傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

摘要一項(xiàng)十分重要而又非常嚴(yán)肅的工作。問(wèn)題：1、技術(shù)上的先進(jìn)性；2、經(jīng)濟(jì)上的合理性；3、有良的勞動(dòng)條件，避免環(huán)境污染。目錄第一節(jié)傳動(dòng)軸（批量為200件）機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)軸的用途二、傳動(dòng)軸的技術(shù)要求三、審查傳動(dòng)軸的工藝性四、確定傳動(dòng)軸的生產(chǎn)類(lèi)型第二節(jié)確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖一、選擇毛坯二、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量三、繪制傳動(dòng)軸鍛造毛坯簡(jiǎn)圖第三節(jié)擬定傳動(dòng)軸工藝路線一、定位基準(zhǔn)的選擇二、表面加工方法的確定三、加工階段的劃分四、工序的集中與分散五、工序順序的安排六、確定工藝路線第四節(jié)機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用一、機(jī)床設(shè)備的選用二、工藝裝備的選用第五節(jié)加工余量、工序尺寸和公差的確定一、G軸外圓面φ40的確定二、E軸外圓面φ30的確定三、M軸外圓面φ35的確定四、F軸右邊部分外圓面φ30的確定五、F軸左邊部分外圓面φ30的確定六、N軸外圓面φ25的確定七、M20x1.5螺紋的加工第六節(jié)切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算一、切削用量的計(jì)算二、時(shí)間定額的計(jì)算第七節(jié)心得體會(huì)第八節(jié)參考文獻(xiàn)第九節(jié)附錄傳動(dòng)軸（批量為200件）機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)二、傳動(dòng)軸的技術(shù)要求F軸外圓面右求）M軸外圓面φ35±0.008φ30±E軸外圓面行調(diào)質(zhì)處理，材料可為45號(hào)鋼，就可以達(dá)到它的使用要求。由于傳動(dòng)軸配合的兩個(gè)重要端面提出了相對(duì)中心軸線的端面圓跳動(dòng)，保證垂直度在0.02以?xún)?nèi)，此外還保證了M、N兩個(gè)重要軸的中心線相對(duì)中心軸線的同軸度誤差在0.02以?xún)?nèi)。功用。三、審查傳動(dòng)軸的工藝性精磨來(lái)達(dá)到技術(shù)要求，加工起來(lái)比較方便，螺紋也可以方便的車(chē)出來(lái)?？傮w上，好。四、確定傳動(dòng)軸的生產(chǎn)類(lèi)型件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式N=Qm(1+a%)(1+b%)得：N=200(1+3%)(1+0.5%)=207件/年該傳動(dòng)軸的重量約為1.311-31-4知，該傳動(dòng)軸的生產(chǎn)類(lèi)型為小批生產(chǎn)。第二節(jié)確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖一、選擇毛坯宜采用自由鍛的方法來(lái)制造毛坯。二、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量由表2-10至表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素：1、公差等級(jí)由傳動(dòng)軸的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。2、鍛件質(zhì)量已知機(jī)械加工后傳動(dòng)軸的重量為1.31鍛件毛坯的重量為2.5千克。3、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)由公式（2-3）和（2-4）可計(jì)算出該傳動(dòng)軸的形狀復(fù)雜系數(shù)mmS=/d=2.54747222tN4由于0.83介于0.63和1之間，故該傳動(dòng)軸的形狀復(fù)雜系數(shù)屬S1級(jí)。4、鍛件材質(zhì)系數(shù)由于該傳動(dòng)軸材料為45號(hào)鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該傳動(dòng)軸的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。5、鍛件分模線形狀6、零件表面粗糙度E軸的表面粗糙度Ra=3.2，其余均為0.8。