設(shè)計配換齒輪軸零件的機械加工

1、目錄設(shè)計任務(wù)書.課程設(shè)計說明書正文.序言.一、 零件的分析.二、 工藝規(guī)程設(shè)計.(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三、 專用夾具設(shè)計.(一) 設(shè)計主旨(二) 夾具設(shè)計四、 課程設(shè)計心得體會參考文獻.設(shè)計題目:設(shè)計配換齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝置（生產(chǎn)綱領(lǐng)：5000件）設(shè)計內(nèi)容：1、產(chǎn)品零件圖 1張 2、產(chǎn)品毛坯圖 1張 3、機械加工工序卡片 1份 4、夾具設(shè)計裝配圖 1份 5、夾具設(shè)計零件圖 12張 6、課程設(shè)計說明書 1份課程說明書正文 序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(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)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(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)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計尚有不足之出，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、?，F(xiàn)分述如下：1、的外圓表面需用銑床進行銑削，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)對其進行磨削。二、工藝規(guī)程設(shè)計(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，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，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、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、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方案的特點在于：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，應(yīng)該分三次進行加工：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，ap3mm以及工件直徑為38mm時，f=0.40.5mmr按CA6140車床說明書取f=0.41mmr（3）計算切削速度：按切削手冊表中可知，切削速度的計算公式為（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）確定機床主軸轉(zhuǎn)速，按機床說明書，與相近的機床轉(zhuǎn)速為及，現(xiàn)取所以實際的切削速度為（5）計算切削工時。按工藝手冊，3、車外圓，同時應(yīng)校驗機床的功率及進給機構(gòu)強度a：背吃刀量 單邊余量，可一次切除b：進給量 根據(jù)切削手冊表1.1，選用c：計算切削速度d：確定主軸轉(zhuǎn)速，按機床選取，所以實際切削速度為e：檢驗機床功率，主切削力按切削手冊可知，公式為,式中，所以,切削時消耗功率為由CA6140機床說明書可知，CA6140主電動機功率為，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為時，主軸傳遞的最大功率為4.9，所以機床功率足夠，可以正常加工。f：校驗機床進給系統(tǒng)強度，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床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為,而機床縱向機構(gòu)可承受最大縱向力為,故機床進給系統(tǒng)可正常工作。g：切削工時工序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，按機床說明書取切削工時：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，按機床說明書取切削工時：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，按機床說明書取，而此時，切削工時：二、車螺紋至尺寸1、切削速度的計算：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，走刀次數(shù)，精車螺紋時走刀次數(shù)螺距，所以粗車螺紋時：，精車螺紋時：2、 確定主軸轉(zhuǎn)速粗車螺紋時：按機床說明書取，實際切削速度精車螺紋時：，按機床說明書取，實際切削速度3、 切削工時，取切入長度，粗車螺紋工時，精車螺紋時，故車螺紋所用總工時工序4：車外圓柱面切削速度的計算，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， ，半精車外圓時，精車外圓時， 確定主軸轉(zhuǎn)速：粗車外圓時，按說明書取，實際切削速度半精車外圓時，按說明書取，實際切削速度精車外圓時，按說明書取，實際切削速度切削工時：粗車外圓時，半精車外圓時，精車外圓時，所以車外圓所用總工時

11、為工序5：鉆的兩孔取，按機床選取，所以實際切削速度切削工時，故切削總工時工序6：鉆孔，已知，令，實際切削速度為，切削工時工序7：粗鉸孔取，實際切削速度為，切削工時工序7：精鉸孔取，實際切削速度為，切削工時工序8：銑表面粗銑表面，取，實際切削速度為，切削工時精銑表面，取，實際切削速度為，切削工時工序9：銑鍵槽取，切削工時最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他的加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片中，見附表。三、專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，通常需要設(shè)計專用夾具。設(shè)計采用工序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)計主旨銑這個鍵槽時，由于鍵槽上有個的孔，所以在銑鍵槽時應(yīng)該注意。（二）夾具設(shè)計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)濟耐用的要求考慮，擬定選用V形塊定位壓板夾緊機構(gòu)。2、夾緊力的計算根據(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）銑削力矩的計算查文獻得，其中設(shè)：所以切削力矩（2）夾緊力的計算由表查得V形塊定位夾緊力的計算公式得，取得，由于該夾具采用雙壓板夾緊機構(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,由文獻查得，螺栓直徑為12mm時，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)計心得體會緊張而又辛苦的兩周課程設(shè)計終于結(jié)束了，當(dāng)我快把設(shè)計作完時，頓時感覺豁然開朗。 雖然這兩周的課程設(shè)計很忙碌、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。在對其進行設(shè)計時，不能單獨考慮某個部位，要綜合考慮，進行整體構(gòu)思。在已度過的大學(xué)時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)計中，我感觸最深的是查閱手冊，為了讓自己的設(shè)計更加完善，更符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次的翻閱手冊是很有必要的，同時也是必不可少的。我們是在搞設(shè)計，不是搞藝術(shù)，一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠(yuǎn)都只能是構(gòu)想，無法升級為設(shè)計。因此，嚴(yán)謹(jǐn)是必需的。這次設(shè)計暴露了很多的缺點和不足，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)