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切削工艺设计说明书 课程名称 切削工艺课程设计 设计题目 挂轮架轴 目录一、 挂轮架轴的工艺分析及生产类型的确定. 21. 挂轮架轴的工艺分析. 22. 生产类型的确定. 2二、 机械加工工艺设计.31. 定位基准的选择及安装形式.32. 零件表面加工方法的选择.43. 制定工艺路线.54. 确定机械加工余量.7三、总结11四、参考文献12五、附录（机械加工工艺过程工艺卡）13设计计算与说明结果一、挂轮架轴的工艺分析及生产类型的确定1.挂轮架轴的工艺分析由该挂轮轴的零件图可知，该轴属于典型的阶梯轴类零件，机构较为复杂，由于各轴段具有不同的功能、尺寸、配合及粗糙度的要求，故加工起来较为复杂。该轴共分为六段，主要构成为回转面，故可采用车削方式进行加工，M16所示的两处螺纹可单独进行加工，由于不同轴段间设计有退刀槽，故可以方便单独地对各段进行不同的加工；在18轴段和13轴段上有平面，可在车削加工完成后再进行铣削加工。不同轴段的粗糙度要求不同，有Ra0.63,Ra2.5和Ra25的不同要求，可利用粗车，半精车，精车和静磨的方法分别进行加工，满足不同的要求，由于退刀槽的作用，故各段加工之间互不影响。25X35轴段的直径和长度都有公差要求，在加工时需要用较精密的加工方法以及合适的工序对其进行保证；同时有平行度和垂直度的要求，可以通过适当的基准选择和工序排布对其进行保证。总之，该零件可以在正常的工艺条件下，用较为经济的方法进行加工，整体工艺性较好。2.生产类型的确定设计计算与说明结果由于零件图未对生产数量及批次有明确要求，且加工数量只为1，故可视为单件小批量生产类型，以此进行工艺路线的拟定。二、机械加工工艺设计1.定位基准的选择及安装形式精基准的选择根据零件图可知25轴段有垂直度的要求，并且其尺寸偏差要求较严格，故选定其为精基准，可以满足位置公差的要求，同时可以作为回转面进行定位，可以保证其余各轴段之间的同轴度要求，减少跳动。同时由于装夹要求，在左右两端进行装夹时，分别以M16轴段和25轴段为精基准进行加工。具体进行加工时，两精基准互为基准进行加工，保证了各处的形位公差要求。粗基准的选择由于该零件属于回转轴类零件，故选取零件中心轴线为粗基准，分别装夹两次，在两端钻顶尖孔作为定位粗基准，为后续的精加工最好准备。安装形式和次数在车床上安装工件所用的附件有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、花盘、心轴、中心架和跟刀架等。安装工件的设计计算与说明结果主要要求是位置准确、装夹牢固。工序1、2、3、4、6、7、8、9是粗车、半精车和精车，由于是对回转面进行车削，三爪卡盘是应用最广泛的夹具，适合于安装短圆棒料工件，且三爪卡盘装夹方便能自动定心 ，能满足车削精度要求，故在这几个工序中选用三爪卡盘进行装夹。在每个工序中分别装夹一次。工序10为铣削，在13轴段和25轴段由于铣削平面有角度关系和定位要求，故在装夹时选用分度头进行装夹，可以保证相应角度方便加工。装夹一次。工序11为精磨，由于属于精加工，要保证加工精度和表面粗糙度，所以选用双顶尖进行装夹。共装夹一次。2.零件表面加工方法的选择根据零件图上的表面粗糙度要求和尺寸精度要求，可查阅机械制造技术基础表5-6获得零件外圆加工方法的经济精度，进而进行相应加工方法的选用。零件图上粗糙度要求为Ra25的部分粗车即可达表面粗糙度要求；对于零件图上表面粗糙度要求为Ra2.5的M16及50两端面，查表可知半精车可到达到Ra2.510的要求，精车可达到Ra1.255的要求，为减小加工难度，故选用粗车半精车精车的加工方法，以经济的加工方法和效率满足加工要求。设计计算与说明结果对于零件图上粗糙度要求为Ra0.63的25轴段，车削不易满足，且选用金刚石车成本较高，故选用磨削的方法，查阅表格可知粗磨可达到Ra1.2510精度，半精磨可达到Ra0.632.5精度，精磨可达到Ra0.161.25精度，考虑加工成本和加工效率的综合影响，最终选用粗车半精车精车精磨的方法对其进行加工。需要进行铣削加工的平面由于没有特殊要求，采用普通粗铣对其进行加工，查阅表格可耻粗铣可达到Ra1080精度，满足Ra25的要求。根据零件图技术条件，在轴段350+0.15和方头处有淬火至硬度40-45HRC的要求，故在相应工序中加入热处理，由于淬火后对零件尺寸和加工精度影响较大，所以将其安排在粗加工之后，半精加工和精加工之前。3.制定工艺路线拟定加工顺序加工阶段的划分：按照对工艺分析的要求，加工阶段可划分为粗加工半精加工精加工。分别为：粗车外圆、钻中心孔；半精车各处外圆、台阶和次要表面；精车和精磨各处外圆表面。在拟定加工顺序的时候遵循“先基准面后其他”、“先设计计算与说明结果面后孔”、“先主后次”和“先粗后精”的原则。