機械制造技術(shù)基礎課程設計減速器傳動軸設計1

1、 機械制造技術(shù)基礎課程設計設 計 題 目: 減速器傳動軸 學 校: 陜西科技大學學 院: 機電學院 專 業(yè) 類 別: 機械設計制造及其自動化 班 級: 機械046 姓 名: 楊 孟 博學 號: 51404627指 導 教 師: 張 斌起 始 日 期: 2007年1月 9 日 完 成 日 期: 2007年1月 25 日成 績:機械制造課程設計題目：設計“減速器傳動軸”零件的機械加工工藝規(guī)程（年產(chǎn)量為5000件）內(nèi)容： （1）零件圖 1張（A3） （2）毛坯圖 1張（A3） （3）工序簡圖 1張（A2） （4）工序卡片 2張 （5）課程設計說明書 1份 班 級： 機 械046 學 生： 楊 孟 博

2、指導教師： 張 斌 學 號： 51404627 2007年 1月25日目 錄1 設計說明4 1.1題目所給的零件是傳動軸 4 1.2 零件的工藝分析4 1.3 其主要加工表面位置要求4 1.4零件的材料 42 工藝規(guī)程的設計 5 2.1 零件表面加工方法的選擇 5 2.2制定工藝路線 63 機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 3.1 確定加工余量 6 3.2 確定毛坯尺寸 74 確定切削用量及基本工時 8 4.1 車兩端面94.2 計算切削用量 95: 選擇量具 15 5.1 選擇刀具 155.2 選擇量具 156：總結(jié) 16 7：參考文獻 17 機械制造基礎課程設計說明書本次設計是在基

3、本學完大學基礎課，技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課后進行的。是在畢業(yè)設計之前做的較全面較深入地對所學各課程進行的綜合性復習及應用。為我提供了一次理論聯(lián)合實際訓練的機會，在我的大學生涯中占有非常重要的地位。我希望通過本次課程設計對自己的綜合性訓練，從中鍛煉自己的獨立思考問題，解決問題的能力，為今后的自己未來生活及工作打下一個良好的基礎。但由于能力有限，此設計難免有不宜之處。懇請各位老師及同學給予指教。一 零件的分析1 .1題目所給的零件是傳動軸（5000件年產(chǎn)）此課程設計研究的是一傳動軸。該軸在機械制造領域中有著廣泛的應用。其主要作用是傳遞扭矩,使機構(gòu)獲得動力.1. 2 零件的工藝分析:該傳動軸需要加

4、工的部分主要為回轉(zhuǎn)面。另外，軸兩端為螺紋加工部分。軸的各個軸肩相鄰處需要加工退槽或者是砂輪越程槽。軸肩兩端要進行倒角加工。在軸徑為40±0.005mm，50±0.005mm和右端螺紋部分要加工鍵槽。該傳動軸的加工表面除了軸徑為64和54的兩部分表面的精度要求較小外，其他表面的粗糙度要求都為0.8。為此可以以64為分界分別對兩邊軸表面進行加工。1.3 其主要加工表面位置要求：40±0.005外圓相對A-B的圓跳動為0.0245±0.005相對于A-B的圓跳動為0.0254端面相對于A-B的圓跳動為0.0264外圓相對A-B的圓跳動為0.0250±

5、0.008外圓相對A-B的圓跳動為0.0240±0.005外圓內(nèi)花鍵槽關于A-B對稱度為0.03。50±0.008花鍵槽關于A-B的對稱度為0.03。1.4零件的材料材料為45鋼考慮到軸在工作過程中經(jīng)常承受變化的不穩(wěn)定沖擊性載荷，且軸的階梯直徑相差很大。所以選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷以保證工作可以正?？煽康倪M行。由與其年產(chǎn)量達5000件，是大規(guī)模生產(chǎn)水平，且零件尺寸不大。故可以模鍛成型。這對提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。二 工藝規(guī)程設計2.1 零件表面加工方法的選擇：本零件的加工面有外圓，端面，槽等。材料為45鋼。其加工方法如下：基準的選擇： 粗基準的選擇：對

