輸出軸加工工藝課程設(shè)計說明書

輸出軸加工工藝課程設(shè)計說明書目錄---------------------------------------------------------------------------------------2前言一、輸出軸工藝分析-----------------------------------------------------------------------31、輸出軸的作用-------------------------------------------------------------------------32、輸出軸的結(jié)構(gòu)特點、工藝，表面技術(shù)要求分析---------------------------3二、工藝規(guī)程設(shè)計--------------------------------------------------------------------------41、選擇毛胚材料-------------------------------------------------------------------------42、基準(zhǔn)選擇-------------------------------------------------------------------------------43、工序集中和分散考慮---------------------------------------------------------------44、制訂工藝路線-------------------------------------------------------------------------55、機(jī)加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定----------------------------------5三、基本工時的確定-----------------------------------------------------------------------8四、機(jī)床相關(guān)---------------------------------------------------------------------------------10五、刀具的選擇------------------------------------------------------------------------------12六、小結(jié)----------------------------------------------------------------------------------------12七、相關(guān)文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------------------------131前言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們對機(jī)械制造工藝學(xué)這么課程的充分運(yùn)用，通過這次的課程設(shè)計，我們可以將所學(xué)知識在實踐中得到體現(xiàn)。如在對機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計過程中，對于工藝路線的制訂以及加工余量、工序尺寸的確定，我們都得到了實踐的鍛煉。此外，在設(shè)計加工工序的過程中，對機(jī)床的選擇，刀具的選擇以及切削知識等都有進(jìn)一步的了解。因此機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計實際上是我們對所學(xué)機(jī)械加工知識的綜合運(yùn)用。在實際設(shè)計的過程中，我們碰到了許多問題，解決問題的過程也是我們學(xué)習(xí)的過程。總之這是一次我們運(yùn)用所學(xué)知識的解決實際問題的一次練習(xí)。由于是首次在實踐中運(yùn)用工藝設(shè)計，在設(shè)計過程中葉存在著許多缺陷，設(shè)計過程中難免會有考慮不周甚至錯誤之處，希望老師指正，以便我們得到更好的進(jìn)步。2一、輸出軸工藝分析1、輸出軸的作用輸出軸主要應(yīng)用在動力輸出裝置中，是輸出動力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。2、輸出軸的結(jié)構(gòu)特點、工藝，表面技術(shù)要求分析從圖示零件分析，該輸出軸結(jié)構(gòu)簡單，屬于階梯軸類零件。主要由有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面、φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面和10個φ20的孔和一個16的鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉(zhuǎn)是的速度，表面粗糙度有較高的要求，外圓的粗糙度要求都為Ra0.8um,內(nèi)圓的粗糙度為Ra3.2um，其余為Ra12.5um。形位精度也比較高，為了外圓和外面零件的配合后受力均勻，φ55，φ60的外圓的徑向跳動量小于0.04mm，φ80的跳動量小于0.04mm，φ20孔的軸線的跳動量小于0.05mm，為了保證鍵槽和鍵的配合，鍵槽對φ55外圓的對稱度為0.08mm。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強(qiáng)耐磨性和抗扭強(qiáng)度，要對輸出軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為217-255HBS。3二、工藝規(guī)程設(shè)計1、選擇毛胚材料毛胚的種類有很多，如型材、鍛造、鑄造，由于該輸出軸要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強(qiáng)其剛性和韌性，所以要選擇鍛件做為毛胚。