机械制造技术基础(课程设计)减速器传动轴设计.docx

《机械制造技术基础(课程设计)减速器传动轴设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础(课程设计)减速器传动轴设计.docx（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、机械制造技术根底课程设计设学学专计业题 目:校:院:类 别:减速器传动轴陕西科技大学机电学院机械设计制造及其自动化班级:机械046学号:起始日 期:2023年 1 月9日完成成日 期:绩:2023年 1 月25日传动轴零件的加工工艺规程1机械制造课程 设计题目： 设计“ 减速器传动轴”零件的机械加工工艺规程 年产量为 5000件内容： 1 零件图1张 A3 2 毛坯图1张 A3 3 工序简图1张 A2 4 工序卡片2张 5 课程设计说明书1份班级：机械 046 学生：杨孟博指导教师：张斌学号：514046272023年 1 月 25 日陕西科技大学课程设计说明书2目 录1 设 计 说 明41.

2、1 题目所给的零件是传动轴 41.2 零件的工艺分析41.3 其主要加工外表位置要求41.4 零件的材料 42工 艺 规 程 的 设 计 52.1 零件外表加工方法的选择 52.2 制定工艺路线 63机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸确实定 63.1 确定加工余量 63.2 确定毛坯尺寸 74确定切削用量及根本工时 84.1 车两端面94.2 计算切削用量 95: 选择量具 155.1 选择刀具 155.2 选择量具 156 ： 总结 167 ： 参考文献 17机械制造根底 课程设计说明 书本次设计是在根本学完大学根底课，技 术根底课以及大局部专业课后进展的。是在毕业设计之前做的较全面较深入地对

3、所学各课程进展的综合性复习及应用。 为我供给了一次理论联合实际训练的时机， 在我的大学生涯中占有格外重要的地位。我期望通过本次课程设计对自己的综合性训练，从 中熬炼自己的独立思考问题， 解决问题的力量， 为今后的自己将来生活及工作打下一个良好的根底。但由于力量有限， 此设计难免有不宜之处。恳请各位教师及同学赐予指教。陕西科技大学课程设计说明书4零件的分析1 .1 题目所给的零件是传动轴 5000 件年产此课程设计争论的是一传动轴。该轴在机械制造领域中有着广泛的应用。其主要作用是传递扭矩,使机构获得动力.1. 2 零件的工艺分析:该传动轴需要加工的局部主要为回转面。 另外， 轴两端为螺纹加工局部

4、。轴的各个轴肩相邻处需要加工退槽或者是砂轮越程槽。 轴肩两端要进展倒角加工。在轴径为 40 0.005mm ，50 0.005mm 和右端螺纹局部要加工键槽 。该 传动轴的加工外表除了轴径为 64 和 54 的两局部外表的精度要求较小外， 其他外表的粗糙度要求都为 0.8 。为此可以以 64 为分界分别对两边轴外表进展加工。1.3 其主要加工外表位置要求： 40 0.005 外圆相对 A-B 的圆跳动为 0.02 45 0.005 相对于 A-B 的圆跳动为 0.02 54 端面相对于 A-B 的圆跳动为 0.02 64 外圆相对 A-B 的圆跳动为 0.02 50 0.008 外圆相对 A-

5、B 的圆跳动为 0.02 40 0.005 外圆内花键槽关于 A-B 对称度为 0.03 。 50 0.008 花键槽关于 A-B 的对称度为 0.03 。1.4 零件的材料材料为 45 钢考虑到轴在工作过程中常常承受变化的不稳定冲击性载荷， 且轴的阶梯直径相差很大。所以选用锻件， 以使金属纤维尽量不被切断以保证工作可以正常牢靠的进展。由与其年产量达 5000 件，是大规模生产水平， 且零件尺寸不大。故可以模锻成型。这对提高生产率， 保证加工质量也是有利的。二 工艺规程设计2.1 零件外表加工方法的选择：本零件的加工面有外圆， 端面， 槽等。材料为 45 钢。 其加工方法如下：传动轴零件的加工

