設(shè)計(jì)配換齒輪軸零件的機(jī)械加工

1、目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書.課程設(shè)計(jì)說明書正文.序言.一、 零件的分析.二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).(一) 確定毛坯的制造形式(二) 基面的選擇(三) 制定工藝路線(四) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(五) 確定切削用量及基本工時(shí)三、 專用夾具設(shè)計(jì).(一) 設(shè)計(jì)主旨(二) 夾具設(shè)計(jì)四、 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)參考文獻(xiàn).設(shè)計(jì)題目:設(shè)計(jì)配換齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝置（生產(chǎn)綱領(lǐng)：5000件）設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、產(chǎn)品零件圖 1張 2、產(chǎn)品毛坯圖 1張 3、機(jī)械加工工序卡片 1份 4、夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1份 5、夾具設(shè)計(jì)零件圖 12張 6、課程設(shè)計(jì)說明書 1份課程說明書正文 序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了

2、大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)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(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有不足之出，懇請老師多多指教。一、 零件的分析 （一） 零件的作用 題目所給的零件是配換齒輪軸，起傳動(dòng)作用。有一為外圓上安裝齒輪，此齒輪與其它軸嚙合。（二）零件的工藝分析所加工的配換齒輪軸可分為兩段加工，兩邊的要求有所不同

3、。現(xiàn)分述如下：1、的外圓表面需用銑床進(jìn)行銑削，且右端為的粗牙螺紋2、左端有一為的螺紋孔，內(nèi)孔粗糙度為。外圓上有一得鍵槽，且其表面的粗糙度要求較高，粗糙度值為，應(yīng)對其進(jìn)行磨削。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼。零件的毛坯為型材中的圓棒料，生產(chǎn)類型為各種類型，采用熱軋而成型。（二）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。1、對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。本題也不例外。選取外圓表面作為粗基準(zhǔn)，對軸兩端的尺寸進(jìn)行

4、加工。2、精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，采用普通機(jī)床配用專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。1、 工藝路線方案一：工序1：下料工序2：熱處理 正火工序3：車端面，車外圓尺寸至，鉆中心孔，保證總長為。工序4：車的外圓工序5：車的外圓，車螺紋至尺寸工序6：掉頭，車至尺寸工序7：與工序5相同工序8：鉆兩孔工序9：鉆、擴(kuò)、鉸至尺寸工序10：

5、精車兩端面，切槽倒角工序11：銑外圓表面工序12：磨外圓表面工序13：終檢2、 工藝路線方案二：工序1：下料工序2：熱處理 正火工序3：車端面，車外圓尺寸至，鉆中心孔，保證總長為。工序4：車的外圓至尺寸工序5：車的外圓工序6：掉頭，車外圓工序7：與工序5相同工序8：掉頭鉆兩孔工序9：鉆、擴(kuò)、鉸至尺寸工序10：精車兩端面，切槽倒角工序11：銑外圓表面工序12：磨外圓表面工序13：終檢3、 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一中是先加工右端，再掉頭加工左面，由于左面要加工孔、銑鍵槽，且選右端為工藝基準(zhǔn)好些。方案二中加工復(fù)雜，容易造成基準(zhǔn)不重合，故選方案一較好些。（一） 機(jī)械加工余量、

6、工序尺寸及毛坯尺寸的確定配換齒輪軸的零件材料為45鋼，硬度為170-217HBS，生產(chǎn)類型為各種類型，采用熱軋成型。 根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、 外圓表面（、及）對于的外圓，由于其表面的粗糙度要求不高，可以分兩次進(jìn)行加工：第一次加工，余量，第二次加工，余量對于的外圓，由于其表面的精度要求高，所以在加工它時(shí)，應(yīng)該分三次進(jìn)行加工：第一次加工，余量，第二次加工，余量，第三次加工，余量為對于的外圓，可以一次性加工完。其加工余量為2、的兩孔及的螺紋孔鉆孔：鉆孔： 鉆孔：粗鉸： 精鉸： 2、 銑外表面將表面銑成18-0.30 由于要銑兩面，其

7、單邊加工余量為3.5mm（四）確定切削用量及基本工時(shí)工序1：車削端面、外圓1、加工條件工件材料：45鋼正火加工要求：車外圓，車兩端面機(jī)床：CA6140臥式車床刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為,Kr=900 r0=150 0=80 2、計(jì)算切削用量（1）確定端面的最大加工余量已知毛坯長度方向的加工余量為2mm，ap=2mm（2）確定進(jìn)給量f，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.4。當(dāng)?shù)稐U尺寸為1625時(shí)，ap3mm以及工件直徑為38mm時(shí)，f=0.40.5mmr按CA6140車床說明書取f=0.41mmr（3）計(jì)算切削速度：按切削手冊表中可知，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min），（刀具材料為

8、YT15不用切削液），式中，見切削手冊表1.28，即所以（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，按機(jī)床說明書，與相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為及，現(xiàn)取所以實(shí)際的切削速度為（5）計(jì)算切削工時(shí)。按工藝手冊，3、車外圓，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床的功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度a：背吃刀量 單邊余量，可一次切除b：進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表1.1，選用c：計(jì)算切削速度d：確定主軸轉(zhuǎn)速，按機(jī)床選取，所以實(shí)際切削速度為e：檢驗(yàn)機(jī)床功率，主切削力按切削手冊可知，公式為,式中，所以,切削時(shí)消耗功率為由CA6140機(jī)床說明書可知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為時(shí)，主軸傳遞的最大功率為4.9，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。f：校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度，已知主切

