機械制造課程設計方案

1、、零件的分析 1.1 軸的作用 軸的主要作用是支承回轉零件及傳遞運動和動力。按照軸的承受載荷不同，軸可分為 轉軸、心軸和傳動軸三類。工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸成為轉軸，只承受彎矩的 軸稱為心軸，只承受扭矩而不承受彎矩的軸稱為傳動軸。 1.2 軸的工藝分析 該軸主要采用 40Cr 鋼能承受一定的載荷與沖擊。此軸為階梯軸類零件，尺寸精度， 形位精度要求均較高。21, 22.5 , 24,22.55為主要配合面，精度均要求較高, 需通過磨削得到。軸線直線度為 0.01，兩鍵槽有同軸度要求。在加工過程中須嚴格控 制。 1）該軸采用合金結構鋼 40Cr，中等精度，轉速較高。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜

2、合力學性能,具有較高的強度、較好的韌性和塑性。 2）該軸為階梯軸，其結構復雜程度中等，其有多個過渡臺階，根據(jù)表面粗糙度要求 和生產(chǎn)類型，表面加工分為粗加工、半精加工和精加工。加工時應把精加工、半精加工 和粗加工分開，這樣經(jīng)多次加工以后逐漸減少了零件的變形誤差。 3）零件毛坯采用模鍛，鍛造后安排正火處理。 4）該軸的加工以車削為主，車削時應保證外圓的同軸度。 5）在精車前安排了熱處理工藝，以提高軸的疲勞強度和保證零件的內(nèi)應力減少，穩(wěn) 定尺寸、減少零件變形。并能保證工件變形之后能在半精車時糾正。 6）同一軸心線上各軸孔的同軸度誤差會導致軸承裝置時歪斜，影響軸的同軸度和軸 承的使用壽命。在兩端面鉆中

3、心孔進行固定裝夾可以有效防止徑向圓跳動、保證其同軸 度。 零件圖如下 Bl 1,6 L.5XD.5 eg牙 ie 36 .10 . B n0d351 詔呂粗車各退 刀槽 50 熱處理 調(diào)質(zhì) 60 半精車 以軸段3外圓為基準依次半精車軸段1、2外圓；半精車槽深 0.5的2個；調(diào)頭再以軸段3外圓為基準半精車軸段4、5外 圓；半精車槽深0.5。 70 精車 用調(diào)整法找正以頂尖中心線為基準精車軸段1;精車軸段2。 調(diào)頭精車軸段4;精車軸段5； 80 車端面 車端面保持長122；倒角1X45調(diào)頭車另一端面保持全長 120；倒角1X45度，車槽深0.3 90 粗銑鍵槽 銑兩個寬為7的鍵槽 100 半精銑鍵

4、 槽 半精銑兩個鍵槽 110 熱處理 表面淬火 120 粗磨 粗磨軸段1 ;調(diào)頭粗磨軸段4 130 精磨 精磨軸段4 ;調(diào)頭精磨軸段1 140 檢驗 表二 2.4加工工序的設計 2.4.1加工余量的確定 加工余量見表三 加工表面 工序名 稱 工序 余量 工序尺寸 精度等級 軸段3 粗車 4 30 IT11 軸段1、4 外圓面 半精磨 0.1 22.5+0.0055 ,- 0.0055) IT6 粗磨 0.25 22.60 , -0.018 ) IT7 精車 0.25 22.850 , -0.027 ) IT8 半精車 2.2 23.10 , -0.043 ) IT9 粗車 8.7 25.30

5、, -0.11 ) IT11 軸段2外圓 面 精車 0.3 24+0.012, +0.001 ) IT8 半精車 1.5 24.30 , -0.043 ) IT9 粗車 8.2 25.8 IT8 半精車 1.5 21.3(0,-0.043 IT9 粗車 8.2 22.8(0,-0.011 IT11 鍵槽 半精銑 1.5 7.50 , -0.03 ) IT7 粗銑 6 90, -0.075 ) IT11 表三 242毛坯尺寸及公差等級 由工藝人員手冊可查得鍛件單邊余量厚度方向1.5-2mm,取2mm水平方向為 2.0- 2.7mn,取2.5mm.鍛件質(zhì)量小于 1kg，長度等于 120mn，取其上

