传动轴工艺规程 编制90度可转位车刀设计(共18页)

1、 目 录第一(dy)部分传动轴工艺(gngy)规程编制设计机械制造(j xi zh zo)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.生产类型的确定 32.生产纲领的计算 3三零件的工艺分析 41.零件的作用 42.零件的工艺分析 4四 选择毛坯、确定毛坯尺寸 41.毛坯的选择 42.毛坯尺寸确定 5五 工艺规程的计 51.定为基准的选择 52.零件表面加工方法的确定 53.加工顺序的安排 64.该轴工艺路线的确定 65.机械加工余量、工序尺寸的确定 76.确定工序的切削用量10 7.铣键槽时尺寸链的计算11第二部分90可转位车刀设计 = 1 * CHINESENUM3 * M

2、ERGEFORMAT 一 概述12 = 2 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 二 选择刀片加固方式12 = 3 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 三 设计刀片材料12 = 4 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 四 选择刀片合理角度 13五 选择切削用量 13 = 6 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 六 选择刀片型号和大小 13 = 7 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 七 选择(xunz)硬质合金刀垫型号和尺寸 14 = 8 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 八

3、 计算(j sun)刀槽角度 14 = 9 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 九 计算(j sun)铣制刀槽所需要的角度 16 = 10 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 十 选择刀杆材料和尺寸 16 = 11 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 十一 选择偏心销及相关尺寸16参考文献 17 第一(dy)部分 传动轴工艺规程(guchng)编制设计一机械制造(j xi zh zo)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

4、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。3.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。4.培养质量意识。技术设计是根据产品质量要求而进行的，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。5.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 机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型

5、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 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。2.生产纲领的计算 零件的生产纲领的计算方式 N=Qn(1+%)(1+%) 结合生产实际：零件(ln jin)的备品率%和零件(ln jin)的平均废品率%分别取4%和6%，产品(chnpn)的年产量Q要求100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：N=110件，所以生产类型为中批量生产。三、零件的工艺分析 1.零件的作

6、用 题目所给定的零件传动轴，其主要作用，一是传递转矩二是承受轴向载荷 2.零件的工艺分析（1）从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，轴段的安排是呈阶梯型，两端都有倒角，便于安装和拆卸。（2）主要加工的面有35、32、40、25几个外圆和一个键槽。（3）图中可以看出零件的尺寸精度高，35是IT5级，25是IT6级，键槽是IT9级；粗糙度方面外圆35要求不高于0.8。外圆32要求不高于6.3。外圆25要求不高于1.6。键槽侧面要求不高于3.2，底面不高于6.3。其余都要求不高于12.5。综合分析只要精度满足要求粗糙度一般都能达到要求，粗糙度要求总体不高。（4）热处理方面需要调质处理，到H

7、RC4045。（5）零件的材料是40Cr。四选择毛坯、确定(qudng)毛坯尺寸 1.毛坯(mop)的选择 零件的毛坯材料是40Cr，是一种最常用(chn yn)的合金调质钢。经调质之后能获得较好的综合性能。在传递力矩过程时要承受很强的冲击力和很大的交变载荷, 要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性,而且其轮廓形状不复杂,故采用锻件2.毛坯尺寸确定 由于工件的形状简单，可以选用型材，材料40Cr,毛坯的制作方法为冷拉。零件直径的最大值是40，查机械工艺制造手册可知粗车的加工余量最大可以到8mm，可以选择毛坯的直径是45mm，长度选为160。即规格：五工艺规程的设计 1.定为基准的选

8、择（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，应选该该零件小端轴面为粗基准。（2）精基准的选择两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定位基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。2. 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，该轴的各表面具体的加工方法

9、如下加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra（m）加工方法左右端面IT1312.5 粗车 外圆面IT50.8粗车半精车粗磨精磨精密磨 40外圆面IT1312.5粗车 32外圆面IT116.3粗车半精车外圆面IT61.6粗车半精车粗磨精磨键槽IT93.2粗铣半精铣3.加工顺序(shnx)的安排（1）机械加工工序(gngx)按先基准平面后其他的原则：机械加工工艺安排是总是(zn sh)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。按先粗后精的原则：先安排粗加工工序，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。按先主后次的原则:先加工

10、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。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半精车之后。对于轴右端35mm加工质量要求较高的表面，安排在后面.先面后孔原则：先加工端面，再铣键槽。（2）热处理工序的安排在粗加工后进行调质处理，能提高材料强度(qingd)、表面硬度和耐磨性，提高(t go)轴的综合性能。 综上所述，该轴的工序(gngx)安排顺序为：粗车热处理半精车铣键槽粗磨精磨精密磨。4.该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工

