设计配换齿轮轴零件的机械加工.docx

目录设计任务书课程设计说明书正文序言一、零件的分析二、工艺规程设计（-）确定毛坯的制造形式（二）基面的选择（三）制定工艺路线（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（五）确定切削用量及基本工时三、专用夹具设计（-）设计主旨（二）夹具设计四、课程设计心得体会参考文献设计题目:设计配换齿轮轴零件的机械加工工艺规程及工艺装置（生产纲领：5000件）设计内容：1、产品零件图1张2、产品毛坯图1张3、机械加工工序卡片1份4、夹具设计装配图1份5、夹具设计零件图12张6、课程设计说明书1份课程说明书正文序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有不足之出，恳请老师多多指教。一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是配换齿轮轴，起传动作用。有一为中22/7外圆上安装齿轮，此齿轮与其它轴啮合。（二）零件的工艺分析所加工的配换齿轮轴可分为两段加工，两边的要求有所不同。现分述如下：1、22的外圆表面需用铳床进行铳削，且右端为M16-5的粗牙螺纹2、左端有一为中10"9的螺纹孔，内孔粗糙度为32例2。22/7外圆上有一40x1.5得键槽，且其表面的粗糙度要求较高，粗糙度值为Q8应对其进行磨削。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。零件的毛坯为型材中的圆棒料，生产类型为各种类型，采用热轧而成型。（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。1、对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。本题也不例外。选取638外圆表面作为粗基准，对轴两端的尺寸进行加工。2、精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时.，应该进行尺寸换算。（）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批生产的条件下，采用普通机床配用专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。1、 工艺路线方案一：工序1：下料中40%x132tm工序2：热处理正火工序3：车端面，车外圆尺寸至38加,钻中心孔，保证总长为130切。工序4：车25”加的外圆工序5：车中16帆的外圆，车螺纹M16-5z至尺寸工序&掉头，车中22/7至尺寸工序7：与工序5相同工序8：钻两孔4zw7工序9：钻、扩、较10"9至尺寸工序10：精车中38帆帆两端面，切槽倒角工序11：铳25wn外圆表而工序12：磨22/7外圆表面工序13：终检2、 工艺路线方案二：工序1：下料中40%x132%工序2：热处理正火工序3：车端面，车外圆尺寸至38,初%,钻中心孔，保证总长为130切。工序4：车22/7/w的外圆至尺寸工序5：车16mm的外圆工序6：掉头，车25帆帆外圆工序7：与工序5相同工序8：掉头钻两孔6工序9：钻、扩、较10H9至尺寸工序10：精车638加"两端面，切槽倒角工序11：铳25?山外圆表面工序12：磨中22/7外圆表面工序13：终检3、 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一中是先加工右端，再掉头加工左面，由于左面要加工孔、铳键槽，且选右端为工艺基准好些。方案二中加工复杂，容易造成基准不重合，故选方案一较好些。（一）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定配换齿轮轴的零件材料为45钢，硬度为170-217HBS,生产类型为各种类型，采用热轧成型。根据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、 外圆表面（25mm、22nm及1Gmm）对于625加"的外圆，由于其表面的粗糙度要求不高，可以分两次进行加工：第一次加工，余量2Z=IOzzw?,第二次加工，余量2Z=3加"对于2方必的外圆，由于其表面的精度要求高，所以在加工它时，应该分三次进行加工：第一次加工，余量2Z=8mm,第二次加工，余量2Z=6mm，第三次加工，余量为2Z=Imm对于16帆相的外圆，可以一次性加工完。