減速器輸出軸機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：減速箱輸出軸機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)班級(jí) 設(shè)計(jì)者 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： 減速箱輸出軸機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng)：20000 件生產(chǎn)類型：大批量生產(chǎn)內(nèi)容：1.產(chǎn)品零件圖1張2.產(chǎn)品毛坯圖1張3.夾具圖1張4.零件裝配圖1張5.機(jī)械加工工藝過程卡片1套6.機(jī)械加工工序卡片1套7課程設(shè)計(jì)說明書1份機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)圖 1、2 分別為輸出軸的零件圖。已知零件的材料為 45號(hào)剛，年產(chǎn)量 4000 件 / 年。試為該輸出軸零件編制工藝規(guī)程。圖 1-1 輸出軸零件圖第一節(jié) 減速器輸出軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1. 減速器輸出軸的用途和工作原理此軸用于輸出

2、轉(zhuǎn)矩、傳遞動(dòng)力。軸安裝在單列圓錐磙子軸承上，軸承蓋凸緣擋住軸承外圈，因此 軸得到軸向定位。齒輪和半聯(lián)軸器用軸肩、軸套和擋圈軸向定位，用 平鍵作周向定位，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)距。該軸套上兩個(gè)齒輪，一端置于 減速箱內(nèi)，一端置于輸出終端。作用是輸出轉(zhuǎn)矩、傳遞動(dòng)力。全部技術(shù)要求列于表1-1中加工表面尺寸及偏差公差及精度等表面粗糙度形位公差A(yù)-1-0,025 d 351-D.0030.017, 70.8QJ012A-BL4 35i-D.OOS0.017, 712.5無B48無12.5無G48無1.6QJ012A-BH48無3.2無C*40+ 0.0340.016, 61.6無D4 35i-D.OOS0.017

3、, 70.8QJ012A-BEA -O.OK* 35 n n-0.240.16, 113.2無JA -O.0K-0.240.16, 112.3無F* 站 o mi e 3'0+ 0.0220.013, 61.6無KL ,n+ 0 £)41e 30+ O.OZ80.013, 612.5無鍵槽12P9 側(cè)12P90.0361.6D OS D 鍵槽無無3.2無12P9 底 鍵槽8P6側(cè)面8P60.0431.6OLDb j C鍵槽8P6底面無無3.2無此外，為了保證軸的耐磨性和硬度，要求熱處理T224。表1-13.審查減速器輸出軸的工藝性分析零件圖可知，傳動(dòng)軸的所有表面都要求切屑加工

4、， 并在軸向 方向上產(chǎn)生臺(tái)階表面，并且粗糙程度都不同，這樣有利于主軸高速 旋轉(zhuǎn)時(shí)的各表面的應(yīng)力條件，主要工作表面雖然加工精度要求相對(duì)較 高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加 工出來。所以該零件的工藝性好。(1) 45號(hào)鋼具有良好的可鍛性。(2) 結(jié)構(gòu)力求簡單、對(duì)稱、橫截面尺寸不應(yīng)有突然變化。(3) 為了裝卸軸承和齒輪方便、去除毛刺，軸兩端應(yīng)該有倒角。(4) 為了減少應(yīng)力集中，各軸肩過渡處應(yīng)有合理的圓角。(5) 軸上有兩個(gè)鍵槽，可用銑刀加工，而且效率高。一 確定輸出軸的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知： 2000 件/ 年，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率和廢品率分別 為 3%和 0.5%。代入

5、公式 1-1 得2000*(1+30.5%)=2070件/ 年由查 1-3 表可知，輸出軸屬輕型零件；由表 1-4 知，該輸出軸的生產(chǎn) 類型為大批生產(chǎn)第二節(jié) 確定毛坯、繪制毛坯簡圖1. 毛胚的選擇由于該輸出軸在工作過程中要承受扭轉(zhuǎn)和沖擊載荷， 為增強(qiáng) 軸的抗扭強(qiáng)度和沖擊韌性，獲得纖維組織，鋼材選用 45 鋼。軸 的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)，為得到合適的生 產(chǎn)效率采用鍛造制造毛坯，減速箱輸出軸是階梯軸，并且各階 直徑相差不大，用模鍛方法制造毛坯。一、 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量（1）、公差等級(jí) 由軸的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。（2）、鍛件質(zhì)量的估算與形狀復(fù)雜

