减速器输出轴机械加工工艺规程设计书

1、减速器输出轴机械加工工艺规程设计书机械制造技术基础课程设计计算说明书设计题目：减速器输出轴机械加工工工艺规程设计专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：姓名：指导老师：日期：校名：华南理工目录一机械制造课程设计的目的 3二生产纲领的计算与生产类型的确定 31. 生产纲领的计算 32. 生产类型的确定 4三减速箱输出轴的工艺性分析 41. 减速器输出轴的用途和工作原理 52. 零件图样分析 53. 减速箱输出轴的技术要求 54. 审查减速器输出轴的工艺性 7四选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 71. 毛坯的选择 72. 确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 8五选择减速箱输出轴的加工方法，制定工艺

2、路线 81. 定位基准的选择 82. 零件表面加工方法的选择 93. 加工阶段的划分 94. 工序的合理组合 105. 加工顺序的安排 106. 零件的工艺路线的确定 11六工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算 12七工序设计（选择加工设备和工艺设备） 181. 选择加工设备 182.选择工艺设备 18八确定工序的切削用量 191.背吃刀量的确定 192.进给速度的确定 193. 切削速度的确定 19九 . 填写工艺过程卡和主要工序的工序卡 20十设计体会 21十一参考文献 21十二附件22一课程设计的目的1. 加强对理论知识的理解， 并且能把理论只是和课内外的生产实践相结合， 从而解决零

3、件在加工中定位， 加紧以及工艺路线的安排， 工艺尺寸的确定等一系 列实际问题，最终保证零件的加工质量。2. 提高基本意识和技能， 通过课程设计， 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。3. 锻炼使用手册及图表资料的能力 ,能够熟练地依据给定的任务而查找相关 的资料、手册及图表并掌握其中的设计信息用于设计参数的确定。4. 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。二生产纲领的计算与生产类型的确定1. 计算生产纲领a、计算：（1

4、）（1）N 零产品的生产纲领就是其年生产量，用字母N表示，通常按下式件的生产纲领（件 / 年）；Q 产品的年产量（台、辆/年）；n每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）；备品率，一般取24%废品率，一般取0.30.7%。结合生产实际：备品率和废品率分别取 3°% 0.5%;产品的年产量Q要求200 件/年，每台产品中该零件的数量n为1件/台。将各数据代入上式可得年产量 : 200*1*（1+3%）（1+0.5%）=207（件）b、离心机主轴的重量估计值为2.4 .2. 确定生产类型机械制造业的生产类型一般可分为大量生产，成批生产和单件生产三种类 型。其中，成批生产又可分为大批生产

5、、中批生产、小批生产三类。显然，产量 越大、生产专业化程度应该也越高。零件的生产类型是指零件的年生产纲领和产品特征来确定的。按重型机械、中型机械和轻型机械的年生产量列出不同生产类型的规范 ，如下表：表2不同机械产品的零件质量型别表机械产品类别加工零件的质量轻型零件中型零件重型零件电子工业机械<4430>30机床<151550>50重型机械<100100 2000>2000表3各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/ （台/年或件/年）轻型机械中型机械重型机械单件生产< 100< 20< 5小批生产100 50020 2005 100中批

6、生产5005000200500100300大批生产50005000050050003001000大量生产>500000>5000>1000查表2得，该零件为中型零件，再由此查表3可知，该减速箱输出轴生产类型为小批生产三.减速器输出轴的工艺性分析1. 减速器输出轴的用途和工作原理 此轴用于输出转矩、传递动力。轴安装在单列圆锥磙子轴承上， 轴承盖凸缘挡住轴承外圈， 因此轴得到轴向 定位。齿轮和半联轴器用轴肩、轴套和挡圈轴向定位，用平键作周向定位，以传 递运动和转距。该轴套上两个齿轮，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。2. 零件图样分析 (1)该零件轴

7、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， 表面粗糙度最高达到 了 0.8卩m零件的中心轴是设计基准和工艺基准。(2) © 35 0.008对公共轴线的圆跳动为0.012。(3) ?48的左端面对公共轴线的圆跳动度为 0.012。(4) ?35对公共轴线的的圆跳动度为 0.012。(5) © 40 0.054 X 35键槽对基准D平行度为0.08。(6) © 30 0.021 X 50键槽对基准C的平行度为0. 06(7) 零件的材料为 45钢。( 8)热处理 T224(9)© 35

