輸出軸機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計

PAGE3目錄TOC\o"1-3"\h\u19013畢業(yè)設(shè)計概述 420271、任務(wù)分析及設(shè)計思路 516441.1任務(wù)分析 5167701.2設(shè)計思路 555422、研究和分析零件的工作圖 6198302.1零件的結(jié)構(gòu)分析 6317422.2零件圖的工藝分析 6221222.3生產(chǎn)類型的確定 774983、毛坯種類的確定 8280803.1毛坯的選擇的確定 8222993.2確定毛坯的尺寸 8281503.3確定毛坯熱處理方式 8182424、擬定零件加工的工藝路線 9236104.1定位基準(zhǔn)的選擇 929224.2確定主要表面的加工方法 93784.3制定工藝路線 11272915、擬定各工序的機(jī)床設(shè)備、工藝裝備和輔助工具 1327435.1工序的機(jī)床設(shè)備確定 1380885.2工藝裝備和輔助工具確定 13108236、確定各工序的加工余量、工序尺寸 15295626.1工序的加工余量及工序尺寸 1546127、確定各工序的切削用量及工時定額 18172877.1工序的切削用量的選擇 1834367.2工時定額的選擇 19102118、填寫工藝文件 21254489、作品特點(diǎn) 341842310、設(shè)計總結(jié) 351432611、參考文獻(xiàn) 36畢業(yè)設(shè)計概述機(jī)械加工制造業(yè)從建國后至今經(jīng)過60多年的發(fā)展，它在不斷的壯大，并發(fā)展成我國的先進(jìn)制造業(yè)，這是一個巨大的進(jìn)步，從一開始制造那些小零件到現(xiàn)在大型機(jī)械裝置，這是一個質(zhì)的飛躍。在本次課程設(shè)計的過程中，讓我對機(jī)械加工工藝方面有了一個了解：1.能熟練運(yùn)用加工工藝設(shè)計中，并且熟練的掌握基礎(chǔ)知識和實(shí)訓(xùn)中所學(xué)到的實(shí)踐知識，如何來理解零件在加工工藝的設(shè)計方法、零件工藝加工尺寸的確定等問題，零件加工性能的確定。2.對以上加工工藝設(shè)計分析和理解之后。能夠單獨(dú)完成畢業(yè)設(shè)計的制作3.去書上以及網(wǎng)上查看加工工藝設(shè)計手冊及文獻(xiàn)資料。對這些資料進(jìn)行分析和理解。就我個人而言，這次畢業(yè)設(shè)計的制作，讓我學(xué)會了對零件從毛坯到成品的加工工藝設(shè)計，并且對工藝路線的制定以及加工工藝裝備的選擇和切削用量的選擇方面有了深刻的了解。并在設(shè)計過程中學(xué)習(xí)到了很多以前都沒有接觸過的資料和圖紙以及計算公式，并對它們逐一去理解想方法去解決。1、任務(wù)分析及設(shè)計思路1.1任務(wù)分析1）查找文獻(xiàn)資料，下載相關(guān)設(shè)計文件，制定好畢業(yè)設(shè)計的框架;2)針對輸出軸類零件在機(jī)械加工中的注意事項(xiàng)，深入車間請教師傅，提出創(chuàng)新性的解決辦法。3)CAD畫出輸出軸零件圖，了解加工工藝，選擇加工方法流程。4)針對任務(wù)書里面的八個方面完成說明書，并且制出工藝卡片。1.2設(shè)計思路1)分析CAD零件圖;2)選擇毛坯的制造方法和形狀;3)擬定輸出軸工藝路線;4)選擇輸出定位基準(zhǔn);5)輸出軸工序所需的設(shè)備、計算工序尺寸和公差的確定;6)輸出軸工序設(shè)備和輔助工具的確定;7)確定各工序技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法;8)輸出軸切削用量和工時定額的確定;9)工藝文件的制作；10)介紹作品的特點(diǎn);2、研究和分析零件的工作圖2.1零件的結(jié)構(gòu)分析如圖所示零件是輸出軸，它屬于臺階型軸類零件，由圓柱面、軸肩、鍵槽組成。軸肩一般用來確定安裝在其他零件的軸向位置，起定位作用；鍵槽用于安裝和固定各種傳動齒輪。如圖所示的輸出軸零件的A是裝配基準(zhǔn)，故對