6、于一般軸類零件而言，一般以外圓做為粗基準。對于本零件來說，根據(jù)粗準的選擇原則，零件上有較多的加工面時，為使各加工表面都得到足夠的加工余量，應該選擇毛坯上加工余量最少的表面做為粗基準。對于本傳動軸來說，軸徑為64mm慢慢的外圓表面精度較小，故其加工余量也會小，從而可做為粗基準分別加工其兩邊的表面。而當加工傳動軸的兩端面時，為保證兩端面的相互位置精度時，采用互為基準原則進行切削加工。 精基準的選擇：由精基準統(tǒng)一原則，對加工軸類零件時，采用兩個頂尖孔做為統(tǒng)一精基準來加工軸上所有的外圓表面及端面。這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對軸心線的垂直度。其次，還可以減少夾具的種類，降低夾具的設計和制造費

7、用。2.1.3 64，54兩個外圓面為未注明公差尺寸。根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT12,表面粗糙度為Ra6.3需進行粗車。40±0.005，45±0.005，50±0.005，45±0.005，有公差要求。公差等級為IT7。表面粗糙度為Ra0.8，可采用粗車半精車精車磨削。2.1.5槽的槽深公差等級分別為IT13，IT13和IT14。其表面粗糙度分別為Ra3.2，Ra3.2和Ra6.3。采用粗銑，半精銑。由以上分析可得到如下方案： 工藝路線方案一： 工序1：車兩端面，鉆中心孔 車床 工序2：車外圓，切槽，倒角 車床工序3：車螺紋 車床 工序

8、4：銑鍵槽 磨床工序5：去毛刺 鉗工 工序6：磨外圓 磨床 工序7：終檢×工藝路線方案二：工序1：兩邊同時車銑端面，鉆中心孔。 工序：粗車軸上各外圓表面，半精車64×54mm,×6mm 工序3：以64×54m和左端面孔定位，半精車軸左部的所有外表面。 工序4：以64×54mm和右端面孔定位，半精車軸右訓的所有外表面。 工序5：以兩端面孔定位切退刀槽和砂輪越程槽，倒角。 工序6：工兩端面軸外表面上的螺紋。 工序7：銑鍵槽。 工序8：磨削各外圓。 工序9：終檢。2.2制定工藝路線：由工藝方案一，二分析。方案一:工序比較集中，這樣能減少工件安裝次數(shù)，

9、有利于保證位置公差要求。還能減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)效率。對于小批量生產(chǎn)來說這樣加工能使生產(chǎn)成本降低。但對于大批加量加工來說，這樣的加工方案并不能降低生產(chǎn)成本，反而會讓生產(chǎn)成本增加。方案二:工序比較相對來說比較分散，同時考慮到該軸比較細長，采用端面孔定位加工軸上的各表面時，由于刀具的切深抗力會使得軸產(chǎn)生一定程度上的撓度，從而使得各表面產(chǎn)生不同程度的加工誤差。為此，在車外表面時，可采用一個端面孔和64x54mm部分進行定位分別進行加工。這樣能減少加工時切削力引起太大的撓度誤差。綜合以上兩個方案的優(yōu)點和不足從而制定一個最優(yōu)的方案如下：1：車兩端面，鉆中心孔 組合車床 2：粗車外圓64mm, 40

10、±0.005，45±0.005，50±0.005，45±0.005（兩端中心孔定位）車床 3：精車外圓40±0.005，35±0.005，50±0.008，45±0.005，切退刀槽，倒角(兩端中心孔定位） 車床 4：車螺紋2×M32×1.5-6g ，(兩端中心孔定位) 車床 5：銑鍵槽 (兩端中心孔定位) 銑床6：去毛刺 鉗工 7：磨外圓面H,M,G,P,N 磨床 8：終檢三：確定機械加工余量及毛坯尺寸。設計毛坯圖。 3.1 確定加工余量，按JB3835-85確定，確定時根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量，加

