傳動(dòng)軸課程設(shè)計(jì)說明書

1、 課程設(shè)計(jì)名稱： 傳動(dòng)軸(批量為200件)機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)及班級(jí)： 08級(jí)材料成型及控制工程1班 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2010年12月15日 目 錄一機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)的目的二生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定1.生產(chǎn)類型的確定2.生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算三傳動(dòng)軸的工藝性分析1.零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用2.零件的工藝分析四. 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖1.毛坯的選擇2.確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量3.設(shè)計(jì)毛坯圖五. 選擇傳動(dòng)軸的加工方法，制定工藝路線1.定為基準(zhǔn)的選擇2.零件表面加工方法的確定3.制定工藝路線4.熱處理工序的安排六. 機(jī)床設(shè)備的選用1

2、機(jī)床設(shè)備的選用2工藝裝備的選用七. 工序加工余量的確定，工序尺寸及公差的計(jì)算八. 確定工序的切削用量九. 時(shí)間定額的計(jì)算十. 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的方法十一. 課程設(shè)計(jì)體會(huì)十二. 參考文獻(xiàn)十三. 附錄一、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程及經(jīng)過了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，進(jìn)行的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。其目的是： （1）培養(yǎng)學(xué)生綜

3、合運(yùn)用機(jī)械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識(shí)，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。 （2）培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。 （3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表、規(guī)范等有關(guān)技術(shù)資料的能力。 （4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件的基本技能。 （5）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會(huì)從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。二、生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定機(jī)械加工的工藝規(guī)程的詳細(xì)程度與生產(chǎn)類型有

4、關(guān)，不同的生產(chǎn)類型由產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)來區(qū)別。1.生產(chǎn)類型的確定（1）零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對(duì)工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。機(jī)械制造的生產(chǎn)類型一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、和小批生產(chǎn)。產(chǎn)量越大生產(chǎn)專業(yè)化程度越高。按重型機(jī)械、中型機(jī)械、和輕型機(jī)械的年生產(chǎn)量列出了不同的生產(chǎn)類型的規(guī)范如表1：表1 各種生產(chǎn)類型的規(guī)范生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/件/年重型機(jī)械中型機(jī)械輕型機(jī)械單件生產(chǎn)520100小批生產(chǎn)510020200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)10

5、00500050000(2)生產(chǎn)類型的劃分要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)還得考慮產(chǎn)品本身的大小及其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。2.生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算（1）生產(chǎn)綱領(lǐng)是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝規(guī)程起著很重要的作用，它決定了各工序所需的專業(yè)化和自動(dòng)化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備。（2）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算方式n=qm(1+%)(1+%)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際：零件的備品率%和零件的平均廢品率%分別取3%和0.5%，產(chǎn)品的年產(chǎn)量q要求為200件/年，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件/臺(tái)。所以綜合以上數(shù)據(jù)代入上式中得：n=207件（3）傳動(dòng)軸軸的重量估計(jì)為m=1.31kg 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表1-

6、3知該傳動(dòng)軸為輕型零件，依據(jù)表1得傳動(dòng)軸的生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。三、傳動(dòng)軸的工藝性分析 1.零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)器中主要用于支承齒輪，帶輪，凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以及傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸，錐度分軸，空心軸，曲軸，凸輪軸，偏心軸，各種絲桿等。它主要用來支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面，圓錐面，內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。軸的長(zhǎng)徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長(zhǎng)軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。 圖示傳動(dòng)軸零件屬于臺(tái)階軸零件，由圓柱面，軸肩，螺紋，螺尾退刀槽，砂輪越

7、程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上的零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時(shí)退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。2.零件的工藝分析 傳動(dòng)軸毛坯材料為45鋼。該材料屬于優(yōu)質(zhì)碳素鋼，經(jīng)熱處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即有較高的強(qiáng)度和較高的塑性，韌性，一般用來制作機(jī)床主軸，機(jī)床齒輪和其它受力不大的軸類零件。主要技術(shù)要求如下： 根據(jù)工作性能與條件，該傳動(dòng)軸圖樣規(guī)定了主要軸頸m,n外圓p,q以及軸肩e有較高的尺寸，位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術(shù)要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動(dòng)軸的

8、關(guān)鍵是軸頸m,n和外圓p,q及軸肩e的加工。四 、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 1.選擇毛坯 45鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)后，可得到較好的切削性能，而且能夠獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，調(diào)質(zhì)后表面硬度可達(dá)220-240hbs。軸類毛坯，常用圓棒料和鍛件，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織表面均勻分布，獲得較高的抗拉，抗彎及抗扭強(qiáng)度；鍛造后的毛坯，能改善金屬內(nèi)部組織，提高其抗拉，抗彎等機(jī)械性能。同時(shí)，因鍛件的形狀和尺寸與零件相近，可以節(jié)約材料，減少切削加工的勞動(dòng)量，降低生產(chǎn)成本。在選擇鍛件的制造方法時(shí)，并非

