輸出軸加工工藝說明書

1、輸出軸加工工藝說明書 學院班級姓名設 計 起 止 日 期設計題目： 輸出軸加工工藝說明書設計任務（主要技術(shù)參數(shù)）：編制如圖所示零件的加工工藝。 工作任務：1.設計輸出軸的(年產(chǎn)量5000件)機械加工工藝規(guī)程，填寫機械加工工序卡片；2.設計說明書1份。指導教師評語：成績： 簽字： 年 月 日課 程 設 計 任 務 書目 錄引言.11、輸出軸工藝分析.21.1 輸出軸的作用.21.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點、工藝，表面技術(shù)要求分.22、確定毛坯.42.1選擇毛坯材料.42.2毛坯的簡圖.43、工藝路線的確定.53.1基準的選擇.53.2加工方法的選擇.53.3加工順序的安排.63.4加工設備的選擇.113

2、.5刀具的選擇.123.6加工余量，工序尺寸，及其公差的確定.134、確定切削用量.165、時間定額的計算.18致謝.21參考文獻.22引 言所謂機械加工工藝規(guī)程，是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。因此，機械加工工藝規(guī)程的設計是一項十分重要而又非常嚴肅的工作。制訂機械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，在保證持量和生產(chǎn)進度的前提下，能獲得最好的經(jīng)濟效益。制訂工藝規(guī)程時，應注意以下三方面的問題： 1、技術(shù)上的先進性 2、經(jīng)濟上的合理性3、有良的勞動條件，避免環(huán)境污染 通過

3、本次課程設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練和準備。它要求學生全面地綜合運用本課程及有關(guān)選修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計。 1、輸出軸工藝分析1.1 輸出軸的作用輸出軸主要應用在動力輸出裝置中，是輸出動力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強度。1.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點、工藝，表面技術(shù)要求分 圖1-1 輸出軸從圖示零件分析，該輸出軸結(jié)構(gòu)簡單，屬于階梯軸類零件。主要由有55、60、65、75、17

4、6的外圓柱面、50、80、104的內(nèi)圓柱表面和10個20的孔和一個16的鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉(zhuǎn)是的速度，表面粗糙度有較高的要求，外圓的粗糙度要求都為Ra1.25um, 內(nèi)圓的粗糙度為Ra2.5um，其余為Ra20um。形位精度也比較高，為了外圓和外面零件的配合后受力均勻，55，60 的外圓的徑向跳動量小于0.04mm，80的跳動量小于0.04mm，20孔的軸線的跳動量小于0.05mm，為了保證鍵槽和鍵的配合，鍵槽對55外圓的對稱度為0.08mm。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強耐磨性和抗扭強度，要對輸出軸進行調(diào)質(zhì)處理，硬度為200HBS。2、確定毛坯2.1選擇毛坯材

5、料毛坯的種類有很多，如1、型材2、鍛造3、鑄造，由于該輸出軸要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強其剛性和韌性，所以要選擇鍛件做為毛坯。如選用棒料，由于生產(chǎn)類型為中批，從經(jīng)濟上考慮，棒料要切削的余量太大，浪費材料。2.2毛坯的簡圖圖1-2輸出軸簡圖3、工藝路線的確定3.1基準的選擇工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用55外圓柱面作為粗基準來加工176外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準，176的外圓柱面和右端面作為定位基準，這個基準就是精基準。在選

6、精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。 3.2加工方法的選擇市場經(jīng)濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經(jīng)濟性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機械加工資料和工人的經(jīng)驗來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工方案。同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況，一般我們按加工順序來闡述加工方案：表1-1各表面加工方法加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法176外圓柱面Ra12.5自由公差粗車5

