机械设计说明书

1、莱芜职业技术学院 机电系 12级高职8班莱芜职业技术学院机电系动力轴零件加工工艺设计说明书 课程：机械制造工艺学 指导教师：孟宪超 班级：12高职8班 学号：201221010823 姓名：吕德州2014年6月29日学号201221010823姓名吕德州专业机电一体化系别机电工程系班级12高职8班学制3年实践题目普通车床传动轴的加工工艺规程指导教师姓名孟宪超职务或职称副教授指导教师评语：成绩： 指导教师签名： 年 月 日审核意见：签名（盖章）： 年 月 日机械制造工艺学实践任务书时间题目 普通车床传动轴的加工工艺规程如图所示为加工减速箱传动轴。生产批量5000件，为45热轧圆钢，制订其加工工艺

2、规程如下: 班级： 设计： 指导教师： 目录序言.6一、零件图分析.7 零件图的分析.7 零件材料及其力学性能.7 零件的结构工艺分析.7二、毛坯分析.8 毛坯的选择.8 毛坯图的设计.8三、工艺路线的拟定.9 定位基准的选择.9 加工方法的确定. 10四、加工循序的安排.10工序的安排.10工序划分的确定.10热处理工序的安排.11拟定加工工艺路线.12加工工艺路线.12加工设备的选择.13刀具的选择.14五、工艺设计.15加工余量工序尺寸，及其公差的确定.15确定切削用量及功率的校核.18六、机械加工工艺过程卡.19七、机械加工工序卡. 20八、设计心得.21九、参考文献.22 序言 机械

3、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之后进行的。这是我们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训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。机械制造工艺学课程设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，应在下述各方面得到锻炼：1能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，正确地解决一个零件在

4、加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2提高结构设计能力。学生通过设计借据（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工的夹具的能力。3学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将要从事的相关工作进行一次适应性训练，从而锻炼自己的分析能力、解决问题的能力，为今后不断完善自己的专业素养打下良好的基础，我相信通过这次课程设计能将一些零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。由于能力有限，设计尚有不足，恳请孟老师给予指教。、零件

5、图分析（1) 零件的作用题目所给的零件为动力轴，其主要作用，一是传递转矩，二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。（2) 零件的材料及其动力学性能零件的材料为45钢，是最常用种碳调制刚，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC-45HRC。（3) 零件的结构工艺分析零件材料：45钢。切削加工性良好，无特殊加工问题，故加工中不需要采用特殊工艺措施。刀具选择范围较大，高速钢或YT类硬质合金均能胜任。刀具几何参数

6、可根据不同刀具类型通过相关表格查取。零件组成表面：两端面，外圆及其台阶面，两端三角螺纹，键槽，倒角。主要46外圆表面用于支撑传动件，为零件的配合及工作面。主要技术条件：46外圆精度要：IT粗糙度要求Ra0.8m。它是零件上主要的基准，两端螺纹应与之保持基本的同轴关系，键槽亦与之对称。零件的总体特点：长径比达5:1，为较典型的细长轴。2、 毛坯的分析毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。（1） 毛坯的选择毛

7、坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制作方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如果型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。本零件生产批量为中批量，所以综合上述选择锻件中的模锻按照零件特点，可选择棒料。根据标准，比较接近并能满足工作要求，可选60，260。（2） 毛坯图的设计毛坯图是根据产品零件设计的，经查机械加工工艺手册、金属机械加工工艺人员手册，知

8、精车-半精车个余量，从而可得毛坯余量，见图2.三、工艺路线拟定（1) 定位基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为基准，这个是粗基准，该零件选用60外圆柱面作为粗基准来加工，52外圆零件上主要的基准，两端螺纹应该与之保持基本的同轴关系，键槽亦与之对称，根据基准统一原则，加工阶梯轴时，通常以两中心孔为定位基准，这样，在同一定位基准下加工的各档外圆表面及端面容易保证较高的位置精度，如园跳动，同轴度，垂直度等，采用同一定位基准，还可以使各个工序的夹具结构简单化，便于设计制造。（2) 加工方法的确定在市场经济的前提下，一切都是为了能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同

