减速箱输出轴机械加工基本工艺作业规程设计机械制造专业课程设计.doc

湖南科技大学机械制造基本课程设计减速箱输出轴机械加工工艺规程设计阐明书 成 绩： 指引教师：宾光富 设 计 人：周宏业 专业及班级：12级车辆工程一班 学 号： 时 间：6月7日-6月12日湖 南 科 技 大 学课程设计报告 课程设计名称： 减速箱输出轴(批量件)机械加工工艺规程设计 学 生 姓 名： 周宏业学 院： 机电工程学院 专业及班级： 12级车辆工程一班学 号： 指 导 教 师： 宾光富 6月10日 目 录一 机械制造课程设计目二 减速箱输出轴工艺性分析 1.减速器输出轴用途和工作原理 2.减速箱输出轴技术规定 3.审查减速器输出轴工艺性三 生产大纲计算与生产类型拟定 1.生产类型拟定 2.生产大纲计算四 选取毛坯、拟定毛坯尺寸、设计毛坯图 1.毛坯选取 2.拟定毛坯尺寸公差及机械加工余量五选取减速箱输出轴加工办法，制定工艺路线 1.定位基准选取 2.零件表面加工办法选取 3.加工阶段划分 4.工序合理组合 5.加工顺序安排 6.零件工艺路线拟定六工序加工余量拟定，工序尺寸及公差计算七工序设计（选取加工设备和工艺设备） 1.选取加工设备 2.选取工艺设备八拟定工序切削用量 1.背吃刀量拟定 2.进给速度拟定 3.切削速度拟定九. 填写工艺过程卡和重要工序工序卡十设计体会十一参照文献十二附录 减速箱输出轴机械加工工艺规程设计 一课程设计目 1.加强对理论知识理解，并且能把理论只是和课内外生产实践相结合，从而解决零件在加工中定位，加快以及工艺路线安排，工艺尺寸拟定等一系列实际问题，最后保证零件加工质量。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办法和环节，初步具备计工艺规程和工艺装备能力，进一步培养学生识图、绘图、计算和编写技术文献基本技能。3.锻炼使用手册及图表资料能力,可以纯熟地根据给定任务而查找有关资料、手册及图表并掌握其中设计信息用于设计参数拟定。4.培养规范意识，通过课程设计，使学生养成遵守国标习惯，学会使用与设计关于手册、图册、原则和规范。二 审查零件图样工艺性1.减速器输出轴用途和工作原理 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，因而轴得到轴向定位。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.减速箱输出轴技术规定图一 该减速箱输出轴所有技术规定列于表1。加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度级别表面粗糙度/m形位公差/mmA0.017，IT7Ra0.8L0.017，IT7Ra12.5无B48无Ra12.5无G48无Ra1.6H48无Ra3.2无C0.016，IT6Ra1.6无D0.017，IT7Ra0.8E0.16，IT11Ra3.2无J0.16，IT11Ra2.3无F0.013，IT6Ra1.6无K0.013，IT6Ra12.5无键槽12P9侧12P90.036Ra1.6键槽12P9底无无Ra3.2无键槽8P6侧面8P60.043Ra1.6键槽8P6底面无无Ra3.2无内螺纹孔2M6深10无无无表1 减速器输出轴零件技术规定表此外，为了保证轴耐磨性和硬度，规定热解决T224。3. 审查减速器输出轴工艺性 分析零件图可知，传动轴所有表面都规定切屑加工，并在轴向方向上产生台阶表面，并且粗糙限度都不同 ,这样有助于主轴高速旋转时各表面应力条件,重要工作表面虽然加工精度规定相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济办法保质保量地加工出来。因此该零件工艺性好。a. 45号钢具备良好可锻性。b. 构造力求简朴、对称、横截面尺寸不应有突然变化。c. 为了装卸轴承和齿轮以便、去除毛刺，轴两端应当有倒角。d. 为了减少应力集中，各轴肩过渡处应有合理圆角。e. 轴上有两个键槽，可用铣刀加工，并且效率高。三 生产大纲计算与生产类型拟定1.计算生产大纲1产品生产大纲就是其年生产量，用字母N表达，普通按下式计算： N=Qn(1+a%+b%) N零件生产大纲（件/年）；Q产品年产量（台、辆/年）； n每台（辆）产品中该零件数量（件/台、辆）；a%备品率，普通取2%-4%；b%废品率，普通取0.3%-0.7%。结合生产实际：备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%；产品年产量Q规定件/年，每台产品中该零件数量n为1件/台。