零件机加工工艺设计详情

汽车零件加工工艺设计毕业设计内容及装订顺序•1、毕业设计封面•2、毕业设计任务书•3、开题报告•4、设计图纸•5、设计说明书（正文、总结、参考文献、致谢）•6、毕业设计鉴定表•7、毕业设计答辩记录表1会分析零件加工工艺技术要求2会确定零件毛坯3掌握定位基准选择原则知识、加工阶段划分方法4会查阅外圆等加工面加工方案，能合理设计出零件的工艺路线5会查阅工序余量、计算基准重合情况下的工序尺寸，能选择出零件结构表面的工序加工刀具、量具、通用车床夹具、车削用量等工序内容6熟知工艺文件的格式，正确填写阶梯轴零件的相关工艺文件工艺设计程序工艺设计程序例设计图1-1所示减速器输出轴零件（中批量生产）的机械加工工艺图1-1减速器输出轴零件图设计减速器输出轴加工工序四一二三五填写减速器输出轴工艺文件设计减速器输出轴工艺路线确定减速器输出轴毛坯分析减速器输出轴工艺技术要求设计零件机加工工艺的一般方法与步骤：1）分析需要机械加工零件的原始资料（零件图等）工艺技术要求。2）确定零件的加工毛坯并绘制出毛坯图。3）确定零件各个加工面的加工方案，合理安排所有加工面之间的加工顺序，进而设计出该零件的机加工工艺路线。4）计算工序尺寸，选择零件工序加工需要的刀具、夹具（选择能满足工序加工需要的通用夹具，对于通用夹具不能满足工序加工需求时，则应能设计出工序专用夹具）、加工机床、量具、切削用量等，完整设计出零件的加工工序内容。5）填写出零件机加工工艺的工艺过程卡、工序卡等工艺文件。一、分析减速器输出轴工艺技术要求（一）减速器输出轴的功用与结构分析该零件是轴类零件中使用最多、结构最为典型的一种阶梯轴。它的功用是支撑传动零件和传递扭矩的，也叫传动轴。图中零件的结构是由外圆柱面、键槽、砂轮越程槽、退刀槽、端面等表面表面组成。其中，两处φ35±0.008外圆轴颈用于安装轴承，φ330-0.039外圆用于穿过轴承端盖的安装，φ42±0.0125外圆及轴肩用于安装齿轮，外圆φ280-0.022及螺纹M24×1.5-8g为完成减速器运动的输出与其他零件相连接。（二）技术要求分析分析零件图，该减速器输出轴零件的主要技术要求分析见表1-1减速器输出轴的加工面技术要求，除了表1-1所列的，还有两轴颈φ35±0.008处的砂轮越程槽、螺纹M24×1.5-8g处的退刀槽以及两端面需要加工。（三）热处理要求分析该减速器输出轴的热处理要求是T235，即零件材料经过调质热处理后的硬度达到235HBW.清楚了零件的热处理要求，就可以在工艺设计过程中合理的安排热处理的工艺路线中位置。相关知识导入：1.轴零件的结构工艺性1）判断轴零件结构工艺性2）常见的外回转面结构零件工艺性的部分不合理与改进示例2.生产类型及其工艺特征1）生产纲领与生产类型生产纲领——企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称为生产纲领。零件的年生产纲领可按下式计算：N=Qn（1+α%+β%）式中N——零件的生产纲领；Q——产品的生产纲领；n——每台产品中该零件的数量；α%——备品的百分率；β%——废品的百分率。生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要作用，决定各工序所需专业化和自动化的程度、工艺方法和机床设备。生产类型——企业生产专业化程度的分类称为生产类型。一般分为大批大量生产、中批生产和单件小批生产。2）生产类型的工艺特征二、确定减速器输出轴毛坯相关知识导入：毛坯制造方式1.毛坯的种类机械零件常用的毛坯包括铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件等。2.确定毛坯时应考虑的因素零件材料及其力学性能、零件的结构和尺寸、生产类型、现有生产条件、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可能性。3.确定毛坯时的几项工艺措施加工毛坯时，由于一些零件形状特殊，安装和加工不大方便，必须采取一定的工艺措施才能进行机械加工。（一）确定减速器输出轴零件的毛坯类型因减速器输出轴结构的台阶直径相差不大，可用棒料，以节约材料和减少机械加工工作量。