减速器输出轴工艺课程设计.docx
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减速器输出轴工艺课程设计
设计减速器输出轴机械加工工艺规程
说明书
课程设计名称：
设计减速器输出轴机械加工工艺规程
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学院：
机电工程学院
专业及班级：
机械制造及其自动化0804
学号：
**********
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2011年7月10日
目 录
一．生产纲领的计算与生产类型的确定………………………………………1
1.生产类型的确定…………………………………………………………1
2.生产纲领的计算…………………………………………………………2
二．减速器输出轴的工艺性分析………………………………………………2
1.轴的工作原理……………………………………………………………2
2.零件图样分析……………………………………………………………2
3.零件的工艺分析…………………………………………………………3
4减速器输出轴的表面粗糙度、形状和位置精度要求…………………3
5审查零件的结构工艺性…………………………………………………4
三．选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图…………………………………4
1．毛坯的选择……………………………………………………………4
2．确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量…………………………………5
四．选择减速器输出轴的加工方法，制定工艺路线…………………………6
1．定为基准的选择………………………………………………………6
2．零件表面加工方法的确定……………………………………………7
3.加工阶段的划分…………………………………………………………7
4.工序的集中与分散………………………………………………………8
5.加工顺序的安排…………………………………………………………8
6.减速器输出轴工艺路线的确定…………………………………………8
五．机床设备的选用……………………………………………………………9
1．机床设备的选用………………………………………………………9
2．工艺装备的选用………………………………………………………9
六．工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算…………………………9
七．确定工序的切削用量………………………………………………………12
八．课程设计体会………………………………………………………………14
九．参考文献……………………………………………………………………14
一．生产纲领的计算与生产类型的确定
机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型由产品的生产纲领来区别。
1.生产类型的确定
（1）零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。
机械制造的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产，成批生产分为大批生产、中批生产、和小批生产。
产量越大生产专业化程度越高。
按重型机械、中型机械、和轻型机械的年生产量列出了不同的生产类型的规范如表1
表1各种生产类型的规范
生产类型
零件的年生产纲领/件/年
重型机械
中型机械
轻型机械
单件生产
≤5
≤20
≤100
小批生产
5～100
20～200
100～500
中批生产
100～300
200～500
500～5000
大批生产
300～1000
500～5000
5000～50000
大量生产
＞1000
＞5000
＞50000
（2）生产类型的划分要考虑生产纲领还得考虑产品本身的大小及其结构的复杂性。
2.生产纲领的计算
（1）生产纲领是产品的年生产量。
生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺规程起着很重要的作用，它决定了各工序所需的专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。
（2）零件的生产纲领的计算方式
N=Qn（1+α%）（1+β%）
结合生产实际：
零件的备品率α%和零件的平均废品率β%分别取4%和6%，产品的年产量Q要求为200件/年，每台产品中该零件的数量为1件/台。
所以综合以上数据代入上式中得：
N=221件
（3）减速箱输出轴的体积估计为
零件的质量估计为m=2.2kg
零件的质量为所以查表1可得其属于轻型零件，生产类型为小批量生产。
三．减速箱输出轴的工艺性分析
1.轴的工作原理：
轴套上的两个齿轮一端置于减速箱内，一端置于输出终端，作用是输出转矩，传递动力，所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度。
2.零件图样分析
（1）该零件轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。
其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，表面粗糙度最高达到了0.8µm。
零件的中心轴是设计基准和工艺基准。
（2）φmm对公共轴线的圆跳动为0.012mm。
（3）ø48mm的左端面对公共轴线的圆跳动度为0.012mm。
（4）ø35mm对公共轴线的的圆跳动度为0.012mm。
（5）φmm×35mm键槽对基准D平行度为0.08mm。
（6）φmm×50mm键槽对基准C的平行度为0.06mm
（7）零件的材料为45钢。
（8）热处理T224
（9）φmm为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，Ra为0.8µm。
（10）各轴肩处过渡圆角R=1。
（11）轴端加工出45°倒角，是为了便与装配。
3.零件的工艺分析
（1）零件的毛坯材料为45，是典型的轴用材料，综合机械性能良好。
该材料是优质碳素钢，经调制处理之后具有良好的力学性能和切削加工性能。
经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。
（2）该轴式阶梯轴，其结构复杂程度一般，其有三个过渡台阶，一个锥度台阶。
根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工根围粗加工和精加工。