8、 0.005为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，为0.8卩m( 10)各轴肩处过渡圆角 1。( 11)轴端加工出 45°倒角，是为了便与装配。3. 减速箱输出轴的技术要求加工表尺寸及偏差公差及精度等级表面粗糙度/形位公差A也350.017, 70.8p-0.012A-EL也351-0.0030.017, 712.5无B48无12.5无G48无1.60J012A-EH48无3.2无C中4十°"+ 0.0340.016 , 61.6无D35 0.030.017 , 70.8QJ012A-EE,-0 08 4 35-0.240.16 , 1135 0.033 2

9、 OQ 0.01无J,-0084 35-0.240.16 , 113.2无F+ +0 041 e 30-h 0.0280.013 , 61.6无K+ ,n+0 041 也30-h 0.0280.013 , 612.5无键槽12P9侧12P90.0361.6O.OS键槽12P9底无无3.2无键槽8P6侧面8P60.0431.6DM键槽8P6底面无无3.2无内螺纹孔2X M6深 10无无无表1减速器输出轴零件技术要求表4. 审查减速器输出轴的工艺性分析零件图可知，传动轴的所有表面都要求切屑加工，并在轴向方向上产生 台阶表面，并且粗糙程度都不同，这样有利于主轴高速旋转时的各表面的应力 条件,主要工作

10、表面虽然加工精度要求相对较高， 但也可以在正常的生产条件下， 采用较经济的方法保质保量地加工出来。所以该零件的工艺性好。a. 45号钢具有良好的可锻性。b. 结构力求简单、对称、横截面尺寸不应有突然变化。c. 为了装卸轴承和齿轮方便、去除毛刺，轴两端应该有倒角。d. 为了减少应力集中，各轴肩过渡处应有合理的圆角。e. 轴上有两个键槽，可用铣刀加工，而且效率高。f. 由于？48的左端面的粗糙度为1.6卩m要求较高，需要磨削工艺。为了磨削 加工方便，不损坏© 35器28轴面粗糙度，应在该处加褪刀槽 2X 0.5。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。四

11、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1. 毛胚的选择由于该输出轴在工作过程中要承受扭转和冲击载荷，为增强轴的抗扭强度和 冲击韧性，获得纤维组织，毛坯选用热扎圆钢，钢材选用 45 钢。又轴的轮廓尺 寸不大，且生产类型属于小批生产，为得到合适合适的生产效率和圆钢的精度， 宜采用模锻方法制造毛坯。 减速箱输出轴是阶梯轴， 并且各阶直径相差不大， 可 直接选用棒料，也可直接采用模锻方法制造毛坯。2. 确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量（ 1） 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 12 级。（2） 锻件质量的估算与形状复杂系数 S 的确

12、定。已知机械加工后轴的重量为 2.4, 由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的 重量为 3.0 。形状复杂系数其中为相应的锻件外廓包容体质量， 则：根据 S 的值查参考文献，可知锻件的形状复杂系数为S1 级（简单） 。（0.63<S<=1）（ 3） 零件的表面粗糙度依据零件图可知，该轴各加工表面的粗糙度均大于0.8卩m（4）锻件的材质系数由于该轴的材料为4 5钢，是碳的质量分数小于0 .65%的碳素钢，故该锻件 的材质系数属M1级。（5）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1.72.2。由于零件为阶梯轴，可以把台阶相差不大

13、的轴 的毛坯合成为同一节。根据具体尺寸，可将B和C合成同一 节，将D E、 F合成一节。具体加工数据见章节六。根据毛胚加工余量分析，可画出零件毛胚图。五. 拟定的工艺加工路线过程1. 定位基准的选择 粗基准的选择一般采用轴的外圆表面作为粗基准，这样可以使得定位、装夹和加工变得很 方便，而且这也符合基准统一原则。 以它为粗基准定位加工顶尖孔， 为后续工序 加工出精基准，这样使外圆加工时余量均匀，避免后续加工精度受到“误差复映” 的影响。提高工件加工时工艺系统的刚度，可采用外圆表面和一端中心轴共同作 为定位基准，这样可以使定位基准与设计基准重合并获得较高的定位基准。 精基准的选择零件上的很多表面都

14、以两端面作为基准进行加工， 可避免基准转换误差，也 遵循基准统一原则，因此以轴的两端面为精基准；两端面的中心轴线是设计基准， 选用中心轴线为定位基准，可保证表面最后加工位置精度，符合基准重合原则。2. 零件表面加工方法的选择轴的各个表面具体的加工方法，如表 4所示.加工表面尺寸精度等级表面粗糙度（）加工方法35 0篤外圆表面A60.8粗车一半精车一磨削48外圆表面B1112.5粗车40 0.054外圆表面C71.6粗车一半精车一精车35 08外圆表面D60.8粗车一半精车一磨削35 0.08外圆表面E63.2粗车一半精车30 0.028外圆表面F71.6粗车一半精车一精车轴端面L、K1112.

