机械制造技术课程设计-低速轴加工工艺规程及其铣左键槽的夹具设计.docx

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1、第1章轴零件的工艺分析与毛坯的选择11.1 轴的用途11.2 轴的技术要求11.3 分析轴的工艺性21.4 确定毛坯2第2章工艺路线的拟定42.1 选择定位基准42.1.1 轴粗基准的选择42.1.2 轴精基准的选择42.2 各表面加工方案的确定42.3 加工阶段的划分52.4 工序顺序的安排52.5 确定工艺路线6第3章确定加工余量和工时计算73.1 确定加工余量73.2 确定切削用量及时间定额7第4章铳床夹具设计334.1 问题的提出334.2 定位基准的选择334.3 定位分析334.4 切削力和夹紧力的计算334.5 定位误差分析344.6 夹具设计及操作简要说明35设计总结36参考资

2、料37第1章轴零件的工艺分析与毛坯的选择11轴的用途轴，是变速箱里的一根轴，轴本身与齿轮为一体，作用是将一轴和二轴连接，通过换挡杆的变换来选择与不同的齿轮啮合，使二轴能输出不同转速、转向和扭矩。因为其形状像一个塔，所以又叫“宝塔齿轴类零件主要用于支承传动零件（齿轮、带轮等）、承受载荷、传递转矩以及保证装在轴上零件的回转精度。12轴的技术要求零件图样上的技术要求，既要满足设计要求，又要便于加工，而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面：1 .加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量；轴左侧人70%2外圆,表面粗糙度RaO.8；轴左侧中83外圆，表面粗糙度Ra12.5;轴左侧731喘外圆,表面粗糙

3、度Ra1.6；轴右侧70：螺;外圆，表面粗糙度RaO.8；轴右侧65%2外圆,表面粗糙度Ra16；轴右侧60%北外圆,表面粗糙度Ra16；轴56x20键槽，表面粗糙度Ra3.2;轴12518键槽，表面粗糙度Ra3.2;轴各端面，表面粗糙度Ra12.5;2 .各加工表面之间的相互位置精度；轴左侧701黑;外圆圆柱度公差0.025为基准A,右侧701；制外圆圆柱度公差0.025为基准B,左侧中73；篇外圆为基准C,右侧60嘿北外圆圆柱度公差0.025为基准D。左侧中73：篇外圆与基准A、基准B的同轴度公差0.025；中83右端面与基准A、基准B的垂直度公差0.025；56x20键槽与基准C的对称度

4、公差0.015；125x18键槽与基准D的对称度公差0.012o3 .工件的热处理和其它要求，如动平衡、镀铭处理、去磁等。轴零件材料为45,调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于摩托车、汽车上，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等，在工作中要承受巨大的摩擦力，通常采用淬火的方法来提高自身的硬度、耐磨性和使用寿命。3.3 分析轴的工艺性轴工作图为生产和检验的主要技术文件，包含制造和检验的全部内容。为此在编制轴类零件加工工艺时，必须详细分析轴的工作图样。轴一般只有一个主要视图，主要标注相应的尺寸和技术要求等，而螺纹退刀槽、砂轮越程槽、键槽及花键部分的尺寸和技术要求标注在相

5、应的部视图。装轴承的轴颈和装传动零件的配合轴颈表面，一般是轴类零件的重要表面，其尺寸精度、形状精度（圆度、圆柱度等）、位置精度（同轴度、与端面的垂直度等）及表面粗糙度要求均较高，是制定轴类零件机械加工工艺规程时应着重考虑的因素。3.4 确定毛坯1.毛坯的选择轴零件材料为45,由机械制造工艺设计简明手册表1.3-1常用毛坯的制造方法与工艺特点，采用型材中的热轧。再由机械制造工艺设计简明手册表2.2-34轴类零件采用热精轧圆棒料时毛坯直径。2.绘制轴的毛坯简图图1-2低速轴毛坯图第2章工艺路线的拟定2.1选择定位基准2.2.1轴粗基准的选择1 .粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工

6、面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2 .选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。3 .应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。轴为回转类零件，83外圆作为定位粗基准。4 .2.2轴精基准的选择1 .“基准重合”原则应尽量选择加工表面的

7、设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。2 .“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。3 .当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。由精基准选择原则及轴零件图知，选用轴右侧70嚅2外圆（即基准B）及左侧70;外圆即基准A）作为定位精基准。4 .2各表面加工方案的确定轴左侧70：黑；外圆，采用车削加工，左侧70：；制外圆表面粗糙度Ra0.8,三步车削即粗车一一半精车一一精车方可满足其精度要求

8、；轴左侧中83外圆，采用车削加工，左侧中83外圆表面粗糙度Ra12.5,一步车削即可满足其精度要求；轴左侧中73二段外圆，采用车削加工；左侧中731黑外圆表面粗糙度Ra1.6,三步车削即粗车一一半精车一一精车方可满足其精度要求；轴右侧70喘2外圆，采用车削加工，右侧70黑；外圆表面粗糙度区20.8,三步车削即粗车一一半精车一一精车方可满足其精度要求；右侧65%2外圆表面粗糙度Ra1.6,三步车削即粗车一一半精车一一精车方可满足其精度要求；右侧60：落外圆表面粗糙度Ra1.6,三步车削即粗车一一半精车一一精车方可满足其精度要求；轴56x20键槽，采用铳削加工，粗糙度Ra3.2,两步铳削即粗铳一一

