输出轴课程设计.docx

一、 设计题目设计工作量（课程设计完成后应交的资料）1.绘制零件图一张（手绘A4或者机绘）。2.绘制毛坯-零件合图一张（计算机绘图A4或者手绘）。3.设计说明书1份（手写20页左右-采用“A4纸”）。4说明书中包括机械加工工艺卡片一套、机械加工工序卡片5张以上。5.重要工序的夹具设计。设计"*"零件（图1）机械加工工艺规程。年产5000件。3、输出轴，毛坯为90棒料技术要求 1.调质处理2832HRC。 3.未注圆角R1。 2.材料45。 4、保留中心孔。二、设计任务分析输出轴的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。三.输出轴零件的工艺分析1. 零件的作用题目所给定的零件是车床的输出轴，主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好。 2零件的图样分析（1）两个mm的同轴度公差为mm。（2）mm与mm的同轴度公差为mm。（3）mm与mm的同轴度公差为mm。（4）保留两端中心孔A1，A2。（5）调质处理28-32HRC。 四工艺规程设计 1. 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到机床在运行中药经常正反转，以及加速转动，所以零件在工作过程中则承受交变载荷及冲击载荷，选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。 2. 基面的选择（1）粗基准的选择。对于一般输出轴零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的，按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，现选取输出轴的两端作为粗基准。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工艺基准不重合时应该进行尺寸换算。 3制定工艺路线（1）工艺路线方案一工序1 下料 棒料工序2 热处理 调质处理2832HRC工序3 车 夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2.5,粗车各端各部见圆即可，其余均留精加工余量3mm工序4 精车 夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、处分别留磨削余量0.8mm工序5 车 倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗 车外圆各部，留精加工余量3mm，与工序3相接工序6 精车 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、 处分别留磨削余量0.8mm工序7 磨 用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样要求尺寸工序8 磨 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求尺寸工序9 划线 划两键槽线工序10 铣 铣键槽两处工序11 检验 按图样检查各部尺寸精度工序12 入库 油封入库（2）工艺路线方案二工序1 下料 棒料工序2 车 夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2.5,粗车各端各部见圆即可，其余均留精加工余量3mm工序3 车 倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗 车外圆各部，留精加工余量3mm，与工序3相接工序4 精车 夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、处分别留磨削余量0.8mm工序5 精车 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、 处分别留磨削余量0.8mm工序6 磨 用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样要求尺寸工序7 磨 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求尺寸工序8 划线 划两键槽线工序9 铣 铣键槽两处工序10 热处理 调质处理2832HRC工序11 检验 按图样检查各部尺寸精度工序12 入库 油封入库（3）工艺方案的比例与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先热处理，调质处理，然后再加工输出轴的各部的尺寸。方案二则相反，先是加工轴的各部尺寸，然后热处理。两种方案比较可以看出，方案一先热处理可以使加工精度更精确，减少了加工误差，不受热处理影响尺寸，方案二选择先加工，后热处理，零件加工后受到热处理影响，使零件尺寸产生变形，故而先加工后热处理这种方案不合理，然而对于方案一与方案二比较，方案一得工序4和工序5与方案二的刚好相反，方案一得先精车一头后车另一头，更不合理，方案二的工序5和工序6这样的顺序更加合理，因为先车后精车相对于垂直度误差之类的更小，而方案一，加工导致形位误差更加严重。