15、5粗车轴肩端面G81.6粗车一半精车一精车轴肩端面H J93.2粗车一半精车轴圆锥面93.2粗车一半精车12P9 键71.6粗铣一精铣8P6键71.6粗铣一精铣表4轴零件各表面加工方案3. 加工阶段的划分该轴为多阶梯轴，为了使毛胚生产率高，将毛胚大大的简化了，但是这使得 毛胚机械加工余量较大，需要切除大量金属，产生大量的切削热，而且引起残余 应力重新分布而变形，因此,安排工序时，应将加工过程分为以下阶段： 粗加工阶段粗加工阶段主要是去除各加工表面的余量，并作出精基准。它包括粗车外圆、钻中心孔。a. 粗车两端面，钻中心孔为精基面作好准备，使后续工序定位精准，从而保证 其他加工表面的形状和位置要求

16、。b. 粗车阶梯轴外圆,将零件加工出35,48,40,30的轴外圆使此时坯 件的形状接近工件的最终形状和尺寸，只留下适当的加工余量。c. 加工出2X M6深10的内螺纹孔。 半精加工阶段半精加工阶段的任务是减小粗加工留下的误差， 使加工面达到一定得精的， 为精加工做好准备。它包括主轴各处外圆、台肩的半精车和修研中心孔等。 精加工阶段精加工阶段的任务是确保达到图纸规定的精度要求和表面粗糙度要求。它 包括对表面粗糙度要求较高的外圆面 A、B磨削加工、对外圆面C、F和轴肩端面 G的精车加工。然后粗铣、半精铣键槽。4. 工序的合理组合该轴的生产类型为小批生产，零件的结构复杂程度一般，但有较高的技术 质

17、量要求，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量， 缩短工艺 路线，减少工件的搬动次数，提高生产效率；采用工序集中原则，使生产计划、 生产组织工作得以简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短，而且易于保证各加 工表面之间的相互位置精度要求。5. 加工顺序的安排 该轴要求热处理a. 为改善工件材料的切削性能，在切削加工前应进行调质热处理。b. 粗车之后，由于此轴粗车余量较大，为了消除粗车后工件的内应力，应安排退 火。c. 为了增加轴的耐磨性和表面硬度，精车之后对整个轴进行淬火。 辅助工序在半精加工之后，安排去毛刺；精加

18、工后，安排去毛刺，清洗和终检工序 机械加工工序a. 按“先基准面后其他”的原则，首先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆。b. 遵循“先面后孔”的原则，先加工端面，再加工铣键槽，钻螺孔c. 按“先主后次”的顺序，先加工主要表面：车外圆各个表面，后加工次要表面： 铣键槽。d. 按“先粗后精”的顺序，先加工精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。6. 零件的工艺路线的确定跟据上面加工工艺过程的分析，确定工艺路线，如表 5：工序号工序名称工序内容车床设 备刀具量具1锻造锻造45钢毛坯，得到锻件2热处理调质处理220240 3粗车粗车轴端面K、L和其他外圆表面、轴 肩断面614045度刀游标卡尺 止规

19、4热处理退火5钳修研两端中心孔钳工台麻花钻游标卡尺6半精 车半精车轴外圆表面A、C、D E、F、轴 肩端面G H J和锥面614045度刀60度刀游标卡尺 止规7车越程槽在外圆表面A最右端车出2X).5的越 程槽6140切断刀游标卡尺8精车精车外圆表面CF,轴肩端面G和45° 倒角两个614060度刀45度刀游标卡尺 止规9攻螺 纹先钻光孔，攻右端两内螺纹孔M6深10, 相对小中心线对称距离为18Z512麻花钻 螺杆丝锥游标卡尺 塞规10磨削磨外圆A、DM1432A砂轮千分尺卡规11钳划键槽加工线钳工台钢尺游标卡尺12铣平口虎钳装夹工件，铣出两个键槽 将键槽底面铣至满足表面粗糙度1.