6、工艺规程52.1.2 基准的选择：粗基准的选择： 对于一般轴类零件而言， 一般以外圆做为粗基准。 对于本零件来说， 依据粗准的选择原则， 零件上有较多的加工面时， 为使各加工外表都得到足够的加工余量， 应中选择毛坯上加工余量最少的外表做为粗基准。对于本传动轴来说， 轴径为 64mm渐渐的外圆外表精度较小， 故其加工余量也会小， 从而可做为粗基准分别加工其两边的外表。 而当加工传动轴的两端面时， 为保证两端面的相互位置精度时， 承受互为基准原则进展切削加工。精基准的选择： 由精基准统一原则， 对加工轴类零件时， 承受两个顶尖孔做为统一精基准来加工轴上全部的外圆外表及端面。这样可以保证各外圆外表间

7、的同轴度和端面对轴心线的垂直度。 其次， 还可以削减夹具的种类， 降低夹具的设计和制造费用。2.1.3 64 ， 54 两个外圆面为未注明公差尺寸。依据 GB1800-79 规定其公差等级按 IT12, 外表粗糙度为 Ra6.3 需进展粗车。2.1.4 40 0.005 ， 45 0.005 ， 50 0.005 ， 45 0.005，有公差要求。公差等级为 IT7 。外表粗糙度为 Ra0.8 ，可承受粗车 半精车 精车 磨削。2.1.5 槽的槽深公差等级分别为 IT13 ，IT13 和 IT14 。其外表粗糙度分别为 Ra3.2 ， Ra3.2 和 Ra6.3 。承受粗铣， 半精铣。由以上分

8、析可得到如下方案：工艺路线方案一：工序1 ： 车两端面， 钻中心孔车床工序2 ： 车外圆， 切槽， 倒角车床工序3 ： 车螺纹车床工序4 ： 铣键槽磨床工序5 ： 去毛刺钳工工序6 ： 磨外圆磨床工序7 ： 终检工艺路线方案二：工序 1 ： 两边同时车铣端面， 钻中心孔。工序 ： 粗车轴上各外圆外表， 半精车 64 54mm, 6mm工序 3： 以 64 54m 和左端面孔定位， 半精车轴左部的全部外外表。工序 4： 以 64 54mm和右端面孔定位， 半精车轴右训的全部外外表。工序 5： 以两端面孔定位切退刀槽和砂轮越程槽， 倒角。工序 6： 工两端面轴外外表上的螺纹。工序 7： 铣键槽。工

9、序 8： 磨削各外圆。工序 9： 终检。2.2 制定工艺路线：由工艺方案一， 二分析。方案一:工序比较集中，这样能削减工件安装次数，有利于保证位置公差要求。还能削减关心时间，提高劳动生产效率。对于小批量生产来说这样加工能使生产本钱降低。但对于大批加量加工来说，这样的加工方案并不能降低生产本钱， 反而会让生产本钱增加。方案二:工序比较相对来说比较分散，同时考虑到该轴比较瘦长，承受端面孔定位加工轴上的各外表时 ，由 于刀具的切深抗力会使得轴产生肯定程度上的挠度，从而使得各外表产生不同程度的加工误差。为此，在车外外表时，可 承受一个端面孔和 64x54mm局部进展定位分别进展加工。这样能削减加工时切

10、削力引起太大的挠度误差。综合以上两个方案的优点和缺乏从而制定一个最优的方案如下：1 ： 车两端面， 钻中心孔组合车床2 ：粗车 外圆 64mm, 40 0.005 ， 45 0.005 ， 50 0.005 ， 45 0.005 两端中心孔定位车床3 ： 精车外圆 40 0.005 ， 35 0.005 ， 50 0.008 ， 450.005 ， 切退刀槽， 倒角( 两端中心孔定位 车床4 ： 车螺纹 2 M32 1.5-6g ， ( 两端中心孔定位)车床5 ： 铣键槽 ( 两端中心孔定位)铣床6 ： 去毛刺钳工7 ： 磨外圆面 H,M,G,P,N磨床8 ： 终检三： 确定机械加工余量及毛坯