7、5外圓柱面Ra1.6IT6粗車-半精車-精車60外圓柱面Ra0.8IT6粗車-半精車-精車65外圓柱面Ra12.5自由公差粗車-半精車-精車75外圓柱面Ra0.8IT6粗車-半精車-精車50內(nèi)圓柱面Ra12.5自由公差車孔80孔Ra3.2IT7車孔-精車104孔Ra6.3自由公差車孔20通孔Ra3.2IT7鉆孔-鉸孔8通孔Ra12.5自由公差鉆孔左端Ra12.5自由公差右端面Ra3.2粗車-精車鍵槽Ra3.2IT9粗銑-精銑倒角Ra12.5 3.3加工順序的安排 1、加工階段的劃分 當零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設

8、備、人力,零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 粗加工階段：其任務是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準，如加工176、55、60、65、75外圓柱表面。 半精加工階段：其任務是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，如55、60、65、75外圓柱面，80、20孔等。 精加工階段：其任務就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，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

9、目標是全面保證加工質(zhì)量。 2、基面先行原則 該零件進行加工時，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準來加工，因為左端面和55外圓柱面為后續(xù)精基準表面加工而設定的，才能使定位基準更準確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。 3、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精車，以此為精車做準備。 4、先面后孔 (1)對該零件應該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一

10、方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于CA6140車床輸出軸來講先加工75外圓柱面，做為定位基準再來加工其余各孔。 （2）工序劃分的確定工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況

11、，采用工序分散輔助工序安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗等。 （3）、熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學性能，消除殘余應力和改善金屬的加工性能，零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預備熱是消除零件的內(nèi)應力，在毛坯鍛造之后。最終熱處理半精車之后精車之前，按規(guī)范在840溫度中保持30分鐘釋放應力。 （4）、擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個零部件基本原則，可以初步確定加工工藝路線，具體方案如下： 表12 設計方案一序號工序名稱機床設備刀具量具1鍛造2正火回火爐3粗車176軸端面，加工50孔深40，80孔深23，加工104孔深10，并倒角，鉆中心孔，精

12、車176軸各端面和80孔C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺4車55端面并加工中心孔，精車55至75軸段，精加工該軸端留少量磨削余量C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺5鉆28孔Z3025高速鋼麻花鉆游標卡尺6鉆1020孔Z3025高速鋼麻花鉆游標卡尺鉸1020孔高速鋼鉸刀7銑削鍵槽X52K高速鋼立銑刀游標卡尺8去毛刺鉗工臺9調(diào)質(zhì)處理200HBS回火爐10磨削55至75軸段M1420磨外圓砂輪游標卡尺11清洗12檢驗 表13 設計方案二序號工序名稱機床設備刀具量具1鍛造2熱處理回火爐3粗車176軸端面，加工50孔深40，80孔深23，加工104孔深10，并倒角，鉆中心孔C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺4粗車55端面并加

13、工中心孔，粗車55至75軸段并倒角C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺5精車55至75軸段，留少量磨削余量C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺6精車176軸端面與80孔C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺7鉆1020孔Z3025高速鋼麻花鉆游標卡尺8鉸1020孔Z3025高速鋼鉸刀游標卡尺9鉆28孔Z3025高速鋼麻花鉆游標卡尺10銑削鍵槽X52K高速鋼立銑刀游標卡尺11去毛刺鉗工臺12熱處理調(diào)質(zhì)200HBS回火爐13磨削55至75各軸段達到尺寸要求M1420磨外圓砂輪游標卡尺14清洗15檢驗 表14 設計方案三序號工序名稱機床設備刀具量具1鍛造2熱處理回火爐3粗車176端各面及倒角，加工50孔深40，80孔深23，加工1

14、04孔深10，并倒角，鉆中心孔C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺4粗車55端面并加工中心孔，粗車55至75軸段并倒角C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺5精車176軸端面與80孔C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺6精車55至75軸段，留少量磨削余量C620硬質(zhì)合金刀游標卡尺7鉆1020孔及鉆28孔Z3025高速鋼麻花鉆游標卡尺8鉸1020孔Z3025高速鋼鉸刀游標卡尺9銑削鍵槽X52K高速鋼立銑刀游標卡尺10去毛刺鉗工臺11熱處理調(diào)質(zhì)200HBS回火爐12磨削55至75各軸段達到尺寸要求M1420磨外圓砂輪游標卡尺13清洗14檢驗 綜上所述：三個工藝方案的特點在于工序集中和工序分散和加工順序，從零件本身來考慮，由于軸類