11、序号工序名称机床设备刀具量具00锻造05车端面钻孔 HTM63150iy45车刀， 麻花钻10粗车外圆HTM63150iy90可转位车刀游标卡尺15车端面粗车外圆 HTM63150iy90可转位车刀游标卡尺20半精车外圆HTM63150iy90可转位车刀游标卡尺25划键槽钳工台30铣键槽铣床C5116键槽铣刀游标卡尺，千分尺35调质HRC404540粗磨外圆万能外圆磨床M114W砂轮千分尺45精磨外圆万能外圆磨床M114W砂轮千分尺50精密磨外圆万能外圆磨床M114W精修整砂轮千分尺55检验5.机械加工余量，工序尺寸的确定先确定各个工序的加工经济精度和表面粗糙度。由机械制造工艺手设计手册查得：

12、精密磨后IT5，尺寸公差为0.011mm，Ra0.8:；精磨后选定IT6，尺寸公差为0.016mm；粗磨后精度选择为IT8，尺寸公差为0.039mm；半精车后选定精度为IT11，尺寸公差选定为0.16；粗车后选定精度为IT13，尺寸公差为0.39mm； = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 计算(j sun)40工序(gngx)尺寸加工余量由毛坯的直径是45mm，所以粗车的余量是5mm。属于一般(ybn)公差，查表可知公差大小（精度选择中等）进行计算结果如下：外圆柱面40轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra

13、/m毛坯524542粗车5IT1312.540 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 计算35工序尺寸加工余量 用查表法确定加工余量。由工艺手册查得：精密磨余量为0,01mm，但考虑到这个余量应大于前工序精磨尺寸公差值，并考虑到工序余量的其他影响因素和保证合理的最小余量，确定精密磨余量为0.02mm；精磨为0.1mm；粗磨余量为0.3mm；半精车余量为1.1mm；粗车余量为4.5mm。由式子可知总的加工余量是6.02mm，考虑毛坯的直径的约束。选粗车的加工余量是3.48mm。计算各加工工序的基本尺寸精密磨后工序的基本尺寸是35mm精磨35mm+0.02mm=35.02mm粗磨35.0

14、2mm+0.1mm=35.12mm半精车35.12mm+0.3mm=35.42mm粗车35,42mm+1.1mm=36.52mm再将各工序的公差(gngch)数值按照“入体原则(yunz)”标注在工序基本(jbn)尺寸之上，得到各个工序的加工尺寸 外圆柱面35轴段加工余量计算(j sun)工序名称工序间量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗车3.48IT1312.536.52半精车1.1IT116.335.42 粗磨0.3IT83.535.12精磨0.1IT61.635.02精密磨0.02IT50.835 = 3 * GB2 * MERGEFO

15、RMAT 计算(j sun)32工序(gngx)尺寸加工余量 32外圆的加工是粗车半精车，加工都是在相同型号的机床上进行，所以可以选用上步确定的加工余量。整理后如下表 外圆柱面32轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗车3.9IT1312.533.1半精车1.1IT116.332 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 计算25工序尺寸加工余量 25轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗车 4.49IT1312.525.51

16、半精车1.1IT116.325.4粗磨0.3IT83.525.1精磨0.1IT61.6256.确定(qudng)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(tiojin)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。 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 粗车外圆 （1）背吃刀量： 背吃刀量mm。（2）进给量确定(qudng)： 查机械制造工程原理表2-14得进给量f=0.30.6mm/r,取f=0.5mm/r. （3）确定切削速度： 查机械制造工程原理表2-14，可以取切削速度v=70m

17、/min 查表可以知道，转速应选择n0=250r/min。这时实际切削速度： 余下选择同样的转速，切削速度v=70.69m/min。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 车端面 车端面选择与粗车相同的切削速度v=70.69m/min,进给量 f=0.5mm/rev,切削用量ap=2mm。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 半精车 （1）背吃刀量： 背吃刀量mm。 （2）进给量确定： 查机械制造工程原理表2-14得进给量f=0.080.3mm/r,取f=0.2mm/r. （3）确定切削速度： 查机械制造工程原理表2-14，可以取切削速度v=80m/min查表可以知道，转

18、速应选择n0=320r/min。这时实际切削速度余下选择(xunz)同样的转速，切削速度 ： v=104.00m/min,v=89.78m/min = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 铣键槽(jinco) （1）确定(qudng)背吃刀量 （2）确定切削速度： 可从金属切削手册常用工件材料的铣削速度推荐范围中查得 v=30-60m/min在保证正常的铣刀耐用度及在机床动力和刚性允许的条件下,应尽量选取较大的铣削速度,应此选择.v=50m/min =1194r/min 可以知道选择转速为n=1180r/min。从而可以得出 （3）进给量确定： 查机械制造工艺设计手册粗铣可以选取f=0