9、是制造精度高就越好，需要綜合考慮機(jī)械加工成本和毛坯制造成本，以達(dá)到零件制造總成本最低的目的。當(dāng)生產(chǎn)批量較小，毛坯精度要求較低時(shí)，鍛件一般采用自由鍛造法生產(chǎn)。根據(jù)傳動(dòng)軸的制造材料（45鋼），毛坯類型可采用型材和鍛件，現(xiàn)選用鍛件；毛坯采用自由鍛造法。2.確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差 (1) 公差等級(jí) 該鍛件的尺寸公差等級(jí)it為13-15級(jí)，加工余量等級(jí)為普通級(jí)。故it為15級(jí)，ma為普通級(jí)。 （2）鍛件質(zhì)量根據(jù)計(jì)算可得機(jī)械加工后零件的質(zhì)量為傳動(dòng)軸的重量估計(jì)值為1.31kg。由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為2.5kg。確定傳動(dòng)軸毛坯的余量根據(jù)階梯軸的自由鍛造機(jī)械加工余量的計(jì)算公式（d65

10、mm時(shí)，按65mm計(jì)算，l=5043.30-0.16鍛造+247-2左端35軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h60.835+0.0008-0.0008半精車2.0h96.335.30-0.062粗車9.7h11rz=5037.30-0.16鍛造+247-2左端30軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm精磨 0.1h60.330+0.0065-0.0065粗磨0.3h70.430.10-0.021半精車2.0 h96.330.40-0.052粗車4.6h11rz

11、=5032.40-0.13鍛造+237-2右端30軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h60.830+0.0065-0.0065半精車2.0h96.330.30-0.052粗車4.7h11rz=5032.30-0.13鍛造+237.0-2右端25軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h60.8250 -0.013半精車2.0h96.325.30-0.052粗車9.7h11rz=5027.30-0.13鍛造+237.0-2m201.5螺紋的加工：工序名稱工

12、序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm車螺紋 h70.8200 -0.021半精車2.0h96.320.00-0.052粗車5h11rz=50220-0.13鍛造+227.0-2八、確定工序的切削用量 1.工序3，4粗車a) 背尺刀量的確定 由于采用硬質(zhì)yt5車刀，40軸段取背吃刀量ap1=1.85mm，左端35軸段ap2=4.85mm，左端30軸段ap3=2.3mm，右端30軸段ap4=2.35mm，右端25軸段ap5=4.85mm，m20軸段ap6=2.5mm。b) 進(jìn)給量的確定 取f=1mm/r。c) 進(jìn)給速度的確定 取v=65m/min。40軸段n

13、=1000*65/3.14*47=690r/min，取710r/min，得切削實(shí)際速度v=710*3.14*47/1000=104.7m/min。左端35軸段同40軸段。 左端30軸段，n=1000*65/3.14*37=559.4r/min， 取500r/min，得切削實(shí)際速度v=500*3.14*37/1000=58.1m/min。右端30軸段 ，25軸段同左端30軸段。右端20軸段n=1000*65/3.14*27=767r/min，取n=800r/min，得實(shí)際切削速度v=800*3.14*27/1000=67.8m/min。2. 工序7半精車a) 背吃刀量的確定 各軸段的背吃到量ap

14、=1mm。b) 進(jìn)給量的確定 取f=0.5mm/r。c) 進(jìn)給速度的確定 取v=90m/min。40軸段n=1000*90/3.14*43.3=662r/min，取n=630r/min，得實(shí)際切削速度v=630*3.14*43.3/1000=85.7m/min。左端35軸段n=1000*90/3.14*37.3=768r/min，取n=800r/min，得實(shí)際切削速度v=800*3.14*37.3/1000=93.4m/min。左端30軸段，n=1000*90/3.14*32.4=885r/min，取n=800r/min，得實(shí)際切削速度v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/mi

15、n。右端30軸段，n=1000*90/3.14*32.3=887r/min，取n=800r/min，得實(shí)際切削速度v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/min。右端25軸段，n=1000*90/3.14*27.3=1050r/min，取n=1000r/min，得實(shí)際切削速度v=1000*3.14*27.3/1000=85.7m/min。右端20軸段，n=1000*90/3.14*22=1303r/min，取n=1250r/min，得實(shí)際切削速度v=1250*3.14*22/1000=86.4m/min。3. 工序10精車a) 背吃刀量的確定 40軸段的背吃到量ap=0.65mm