11、尺寸。设计毛坯图。3.1 确定加工余量，按 JB3835-85 确定，确定 时依据估算的锻件质量， 加工精度和锻件外形简单系数。由表 2.2-25 可查得外外表的加工余量。3.1.1锻件质量计算得 2.96kg,估算为 4.8 3.1.2加工精度除 64 ， 54 外一般外表的加工精度为 IT7 。3.1.3锻件外形简单系数、mS=m锻件外廓包涵体S=0.834 ， 长度偏差为3.1.4 依据光轴类和多台阶轴类的机械加工余量及公差 JZ4-59,JZ8-50 表 5-28 查得加工余量为 6 2 。3.2 确定毛坯尺寸由上面查得的加工余量。分析此零件，除 64 ， 54 外一般的外表皆为 Ra

12、0.8 。因 此只需将零件的尺寸加上余量值即可 由于有的只需粗加工， 这时可取所差数据中的较小值。当外表需要粗车 半精车 精车时， 可取较大值 。其 毛坯尺寸如下表 ： 毛坯图附图 2 零件尺寸 45 0.005 64 45 0.005 3.2.1 外圆 52 加工外表单面加工尺寸3 2 3 毛坯尺寸 51 0.005 68 51 0.005 考虑其毛坯加工外表长度为 125 ， 外表粗糙度为 Ra6.3 。其毛坯尺寸为 64 ， 所以只需粗车单边余量 1.5 就能满足要求。3.2.2外圆外表 2 45 0.005 ， 40 0.005 ，2M32 1.5-6g, 毛坯为实心， 其精度为 IT

13、7. 参照 工艺手册 表可确定其工序尺寸及余量。传动轴毛坯( 锻件) 尺寸允许偏差3.2.340 0.005+1.5-0.645 0.005+1.5-0.654+1.5-0.6表 2.2-1364+1.5-0.650 0.005+1.5-0.645 0.005+1.5-0.6340 直线度公差 1.5表 2.2-193.2.4 确定毛坯热处理方式传动轴经锻造后应安排退火， 正火， 以消退残留的锻造应力， 并使不均匀的金相组织通过重结晶而得到细化， 均匀的组织， 从而改善加工性能。加工表工序双边余量工序尺寸及公差外表粗糙度3.2.5 加工外表加工余量偏差确实定面粗半精精粗半精精粗半精精 643

14、64 0.01Ra6.3 5413 54 0.01Ra6.3 40 0.0052.42.20.2 42.40.01 42.20.01 40.20.01Ra6.3Ra3.2Ra0.08 45 0.0053.42.20.2 48.40.01 47.20.01 45.2Ra6.3Ra3.2Ra0.080.01 50 0.0083.42.20.2 53.40.01 52.20.01Ra6.3Ra3.2Ra0.08 50.20.01四确定切削用量及根本工时4.1 车两端面， 打中心孔，粗 车 64 ， 50 0.008 ， 54 ， 外表粗糙度值为 Ra6.3 ，4.1.1 加工条件： 材料 45 钢

15、模锻 正火4.1.2 机床选择： CA6140 卧式车床4.1.3 刀具选择： 刀片材料为 YT15, 刀杆尺寸 16 25 ，k =90 , rr0= 15 , a0=12 , rR=0.5 。4.2 计算切削用量4.2.1 粗车 64 确定端面最大加工余量： 毛坯长度方向的余量为 2 -0.7 1.5 。考虑 7 的 锻模拔模斜度。则毛坯的最大加工余量为 8 。分两次加工， 切削深度为 2 ， 公差为 IT13 。计算切削速度按 切削手册 表 1.27 ， 切削速度的计算公式为 刀具寿命选T=60min CV=Vm/minT map式中 Cvxv f yc=242, xv=0.15, yv

16、=0.35,m=0.2, 修正系数 k 查 切削手册 表 1.28 即k=1.44,Ks=0.8,Kk=1.04,kmr=0.81,Kbv=0.97所以 v=108.6 m/min确定机床的主轴转速n= 1000V =1000 108.6/ 3.14 68 =500 r/minp d依据机床说明书 见 工艺手册 表 6.2-8 ， 与 500 相近的机床转速为 500 r/min 。计算切削工时传动轴零件的加工工艺规程11依据 工艺手册 表 6.2-1 ， 取 l=130,T =l=130/(0.52 500)=0.50minn f4.2.2 粗车 50 0.005 切削深度： 单边余量为 1