A

段外圓的加工提出了很高的要求。

主軸的支撐軸頸、配合軸頸、端面、鍵槽等表面是主要加工表面。其中輸出軸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度尤為重要。2.2零件圖的工藝分析該零件的是材料是45號鋼，45鋼屬于合金鋼,他的高質(zhì)量鋼結(jié)構(gòu)其強(qiáng)度和硬度較高，其可塑性和韌性略低。工藝分析主要從結(jié)構(gòu)、尺寸、精度分析，主要從以下兩個方面進(jìn)行分析：①主要加工面：Φ54.4，左邊Φ60，右邊Φ60,Φ80

的外圓柱面。Φ54.4

的尺寸公差等級為IT8級，Φ60的尺寸公差等級為IT5級,Φ80

的尺寸公差等級為IT6級，Φ60的尺寸公差等級為IT5級。兩鏈槽寬度的尺寸公差等級為IT9級，而兩鏈槽長度的尺寸公差等級均為IT11級。

②精糙度方面表現(xiàn);Φ54.4的外圓柱面，Φ60的外圓柱面，Φ80的外圓柱面左邊，Φ60外圓柱的精糙度要求均為Ra1.6要求較高，其余表面均為Ra12.5um要求不高。

③位置精度：Φ54.4，左Φ60和Φ80軸線對右邊Φ60軸線的同軸度為Φ0.02mm。2.3生產(chǎn)類型的確定生產(chǎn)類型同類零件的年產(chǎn)量/年重型（零件質(zhì)量大于2000kg）中型（零件質(zhì)量大于100~2000kg）輕型（零件質(zhì)量小于100kg）單件生產(chǎn)≤5≤20≤100成批生產(chǎn)小批生產(chǎn)5~10020~200100~500中批生產(chǎn)100~300200~500500~5000大批生產(chǎn)300~1000500~50005000~50000大量生產(chǎn)≥1000≥5000≥50000（表1-1）依設(shè)計題目查表可知Q=50臺/年，n=1件/臺，結(jié)合調(diào)查，備品率和廢品率分別為15%和3%。代入公式得生產(chǎn)綱領(lǐng)N=Qn(1+α)(1+β)=50×1（1+0.15）（1+0.03）=57件/年≤100零件是軸類零件中的輸出軸，查表可知生產(chǎn)類型屬于輕型小批量生產(chǎn)。3、毛坯種類的確定3.1毛坯選擇的確定①軸類零件最常用的毛坯是棒料和鍛件，只有某些大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如曲軸），在質(zhì)量允許下采用鍛件。由于毛坯經(jīng)過加熱，鍛造后能使金屬內(nèi)部的纖維組織表面均與分布，可獲得較高的抗拉，抗彎級抗扭強(qiáng)度，所以除軸外直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋棒成冷軋棒料，一班比較重要的軸大部分都采用鍛件，這樣既可以改善力的性能，又能節(jié)約材料，減少機(jī)械加工量：機(jī)械生產(chǎn)規(guī)模的大小毛坯的鍛造有自由鍛和模鍛。自由鍛多用于中小批量生產(chǎn)，模鍛多運(yùn)用于大批量生產(chǎn)。而且毛坯制造精度高，

