输出轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计(DOC55页)geld.doc
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.目录前言2一零件件的工艺艺分析及及生产类类型的确确定3(二)零零件的材材料及其其力学性性能3二选择择毛坯,确确定毛坯坯尺寸,设设计毛坯坯图41选择毛毛坯42毛坯尺尺寸的确确定4四工序序设计991选择机机床根据据工序选选择机床床92 选用用夹具993 选用用刀具994确定工工序尺寸寸9五、夹具具设计118六、设计计心得221七、参考考文献222一零件件的工艺艺分析及及生产类类型的确确定(一) 零件的作作用题目所给给定的零零件为CA661400车床输输出轴,其其
2、主要作作用,一一是传递递转矩,使使车床主主轴获得得旋转的的动力;二是工工作过程程中经常常承受载载荷;三三是支撑撑传动零零部件。(二)零零件的材材料及其其力学性性能零件的材材料为45钢,是是最常用用中碳调调质钢,综综合力学学性能良良好,淬淬透性低低,水淬淬时易生生裂纹。小小型件宜宜采用调调质处理理,大型型件宜采采用正火火处理。其其价格较较便宜,经经过调质质或正火火后可得得到较好好的切削削性能,而而且能获获得较高高的强度度和韧性性等综合合机械性性能,局局部淬火火后再低低温回火火,表面面硬度可可达52HHRC-45HHRC.1技术要要求分析析题目所所给定的的零件输输出轴,其其主要作作用:一一是传递递
3、转矩,使使主轴获获得旋转转的动力力;二是是工作过过程中承承受载荷荷;三是是支撑传传动零部部件。零零件的材材料为45钢,是是最常用用中碳调调质钢,综综合力学学性能良良好,淬淬透性低低,淬火火时易生生裂纹。综综合技术术要求等等文件,选选用铸件件。由于于是中批批量生产产,故采采用自由由锻。2零件的的工艺分分析结构比较较简单,其其主要加加工的面面有55、60、65、75、176的外圆圆柱面,50、80、104的内圆圆柱表面面,10个20的通孔孔,图中中所给的的尺寸精精度高,大大部分是是IT6级;粗糙度方方面表现现在键槽槽两侧面面、60、75外圆柱柱表面为为Ra00.8uum,80内圆柱柱表面为为Ra3
4、3.2uum,大端端端面为RRa1.6umm,其余为Ra112.55um,要求求不高;位置要求求较严格格表现在在55的左端端面、80内孔圆圆柱面对对75、60外圆轴轴线的跳跳动量为为0.004mmm, 20孔的轴轴线对80内孔轴轴线的位位置度为为0.005mmm,键槽对55外圆轴轴线的对对称度为为.0.008mmm;热处理方方面需要要调质处处理,到到2000HBSS,保持持均匀。 通过分分析该零零件,其其布局合合理,方方便加工工,我们们通过径径向夹紧紧可保证证其加工工要求,整整个图面面清晰,尺尺寸完整整合理,能能够完整整表达物物体的形形状和大大小,符符合要求求。3轴类零零件的装装夹轴类零件件的
5、加工工通常采采用三爪爪卡盘,三三爪卡盘盘能自动动定心,装装卸工件件快。但但是由于于夹具的的制造和和装夹误误差,其其定心精精度约为为0.0050.110mmm左右。由由于零件件较长,常常采用一一夹一顶顶的装夹夹法,即即工件定定的一端端用车床床主轴上上的卡盘盘夹紧,另另一端用用尾座顶顶尖支撑撑,这样样就克服服了刚性性差不能能承受重重切削的的缺点,为为进一步步提高加加工精度度,可采采用中心心架作中中间辅助助支撑,适适用于半半精加工工和精加加工。二选择择毛坯,确确定毛坯坯尺寸,设设计毛坯坯图1选择毛毛坯轴类零件件最常用用的毛坯坯是棒料料和锻件件,只有有某些大大型或结结构复杂杂的轴(如如曲轴),在在质量
