设计输出轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备.doc

设计输出轴零件的机械加工 工艺规程及工艺装备学院： 机电学院 班级： 姓名: 学号： 指导老师： 目 录目录-2一、 输出轴工艺分析-31、 输出轴的作用-32、 输出轴的结构特点、工艺，表面技术要求分析-3二、 工艺规程设计-31、 选择毛胚材料-32、 确定毛坯尺寸及机械加工余量- -43、 基准选择-44、 工序选择安排-55、 制订工艺路线-56、 机加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定-7三、 热处理工序-8四、 输助工序-8五、 确定各工序所用设备及工艺装备小结-8六、 小总-9七、 相关文献-9设计输出轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备要求：单件小批量生产，生产环境好，设备齐全，资源丰富一、输出轴各主要部分的作用及技术要求分析：1.题目所给定的零件输出轴，其主要作用输出轴零件的主要作用是支撑零件、实现回转运动并传递转矩和动力。2.由零件图分析，该输出轴零件属于阶梯轴。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下： (1)55轴段上为传递动力开有键槽，键槽相对于55外圆表面的对称度小于0.08 mm,粗糙度为3.2； (2)60和75外圆表面，其两者的中心连线为55外圆和80孔圆跳动的基准线，其圆跳动量均小于0.04mm ，表面粗糙度Ra都为3.2um；(3)65外圆表面，粗糙度Ra为3.2um； (4)80的孔，其表面粗糙度Ra为6.3um，以及与其具有位置度要求0.05 mm的10-20的通孔，其均匀分布，表面粗糙度Ra为 3.2um； (5)50和80的孔、176外圆表面及30的圆锥面，表面粗糙度为6.3um；（6）176轴段的右端面的粗糙度要求为3.2um。 通过上面零件的分析可知，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、工艺规程设计1、选择毛胚材料机械加工中毛坯的种类有很多种，如棒料、铸件、锻件、型材、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。在毛坯选择上，加工零件的尺寸和形状的复杂性也影响选择毛坯制造方法。一般来说，直径相差不大的阶梯轴可以选择棒料（直径超过90mm的轴类零件一般不选用棒料，避免切削余量过大）; 直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。根据上述内容来分析本零件，一般轴类零件材料可选为45号钢。 45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等；其次，观察零件图知，本设计零件为轴类零件，各直径尺寸相差较大，且该轴在工作过程中要承受冲击载荷和扭矩，是主要的动力输出元件，故为增强其强度、刚度和冲击韧性，毛坯选择锻件；再者，由于零件的生产类型为单件小批量生产。因此，本零件的毛坯种类以自由锻方法获得。2确定毛坯尺寸及机械加工余量查阅机械制造工艺设计简明手册表2.1得锻件机械加工余量及尺寸公差：加工余量3、基准选择在轴类零件加工中，为保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应尽可能使其与装配基准重合并使各工序的基准统一，而且还要考虑在一次安装中尽可能加工出较多的面。 轴类零件加工时，精基准的选择通常是采用顶尖孔作为定位基准。这样，可以实现基准统一，能在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面，可以很好的保证各外圆表面的同轴度以及外圆与端面的垂直度，加工效率高并且所用夹具结构简单。所以对于实心轴（锻件或棒料毛坯） ，在粗加工之前，应先打顶尖也，以后的工序都用顶尖孔定位。分析本零件，选取顶尖孔作为定位精基准。当零件外圆加工完毕以后，可以以外圆为精基准加工内孔根据定位基准的互为基准原则、统一基准原则、互为基准原则、自为基准原则以及便于装夹原则，分析本零件结构，选择两中心孔和75作为精基准，选择176作为粗基准来加工两中心孔。4、工序顺序的安排 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工输出轴的左、右端面，55和176外圆表面，钻中心孔。 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原则，如先加工外圆表面，再加工键槽。 遵循“先面后孔”原则，先加工176外圆表面，做为定位基准再加工其余各孔。