6、系數(shù) S 的確定。已知機(jī)械加工后軸的重量為 2.2, 由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛 件毛坯的重量為 2. 8 。形狀復(fù)雜系數(shù)其中為相應(yīng)的鍛件外廓包容體質(zhì)量，則： 根據(jù) S 的值查表，可知鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為 S1 級(jí)（簡單）。（ 0.63<S<=1）（3）、鍛件的材質(zhì)系數(shù)由于該軸的材料為4 5鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。（4）、鍛件分模線形狀根據(jù)該軸的的形位特點(diǎn)， 此軸選擇零件高度方向的對(duì)稱平面為分 模面，屬平直分模線。（5）、零件的表面粗糙度依據(jù)零件圖可知，該軸各加工表面的粗糙度均大于0.8卩m。根據(jù)上述毛胚加工余量分析， 可畫出零件毛胚圖

7、。 1. 定位基準(zhǔn)的 選擇 粗基準(zhǔn)的選擇一般采用軸的外圓表面作為粗基準(zhǔn)， 這樣可以使得定位、 裝夾和 加工變得很方便， 而且這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 以它為粗基準(zhǔn)定位加 工頂尖孔，為后續(xù)工序加工出精基準(zhǔn)，這樣使外圓加工時(shí)余量均勻， 避免后續(xù)加工精度受到“誤差復(fù)映”的影響。提高工件加工時(shí)工藝系 統(tǒng)的剛度， 可采用外圓表面和一端中心軸共同作為定位基準(zhǔn)， 這樣可 以使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合并獲得較高的定位基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇零件上的很多表面都以兩端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工， 可避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn) 換誤差，也遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，因此以軸的兩端面為精基準(zhǔn)；兩端面 的中心軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)， 選用中心軸線為定位基準(zhǔn)， 可保證表

8、面最后 加工位置精度，符合基準(zhǔn)重合原則。2. 零件表面加工方法的選擇軸的各個(gè)表面具體的加工方法，如表 4 所示 .加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度（）加工方法35 0.025外圓表面a60.8粗車一半精車一磨削48外圓表面B1112.5粗車40 0.054外圓表面C71.6粗車一半精車一精車35 0.025外圓表面D60.8粗車一半精車一磨削35 0.28外圓表面E63.2粗車一半精車30 0.041外圓表面F71.6粗車一半精車一精車軸端面L、K1112.5粗車軸肩端面G81.6粗車一半精車一精車軸肩端面H93.2粗車一半精車軸圓錐面93.2粗車一半精車12P9 鍵71.6粗銑一精銑8P6鍵7

9、1.6粗銑一精銑表4 軸零件各表面加工方案3. 加工階段的劃分該軸為多階梯軸，為了使毛胚生產(chǎn)率高，將毛胚大大的簡化了，但是這使得毛胚機(jī)械加工余量較大， 需要切除大量金屬，產(chǎn)生大量的 切削熱，而且引起殘余應(yīng)力重新分布而變形，因此,安排工序時(shí)，應(yīng)將 加工過程分為以下階段： 粗加工階段粗加工階段主要是去除各加工表面的余量， 并作出精基準(zhǔn)。 它包 括粗車外圓、鉆中心孔。1 粗車兩端面 , 鉆中心孔為精基面作好準(zhǔn)備 , 使后續(xù)工序定位精 準(zhǔn), 從而保證其他加工表面的形狀和位置要求。2 分別粗車階梯軸外圓，將零件加工出35,48,40,30的 軸外圓使此時(shí)坯件的形狀接近工件的最終形狀和尺寸 , 只留下適當(dāng)

