轉(zhuǎn)軸課程設(shè)計設(shè)計“輸出軸”零件的機械加工工藝規(guī)程

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1、 目錄 設(shè)計任務(wù)書…………………………………………………1 前言…………………………………………………………3 課程設(shè)計說明書正文………………………………………4 一、 零件圖的分析………………………………………4 二、 毛坯的選擇及尺寸確定……………………………4 三、基準(zhǔn)的選擇……………………………………………4 四、零件的機械加工工藝路線……………………………5 五、確定工序尺寸及加工余量……………………………6 六、車床、刀具及夾具的選用……………………………7 七、課程設(shè)計體會…………………………………………8 八、參考資料…………

2、……………………………………9 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目：設(shè)計“輸出軸”零件的機械加工工藝規(guī)程（生產(chǎn)綱領(lǐng)：小批量） 設(shè)計內(nèi)容：1、產(chǎn)品零件圖 一張 2、產(chǎn)品毛坯圖 一張 3、機械加工工藝過程綜合卡片 一份 4、課程設(shè)計說明說 一份 班 級 機電091 設(shè)

3、計 者 古少波 指導(dǎo)老師 陳學(xué)文 2011年7月6日星期三 前言 長達一周的課程設(shè)計，雖然覺得很吃力，但我覺得它在學(xué)習(xí)中是不可或缺的，雖然有點累但也是檢驗自己學(xué)習(xí)的成果的一個重要環(huán)節(jié)，可以為我的學(xué)習(xí)增添更強的實踐操作意義。機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我對以前所學(xué)的知識進行了全面的復(fù)習(xí)，正所謂溫故而知新，我有得到了許多新的知識。 《機械制造技術(shù)》這門專業(yè)課在整個機電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)的過程中，起到了一個很重要的作用，它把我從前所學(xué)的工程力學(xué)、機械制造基礎(chǔ)、互換性、機械設(shè)計基礎(chǔ)都融合在一起，學(xué)會學(xué)以致用、融會貫通和舉一反三。 在這幾天時間里，通過對輸出軸的加工工藝的

4、設(shè)計讓我更加了解到輸出軸的各項性能要求，也讓我更加明白在學(xué)習(xí)的過程中只能由一個小小的螺絲釘開始做起才有可能在以后的學(xué)習(xí)中獲得更多，才能取得自己人生中的豐碑。 綜上所述，機械設(shè)計技術(shù)技術(shù)課程設(shè)計是我們完成大學(xué)的全部基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后所進行的一個綜合性質(zhì)的考驗。這也是在我們畢業(yè)設(shè)計之前的對所學(xué)知識的回顧和總結(jié)，也可以說是一個畢業(yè)設(shè)計前的熱身設(shè)計。 通過這次課程設(shè)計，我希望能通過這次課程設(shè)計對我以后的工作起到非常積極的適應(yīng)作用，是一次進入真正工作環(huán)節(jié)的強化訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，提高專業(yè)水平。 由于本人水平有限，設(shè)計難免有許多不足和不妥之處，懇切希望老師批評指正，以

5、求改進。 一、零件圖的分析 這次的課程設(shè)計是設(shè)計一個轉(zhuǎn)軸，該軸是典型的階梯軸，它的主要作用是用來傳遞轉(zhuǎn)矩和動力。對其的結(jié)果特點和技術(shù)要求分析如下： 1、 零件載荷分析：輸出軸除了傳遞轉(zhuǎn)矩和動力外還有一個起支撐的作用，所以其承受的載荷比較大，所以要求它的具有較大的強度和耐磨性。 2、 零件尺寸公差分析：從零件圖上可以看出軸頸φ25的公差為0.026mm，查表得其精度等級高達IT7；由以上可以看出，主要加工表面是φ25、φ35,φ40φ30的圓柱表面，在加工時應(yīng)特別注意。 3、 位置度的分析:從零件圖中看出兩軸頭的同軸度為φ0.02mm，其基準(zhǔn)為圖紙右端φ30的中心軸，加