5、制定工艺路线根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的经济度和粗糙度能力，查阅机械加工工艺手册各加工面的加工方法（如表1）：表 1加 工 面尺寸及偏差精度粗糙度加 工 方 案176外圆面176无6.3粗车-半精车75外圆面IT71.6粗车-半精车-精车65外圆面IT71.6粗车-半精车-精车60外圆面IT71.6粗车-半精车-精车55外圆面IT71.6粗车-半精车-精车104内圆面104无3.2粗镗-半精镗80内圆面无6.3粗镗-半精镗50内圆面50无6.3粗镗-半精镗左端面55无6.3粗车-半精车右端面176无6.3粗车-半精车键槽50IT93.2粗铣-半精铣2-8孔8无3.2钻-扩-铰10-20孔20无3.2钻-扩-铰工序安排如下（表2）：表2工序工序名称工序内容定位基准1锻造锻造毛胚2热处理正火（消除内应力）3车削（1） 夹毛坯外圆，粗车55端面；（2） 打中心孔毛坯176外圆4车削（1） 夹75外圆，车176端面；（2） 打中心孔75外圆及中心孔5镗削粗镗104、80、50内孔75外圆6车削粗车各外圆表面及锥面中心孔7钻削钻10-20通孔、倒角中心孔8钻削钻2-8通孔9热处理调质10钳工修研两端中心孔11车削半精车176、75、60、55外圆面，倒角均为C1中心孔12镗削半精镗104内孔，粗糙度3.2半精镗80、50内孔，粗糙度6.375外圆13钻削扩饺20通孔中心孔14车削精车75、65、60、55外圆面中心孔15铣削铣键槽中心孔16钳工钳去毛刺17去毛刺去除全部毛刺18终检按零件图样要求全面检查6、机加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 通过查阅机械加工工艺手册得到相关数据可计算得到工序尺寸如表3：加工最终尺寸/mm工序名称工序单边余量/mm公差等级粗糙度(um)公序基本尺寸/mm176半精车粗车毛坯13IT9IT123.26.317617818475精车半精车粗车毛坯0.31.22.5IT7IT9IT121.63.212.57575.6788365精车半精车粗车毛坯0.31.22.5IT7IT9IT121.63.212.56565.6687360精车半精车粗车毛坯0.31.25IT8IT9IT121.63.212.56060.6657355精车半精车粗车毛坯0.31.27.5IT7IT9IT121.63.212.55555.65873104内孔半精镗粗镗毛坯0.72.3IT7IT93.26.3104102.69880内孔半精镗粗镗毛坯0.52.5IT9IT126.312.580818650内孔半精镗粗镗毛坯0.52.5IT9IT126.312.550515610-20通孔铰扩钻毛坯0.31.718IT7IT9IT123.26.412.52019.718三、热处理工序热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件CA6140车床输出轴材料为45钢，在加工过程中正火是为了消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840温度中保持30分钟释放应力。四、辅助工序辅助工序包括检查、检验工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，检验工序是主要的辅助工序。如去毛刺：件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。清洗工序：工件内孔、箱体内腔易存留切屑，零件在进入装配之前；研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上。五、确定各工序所用设备及工艺装备工序号工序名称机床设备刀具量尺1锻造游标卡尺2热处理3车削CA6140卧式车床车刀游标卡尺4车削CA6140卧式车床车刀游标卡尺5镗削卧式镗铣床镗刀游标卡尺6车削CA6140卧式车床镗刀游标卡尺7钻削Z525麻花钻游标卡尺8钻削Z525麻花钻游标卡尺9热处理10钳工11车削CK6140A数控车床车刀外径千分尺12镗削CA6140卧式车床镗刀塞规13钻削Z525扩孔刀、铰刀外径千分尺14车削CK6140A数控车床车刀外径千分尺15铣削X51铣刀游标卡尺六、小结为期两个星期的机械制造工艺的课程实训很快结束了，在这次课程设计过程中，我学到了很多。也遇到了种种困难，一次又一次的修改加工方案，暴露了我在这方面的知识欠缺和经验不足。机械制造工艺课程设计是一个跟实际联系很紧密的，不管是工艺过程还是工序卡，以及设备的选择，都要求我们有相关的理论知识，根据实习过程中学到的实践经验联系起来，才能更好的完成课程设计。因此在课程设计中遇到的很多问题，既有理论的欠缺，也有经验的不足。作的一次综合练习。随着课程设计的逐渐完成，使我对机械制造工艺这门课程有了更深入的理解和掌握。在这段时间里，我尽着自己最大的努力学习，来学习和创新。为了解决技术上的问题，我也不断地去翻阅所学的专业书籍和各种相关，所以通过此次的课程设计，我也学习了相关手册的查阅方法。总之，课程设计我让受益匪浅，因为我暴露出了自己的不足，在今后的学习或者实习工作中都应当努力积累相关的加工知识，以弥补自身存在的不足。七、 参考文献1、实用机械加工工艺手册 机械工业出版社 陈宏钧 1996.122、金属切削刀具与磨具标注应用手册 机械工业出版社 1995.123、互换性与测量技术基础 华中科技大学出版社 李军 2007.94、机械制造工艺学第二版 机械工业出版社 王先逵 2006.1