减速箱输出轴机械加工工艺规程设计.docx
《减速箱输出轴机械加工工艺规程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《减速箱输出轴机械加工工艺规程设计.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
减速箱输出轴机械加工工艺规程设计
机械制造技术基础课程设计
减速箱输出轴机械加工工艺规程设计
说明书
课程设计名称：
减速箱输出轴机械加工工艺规程设计
学生姓名：
张杰
学院：
机电工程学院
专业及班级：
机械设计制造及其自动化4班
学号：
1103010422
指导教师：
胡忠举
2013年1月3日
第一节减速箱输出轴的工艺分析及生产类型的确定
一、减速箱输出轴的用途
二、减速箱输出轴的技术要求
三、审查减速箱输出轴的工艺性
四、确定减速箱输出轴的生产类型
第二节确定毛坯、绘制毛坯简图
一、选择毛坯
二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
第三节拟定减速箱输出轴工艺路线
一、定位基准的选择
二、零件表面加工方法的确定
三、加工阶段的划分
四、工序的集中与分散
七、确定工艺路线
六、机床设备及工艺设备的选用
五、加工顺序的安排
第四节工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算
第五节确定工序的切削用量
第六节课程设计体会
第七节参考文献
第一节减速箱输出轴的工艺分析及生产类型的确定
一、减速箱输出轴的用途
此轴用于输出转矩、传递动力。
轴安装在单列圆锥磙子轴承上，轴承盖凸缘挡住轴承外圈，因此轴得到轴向定位。
齿轮和半联轴器用轴肩、轴套和挡圈轴向定位，用平键作周向定位，以传递运动和转距。
该轴套上两个齿轮，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。
二、减速箱输出轴的技术要求
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。
三、审查减速箱输出轴的工艺性
分析零件图可知，传动轴的所有表面都要求切屑加工，并在轴向方向上产生台阶表面, 并且粗糙程度都不同 ,这样有利于主轴高速旋转时的各表面的应力条件,主要工作表面虽然加工精度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。
所以该零件的工艺性好。
四、确定减速箱输出轴的生产类型
依设计题目知：
Q=200台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取为3%和0.5%。
代入公式N=Qm（1+a%）（1+b%）得
200*1（1+0.03）（1+0.005）=207件/年
表一不同机械产品的零件质量型别表
机械产品类别
加工零件的质量/kg
轻型零件
中型零件
重型零件
电子工业机械
<4
4～30
>30
中、小型机械
<15
15～50
>50
重型机械
<100
100～2000
>2000
表二机械加工零件生产类型的划分
生产类型
零件的年生产纲领/（台/年或件/年）
轻型零件
中型零件
重型零件
单件生产
≤100
≤20
≤5
小批生产
100～500
20～200
5～100
中批生产
500～5000
200～500
100～300
大批生产
5000～50000
500～5000
300～1000
大量生产
>500000
>5000
>1000
零件的质量估计为m=2.2kg
查表一可得其属于轻型零件，查表二可得其生产类型为小批量生产。
第二节确定毛坯、绘制毛坯简图
一、选择毛坯
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。
二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
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
④ø35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
⑤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。
+
第三节拟定减速箱输出轴工艺路线
一、定位基准的选择
定位基准的选择：
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匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。
2.精基准的选择
根据减速箱输出轴的技术要求和装配要求，应选择轴右端面
φ
和端面φ
为精基准。
零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。
可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。
两端的中心轴线是设计基准。
选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。
由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。
二、零件表面加工方法的确定
根据零件图表各表面得加工要求，以及材料性质等各因素该轴为阶梯轴，以车削加工为主，由于ø48的左端面的粗糙度Ra为0.8µm，采用磨削加工。
减速箱输出轴的各表面具体的加工方法如表三
表三
加工表面
尺寸精度等级Ra
表面粗糙度（µm）
加工方法
φ
外圆面
IT6
0.8
粗车—半精车—磨削
ø48外圆面
IT12
12.5
粗车
φ
IT7
1.6
粗车——半精车——精车
锥面外圆面
IT7
1.6
粗车——半精车——精车
φ
外圆面
IT6
0.8
粗车——半精车——磨削
φ
外圆面
IT6
0.8
粗车——半精车——磨削
φ
外圆面
IT6
1.6
粗车——半精车——精车
左端面
IT12
12.5
粗车
右端面
IT12
12.5
粗车
螺纹孔
IT12
12.5
钻
12P9键
IT7
1.6
粗铣——半精铣
8P6键
IT7
1.6
粗铣——半精铣
三、加工阶段的划分
1划分的原因：
保证加工质量合理，划分加工阶段能合理地使用机床设备，便与热处理工序的安排，便于及时发现毛坯的缺陷，保护精加工过后的表面。
2阶段的划分：
减速箱输出轴的加工质量要求较高，其中表面粗糙度要求最高为
Ra0.8µm，另外几处圆跳动也有较高的位置精度要求。
精加工方案的确定，可将加工阶段分为粗加工，半精加工和精加工等几个阶段。
粗加工阶段主要是为了切
除各加工表面上的大部分余量，提高生产量。
将右端ø30mm，左端ø35mm的精基准的粗加工完成。
是后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其它表面的精度要求，粗车左右端面。
在半精加工阶段，是为各主要表面的精加工做准备，完成φ
、φ
、φ
、φ
轴表面的加工。
在精加工阶段，对φ
以及中段φ
两处进行加工。
使其达到规定的质量要求。
车削加工完成后则对ø48左端面，12P9、8P6键槽进行铣削。
四、工序的集中与分散
该轴的生产类型为小批量生产，零件的结构复杂程度一般，但有较高的技术要求，可选用工序集中原则安排轴的加工工序。
采用通用机床和部分高生产率专用设备，配用专用夹具，与部分划线法达到精度，以减少工序数目，缩短工艺路线，提高生产效率。
采用工序集中原则，有利于保证各加工面之间的位置精度要求，节省安装工件的时间，减少工件的搬动次数，使生产计划、生产组织工作得到简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短。
五、加工顺序的安排
1机械加工工序
①按先基准平面后其他的原则：
机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。
先加工精基准面，转中心孔及车表面的外圆。
②按先粗后精的原则：
先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。
③按先主后次的原则:
先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。
后加工次要表面，如铣键槽等。
④先外后
升级会员 