6、工時應(yīng)打中心孔保證同軸度。 4、 熱處理：要求為調(diào)質(zhì)處理28—32HRC。 二、毛坯的選擇及尺寸的確定 1、毛坯的選擇： 由于這次設(shè)計的轉(zhuǎn)軸是小批量生產(chǎn)，又要求其材料為45鋼。因為轉(zhuǎn)軸的力學(xué)要求較高，所以選擇鍛件毛坯。理由是鍛件毛坯經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的纖維組織，因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼制零件，又由于鍛件適合小批量生產(chǎn)，所以毛坯選擇鍛件毛坯。 2、毛坯尺寸的確定：由于零件的最大直徑為φ40mm，長度為215mm，利用插值法查表得毛坯直徑為φ46+0.175 -0.175mm，查得端面加工余量為8mm，所以毛坯長度為230+1.0 -1.0mm.

7、 三、基準(zhǔn)的選擇 1、精基準(zhǔn)的選擇： 在精基準(zhǔn)的選擇時，主要考慮到基準(zhǔn)統(tǒng)一問題，該轉(zhuǎn)軸主要考慮的是φ250 -0.019mm、φ35+0.024 +0.011mm及φ30+0.021 +0.002mm的表面精度和同軸度，所以以φ30+0.021 +0.011mm的軸線為精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 2、粗基準(zhǔn)的選擇： 由于該輸出軸為多級階梯軸，為保證后續(xù)工序有可靠的精基準(zhǔn)軸線A，所以應(yīng)該以兩端外圓互為粗基準(zhǔn)。 四、零件的機械加工工藝路線 1)兩軸頭φ250 -0.01936mm和φ35+0.021 +0.00230mm的外圓表面，查得其精度等級都為IT6，且表面粗糙度為R

8、a0.8，所以軸頭φ250 -0.01936mm和φ35+0.021 +0.00230mm的加工方案為：粗車→半精車→精車； 2）兩軸頸φ40+0.024 +0.01146mm及φ30+0.024 +0.01144mm的的公差等級為IT5，表面粗糙度為Ra0.8，初定加工方案為：粗車→半精車→精車； 3）軸身φ2530mm、φ2520mm和軸環(huán)M301.5都沒有尺寸精度要求，擬定加工方案為：粗車→半精車； 4）端面的粗糙度為Ra0.8，加工方案為：粗車； 5）銑鍵槽，兩鍵槽的精度等級要求不高，所以擬定加工方案為：粗銑。 制定加工工藝路線軸類加工一般是先加工端面，在加工

9、外圓柱面，最后銑鍵槽。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，制定加工工藝路線如下： 加工工藝路線方案一： 工序1：備料，選擇45圓鋼φ56+0.175 -0.175230+1.0 -1.0mm； 工序2：粗車，以φ430 -0.019外圓處及端面定位，車平端面，端面打中心孔，粗車外圓φ43.5143mm為φ43.50 -0.22143mm，粗車外圓φ42.70 -0.22133mm為φ41.6+0.046 0133mm，粗車外圓φ30.6+0.046 033mm為φ350 -0.1936mm，粗車外圓φ40.647mm為φ30.4+0.041 +0.01145mm； 工序3：調(diào)頭，

10、粗車，以粗車后的φ30外圓處及端面定位，車平端面，保證零件全長215mm，打中心孔，粗車φ44.5227mm為φ31.50 -0.1982mm，粗車φ26.50 -0.1960mm為φ25+0.041 +0.01120mm； 工序4：熱處理，調(diào)質(zhì)處理28—32HRC； 工序5：半精車，以粗車后的φ30外圓處及端面定位，半精車φ32.1.30 -0.2232mm為φ31.232mm，半精車為φ36.1+0.046 033mm為φ4046mm，半精車φ36.10 -0.1944mm為φ2538mm,2525mm； 工序6：調(diào)頭，半精車，以半精車后的φ30外圓處及端面定位，半精車φ

