输出轴课程设计说明书教学提纲(共40页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上输出轴课程设计说明书专心-专注-专业输出轴课程设计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 主要加工面:F54.4,左边F60,右边F60,F80的外圆柱面。 F54.4的尺寸公差等级为IT8级,F60的尺寸公差等级为IT5级,
2、 F80的尺寸公差等级为IT6级, F60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。 精糙度方面表现; F54.4的外圆柱面,F60的外圆柱面,F80的外圆柱面左边,F60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。 位置精度:F54.4,左F60和F80轴线对右边F60轴线的同轴度为F0.02mm2.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 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
3、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。 选择通过零件直径的平面为分型面 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(93)mm。取a=102.2确定毛坯的技
4、术要求 未注倒角的R1 保留中心孔 调制处理2832HRC。以消除内应力,改善切削加工性能 材料为452.3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 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F80,左段F70台阶的外圆表面 考虑到F54左F60和F80轴线对轴右边F60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。F
5、54.4,F60,F70,F88,F80,F70,F80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: 输出轴最左端F54.4+0.05 0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 轴左也F60+0.024 +0.011段的公差等级为IT5,表面粗糙度Ra=1.6um,查表42及表45可知,需进行:粗车半精车粗磨精磨 左轴F70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 F88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 F80+0.021
6、 +0.002段公差等级为IT6,表面粗糙度Ra=1.6um,查表42及表45可知,采用:粗车半精车精车 右边轴段F70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 右端F60+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 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
7、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F80+0.021 +0.02,调头精车,F54.4+0.05 0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F60+0.024 +0.011右半轴F60+0.024 +0.011外圆磨床130精磨右F60+0.024 +0.011外圆,精磨F60+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Raum10a=512.520车端面38012.530(1
8、)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=1.161.1+0.3 012.5(3)粗车轴左端70台阶直径至零件图未示尺寸F7012.5(4)粗车轴右端60台阶直径余量为a=1.161.6+0.3 012.5工序号单边余量mm工序尺寸mm表面粗糙度Raum30(5)粗车轴右端F70台阶至零件所标尺寸F7012.5(6)粗车F80台阶,余量a=1.2F81.2+0.3 012.5(7)粗车F88台阶至零件图所标尺寸F8812.560(1)半精车F54.4台阶,直径余量为0.154.5+0.074 06.3(2)半精车左轴F60台阶直径余量为0.4mm60.5+
9、0.046 06.3(3)半精车轴右端F60台阶直径余量0.460.5+0.046 06.3(4)半精车轴F80台阶直径余量0.1F80.1+0.074 06.370(1)精车F80台阶F80+0.021 +0.0021.6(2)精车F54.4台阶F54.4+0.05 090(1)粗铣左边键槽余量为1.0F19+0.084 0 12.5(2)粗铣右边键槽双面余量为1.0100(1)精铣左边键槽至图示尺寸F180 -0.04312.5(2)精细边键槽至图示尺寸F47.50 -0.2120粗磨两段F60台阶,余量为0.1F60.1+0.019 01.6130精磨两段F60的台阶至图示尺寸F60+0
10、.024 0.0111.6(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
11、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BH:1625 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F70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