9、样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定，由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的集体情况和我们学校的具体加工条件，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：加工表面表面粗糙度公差加工方法52外圆柱面Ra0.8mIT7半精车-磨削46外圆柱面Ra0.8mIT7半精车-磨削键槽Ra0.8mIT12粗铣Ra0.8mIT9粗铣左右端面Ra0.8m自由公差粗车52圆柱左右两台阶面Ra0.8mIT7半精车-磨削螺纹倒

10、角Ra12.5m推刀槽四、加工顺序的安排（1） 工序的安排 加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足要求，而要用几道工序来逐步达到要求的加工质量和合理的使用设备、人力，零件的加工过程通常按工序性质不同，可分为粗加工，半精加工，精加工三个阶段。由于是冷轧棒料不需要粗加工直接可以半精加工。半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工作好准备，如35，52，46，44，30外圆柱面等。精加工阶段：其任务是主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工工作好准备，并可完成一些次要的表面加工。如精度和表面粗糙程度要求，主要目标是

11、全面保证加工质量。（2）工序划分的确定工序集中与工序分散：工序集中是指将工件集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺及锐边，倒角，检验等。（3） 热处理工序的安排热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应

12、力和改善金属的加工性能，热处理主要分预热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件动力轴材料为45钢，在加工过程中，由于留有较大余量，所以不需要预备热消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。半精车之前，按规范在845温度中保持30分钟释放应力。（4） 拟定加工工艺路线根据以上各个零件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下：10.下料 切60棒料，长26015.普车 半精车52外圆，留磨削余量：直径方向0.4.倒角达图切退刀槽3×0.5半精车M24外径及其台阶，车M24螺纹，倒角达图半精车46外径及其台阶，52断面处留磨余量0.4车46台阶：留磨余量：直径方向0

13、.4倒角达图。25.钳工 去毛刺，锐边30.热处理 调质HRC263235.磨 修研中心孔，磨52外圆 台阶面40.钳工 划线画出键槽位置45.铣 铣键槽50.发蓝 表面发蓝55.检验 成品检验（5） 加工路线的确定确定刀具走刀路线主要是提高生产效率，正确的加工工艺程序，在确定走刀路线时主要考虑以下几个方面：1. 应能保证零件的加工精度和表面粗糙度；2. 应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率；3. 应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量具体加工路线见走刀路线图（6） 加工设备的选择工序10、15采用CA6140普通车床，车床的参数如下：型号TYPE6140，中心距750

14、，1000，1500，车床上下最大回转直径400，马鞍内最大工作回转路径550，横托板上最大回转直径214，主轴孔径52，主轴内锥孔MT6，主轴速度级数16级，主轴速度范围20-1800r.p.，公制螺纹（30）种，规模螺纹0.125-5，径节螺纹160-4D.p,横托板行程239，小刀架行程150，尾坐套孔锥度MT5，套筒行程120，主电机功率4/5.5KW，外形尺寸2350×1020×1250工序45采用X45，铣床的参数如下：型号X45，主轴孔锥度7:24，主轴孔径52.主轴转速651800r/min.工作台面积（长×宽）1000×250.工作台最

15、大行程：纵向（手动/机动）620，横向手动190、机动171，升降手动370、机动350.工作台进给量：纵向35980/min、横向25765/min、升降12-380/min。工作台快速移动速度：纵向2900/min、横向2300/min、升降1150/min。工作台T型槽数：槽数3、宽度14、槽距50.主电机功率7.5kw。工序35采用型号MM135磨床，磨削工件直径8-36，磨削工件最大长度260，工件最大重量4，中心高×中心距为60×260.工作台纵向最大移动量270，工作台最大回转角度：顺时针7°，逆时针3°。分度盘每刻度秒砂轮进给量0.002

16、.砂轮最大外径×宽度为250×25.砂轮架电动机功率0.3kw。加工精度：圆度0.003，圆柱度0.006，表面粗糙度Ra0.8m。（7） 刀具的选择 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度。足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘结性，化学稳定性。由于零件CA6140车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重，切削温度高，而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，尤其具有高的耐热性，

