锻造±2655.3轴外圆面30js 6的确定如表：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT60.330±0.0065半精车2IT93.230.300.052粗车4IT1112.532.300.13锻造±2655.4轴右边部分外圆面28h11的确定如表：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT608350-0.13半精车2IT93.235.400.062粗

20、车4IT1112.53700.16锻造±2655.5轴右边部分外圆面30js6的确定如表11：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT61.630±0.0065半精车2IT93.230.400.052粗车4IT1112.532.400.13锻造±2655.6 轴右边部分外圆面22k6的确定如表12：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT60822+0.015+0.002半精车2IT93.222.400.052粗车4IT1112.

21、524.400.13锻造±2655.7 轴外圆面60 h8的确定如表13：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT63.26000.046半精车2IT93.260.400.052粗车4IT1112.562.400.13锻造±2656、 切削用量和时间定额的计算6.1 工序7半精车涡轮轴各外圆面切削用量的计算 该工序虽然分了多个工步进行，但每个工步的背吃刀量、进给量和切削速度都相同，因为这些工步都是在一台机床上经一次走刀加工完成的，所以分析一个工步即可。现以半精车E轴外圆面为例，计算切削用量： 1）背吃刀量的

22、确定 半精车E轴外圆面的加工余量为2，由于加工余量为双边余量，故ap=1mm 2）进给量的确定 由表查得，可取进给量f=0.4mm/r 3）切削速度的确定 根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nd/1000=30.2m/min由于各工步加工轴的直径不同，算出的转速也不相同，但都靠近n=320r/min，故可以统一起来取值。半精车P、Q面切削用量的计算 P、Q面的技术要求相同，都是为了保证表面粗糙度Ra=0.8，而长度方向的尺寸只要满足基本尺寸要求即可，无需保证公差值

23、。为了简化计算，这里只取Q面作为对象，最后计算结果的两倍即为该工序的最终结果。A半精车Q面1） 背吃刀量的确定 因为已知该工步的加工余量为2，ap=1mm,分两次进给。2）进给量的确定 由表查得，可取进给量f=0.4mm/r 3）切削速度的确定 根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nd/1000=30.2m/minB精车Q面1)背吃刀量的确定 因为已知该工步的加工余量为0.3，ap=1mm,分两次进给2）进给量的确定 由表查得，可取进给量f=0.4mm/r 3）切削

24、速度的确定 根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nd/1000=30.2m/min6.2 工序7半精车涡轮轴各外圆面时间定额的计算 1）半精车E轴外圆面基本时间和辅助时间的确定 基本时间 tj=(L+L1+L2)*i/fn=(30+2+3)*60/(0.4*320)=16.4s 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*16.4=2.5s2）半精车M轴外圆面基本时间和辅助时间的确定 基本时间tj=(L+L1+L2)*i/fn=(31+2+3)*60/(0.4*32

25、0)=16.9s 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*16.9=2.5s3）半精车G轴外圆面基本时间和辅助时间的确定 基本时间tj=(L+L1+L2)*i/fn=(46+2+3)*60/(0.4*320)=23.9s 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*23.9=3.6s4）半精车F轴外圆面基本时间和辅助时间的确定 基本时间tj=(L+L1+L2)*i/fn=(44+2+3)*60/(0.4*320)=23s 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*23=3.4s5）半精车N轴外圆面基本时间和辅助时间的确定 基本时间tj=(L+L1+L2)*i/fn=(36+2+3)*60

26、/(0.4*320)=19.2s 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*19.2=2.9s6）半精车20轴外圆面基本时间和辅助时间的确定 基本时间tj=(L+L1+L2)*i/fn=(18+2+3)*60/(0.4*320)=10.8s 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*10.8=1.6s 7) 半精车P面基本时间和辅助时间的确定 基本时间 tj=2*20*60/128=18.8 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*18.8=2.8s 8) 半精车Q面基本时间和辅助时间的确定 基本时间 tj=2*20*60/128=18.8 辅助时间 tf=0.15* tj=0.15*

27、18.8=2.8s综上，工序7总的基本时间tj总= tj1+ tj2+ tj3+ tj4 +tj5 +tj6 +tj7 +tj8=16.4+16.9+23.9+23+19.2+10.8+18.8+18.8=147.8s 总的辅助时间tf总= tf1+ tf2+ tf3+ tf4 +tf5 +tf6 +tf7+tf8= 2.5+2.5+3.6+3.4+2.9+1.6+2.8+2.8=22.1s 布置工作地时间 tb=0.05*( tj总+ tf总)=8.5s 休息和生理需要时间 tx=0.03*( tj总+ tf总)=5.1s 准备与终结时间 tz=0.05*( tj总+ tf总)=8.5s单件

28、时间定额 tdj=tj+tf+tb +tx +tz/m=147.8+22.1+8.5+5.1+8.5/200=183.5s6.3 工序11铣键槽切削用量和时间定额的计算 1）N轴外圆面上键槽28×6切削用量的确定：根据图样分析和查表可得：进给量fz=0.1mm/z，给定齿数为5，f=0.5mm/r，背吃刀量ap=2.4，分两次进给，主轴转速取n=190r/min，得：V=14.9m/min 时间定额的确定：基本时间tj=l/f=25×60/95=31.6s，tf=0.15×tj=4.7s 7、典型夹具分析设计 7.1应用定位原理几种情况（1）完全定位工件的六个自由

29、度全部被限制，它在夹具中只有唯一的位置，称为完全定位。（2）部分定位工件定位时，并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下，少于六个支撑点的定位称为部分定位。在满足加工要求的前提下，采用部分定位可简化定位装置，在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。（3）过定位（重复定位）几个定位支撑点重复限制一个自由度，称为过定位。A、一般情况下，应该避免使用过定位。通常，过定位的结果将使工件的定位精度受到影响，定位不确定可使工件（或定位件）产生变形，所以在一般情况下，过定位是应该避免的。B、过定位亦可合理应用虽然工件在夹具中定位，通常要避免产生“过定位”，但是在

30、某些条件下，合理地采用“过定位”，反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。工件本身刚性和支承刚性的加强，是提高加工质量和生产率的有效措施，生产中常有应用。大家都熟知车削长轴时的安装情况，长轴工件的一端装入三爪卡盘中，另一端用尾架尖支撑。这就是个“过定位”的定位方式。只要事先能对工件上诸定位基准和机床（夹具）有关的形位误差从严控制，过定位的弊端就可以免除。由于工件的支撑刚性得以加强，尾架的扶持有助于实现稳定，可靠的定位，所以工件安装方便，加工质量和效率也大为提高。7.2确定要限制的自由度1.在本设计中，主要是加工外圆，应该限制五个自由度，即零件旋转方向上的自由度不需

31、要限制，属于不完全定位。定位精度取决于机床自身的精度和三抓卡盘的精度。2.按照加工要求，铣键槽时应限制五个自由度，即沿x轴移动的自由度不需要限制，但若在此方向设置一止推支撑，则可起到承受部分铣削力的作用，故可采用完全定位。7.3夹具的作用、定位原理、定位元件选择 1，夹具的作用2，定位原理3，定位元件选择7.4 定位误差的计算与校核结束语通过做毕业设计，使我对书本的知识有了更深一步的认识和理解，知道了理论联系实际的重要性；另外，对如何查阅资料与合理利用有了更深入的了解；本次毕业设计过程中进行了工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、轴类零件与夹具的设计与分析，是对我在大学期间所学的专业知识