6、允允许下采采用锻件件。由于于毛坯经经过加热热,锻造造后能使使金属内内部的纤纤维组织织表面均均与分布布,可获获得较高高的抗拉拉,抗弯弯及抗扭扭强度,所所以除光光轴外直直径相差差不大的的阶梯轴轴可使用用热轧棒棒料或冷冷轧棒料料,一般般比较重重要的轴轴大部分分都采用用锻件,这这样既可可以改善善力学性性能,又又能节约约材料,减减少机械械加工量量。根据生产产规模的的大小,毛毛坯的锻锻造方式式有自由由锻和模模锻。自自由锻多多用于中中小批量量生产;模锻适适用于大大批量生生产,而而且毛坯坯制造精精度高,加加工余量量小,生生产效率率高,可可以锻造造形状复复杂的毛毛坯。本本零件生生产批量量为中批批量,所所以综上上
7、所叙选选择自由由锻。2毛坯尺尺寸的确确定毛坯(锻锻件)图图是根据据产品零零件设计计的,经经查机机械加工工工艺手手册金金属机械械加工工工艺人员员手册知知精车-半精车-粗车各各余量,从而可可得毛坯坯余量。结结果为:外圆角角半径:;内圆圆角半径径:。外外模锻斜斜度,内内模锻斜斜度。下下图为本本零件的的毛坯图图 毛坯图选加工方方法,制制定加工工艺路线线1定位基基准的选选择本零件为为带孔的的管状零零件,孔孔是其设设计基准准(亦是是装配基基准和测测量基准准),为为避免由由于基准准不重合合而产生生的误差差,应选选孔为定定位基准准,即遵遵守“基准重重合”的原则则。由于于本零件件全部表表面都需需要加工工,而孔孔
8、作为精精基准,应应先进行行加工,因因此应选选外圆及及一端面面为粗基基准。工工件在加加工第一一道或最最初几道道工序时时,一般般选毛坯坯上未加加工的表表面作为为定位基基准,这这个是粗粗基准,该该零件选选用55外圆柱柱面作为为粗基准准来加工工176外圆柱柱面和右右端面。以以上选择择符合粗粗基准的的选择原原则中的的余量最最小原则则、便于于装夹原原则,在在以后的的工序中中,则使使用经过过加工的的表面作作为定位位基准,176的外圆圆柱面和和右端面面作为定定位基准准,这个个基准就就是精基基准。在在选精基基准时采采用有基基准重合合,基准准统一。这这样定位位比较简简单可靠靠,为以以后加工工重要表表面做好好准备。
9、2零件表表面加工工方法的的选择当零件的的加工质质量要求求较高时时,往往不不可能用用一道工工序来满满足要求求,而要用用几道工工序逐步步达到所所要求的的加工质质量和合合理地使使用设备备、人力力,零件的的加工过过程通常常按工序序性质不不同,可以分分为粗加加工,半精加加工,精加工工三个阶阶段。粗加工工阶段:其任务务是切除除毛坯上上大部分分余量,使使毛坯在在形状和和尺寸上上接近零零件成品品,因此此,主要要目标是是提高生生产率,去去除内孔孔,端面面以及外外圆表面面的大部部分余量量,并为为后续工工序提供供精基准准,如加加工176、55、60、65、75外圆柱柱表面。半精加工阶段:其任务是使主要表面达到一定的
10、精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,如55、60、65、75外圆柱面,80、20孔等。精加工阶段:其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度,留一定的精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求,主要目标是全面保证加工质量。热处处理工序序的安排排:热处理理的目的的是提高高材料力力学性能能,消除除残余应应力和改改善金属属的加工工性能。热热处理主主要分:预备热热处理,最最终热处处理和内内应力处处理等。本本零件输输出轴材材料为45钢,在在加工过过程中预预备热处处理是在在毛坯锻锻造之后后消除零零件的内内应力。基面先行行原则该该零件进进行加工工时,要要将