9、精铳方可满足其精度要求；轴125x18键槽,采用铳削加工，粗糙度Ra3.2,两步铳削即粗铳一一精铳方可满足其精度要求。5 .3加工阶段的划分按加工的精度高低，加工阶段一般可分为三个阶段：1 .粗加工阶段主要加工方法有：粗车、粗铳。2 .半精加工阶段主要加工方法有：半精车、半精铳。3 .精加工阶段主要加工方法是各种类型的磨削，精铳在不同的加工阶段不仅所选择的机床、切削用量不同，而且所使用的夹具、刀具、检具的精度也是不同的。从粗加工到精加工，机床、夹具、刀具、检具的精度由低到高，切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高进行变化。因此，在不同的加工阶段应选择合适的加工设备。4 .4工序顺

10、序的安排轴的加工包含：粗车、半精车、精车、磨、粗铳、精铳等机构加工工序，轴零件材料45,45钢一般采用调质处理，加工成型之后，会进行抛丸处理，检验各加工表面是否达到要求，涂防锈漆，包装、入库。综上所述，轴零件的工序安排：工序01：下料88X378工序02：调质处理后表面硬度220-250HBS工序03：车轴右端面；钻中心孔工序04：掉头车轴左端面；钻中心孔工序05：粗车中88外圆至中83；粗车左侧中83外圆至中71；粗车中83外圆至中74；粗车右侧中74外圆至中71；粗车中71外圆至中66；粗车中66外圆至中61工序06：半精车左侧中71外圆至中70.2；半精车中74外圆至中73.2；半精车右

11、侧中71外圆至70.2；半精车66外圆至65.2；半精车61外圆至60.2工序07：精车左侧中70.2外圆至中70；精车中73.2外圆至中73；精车右侧70.2外圆至70;精车65.2外圆至65；精车60.2外圆至60工序08：粗铳54X18槽；精铳56X20槽工序09：粗铳123X16槽；精铳125X18槽工序10：去毛刺工序H：检验至图纸要求工序12：包装、入库5 .5确定工艺路线综上考虑，制订了轴零件的工艺路线，如表5T所示。表5-1轴零件的工艺路线及设备的选用工序号工序名称机床设备刀具量具O1下料88X37802调质处理后表面硬度220-250HBS03车轴右端面；钻中心孔卧式车床C6

12、20-1车刀、中心孔钻游标卡尺04掉头车轴左端面；钻中心孔卧式车床C620-1车刀、中心孔钻游标卡尺05粗车88外圆至83；粗车左侧83外圆至71；粗车83外圆至74；粗车右侧74外圆至71；粗车71外圆至66；粗车66外圆至61卧式车床C620-1可转位车刀游标卡尺06半精车左侧71外圆至70.2；半精车74外圆至73.2；半精车右侧71外圆至70.2；半精车66外圆至65.2；半精车61外圆至60.2卧式车床C620-1可转位车刀游标卡尺07精车左侧70.2外圆至70；精车73.2外圆至73；精车右侧70.2外圆至70；精车65.2外圆至65；精车60.2外圆至60卧式车床C620-1可转

13、位车刀游标卡尺08粗铳54X18槽；精铳56X20槽立式铳床X52K键槽铳刀游标卡尺09粗铳123X16槽；精铳125X18槽外圆磨床M120砂轮千分尺10去毛刺钳工台平锂11检验至图纸要求包装机12包装、入库卡尺、塞规第3章确定加工余量和工时计算1 .1确定加工余量轴零件材料45,由机械制造工艺设计简明手册表2.2-34轴类零件采用热精轧圆棒料时毛坯直径，轴长362,最大外圆直径中83,零件长度与基本尺寸之比362834.36,故轴的毛坯直径88,再由机械制造工艺设计简明手册表2.2-35轧制圆棒料切断和端面加工余量，零件长度362,故端面加工时的余量8.0,故轴的毛坯尺寸为88x378。2

14、 .2确定切削用量及时间定额工序03：车轴右端面；钻中心孔工步一：车轴右端面1确定切削深度.由于单边余量为8.Omm,粗糙度Ra12.5,可在4次走刀内切完，故外=2.0mm。3 .确定进给量/根据表1.4,/=0.10.6mmr,按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择f=0.26mmr确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30,C620-1机床进给机构允许的进给力EaX=3530N。根据表1.21,当与2mm,/0.35mmr,kr-45,。=65mmin（预计）时,进给力Ff=760N0耳的修正系数为鼠弓=01,V/=1-17（表129-2）,故实际进给力为Fy=7601.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选了二0.26mmr可用。4 ,确定切削速度。切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10,当用YT15硬质合金车刀加工铸件，切削速度。=200mmin0切削速度的修正系数为七二0.8,除二0.65,kkO.81,Zv=1.15,kMv-kkv-1.O（均见表1.28），故u=200x0.80.650.811.15mmin97mminIOOOv100097/.or1/.n=r/min351rmndr