11、工精度和鍛件形狀復雜系數(shù)。由表2.2-25可查得外表面的加工余量。3.1.1鍛件質(zhì)量 計算得2.96kg, 估算為4.83.1.2加工精度 除64，54外一般表面的加工精度為IT7。3.1.3鍛件形狀復雜系數(shù)、 S=S =0.834，長度偏差為 3.1.4根據(jù)光軸類和多臺階軸類的機械加工余量及公差（JZ4-59,JZ8-50）表5-28查得加工余量為6±2。 3.2 確定毛坯尺寸由上面查得的加工余量。分析此零件，除64，54外一般的表面皆為Ra0.8。因此只需將零件的尺寸加上余量值即可（由于有的只需粗加工，這時可取所差數(shù)據(jù)中的較小值。當表面需要粗車半精車精車時，可取較大值）。其毛坯尺

12、寸如下表：（毛坯圖附圖2）零件尺寸單面加工尺寸毛坯尺寸45±0.005351±0.0056426845±0.005351±0.0053.2.1外圓52加工表面考慮其毛坯加工表面長度為125，表面粗糙度為Ra6.3。其毛坯尺寸為64，所以只需粗車單邊余量1.5就能滿足要求。外圓表面2×45±0.005，40±0.005，2×M32×1.5-6g,毛坯為實心，其精度為IT7.參照工藝手冊表可確定其工序尺寸及余量。傳動軸毛坯(鍛件)尺寸允許偏差40±0.005+1.5 -0.6表2.2-1345

13、77;0.005+1.5 -0.654+1.5 -0.664+1.5 -0.650±0.005+1.5 -0.645±0.005+1.5 -0.6340直線度公差1.5表2.2-193.2.4 確定毛坯熱處理方式 傳動軸經(jīng)鍛造后應安排退火，正火，以消除殘留的鍛造應力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細化，均勻的組織，從而改善加工性能。3.2.5 加工表面加工余量偏差的確定 加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精64364±0.01 Ra6.3541354±0.01 Ra6.340±0.0052.42.20.2

14、42.4±0.01 42.2±0.01 40.2±0.01 Ra6.3Ra3.2Ra0.0845±0.0053.42.20.248.4±0.01 47.2±0.01 45.2±0.01 Ra6.3Ra3.2Ra0.0850±0.0083.42.20.253.4±0.01 52.2±0.01 50.2±0.01 Ra6.3Ra3.2Ra0.08四 確定切削用量及基本工時4.1 車兩端面，打中心孔，粗車64，50±0.008，54，表面粗糙度值為Ra6.3，4.1.1 加工條件：

15、材料45鋼 模鍛 正火 4.1.2 機床選擇：CA6140臥式車床4.1.3 刀具選擇：刀片材料為YT15,刀桿尺寸16×25， =90°,°,=12°,=0.5。4.2 計算切削用量4.2.1 粗車64確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的余量為2（-0.71.5）?？紤]7°的鍛模拔模斜度。則毛坯的最大加工余量為8 。分兩次加工，切削深度為2，公差為IT13。 計算切削速度 按切削手冊表1.27，切削速度的計算公式為（刀具壽命選T=60min）V= m/min式中 =242, =0.15, =0.35,m=0.2,修正系數(shù)k（查切削手冊表1

16、.28即=1.44,Ks=0.8,Kk=1.04, =0.81,Kbv=0.97所以v=108.6 m/min確定機床的主軸轉(zhuǎn)速n=1000×108.6/（3.14×68）=500 r/min按照機床說明書（見工藝手冊表6.2-8），與500相近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min。計算切削工時按照工藝手冊表6.2-1，取l=130, =130/(0.52×500)=0.50min4.2.2 粗車50±0.005切削深度：單邊余量為1.7，可一次切削。進給量：根據(jù)工藝手冊表1.4，選擇f=0.50計算切削速度：見工藝手冊表1.27V= m/min=116 m/