6、偏差+0.17mn，下偏差- 0.08mm 鍛件厚度尺寸小于 40mm取其上偏差+0.12mm 下偏差-0.04mm。B/H1,故取起 偏角為5度。則鍛件毛坯長度尺寸為 -1直徑尺寸為 。根據(jù)零件圖各 部分的加工精度要求，鍛件的尺寸公差等級為8-12級，加工余量等級為普通級，故取 IT=12 級。 2.4.3毛坯圖的繪制 根據(jù)零件圖可知該軸各加工表面的粗糙度至少為12.5卩m 綜上，鍛件毛坯圖如下所示。 2.5確定切削用量及基本工時 確定切削用量的原則：首先應選取盡可能大的背吃刀量，其次在機床動力和剛度允許的 條件下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選取盡可能大的進給量。最后根據(jù)公式確 定最佳

7、切削速度。 1) 工序30,粗車軸的左右端面 該工序為兩個工步，工步1是以左邊定位。粗車右端面；工步 2是以右邊定位，粗車 左端面。由于這兩個工步是在一臺機床上經(jīng)一次走刀加工完成的，故其選用的切削用量 相同。 錯誤!背吃刀量的確定：根據(jù)加工余量，工步 1和工步2的背吃刀量都為0.5mm 進給量的確定： 本設計采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是40Cr,查表取進給量f = 0.5mm/r 切削速度的計算： 硬質(zhì)合金車刀切削40Cr時，取切削速度V為50m/min,根據(jù)公式 二 ，可得車 床轉速 n=1000X 50/ X 34) r/min=663r/min ,查表 CA6140的主軸轉速范圍為

8、101400, 14001580 3) 工序40、60的過渡面部分粗車一一半精車尺寸為 30的軸肩兩端面 粗車軸段2與軸段1的過渡端面，其切削用量與上述結論類似，不再計算 4) 工序90、100粗銑及半精銑鍵槽 粗銑 取 f=2mm/r Vc=60m/min n=118 r/min 半精銑取 f=0.8mm/r Vc=74m/min n=200 r/min 5) 工序120、130粗磨、精磨加工軸段1、4外圓面 查表取粗磨、精磨深度進給量為分別為0.032mm 0.008mm 工件的運動速度為 15m/mi n，18m/mi n 背吃刀量等于磨削余量0.25mm及0.1mm 6) 其余工序 粗

9、車加工時，取f=0.81mm/r Vc=60m/min 半精車加工時，取 f=0.51mm/r Vc=90m/min 精加工時，取f=0.2mm/r Vc=120m/min 皆符合要求。 三、機床設備的選用 3.1各工序所用機床、夾具、刀具、量具和輔具 650 500 頂面：455X/I05 側面:435 X 335 11-130 6 辺 035-2.13 4 B665 650 側面： 650X0 頁皺 12,5*72.7 100 33-3 33 3 星大鋰孔 直徑 主軸轉速 （轉刪 加工質(zhì)量 不圓柱度 端面不平度 栢桶度 甘式俚床 T617 240 131160 am 0 02 T68 24

10、0 20-1000 0 02/300 0 02/300 護 蓿密臣卜鋰 憐 T646 240 8*1036 ,1 001 立式金剛 鏗 T716 165- 19600 a.oi 0.01 夕F圓J君床 M131 磨削直桎S-315 1CW a.oo3 O.OOfl D.2/ V 內(nèi)園聘床 M212O 磨孔直徑 50200 磨孔探度 120-160 ）口 .5J200 爭 平面君侏 M7730K 虐創(chuàng)面積長X 寬 1000X300 不平度 0 015/100口 V V 無、磨床 M1040 駐削直徑2*40 膺削寬度 140 楠畫度 0.002 不圓柱度 0.004 床 工作臺工作面 積長K寬

11、工作合量大行程 縱苛昶橫向K垂直 主錨轉連 C轉吩7 主電機功率 C KW 臥式惟侏 X6O 800X200 50口 X 160X300 50-2240 3 臥式槪床 1250X320 700X255X360 30-1500 7.5 立式詵床 X52K 1250X320 兀 0X255X370 30-1500 7,5 萬酯槪床 X62W 1250X320 700X255X370 30-1500 7.5 機床 額定扌立力（噸） 最大行程 滑枕訂程速度 工作（米，井）逅回（米并） 主電機功率 C KW 乂式內(nèi)拉床 L5120 20 120 1.5*13 7*20 14 臥式內(nèi)拉床 LdllO 口