即减速器输出轴的毛坯，选用型材圆棒料。（二）绘制减速器输出轴的毛坯图要绘制出毛坯图，得先知道毛坯的尺寸。对于采用轧制圆钢的减速器低速轴毛坯，可以查阅附录表相关内容来确定毛坯的尺寸。图1-2减速器输出轴毛坯图三、设计减速器输出轴加工工艺路线零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。选择加工方案划分加工阶段安排机加工等顺序设计工艺路线工艺路线（一）选择加工方案加工方案的选择，是查阅相关于零件加工面的加工参考方案得到。相关知识导入：轴类零件的加工车削加工磨削加工铣削加工车床车刀车床通用夹具车削余量车削用量车削加工磨床磨料磨具外圆磨削用量磨削余量磨床夹具磨削加工铣床铣刀铣床通用夹具铣削用量铣削加工轴类零件加工面加工方案的最终确定，是依据零件加工面的技术要求，参照外圆面、端面等加工面的参考方案（见附录表D-1），选择出相对合理的。减速器输出轴的加工方案见表1-5。（二）划分加工阶段，安排加工顺序1.安排机加工顺序安排机加工顺序，要先划分加工阶段。按加工性质和作用不同，工艺过程一般可以划分为三个加工阶段，即粗加工、半精加工、精加工三个阶段。此外，某些精密零件加工时还需要精整（超精磨、镜面磨、研磨和超精加工等）或光整（滚压、抛光等）几个阶段。对于零件上的每个加工面，都可能存在这三个阶段，已经在加工面加工方案选择阶段完成加工顺序安排，包括机加工顺序、热处理位置、辅助工序插入。相关知识导入：加工阶段半精加工•去除工件表面大部分余量，获得较高的生产率，加工精度不高。•使主要加工面达到图样规定的技术要求。这个阶段所加工的表面精度要求较高。精加工粗加工•使工件上各次要表面达到技术要求，为工件主要表面的精加工做好准备，使主要表面消除粗加工时留下的误差，并达到一定的精度。先粗后精先主后次基准先行先面后孔先进行粗加工，以切除大部分加工余量。后进行精加工，以达到图纸技术要求以粗基准定位后，先加工出下一步所用的精基准表面。保证后续工序定位准确安装有加工孔时，应先加工孔口所在的平面安排机加工顺序的原则先加工主要表面，次要表面是贯穿插入加工。主要表面的加工是主线，贯穿始终减速器输出轴的机加工顺序：粗车各段外圆——调质——半精车各段外圆、车槽（越程槽、退刀槽等）、倒角、车螺纹——精车φ42±0.0125、φ280-0.022部分外圆——铣键槽——磨削φ35±0.008两处轴颈等。相关知识导入：基准及定位基准选择在机械加工工艺设计中，正确选择定位基准，对保证零件表面间相互位置精度、确定表面间加工顺序和夹具结构设计都有很大影响。基准设计基准装配基准定位基准工序基准工艺基准测量基准基准是确定零件上的某些点、线、面位置时所依据的点、线、面。1.基准（1）设计基准设计基准是在图样上用于确定其它点、线、面位置的基准。如图1-18所示轴套零件图1-18轴套（2）工艺基准在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。按用途不同又可以分为定位基准、测量基准、装配基准等。1）定位基准是指在加工时，用于确定零件在机床上或夹具中的正确位置所采用的基准。用于体现定位基准的实际存在的零件表面呈为定位基准面。如图1-19a所示。图1-19工艺基准分析示例a）钻套b）支撑块2）工序基准是指在工艺文件上用于标定被加工表面位置的基准。工序基准和设计基准重合。图1-20b钻孔工序简图。图1-20工艺基准分析示例a）定位基准示例b）钻孔工序3）测量基准是指工件检验时用于测量已加工表面尺寸及位置的基准。如图1-18轴套4）装配基准是指装配时用于确定零件在机器中位置的基准。图1-19的a）钻套等2.定位基准的选择定位基准的选择，包括粗基准的选择和精基准的选择。精基准：用已加工过的表面做基准粗基准：用未加工过毛坯表面做基准定位基准粗基准的选择原则——应保证各加工表面都有足够加工余量；以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，保证加工余量分布均匀、表面质量高在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次（因为粗基准一般都很粗糙，重复使用使所加工的两组表面之间位置误差会增大选表面光洁的平面做粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠一般应以非加工面做为粗基准。