16、。b) 進(jìn)給量的確定 取f=0.1mm/r。c) 進(jìn)給速度的確定 取v=130m/min，則40軸端n=1000*130/3.14*41.3=1002r/min，取n=1000r/min，得實(shí)際切削速度v=1000*3.14*41.3/1000=130m/min。九. 時(shí)間定額的計(jì)算 1. 基本時(shí)間tm的計(jì)算 （1） 工序4粗車 工序4粗車各外圓，其中l(wèi)1=3mm，12=3mm ，右端20軸段，l=l+l1+l2=26mm， 則tj=l/fn=2660/800=1.95s。右端25軸段l=l+l1+l2=44，tj=l/fn=4460/500=5.28s。右端30軸段l=l+l1+l2=52m

17、m，tj=l/fn=52*60、500=6.24s。40軸段右軸肩面，tj=0.12s。40軸段，tj=l/fn=4.39s。左端30軸段，tj=l/fn=4.56s。左端35軸段，tj=l/fn=2.78s。左端40軸肩面，tj=0.08s。 （2） 工序7半精車 工序7半精車各外圓，其中l(wèi)1 =3mm，12=3mm ，則40軸段，l= l+l1+l2=52mm，tj=l/fn=5260/0.5630=9.9s。左端35軸段，l= l+l1+l2=39mm，tj=l/fn=3960/0.5800=5.85s。左端30軸段，l= l+l1+l2=38mm，tj=l/fn=3860/0.5800

18、=5.7s。右端30軸段，l= l+l1+l2=52mm，tj=l/fn=5260/0.5800=7.8s。右端25軸段，l= l+l1+l2=44mm ，tj=l/fn=4460/0.51000=5.28s。右端20軸段，l= l+l1+l2=26mm，tj=l/fn=2660/0.51250=2.5s。 （3） 工序10精車工序10精車40軸段外圓，其中l(wèi)=46mm，l1=3mm，12=3mm 則l= l+l1+l2=52mm。則tj=5260/0.11000=31.2s。2. 輔助時(shí)間tf的計(jì)算 輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）tj，這里取tf=0.15tj，

19、則工序的輔助時(shí)間分別為： 工序4的輔助時(shí)間：tf=0.1525.4=3.81s； 工序7的輔助時(shí)間：tf=0.1537.0=5.55s； 工序10的輔助時(shí)間：tf=0.1531.2=4.68s；3. 其它時(shí)間的計(jì)算 除了作業(yè)時(shí)間以外，沒到工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間，休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。布置場(chǎng)地時(shí)間tb為作業(yè)時(shí)間的2%-7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%-4%，此均取3%，準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間也取3%，則其它時(shí)間為： 工序4的其它時(shí)間：tb+tx+tz=9%（25.4+3.81）=2.62s。 工序7的其它時(shí)間：tb+tx+tz=9%（37+5.55）=3.83s。

20、工序10的其它時(shí)間：tb+tx+tz=9%（31.2+4.68）=3.23s。4. 單件時(shí)間tdj的計(jì)算 工序的單件時(shí)間為： tdj=25.4+3.81+2.62=31.83s。 工序的單件時(shí)間為： tdj=37+5.55+3.83=46.38s。 工序的單件時(shí)間為： tdj=31.2+4.68+3.23=39.11s。十、 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的方法 1.縮短單件時(shí)間定額 （1） 縮短基本時(shí)間 提高切削用量，減少切削行程，合并工步，多件加工都可以縮短基本時(shí)間。 （2） 縮減輔助時(shí)間 直接縮減輔助時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輔助動(dòng)作的機(jī)械化和自動(dòng)化可減少輔助時(shí)間。間接縮減輔助時(shí)間，使輔助時(shí)間與基本時(shí)間部分或全部重合，從而減少輔助時(shí)間。 2.采用先進(jìn)工藝方法 （1） 對(duì)特硬，特脆，特韌材料及復(fù)雜型面采用特種加工來提高生產(chǎn)率。 （2） 在毛坯制造中廣泛采用冷擠壓，熱擠壓，粉末冶金，失蠟鑄造，壓力鑄造，精鍛和爆炸成型等新工藝，能提高毛坯精度，實(shí)現(xiàn)少，無切削加工，節(jié)約原材料，經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。 （3） 改進(jìn)加工方法3. 進(jìn)行高效及自動(dòng)化加工 自動(dòng)化是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一個(gè)極為重要的方向。十一、課程設(shè)計(jì)體會(huì)在傳動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中.我學(xué)到了很多，也掌握了很多。鍛煉了自己多動(dòng)手，多動(dòng)腦的能力。獨(dú)立查找資料來完成課程設(shè)計(jì)，不懂的通過同同學(xué)