将各数据代入上式可得年产量： N=*1*(1+3%+0.5%)=2070（件）2离心机主轴重量预计值为2.2 kg.2.拟定生产类型机械制造业生产类型普通可分为大量生产，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、中批生产、小批生产三类。显然，产量越大、生产专业化限度应当也越高。零件生产类型是指零件年生产大纲和产品特性来拟定。按重型机械、中型机械和轻型机械年生产量列出不同生产类型规范,如下表：表2 不同机械产品零件质量型别表机械产品类别加工零件质量/kg轻型零件中型零件重型零件电子工业机械30机床50重型机械表3 各种生产类型规范生产类型零件年生产大纲/（台/年或件/年）轻型机械中型机械重型机械单件生产100205小批生产100500202005100中批生产5005000200500100300大批生产50005000050050003001000大量生产50000050001000 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中批生产。四选取毛坯、拟定毛坯尺寸、设计毛坯图1.毛胚选取 由于该输出轴在工作过程中要承受扭转和冲击载荷，为增强轴抗扭强度和冲击韧性，获得纤维组织，钢材选用45钢。轴轮廓尺寸不大，且生产类型属于中批生产，为得到适当生产效率采用锻造制造毛坯，减速箱输出轴是阶梯轴，并且各阶直径相差不大，用模锻办法制造毛坯。2.拟定毛胚尺寸公差及机械加工余量（1）、公差级别 由轴功用和技术规定，拟定该零件公差级别为普通级。 （2）、锻件质量估算与形状复杂系数S拟定。 已知机械加工后轴重量为2.2kg,由此可初步预计机械加工前锻件毛坯重量为2. 8kg。 形状复杂系数S=mt/mN其中为相应锻件外廓包容体质量，则： S=2.2kg/2.8kg=0.786 依照S值查表，可知锻件形状复杂系数为S1级（简朴）。（0.63S=1）（3） 、锻件材质系数由于该轴材料为钢，是碳质量分数不大于.65%碳素钢，故该锻件材质系数属M1级。（4） 、锻件分模线形状 依照该轴形位特点，此轴选取零件高度方向对称平面为分模面，属平直分模线。（5） 、零件表面粗糙度 根据零件图可知，该轴各加工表面粗糙度均不不大于0.8m。 依照上述毛胚加工余量分析，可画出零件毛胚图。五拟定工艺加工路线过程1.定位基准选取 粗基准选取 普通采用轴外圆表面作为粗基准，这样可以使得定位、装夹和加工变得很以便，并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”影响。提高工件加工时工艺系统刚度，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叠并获得较高定位基准。 精基准选取 零件上诸多表面都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，因而以轴两端面为精基准；两端面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，符合基准重叠原则。2. 零件表面加工办法选取 轴各个表面详细加工办法，如表4所示.加工表面尺寸精度级别表面粗糙度Ra（um）加工办法外圆表面AIT60.8粗车半精车磨削外圆表面BIT1112.5粗车外圆表面CIT71.6粗车半精车精车外圆表面DIT60.8粗车半精车磨削外圆表面EIT63.2粗车半精车外圆表面FIT71.6粗车半精车精车轴端面L、KIT1112.5粗车轴肩端面GIT81.6粗车半精车精车轴肩端面HIT93.2粗车半精车轴圆锥面IT93.2粗车半精车12P9键IT71.6粗铣精铣8P6键IT71.6粗铣精铣表4 轴零件各表面加工方案3. 加工阶段划分 该轴为多阶梯轴,为了使毛胚生产率高，将毛胚大大简化了，但是这使得毛胚机械加工余量较大，需要切除大量金属，产生大量切削热，并且引起残存应力重新分布而变形,因而,安排工序时,应将加工过程分为如下阶段： 粗加工阶段 粗加工阶段重要是去除各加工表面余量，并作出精基准。它涉及粗车外圆、钻中心孔。 1 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,从而保证其她加工表面形状和位置规定。 2 分别粗车阶梯轴外圆,将零件加工出35,48，40,30轴外圆使此时坯件形状接近工件最后形状和尺寸,只留下恰当加工余量。 3 加工出2M6深10内螺纹孔。 