因此综上所述，最后的加工路线如下：工序1 下料 棒料工序2 热处理 调质处理2832HRC工序3 车 夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2.5,粗车各端各部见圆即可，其余均留精加工余量3mm工序4 车 倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗 车外圆各部，留精加工余量3mm，与工序3相接工序5 精车 夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、处分别留磨削余量0.8mm工序6 精车 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、 处分别留磨削余量0.8mm工序7 磨 用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样要求尺寸工序8 磨 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求尺寸工序9 划线 划两键槽线工序10 铣 铣键槽两处工序11 检验 按图样检查各部尺寸精度工序12 入库 油封入库以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡” 。4. 机械加工余量及工序尺寸的确定 “输出轴”零件材料为45钢，硬度为28-32HRC，生产类型为单件小批量生产，采用锻件。 根据原始数据及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸如下：1. 外圆表面（）考虑加工长度为400mm，由于原来的非加工表面的直径为90，且表面为自由尺寸公差，表面粗糙度为12.5，只要求粗加工，此时直径余量2Z=2mm已能满足加工要求。2. 两外圆加工表面由于上述的外圆表面已加工成，故而先把其经过粗加工加工成，留了3mm精加工余量，然后经过经过精加工达到加工要求。确定如下工序尺寸及余量为： 粗车：mm 粗车：mm 2Z=2mm 粗车：mm 2Z=15mm 精加工：mm 2Z=3mm3. 两个mm、一个mm、一个mm加工表面由于上述的外圆表面均要经过磨削，使其表面粗糙度达到1.6，才能满足要求，故而确定如下工序尺寸及余量：（1） 两个mm加工表面 粗车：mm 粗车：mm 2Z=2mm 粗车：mm 2Z=15mm 粗车: mm 2Z=10mm 精加工：mm 2Z=2.2mm 磨削：mm 2Z=0.8mm（2） 一个mm加工表面 粗车：mm 粗车：mm 2Z=2mm 粗车：mm 2Z=5mm 精加工：mm 2Z=2.2mm 磨削：mm 2Z=0.8mm（3）一个mm加工表面 粗车：mm 粗车：mm 2Z=2mm 粗车：mm 2Z=15mm 粗车: mm 2Z=10mm 粗车：mm 2Z=5.6mm 精加工：mm 2Z=2.2mm 磨削：mm 2Z=0.8mm5确定切削用量及基本工时工序1：下料，棒料工序2：热处理，调制处理使工件硬度达到2832HRC，查看相关热处理手册， 调质处理应该是淬火+高温回火，钢件的淬火温度应该A3+（3050）， 加热时间，保温时间应该比加热时间长左右。 工件的高温回火温度加热温度通常为560600，回火时间一般定在一个小时左右。就能使工件硬度达到2832HRC。工序3：夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2.5,粗车各端各部见圆即可，其余均留精加工余量3mm。1）车右端面，已知棒料长度400mm，直径为90.mm，车削端面见平即可，由于表面粗糙度要求为12.5，故为粗加工即可，由于最大加工余量。可以一次性加工，加工长度设置在380mm。2）进给量f 根据切削用量简明手册，表1.4，当刀杆尺寸为以及工件直径为60mm时，f = 0.50.7mm/r, 按车床C620车床说明书取f = 0.5mm/r,3) 计算切削速度 按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为其中：。修正系数见切削手册表1.28，即。所以4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，与452.9r/min相近的机床转速为460r/min.所以实际切削速度v =130m/min.5) 切削加工时，按工艺手册表6.2-1。6）粗车外圆，,留3mm精加工余量，最大加工余量。由于粗糙度要求为12.5，故可一次性加工，同理单边余量Z=2.5mm，进给量f = 0.5mm/r 。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到计算主轴转速按机床选取n=380r/min所以实际切削速度v = 105(m/min)切削工时 计算得到7）粗车外圆， ，留3mm精加工余量，最大加工余量，单向切削深度Z=5mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v = 115.5（m/min）切削工时 计算得到8）粗车外圆，留3mm精加工余量，最大加工余量，单向切削深度Z=5mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v =105.4（m/min）切削工时 计算得到工序4 倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗车外圆各部，留精加工余量3mm，与工序3相接1） 粗车外圆，留3mm精加工余量，最大加工余量，单向切削深度Z=7.5mm，进给f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=370r/min所以实际切削速度v =102（m/min）切削工时 计算得到2）粗车外圆，留3mm精加工余量，最大加工余量，单向切削深度Z=5mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v =105.4（m/min）切削工时 计算得到3）粗车外圆，留3mm精加工余量，最大加工余量，单向切削深度Z=2.8mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=600r/min所以实际切削速度v =118.7（m/min）切削工时 计算得到工序5 夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、处分别留磨削余量0.8mm1）精车外圆，留0.8mm磨削余量，最大加工余量，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=480r/min所以实际切削速度v =125.1（m/min）切削工时 计算得到2）精车外圆，不留磨削余量，最大加工余量，单向切削深度Z=1.5mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=600r/min所以实际切削速度v =137.5（m/min）切削工时 计算得到3）精车外圆，留0.8mm磨削余量，最大加工余量，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=610r/min所以实际切削速度v =120.7（m/min）切削工时 计算得到4)精车倒角，倒角C1，转速为68r/min，手动进给。工序6 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、 处分别留磨削余量0.8mm1）精车外圆，不留磨削余量，最大加工余量，单向切削深度Z=9mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=370r/min所以实际切削速度v =102.2（m/min）切削工时 计算得到2）精车外圆，留0.8mm磨削余量，最大加工余量，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=610r/min所以实际切削速度v =120.7（m/min）切削工时 计算得到3）精车外圆，留0.8mm磨削余量，最大加工余量，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到。确定主轴转速按机床选取n=760r/min所以实际切削速度v =137（m/min）切削工时 计算得到4)精车、倒角，倒角C1，转速为68r/min，手动进给。工序7 用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样要求尺寸1）磨削，至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。切削用量的选择。砂轮转速n = 1670r/min，V=35m/s.轴向进给量、工件速度径向进给量切削工时。当加工一个表面时（见工艺手册表6.2-8）公式中L=78mm，b=80mm，mm，K=1.12）磨削，至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。切削用量的选择。砂轮转速n = 1670r/min，V=35m/s.轴向进给量、工件速度径向进给量切削工时。当加工一个表面时（见工艺手册表6.2-8）公式中L=35mm，b=60mm，mm，K=1.1min3） 磨削，至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。切削用量的选择。砂轮转速n = 1670r/min，V=35m/s.轴向进给量、工件速度径向进给量切削工时。当加工一个表面时（见工艺手册表6.2-8）公式中L=77mm，b=60mm，mm，K=1.1工序8 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求尺寸1） 磨削，至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。切削用量的选择。砂轮转速n = 1670r/min，V=35m/s.轴向进给量、工件速度径向进给量切削工时。当加工一个表面时（见工艺手册表6.2-8）公式中L=85mm，b=54.4mm，mm，K=1.1工序9 划两键槽线工序10 铣键槽两处 粗铣轴上两个键槽，保证尺寸、mm/齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定，即。采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数。则现采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见工艺手册表4.2-39），取，故实际切削速度为当时，工作台每分钟进给量应为查机床说明书，刚好有，直接选用此值。切削工时：(1) 铣B-B中的键槽，铣刀的行程为机动工时为 （2）铣A-A中的键槽，铣刀的行程为 机动工时为工序11 按图样检查各部尺寸精度工序12 油封入库最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械过程卡，见附表1。五参考文献 1 艾兴等编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社2 王绍俊主编. 机械制造工艺设计手册. 北京:?机械工业出版社3 机械加工实用手册编写组编写.机械加工实用手册. 北京:?机械工业出版社，4 徐圣群主编.简明机械加工工艺手册.上海：上海科学出版社5 周风云主编.工程材料及应用（第二版）.武汉：华中科技大学出版社6 孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册，北京：国防工业出版社7 陈望编着.车工实用手册.北京：中国劳动社会保障出版社8 蔡在亶编着.金属切削原理.上海：同济大学出版社9 马福昌编.金属切削原理与应用.山东：山东科技出版社10 张耀宸主编.机械加工工艺设计实用手册.北京：航空工业出版社 11 曾志新主编.机械制造技术基础.武汉：武汉理工大学出版社12 王小华主编.机床夹具图册.北京：机械工业出版社 13 陈锦昌等主编.计算机工程制图.广州：华南理工大学出版社14 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社