機械設計說明書

1、萊蕪職業(yè)技術學院 機電系 12級高職8班萊蕪職業(yè)技術學院機電系動力軸零件加工工藝設計說明書 課程：機械制造工藝學 指導教師：孟憲超 班級：12高職8班 學號：201221010823 姓名：呂德州2014年6月29日學號201221010823姓名呂德州專業(yè)機電一體化系別機電工程系班級12高職8班學制3年實踐題目普通車床傳動軸的加工工藝規(guī)程指導教師姓名孟憲超職務或職稱副教授指導教師評語：成績： 指導教師簽名： 年 月 日審核意見：簽名（蓋章）： 年 月 日機械制造工藝學實踐任務書時間題目 普通車床傳動軸的加工工藝規(guī)程如圖所示為加工減速箱傳動軸。生產批量5000件，為45熱軋圓鋼，制訂其加工工藝

2、規(guī)程如下: 班級： 設計： 指導教師： 目錄序言.6一、零件圖分析.7 零件圖的分析.7 零件材料及其力學性能.7 零件的結構工藝分析.7二、毛坯分析.8 毛坯的選擇.8 毛坯圖的設計.8三、工藝路線的擬定.9 定位基準的選擇.9 加工方法的確定. 10四、加工循序的安排.10工序的安排.10工序劃分的確定.10熱處理工序的安排.11擬定加工工藝路線.12加工工藝路線.12加工設備的選擇.13刀具的選擇.14五、工藝設計.15加工余量工序尺寸，及其公差的確定.15確定切削用量及功率的校核.18六、機械加工工藝過程卡.19七、機械加工工序卡. 20八、設計心得.21九、參考文獻.22 序言 機械

3、制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)之后進行的。這是我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。機械制造工藝學課程設計是在學完了機械設計制造工藝學、進行了生產實習之后的下一個教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。學生通過機械制造工藝學課程設計，應在下述各方面得到鍛煉：1能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的時間知識，正確地解決一個零件在

4、加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。2提高結構設計能力。學生通過設計借據（或量具）的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而能保證加工的夾具的能力。3學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將要從事的相關工作進行一次適應性訓練，從而鍛煉自己的分析能力、解決問題的能力，為今后不斷完善自己的專業(yè)素養(yǎng)打下良好的基礎，我相信通過這次課程設計能將一些零碎的知識點都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設計。由于能力有限，設計尚有不足，懇請孟老師給予指教。、零件

5、圖分析（1) 零件的作用題目所給的零件為動力軸，其主要作用，一是傳遞轉矩，二是工作過程中經常承受載荷；三是支撐傳動零部件。（2) 零件的材料及其動力學性能零件的材料為45鋼，是最常用種碳調制剛，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。小型件宜采用調質處理，大型件宜采用正火處理。其價格較便宜，經過調質或正火后可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可達52HRC-45HRC。（3) 零件的結構工藝分析零件材料：45鋼。切削加工性良好，無特殊加工問題，故加工中不需要采用特殊工藝措施。刀具選擇范圍較大，高速鋼或YT類硬質合金均能勝任。刀具幾何參數

6、可根據不同刀具類型通過相關表格查取。零件組成表面：兩端面，外圓及其臺階面，兩端三角螺紋，鍵槽，倒角。主要46外圓表面用于支撐傳動件，為零件的配合及工作面。主要技術條件：46外圓精度要：IT粗糙度要求Ra0.8m。它是零件上主要的基準，兩端螺紋應與之保持基本的同軸關系，鍵槽亦與之對稱。零件的總體特點：長徑比達5:1，為較典型的細長軸。2、 毛坯的分析毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重要的階段，毛坯的形狀和特征對機械加工的難易，工序數量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產占相當重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。（1） 毛坯的選擇毛

7、坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，毛坯的制作方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經濟方面著想，如果型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產批量為中批量，所以綜合上述選擇鍛件中的模鍛按照零件特點，可選擇棒料。根據標準，比較接近并能滿足工作要求，可選60，260。（2） 毛坯圖的設計毛坯圖是根據產品零件設計的，經查機械加工工藝手冊、金屬機械加工工藝人員手冊，知

8、精車-半精車個余量，從而可得毛坯余量，見圖2.三、工藝路線擬定（1) 定位基準的選擇工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為基準，這個是粗基準，該零件選用60外圓柱面作為粗基準來加工，52外圓零件上主要的基準，兩端螺紋應該與之保持基本的同軸關系，鍵槽亦與之對稱，根據基準統(tǒng)一原則，加工階梯軸時，通常以兩中心孔為定位基準，這樣，在同一定位基準下加工的各檔外圓表面及端面容易保證較高的位置精度，如園跳動，同軸度，垂直度等，采用同一定位基準，還可以使各個工序的夾具結構簡單化，便于設計制造。（2) 加工方法的確定在市場經濟的前提下，一切都是為了能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同

