2022年机械联接轴加工工艺分析与设计方案 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘要 1 Abstract.2 1. 绪言 31.1 通过原始材料对零件进行工艺分析31.2 轮廓几何要素的分析31.3 精度及技术要求分析42. 确定零件的生产纲领与生产类型52.1 生产纲领 5 2.2 确定生产类型 53. 挑选毛坯类型和制造方法583.1 挑选毛坯类型 53.2 挑选毛坯的制造方法74. 设计零件的机械加工工艺过程4.1 定位基准的挑选 8 4.2 确定各个表面的加工方法 8 4.3 加工次序的支配 9 5. 机床及工艺装备的挑选 11 5.1 挑选该零件加工机床应考虑的因素 11 5.2 工艺装备的挑选 11 6
2、. 工艺的分析运算 17 6.1 确定加工余量 176.2 运算工序尺寸极其公差17236.3 确定切削用量 197. 数控加工程序清单217.1 外轮廓粗精车循环程序217.2 内轮廓粗精车循环程序217.3 外圆柱表面上的键槽铣削程序8. 填写工艺文件 24 结论 27 致谢 28 参考文献 29名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 典型零件连接轴加工工艺设计【摘 要】连接轴由于加工精度涉及圆柱、圆锥、圆弧、键槽和螺纹,加工精度和难 度都很大;要克服这些问题需要使用多种的机床和不同的复杂的工艺;特殊是瘦长轴的 部分
3、和瘦长轴上的键槽,要保证加工合格就只能使用数控铣床进行精密加工;而我就从 实践的加工角度对此类加工工艺和加工方法进行具体讨论,克服联接轴加工工艺的一系 列困难,找到此类加工零件的加工共同点,积存加工工艺和方法;名师归纳总结 【关键词 】精密加工数控机床定位基准第 2 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Design of the connecting shaft of typical parts processing 【Abstract】The connecting shaft due to machining accuracy of c
4、ylindrical, conical, relates to the arc, and thread keyway, machining precision and great difficulty. To overcome these problems require the use of a variety of machine tools and various complex process. Especially the slender shaft portion and an elongated shaft keyway, must guarantee the processin
5、g of qualified only using a CNC milling machine for precision machining. And Im from the processing point of practice of this kind of processing technology and processing method for specific research, overcome a series of difficulties connecting shaft processing technology, find common such processi
6、ng parts processing, the accumulation process and method of processing. 【Key words】Precision finishing Numerical control machine tool NC machine tool The locating datu名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 绪 言 连接轴涉及加工的精度和难度在目前的国内加工实践中是不简洁的,本论文的目的 是从实践的加工角度对此类加工工艺和加工方法进行具体讨论,期望能找
7、到此类加工零 件的加工共同点,积存加工工艺和方法;进行零件图的分析 1.1 通过原始材料对零件进行工艺分析该零件为一典型的传递扭矩和动力的联接轴;一、外表面:由圆柱、圆锥、圆弧、键槽和螺纹等组成;其中圆柱直径变化大,且长 94mm直径 16mm 圆柱段为一典型瘦长轴,而且上面仍要加工一难度极大的键槽,加工时易于弯曲变形,难于保证加工质量,另外 不便;二、内表面:M4 的螺纹公称直径又太小不相宜机加工,给加工带来很多由圆柱、圆锥、圆弧及键槽组成而且内圆锥的锥度为 15,一般机床加工难度颇大,两内孔又是内大外小的倒“ T”字型盲孔,大孔孔深也只有 10mm;又增加了加工难度;显然车刀极易与孔底和小