17、.7 ， 可一次切削。进给量： 依据 工艺手册 表 1.4 ， 选择 f=0.50 计算切削速度： 见 工艺手册 表 1.27CV=T maVxv f ycpm/min=116 m/min确定主轴转速： n= 1000V =1000 116/ 3.14 64 =577 r/minpd依据机床说明书 见 工艺手册 表 6.2-8 ， 与 710 相近的机床转速为560 r/min 。切削工时： 依据 工艺手册 表 6.2-1 ， 取 l=80,T =l=80/(0.50 560)=0.286minn f4.2.3 粗车 54 切削深度： 单边余量为 4 ， 可一次切削。进给量： 依据 工艺手册

18、表 1.4 ， 选择 f=0.50 计算切削速度： 见 工艺手册 表 1.27CV=T maVxv f ycpm/min=129 m/min确定主轴转速： n= 1000V =1000 129/ 3.14 64 =641 r/minpd依据机床说明书 见 工艺手册 表 6.2-8 ， 与 790 相近的机床转速为 710 r/min 。此时实际切削速度为 124 m/min切削工时： 依据 工艺手册 表 6.2-1 ， 取 l=6T =l=6/(0.50 710)=0.016minn f4.2.4 粗车 45 0.005 切削深度： 单边余量为 1.7 ， 可一次切削。进给量： 依据 工艺手册

19、 表 1.4 ， 选择f=0.50 计算切削速度： 见 工艺手册 表 1.27CV=T maVxv f ycpm/min=122m/min确定主轴转速： n= 1000V=1000 122/ 3.14 51 =761 r/minpd依据机床说明书 见 工艺手册 表 6.2-8 ， 与 761 相近的机床转速为 710r/min 。此时实际切削速度为 114 m/min切削工时： 依据 工艺手册 表 6.2-1 ， 取 l=52,T =l= 125+105 /(0.50 710)=0.481minn f4.2.5 粗车 40 0.0065 切削深度： 单边余量为 2.5 ， 可一次切削。进给量：

20、 依据 工艺手册 表 1.4 ， f=0.50 计算切削速度： 见 工艺手册 表 1.27CV=T maVxv f ycpm/min=138m/min确定主轴转速： n= 1000V =1000 138/ 3.14 47.6 =923 r/minpd依据机床说明书 见 工艺手册 表 6.2-8 ， 与 923 相近的机床转速为 900r/min 。此时实际切削速度为 134 m/min切削工时： 依据 工艺手册 表 6.2-1 ， 取 l=55,T =l=55/(0.50 900)= 0.122minn f验证机床功率： 主切削力 F 按 工艺手册 表 1.29 所示公式计算F= cf a x

21、 p f y kvmv式中 c f =2880, xv =1.0, yv =0.75, km =0.94, kr =0.89所以 F=2780Np =f v=6.43KW61000由 切削手册 表 1.30 中机床说明书可知 CA6140 卧式车床主电动机的功率为 7.5 KW 。所以机床的功率足够， 能够保证正常加工。验证机床进位系统强度以知主切削力为 F=2780N ，径向切削力 Fp公式计算。F=279Np按 切削手册 表 1.2 所示径向切削力 Ff 按 切削手册 表 1.29 所示公式计算。F=1292Nf取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1 。则切削力在纵向进给方向上对进给机构

22、的作用力：F= Ff+ Fp+F =1292+27.9+278=1597.9N工序 2 的切削用量及根本时间小于机床纵给方向可以承受的最大纵向力 。 切削手册 表 1.30 所以机床系统可正常工作。工步切削深度进给量切削速度车床转速根本时间粗车外圆 64 40.5v=108.6m/min500r/min。0.50min粗车 500.005 1.70.5116 m/min760r/min。0.286min粗车 5440.5129 m/min760r/min。0.016min粗车 450.005 1.7 0.5122m/min710r/min。0.481min粗车 400.005 2.40.513

23、8m/min900r/min。0.122min 3230.5207 m/min1200 r/min0.025 min粗车 450.005 1.70.5122m/min710r/min 。0.481min 32mm30.5207 m/min1200 r/min0.02min4.2.6精加工机床选择： C620-1卧式车床。刀具选择： 刀片材料为 YT15, 刀杆尺寸 16 25 ， kr=90 ,r =15 , a00=12 , rR=0.5 。工序 3 的切削用量及根本时间工步 40 0.005 45 0.005 切削深度1.21.2进给量0.30.3切削速度车床转速根本时间150 m/min