17、min確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000×116/（3.14×64）=577 r/min按照機床說明書（見工藝手冊表6.2-8），與710相近的機床轉(zhuǎn)速為560 r/min。切削工時：按照工藝手冊表6.2-1，取l=80, =80/(0.50×560)=0.286min4.2.3 粗車54切削深度：單邊余量為4，可一次切削。進給量：根據(jù)工藝手冊表1.4，選擇f=0.50計算切削速度：見工藝手冊表1.27V= m/min=129 m/min確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000×129/（3.14×64）=641 r/min按照機床說明書（見工藝手冊表6.2-8），

18、與790相近的機床轉(zhuǎn)速為710 r/min。此時實際切削速度為124 m/min切削工時：按照工藝手冊表6.2-1，取l=6 =6/(0.50×710)=0.016min4.2.4 粗車45±0.005切削深度：單邊余量為1.7，可一次切削。進給量：根據(jù)工藝手冊表1.4，選擇 f=0.50計算切削速度：見工藝手冊表1.27V= m/min=122m/min確定主軸轉(zhuǎn)速：n= =1000×122/（3.14×51）=761 r/min按照機床說明書（見工藝手冊表6.2-8），與761相近的機床轉(zhuǎn)速為710r/min。此時實際切削速度為114 m/min切削

19、工時：按照工藝手冊表6.2-1，取l=52,=（125+105）/(0.50×710)=0.481min4.2.5 粗車40±0.0065切削深度：單邊余量為2.5，可一次切削。進給量：根據(jù)工藝手冊表1.4， f=0.50計算切削速度：見工藝手冊表1.27V= m/min=138m/min確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000×138/（3.14×47.6）=923 r/min按照機床說明書（見工藝手冊表6.2-8），與923相近的機床轉(zhuǎn)速為900r/min。此時實際切削速度為134 m/min切削工時：按照工藝手冊表6.2-1，取l=55, =55/(0.50&#

20、215;900)= 0.122min驗證機床功率：主切削力F按工藝手冊表1.29所示公式計算 F= 式中=2880,=1.0,=0.75,=0.94,=0.89所以F=2780N =6.43KW由切削手冊表1.30中機床說明書可知CA6140臥式車床主電動機的功率為7.5 KW。所以機床的功率足夠，能夠保證正常加工。驗證機床進位系統(tǒng)強度 以知主切削力為F=2780N，徑向切削力 按切削手冊表1.2所示公式計算。 =279 N徑向切削力Ff按切削手冊表1.29所示公式計算。 =1292 N取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1。則切削力在縱向進給方向上對進給機構(gòu)的作用力：F=+（+F）=1292

21、+27.9+278=1597.9N小于機床縱給方向可以承受的最大縱向力。（切削手冊表1.30）所以機床系統(tǒng)可正常工作。工序2的切削用量及基本時間工步切削深度進給量切削速度車床轉(zhuǎn)速基本時間粗車外圓6440.5v=108.6 m/min500 r/min。0.50min粗車50±0.0051.70.5116 m/min760 r/min。0.286min粗車5440.5129 m/min760 r/min。0.016min粗車45±0.0051.70.5122m/min710r/min。0.481min粗車40±0.0052.40.5138m/min900r/min。

22、0.122min3230.5207 m/min1200 r/min0.025 min粗車45±0.0051.70.5122m/min710r/min。0.481min32mm30.5207 m/min1200 r/min0.02min4.2.6 精加工機床選擇：C620-1臥式車床。刀具選擇：刀片材料為YT15,刀桿尺寸16×25，=90°, =15°,=12°,=0.5。工序3的切削用量及基本時間工步切削深度進給量切削速度車床轉(zhuǎn)速基本時間40±0.0051.20.3150 m/min1200r/min0.056 min45±

23、;0.0051.20.3150 m/min1200r/min0.161 min50.0051.20.3150 m/min1200r/min0.15 min45±0.0051.20.3150 m/min1200r/min0.15 min切退刀槽 倒角 4.2.7車螺紋2×M24×1.5-6g計算切削速度由參考文獻（7）表中21查得。 車床選擇：CM6125臥式車床刀具壽命T=60選擇高速螺紋車刀。切削深度為1.5，走刀次數(shù)為1。 由表6.2-14中公式計算得粗車時切削速度為21.57 m/min。確定主軸轉(zhuǎn)速： n=1000v/(D×) =1000