10、的 加工余量。3 加工出2X M6深10的內(nèi)螺紋孔。 半精加工階段半精加工階段的任務(wù)是減小粗加工留下的誤差, 使加工面達(dá)到一 定得精度,為精加工做好準(zhǔn)備。它包括主軸各處外圓、臺(tái)肩的半精車 和修研中心孔等。 精加工階段精加工階段的任務(wù)是確保達(dá)到圖紙規(guī)定的精度要求和表面粗糙 度要求。它包括對(duì)表面粗糙度要求較高的外圓面 A、B 磨削加工,對(duì) 外圓面C F和軸肩端面G的精車加工。然后粗銑、半精銑鍵槽。4. 工序的合理組合該軸的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn), 零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般, 但有較高的 技術(shù)質(zhì)量要求, 可選用分段加工工序。 采用通用機(jī)床和部分高生產(chǎn)率 專用設(shè)備,配用專用夾具,與部分劃線法達(dá)到精度以減少工

11、序數(shù)量, 縮短工藝路線。5. 加工順序的安排該軸要求熱處理1. 為改善工件材料的切削性能，在切削加工前應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。2. 粗車之后，由于此軸粗車余量較大，為了消除粗車后工件的內(nèi)應(yīng)力, 應(yīng)安排退火。3. 為了增加軸的耐磨性和表面硬度，精車之后對(duì)整個(gè)軸進(jìn)行淬火。 輔助工序在半精加工之后，安排去毛刺；精加工后，安排去毛刺，清洗和終檢工序 機(jī)械加工工序1. 按“先基準(zhǔn)面后其他”的原則，首先加工精基準(zhǔn)面，鉆中心孔及車 表面的外圓。2. 遵循“先面后孔”的原則，先加工端面，再加工銑鍵槽，鉆螺孔3. 按“先主后次”的順序，先加工主要表面：車外圓各個(gè)表面，后加 工次要表面：銑鍵槽。4. 按“先粗后精”的順

12、序，先加工精度要求較高的各主要表面，后安 排精加工。6. 零件的工藝路線的確定跟據(jù)上面加工工藝過程的分析，確定工藝路線，如表5：工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車床設(shè)備刀具量具1鍛造模鍛鍛造45號(hào)鋼毛坯2熱處理調(diào)質(zhì)處理2403粗車粗車軸端面K、L614090度刀游標(biāo)卡尺4鉗修研兩端中心孔鉗工臺(tái)麻花鉆游標(biāo)卡尺5粗車粗車外圓；粗車35段614060度刀游標(biāo)卡尺6粗車粗車外圓；粗車48段614060度刀游標(biāo)卡尺7粗車粗車外圓；粗車40段614060度刀游標(biāo)卡尺8粗車粗車外圓；粗車30段614060度刀游標(biāo)卡尺9粗車粗車外圓；粗車軸肩、圓錐面614060度刀游標(biāo)卡尺10調(diào)質(zhì)處理熱處理設(shè)備11半精車半精車軸外圓表

13、面A614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)12半精車半精車軸外圓表面C614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)13半精車半精車軸外圓表面D614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)14半精車半精車軸外圓表面E614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)15半精車半精車軸外圓表面F614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)16半精車半精車軸肩端面G H、J和錐面614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)17精車精車外圓表面B614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)18精車精車外圓表面C614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)19精車精車外圓表面F614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)20精車精車，軸肩端面G614060度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)21精車精車45°倒角兩個(gè)614045度刀游標(biāo)卡尺止規(guī)22鉆孔鉆

14、光孔臺(tái)式鉆床 Z512© 5鉆 頭23攻螺紋攻右端兩內(nèi)螺紋孔 M6深10，相對(duì)小中心線對(duì)稱距離為18臺(tái)式鉆床 Z512麻花鉆螺桿絲游標(biāo)卡尺錐24粗磨磨外圓A C D和F萬能外圓磨床M1412砂輪千分尺25精磨磨外圓A C D和F萬能外圓磨床M1412砂輪千分尺26銑平口虎鉗裝夾工件，銑出兩個(gè)鍵槽將鍵槽底面銑至滿足表面粗糙度1.6銑床X61W鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺27鉗去毛刺鉗工臺(tái)平鋰游標(biāo)卡尺卡規(guī)28熱處理淬火29清洗清洗零件表面清洗機(jī)30終檢終檢零件尺寸游標(biāo)卡尺卡規(guī)，塞規(guī)五.工序加工余量的確定，工序尺寸及公差的計(jì)算 由于零件為階梯軸，我們可以把臺(tái)階相差不多的階梯軸的毛坯合成同 一節(jié)。根據(jù)具