24、1200r/min0.056 min150 m/min1200r/min0.161 min 50.0051.20.3150m/min1200r/min0.15min 45 0.005 1.20.3150m/min1200r/min0.15min切退刀槽倒角4.2.7 车螺纹 2 M24 1.5-6g 计算切削速度由参考文献 7 表中 21 查得。车床选择： CM6125 卧式车床刀具寿命 T=60 选择高速螺纹车刀。 切削深度为 1.5 ， 走刀次数为 1 。由表 6.2-14 中公式计算得粗车时切削速度为 21.57 m/min 。确定主轴转速：n=1000v/(D )=1000 21.57

25、/(3.14 32)=134 r/min 按机床说明书取 n=320 r/min实际切削速度：V= 320 3.14 32 /1000=32.2m/min陕西科技大学课程设计说明书14切削工时： 取长度 l=20 T =l n f=20/ 320 0.2 =0.3125min4.2.8 铣键槽由表 4.2-37 得1） 选择铣床 X51 立式铣床2） 刀具选择 高速钢错齿三面刃铣刀 d=125mm L=13mm z=20.3） 刀具角度选择 前角 =15 ，后 角 =12 周齿 ， =6 端齿4） 纵向进给量 f=50mm/min 5 横向进给量 f=25mm/min6 加工时间 T1=25/

26、25+12/50=1.24minT2=63/25+14/50=2.8min T3=20/25+8/50=0.96minT= T1+ T2+ T3=1.24+2.8+0.96=4.0min4.2.9 磨削选择砂轮见工 艺手册 第 三章磨料选择各表。结果为： WA46Kv6P350401） 切削用量： 砂轮转速为 n=1500 r/min 见机床说明书2） 砂轮的切削速度 V=27.5 m/ s3） f=0.5 轴向方向的进给量 B=20 4） 工件速度 V=10 m/min5） 径向方向的进给量 f=0.015/20行程6 切削工时T= 2 LbZbk /(1000 vFa Fv)L 加工长度1

27、20， 70 ， 60 ， 20 ， 80 ，b加工宽度40 ， 45 ， 50 ， 45Z单边加工余量0.1k系数1.10v工作台移动速度Fa 工作台来回一次砂轮轴向进给量Fv 工作台来回一次砂轮轴向进给量T= 2 20+80+60+70+120 40+45+50+45 0.1 1.1/ 1000 10 20 0.015 =2.31min传动轴零件的加工工艺规程15五选择夹具本零件除粗铣及半精铣槽等工序需用专用夹具外， 其他各工序使用通用夹具( 三爪自定心卡盘) 即可。5.1 选择刀具(1) 在车床上加工的工序， 一般都选用硬质合金车刀和镗刀。 加工钢质零件承受 YT 类硬质合金， 粗加工用

28、 YT5 ， 半精加工用 YT15 ， 精加工用 YT30 ， 切槽刀宜选用高速钢。(2) 铣刀按表 3.1-40 选错齿三面刃铣刀 。零 件要求铣切深度为 4mm ， 5mm ， 3 mm ， 按表 3.1-28 ， 铣刀直径应为 60-75mm ， 因此所选铣刀： 半精铣工序铣刀直径 d=70mm ， 齿数 z=205.2 选择量具本零件属成批生产， 一般均承受通用量具。选择量具的方法有二种： 一是按计量器具的不确定度选择； 二是按计量器具的测量方法极限误差选择。 选择时， 承受其中的一种方法即可。5.2.1 选择各外圆加工面的量具工序 2 中粗车外圆 52 到达图纸要求，现按 计量器具的

29、不确定度选择该加工外表加工时所用量具： 该尺寸公差 T=0.016 。按表 5.1-1 ， 计量器具不确定度允许值 U1=0.009mm 。依据表 5.1-2 分度值 0.02 游标卡尺， 其不确定度数值 U=0.02mm ， UU1 ， 所以不能选用， 必需 UU1 ， 故应选分度值 0.01 的外径百分尺(U=0.004) ， 从表 5.2-10 中选择测量范围大于52mm ， 分度值为 0.01 的外径百分尺即可满足要求。外圆加工面所用量具工序加工面尺寸2 64 ， 54 ， 400.005 ， 45 0.005 ， 50 0.005， 45 0.005 , 32 3 40 0.005