半精加工阶段 半精加工阶段任务是减小粗加工留下误差，使加工面达到一定得精度，为精加工做好准备。它涉及主轴各处外圆、台肩半精车和修研中心孔等。 精加工阶段 精加工阶段任务是保证达到图纸规定精度规定和表面粗糙度规定。它涉及对表面粗糙度规定较高外圆面A、B磨削加工，对外圆面C、F和轴肩端面G精车加工。然后粗铣、半精铣键槽。4. 工序合理组合该轴生产类型为中批生产，零件构造复杂限度普通，但有较高技术质量规定，可选用分段加工工序。采用通用机床和某些高生产率专用设备，配用专用夹具，与某些划线法达到精度以减少工序数量，缩短工艺路线。5. 加工顺序安排 该轴规定热解决1.为改进工件材料切削性能，在切削加工前应进行调质热解决。2.粗车之后，由于此轴粗车余量较大，为了消除粗车后工件内应力，应安排退火。 3.为了增长轴耐磨性和表面硬度，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；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检工序 机械加工工序1.按“先基准面后其她”原则，一方面加工精基准面，钻中心孔及车表面外圆。2.遵循“先面后孔”原则，先加工端面，再加工铣键槽，钻螺孔3.按“先主后次”顺序，先加工重要表面：车外圆各个表面，后加工次要表面：铣键槽。4.按“先粗后精”顺序，先加工精度规定较高各重要表面，后安排精加工。6. 零件工艺路线拟定 跟据上面加工工艺过程分析，拟定工艺路线，如表5：工序号工序名称工序内容车床设备刀具量具1锻造模锻锻造45号钢毛坯2热解决调质解决240HRC3粗车粗车轴端面K、LCA614090度刀游标卡尺4钳修研两端中心孔钳工台麻花钻游标卡尺5粗车粗车外圆；粗车35段CA614060度刀游标卡尺6粗车粗车外圆；粗车48段CA614060度刀游标卡尺7粗车粗车外圆；粗车40段CA614060度刀游标卡尺8粗车粗车外圆；粗车30段CA614060度刀游标卡尺9粗车粗车外圆；粗车轴肩、圆锥面CA614060度刀游标卡尺10调质解决热解决设备11半精车半精车轴外圆表面ACA614060度刀游标卡尺止规12半精车半精车轴外圆表面CCA614060度刀游标卡尺止规13半精车半精车轴外圆表面DCA614060度刀游标卡尺止规14半精车半精车轴外圆表面ECA614060度刀游标卡尺止规15半精车半精车轴外圆表面FCA614060度刀游标卡尺止规16半精车半精车轴肩端面G、H、J和锥面CA614060度刀游标卡尺止规17精车精车外圆表面BCA614060度刀游标卡尺止规18精车精车外圆表面CCA614060度刀游标卡尺止规19精车精车外圆表面FCA614060度刀游标卡尺止规20精车精车，轴肩端面GCA614060度刀游标卡尺止规21精车 精车45倒角两个CA614045度刀游标卡尺止规22钻孔 钻光孔台式钻床Z5125钻头23攻螺纹攻右端两内螺纹孔M6深10，相对小中心线对称距离为18mm台式钻床Z512麻花钻螺杆丝锥游标卡尺24粗磨磨外圆A、C、D和F万能外圆磨床M1412砂轮千分尺25精磨磨外圆A、C、D和F万能外圆磨床M1412砂轮千分尺26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Ra1.6铣床X61W键槽铣刀游标卡尺27钳去毛刺钳工台平锉游标卡尺卡规28热解决淬火29清洗清洗零件表面清洗机30终检终检零件尺寸游标卡尺卡规,塞规五工序加工余量拟定，工序尺寸及公差计算由于零件为阶梯轴，咱们可以把台阶相差不多阶梯轴毛坯合成同一节。依照详细尺寸可将B和C合成同一节，将D、E合成一节 外圆表面A毛胚加工余量拟定。其粗糙度0.8m规定，对其加工方案：粗车半精车粗磨精磨。 由工艺手册查得：粗磨余量为0.3；精磨余量为0.1；半精车余量为1.5；粗车余量为5.5，可得加工总余量为7.4，取总加工余量为7，并将粗车余量修正为5.1。 拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：磨削后IT6,Ra0.8m；半精车后为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16um.如表6：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0.1IT60835粗磨0.335.1半精车1.5IT83.235+0.4=35.4粗车5.1IT111635.4+1.5=36.9锻造236.9+5.1=42 C毛胚加工余量拟定。 1.