如選用棒料，由于生產(chǎn)類型為中批，從經(jīng)濟(jì)上考慮，棒料要切削的余量太大，浪費(fèi)材料。2、基準(zhǔn)選擇根據(jù)零件毛坯的形式，粗基準(zhǔn)選擇為Φ75外圓，加工出Φ176外圓面，再以Φ176外圓為粗基準(zhǔn)加工Φ55外圓處的端面和中心孔，再以中心孔和Φ176外圓固定加工其他外圓面，再以Φ75外圓為基準(zhǔn)加工內(nèi)階梯孔和中心孔。精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)互為基準(zhǔn)原則、統(tǒng)一基準(zhǔn)原則、互為基準(zhǔn)原則、自為基準(zhǔn)原則以及便于裝夾原則，選擇加工后的兩個中心孔為精基準(zhǔn)進(jìn)一步精加工各外圓表面。3、工序集中和分散考慮(1)工序集中工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點是:可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)率高;減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力;減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度;采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。(2)工序分散工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長。其主要特點是設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換,對工人的技術(shù)要求較低;可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動時間;所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，采用工序集中，在一臺普通機(jī)床上加工出盡量多的表面;批量生產(chǎn)時，采用工序4分散。終上以及結(jié)合圖紙要求，采用工序分散。4、制定工藝路線根據(jù)零件的具體要求和各種加工方法所能夠達(dá)到的經(jīng)濟(jì)度和粗糙度能力，查閱《機(jī)械制造工藝學(xué)》和《機(jī)械加工工藝手冊》各加工面的加工方法(如表1):表1加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案Φ176外圓面Φ176無12.5粗車-半精車Φ75外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ65外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ60外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ55外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ104內(nèi)圓面Φ104無12.5粗車-半精車Φ80內(nèi)圓面IT73.2粗車-精車Φ50內(nèi)圓面Φ50無12.5粗車-半精車左端面Φ55無12.5粗車右端面Φ176無1.6粗車-精車鍵槽IT92.5銑502-Φ8孔Φ8無無鉆法蘭孔Φ20無3.2鉆-鉸5工序安排如下(表2):表2工序工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)夾毛坯外圓，粗車Ф176外圓、端面以及內(nèi)階梯孔毛坯Ф75外圓2夾Ф176外圓，車端面Ф176外圓3Ф176外圓4鉆中心孔夾Ф176外圓，頂針頂中心孔，粗車各外圓Ф176外圓以及中心孔5夾Ф75外圓，粗車內(nèi)階梯孔Ф75外圓8Ф75外圓9磨中心孔12精車各外圓兩中心孔夾Ф75外圓，精車內(nèi)階梯孔，車法蘭端面Ф75外圓14兩端上頂尖，精磨各外圓至要求16兩中心孔Ф75外圓18銑鍵槽鉆2-Ф8孔19Ф75外圓以及Ф176左端面鉆鉸法蘭孔20鉆配鉆孔235、機(jī)加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定通過查閱《機(jī)械加工工藝手冊》得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計算得到工序尺寸如表3:表3單邊毛坯加工面最終尺寸公差/粗糙度工序尺寸余量尺寸Φ1761.8Φ176(外圓)無，Ra12.5Φ184.62.5Φ179.6Φ184.66Φ750.3Φ75(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ80.1Φ75.62.0Φ76.1Φ80.1Φ650.3Φ65(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ70.1Φ65.62.0Φ66.1Φ70.1Φ600.3Φ60(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ65.1Φ60.62.0Φ61.1Φ65.1Φ550.3Φ55(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ60.1Φ55.62.0Φ56.1Φ60.1Φ500.1Φ50(內(nèi)階梯孔)無，Ra12.5預(yù)鉆孔0.9Φ49.8Φ487Φ800.1Φ80(內(nèi)階梯孔)0.03，Ra3.2Φ79.40.2Φ79.8Φ79.4Φ1040.1Φ104(內(nèi)階梯孔)無，Ra12.5Φ103.80.2Φ103.8Φ103.4右端面粗加工余量為2.5，精加工余量為1，其余各端面加工余量為2，由于輸出軸為階梯軸，為降低鍛造難度，節(jié)約成本，毛坯個尺寸如下圖所示三、基本工時的確定(以下所查數(shù)據(jù)均來自《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