根據(jù)上述分析，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果如下表2所示：表2傳動(dòng)軸鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量鍛件重包容體重量/kg形狀復(fù)雜系公差等級(jí)普通級(jí)量/kg2.5數(shù)3SM21機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm表2-107±2（取7）1.8+0.9-0.9表2-117±2（取7）7±2（取7）7±2（取6.7）7±2（取6.7）7±2（取7）表2-11表2-11表2-11表2-11表2-111.8+0.9-0.9注：根據(jù)表2-10的表注，將公差按照1的比例分配。2三、繪制傳動(dòng)軸鍛造毛坯簡(jiǎn)圖由表2所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖，如附圖一所示。第三節(jié)擬定傳動(dòng)軸工藝路線一、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1、精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)傳動(dòng)軸零件圖的設(shè)計(jì)圖紙和精基準(zhǔn)的選擇原則要求定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基工各軸肩端面和各外圓表面，而且能保證加工軸肩面P、Q相對(duì)于中心軸線的圓跳動(dòng)誤差，保證加工M、N軸線相對(duì)于中心軸線的同軸度誤差。只有在P面和F軸肩右端面作為定位基準(zhǔn)加工鍵槽?？傊?，該傳動(dòng)軸零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位、裝夾方便，有利于保證各項(xiàng)技術(shù)要求。2、粗基準(zhǔn)的選擇后續(xù)的精加工做好準(zhǔn)備。二、表面加工方法的確定的加工方法如下表：表3傳動(dòng)軸零件各表面加工方案表1-6表1-6表1-6表1-6表1-6表1-6IT6IT10IT90.83.23.2表1-6表1-8表1-8N面上鍵槽側(cè)面粗銑-半精銑三、加工階段的劃分該傳動(dòng)軸為多階梯軸,為了使毛胚生產(chǎn)率高，將毛胚大大的簡(jiǎn)化了，但是這殘余應(yīng)力重新分布而變形,因此,安排工序時(shí),應(yīng)將加工過(guò)程分為以下階段：1、粗加工階段圓、鉆中心孔。a.粗車(chē)兩端面,鉆中心孔為精基面作好準(zhǔn)備,使后續(xù)工序定位精準(zhǔn),從而保證其他加工表面的形狀和位置要求。b.粗車(chē)階梯軸外圓,將零件加工出Φ30,Φ35，Φ40,Φ25和Φ20的軸外圓，使此時(shí)坯件的形狀接近工件的最終形狀和尺寸,只留下適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊.切出退刀槽。2、半精加工階段半精加工階段的任務(wù)是減小粗加工留下的誤差，使加工面達(dá)到一定得精的，為精加工做好準(zhǔn)備。它包括主軸各處外圓、臺(tái)肩的半精車(chē)和修研中心孔等。3、精加工階段包括對(duì)表面粗糙度要求較高的外圓面M、N和F面左部的磨削加工、對(duì)外圓面F右部和軸肩端面P、Q的精車(chē)加工和對(duì)E外圓面的粗精磨，然后粗銑、半精銑鍵槽。四、工序的集中與分散線，減少工件的搬動(dòng)次數(shù)，提高生產(chǎn)效率；采用工序集中原則，使生產(chǎn)計(jì)劃、生表面之間的相互位置精度要求。五、工序順序的安排1、機(jī)械加工工序a．遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工傳動(dòng)軸兩端面和鉆中心孔，再車(chē)外圓表面。b．遵循“先面后孔”的原則，先加工端面，再加工鍵槽，車(chē)螺紋。c．遵循“先主后次”的原則，先加工主要表面：車(chē)外圓各個(gè)表面，后加工次要表面：銑鍵槽。d．遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。2、熱處理工序?yàn)楦纳乒ぜ牧系那邢餍阅?，在粗加工后?yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，調(diào)質(zhì)硬度為220—240HBS。3、輔助工序在熱處理之后，安排主軸校直；在半精加工之后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；在精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該傳動(dòng)軸工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工—各端面和主要表面粗加工—熱處理—主要表面半精加工—輔助工序—主要表面磨加工和次要表面加工—主要表面精磨加工。六、確定工藝路線在綜合考慮上述工序安排原則的基礎(chǔ)上，表4列出了該傳動(dòng)軸的工藝路線。