外圆表面D粗糙度Ra1.6m,公差T=16m拟定其加工方案：粗车半精车粗磨精磨。 由工艺手册查得：粗磨余量为0.3；精磨余量为0.1；半精车余量为1.5；粗车余量为5.1，由此可知总加工余量为7.0。 拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：磨削（粗磨、精磨）后为IT7,Ra1m;半精车后为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m.如表7：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0.1IT61.640粗磨0.340.1半精车1.5IT83.240+0.4=40.4粗车5.1IT111640.4+1.5=41.9锻造241.9+5.1=472.毛胚外圆表面B.毛胚尺寸为55，加工余量为2。表面粗糙度为Ra12.5m，拟定加工方案：粗车 拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：粗车后为IT11，Ra12.5m。如表8：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粗车7IT1112.548锻造248+7=55 外圆表面C、E、F毛坯加工余量拟定。 1.以C表面粗糙度规定与为对象，它与A完全同样，同表4，得到毛坯尺寸为42. 2.E和D在同一节上，则毛胚尺寸同为42。其外圆表面粗糙度Ra3.2m， 拟定其加工方案：粗车半精车。由工艺手册查得：半精车余量为1.5；粗车余量为4.5，总余量为6。调节总余量为7，则粗车余量调为5.5。 拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：半精车后为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m.如表9：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半精车1.5IT83.235粗车.5.5IT111635+1.5=36.5锻造236.5+5.5=42 3.F毛胚尺寸为37，总余量为7。其外圆表面粗糙度为Ra1.6m，拟定加工方案：粗车半精车粗磨精磨。由工艺手册查得：精磨余量0.1，粗磨余量为0.3，半精车余量为1.5，粗车余量为4.5，将粗车修正为5.1，总余量为7。拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：磨削（粗磨、精磨）后为IT6，Ra1.6m;半精车后为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m.如表10：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0.1IT61.630粗磨0.330.1半精车1.5IT83.230.1+0.3=30.4粗车5.1IT111630.4+1.5=31.9锻造231.9+5.1=37 轴肩端面G毛胚加工余量拟定。表面粗糙度规定Ra1.6m，拟定其加工方案：粗车半精车精车。由工艺手册查得：精车余量为1.6，半精车余量为1.3，粗车余量为4.1，总余量为7。拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：精车后为IT8，Ra1.6m;半精车后为IT9，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m。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精车1.6IT81.67半精车1.3IT93.27+1.6=8.6粗车4.1IT11168.6+1.3=9.9锻造29.9+4.1=14 轴肩端面J毛胚加工余量拟定。表面粗糙度规定Ra2.3m，拟定其加工方案：粗车半精车由工艺手册查得：半精车余量为1.3，粗车余量为5.7，总余量为7。拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：半精车后为IT8，Ra2.3m;粗车后为IT11，Ra16m。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半精车1.3IT83.255粗车5.7IT111655-1.3=53.7锻造253.7-5.7=48 轴肩端面H毛胚加工余量拟定。