8、孔孔壁发生干涉,不易保证加工质量;另外,.35 内孔上的键槽既有尺寸公差,又有位置公差,仍有较高的表面粗糙度要求,亦不好加工;1.2 轮廓几何要素的分析该零件图给定的集合要素是比较充分和合理的,除了几处标注有问题外没有过大的尺寸错误,和加工工艺错误;它们是:1、.60 的上下偏差错误应当是上偏差为“0” ,下偏差为“- 2” ;2、长度 3.3mm的键槽深度偏差缺少下偏差“0” ;3、长度为 10 的内孔深度偏差缺少下偏差“0” ;4、内键槽的圆弧半径偏差应当按偏差格式书写;5、AA剖视图缺少剖面线等五处错误经略微修改后就没有其它问题了;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共
9、30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.3 精度及技术要求分析 一、精度分析:1、外表面精度分析 .60 的外圆柱表面除 2mm尺寸公差外没有形位公差也与 .43 外圆柱面无任何公差要 0.018mm;又有 .35 的内孔的同轴度 求,加工简洁;而 .16 外圆柱面既有尺寸公差要求:要求;仍有表面粗糙度 1.6 的要求,难度大,而它上面的键槽也既有尺寸公差要求又有 粗糙度要求仍有相对与 .35 内孔中心线的对称度要求,加工难度也特别大;2、内表面精度分析 .35 内孔既有尺寸公差要求 , 仍有表面粗糙度 3.2 的要求;加工难度相对于外圆柱面 10mm的 .43 的内孔它
10、又有 R1 的要求加工相对简洁;而内键槽它既 显得反常之大,长 有尺寸公差要求又有形位公差要求仍有较高的粗糙度要求难度也相当大;二、技术要求分析:本零件为一典型联接轴,除零件材料要求用35 钢和零件本身的一些尺寸、形位、粗糙度要求外再无任何热处理及其它帮助技术要求,降低了加工难度,提高了生产效率;1、工艺措施:通过上述分析,实行以下几点工艺措施:1 车削 .16 瘦长轴时为防止弯曲变形,采纳跟刀架,以便保证加工质量;2 加工 .16 瘦长轴上 5mm键槽时为保证轴弯曲采纳帮助支撑加工;3 加工 .43 长 10mm的盲孔为了不使与孔底和 量,挑选 10 内孔切槽刀加工;.35 的内壁发生干涉,
11、影响加工质4 加工宽 10mm的内键槽为保证加工质量,不能采纳铣削、镗削、车削加工;只有 挑选在卧式插床上进行插削加工;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 确定零件的生产纲领与生产类型 2.1 生产纲领各种生产类型的生产纲领如表 2.1 所示;表 2.1 各种生产类型的生产纲领表零件的年生产纲领(件 / 年)批成生产类型重型机械中型机械小型机械单件生产5 件20件1000件5000件50000件该零件图明细表中要求的数量为15 件、重量为 2kg;参照上边各种生产类型的规范表就很简洁确定本零件的生产类型为成批生
12、产中的小批量生产;又由于该零件只有270mm长,最大直径也只有60mm所以适合在小型机械上进行加工,那么该零件加工的生产纲领依据上表适合定位在一年生产 100200 件;具体依据工厂实际情形而定;2.2 确定生产类型由上反映出不同的生产类型,其生产过程和生产组织、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采纳的工艺装备、加工方法以及工人的娴熟程度等都有很大的不同;依据生产纲领的大小,生产可分为三种类型:单件生产、成批生产、大量生产;而本零件图纸说明它的数量在 5100 件的范畴内所以他属于成批生产中的小批量生产,产品的种类比较繁多,对工人技术要求高;3.挑选毛坯类型和制造方法3.1 挑选毛坯类型各种生产
13、类型工艺过程的主要特点见表 3.1 表 3.1 各种生产类型工艺过程的主要特点名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工艺过 生产类型程特点单件生产成批生产大批量生产工件的一般是配大部分有互换全部有互换性;某对制造,没有些精度较高的协作件用互换性互换性,广泛性,少数用钳工修配分组挑选装配法用钳工修配毛坯的制铸件用木部分铸件用金属铸件广泛采纳金属模手工造型;模机器造型,锻件广泛锻件用自由模;部分锻件用模采纳模锻,以及其他高造方法及锻;毛坯精度锻;毛坯精度中等,生产率的毛坯制造方加工余量低,加工余量加工余量中等法;毛坯精度高
14、,加工机床设备大数控机床加工中余量小通用机专用生产线、自动心或柔性制造单元;床;或数控机设备条件不够时,也生产线、柔性制造生产床,或加工中采纳部分通用机床、线或数控机床心部分专用机床多用标准夹具附件,极少采广泛采纳夹具或广泛采纳高生产率用夹具,靠划组合夹具,部分靠加夹具,靠夹具及调整法线及试切法达工中心一次安装达到精度要求到精度要求刀具与采纳通用可以采纳专用刀广泛采纳高生产率刀具和万能量具及专用量具或三座刀具和量具,或采纳统量具具;标测量机计分析法保证质量对工人需要技术需要肯定娴熟程对操作工人的技术度的工人和编程技术要求较低,对生产线维的要求娴熟的工人人员护人员要求有高的素养工艺有简洁的有工艺