加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。
（3）此零件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。
（4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。
（5）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。
并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。
（6）同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。
所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。
4减速箱输出轴的表面粗糙度、形状和位置精度要求与表面粗糙度要求见表2
表2
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等级
表面粗糙度Ra（µm）
形位公差
主轴左轴面
φ
IT7
0.8
↗
0.012
A-B
主轴左轴面
ø48
12.5
主轴左轴面
φ
IT6
1.6
左端锥面
12.5
锥度5：
16
ø35轴面
φ
IT7
0.8
↗
0.012
A-B
ø35轴面
φ
IT6
3.2
↗
0.012
A-B
主轴右轴面
φ
IT5
1.6
主轴右端内螺孔
M6×2-10
12P9
35
1.6
≡
0.08
D
8P6
50
1.6
≡
0.06
C
5审查零件的结构工艺性
（1）结构力求简单、对称，横截面尺寸不应该有突然地变化。
（2）应有合理的模面和圆角半径
（3）45刚具有良好的锻性
6由于ø48的左端面的粗糙度为1.6µm，要求较高，需要磨削工艺。
为了磨削加工方便，不损坏φ轴面粗糙度，应在该处加褪刀槽2×0.5mm。
一方面在加工轴面时退刀需要。
另一方面在磨削加工时能给刀具足够的进退空间。
四选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图
1．毛坯的选择
因为减速箱输出轴在工作过程中要承受冲击载荷、扭转力矩。
且载荷比较大。
为增强它的抗扭强度和冲击韧度，毛坯应选用优质低碳钢。
应为生产类型属于小批量生产，为了提高生产效率宜采用模锻方法制造毛坯。
2确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量
（1）公差等级
根据零件图个部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。
（2）锻件的质量估算与形状复杂系数S的确定。
锻件的质量为mf=2.2kg
形状系数S等于mf/mn其中mf为锻件的质量，mn为相应的锻件外廓包容体质量，
S=2.2/2.8=0.786
根据S值查相关文献可知锻件的形状复杂系数为S1级，既简单级。
（3）零件表面粗糙度
根据零件图可知该轴各加工表面的粗糙度至少为0.8µm。
（4）毛坯加工余量的确定
根据上面估算的锻件的质量、形状复杂系数与零件的长度，查表可得单边余量的范围为1.7～2.2mm。
由于零件为阶梯轴，可以把台阶相差不大的轴的毛坯合成为同一节。
1对轴左端φ的外圆表面粗糙度0.8µm的要求，对其加工方案为粗车——半精车——磨削。
查工艺手册得：
磨削的加工余量为0.4,半精车的加工余量为1.5，粗车的加工余量为4.5，总得加工余量为6.4，所以去总的加工余量为6，将粗车的加工余量修正为4.1。
精车后工序的基本尺寸为35mm，其它各工序的基本尺寸为：
磨削：
35+0.4=35.4
半精车：
35.4+1.5=36.9
粗车：
36.9+4.1=41
确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：
由工艺手册查得：
精车后为IT7，Ra为0.8µm。
半精车后为IT8,Ra为3.2µm，粗车后为IT11,Ra为16µm。
2对于ø48和ø40的外圆端面，为了提高加工效率，可以作为同一台阶。
ø40的外圆表面粗糙度为1.6µm，确定其加工方案为：
粗车——半精车——精车。
由工艺手册查得：
精车的加工余量为1.1，半精车的加工余量为1.5，粗车的加工余量为4.5，所以总加工余量为7.1，取加工余量为10，修正粗车余量为7.4。
精车后工序的基本尺寸为40，其他各工序的基本尺寸为:
精车：
40+1.1=41.1
半精车：
41.1+1.5=42.6
粗车：
42.6+7.4=50
确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：
精车后为IT7，Ra0.8µm，半精车后为IT8，Ra3.2µm，粗车后为IT11，Ra16µm。
③对ø48的外圆端面，加工方案为粗车。
粗车的加工余量为2.0.其工序尺寸为
粗车：
48+2.0=50
3ø35和ø30的毛坯加工余量的确定：
由于台阶相差较小，在确定毛坯时可处于同一台阶面，以ø35为对象，其外圆的表面粗糙度为Ra0.8µm,确定其加工法案为：
粗车——半精车——磨削。
精车后的尺寸为35，其它各工序的基本尺寸为：
磨削：
35+0.4=35.4
半精车：
35.4+1.5=36.9
粗车：
36.9+4.1=41
确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：
由工艺手册查得：
磨削后为IT7，Ra为0.8µm。
半精车后为IT8,Ra为3.2µm，粗车后为IT11,Ra为16µm。
所以ø30的总加工余量为41-30=11
4轴端面加工余量的确定：
根据轴的尺寸长度与零件直径，查工艺手册得端面的加工余量为2。
五选择减速箱输出轴的加工方法，制定工艺路线
1．定为基准的选择：
正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定为基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。
（1）粗基准的选择
粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。
所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定为基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定为基准。
用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。
为了保证重要表面的粗加工余量小而均
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