表4傳動(dòng)軸工藝路線及設(shè)備、工裝的選用車(chē)床設(shè)備粗車(chē)傳動(dòng)軸兩端面并在兩端面鉆中心孔CA6140CA6140游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺粗車(chē)各軸肩端面及傳動(dòng)軸各外圓表面調(diào)質(zhì)處理220—240HBS研修中心孔鉗工臺(tái)CA6140游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺、外圓千分尺、卡規(guī)在各端面處車(chē)出后續(xù)加工表面的退刀槽CA6140游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺外圓端面處倒角（除P、QCA6140外）游標(biāo)卡尺、外圓千分尺卡規(guī)深度游標(biāo)卡尺M(jìn)D1420X5032在M、N面上銑鍵槽至規(guī)定鉗工臺(tái)清洗機(jī)游標(biāo)卡尺、卡規(guī)、塞規(guī)第四節(jié)機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用一、機(jī)床設(shè)備的選用CA6140,萬(wàn)能外圓磨床式升降臺(tái)銑床X5032，具體情況如上表所示。二、工藝裝備的選用通用量具。1、刀具的選擇：a．粗車(chē)時(shí)：可以選用YT5的刀具，前角選為16°，后角為5—8°，主偏角75°，刃傾角為0°，副偏角Kr’=5°，刀尖半徑為1mm。b．半精車(chē)、精車(chē)時(shí)：可以選用YT15的刀具，前角選為18°，后角為5—8°75°0°°1mm。c．選用車(chē)刀時(shí)，車(chē)端面選用45°端面車(chē)刀；車(chē)外圓階梯時(shí)，選用90°車(chē)刀；在粗車(chē)外圓時(shí)，選用75°偏刀。車(chē)外圓時(shí)，使用靠模板車(chē)。鉆深孔時(shí)，選用莫氏錐柄麻花鉆；車(chē)螺紋時(shí)，使用高速鋼螺紋車(chē)刀。銑鍵槽使用圓柱鍵槽銑刀加工。2、夾具的選擇：加工該零件不需要使用專(zhuān)用夾具，采用通用夾具，如：三爪卡盤(pán)及頂尖。3、量具的選擇：游標(biāo)卡尺（精度為第五節(jié)加工余量、工序尺寸和公差的確定各工序的加工余量可依據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表2-17、表2-18、表2-19查得。一、G軸外圓面φ40的確定表5工序基本尺寸/mm40IT9IT11±2鍛造46.7二、E軸外圓面φ30的確定表6表面粗糙度工序基本尺尺寸、公Ra/um0.3差/mm±0.0065IT9IT11±230.332.337－0.052012.5－0.13鍛造三、M軸外圓面φ35的確定表7表面粗糙度Ra/um工序基本尺尺寸、公稱(chēng)差/mm0．8±0.008半精車(chē)2IT93.235.30－0.0620粗車(chē)鍛造IT11±212.537.342－0.16四、F軸右邊部分外圓面φ30的確定工序工序余量加工經(jīng)濟(jì)精表8表面粗糙度Ra/um工序基本尺差/mm－0.02－0.0720IT9IT11±230.332.337－0.052012.5－0.13鍛造五、F軸左邊部分外圓面φ30的確定工序工序余量加工經(jīng)濟(jì)精表9表面粗糙度Ra/um工序基本尺尺寸、公差/mm0．8±0.0065IT9IT11±23.230.332.337－0.052012.5－0.13鍛造六、N軸外圓面φ25的確定表10工序工序余量加工經(jīng)濟(jì)精表面粗糙度工序基本尺Ra/um0．8寸/mm差/mm2525.327.3320－0.0130IT9IT11±2－0.052012.5－0.13鍛造七、M20x1.5螺紋的加工表11工序名稱(chēng)工序余量/mm加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺IT11±2鍛造26.7第六節(jié)切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算一、切削用量的計(jì)算1、工序7—半精車(chē)傳動(dòng)軸各外圓面該工序雖然分了多個(gè)工步進(jìn)行，但每個(gè)工步的背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度都相同，因?yàn)檫@些工步都是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)一次走刀加工完成的，所以分析一個(gè)工步即可?，F(xiàn)以半精車(chē)E軸外圓面為例，計(jì)算切削用量：1）背吃刀量的確定半精車(chē)E軸外圓面的加工余量為2，由于加工余量為雙邊余量，故a=1mm。