输出轴课程设计说明书.docx
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输出轴课程设计说明书
输出轴课程设计
1.零件的工艺分析
1.1零件的功用。
结构及特点
题所给定零件输出轴，其中主要作用：
一是传递转矩，使主轴获得旋转地动力；二是工作过程中承受载荷；三是支撑传动零部件。
零件的材料为45钢，是最常用的中碳调质钢，综合力学性能良好，渗透性低，淬火时易生裂纹，综合技术要求等文件，选用锻件。
由于是大批量生产，故采用横锻，因为该零件属于细长轴在工作时要求有一定的强度，刚度。
1.2主要加工表面及其要求
①主要加工面：
54.4，左边60，右边60,80的外圆柱面。
54.4的尺寸公差等级为IT8级，60的尺寸公差等级为IT5级,80的尺寸公差等级为IT6级，60的尺寸公差等级为IT5级。
两链槽宽度的尺寸公差等级为IT9级，而两链槽长度的尺寸公差等级均为IT11级。
②精糙度方面表现;54.4的外圆柱面，60的外圆柱面，80的外圆柱面左边，60的外圆柱的精糙度要求均为Ra1.6要求较高，其余表面均为Ra12.5um要求不高。
③位置精度：
54.4，左60和80轴线对右边60轴线的同轴度为0.02mm
2.毛坯的选择
2.1确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及其公差
①轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴（如曲轴），在质量允许下采用锻件。
由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均与分布，可获得较高的抗拉，抗弯级抗扭强度，所以除轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒成冷轧棒料，一班比较重要的轴大部分都采用锻件，这样既可以改善力的性能，又能节约材料，减少机械加工量：
机械生产规模的大小毛坯的锻造有自由锻和模锻。
自由锻多用于中小批量生产，模锻多运用于大批量生产。
而且毛坯制造精度高，加工量小，效率高。
可以锻造形状复杂的毛坯，本零件为大批量生产，所以综上所述采用模锻。
②选择通过零件直径的平面为分型面
③输出轴属于台阶轴类零件，由于是大批量生产采用的是模锻，所以根据从《机械制造技术课程设计指导》表3-6，采用锻造精度等级E，查表可知雨量a值为（9±3）mm。
取a=10
2.2确定毛坯的技术要求
①未注倒角的R1
②保留中心孔
③调制处理28～32HRC。
以消除内应力，改善切削加工性能
④材料为45
2.3绘制毛坯图
如图所示在各加表面上加上机械加工余量，绘制毛坯图，并标注尺寸和技术要求如图所示
3.基准的选择
①在粗加工时为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面作为定位基准，即80，左段70台阶的外圆表面②考虑到54左60和80轴线对轴右边60的同轴度要求，又由于基准重合原则，而且根据技术要求。
保留中心孔，所以在半精加工和精加工中宜采用中心孔为定位基准。
、
4.拟定机械加工工艺路线
4.1确定各表面的加工方法
根据各加工表面的加工精度和表面粗超度要求选定如下加工方法：
从轴的左到右。
54.4，60，70，88，80，70，80都用车床进行车削，而两个链槽则采用铣床进行铣削
具体加工方法的分析如下：
1输出轴最左端54.4+0.050的公差分段为IT8，表面粗超度Ra=1.6um。
查表4-2及表4-5可知需进行粗车—半精车—精车
2轴左也60+0.024+0.011段的公差等级为IT5，表面粗糙度Ra=1.6um，查表4—2及表4—5可知，需进行：
粗车—半精车—粗磨—精磨
3左轴70为未注公差尺寸，公差等级按IT14.，表面粗糙度Ra=12.5um，故粗车就可以了
488段位未注公差尺寸，公差等级为IT14，表面粗糙度Ra=12.5um，故粗车就可以了
580+0.021+0.002段公差等级为IT6，表面粗糙度Ra=1.6um,查表4—2及表4—5可知，采用：
粗车—半精车—精车
6右边轴段70为未注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗超度Ra=12.5um，查表可知粗车就可以
7右端60+0.024+0.011的公差等级为IT5级，表面粗糙度Ra=1.6um，查表可知：
可采用粗车—半精车—粗磨—精磨即可
8两个链槽的宽度尺寸公差为IT9级而长度尺寸公差为IT11级，又因为是面粗超度Ra=12.5um，所以采用粗铣—精铣
4.2拟定加工工艺路线
工序号
内容
设备
10
模锻毛坯
车床
20
车端面，钻中心孔，车另一断面保证总长，钻中心孔
车床
30
粗车三个台阶，调头粗车另一端四个台阶
车床
40
热处理，调质
车床
50
修两端中心孔
车床
60
半精车2个台阶，倒角，调头半精车另外2个台阶面，倒角
车床
70
精车80+0.021+0.02，调头精车，54.4+0.050
车床
80
划两个键槽加工线
90
粗铣两耳光键槽
铣床
100
精铣两个键槽
铣床
110
修两端中心孔
120
粗磨左60+0.024+0.011右半轴60+0.024+0.011外圆
磨床
130
精磨右60+0.024+0.011外圆，精磨60+0.024+0.011
磨床
140
检验
5确定机械加工余量，工序尺寸及公差
机械加工余量及工序尺寸
工序号
双边余量／mm
工序尺寸／mm
表面粗糙度Ra／um
10
a=5
12.5
20
车端面
380
12.5
30
（1）粗车∮54台阶直径余量a=1.2
12.5
（2）粗车轴左边∮60台阶直径余量为a=1.1
61.1+0.30
12.5
（3）粗车轴左端∮70台阶直径至零件图未示尺寸