15、零件在切削加工時易產(chǎn)生彎曲變形，如采用工序分散，在加工時零件的位置精度無法保證，為了同時保證零件圖示的圓跳動要求，所以采用方案一。 （5）、加工路線的確定 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，正確的加工工藝程序，在確定走刀路線時主要考慮以下幾個方面：1、應能保證零件的加工精度和表面粗糙度2、應使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率3、應使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量具體加工路線見走到路線圖。3.4加工設備的選擇 1、采用C620普通車床，車床的參數(shù)如下：型號TYPE C620，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回轉(zhuǎn)直徑400 mm，馬鞍內(nèi)最

16、大工作回轉(zhuǎn)路徑550 mm，橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑214mm，主軸孔徑52 mm，主軸內(nèi)錐孔MT6#，主軸速度級數(shù)16級，主軸速度范圍，公制螺紋（30種）0.45-20 mm（30種），英制螺紋（30種）（30種），模數(shù)螺紋0.125-5mm，徑節(jié)螺紋160-4D.P，橫拖板行程239mm小刀架行程150mm，尾坐套孔錐度MT5#，套筒行程120mm，主電機功率4/5.5KW，外形尺寸235010201250mm 2、采用X52K，銑床的參數(shù)如下：型號X52K,主軸孔錐度7:24,主軸孔徑25mm。主軸轉(zhuǎn)速651800r/min。工作臺面積(長寬)1000250。工作臺最大行程:縱向(手動/機動

17、)620mm,橫向手動190mm、機動170mm，升降手動370mm、機動350mm。工作臺進給量:縱向35980mm/min、橫向25765mm/min、升降12380mm/min。工作臺快速移動速度:縱向2900mm/min、橫向2300mm/min、升降1150mm/min。工作臺T型槽數(shù):槽數(shù)3、寬度14、槽距50。主電機功率7.5KW。3、采用鉆床Z3025作為加工設備。主要基數(shù)參數(shù):最大鉆孔直徑35mm;主軸端面至工作臺的距離0750mm，主軸最大行程325mm;主軸孔莫氏圓錐4號主軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍681100r/min。4、萬能外圓磨床M14203.5刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能

18、直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要部分，刀具應具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。 、粗車外圓柱面：刀具號為T0101，90可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為VCUM160408R-A4，刀具型號

19、為PVJCR2525-16Q 、半精車，精車外圓柱面：刀具號為T0202，75可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為WNUM080304EL-A2，刀具型號為PCRC2020-16Q 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號為T0303，直徑為30;刀具號T0404，直徑為18 擴孔鉆：刀具號為T0505，直徑為19.8;鉸刀：刀具號為T0606，直徑為20 內(nèi)孔車刀：刀具號為T0707，93 內(nèi)孔車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為TBUM080404R-04，刀具型號為PSUBR3215-16Q 粗銑鍵槽 刀具號為T0909，精銑鍵槽 刀具號為T1010表1-5刀具一覽加工表面刀具號刀具名稱 刀具參數(shù)刀片型號刀具

20、型號粗車外圓柱面T0101可轉(zhuǎn)位車刀90 r=1VCUM160408R-A4PVJCR2525-16Q半精，精車外圓柱面T0202可轉(zhuǎn)位車刀75 r=1WNUM080304EL-A2PCRC2020-16Q鉆30的孔T0303鉆頭30鉆18T0404鉆頭18 擴19.8T0505擴孔鉆19.8鉸20T0606鉸刀93r=1BUM080404R-04PSUBR3215-16Q鉆8T0707鉆頭8粗銑鍵槽T0909銑刀15.4精銑鍵槽T1010銑刀163.6加工余量，工序尺寸，及其公差的確定根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定

21、，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1）外圓柱面176工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度粗車11IT121766.3毛坯187 2）外圓柱面55工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精車1.0IT6551.6半精車1.1IT10563.2粗車15IT1257.96.3毛坯703）外圓柱面60工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精磨0.2IT6600.8精車0.8IT660.21.6半精車1.9IT10613.2粗車7.1IT1262.96.3毛坯704) 外圓柱面65工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精車1.