9、樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經濟性，而在具體的選擇上，一般根據機械加工資料和工人的經驗來確定，由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結合具體的工件和現場的加工條件來確定最佳的加工方案。同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的集體情況和我們學校的具體加工條件，一般我們按加工順序來闡述加工方案：加工表面表面粗糙度公差加工方法52外圓柱面Ra0.8mIT7半精車-磨削46外圓柱面Ra0.8mIT7半精車-磨削鍵槽Ra0.8mIT12粗銑Ra0.8mIT9粗銑左右端面Ra0.8m自由公差粗車52圓柱左右兩臺階面Ra0.8mIT7半精車-磨削螺紋倒

10、角Ra12.5m推刀槽四、加工順序的安排（1） 工序的安排 加工階段的劃分當零件的加工質量要求較高時，往往不可能用一道工序來滿足要求，而要用幾道工序來逐步達到要求的加工質量和合理的使用設備、人力，零件的加工過程通常按工序性質不同，可分為粗加工，半精加工，精加工三個階段。由于是冷軋棒料不需要粗加工直接可以半精加工。半精加工階段：其任務是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工作好準備，如35，52，46，44，30外圓柱面等。精加工階段：其任務是主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工工作好準備，并可完成一些次要的表面加工。如精度和表面粗糙程度要求，主要目標是

11、全面保證加工質量。（2）工序劃分的確定工序集中與工序分散：工序集中是指將工件集中在少數幾道工序內完成每道工序加工內容較多，工序集中使總工序數減少，這樣就減少了安裝次數，可以使裝夾時間減少，減少夾具數目，并且利用采用高生產率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等簡單，機床調整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。綜上所述：考慮到工件是中批量生產的情況，采用工序分散輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺及銳邊，倒角，檢驗等。（3） 熱處理工序的安排熱處理的目的是提高材料力學性能，消除殘余應

12、力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預熱處理，最終熱處理和內應力處理等，本零件動力軸材料為45鋼，在加工過程中，由于留有較大余量，所以不需要預備熱消除零件的內應力，在毛坯鍛造之后。半精車之前，按規(guī)范在845溫度中保持30分鐘釋放應力。（4） 擬定加工工藝路線根據以上各個零件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工藝路線，具體方案如下：10.下料 切60棒料，長26015.普車 半精車52外圓，留磨削余量：直徑方向0.4.倒角達圖切退刀槽3×0.5半精車M24外徑及其臺階，車M24螺紋，倒角達圖半精車46外徑及其臺階，52斷面處留磨余量0.4車46臺階：留磨余量：直徑方向0

13、.4倒角達圖。25.鉗工 去毛刺，銳邊30.熱處理 調質HRC263235.磨 修研中心孔，磨52外圓 臺階面40.鉗工 劃線畫出鍵槽位置45.銑 銑鍵槽50.發(fā)藍 表面發(fā)藍55.檢驗 成品檢驗（5） 加工路線的確定確定刀具走刀路線主要是提高生產效率，正確的加工工藝程序，在確定走刀路線時主要考慮以下幾個方面：1. 應能保證零件的加工精度和表面粗糙度；2. 應使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率；3. 應使數值計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作量具體加工路線見走刀路線圖（6） 加工設備的選擇工序10、15采用CA6140普通車床，車床的參數如下：型號TYPE6140，中心距750

14、，1000，1500，車床上下最大回轉直徑400，馬鞍內最大工作回轉路徑550，橫托板上最大回轉直徑214，主軸孔徑52，主軸內錐孔MT6，主軸速度級數16級，主軸速度范圍20-1800r.p.，公制螺紋（30）種，規(guī)模螺紋0.125-5，徑節(jié)螺紋160-4D.p,橫托板行程239，小刀架行程150，尾坐套孔錐度MT5，套筒行程120，主電機功率4/5.5KW，外形尺寸2350×1020×1250工序45采用X45，銑床的參數如下：型號X45，主軸孔錐度7:24，主軸孔徑52.主軸轉速651800r/min.工作臺面積（長×寬）1000×250.工作臺最

15、大行程：縱向（手動/機動）620，橫向手動190、機動171，升降手動370、機動350.工作臺進給量：縱向35980/min、橫向25765/min、升降12-380/min。工作臺快速移動速度：縱向2900/min、橫向2300/min、升降1150/min。工作臺T型槽數：槽數3、寬度14、槽距50.主電機功率7.5kw。工序35采用型號MM135磨床，磨削工件直徑8-36，磨削工件最大長度260，工件最大重量4，中心高×中心距為60×260.工作臺縱向最大移動量270，工作臺最大回轉角度：順時針7°，逆時針3°。分度盤每刻度秒砂輪進給量0.002

