传动轴机械加工工艺说明书

湖南科技大学机械制造基础课程设计传动轴机械加工工艺规程设计说明书成绩：指导老师：设计人专业学号时间：湖南科技大学课程设计报告课程设计名称：传动轴机械加工工艺规程设计学生姓名：学院：专业及班级：学号：指导教师：2010年12月25日摘要所谓机械加工工艺规程，是指规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程的设计是一项十分重要而又非常严肃的工作。制订机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，在保证持量和生产进度的前提下，能获得最好的经济效益。制订工艺规程时，应注意以下三方面的问题：1、技术上的先进性2、经济上的合理性3、有良的劳动条件，避免环境污染机械制造课程设计的目的通过机械制造技术基础课程设计使我们在学习机械制造技术基础和进行了校内的生产实习之后获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。同时，课程设计也是为了毕业设计进行一次综合训练和准备。机械制造技术基础的课程设计可以使我们在下述三方面得到锻炼：1.能把机械制造技术基础课程中的基本理论和在校内生产实习中学到的实践知识有机的相结合，从而解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，从而确保零件的加工质量。2.提高我们的机械结构设计能力。通过针对某一典型零件的夹具（或量具）的设计，从而使我们能够通过所给出的被加工零件的加工要求，设计出高效率、低成本、装夹简单、省力、省时而能保证加工质量的夹具的能力。3.锻炼我们使用手册及图表资料的能力。能够熟练地依据给定的任务而查找相关的资料、手册及图表并掌握其中的设计信息用于设计参数的确定。目录一.传动轴的工艺分析及生产类型的确定............................1传动轴的用途分析..........................................2零件各部分的技术...........................................3审查传动轴的工艺性.........................................4确定传动轴的生产类型.......................................二确定毛坯、绘制毛坯简图......................................1毛胚的选择................................................2确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量..........................3绘制传动轴锻造毛坯简图三拟定传动轴的工艺加工路线过程................................1定位基准的选择............................................2零件表面加工方法的选择....................................3加工阶段的划分............................................4工序的集中与分散..........................................5加工顺序的安排............................................6零件的工艺路线的确定......................................四.机床设备及工艺装备的选用....................................1机床设备的选用...........................................2工艺装备的选用...........................................五．加工余量、工序尺寸和公差的确定.............................六．确定切削用量...............................................1背吃刀量的确定............................................2进给速度的确定............................................3切削速度的确定............................................七时间定额的计算..............................................1基本时间的计算............................................2辅助时间的计算............................................3其他时间的计算............................................4单件时间的计算............................................八填写工艺过程卡和主要工序的工序卡...........................九设计体会....................................................十参考文献....................................................十一附录一、传动轴的工艺分析及生产类型的确定1.传动轴的用途分析传动轴在各种机械或传动系统中广泛使用，用来传递动力。在传力过程中主要承受交变扭转负荷或有冲击，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应其工作条件。该零件的主要工作表面为E、M、F、N四个阶梯轴的外圆表面，它们的精度和表面粗糙度要求很高，在设计工艺规程时应重点予以保证。2.