20、66132键槽铣刀游标卡尺13钳去毛刺钳工台平锂游标卡尺 卡规14热处理淬火15清洗清洗零件表面清洗机16终检终检零件尺寸游标卡尺 卡规，塞 规六. 工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算由于零件为阶梯轴，我们可以把台阶相差不多的阶梯轴的毛坯合成同一节，根据具体尺寸可将B和C合成同一节，将D E、F合成一节。具体 数据如下： 对轴左端外圆表面A粗糙度0.8卩山的要求，对其加工方案为粗车一一半精车磨削。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。精车后工序的基本尺寸为3

21、5,其它各工序的基本尺寸为：磨削：35半精车：35+0.4=35.4粗车：35.4+1.5=36.9锻造：36.9+4.仁41确定各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7,为0.8卩m半精车后为8为3.2卩m粗车后为11为16卩m如下表:工序名称工序余量加工经济精度/ mm表面粗糙度卩m工序基本尺寸/ mm尺寸、公差/ mm磨削0.470.83535赵5OQ 0.008半精车1.583.235+0.4=35.4354 0.039粗车4.1111635.4+1.5=36.936.9 0.16锻造236.9+4.1=4141 2对于外圆端面B和C,为了提高加工效率，可以作为同一台

22、阶。外圆表 面c的粗糙度为1.6卩m确定其加工方案为：粗车一一半精车一一精车。 由工艺手册查得：精车的加工余量为1.0，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7.0，取加工余量为10,修正 粗车余量为7.5。确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：精车后为7, 0.8卩m精车后为8， 3.2卩m，粗车后为11， 16 m如下表：工序名称工序余量加工经济精度/ m表面粗糙度卩m工序基本尺寸/ mm尺寸、公差/ mm精车1.070.840"0.0540 0.034半精车1.583.240+1.0=4141 0.039粗车7.5111641+1.5=42.542

23、.500.16锻造242.5+7.5=5050 2毛胚外圆表面B和C在同一台阶上，则毛胚尺寸也为 50,加工方案为: 粗车。粗车的加工余量为2.0.确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：粗车后为11, 12.5卩m如下表:工序名称工序余量加工经济精度/ mm表面粗糙度卩m工序基本尺寸/ mm尺寸、公差/ mm粗车21112.54848 0.16锻造23.248+2=5050 2 外圆表面D E、F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。a以外圆表面D为对象，其外圆的表面粗糙度为0.8卩m确定其加工法案为:粗车一一半精车一一磨削。确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度

24、：由工艺手册查得：磨削后为7,为0.8卩m半精车后为8为3.2卩m粗车后为11为16卩m如下表：工序名称工序余量加工经济精度/ m表面粗糙度卩m工序基本尺寸/ mm尺寸、公差/ mm磨削0.470.83535 0.0335 0.01半精车1.583.235+0.4=35.435.4 0.039粗车4.1111635.4+1.5=36.936.900.16锻造236.9+4.1=4141 2b、E和D在同一节上，则毛胚尺寸同为41。其外圆表面粗糙度为3.2卩m 故加工方案为：粗车一一半精车。由工艺手册查得：半精车的加工余量为1.5，粗车的加工余量为4.5，总余量为6。确定各工序的加工经济精度和表

25、面粗糙度：半精车后为8为3.2卩m粗车后为11为12.5卩m如下表:工序名称工序余量加工经济精度/ mm表面粗糙度卩m工序基本尺寸/ mm尺寸、公差/ mm半精车1.583.2350.°835 0.24粗车4.5111635+1.5=36.536.5 0.16锻造236.5+4.5=4141 2c、F与D在同一节上，则毛胚尺寸也为41,则总余量为11。其外圆表面粗糙度为1.6卩m确定其加工方案为：粗车一一半精车一一精车。由工艺手册查得：精车的加工余量为1.0，半精车的加工余量为 1.5，粗车的加工余量为4.5，将粗车余量改为8.5。确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：精车后为7,