加工量小，

效率高。

可以鍛造形狀復(fù)雜的毛坯，本零件為大批量生產(chǎn)，所以綜上所述采用模鍛。②選擇通過零件直徑的平面為分型面③輸出軸屬于臺階軸類零件，由于是單件小批量生產(chǎn)采用自由鍛造.3.2確定毛坯的尺寸外圓與長度尺寸（?100×390mm）3.3確定毛坯熱處理方式機(jī)械零件常采用的熱處理工藝有退火、正火、調(diào)質(zhì)，時效、淬火、回火、滲碳及氧化等。熱處理工藝分為預(yù)備熱處理和最終熱處理兩大類，由于采用的45號鋼是最常見的合金鋼，其力學(xué)性能較好，小型應(yīng)采用調(diào)質(zhì)的熱處理方式，調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的性能，因此許多中碳鋼常采用這種熱處理方法，要安排在粗車之后半精之前完成。4、擬定零件加工的工藝路線4.1定位基準(zhǔn)的選擇1、軸類零件定位基準(zhǔn)的選擇輸出軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準(zhǔn)時，應(yīng)遵循基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一和互為基準(zhǔn)等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。由于輸出軸外圓表面的設(shè)計基準(zhǔn)是主軸軸心線，根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則考慮應(yīng)選擇輸出軸右端的頂尖孔作為精基準(zhǔn)面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端面加工出來，有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應(yīng)先加工頂尖孔。為了保證支承軸的同軸度要求，宜按互為基準(zhǔn)的原則選擇基準(zhǔn)面。定位基準(zhǔn)每轉(zhuǎn)換一次，都使主軸的加工精度提高一步。4.2確定主要表面的加工方法本零件的加工面有外圓、小孔、端面、鍵槽等，材料為45號鋼。公差等級和表面粗糙度要求，參考和查下表，可以選擇如下加工方法：從軸的右到左。Φ54.4，Φ60，Φ70，Φ88，Φ80，Φ70，Φ80都用車床進(jìn)行車削，而兩個鏈槽則采用銑床進(jìn)行銑削。具體加工方法的分析如下：①輸出軸最左端Φ54.4+0.050的公差分段為IT8，表面粗超度Ra=1.6um。查表4-2及表4-5可知需進(jìn)行粗車—半精車—精車②軸左也Φ60+0.024+0.011段的公差等級為IT5，表面粗糙度Ra=1.6um，查表4—2及表4—5可知，需進(jìn)行：粗車—半精車—粗磨—精磨③左軸Φ70為未注公差尺寸公差等級按IT14.表面粗糙度Ra=12.5um，故粗車就可以了④Φ90段位未注公差尺寸，公差等級為IT14，表面粗糙度Ra=12.5um，故粗車就可以了⑤Φ80+0.021+0.002段公差等級為IT6，表面粗糙度Ra=1.6um,查表4—2及表4—5可知，采用：粗車—半精車—精車⑥右邊軸段Φ70為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗超度Ra=12.5um，查表可知粗車就可以⑦右端Φ60+0.024+0.011的公差等級為IT5級，表面粗糙度Ra=1.6um，查表可知：可采用粗車—半精車—粗磨—精磨即可⑧兩個鏈槽的寬度尺寸公差為IT9級而長度尺寸公差為IT11級，又因?yàn)槭敲娲殖萊a=12.5um，所以采用粗銑—精銑4.3制定工藝路線主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，