故各轴段的加工顺序为：M16两轴段：粗车半精车精车车螺纹；50轴段：粗车半精车；25轴段：粗车半精车精车精磨；18轴段：粗车半精车铣；13轴段：粗车半精车铣。总加工顺序为：粗车轴端面，打中心孔粗车各外圆表面热处理25和M16轴段半精车各外圆表面精车M16，25外圆面两M16轴段车螺纹铣削18和13外圆面精磨25外圆面选择机床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。选择夹具、刀具及量具夹具：三爪卡盘是最常用夹具，易于装夹且可以自动定心，在粗车、半精车和精车部分选用三爪卡盘作为夹具；铣削时由于有角度要求，需要定位角度，故选用分度头和顶尖M16两轴段：粗车半精车精车车螺纹；50轴段：粗车半精车；25轴段：粗车半精车精车精磨；18轴段：粗车半精车铣；13轴段：粗车半精车铣。设计计算与说明结果作为夹具；磨床由于表面粗糙度较高，对表面质量有较高的要求，故选用双顶尖作为夹具。刀具：车端面时考虑切削方便选用45车端面刀，其余车削部分采用60弯刀，在车螺纹时可选用螺纹车刀进行相应加工，铣削时由于加工平面，故采用两面刃铣刀。量具：根据零件图的尺寸要求，可选用分度为0.02mm的游标卡尺进行测量即可满足测量精度。热处理由于有些轴段半精车即为最终加工工序，为了不影响已加工精度，将热处理放置在粗加工之后，半精加工之前，可满足相应要求。4.确定机械加工余量各工步加工余量设计计算与说明结果在零件加工过程中有粗车、半精车和精车几种加工方法，查阅粗车及半精车外圆加工余量表可对各工步加工余量进行确定。零件总厂L=121mm粗车24X27轴段，加工余量大于2mm，取4mm；粗车33X35轴段，加工余量大于2mm，取4mm;粗车58X21轴段，加工余量大于2.3mm，取8mm;粗车26X38轴段，加工余量大于2mm,取6mm;半精车20X27轴段，加工余量大于2mm,取3mm;半精车28X35轴段，加工余量2.6mm，为精车和磨削留取加工余量；半精车20X38轴段，加工余量为2mm,在之后依次车削16.3和13轴段；查阅表车削加工余量、加工精度和表面粗糙度可知精车加工余量为0.10.3mm,故选择：精车16.3X27轴段，加工余量为0.3mm;精车25.4X35轴段，加工余量为0.3mm.表3.8.1 磨削加工余量、加工精度和表面粗糙度加工方法本道工序单面经济加工余量（mm）经济加工精度经济表面粗糙度磨削粗磨0.250.5IT8IT76.33.2半精磨0.10.2IT71.60.8精磨0.050.1IT7IT60.80.2细磨、超精磨0.0050.05IT6IT50.100.025设计计算与说明结果查阅表3.8.1磨削加工余量表可知精磨加工余量为0.050.1mm,故选取25.1X35轴段的加工余量为0.1mm，加工后达到最终尺寸要求。各工序加工余量轴段M16X20加工余量及公差工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm精车、车螺纹0.3IT72.516半精车3.7IT103.216.3粗车4IT1212.520锻造24轴段50X5加工余量及公差工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm粗车8IT122550锻造58设计计算与说明结果轴段25X35加工余量及公差工序名称工序余量/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精磨0.1IT60.6325-0.02-0.04精车0.3IT71.2525.10-0.05半精车2.6IT103.225.400.062粗车5IT1212.52800.16锻造33轴段18X5加工余量及公差工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm铣IT1012.518半精车2IT1012.518粗车6IT122520锻造26设计计算与说明结果轴段M16X18加工余量及公差工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm精车、车螺纹0.3IT62.516半精车3.7IT103.216.3粗车6IT1212.520锻造26轴段M16X18加工余量及公差工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm铣IT1012.513半精车2IT1012.513粗车11IT122515锻造26三、总结通过本次切削工艺设计，我对机械制造的相关知识进行了复习和巩固
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