传动轴的技术要求表1传动轴零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/μm形位公差/mm传动轴两端面215无无无M轴肩左端面32无无无N轴肩右端面20无无无F轴肩右端面58无无无P面65无Ra0.8无Q面104无Ra0.8无G轴外圆面φ40无无无F轴外圆面左部(有配合要求)φ30±0.0065IT6Ra0.8无F轴外圆面右部（无配合要求）-0.02φ30-0.072IT9Ra0.8无N轴外圆面0φ30-0.013IT6Ra0.8无M轴外圆面φ35±0.008IT6Ra0.8E轴外圆面φ30±0.0065IT6Ra0.8无M轴外圆面上键槽侧面-0.015φ30-0.085IT10Ra3.2无N轴外圆面上键槽侧面-0.015φ30-0.065IT9Ra3.2无该传动轴零件形状为较简单的阶梯轴，结构简单。为实现轴的准确传递动力和轴与轴之间的精密配合，要求很高的精度等级和表面粗糙度。为了在传力过程中承受交变扭转负荷和冲击，传动轴需要有良好的力学综合性能，一般要对其进行调质处理，材料可为45号钢，就可以达到它的使用要求。由于传动轴配合的表面较多，为了保证各表面间的精密配合，需严格保证中心轴线的形位误差，所以要对重要表面或端面提出形位误差的要求，在加工时严格保证。如：传动轴的两个重要端面提出了相对中心轴线的端面圆跳动，保证垂直度在0.02以内，此外还保证了M、N两个重要轴的中心线相对中心轴线的同轴度误差在0.02以内。综上所述，该传动轴的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在实际中的功用。3.审查传动轴的工艺性分析零件图可知，传动轴两端面和各阶梯轴端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了接触刚度；为了加工阶梯轴，需在加工前切出退刀槽，以方便在加工外圆表面时退刀，避免刮伤加工好的端面；在加工各重要外圆表面时，可以两端定位，通过粗车、半精车、粗磨、精磨来达到技术要求，加工起来比较方便；键槽加工也可以在车床上用铣刀铣出来，螺纹也可以方便的车出来。总体上，主要工作表面虽然加工精度和表面粗糙度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。4.确定传动轴的生产类型依设计题目知：Q=200台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式：N=Qm(1+a%)(1+b%)得：N=200X(1+3%)X(1+0.5%)=207件/年该传动轴的重量约为1.31千克，查表可得，传动轴属轻型零件，生产类型为单件小批量生产。表2不同机械产品的零件质量型别表机械产品类别加工零件的质量/kg轻型零件中型零件重型零件电子工业机械44～3030机床1515～5050重型机械100100～20002000表3各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/（台/年或件/年）轻型机械中型机械重型机械单件生产≤100≤20≤5小批生产100～50020～2005～100中批生产500～5000200～500100～300大批生产5000～50000500～5000300～1000大量生产50000050001000二、确定毛坯、绘制毛坯简图1.选择毛坯由于该传动轴在工作过程中要承受交变负荷和冲击，为增强其强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。由于生产类型为单件小批量生产，且轮廓尺寸较大，宜采用自由锻的方法来制造毛坯。2.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1）公差等级由传动轴的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2）锻件重量已知机械加工后传动轴的重量为1.31千克，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为2.5千克。3）锻件形状复杂系数S=tm/Nm=2.5x4/（3.14x47x47x222x7.8）=0.83由于0.83介于0.63和1之间，故该传动轴的形状复杂系数属S1级4）锻件材质系数由于该传动轴材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，帮该传动轴的材质系数属M1级。5）锻件分模线形状穿过中心轴线的平面即为分模面，属平直分模线。6）零件表面粗糙度由零件图可知，该传动轴E轴的表面粗糙度Ra=0.3，两键槽侧面Ra=3.2，其余均为0.8根据上述分析，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果如下表所示：表4锻件重量/kg包容体重量/kg形状复杂系数材质系数公差等级2.53S1M1普通级表5项目/mm机械加工余量余量/mm锻件尺寸两端面2157229E轴外圆面φ30h67±2（取7）φ37M轴外圆面φ35h67±2（取7）φ42N轴外圆面φ25h67±2（取7）φ32G轴外圆面φ407±2（取6.7）φ46.7φ20螺纹加工轴7±2（取6.7）φ26.7F轴φ30h77±2（取7）φ37三、确定传动轴工艺路线1.定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准1）精基准的选择根据传动轴零件图的设计图纸和精基准的选择原则要求定位基准与设计基准相重合，这里选择传动轴的两端面中心孔作为定位基准，可以很方便的加工各轴肩端面和各外圆表面，而且能保证加工轴肩面P、Q相对于中心轴线的圆跳动误差，保证加工M、N轴线相对于中心轴线的同轴度误差。只有在加工键槽时需改变定位基准，根据设计要求选择P面和F轴肩右端面作为定位基准加工键槽。总之，该传动轴零件结构简单，定位、装夹方便，有利于保证各项技术要求。2）粗基准的选择一般先选择外圆表面作为粗基准，先加工出一个端面和端面的中心孔，然后再以加工出的端面定位加工另一个端面和其中心孔，而不是用外圆表面定位把两个端面同时加工出来，这样加工可以保证两端面中心线的同轴度，并为后续的精加工做好准备。2.表面加工方法的确定根据传动轴零件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如下表：表6轴零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra（um）加工方法传动轴两端面、M轴肩左端面和F、N轴肩