9、削力,徑向切削力按切削手冊表可知，公式為,式中， 所以于是軸向切削力取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為,而機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)可承受最大縱向力為,故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。g：切削工時(shí)工序2：車外圓柱面1、粗車外圓柱面取，切削手冊表1.6，刀尖圓弧半徑，切削速度，式中，于是，按機(jī)床說明書取切削工時(shí)：3、 精車外圓柱面取，切削手冊表1.6，刀尖圓弧半徑，切削速度，式中，于是，按機(jī)床說明書取切削工時(shí)：工序3：車外圓，車螺紋至尺寸一、車外圓取，切削速度，式中，于是，按機(jī)床說明書取，而此時(shí)，切削工時(shí)：二、車螺紋至尺寸1、切削速度的計(jì)算：參見切削用量手冊刀具壽命，采用高速

10、鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)，走刀次數(shù)，精車螺紋時(shí)走刀次數(shù)螺距，所以粗車螺紋時(shí)：，精車螺紋時(shí)：2、 確定主軸轉(zhuǎn)速粗車螺紋時(shí)：按機(jī)床說明書取，實(shí)際切削速度精車螺紋時(shí)：，按機(jī)床說明書取，實(shí)際切削速度3、 切削工時(shí)，取切入長度，粗車螺紋工時(shí)，精車螺紋時(shí)，故車螺紋所用總工時(shí)工序4：車外圓柱面切削速度的計(jì)算，刀具壽命，粗車外圓，取，半精車外圓，取精車外圓，取切削速度，式中，粗車外圓時(shí)， ，半精車外圓時(shí)，精車外圓時(shí)， 確定主軸轉(zhuǎn)速：粗車外圓時(shí)，按說明書取，實(shí)際切削速度半精車外圓時(shí)，按說明書取，實(shí)際切削速度精車外圓時(shí)，按說明書取，實(shí)際切削速度切削工時(shí)：粗車外圓時(shí)，半精車外圓時(shí)，精車外圓時(shí)，所以車外圓所用總工時(shí)

11、為工序5：鉆的兩孔取，按機(jī)床選取，所以實(shí)際切削速度切削工時(shí)，故切削總工時(shí)工序6：鉆孔，已知，令，實(shí)際切削速度為，切削工時(shí)工序7：粗鉸孔取，實(shí)際切削速度為，切削工時(shí)工序7：精鉸孔取，實(shí)際切削速度為，切削工時(shí)工序8：銑表面粗銑表面，取，實(shí)際切削速度為，切削工時(shí)精銑表面，取，實(shí)際切削速度為，切削工時(shí)工序9：銑鍵槽取，切削工時(shí)最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他的加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片中，見附表。三、專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常需要設(shè)計(jì)專用夾具。設(shè)計(jì)采用工序9-銑鍵槽，本夾具將用于X51臥式銑床，刀具為標(biāo)準(zhǔn)鍵槽銑

12、刀。（一）設(shè)計(jì)主旨銑這個(gè)鍵槽時(shí)，由于鍵槽上有個(gè)的孔，所以在銑鍵槽時(shí)應(yīng)該注意。（二）夾具設(shè)計(jì)1、夾具類型的選擇由于該工件生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，且工件體積小，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，從經(jīng)濟(jì)耐用的要求考慮，擬定選用V形塊定位壓板夾緊機(jī)構(gòu)。2、夾緊力的計(jì)算根據(jù)理論力學(xué)的力平衡理論，夾緊摩擦力矩應(yīng)與銑削力矩平衡，即（1）銑削力矩的計(jì)算查文獻(xiàn)得，其中設(shè)：所以切削力矩（2）夾緊力的計(jì)算由表查得V形塊定位夾緊力的計(jì)算公式得，取得，由于該夾具采用雙壓板夾緊機(jī)構(gòu)，故每支壓板只承受總夾緊力的一半，所以每根夾緊螺栓所承受的夾緊力由力矩平衡原理得，左端螺栓所承受的力,由文獻(xiàn)查得，螺栓直徑為12mm時(shí)，螺母夾緊力為，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需夾緊力，

13、故選用螺栓作為夾緊螺栓，安全可靠。3、定位誤差分析工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，,根據(jù)V形槽定位的計(jì)算公式,得到沿Z方向的基準(zhǔn)位移誤差為，夾具滿足設(shè)計(jì)要求。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖見附表四、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)緊張而又辛苦的兩周課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，當(dāng)我快把設(shè)計(jì)作完時(shí)，頓時(shí)感覺豁然開朗。 雖然這兩周的課程設(shè)計(jì)很忙碌、很疲勞，但是收獲很大，我們幾乎每天的專注和辛勞，喚回了我對機(jī)械制造的重新認(rèn)識，對配換齒輪軸的有了深刻認(rèn)識。通過查閱資料，我了解到配換齒輪軸應(yīng)用較廣，軸上有螺紋孔，有鍵槽等，可以安裝齒輪。在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不能單獨(dú)考慮某個(gè)部位，要綜合考慮，進(jìn)行整體構(gòu)思。在已度過的大學(xué)時(shí)間里我們接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課，在課堂上學(xué)到的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在本次設(shè)計(jì)中，我感觸最深的是查閱手冊，為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次的翻閱手冊是很有必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在搞設(shè)計(jì)，不是搞藝術(shù)，一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)都只能是構(gòu)想，無法升級為設(shè)計(jì)。因此，嚴(yán)謹(jǐn)是必需的。這次設(shè)計(jì)暴露了很多的缺點(diǎn)和不足，發(fā)現(xiàn)自己以前存在很多的不足，以前只是隨便的湊下尺寸，尺寸精度完全被忽視了。我認(rèn)識到，干任何事情都要耐心、細(xì)