12、1250 2-11 L4-25 17 臥式內(nèi)拉床 L6120 10 1600 15-11 720 22 表四 3T5S-6 帛用呈具及規(guī)格 星.具屯稱 用逢 備注 三用游標卡尺 用于測基工件的: 內(nèi)錘 外徑 長度 擁度 公稱規(guī)狷 主參勤 測星范圍 讀數(shù)值 125x0.05 0-125 0.Q5 125x0.02 -125 0.02 150XQ 05 0-150 o3s 150X0 D2 -150 0 02 二用游標卡尺 幣千測垠Tf半的- 200X0 03 0200 0.05 內(nèi)徑 夕卜徑 200 X 0.02 -200 0.02 300XQ.DS -300 0.05 300X0 D2 0-3

13、00 0 02 20DXD.05 CK200 0.05 200X0.D2 0-200 0 300X0.05 1-300 0.Q5 13度游標卡尺 rH昏 1 .lTpnJiKiJat-iazet_TTw 證劃緩 300X0.D2 0-300 0 02 500X0,1 0500 0.1 500X0 05 0-500 0.05 500X002 OU-500 0.02 侏度游標卡尺 用于iWJ星工件的： 洽密灤度 孑捕采 200X0 05 0-200 0.05 200X0.02 D-2D0 Q.Q2 300X0 05 粗車各退刀槽 CK6140 冋游標卡尺 50 熱處理 調(diào)質(zhì) 60 半精車 以軸段3

14、外圓為基準依次半精車軸段 1、2 外圓；半精車槽深 0.5的2個；調(diào)頭再以 軸段3外圓為基準半精車軸段 4、5外圓； 半精車槽深0.5。 CK6140 S游標卡尺 70 精車 用調(diào)整法找正以頂尖中心線為基準精車軸 段1;精車軸段2。調(diào)頭精車軸段 4;精車 軸段5； CK6140 冋游標卡尺 80 車端面 車端面保持長122 ;倒角1X45調(diào)頭車另 一端面保持全長120；倒角1X45度，車槽 深0.3 CK6140 占游標卡尺 90 粗銑槽 銑兩個寬為7的鍵槽 銃床X083 銃刀游標卡尺 100 半精銑槽 半精銑兩個鍵槽 銃床X083 銃刀游標卡尺 110 熱處理 表面淬火 120 粗磨 粗磨軸

15、段1 ;調(diào)頭粗磨軸段4 M1432 130 精磨 精磨軸段4;調(diào)頭精磨軸段1 M1432 140 檢驗 游標卡尺 設計 日期） 校對 日期） 審核 日期） 標準化 日期） 會簽 : 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 1 1 | 乩 M1 數(shù)控車床 CK6140 1 -T 1 )1 = Ui ,1 4 打 W A (b- 夾具編號 夾具名稱 切削液 F PW I 三爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時（分 準終 單件 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝 備 主軸轉速 r/min 切削速 度 m/min 進給 量 mm/r 切削深度mm 進給次 數(shù) 工步工時 10 粗車軸段 3, R

16、a=12.5 um a 游標卡尺 796 60 0.81 4 1 機動 輔助 20 粗車軸段1、2，Ra=1.6 um 回游標卡尺 796 60 0.81 11.5、10 5、3 30 粗車軸段 4、5，Ra=1.6 um 回游標卡尺 796 60 0.81 11.5、10 5、3 40 50 設計 日期） 校對 日期） 審核 日 期） 標準化 日期） 會簽 日 期） 標記 處 數(shù) 更改 文件 簽字 日期 標 記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 加工后零件的三維圖 設計小結 通過此次課程設計，讓我受益非淺，不僅培養(yǎng)了我們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題 的邏輯思維能力，更重要的是學會了熟悉運用機械制造工藝學中的基本理論實際知識解決 零件在加工中的定位，夾緊，以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題保證加工質(zhì)量。 通過這次軸的設計，讓我們從機械基礎到公差配合、從機械制圖、計算機繪圖到機床