其加工余量为2Z=4.5加%2、64加机的两孔及610H9的螺纹孔钻孔：3.9加钻孔：4mn2Z=0.mm钻孔：（D9.8如粗较：9.96w272Z=0.16mm精较：1Ornm2Z=0.04mm2、 铳25mtn外表面将256机表面铳成180.2由于要铳两面，其单边加工余量为3.5mm（四）确定切削用量及基本工时工序1：车削端面、外圆1、加工条件工件材料：45钢正火加工要求：车38mm外圆，车38mz两端面机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料为YT15,刀杆尺寸为16x25，k=900r八=15°ryn=802、计算切削用量（1）确定端面的最大加工余量已知毛坯长度方向的加工余量为2mm,ap=2mm（2）确定进给量f,根据切削用量简明手册表1.4o当刀杆尺寸为16X25时，ap3mm以及工件直径为38mm时，f=0.4-0.5mnyrCA6i40车床说明书取f=041rnyr（3）计算切削速度：按切削手册表中可知，切削速度的计算公式为（寿命选=60min),(刀具材料为YT15不用切削液)cV=,式中，Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.2T"xy'切削手册表1.28,即Kv=1.44,Ksv=0.9,KkV=I.04,Kkrv=0.81,Kbv=0.9242/所以VC=-×1.44X0.9×1.04×0.81X0.97139.1/.c60o2×20,5×0,435mn（4）确定机床主轴转速%=*=嗡接1=66/m，按机床说明书，与H66%h相近的机床转速为1120%m及14Xm，现取14001in所以实际的切削速度为16705Xin(5)计算切削工时。按工艺手册1=-=19,1=一三一+(23)=1.97,2,tankrv7tm3、a：b：19+1.97=0.26min200×0.41车38mm外圆，同时应校验机床的功率及进给机构强度背吃刀量单边余量Z>1mm,可一次切除进给量根据切削手册表1.1,选用f=0.5m%c：计算切削速度_CVTm.ap×yx×d：确定主轴转速"36%mn-=1139<n>按机床选取。，所以实际切削速而4、，-dn3.14×38×1120度为V=-10001000=1336%innF=0.93,Kkr=0.89,e：检验机床功率，主切削力FC按切削手册可知，公式为E=CFajf收Vjt勺，式中，Cp=2795,xf=IAy1=0.75,nf=-0.15,Kmn1CfCic1CniP所以E=660.1N,切削时消耗功率为凡二/寿二1.47由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为7.8kw,当主轴转速为1120%Iin时，主轴传递的最大功率为49kw,所以机床功率足够，可以正常加Iof：校验机床进给系统强度，已知主切削力E=660.1N,径向切削力FP按切削手册表可知，公式为耳=(XaP年fVc呻K6，式中，C牛=194°.XFP=O.9,y%=0.6,nfv=0.3,Kmp所以Fp=1940X109×0.506×133.604X0.87×0.5=78.6N,而轴向切削力耳=Cp,apXkf%Vc>KFj式中Cf,=2880,Xf.=IOYFr=0.5,nF<=-0.4=0.905,K=1.17于是轴向切削力Ff=2880×1×O.5o5X133.6X0.905×1.17=304.4N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=耳+u(E+耳)=304.4+0.1×(660.1+78.6)=378N,而机床纵向机构可承受最大纵向力为3530N,故机床进给系统可正常工作。g：切削工时工序2：车25mm外圆柱面1、粗车25mm外圆柱面取ap=4mm,f=0.3im%切削手册表1.6,Ra=6.3um,刀尖圆弧半径rtf=0.5mm,切削速度Vc=5-Kv,式中，TmapX'yX"Cv=235,m=0.20,T=60,xv=15,yv=0.45,kM=118,kk=0.51于是，Vc=IOOOV6Oo2×4oj51000×86×0.310-45×118×051=86in4d3.14×33=830%1in'按机床说明书取n=710%h取ap=2.5mm,f=0.5m%切削手册表1.6,Ra=6.3um,刀尖圆弧半径q=1Omm,切削速度Vc=H_-Kv,式中，Tm.apx'×yx'Cv=242,m=0.20,T=60,xv=0.15,yv=0.35,kM=1.31,kk=0.82于是,2426O,225O.I55O.35x1.31x0.82二127%ii1000Vn=(1000x127-3.14x25=141<in,按机床说明书取n=1400%h切削工时：tm=43+196=0.06minm140×0.5工序3：车中16mm外圆，车螺纹M16-5h至尺寸一、车16mm外圆ma=4.5mm,f=0.35m叱，切削速度VC=口-Kv,式中，P/TmapX'y''Cv=242,m=0.20,T=60,xv=15,yv=0.35,kM=144,kk=0.811.44×0.81=1437in干曰V-242十Ec=6O2×4,5o,5×O.35o35nJ(X)()V=M)(X)XM3=Mg力,按机床说明书取n=1400%,而此时，4d3.14×16mnmnV=70.3n/.mn18-1-1a?切削工时：tn=°>=0.04min140×0.35二、车螺纹M165h至尺寸1、切削速度的计算：参见切削用量手册刀具寿命T=60min,采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时，a。=。."走刀次数i=4,精车螺纹时ap=0.08mm,走刀次数i=2CVc=,；kvCv=11.8,m=0.11,xv=0.70,yv=0.3,螺星巨t,=11X3pv×IvKm=(嘿B=0.11,kk=0.75,所以粗车螺纹时