70
12.5
（4）粗车轴右端∮60台阶直径余量为a=1.1
61.6+0.30
12.5
工序号
单边余量／mm
工序尺寸／mm
表面粗糙度Ra／um
30
（5）粗车轴右端70台阶至零件所标尺寸
70
12.5
（6）粗车80台阶，余量a=1.2
81.2+0.30
12.5
（7）粗车88台阶至零件图所标尺寸
88
12.5
60
（1）半精车54.4台阶，直径余量为0.1
54.5+0.0740
6.3
（2）半精车左轴60台阶直径余量为0.4mm
60.5+0.0460
6.3
（3）半精车轴右端60台阶直径余量0.4
60.5+0.0460
6.3
（4）半精车轴80台阶直径余量0.1
80.1+0.0740
6.3
70
（1）精车80台阶
80+0.021+0.002
1.6
（2）精车54.4台阶
54.4+0.050
90
（1）粗铣左边键槽余量为1.0
19+0.0840
12.5
（2）粗铣右边键槽双面余量为1.0
100
（1）精铣左边键槽至图示尺寸
180-0.043
12.5
（2）精细边键槽至图示尺寸
47.50-0.2
120
粗磨两段60台阶，余量为0.1
60.1+0.0190
1.6
130
精磨两段60的台阶至图示尺寸
60+0.0240.011
1.6
（以上均为查表得出，参考《课程设计指导》、《互换性与测量技术》）
6选择机床及工艺装备
6.1选择机床
（1）工序10，20，30，50，60，70是粗车，半精车和精车各工序的工步数不多，大批量生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求，本零件外轮廓尺寸不大，选用最常用的CA6140型卧式车床
（2）工序90，100为铣削，工序工步简单，外轮廓尺寸不大，考虑本零件为大批量生产，所选机床便使用范围广泛为宜，故可选常用的X6132型铣床能满足加工要求
（3）工序120，130是粗磨，精磨，由于是磨削阶梯轴的外表面，所以宜选用常用的M1432A型磨床
6.2选择刀具
（1）由于零件车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类道具，因为YT类硬质合金是有较高的硬度和耐磨性，尤其是有高的耐热性，在高速切削钢料时道具磨损小，寿命长，所以车端面时选用60°偏头端面车刀，而车外圆时选用75°偏头外圆车刀刀杆尺寸B×H：
16×25牌号P10
（2）铣刀选用平键槽铣刀
（3）采用白刚玉砂轮
6.3选择夹具
（1）在工序20，30中选用三爪自定心卡盘
（2）50，60，70工序用顶尖夹紧
（3）90，100工序平口钳
（4）120，130工序用顶尖+中心架
6.4选择量具
（1）选择两段70的台阶的量具
该两段台阶为未注公差尺寸按IT14要求，标准公差值为0.74mm，查《机械制造技术课程设计指导》表5—56可知计量器具确定度允许值U1=0.054mm，查表5—57，分度值0.05mm的游标卡尺，其不确定度数值U=0.050mm，U＜U1，查表5—59，用0～200mm／0.05mm
（2）54.4+0.05060+0.024+0.01180+0.021+0.00260+0.024+0.011（右段）的台阶的量具选择
由于这四段的公差尺寸太小，千分尺和游标卡尺达不到表5—57要求，故选用量块和千分尺一起用，减小千分尺的不确定性。
千分尺选用分度值为0.01mm的外径千分尺
（3）键槽量具的选择
查表可知同上选用量块+千分尺
（4）轴长度方向尺寸用游标卡尺量0～200mm／0.05mm
7.确定切削用量及基本尺寸
7.1工序20车端面，钻中心孔，车另一个端面，钻中心孔。
⑴车左端端面。
步骤如下：
①确定背吃刀量端面一端的总加工余量是10ｍｍ，四次走刀加工。
＝2.5mm。
②确定加工进给量f根据表5-102查得f=0.4~0.5mm/r，查表5-5根据机床纵向进给量取f=0.48mm/r
③确定切削速度根据表5-109查得=242，=0.15，=0.35，m=0.20，因为28~32HRC=270~19８ＨＢＳ，查表5-110得=0.69，=1.24，=0.8，=0.92，=1.0.根据表5-108选择刀具寿命为T=60min。
故：
=（）
带入数据的得=75.7m/min.
④确定机床主轴转速nn==r/min=374.35r/mi
根据表5-4差的相近较小的机床转速为n=400r/min所以实际切削速度=80.89m/min
⑤计算基本时间切削加工长度l=10mm端面车刀选用主偏角=,背吃刀量＝2.5mm查表5-138和表5-139得=+（2~③。
取=4mm；=（3~5）；批量生产=0i=4
L=+++=40.2m=i=1.05min
⑥辅助时间:
查表5-153得装夹工件的时间为0.8min，启动机床的时间为0.02min取量具并测量尺寸的时间为0.5min，共计=1.32min。
钻中心孔
查《钻削切削用量选择参考表》选择钻孔中心公称直径为2mm，钻中心孔的切削进给量为0.04mm/r，钻中心孔切削速递v=12m/min.
⑶车另一个端面，保证总长
①确定背吃刀量端面一端的总加工余量是10ｍｍ，四次走刀加工。
＝2.5mm。
②确定加工进给量f根据表5-102查得f=0.5~0.7mm/r，查表5-5根据机床纵向进给量取f=0.64mm/r
③确定切削速度根据表5-109查得=242，=0.15，=0.35，m=0.20，因为28~32HRC=270~19８ＨＢＳ，查表5-110得=0.69，=1.24，=0.8，=0.92，=1.0.根据表5-108选择刀具寿命为T=60min。
故：
=（）
带入数据的得=68.46m/min.
④确定机床主轴转速nn==r/min=311.46r/mi
根据表5-4差的
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