15、體尺寸可將 B和C合成同一節(jié)，將D、E合成一節(jié) 外圓表面A的毛胚加工余量的確定。其粗糙度0.8 m的要求，對(duì) 其加工的方案：粗車一半精車一一粗磨一一精磨。由工藝手冊(cè)查得：粗磨余量為 0.3 ;精磨余量為0.1 ;半精車余 量為1.5 ;粗車余量為5.5，可得加工總余量為7.4，取總加工余量 為7,并將粗車余量修正為5.1。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：磨削后的60.8卩m半精車后為8, 3.2卩m;粗車后為11, 16.如表6:工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差精磨0.160. 835* 3S1-0 025moos粗磨0.335.1半精車1.5

16、83.235+0.4=35.435.4 0.039粗車5.1111635.4+1.5=36.936.900.16鍛造士 236.9+5.1=4242 2C毛胚加工余量的確定1. 外圓表面D的粗糙度1.6叢m,公差16卩m確定其加工方案：粗 車一半精車一粗磨一一精磨。由工藝手冊(cè)查得：粗磨余量為0.3 ;精磨余量為0.1 ;半精 車余量為1.5 ;粗車余量為 5.1，由此可知總的加工余量為 7.0。 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：磨削（粗 磨、精磨）后為71 1 m;半精車后的為8, 3.2卩m;粗車后為11, 16 m.如表7：工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基

17、本尺寸尺寸、公差精磨0.161.64040 0.02粗磨0.340.1半精車1.583.240+0.4=40.440.4° 0.039粗車5.1111640.4+1.5=41.941.9 0.16鍛造士 241.9+5.1=4747 22. 毛胚外圓表面B.毛胚尺寸為55,加工余量為2。表面粗糙度為12.5 少m確定加工方案：粗車確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：粗車后為11, 12.5卩m如表8:工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差粗車71112.5484800.16鍛造士 248+7=5555 2 外圓表面C、E、F毛坯加工余量的確定。

18、1. 以C的表面粗糙度要求與為對(duì)象，它與 A完全一樣，同表4, 得到毛坯尺寸為42.2和D在同一節(jié)上，則毛胚尺寸同為 42。其外圓表面粗糙度3.2卩m, 確定其加工方案：粗車一半精車。由工藝手冊(cè)查得：半精車余量為1.5 ;粗車余量為4.5，總余量為6。 調(diào)節(jié)總余量為7,則粗車余量調(diào)為5.5。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：半精車后的為8, 3.2卩m;粗車后為11, 16卩m.如表9:工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差半精車1.583.23535 °.°80.24粗車.5.5111635+1.5=36.536 5°u

19、 0.16鍛造士 236.5+5.5=4242 23 毛胚尺寸為37,總余量為7。其外圓表面粗糙度為1.6卩m確 定加工方案：粗車一半精車一粗磨精磨。由工藝手冊(cè)查得：精磨余量0.1 ,粗磨余量為0.3，半精車余量為1.5 , 粗車余量為4.5，將粗車修正為5.1，總余量為7。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：磨削（粗 磨、精磨）后為6, 1.6卩m;半精車后的為8, 3.2卩m;粗車后為11, 16卩m.如表10:工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差精磨0.161.63030器粗磨0.330.1半精車1.583.230.1+0.3=30.430.4