26、0.8卩m精车后为8， 3.2卩m，粗车后为11， 16 m如下表:工序名称工序余量加工经济精度/ m表面粗糙度卩m工序基本尺寸/ mm尺寸、公差/ mm精车1.070.8300.04130 0.028半精车1.583.230+1.0=3131 .0 0.039粗车8.5111631+1.5=32.5325 0.16锻造232.5+8.5=4141 2 轴肩端面g毛胚加工余量的确定。表面粗糙度要求1.6卩m确定其加工方案： 粗车一半精车一精车。由工艺手册查得：精车余量为1.6，半精车余量为1.0，粗车余量为0.8， 总余量为3.4。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：精车后为

27、8,1.6卩m;半精车后的为9, 3.2卩m;粗车后为11, 16卩m。如下表:工序名称工序余量加工经济精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差精车1.681.677 0f 0.039半精车1.093.27+1.6=8.68.6 0.062粗车0.811168.6+1.0=9.69.6 0.16锻造± 29.6+0.8=10.410.4 2 轴肩端面J毛胚加工余量的确定。表面粗糙度要求2.3卩m确定其加工方案: 粗车一半精车由工艺手册查得：半精车余量为 1.0，粗车余量为0.8，总余量为1.8。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：半精车后的为8, 2.3卩m;粗车后为1

28、1, 16卩m如下表:工序名称工序余量加工经济精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差半精车1.093.25555 0.039粗车0.8111655+1.0=5656 0.16锻造± 256+0.8=56.856.8 2 轴肩端面H的毛胚加工余量的确定。其表面粗糙度为3.2卩m确定加工方案: 粗车一半精车由工艺手册查得：半精车余量为 1.0，粗车余量为0.8，总余量为1.8。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：半精车后的为8, 3.2卩m;粗车后为11, 16卩m如下表：工序名称工序余量加工经济精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差半精车1.093.2175175 0.0

29、62粗车0.81116175-1.0=174174°1 / 气 0.16锻造± 2174-0.8=173.2173.22 轴端面L、K毛胚加工余量的确定。其表面粗糙度为12.5卩m粗车既可达到要求，粗车余量为0.8。所以轴毛胚总长度为200+0.8*2=201.6。如下表:工序名称工序余量加工经济精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差粗车0.81112.520020000.16锻造± 2200+0.8*2=214201 .6 2七. 选择加工设备和工艺设备由于该轴生产类型为小批生产，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

30、各机床上的装卸及及各机床的 传送均由人工完成。1. 选择加工设备根据该轴的尺寸大小要求，选用卧式6140,万能外圆磨M1432台式钻床Z512，铣床6132。（详见表5）2. 选择工艺设备工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在表 5和工艺卡卡片上有简要说明。八. 确定工序的切削用量在刀具耐用度一定的情况些，为了提高生产率，选择切削用量的基本原则 是：首先应选尽可能大的背吃刀量；其次要在机床动力和刚度允许的条件下，同 时又满足已加工表面粗糙度要求的情况下，选取尽可能大的进给量；最后根据车床的功率情况选定切削速度。1. 背吃刀量的确定粗加工时，背吃刀量应根据加工余量和工艺系统刚度来确定。由于粗加工时

31、是以提高生产率为主要目标，所以在留出半精加工、进加工余量后，应尽量将 粗加工余量一次切除。一般 可达8-10。当遇到断续切削、加工余量太大或不 均匀时，则应考虑多次走刀，而此时的背吃刀量应依次递减，即ap1 > ap2 >弘3 外圆面A B、C、D E、F的车削，查工艺手册可知：a. 粗车ap为各个外圆表面粗车加工余量的二分之一b. 半精车即=0.75c. 精车 aP=0.25 轴端面K、L和轴肩端面G H、J的车削，查工艺手册可知:a.粗车 =0.8 b. 半精车 ap=0.5 c. 精车 ap=0.12. 进给速度的确定 外圆面A B、C、D E、F的车削,查工艺手册可知：a.粗车f =1 b.半精车f =0.45 c. 精车f =0.1 轴端面K L和轴肩端面G H、J的车削，查工艺手册可知:a.粗车f =0.5 b. 半精车f =0.5 c. 精车f =0.13. 切削速度的确定 外圆面A B、C、D E、F的车削,由车床主轴转速，查工艺手册可知:a.粗车Vc=60b.半精车=90c.精车vc=120 轴端面K L和轴肩端面G H、J的车削，查工艺手册可知：a.粗车 vc =50b.半精车vc=80c.精车 vc=110 铣键槽12P9 选取铣刀类及其参数，根据键