17、在高速切削钢材时刀具磨损小寿命长，所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。1） 端面：端面车刀T012） 半精车外圆柱面：刀具号为T03,75°可转为车刀，圆弧半径为1，刀片型号同上，刀具型号同上3） 切槽刀， 刀具号T04 P765工4） 螺纹 T055） 磨削 砂轮6） 粗铣键槽 刀具号为T05，精铣键槽 刀具号为T05，综上可做一刀具表如下：加工表面刀具号道具名称刀具参数刀片型号车端面T01TNMM160408ER粗车外圆柱面T02可转位车刀90°r=1PTGNR2020-16TNMM160408ERPTGNR2020-16半精车外圆柱面T03可转位车刀75

18、76;r=1半精车外圆柱面PTGNR2020-16切槽刀T04765工螺纹车刀T05磨削砂轮精铣T06铣刀6五、工艺设计1、 加工余量，工序尺寸，及其公差的确定根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，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） 外圆柱面52工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度半精车 04 IT10 52.4 0.8m磨削 毛坯 601） 外圆柱面46工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度磨削 半精车 0.4 IT10 46.4 0.8m

19、毛坯 13.6 602） 外圆柱面M24工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精车 0.0 IT6 24 0.8m 半精车 0.4 IT10 24.4 0.8m毛坯 35.6 603） M24工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗车 1 IT12 25 0.8m毛坯 3 604） 退刀槽工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗车 IT12 21.7 0.8m毛坯 6.3 605） 加工键槽工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精铣 IT9 40 0.8m粗铣 IT12 41毛坯 7 602、 确定切削用量及功率的校核加工外圆柱面

20、60粗车：查金属机械加工工艺人员手册P1006取f=0.3/r ap=1 由CA6140主轴转速范围取n=600r/min故实际切削速度：校核功率：由于机床说明书差得，机床功率,所以机床功率足够，实际取值为加工外圆柱面52及M24类似加工外圆柱面60半精车：金属机械加工工艺人员手册P1006取 f=0.1mm/r则 功率 由于机床说明书查得，机床功率,所以机床功率足够，实际取值为精车：查机械加工工艺设计手册表9-16知：f=0.130.18mm/r取f=0.15mm/r 在查外圆切削数据表知：圆整得n=500r/min故实际切削速度：校核功率由于机床说明书查的,功率为本0.8，机床功率,所以机

21、床功率足够，实际取值为,n=409r/min,f=0.2mm/r加工端面粗车：查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得f=0.66mm/r由CA6140说明书取n=200r/min故实际切削速度校核功率:由于机床说明书查得,所以机床功率足够，实际取之为磨52外圆44外圆铣键槽粗铣：功率由于机床说明书查得所以机床功率足够，实际取值为精铣：功率由于机床说明书查得,所以机床功率足够，实际取值为.六、机械加工工艺过程卡序号工序名称 工序内容 定位基准 设备1备料2锻造模锻立式精锻车3热处理正火4锯头5粗车外圆车各外圆面，留余量45mm顶尖孔卧式车床6热处理调质7车大端各部车大端外圆、端面及台阶顶尖孔卧式

22、车床8车小端各、部仿形车小端各部外圆顶尖孔仿形车床9精车外圆精车各外圆并切槽、倒角锥堵顶尖孔数控车床10热处理局部高频淬火高频淬火设备11粗磨外圆粗磨30、35、52、46锥堵顶尖孔组合外圆磨床12铣键槽铣8槽键锥堵顶尖孔立式铣床13铣键槽、铣12键槽46外圆立式铣床14车螺纹车两处螺纹锥堵顶尖孔卧式车床15精磨外圆精磨各外圆及两端面锥堵顶尖孔外圆磨床16钳工端面孔去鋭边倒角，去毛刺17检验按图样要求全部检验前支承轴颈及外圆专用检具18热处理发蓝 七、机械加工工艺工序卡10下料切60棒料，长260mm 15 普车半精车52外圆，留磨削余量：直径方向0.4；倒角 退刀槽3*0.5半精车M24外径及其台阶，车M24螺纹；倒角半精车46外径及其台阶，52端面处留磨削余量0.4车46台阶，留磨削余量：直径方向0.4；倒角25钳工去毛刺，鋭边30热处理调质HRC263235磨修研中心孔，磨52外