12、制造技术课程设计指导表556可知计量器具确定度允许值U1=0.054mm,查表557,分度值0.05mm的游标卡尺,其不确定度数值U=0.050mm,UU1,查表559,用0200mm0.05mm (2)F54.4+0.05 0 F60+0.024 +0.011 F80+0.021 +0.002 F60+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557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02
13、00mm0.05mm7.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。 车左端端面。 步骤如下: 确定背吃刀量 端面一端 的总加工余量是10,四次走刀加工。2.5mm 。 确定加工进给量f 根据表5-102查得f=0.40.5mm/r,查表5-5根据机床纵向进给量取f=0.48mm/r 确定切削速度 根据表5-109查得=242,=0.15,=0.35,m=0.20,因为2832HRC=27019,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
14、/min .确定机床主轴转速n n=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 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。取=4mm;=(35);批量生产=0 i=4 L=+=40.2m = i=1.05min 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
15、切削进给量为0.04mm/r,钻中心孔切削速递v=12m/min .车另一个端面,保证总长 确定背吃刀量 端面一端 的总加工余量是10,四次走刀加工。2.5mm 。 确定加工进给量f 根据表5-102查得f=0.50.7mm/r,查表5-5根据机床纵向进给量取f=0.64mm/r 确定切削速度 根据表5-109查得=242,=0.15,=0.35,m=0.20,因为2832HRC=27019,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 . 确定机床主轴转速n n=r/
16、min=311.46r/mi根据表5-4差的相近较小的机床转速为n=320r/min 所以实际切削速度=70.34m/min 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。取=4mm;=(35);批量生产=0 i=4 L=+=43mm = i=0.84min 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
17、速递v=12m/min .7.2工序30 粗加工各轴段粗车54.4外圆表面确定背吃刀量:外圆表面单边余量为4.4mm一次走刀ap1=4.4mm。确定进给量f:根据表5-102查得f=0.50.7查表5-5,根据机床的纵向进给量,去f=0.66 mm/r确定切削速度Vc:查表5-109和5-110,查得Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.20,修正系数KMv=0.69,KHv=1,Khv=0.8,Kkrv=0.86,Ktv=1,刀具寿命为T=60min。 Vc=( Cv/Tmapxvfyv)Kv =2420.6910.80.861/(600.24.40.150.660.35)=
18、44.075m/min确定机床转速n:n=1000Vc/dw=100044.075/3.1464.4=217.r/min查表5-5得相近的机床转速为200r/min,所以实际切削速度为44mm/min。计算基本时间Tj:切削加工长度85mm.。外圆车刀选用主偏角为75,背吃刀量ap=1.2,查表5-138和表5-139得:=(85+3+0)/(2000.66)=0.667min辅助时间:装夹工件的时间为0.8min,启动机床时间为0.02 min,测量时间为0.5min共计Ti=1.32min 粗车60外圆表面确定背吃刀量:外圆表面单边余量为4.45mm一次走刀ap1=4.45mm。确定进给量
19、f:根据表5-102查得f=0.50.7查表5-5,根据机床的纵向进给量,去f=0.66 mm/r确定切削速度Vc:查表5-109和5-110,查得Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.20,修正系数KMv=0.69,KHv=1,Khv=0.8,Kkrv=0.86,Ktv=1,刀具寿命为T=60min。 Vc=( Cv/Tmapxvfyv)Kv =2420.6910.80.861/(600.24.450.150.660.35)=44m/min确定机床转速n:n=1000Vc/dw=100044/(3.1470)=200r/min查表5-5得相近的机床转速为200r/min,所以
20、实际切削速度为44mm/min。计算基本时间Tj:切削加工长度77mm.。外圆车刀选用主偏角为75,背吃刀量ap=1.2,查表5-138和表5-139得:=(77+3+0)/(2000.66)=0.606min辅助时间:装夹工件的时间为0.8min,启动机床时间为0.02 min,测量时间为0.5min共计Ti=1.32min 粗车70外圆表面确定背吃刀量:外圆表面单边余量为5mm一次走刀ap1=5mm。确定进给量f:根据表5-102查得f=0.50.7查表5-5,根据机床的纵向进给量,去f=0.66 mm/r确定切削速度Vc:查表5-109和5-110,查得Cv=242,xv=0.15,yv
21、=0.35,m=0.20,修正系数KMv=0.69,KHv=1,Khv=0.8,Kkrv=0.86,Ktv=1,刀具寿命为T=60min。 Vc=( Cv/Tmapxvfyv)Kv =2420.6910.80.861/(600.250.150.660.35)=43.238m/min确定机床转速n:n=1000Vc/dw=100043.238/(3.1480)=172.125r/min查表5-5得相近的机床转速为200r/min,所以实际切削速度为50mm/min。计算基本时间Tj:切削加工长度75mm.。外圆车刀选用主偏角为75,背吃刀量ap=1.2,查表5-138和表5-139得:=(75+
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