30、45 0.005 ， 50 0.005， 45 0.005 尺寸公差 量具分度值 0.02 测量范围0-150 游标卡尺分度值 0.01 mm 测量范围 25-150 mm 外径百分尺42M32 1.5-6g0.095分度值0.01mm 测量范围0-50mm 外径百分尺5.2.2 选择加工轴向尺寸所用量具， 加工轴向尺寸所选量具如下表340加工轴向尺寸所选量具分度值 0.01 测量范围 250 500mm 外径百分尺20 ， 50 ， 120 ， 1.5 ，6 ， 80 ， 160 ， 0.5分度值 0.01 测量范围 0 150mm 外径百分尺：5.2.3 选择加工槽所用量具槽经粗铣一次加工

31、。槽宽的尺寸公差等级为 IT12 ；均可选用分度值为0.02mm ， 测量范围为 0-150mm 的游标卡尺进展测量5.3 确定工序尺寸5.3.1 确定圆柱面的工序尺寸圆柱面屡次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面依据有关资料查出本零件各圆柱面的总加工余量，应将总加工余量分为各工序加工余量， 然后由后往前计算工序尺寸， 中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。5.3.2 确定轴向工序尺寸5.3.2.1 确定两端面加工余量为 2mm ， 第一次走刀， 车去 1.3mm ， 其次次走刀车去 0.7mm 即可。5.3.2.2 确定铣槽的工序尺寸半精铣可到达零件图样的要求， 则工序尺寸为：(1)

32、槽宽为 8 ， 槽深为 4mm ， 粗铣时为半精铣留有加工余量， 槽宽双边余量为 2 mm ， 槽深余量为 1 mm ， 则粗铣的工序尺寸： 槽宽 6 mm ， 槽深 3 mm 。(2) 槽宽为 12 ， 槽深为 5 mm ， 粗铣时为半精铣留有加工余量， 槽宽双边余量为 2 mm ， 槽深余量为 1 mm ， 则粗铣时工序尺寸： 槽宽 8 mm ， 槽深4 mm 。(3) 槽宽为 6 ， 槽深为 3 ， 由于要求不高， 只需粗铣即可满足要求。六 总结其实寻常我们接触的有关机械的东西应当算是最多的了， 大到矿山机械，小到家用的电器，到手表，多 多少少都有一点关于机械的东西，固然， 尽管机械使我

33、们的生活变的越来越便利， 但是我们极少有人去探究我们所使用的东西是怎麽得来的， 固然这些人中也包括我， 总之， 假设不是这次课程设计， 或许我一生中都很难接触这些东西， 这次课程设计确实让感受颇深， 由于我确实从中学到了不少东西， 尽管做课程设计很累， 甚至于常常一做就是一个通宵， 但它使我体会到了思考的乐趣。寻常我们学习的全是一些理论只学问， 由于缺乏实践， 这使我们感到了理论的空洞， 甚至于一些人因此产生了厌学心情。 课程设计的到来无疑给我们的学习注入的动力 ，尽 管做课程设计于实际之间还有肯定的距离， 但是我却觉得它是架在理论与实际之间的一段桥梁。通过这次课程设计啊， 我了解到了一些简洁的金属零件的加工工艺， 对机械零件的设计由以往的遥不行及到现在的身临其境。总之， 这不仅仅是学到一些学问这麽简洁， 这更是学习一种方法， 一种力量， 一种精神， 在这里， 我也期望我们以后能有更多的时机， 去进展类似的课程设计， 为我们走上工作岗位奠定一个坚实的根底。七 参考文献1 黄健求 主编 机械制造技术根底北京 机械工业出版社 20232 王启平 主编 机械制造工艺学哈尔滨 哈尔滨工业出版社 19993 孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具北京 冶金工业出版社 20234 李益民 主编 机械制造工艺设计简明手册 北京 机械工业出版社 2023