》)(1)粗車Φ176外圓以及右端面，切削深度為AP=AP=2.5mm，進(jìn)給量12f=0.7mm/r，切削速度109m/min8轉(zhuǎn)速n1=n2=188.1r/min基本時間t1==0.27min=16.2st2=0.7min=42s(2)粗車左端面，切削深度為AP=2，進(jìn)給量f=0.7mm/r,切削速度為109m/min轉(zhuǎn)速=577.2r/min基本時間t==0.07min=4.2s(3)粗車各階梯外圓，切削深度為2，進(jìn)給量f=0.5mm/r,切削速度為120m/min轉(zhuǎn)速Φ55外圓n=635.5r/min基本時間t==0.25min=15sΦ60外圓n=636.6r/min基本時間t==0.50min=30s(i=4)Φ65外圓n=587.6r/min基本時間t==0.07min=4.2s(i=3)Φ75外圓n=509.3r/min基本時間t==0.27min=16.2s該工序采用數(shù)控車床，可根據(jù)實際經(jīng)驗采用統(tǒng)一的轉(zhuǎn)速(4)粗車內(nèi)階梯孔，切削深度為0.9、0.2、0.2，進(jìn)給量取0.7mm/r，切削速度122.8m/min、153.9m/min、153.9m/minΦ50外圓n=781.8r/min基本時間t==0.03min=2sΦ80外圓n=612.3r/min基本時間t==0.03min=2sΦ104外圓n=471.0r/min基本時間t==0.04min=2.4s9(5)精車各外圓，切削深度為0.25mm，進(jìn)給量0.2mm/r,切削速度取120m/min轉(zhuǎn)速Φ55外圓n=694.5r/min基本時間t==0.58min=34.8sΦ60外圓n=636.6r/min基本時間t==0.31min=18.6sΦ65外圓n=587.6r/min基本時間t==0.06min=3.6sΦ75外圓n=509.3r/min基本時間t==0.69min=41.4s(6)精車法蘭面，以及內(nèi)階梯孔法蘭面切削深度為1mm，進(jìn)給量為f=0.25mm/r，切削速度120m/min法蘭面轉(zhuǎn)速n=434.1r/min基本時間t==0.81min=48.6s階梯孔，階梯孔切削深度0.1mm，進(jìn)給量為f=0.25mm/r，切削速度122.8m/min、153.9m/min、153.9m/minΦ50外圓n=781.8r/min基本時間t==0.09min=5.4sΦ80外圓n=612.3r/min基本時間t==0.08min=4.8sΦ104外圓n=471.0r/min基本時間t==0.04min=4.8s(7)銑鍵槽每轉(zhuǎn)進(jìn)給量取0.5mm/r，轉(zhuǎn)速取600r/min，則基本時間為t=1.14min=68.4s(8)鉆法蘭孔進(jìn)給量取0.5mm/r,轉(zhuǎn)速取600r/min，則基本時間為t=1min=60s10四、機(jī)床相關(guān)1、臥式車床C6140400mm床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑中滑板上最大工件回轉(zhuǎn)直徑210mm工件最大長度(四種規(guī)格)750;1000;1500;2000mm主軸中心高度205mm主軸內(nèi)孔直徑48mm主軸前端錐孔的錐度莫氏6號錐主軸正轉(zhuǎn)(24級)10~1400r/min反轉(zhuǎn)(12級)14~1580r/min進(jìn)給量縱向64級一般進(jìn)給量0.08~1.59mm/r小進(jìn)給量0.028~0.054mm/r加大進(jìn)給量1.71~6.33mm/r橫向64級一般進(jìn)給量0.04~0.79mm/r小進(jìn)給量0.014~0.027mm/r0.86~3.16mm/r加大進(jìn)給量主電動機(jī)功率/轉(zhuǎn)速7.5KW1450r/min快速電動機(jī)功率/轉(zhuǎn)速250KW2800r/min尾座頂尖套錐孔錐度莫氏5號機(jī)床工作精度圓度0.002~0.005mm精車端面平面度0.005~0.01mm表面粗糙度Ra3.2~0.8μm2、立式鉆床ZA5025最大鉆孔直徑25mm主軸行程200mm主軸最大進(jìn)給抗力8800N主軸最大扭矩98Nm工作臺行程385mm3、數(shù)控車床CKJ6136最大工件直徑最大工件長度360750mm最大加工直徑360mm主軸轉(zhuǎn)速極速12范圍12-2000r/min4、立式鉆床Z5150A11最大鉆孔直徑50mm主軸行程250mm主軸孔莫氏錐度號4主軸最大進(jìn)給抗力16000N主軸最大轉(zhuǎn)矩350Nm進(jìn)給量0.056-1.85、中心孔研磨機(jī)M4732×550最大回轉(zhuǎn)直徑320mm最大加工工件長度550mm最佳無級調(diào)速范圍50-600r/min加工中心孔大孔直徑15mm主電機(jī)功率2-0.75kw研磨劑泵站總功率0.21kw機(jī)床外型尺寸(L×W×H)1500×1000×1600中心孔圓錐角60?-6′表面粗糙度Ra0.8μm中心孔研磨后，以中心孔定位磨削外圓，外圓跳動0.003mm6、外圓磨床M114W磨削直徑4-140mm砂輪最大外徑×寬250×20mm粗糙度外/內(nèi)Ra0.4/0.8、立式銑床X5020B7工作臺行程縱向500橫向190垂向360工作臺進(jìn)給量縱向20-540橫向14-380垂向7-190立銑頭最大回轉(zhuǎn)角?45?表面粗糙度Ra2.5五、刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。應(yīng)考慮以下方面:12(1)根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。(2)根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。(3)根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。由