即粗加工階段（加工頂尖孔、粗車外圓等）；半精加工階段（半精車外圓，精車外圓等）；精加工階段（包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓等）。在機(jī)械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序，這就決定了主軸加工各主要表面總是循著以下順序的進(jìn)行，即粗車→調(diào)質(zhì)（預(yù)備熱處理）→半精車→精車→淬火-回火。工序號內(nèi)容設(shè)備10模鍛毛坯車床20車端面，鉆中心孔，車另一斷面保證總長，鉆中心孔車床30粗車三個臺階，調(diào)頭粗車另一端四個臺階車床40熱處理，調(diào)質(zhì)50修兩端中心孔車床60半精車2個臺階，倒角，調(diào)頭半精車另外2個臺階面，倒角車床70精車80+0.021+0.02，調(diào)頭精車，54.4+0.050車床80劃兩個鍵槽加工線90粗銑兩個鍵槽銑床100精銑兩個鍵槽銑床110修兩端中心孔120粗磨左60+0.024+0.011右半軸60+0.024+0.011外圓磨床130精磨右60+0.024+0.011外圓，精磨60+0.024+0.011磨床140檢驗(yàn)5、擬定各工序的機(jī)床設(shè)備、工藝裝備和輔助工具5.1工序的機(jī)床設(shè)備確定（1）機(jī)床設(shè)備的選擇，根據(jù)工序來選擇相應(yīng)的機(jī)床設(shè)備（1）工序10，20，30，50，60，70是粗車，半精車和精車各工序的工步數(shù)不多，大批量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求，本零件外輪廓尺寸不大，選用最常用的GSK980TDa型臥式車床。（2）工序90，100為銑削，工序工步簡單，外輪廓尺寸不大，考慮本零件為大批量生產(chǎn)，所選機(jī)床便使用范圍廣泛為宜，故可選常用的X6132型銑床能滿足加工要求。（3）工序120，130是粗磨，精磨，由于是磨削階梯軸的外表面，所以宜選用常用的M1432A型磨床。5.2工藝裝備和輔助工具確定（1）選擇夾具：（1）在工序20，30中選用三爪自定心卡盤（2）50，60，70工序用頂尖夾緊（3）90，100工序平口鉗（4）120，130工序用頂尖+中心架（2）選擇刀具：根據(jù)工序選擇刀具(1)由于零件車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類道具，因?yàn)閅T類硬質(zhì)合金是有較高的硬度和耐磨性，尤其是有高的耐熱性，在高速切削鋼料時道具磨損小，壽命長，所以車端面時選用60°偏頭端面車刀，而車外圓時選用75°偏頭外圓車刀刀桿尺寸B×H：16×25牌號P10（2）銑刀選用平鍵槽銑刀（3）采用白剛玉砂輪（3）選擇量具：（1）選擇兩段70的臺階的量具該兩段臺階為未注公差尺寸按IT14要求，標(biāo)準(zhǔn)公差值為0.74mm，查《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》表5—56可知計量器具確定度允許值U1=0.054mm，查表5—57，分度值0.05mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度數(shù)值U=0.050mm，U＜U1，查表5—59，用0～200mm／0.05mm（2）54.4+0.05060+0.024+0.01180+0.021+0.00260+0.024+0.011（右段）的臺階的量具選擇由于這四段的公差尺寸太小，千分尺和游標(biāo)卡尺達(dá)不到表5—57要求，故選用量塊和千分尺一起用，減小千分尺的不確定性。千分尺選用分度值為0.01mm的外徑千分尺（3）鍵槽量具的選擇查表可知同上選用量塊+千分尺（4）軸長度方向尺寸用游標(biāo)卡尺量0～200mm／0.05mm6、確定各工序的加工余量、工序尺寸6.1工序的加工余量及工序尺寸工序號雙邊余量／mm工序尺寸／mm表面粗糙度Ra／um10a=512.520車端面38012.530（1）粗車∮54臺階直徑余量a=1.212.5（2）粗車軸左邊∮60臺階直徑余量為a=1.161.1+0.3012.5（3）粗車軸左端∮70臺階直徑至零件圖未示尺寸7012.5（4）粗車軸右端∮60臺階直徑余量為a=1.161.6+0.3012.5工序號單邊余量／mm工序尺寸／mm表面粗糙度Ra／um30（5）粗車軸右端70臺階至零件所標(biāo)尺寸7012.5（6）粗車80臺階，余量a=1.281.2+0.3012.5（7）粗車88臺階至零件圖所標(biāo)尺寸8812.560（1）半精車54.4臺階，直徑余量為0.154.5+0.07406.3（2）半精車左軸60臺階直徑余量為0.4mm60.5+0.04606.3（3）半精車軸右端60臺階直徑余量0.460.5+0.04606.3（4）半精車軸80臺階直徑余量0.180.1+0.07406.370（1）精車80臺階80+0.021+0.0021.6（2）精車54.4臺階54.4+0.05090（1）粗銑左邊鍵槽余量為1.019+0.084012.5（2）粗銑右邊鍵槽雙面余量為1.0100（1）精銑左邊鍵槽至圖示尺寸180-0.04312.5（2）精細(xì)邊鍵槽至圖示尺寸47.50-0.2120粗磨兩段60臺階，余量為0.160.1+0.01901.6130精磨兩段60的臺階至圖示尺寸60+0.0240.0111.68、填寫工藝文件工藝卡片1張機(jī)械加工工藝過程卡，，4張加工工序卡。 