15、规程,对有具体的工艺规程关键零件有具体的工规程工艺路线卡艺规程参照表 2.1、表 3.1,结合本零件实际情形考虑挑选毛坯的类型为:由于该零件为 35 号优质碳素结构钢:有良好的承担转矩和动力;而且具有特别好的可塑性,故第一考虑到用锻造的方法获得毛坯;又由于零件为一典型回转体零件本考虑用适合做外形简洁零件的锻造毛坯;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2 挑选毛坯的制造方法参照表 2.1 、表 3.1 ,结合本零件实际情形确定该零件毛坯的制造方法:由于零件为一典型回转体零件本考虑用锻造棒料;但最大直径 .60,而最
16、小直径仅有.16 之大相差 44mm之多,而且长度又为90mmn;故加工时刀具的空走刀时间会很长,生产效率太低,有由于内孔要去除去一 .35 的柱体也是得不偿失,而且假如是实心棒料要支配打中心孔、钻孔、扩孔等工序,工序纷杂,加工难度相对于外轮廓来说有大大增加,效率更生显得不高而且是做了很多无用功、为了防止这种失误;提高生产效率,保证零件加工质量,故采纳胎膜锻比较合理;零件的重量只有 2kg,零件的精度等级为 IT 12;而最大加工重量为 100kg,而它的精度等级可以达到 IT14 IT 12 ,毛坯尺寸公差为2.5 0.0004mm,最小壁厚为 2.5mm,所以采纳 10kn 夹板锤、高度方
17、向 1.25mm误差,水平方向 1.25mm误差,锻件公差:高度方向+0.8 0.5mm,故挑选无砧座锤加工的锤上模名师归纳总结 锻加工的 35 号钢锻件,单面留2.5mm的加工余量;第 8 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4.设计零件的机械加工工艺过程 4.1 定位基准的挑选重点考虑:如何较少误差,提高定位精度;一、粗基准的挑选由于毛坯为 35 号优质碳素结构钢的锻件1、右端 .16、.43外圆柱表面、右端面、右端锥面及其30锥度的锥面的粗基准都选择不加工表面 .60 外圆柱表面,采纳三爪自定心卡盘自动找中心线作为粗基准;2、左端面
18、 .60 的外圆柱面,以及左端各内孔的粗基准就挑选已知已加工表面既无尺寸公差要求也无粗糙度要求的 二、精基准的挑选.43 的外圆柱表面作为粗基准;1、右端:考虑到基准的重合原就,以设计基准 .35 的内孔表面采纳可胀芯轴作为加工 .16 的定位基准,以及各附带表面的精基准;2、左端:考虑基准同意原就,用已加工过的.43 的外圆柱表面作为粗基准;能够一次加工 .60 外圆柱面、左端面、以及各内孔、内键槽,精基准亦以 .43 外表面和 .60 右 端面作为定位基准;4.2 确定各个表面的加工方法 不同的加工表面选用各不相同,所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样;即使是 同一种加工方法,在不同的加工
19、条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样,这是因 为在加工过程中,将有各种因素对精度和粗糙度产生影响:一、各外圆柱表面采纳车削加工方法 各外圆柱表面采纳车削加工方法明显比较经济,特殊是粗加工,而精加工和半精加 工中以及外圆轮廓上的锥面、圆弧面就采纳数控车削;要节约财力、物力、生产效率 高;由于胎膜锻锻造的毛坯,加工余量小,而要求有较高;就采纳粗车半精车 精车的加工方法,进行车削加工,由于孔口为 二、采纳三坐标数控铣床加工15锥面就采纳数控车床加工尤为重要;.16 外圆柱面上的键槽适合铣床加工,为保证加工质量,节约工时;宜采纳三坐标数 控铣床加工;名师归纳总结 - - - - - - -第 9
20、页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、采纳卧式插床加工内键槽由于内孔孔径小,加之槽的长度短,退刀槽仅有10mm宽极易发生干涉,甚至产生事故,故采纳卧式插床,分粗、精插插削加工,以便保证加工质量,顺当加工;四、进行手工攻丝的方法加工 M4螺纹由于螺纹公称直径太小,不宜采纳机械加工,故采纳钳工在立式钻床上先钻 出螺纹底孔,在进行手工攻丝的方法加工,较为简洁;4.3 加工次序的支配 一、机械加工工序的支配 由于机械工序的支配是要保证加工加工质量,所以:先把基准面加工出来,再以基 准面定位来加工其它表面,既先基准面后其它表面;粗、精加工分开,即粗加工在前,精加工在后,粗
21、精分开;假如主要表面是指装配表面、工作表面,次要表面是指键糟、联接用的光孔等,就采纳显著要表面后次要表面加工;故机械工序的支配为:1、夹未加工的 .60 外圆柱表面,一次装夹车右端面至要求,再依次粗车 . 16 外圆 柱表面、 30 锥面、车 .43 外圆柱表面以及 .60 左端面至要求;2、调头以 .43 已经车好的外圆柱表面,作为定位基准,采纳自定心三爪卡盘夹紧、找正,先粗车出左端面、 .60 外圆柱表面,再依次粗车内孔及孔口 15 倒角;3、夹已加工过的表面依次半精车各外圆柱表面、圆锥面、圆弧面;4、调头以 .43 已车好的外圆柱面和 孔口倒角;.60 的右端面为定位基准,依次半精车各内
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