24、5;21.57/(3.14×32) =134 r/min按機床說明書取n=320 r/min實際切削速度： V=（320×3.14×32）/1000 =32.2m/min切削工時：取長度l=20 =20/（320×0.2） =0.3125min4.2.8銑鍵槽由表4.2-37得1） 選擇銑床 X51立式銑床2） 刀具選擇 高速鋼錯齒三面刃銑刀 d=125mm L=13mm z=20.3） 刀具角度選擇 前角=15°，后角 =12°（周齒），=6°（端齒）4） 縱向進給量f=50mm/min5） 橫向進給量f=25mm/min

25、6） 加工時間T1=25/25+12/50=1.24min T2=63/25+14/50=2.8min T3=20/25+8/50=0.96min T= T1+ T2+ T3=1.24+2.8+0.96=4.0min4.2.9磨削選擇砂輪 見工藝手冊第三章磨料選擇各表。結(jié)果為：WA46Kv6P350×401） 切削用量：砂輪轉(zhuǎn)速為n=1500 r/min（見機床說明書）2） 砂輪的切削速度 V=27.5 m/ s3） f=0.5軸向方向的進給量B=204） 工件速度V=10 m/min5） 徑向方向的進給量f=0.015/20 行程6） 切削工時 T=（2×L×b

26、×Z×b×k）/(1000×v×Fa×Fv)L加工長度 120，70，60，20，80，b 加工寬度 40，45，50，45Z 單邊加工余量 0.1k 系數(shù) 1.10v 工作臺移動速度Fa工作臺往返一次砂輪軸向進給量 Fv工作臺往返一次砂輪軸向進給量T= 2×（20+80+60+70+120）×（40+45+50+45）×0.1×1.1/（1000×10×20×0.015）=2.31min五 選擇夾具 本零件除粗銑及半精銑槽等工序需用專用夾具外，其他各工序使用通用夾

27、具(三爪自定心卡盤)即可。 5.1 選擇刀具 (1) 在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30，切槽刀宜選用高速鋼。 (2) 銑刀按表3.1-40選錯齒三面刃銑刀。零件要求銑切深度為4mm， 5mm，3 mm，按表3.1-28，銑刀直徑應為60-75mm，因此所選銑刀：半精銑工序銑刀直徑d=70mm，齒數(shù)z=205.2 選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具。選擇量具的方法有二種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。選擇時，采用其中的一種方法即可。 5.2.1

28、選擇各外圓加工面的量具 工序2中粗車外圓52達到圖紙要求，現(xiàn)按計量器具的不確定度選擇該加工表面加工時所用量具：該尺寸公差T=0.016。按表5.1-1，計量器具不確定度允許值U1=0.009mm。根據(jù)表5.1-2分度值0.02游標卡尺，其不確定度數(shù)值U=0.02mm，U>U1，所以不能選用，必須U<U1，故應選分度值0.01的外徑百分尺(U=0.004)，從表5.2-10中選擇測量范圍大于52mm，分度值為0.01的外徑百分尺即可滿足要求。 外圓加工面所用量具工序加工面尺寸尺寸公差量具264，54，40±0.005，45±0.005，50±0.005，

29、45±0.005,32分度值0.02測量范圍0-150游標卡尺340±0.00545±0.005，50±0.005，45±0.005分度值0.01 mm測量范圍25-150 mm外徑百分尺42×M32×1.5-6g0.095分度值0.01mm測量范圍0-50mm外徑百分尺選擇加工軸向尺寸所用量具，加工軸向尺寸所選量具如下表：加工軸向尺寸所選量具340分度值0.01測量范圍250500mm外徑百分尺20，50，120，1.5，6，80，160，0.5分度值0.01測量范圍0150mm外徑百分尺5.2.3 選擇加工槽所用量具 槽經(jīng)粗銑一次加工。槽寬的尺寸公差等級為IT12；均可選用分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺進行測量5.3 確定工序尺寸 5.3.1 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。前面根據(jù)有關資料查出本零