其表面粗糙度为 Ra3.2m，拟定加工方案：粗车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。拟定各工序加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：半精车后为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m。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半精车1.3IT83.2175粗车5.7IT1116175-1.3=173.7锻造2173.7-5.7=168 轴端面L、K毛胚加工余量拟定。其表面粗糙度为 Ra12.5m，粗车既可达到规定，粗车余量为7。因此轴毛胚总长度为200+7*2=214mm。表14：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粗车7IT1112.5200锻造4200+7*2=214七. 选取加工设备和工艺设备由于该轴生产类型为中批生产，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。1. 选取加工设备依照该轴尺寸大小规定，选用卧式CA6140,万能外圆磨M1432；台式钻床Z512，铣床XA6132。（详见表5）2. 选取工艺设备工艺装备重要涉及刀具、夹具和量具。在表5和工艺卡卡片上有简要阐明。八 .拟定工序切削用量在刀具耐用度一定状况些，为了提高生产率，选取切削用量基本原则是：一方面应选尽量大背吃刀量;另一方面要在机床动力和刚度容许条件下，同步又满足已加工表面粗糙度规定状况下，选用尽量大进给量;最后依照车床功率状况选定切削速度。1. 背吃刀量拟定粗加工时，背吃刀量应依照加工余量和工艺系统刚度来拟定。由于粗加工时是以提高生产率为重要目的，因此在留出半精加工、进加工余量后，应尽量将粗加工余量一次切除。普通可达8-10mm。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，而此时背吃刀量应依次递减，即. 外圆面A、B、C、D、E、F车削,查工艺手册可知：1.粗车为各个外圆表面粗车加工余量一半 2.半精车=0.75mm3.精车=0.25mm 轴端面K、L和轴肩端面G、H、J车削，查工艺手册可知：1.粗车=0.8mm 2.半精车=0.5mm 3.精车=0.1mm2. 进给速度拟定 外圆面A、B、C、D、E、F车削,查工艺手册可知：1.粗车=1mm/r 2.半精车=0.45mm/r 3.精车=0.1mm/r 轴端面K、L和轴肩端面G、H、J车削，查工艺手册可知：1.粗车=0.5mm 2.半精车=0.5mm 3.精车=0.1mm3.切削速度拟定 外圆面A、B、C、D、E、F车削,由车床主轴转速，查工艺手册可知：1.粗车=60m/min 2.半精车=90m/min 3.精车=120m/min 轴端面K、L和轴肩端面G、H、J车削，查工艺手册可知：1.粗车=50m/min 2.半精车=80m/min 3.精车=110m/min 铣键槽12P9 选用铣刀类及其参数，依照键参数；选用高速钢齿槽铣刀，其齿直径D=100mm，铣刀厚度L=18mm，齿数Z=18。 选用每齿进给量，依照铣刀构造及其参数；加工性质和铣刀宽度。选用每齿进给量 拟定刀具耐用度T，按参照文献拟定铣刀耐用度T=120mm。 选取切削速度，依照参照文献选用切削速度,按条件D=100mm，L=10-16mm;Z=20，T=120 min，=0.4mm/Z,取，又依照不同加工条件进行修正计算。按参照文献表工件硬度为220240HBS时取最后拟定， 拟定铣床主轴转速n依照XA6132型铣床阐明书，选用。最后拟定切削速度为拟定每分钟进给量拟定=118mm/min九填写工艺过程卡和重要工序工序卡依照上述分析，可以编写减速器输出轴机械加工工艺过程卡片一张；机械加工重要工序工序卡2张。详细见附件。十.设计体会机械制造基本课程设计在教师布置课题之后，我很迷茫，不懂得要干些什么，也不懂得教师要咱们做这些有什么用，但是咱们还是很积极去借了某些教师需要书，先看了一下课本上一种例子，总算是有某些收获，懂得咱们所要完毕东西是什么了。并通过人们一起研究，借鉴努力完毕，因而通过本次课程设计我学到了诸多，有诸多收获，也是我学知识有所应用我十分开心。十一参照文献1 机械制造基本课程设计指引书 第2版 主编 邹青 呼咏 2 机械制造技术基本 第2版 主编 胡忠举 陆名彰