19、.2mm/rev半精铣可以选择.f=0.1mm/rev = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 磨削 (1）确定背吃刀量 粗磨时候ap1=0.05mm精磨ap2=0.02mm精密磨ap3=0.01mm （2）确定切削速度： 粗磨时候v=30m/min精磨v=35m/min精密磨v=42m/min (3）进给量确定： 粗磨时候f=5mm/rev精磨f=2.5mm/rev精密磨f=1.5mm/rev7铣键槽时尺寸链的计算键槽的尺寸如下图 分析(fnx)可以知道A1是封闭环A2减环A3是增环，需要(xyo)计算A1的尺寸，计算如下表：尺寸链环A1算式ES0算式EI0算式增环A3250-0.0

20、16减环A2-210-0.021封闭环A140-0.037 第二(d r)部分90可转位车刀设计说明概述 硬质合金刀片是标准化、系列化生产的，其几何形状均事先磨出。而车刀的前后角是靠刀片在刀杆槽中安装后得到的，刀片可以转动，当一条切削刃用钝后可以迅速转位将相邻的新刀刃换成主切削刃继续工作，直到全部刀刃用钝后才取下刀片报废回收，再换上新的刀片继续工作。因此可转位式车刀完全避免了焊接式和机械夹固式车刀因焊接和重磨带来的缺陷，无须磨刀换刀，切削性能稳定，生产效率和质量均大大提高，是当前我国重点推广应用的刀具之一。选择刀片(dopin)加固结构。 考虑到加工在CA6140普通机床上进行，且属于连续切削

21、，参照刀具(doj)课程设计指导书表2.1典型刀片加固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。设计刀片材料（硬质合金(yn zh h jn)牌号）。有原始材料给定：被加工工件材料为40Cr，连续切削完成粗车和半精车工序，按照硬质合金选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。选择车刀合理角度。根据刀具几何参数的选用原则，并考虑到可转位车刀的几何角度形成特点，选取如下四个主要角度：前角0 =7.50后角0 =7.50 主偏角Kr=900 刃倾角s=-50 。后角的实际数值以及副后角和副角在计算刀槽角度时经校验后确定。选择切削用量。根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。粗车时切削深度ap

22、=1.74mm，进给量f=0.5mm/r,切削速度v=70.69m/min。半精车时切削深度ap=0.55mm，进给量f=0.2mm/r,切削速度103.26m/min。选择刀片型号和尺寸：选择刀片有无中心固定孔。由于刀片加固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。选择刀片形状。按选定主偏角90，参照本章2.4,4.2节刀片形状的选用原则，选用三角形刀片。选择刀片精度等级(dngj)。参照本章2.4,4.2节刀片精度等级的选用原则，选用U级。选择刀片(dopin)内切圆直径。根据已定ap=1.74mm，Kr=900，s=-50，代入下式，可得： L1.5Le=1.5X1.747=2.

23、620mm选择刀片厚度(hud)s。根据已选定的粗车时切削深度ap=1.74mm, 进给量f=0.5mm/r,通过图2.3选择刀片厚度的诺模图，求得刀片厚度s=3.6mm。选择刀尖圆弧半r。根据已选定的粗车时切削深度ap=1.74mm, 进给量f=0.4mm/r,利用图2.4选择刀片厚度的诺模图，求得连续切削时的r=0.8mm。选择刀片断屑槽形式和尺寸，参照本章2.4,4.4节中刀片断屑槽形式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，选用V型断屑槽，断屑槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后便可确定。综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是TNUM220408-V3(见表2.10),其具体尺寸为L=

24、22.0mm，d=12.70mm，s=4.76mm，d1=5.19mm，r=0.8mm.刀片刃倾角sb=00 ；断屑槽宽度Wn=3mm；取法前角nb=15。选择硬质合金刀垫型号和尺寸。 硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固接结构以及刀片的型号和尺寸。本题选择与刀片形状相同的刀垫，三角形中心有圆孔。其基本尺寸长度L=11.70mm，厚度S=3.18mm，中心孔直径d1=6.6mm。材料硬质合金YG8。计算刀槽角度。 可转为车刀几何角度、刀片几何角度、和刀槽几何角度之间的关系。 刀槽角度的计算步骤是：刀杆主偏角Krg=Kr=90刀槽刃倾角sg=s=-5刀槽前角og将0=7.5，nb =15

25、，s=-5代入下式 则og=-7.5验算(yn sun)车刀后角0。车刀后角的验算(yn sun)公式为当tannb=-tanogcos2s将og=-7.5、s=-5代入上式得tan0=0.13则0=-7.44与所选角度数值相近，可以(ky)满足切削要求。而刀杆后角。刀槽副偏角 所以， 车刀刀尖角的计算公式为: 当=90时，式子成为： cosr=-tanogsinscoss 将og=-7.5、代入上式中，得 cosr=0.139 故 180-82-90=8.0 取 Krg=8.0 验算车刀副后角。车刀副后角的验算公式为： 当时，上式为：而 将 og=-7.5、s=sg=-5 代入得 所以(suy) 所以