22、0IT6651.6半精車1.9IT10663.2粗車2.1IT1267.96.3毛坯705）外圓柱面75工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精磨0.2IT6750.8精車0.8IT675.21.6半精車1.9IT10763.2粗車2.1IT1277.96.3毛坯806)內(nèi)圓柱面80工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度鉸孔0.2IT7801.6擴孔49.8IT1279.86.3車孔IT12306.37)加工通孔20工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度鉸孔0.2IT7201.6擴孔1.8IT919.83.2鉆孔IT12186.38)加工鍵槽工序名稱工序余量工序公差工序

23、尺寸公差表面粗糙度精銑4IT9161.6粗銑IT12123.2 4、確定切削用量4.1切削用量的計算工序1中分為6個工序，由于這6個工步在同一臺機床上加工完成的，因此所用規(guī)定的切削速度v和進給量f。4.2背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap取為Z1，Z1等于右端面毛坯總量減去工序2的量，即Z3=3-1=2mm；而工步2的背吃刀量ap2取為Z3=1mm依次ap3=3mm；工步4的背吃刀量為ap4=40mm；工步5的背吃刀量為ap5=1mm；工步6的背吃刀量為ap6=10mm。4.3進給量的確定由于使用C620機床，查文獻5 中表41得到該機床功率為7.5KW，工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該

24、工序進給量f=1.0mm/r,工步2中選用硬質(zhì)合金車刀其f=0.10.3mm/r,所以取f=0.3mm/r。4.4車削速度的計算1 工步1 切削速度取v=110m/min，根據(jù)公式可求得該工序轉(zhuǎn)速=200r/min。再帶入公式可求出實際切削速度=110m/min。2 工步2 切削速度取v=120m/min，根據(jù)公式可求得該工序轉(zhuǎn)速=217r/min。再帶入公式可求出實際切削速度=120m/min。3 工步3 切削速度取v=73m/min，根據(jù)公式可求得該工序轉(zhuǎn)速=125r/min。再帶入公式可求出實際切削速度=73m/min。4 工步4 切削速度取v=19.8m/min，根據(jù)公式可求得該工序轉(zhuǎn)

25、速=210r/min。再帶入公式可求出實際切削速度=19.8m/min。5 工步5 切削速度取v=138m/min，根據(jù)公式可求得該工序轉(zhuǎn)速=560r/min。再帶入公式可求出實際切削速度=138m/min。6 工步6 切削速度取v=150m/min，根據(jù)公式可求得該工序轉(zhuǎn)速=135r/min。再帶入公式可求出實際切削速度=135m/min。5、時間定額的計算 5.1基本時間tj的計算工步1：根據(jù)公式式中Li= l2=35 li取li= l2=3主偏角kr=90時li在23取li=2 i為進給次數(shù)。L=即工步2： 工步3： 工步4： 由于加工的是盲孔所以l2取0 工步5： 工步6：由于加工盲孔

26、所以 5.2輔助時間tf的計算為實現(xiàn)基本工藝工作所作的各種輔助動作消耗的時間。如裝夾工件，開停機床，改變切削時間，測量加工尺寸，進或退刀等動作鎖消耗的時間都是輔助時間。一般按基本時間的1520估算。該零件加工時選取=0.15，則各工件的輔助時間為：工步1的輔助時間：工步2的輔助時間：工步3的輔助時間：工步4的輔助時間：工步5的輔助時間：工步6的輔助時間：5.3其他時間的計算除了作業(yè)時間外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間，休息與生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于該零件為大批大量生產(chǎn)所以分到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可以忽略不計；布置工地時間是作業(yè)時間的27，休息時間是作業(yè)時間的24.在加工零件時選取4。所以各工