（应选择所不加工几个表面中与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准）（1）合理分配加工余量原则（2）粗基准不重复使用原则（3）便于装夹原则（4）保证加工面位置精度原则精基准的选择原则——利用设计基准做为定位基准，即为基准重合原则（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）互为基准原则（4）自为基准原则以加工表面自身做为定位基准的原则在大多数工序中，都使用同一基准的原则加工表面和定位表面互相转换的原则3.定位、夹紧等符号的画法表达——机械加工定位、夹紧符号（JB/T5601-2006）1）定位支承符号见表1-13。2）辅助支承符号见表1-14。3）夹紧符号见表1-15。2.安排热处理位置为了提高零件材料的力学性能和表面质量，改善金属材料切削加工性及消除应力，安排工序时，应该把热处理工序安排在恰当位置。减速器输出轴的“调质”热处理技术要求，安排在零件整体加工工艺路线的粗加工和半精加工之间。相关知识导入：热处理工艺的应用，工序与工步热处理工艺——热处理工艺一般可以分为两大类：预备热处理和最终热处理。（1）预备热处理。为改善金属组织和切削性能而进行的热处理。它包括正火、退火、时效处理和调质。（2）最终热处理。为了提高零件的硬度，、耐磨性和强度等力学性能而进行的热处理。它包括淬火、渗碳淬火和渗氮。热处理在整个工艺路线中的次序，应根据工件材料和产品图纸上技术条件要求来安排。常用的热处理在工艺路线中的位置见表1-16。目的、位置类型名称目的位置整体热处理退火使材料的成份均匀化、细化组织，消除应力，降低硬度，提高塑性、改善切削加工性通常作为铸造、锻造、轧、焊加工之后，冷加工等之前的一中预备热处理工序，在粗加工之前安排整体热处理正火调整钢件的硬度、细化组织及消除网状碳化物，并为淬火做好准备用于低碳钢而改善切削加工性等时，属于预备热处理，在粗加工之前安排；用于要求不高的普通结构件时，属于最终热处理，在精加工之前安排淬火提高零件的硬度和耐磨性。淬火后经中文或高温回火，也可以获得良好的综合力学性能一般作为最终热处理，在精加工之前安排调质使零件获得良好的综合力学性能一般在粗加工之后、精加工之前安排表面热处理感应淬火等提高零件的表面硬度及耐磨性属于最终热处理表1-16热处理工艺在工艺路线中的位置工序与工步——1.工序工序是由一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元。2.工步加工工件表面时，在切削刀具和切削用量中的切削速度和进给量都不变的情况下所连续完成的那部分工序成为工步。一道工序中包括一个或若干个工步。3.安排辅助工序辅助工序一般包括去毛刺、到棱、清洗、防锈、退磁、检验等。减速器输出轴的辅助工序见工艺过程卡相应内容。合理安排“检验”辅助工序——1）粗加工阶段之后；2）关键加工工序加工前和加工后；3）零件跨车间转工序时；4）特征性能（探伤、密封性等）检验之前；5）零件全部加工结束后除检验工序外，还要考虑去毛刺、清洗、涂装、防锈等辅助工序的安排。辅助工序在生产中不是可有可无的，辅助工序依据需要安排后，将和其他工序同等重要。（三）设计工艺路线经过以上的分析准备，现在以表格的形式表达出设计的减速器输出轴零件工艺路线内容。见表1-17所示。工序号工序名称工序内容定位基准1备料圆钢棒料φ60×2粗车卡盘夹右端，粗车左端端面，钻中心孔B3.15，粗车两处φ35±0.008外圆、φ52外圆、φ42±0.0125外圆、φ330-0.03外圆等各部分外圆φ60外圆轴线3粗车掉头卡盘装夹左端，车右端面，钻中心孔，粗车φ280-0.022外圆、M24×1.5外圆的剩余部分外圆φ35±0.008部分粗车后的外圆轴线4热处理调制处理235HBS5研修研中心孔表1-17减速器输出轴的机加工工艺路线6半精车两顶尖装夹工件，半精车两处φ35±0.008外圆、φ42±0.0