機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱輸出軸零件名稱輸出軸共1頁材料牌號45號鋼毛坯種類圓棒料毛坯外形尺寸100×390mm每毛坯件數(shù)1件數(shù)1姓名工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段加工設(shè)備工藝裝備1下料模鍛毛坯鋸床2車削車端面，鉆中心孔，車另一斷面保證總長，鉆中心孔臥式車床900外圓車刀3車削粗車三個臺階，調(diào)頭粗車另一端四個臺階臥式車床900外圓車刀4熱處理熱處理，調(diào)質(zhì)箱式爐5修兩端中心孔臥式車床900外圓車刀6半精車2個臺階，倒角，調(diào)頭半精車另外2個臺階面，倒角臥式車床900外圓車刀7精車80+0.021+0.02，調(diào)頭精車，54.4+0.050臥式車床900外圓車刀8劃兩個鍵槽加工線臥式車床900外圓車刀9粗銑兩個鍵槽銑床端銑刀10精銑兩個鍵槽銑床端銑刀11修兩端中心孔12粗磨左60+0.024+0.011右半軸60+0.024+0.011外圓磨床13精磨右60+0.024+0.011外圓，精磨60+0.024+0.011磨床14清洗、去毛刺、倒角、鉗工臺15檢驗(yàn)、入庫檢驗(yàn)各部尺寸、表面粗糙度、各臺階同軸度檢驗(yàn)臺設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）2020年11月182020年12月10標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期機(jī)械加工工序卡片1產(chǎn)品名稱車床零件名稱齒輪軸加工工藝規(guī)程設(shè)計共9頁第1頁車間工序號工序名稱材料牌號10模鍛毛胚45鋼毛坯種類毛坯外形尺寸單件毛坯所需件數(shù)每臺件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱機(jī)床型號機(jī)床編號同時加工件數(shù)1夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時/分終時單件工步號工步內(nèi)容工藝設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時1鍛造毛胚r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期（表1-10）機(jī)械加工工序卡片2產(chǎn)品名稱車床零件名稱共9頁第2頁車間工序號工序名稱材料牌號20粗車端面45號鋼毛坯種類毛坯外形尺寸單件毛坯所需件數(shù)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱機(jī)床型號機(jī)床編號同時加工件數(shù)車床GSK980TDa1夾具編號夾具名稱切削液三爪定心卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時/分準(zhǔn)終單件工步號工步內(nèi)容工藝設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)車刀，游標(biāo)卡尺中心鉆r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1粗車左端面至尺寸39040080.090.482.540.841.322鉆中心孔400120.0413粗車右端面，保證總長38032070.340.642.540.841.324鉆另一中心孔400120.041設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期（表1-11）機(jī)械加工工序卡片3產(chǎn)品名稱輸出軸零件名稱輸出軸共9頁第3頁車間工序號工序名稱材料牌號30粗車外圓柱面45號鋼毛坯種類毛坯尺寸單件毛坯所需件數(shù)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱機(jī)床型號機(jī)床編號同時加工件數(shù)車床GSK980TDa1夾具編號夾具名稱切削液三爪定心卡盤乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時/分終時單件工步號工步內(nèi)容工藝設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)機(jī)動輔助1粗車Ф54.4外圓表面至圖示尺寸車刀、游標(biāo)卡尺、