11、41.50 -0.1946mm為φ31.544mm，半精車φ26.1+0.041 +0.01138mm為φ40.9+0.030 +0.01146mm，半精車φ30.40 -0.04646mm為φ25.30 -0.03020mm； 工序7：調(diào)頭，精車，以半精車后φ25外圓處及端面定位，精車φ30.2+0.032 +0.00244mm為φ30+0.024 +0.00233mm，精車φ25.2+0.030 +0.01132mm為φ25+0.021 +0.0113mm；倒角； 工序8：調(diào)頭，精車，以精車的φ30外圓處定位夾緊，精車φ30.2+0.030 +0.01133mm為φ30+0.0

12、21 +0.01133mm，精車φ25.20 -0.03038mm為φ250 -0.01985mm；倒角； 工序9：劃線，保證兩鍵槽同一水平線 工序10：銑鍵槽，銑20105.2，銑2584（該鍵槽的精度等級為IT9，一般銑一次就能滿足要求）。 工序11：去毛刺； 工序12：按圖樣要求檢驗各尺寸精度； 工序13：入庫。 加工工藝路線方案二： 工序1：備料，選擇45圓鋼φ44.5+0.175 -0.175225+1.0 -1.0mm； 工序2：粗車，以φ250 -0.019外圓處及端面定位，車平端面，端面打中心孔，粗車外圓φ43.5143mm為φ41.10

13、 -0.22143mm，粗車外圓φ41.10 -0.22133mm為φ41.3+0.046 0133mm，粗車外圓φ11.3+0.046 055mm為φ35.10 -0.1955mm，粗車外圓φ35.10 -0.1935mm為φ25.3+0.041 +0.01135mm； 工序3：調(diào)頭，粗車，以粗車后的φ43.5外圓處及端面定位，車平端面，保證零件全長215mm，打中心孔，粗車φ40178mm為φ41.50 -0.19178mm，粗車φ40162mm為φ40+0.041 +0.011158mm，粗車φ30+0.041 +0.011102mm為φ250 -0.04658mm； 工序4

14、：熱處理，調(diào)質(zhì)處理28—32HRC； 工序5：半精車，以粗車后的φ25外圓處及端面定位，半精車φ41.10 -0.22mm為φ40.246mm，半精車為φ40.3+0.046 046mm為φ40.2+0.032 +0.00278mm，半精車φ35.10 -0.1920mm為3520mm，半精車φ31.3+0.041 +0.01135mm為φ30.2+0.030 +0.01135mm； 工序6：調(diào)頭，半精車，以半精車后的φ30外圓處及端面定位，半精車φ31.10 -0.1944mm為φ30.244mm，半精車φ30.7+0.041 +0.01144mm為φ30.2+0.030 +0.

15、01144mm，半精車φ26.30 -0.04620mm為φ25.20 -0.03020mm； 工序7：粗磨，用頂尖頂住兩端面，粗磨φ40.2 46mm為φ4046mm，粗磨φ30.2+0.030 +0.01144mm為φ30+0.021 +0.01144mm；，粗磨φ25.2+0.030 +0.01138mm為φ25+0.021 +0.01138mm, φ25為24.8; 工系8：倒角； 工序9：劃線，保證兩鍵槽同一水平線； 工序10：銑鍵槽，銑20105.2，銑2584（該鍵槽的精度等級為IT9，一般銑一次就能滿足要求）。 工序11：去毛刺； 工序12：按圖樣要