11、端面面先加工工,再以以左端面面、外圆圆柱面为为基准来来加工,因因为左端端面和55外圆柱柱面为后后续精基基准表面面加工而而设定的的,才能能使定位位基准更更准确,从从而保证证各位置置精度的的要求,然然后再把把其余部部分加工工出来。先粗后精精即要先先安排粗粗加工工工序,再再安排精精加工工工序,粗粗车将在在较短时时间内将将工件表表面上的的大部分分余量切切掉,一一方面提提高金属属切削效效率,另另一方面面满足精精车的余余量均匀匀性要求求,若粗粗车后留留余量的的均匀性性满足不不了精加加工的要要求时,则则要安排排半精车车,以此此为精车车做准备备。先面后孔孔对该零件件应该先先加工圆圆柱表面面,后加加工孔,这这样
12、安排排加工顺顺序,一一方面是是利用加加工过的的平面定定位,稳稳定可靠靠,另一一方面是是在加工工过的平平面上加加工孔,比比较容易易,并能能提高孔孔的加工工精度,所所以对于于输出轴轴来讲先先加工1766外圆柱柱面,做做为定位位基准再再来加工工其余各各孔。工序划分分的确定定工序集集中与工工序分散散:工序序集中是是指将工工件的加加工集中中在少数数几道工工序内完完成每道道工序加加工内容容较多,工工序集中中使总工工序数减减少,这这样就减减少了安安装次数数,可以以使装夹夹时间减减少,减减少夹具具数目,并并且利于于采用高高生产率率的机床床。工序序分散是是将工件件的加工工分散在在较多的的工序中中进行,每每道工序
13、序的内容容很少,最最少时每每道工序序只包括括一简单单工步,工工序分散散可使每每个工序序使用的的设备,刀刀具等比比较简单单,机床床调整工工作简化化,对操操作工人人的技术术水平也也要求低低些。同样在该该零件的的加工方方法的选选择中,我我们考虑虑了工件件的具体体情况和和我们学学校的具具体加工工条件,一一般我们们按加工工顺序来来阐述加加工方案案:加工工表面 表面粗粗糙度 公差/精度等等级 加工方方法176外圆柱柱面 RRa6.3 自由公公差 粗车-半精车车1766端面 Ra1.6 IT6粗车-半精车车-精车55外圆柱柱表面 Raa1.66 IT66 粗车-半精车-精车60外圆柱柱面 RRa0.8 IT
14、T9 粗车-半精车-精车-磨削65外圆柱柱面 RRa1.6 ITT6 粗粗车-半精车-精车75外圆柱柱面 RRa0.8 ITT6 粗车-半精车-精车-磨削中心孔RRa6.3 IIT8钻孔-铰孔50内圆柱柱面 RRa6.3 自由由公差 粗铣铣80孔 Raa3.22 ITT8 粗镗镗-半精镗-精镗104孔 RRa6.3 自由公公差 粗镗20通孔 RRa3.2 ITT9 钻孔-扩孔-铰孔左端面 Raa6.33 粗车右端端面 RRa1.6 粗粗车-精车键槽 RRa3.2 ITT9 粗粗铣-半精铣-精铣倒角 Ra66.3 粗车 3制定工工艺路线线按照先加加工基准准面,先先粗后精精,基准准统一等等原则,该
15、该零件加加工可按按下述工工艺路线线进行:备料-自由由锻-正火(去去除内应应力)-车端面面打中心心孔-粗车外外圆-车右端面修修中心孔孔-精车外外圆-调质-磨削钻均布布的孔铣键槽槽钻斜孔孔去毛刺刺检验考虑到工工件是中中批量生生产的情情况,采采用工序序分散辅辅助工序序的安排排:辅助助工序一一般包括括去毛刺刺,倒棱棱角,清清洗,除除锈,退退磁,检检验等。可以初步确定加工工艺路线,具体方案如下:方案% F, s+ C9 o0 Q4 d F3 B三维网网技术论论坛1 备料锻造造毛坯2 热处理理正火(消消除内应应力)22 普车粗车各圆柱柱面及左左端面,钻中心孔3 普车粗、精车右右圆柱面面,钻中中心孔4 普车
16、半精精车176外圆柱柱面,倒倒角5 热处理理调质6普普车7 S22 x O Q77 G- cB( & s% r半半精车、精车55,60,65,75外圆柱柱面,30斜面7 普车精车左端端台阶到到要求,倒倒角8 普车钻300的底孔孔、车104、车80孔留镗镗孔余量量9 普车铰800孔到要要求,倒倒角10 铣铣500,键槽槽11 摇臂钻钻钻扩铰110X20到要求求12 去毛刺刺、检验验工艺方案案的特点点在于工工序集中中和工序序分散和和加工顺顺序,从从零件本本身来考考虑,由由于轴类类零件在在切削加加工时易易产生弯弯曲变形形,如采采用工序序分散,在在加工时时零件的的位置精精度无法法保证,为为了同时时保证