20、0.039粗車5.1111630.4+1.5=31.931.900.16鍛造士 231.9+5.1=3737 2 軸肩端面g毛胚加工余量的確定。表面粗糙度要求1.6卩m確定其加工方案：粗車一半精車一精車。由工藝手冊(cè)查得：精車余量為1.6，半精車余量為1.3，粗車余量為4.1，總余量為7。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：精車后為8,1.6卩m;半精車后的為9, 3.2卩m;粗車后為11, 16卩m如表11:工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差精車1.681.67701 0.039半精車1.393.27+1.6=8.68.6 0.062粗車4.1111

21、68.6+1.3=9.99.900.16鍛造士 29.9+4.1 = 1414 2 軸肩端面J毛胚加工余量的確定。表面粗糙度要求2.3卩m確定其加工方案：粗車一半精車由工藝手冊(cè)查得：半精車余量為1.3，粗車余量為5.7，總余量為7。 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：半精車 后的為8, 2.3卩m;粗車后為11, 16 1 m 如表12：工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差半精車1.383.25555 0.039粗車5.7111655-1.3=53.753.7 0.16鍛造士 253.7-5.7=4848 2 軸肩端面H的毛胚加工余量的確定。其表面粗

22、糙度為3.2 i m確 定加工方案：粗車一半精車由工藝手冊(cè)查得：半精車余量為1.0 ,粗車余量為0.8，總余量為1.8。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。由工藝手冊(cè)查得：半精車后的為8，3.2卩m;粗車后為11, 16卩m如表13:工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差半精車1.383.217517500.039粗車5.71116175-1.3=173.7173九16鍛造士 2173.7-5.7=168168 2軸端面L、K毛胚加工余量的確定。其表面粗糙度為 12.5 am粗 車既可達(dá)到要求，粗車余量為7。所以軸毛胚總長度為200+7*2=214。表14:工序工序余加

23、工經(jīng)濟(jì)精表面粗糙度工序基本尺寸尺寸、公差名稱量度粗車71112.520020000.16鍛造士 4200+7*2=214214 4七.選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備由于該軸生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，設(shè)備以通用機(jī)床為主，生產(chǎn)方式為通 用機(jī)床加輔助夾具為主。1. 選擇加工設(shè)備根據(jù)該軸的尺寸大小要求，選用臥式 6140,萬能外圓磨M1432臺(tái)式 鉆床Z512,銑床6132。（詳見表5）2. 選擇工藝設(shè)備工藝裝備主要包括刀具、 夾具和量具。 在表 5 和工藝卡卡片上有簡要 說明。八 . 確定工序的切削用量 在刀具耐用度一定的情況些， 為了提高生產(chǎn)率， 選擇切削用量的基本 原則是：首先應(yīng)選盡可能大的背吃刀量 ; 其次

24、要在機(jī)床動(dòng)力和剛度允 許的條件下， 同時(shí)又滿足已加工表面粗糙度要求的情況下， 選取盡可 能大的進(jìn)給量 ; 最后根據(jù)車床的功率情況選定切削速度。1. 背吃刀量的確定粗加工時(shí)， 背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。 由于粗 加工時(shí)是以提高生產(chǎn)率為主要目標(biāo)， 所以在留出半精加工、 進(jìn)加工余 量后，應(yīng)盡量將粗加工余量一次切除。一般ap 可達(dá) 8-10 。當(dāng)遇到斷續(xù)切削、加工余量太大或不均勻時(shí)，則應(yīng)考慮多次走刀，而此時(shí)的背 吃刀量應(yīng)依次遞減，即ap1 >ap2 >ap3 外圓面 A、B、C、D、E、F 的車削 , 查工藝手冊(cè)可知：1. 粗車ap為各個(gè)外圓表面粗車加工余量的二分之一2. 半精車 ap=0.753. 精車 ap=0.25 軸端面 K、L 和軸肩端面 G、H、J 的車削，查工藝手冊(cè)可知：1. 粗車 ap=0.8 2. 半精車 ap =0.5 3.精車 ap =0.12. 進(jìn)給速度的確定 外圓面 A、B、C、D、E、F 的車削 , 查工藝手冊(cè)可知：1. 粗車 f =1 2. 半精車 f =0.45 3. 精車 f =0.1 軸端面K、L和軸肩