16、求檢驗各尺寸精度； 工序13：入庫。 對比選擇方案：該轉(zhuǎn)軸主要是圓柱表面的加工，由于軸的同軸度比較高，但圓柱表面的精度等級不是特別高，從經(jīng)濟角度和工藝簡便的方面（使用機床的數(shù)量）考慮，方案一比方案二好，雖然從工序上來看，方案一的工序和方案二的一樣多，然而方案一的裝夾次數(shù)比較多，但考慮到最終工序采用精車，其精度要求足夠達到Ra0.8的要求。所以選擇加工工藝路線方案一。 五、確定工序尺寸及加工余量 （1） 外圓柱φ30+0.0065 +0.0065的軸段工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序間余量/mm 工序基本尺寸/mm 精度等級 尺寸公差/mm 表面粗糙

17、度Ra/mm 毛坯 φ46 φ460 -0.35 粗車 23.7 φ42.3 IT7 φ42.30 -0.046 半精車 1.1 φ40.2 IT6 φ40.20 -0.030 精車 0.2 φ40 IT5 φ400 -0.019 0.8 (2)外圓柱φ35的軸段工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序間余量/mm 工序基本尺寸/mm 精度等級 尺寸公差/mm 表面粗糙度Ra/mm 毛坯 φ46 φ460 -0.35 粗車 9 φ37. IT12 φ370 -0.19 半精車

18、1.1 φ35.2 IT11 φ35.2 0.8 (3)外圓40軸段工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序間余量/mm 工序基本尺寸/mm 精度等級 尺寸公差/mm 表面粗糙度Ra/mm 毛坯 φ46 φ46-0.35 粗車 4.7 φ41.346 0 IT8 φ4.3+0.046 0 半精車 1.1 φ40.2 φ4.2 精車 0.2 φ40 φ40 0.8 （4）軸環(huán)φ30的軸段工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序間余量/mm 工序基本尺寸/mm 精度等級 尺寸公差/m

19、m 表面粗糙度Ra/mm 毛坯 φ46 φ46 0 -0.35 粗車 13.8 φ32.2 IT12 φ32.20 -0.22 半精車 2.2 φ30 φ30 0.8 （5）外圓柱φ250 -0.019的軸段工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序間余量/mm 工序基本尺寸/mm 精度等級 尺寸公差/mm 表面粗糙度Ra/mm 毛坯 φ46 φ460 -0.35 粗車 19.7 φ26.3 IT8 φ26.30 -0.046 半精車 1.1 φ25.2 IT7 φ25.20 -0.

20、030 精車 0.2 φ25 IT6 φ250 -0.019 0.8 六、機床、刀具及夾具的選用 一）機床的選用： 1、由于本零件的尺寸不是很大，各工序的工步數(shù)也不多，加上是小批量生產(chǎn)，所以選擇CA6140臥式車床； 2、工序10為銑鍵槽，因為工件外圓尺寸不大，此零件又是成批生產(chǎn)，宜選擇通用銑床，所以選用X61W萬能銑床就能滿足要求； 二）刀具的選用： 選用常用車刀和銑刀 三）夾具的選用： 主要選用三抓卡盤。 七、課程設(shè)計體會 做完設(shè)計以后真不知道該說什么好了，剛開始時，我只能說是束手無策，感覺自己這兩年書都白讀了，居然對著指導(dǎo)書

21、不知從何下手。天氣又那么熱，心情很煩躁。但經(jīng)過請教老師以后，漸漸有了頭緒，知道該怎樣去算各種尺寸參數(shù)，如何去查表。不是我拍馬，老師畢竟是老師，那解答疑問的能力不是吹的，本來一直阻礙我前進的關(guān)卡，經(jīng)老師那么一點撥，茅塞頓開。所以從小大人們就教育我們不懂就要問，這個道理永遠都不過時。在此，我非常感謝指導(dǎo)我陳老師。 通過這次實訓(xùn)，不得不說的是我是真的學(xué)到了很多東西。從沒想過這么一根小小的軸，這還那么多講究，如尺寸公差、表面粗糙度等等，要是哪一步?jīng)]做好就會影響到整個零件的工作性能。如果設(shè)計者沒把零件設(shè)計好就拿去加工，就會給廠家?guī)砗艽蟮膿p失，這是很不應(yīng)該的。實訓(xùn)過后，雖然不太好意思說，但我還是感覺自