17、零零件图示示的圆跳跳动要求求。机械加工工工艺过过程。 四工序序设计1选择机机床 根据工工序选择择机床(1)工工序2、3、6,77,9是是粗车和和精车。各各工序的的工步数数不多,大大批大量量生产不不要求很很高的生生产率,故故选用卧卧式车床床就能满满足要求求。本零零件外廓廓尺寸不不大,选选用最常常用的CCA61140型型卧式车车床。(2)工工序2、8为镗削削。由于于加工的的零件外外廓尺寸寸不大,又又是回转转体,故故宜在车车床上镗镗孔,选选用C6166A型卧卧式车床床。(3)工工序11铣削。工工序工步步简单,外外廓尺寸寸不大,考虑本零件属成批大量生产,所选机床使用范围较广泛为宜,故可选常用用的X61
18、W型铣床能满足加工要求。(4)工工序10和12是扩、钻钻、铰孔孔。可采采用专用用的分度度夹具在在立式钻钻床上加加工,故故选用Z5225。2 选用用夹具本零件除除铣销,钻钻小孔等等工序需需要专用用夹具外外,其他他各工序序使用通通用夹具具即可。前前车销工工序用三三爪自定定心卡盘盘和心轴轴。3 选用用刀具由于刀具具材料的的切削性性能直接接影响着着生产率率,工件件的加工工精度,已已加工表表面质量量,刀具具的磨损损和加工工成本,所所以正确确的选择择刀具材材料是加加工工艺艺的一个个重要部部分,刀刀具应具具有高刚刚度,足足够的强强度和韧韧度,高高耐磨性性,良好好的导热热性,良良好的工工艺性和和经济性性,抗粘
19、粘接性,化化学稳定定性。由由于零件件车床输输出轴材材料为45钢,推推荐用硬硬质合金金中的YYT15类刀具具,因为为加工该该类零件件时摩擦擦严重,切削温温度高,而YT类硬质质合金具具有较高高的硬度度和耐磨磨性,尤其具具有高的的耐热性性,在高速速切削钢钢料时刀刀具磨损损小寿命命长,所以加加工45钢这种种材料时时采用硬硬质合金金的刀具具。粗车车外圆柱柱面: 900半精车车,精车车外圆柱柱面:前前角为90的车刀刀。钻头头:高速速钢刀具具,直径径为30;直径为为18;扩孔钻钻:直径径为19.8;铰刀:直径为为20。镗刀,刀杆长长度为2000.BH1625。4确定工工序尺寸寸确定圆柱柱面的工工序尺寸寸 圆
20、柱表表面多次次加工的的工序尺尺寸只与与加工余余量有关关。前面面已确定定各圆柱柱面的总总加工余余量(毛毛坯余量量),应应将毛坯坯余量分分为各工工序加工工余量,然然后由后后往前计计算工序序尺寸。中中间工序序尺寸的的公差按按加工方方法的经经济精度度确定。本本零件各各圆柱表表面的工工序加工工余量、工工序尺寸寸及公差差、表面面粗糙度度见下表表:工序号工序名称工序内容容设备工艺装备备1备料锻造毛坯坯2粗车粗车,179外圆柱柱面至176及端面面至31,倒角角,钻中中心孔CA61140车车床YT5硬硬质合金金车刀,外径千千分尺,三三爪自定定心卡盘盘3粗镗粗镗447的孔至至50,77的孔至至78.5,100的孔
21、至至1044CA61140车车床YT5硬硬质合金金镗刀游标卡尺尺,三爪爪自定心心卡盘4粗车粗车661,66,71,81,的外外圆柱面面至58,63,68,78,斜面面,倒角角,钻中中心孔CA61140车车床YT5硬硬质合金金车刀,外径千千分尺,三三爪自定定心卡盘盘5热处理调质处理理YT5硬硬质合金金车刀,外外径千分分尺,三爪自自定心卡卡盘6铰孔精铰中心心孔至R1.6CA61140车车床YT5硬硬质合金金镗刀游标卡尺尺,三爪爪自定心心卡盘7半精车半精车右右大端面面至30,粗糙糙度R3.2CA61140车车床YT155硬质合金金车刀,外外径千分分尺,专专用夹具具8半精镗半精镗78.5的内孔孔至79
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