16、.砂輪最大外徑×寬度為250×25.砂輪架電動機功率0.3kw。加工精度：圓度0.003，圓柱度0.006，表面粗糙度Ra0.8m。（7） 刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產率，工件的加工精度，已加工表面質量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數控加工工藝的一個重要部分，刀具應具有高剛度。足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經濟性，抗粘結性，化學穩(wěn)定性。由于零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重，切削溫度高，而YT類硬質合金具有較高的硬度和耐磨性，尤其具有高的耐熱性，

17、在高速切削鋼材時刀具磨損小壽命長，所以加工45鋼這種材料時采用硬質合金的刀具。1） 端面：端面車刀T012） 半精車外圓柱面：刀具號為T03,75°可轉為車刀，圓弧半徑為1，刀片型號同上，刀具型號同上3） 切槽刀， 刀具號T04 P765工4） 螺紋 T055） 磨削 砂輪6） 粗銑鍵槽 刀具號為T05，精銑鍵槽 刀具號為T05，綜上可做一刀具表如下：加工表面刀具號道具名稱刀具參數刀片型號車端面T01TNMM160408ER粗車外圓柱面T02可轉位車刀90°r=1PTGNR2020-16TNMM160408ERPTGNR2020-16半精車外圓柱面T03可轉位車刀75

18、76;r=1半精車外圓柱面PTGNR2020-16切槽刀T04765工螺紋車刀T05磨削砂輪精銑T06銑刀6五、工藝設計1、 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定根據各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1） 外圓柱面52工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度半精車 04 IT10 52.4 0.8m磨削 毛坯 601） 外圓柱面46工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度磨削 半精車 0.4 IT10 46.4 0.8m

19、毛坯 13.6 602） 外圓柱面M24工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精車 0.0 IT6 24 0.8m 半精車 0.4 IT10 24.4 0.8m毛坯 35.6 603） M24工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗車 1 IT12 25 0.8m毛坯 3 604） 退刀槽工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗車 IT12 21.7 0.8m毛坯 6.3 605） 加工鍵槽工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精銑 IT9 40 0.8m粗銑 IT12 41毛坯 7 602、 確定切削用量及功率的校核加工外圓柱面

20、60粗車：查金屬機械加工工藝人員手冊P1006取f=0.3/r ap=1 由CA6140主軸轉速范圍取n=600r/min故實際切削速度：校核功率：由于機床說明書差得，機床功率,所以機床功率足夠，實際取值為加工外圓柱面52及M24類似加工外圓柱面60半精車：金屬機械加工工藝人員手冊P1006取 f=0.1mm/r則 功率 由于機床說明書查得，機床功率,所以機床功率足夠，實際取值為精車：查機械加工工藝設計手冊表9-16知：f=0.130.18mm/r取f=0.15mm/r 在查外圓切削數據表知：圓整得n=500r/min故實際切削速度：校核功率由于機床說明書查的,功率為本0.8，機床功率,所以機

21、床功率足夠，實際取值為,n=409r/min,f=0.2mm/r加工端面粗車：查機械制造工藝與機床夾具課程設計指導得f=0.66mm/r由CA6140說明書取n=200r/min故實際切削速度校核功率:由于機床說明書查得,所以機床功率足夠，實際取之為磨52外圓44外圓銑鍵槽粗銑：功率由于機床說明書查得所以機床功率足夠，實際取值為精銑：功率由于機床說明書查得,所以機床功率足夠，實際取值為.六、機械加工工藝過程卡序號工序名稱 工序內容 定位基準 設備1備料2鍛造模鍛立式精鍛車3熱處理正火4鋸頭5粗車外圓車各外圓面，留余量45mm頂尖孔臥式車床6熱處理調質7車大端各部車大端外圓、端面及臺階頂尖孔臥式

22、車床8車小端各、部仿形車小端各部外圓頂尖孔仿形車床9精車外圓精車各外圓并切槽、倒角錐堵頂尖孔數控車床10熱處理局部高頻淬火高頻淬火設備11粗磨外圓粗磨30、35、52、46錐堵頂尖孔組合外圓磨床12銑鍵槽銑8槽鍵錐堵頂尖孔立式銑床13銑鍵槽、銑12鍵槽46外圓立式銑床14車螺紋車兩處螺紋錐堵頂尖孔臥式車床15精磨外圓精磨各外圓及兩端面錐堵頂尖孔外圓磨床16鉗工端面孔去鋭邊倒角，去毛刺17檢驗按圖樣要求全部檢驗前支承軸頸及外圓專用檢具18熱處理發(fā)藍 七、機械加工工藝工序卡10下料切60棒料，長260mm 15 普車半精車52外圓，留磨削余量：直徑方向0.4；倒角 退刀槽3*0.5半精車M24外徑及其臺階，車M24螺紋；倒角半精車46外徑及其臺階，52端面處留磨削余量0.4車46臺階，留磨削余量：直徑方向0.4；倒角25鉗工去毛刺，鋭邊30熱處理調質HRC263235磨修研中心孔，磨52外