p2）進(jìn)給量的確定由表查得，可取進(jìn)給量f=0.4mm/r3）切削速度的確定根據(jù)臥式車(chē)床CA6140的切削速度范圍，取V=30m/min，可求得：n=1000V/πd=318.47r/min，根據(jù)機(jī)床型號(hào)查得轉(zhuǎn)速為n=320r/min，則V=nπd/1000=30.2m/min由于各工步加工軸的直徑不同，算出的轉(zhuǎn)速也不相同，但都靠近n=320r/min，故可以統(tǒng)一起來(lái)取值。工序7—半精車(chē)P、Q面方向的尺寸只要滿足基本尺寸要求即可，無(wú)需保證公差值。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這里只取Q面作為對(duì)象，最后計(jì)算結(jié)果的兩倍即為該工序的最終結(jié)果。半精車(chē)Q面：1）背吃刀量的確定因?yàn)橐阎摴げ降募庸び嗔繛?1mm,分兩次進(jìn)p給。2）進(jìn)給量的確定由查得，可取進(jìn)給量f=0.4mm/r3）切削速度的確定V=30m/min，可求得：n=1000V/πd=318.47r/min根據(jù)臥式車(chē)床CA6140的切削速度范圍，取根據(jù)機(jī)床型號(hào)查得轉(zhuǎn)速為n=320r/min，則V=nπd/1000=30.2m/min2、工序11—銑鍵槽1）N軸外圓面上鍵槽8×4.8切削用量的確定：根據(jù)圖樣分析和查表可得：進(jìn)給量fz=0.1mm/z，給定齒數(shù)為ap=2.4，分兩次進(jìn)給，主軸轉(zhuǎn)速取n=190r/min，得：V=14.9m/min。2）M軸外圓面上鍵槽10×5.2切削用量的確定：根據(jù)圖樣分析和查表可得：進(jìn)給量fz=0.1mm/z，給定齒數(shù)為ap=2.6，分兩次進(jìn)給，主軸轉(zhuǎn)速取n=190r/min，得：V=14.9m/min。二、時(shí)間定額的計(jì)算1、工序7—半精車(chē)傳動(dòng)軸各外圓面1）半精車(chē)E軸外圓面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=(30+2+3)60/(0.4320)=16.4sj112輔助時(shí)間t=0.15t=0.1516.4=2.5sf1j2）半精車(chē)M軸外圓面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=(31+2+3)60/(0.4320)=16.9s12j2輔助時(shí)間t=0.15t=0.1516.9=2.5sf2j3）半精車(chē)G軸外圓面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=(46+2+3)60/(0.4320)=23.9sj312輔助時(shí)間t=0.15t=0.1523.9=3.6sjf34）半精車(chē)F軸外圓面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=(44+2+3)60/(0.4320)=23sj412輔助時(shí)間t=0.15t=0.1523=3.4sjf45）半精車(chē)N軸外圓面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=(36+2+3)60/(0.4320)=19.2sj512輔助時(shí)間t=0.15t=0.1519.2=2.9sjf56）半精車(chē)Φ20軸外圓面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=(18+2+3)60/(0.4320)=10.8sj612輔助時(shí)間t=0.15t=0.1510.8=1.6sjf67)半精車(chē)P面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=22060/128=18.8sj712輔助時(shí)間t=0.15t=0.1518.8=2.8sjf78)半精車(chē)Q面基本時(shí)間和輔助時(shí)間的確定基本時(shí)間t=(lll)i/fn=22060/128=18.8sj812輔助時(shí)間t=0.15t=0.1518.8=2.8sjf8綜上，工序7總的基本時(shí)間t總=tj1+tj2+tj3+tj4+tj5+tj6+tj7+tj8j=16.4+16.9+23.9+23+19.2+10.8+18.8+18.8=147.8s工序7總的輔助時(shí)間t總=tf1+tf2+tf3+tf4+tf5+tf6+tf7+tf8f=2.5+2.5+3.6+3.4+2.9+1.6+2.8+2.8=22.1s布置工作地時(shí)間t=0.05(t總+t總)=8.5sbjf休息和生理需要時(shí)間t=0.03(t總+t總)=5.1sfxj準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間t=0.05(t總+t總)=8.5sjzf單件時(shí)間定額t=t+t+t+t+t/mjfbxz=147.8+22.1+8.5+5.1+8.5/200=183.5s2、工序11—銑鍵槽1）N軸外圓面上鍵槽8×4.8基本時(shí)間t=l/f=25×60/95=31.