22、己比以前更加細心了。 作為一個設(shè)計組的成員，我覺得大家的分工合作是非常重要的，走出社會，每個人都不可能脫離人群獨自存在，彼此之間的溝通合作是非常重要的，我覺得我們組是一個很好的團隊。 八、參考資料 1、《機械制造技術(shù)》； 2、《互換性與測量技術(shù)》； 3、《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》； 4、《機械制造基礎(chǔ)》等等。 第二章　銑鍵槽夾具設(shè)計說明書 1. 工序尺寸精度分析 由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆4-φ22孔，深度為7，無其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。 2. 定位方案確定 根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限

23、制工件四個自由度，即x移動、z移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制y移動、z轉(zhuǎn)動兩個自由度，因而工件的六個自由度都被限制，由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。選主軸頸中心線和側(cè)板平面為定位基準(zhǔn)。（見工序圖） 3. 定位元件確定 1、選擇定位元件： 由于本工序的定位面是主軸頸中心線和側(cè)板平面，所以夾具上相應(yīng)的定位元件選為兩個V形塊和一個平面。 （注：定位基準(zhǔn)選擇及受力分析見工序圖） 2、確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差、定位元件尺寸： 由圖可知此工序的加工精度要求不高，所以兩固定V形塊的尺寸由機床夾具設(shè)計手冊P284圖2-1-

24、26得：(如圖) T=H+0.707D-0.5N=170+0.707X110-0.5X85=170+77.77-42.5=205.3mm V形塊的寬度根據(jù)工件的實際情況可選為60mm。 根據(jù)工件的實際情況，底版的長度選為454mm，寬度為188mm，高度為50mm。 4. 定位誤差分析計算 (1)分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差： 用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是V形塊對稱面，定位基準(zhǔn)是外圓中心線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在V形塊對稱面上上下移動。定位誤差計算如下： △jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011 △db=0.70

25、7(Td)=0.707x0.022=0.016 △dw=△db-△jb=0.005 （1） 分析計算孔中心線與側(cè)板中心線的重合度誤差： △jb=0 △db=0 △dw=0 5. 夾緊方案及元件確定 （1）計算切削力及所需加緊力： 工件在加工時所受的力有加緊力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由機床夾具設(shè)計手冊表1-2-7得切削力的計算公式： Fx=667DsKp=667x22x700x650/726=1265.486N 實際所需加緊力與計算加緊力之間的關(guān)系為： F=KFx(K由表1-2-2查得為1.15)=1.15Fx=1.15x1265.486=1455.30

26、9N （2）計算加緊機構(gòu)并驗算機構(gòu)所能產(chǎn)生的加緊力： 滿足加緊力水平作用要求的加緊裝置結(jié)構(gòu)方案可用螺紋加緊機構(gòu)，這種加緊方案裝卸工件及清理切削方便，所以這種結(jié)構(gòu)較好。 加緊機構(gòu)所能產(chǎn)生的加緊力F＇=Qη（L1+L2） 其中：η：加緊機構(gòu)效率取0.9 Q：螺栓的許用加緊力 選定L1=L2 根據(jù)機床夾具設(shè)計手冊表3.3查得當(dāng)螺紋公稱直徑M=20時，Q=13000 F＇=2Qη=2X13000X0.9=23400N F＇＞F 故加緊方案可行。 （3）設(shè)計鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板： 由于此工件是中批量生產(chǎn)，固選用GB2264-80可換鉆套，選用固定式鉆模板。 根據(jù)鉆床T型槽的寬度，決定選用GB2206-80寬度B=14，公差帶為h6的A型兩個定位鍵來確定夾具在機床上的位置。 夾具選用灰鑄鐵的鑄造夾具體，其基本厚度選為22mm，并在夾具體底部兩端設(shè)計出供T型槽用螺栓緊固夾具用的U型槽耳座。