毕业设计-阶梯轴的工艺系统设计

阶梯轴的工艺系统设计二○一四年五月目录摘要………………………………………………………………………………IABSTRACT………………………………………………………………………Ⅱ前言………………………………………………………………………………1第一章阶梯轴的分析………………………………………………………21.1阶梯轴的作用…………………………………………………………21.2阶梯轴的工艺分析……………………………………………………21.2.1加工方法的选择……………………………………………………31.2.2机床、夹具、刀具的选择……………………………………………31.2.3加工阶段及加工顺序的安排………………………………………4第二章阶梯轴的材料及热处理……………………………………………52.1阶梯轴的材料选择……………………………………………………52.2阶梯轴的热处理………………………………………………………5第三章阶梯轴的工艺系统…………………………………………………63.1阶梯轴的图样分析……………………………………………………63.2确定毛坯的制造方式…………………………………………………63.3选择定位基准及工艺路线……………………………………………73.4确定表面的加工方法…………………………………………………73.5切削加工的有关计算…………………………………………………83.5.1机械加工余量、工序尺寸的确定…………………………………83.5.2切削加工时的计算…………………………………………………9第四章阶梯轴的检验……………………………………………………114.1加工后的检验………………………………………………………114.2加工中的检验………………………………………………………11设计小节………………………………………………………………………12致谢……………………………………………………………………………13参考文献………………………………………………………………………14XXX大学阶梯轴的工艺系统设计I摘要阶梯轴的加工工艺，在机械加工中占有重要的地位，零件工艺设计得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求，因此这在机械加工行业中是至关重要的环节。随着我国经济建设的发展，机械制造业也随着迅猛发展；而机械工业担负着为工业、农业、商业、国防及社会生活各个方面提供技术装备的重要任务，所以国民经济各部门日益迫切要求机械工业为其提供各种结构先进、性能优良、价格低廉、使用方便各安全可靠的机械产品。而任何机械产品或设备的开发和生产都必须首先进行设计。械设计水平的高低已成为衡量一个国家科学技术、经济水平以及国防力量的重要标志；所以进行零件机械加工工艺规程的设计有着重要的意义。阶梯轴是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支撑传动零件，传递扭矩和承受载荷。阶梯轴属于旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、内孔和螺纹及相应的端面组成。轴的长度一般介于5~20之间，称其长度小于5的轴为短轴，长度大于20的轴为长轴。此设计以加工的需要、使用性能、经济性要求和实际生产的条件为基础。所选用的阶梯轴材料为锻造45号钢，故毛坯成形采用锻造的方法。阶梯轴零件的主要加工表面为外圆表面。外圆表面加工根据精度要求可选择车削和磨削。本次设计的轴，为保证其精度和表面质量将先后经过粗车、半精车、精车、粗磨、精磨等五道工序加工。关键词：阶梯轴工艺设计车削加工XXX大学阶梯轴的工艺系统设计IIABSTRACTTheprocessingtechnology,steppedshaftinmachining,occupiesanimportantpositionpartsdesigntofitunreasonable,itdirectlyrelatestothequalityrequirementscouldeventuallyparts,sothatinthemechanicalprocessingindustryiscruciallink.Alongwiththedevelopmentofourcountry'seconomicconstruction,machinerymanufacturingindustrywithrapiddevelopment,Andindustrialmachineryforindustry,agriculture,commerce,nationaldefenseandprovidetechnicalaspectsofsociallifeofequipment,soimportantsectorsofthenationaleconomyincreasinglyurgentrequirementofmechanicalindustrytoprovideadvancedstructure,goodperformance,lowprice,conveniencethesafeandreliablemechanicalproducts.Butanymechanicalproductsorthedevelopmentandproductionofequipmentmustbefirst.Armeddesignlevelhasbecomeanationalscienceandtechnology,economiclevelsandtheimportantsymbolofnationaldefenseforces,Sopartsmachiningprocedureofdesignhasimportantsignificance.Steppedshaftisfrequentlyencounteredinthemachineisoneofthetypicalparts.Itismainlyusedtosupporttransmissionparts,torqueandload.Steppedshaftparts,itslengthbelongstothediameter,generallybymorethanoneaxisoftheYuanZhuMian,holeandthreadandthecorrespondingsurfacecomposition.Axiallengthbetween5-20commonly,saysitslengthbetween5axisforshortaxis,thelengthoftheshaftfor20paxis.Thisdesignbyusingtheprocessperformance,economy,requirementsandactualproductioncondition.Selectedpartsmaterialfor45steelforging,blankformingforgedmethod.Themainpartsofsteppedshaftmachinedsurfaceforthesurface.Accordingtothesurfaceprocessingaccuracyrequirementsofmachiningandgrindingcanchoose.Thedesignoftheshaft,inordertoensureitsaccuracyandsurfacequalitywillsuccessivelythroughrough,pure,pureandcar,coarseandfinegrindingprocess.Keywords:SteppedShaftProcessDesignTurningXXX大学阶梯轴的工艺系统设计第1页共14页前言毕业设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。首先我们要熟悉设计任务书，明确设计任务和要求，其次了解零件的形状，尺寸的精度和表面的粗糙度材料的工艺特性等技术要求和生产批量特点。我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！阶梯轴工艺系统的设计，受到刀具、量具、辅具、机床的限制，加工特点适合车床的特性，如加工工序集中、加工精度高、自动化程度高、加工效率高、能进行各种平面、曲面的混合加工，对各种孔能进行钻、扩、车、镗的加工。被加工零件的内容与相关知识结合起来，包括机床的操作，公差配合，加工工艺分析，装夹，加工基准的选择，切削参数的选择，零件的检测等。此设计以加工的需要、使用性能、经济性要求和实际生产的条件为基础。所选用的零件材料为锻造45号钢，故毛坯成形采用锻造的方法。阶梯轴零件的主要加工表面为外圆表面。外圆表面加工根据精度要求可选择车削和磨削。本次设计的阶梯轴，为保证其精度和表面质量将先后经过粗车、半精车、精车、粗磨、精磨等五道工序加工。XXX大学阶梯轴的工艺系统设计第2页共14页第一章阶梯轴的分析1.1阶梯轴的作用阶梯轴是机械结构中用于传递运动和动力的重要零件之一，其加工质量直接影响到机械的使用性能和运动精度。阶梯轴主要用来支撑传动零件（齿轮、皮带轮等），传递扭矩和承受载荷。阶梯轴属于旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、内孔和螺纹及相应的端面组成。轴的长度一般介于5~20之间，称其长度小于5的轴为短轴，长度大于20的轴为细长轴。本设计阶梯轴以东风4型机车传动轴为例，该阶梯轴的作用是将柴油机输出功输送到静液压变速箱,驱动两静液压泵工作,泵出高压静液压油,同时根据油、水温度的要求,驱动和调节静液压马达工作,冷却高、低温冷却水。1.2零件的工艺分析阶梯轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面分析该阶梯轴的加工工艺系统。图1.11.2.1加工方法的选择图1-1为减速箱的传动轴，从结构上看，是一个典型的阶梯轴，工件材料为XXX大学阶梯轴的工艺系统设计第3页共14页45号钢，生产纲领为小批或中批生产，调质处理220～250HBS。传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8um)较小，最终加工应采用磨削。1.2.2机床、夹具、刀具的选择（1）机床的选择阶梯轴的加工主要用CA6140车床，车床按照用途和功能不同，可分为许多类型，如卧式车床、立式车床、落地车床和转塔车床等，车床适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如内外圆柱面、圆锥面及成形回转表面、车削端面及各种常用的螺纹，还可以钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。此设计的阶梯轴的加工，还需要的设备有磨削加工设备：万能外圆磨床M1432A，铣削加工设备：铣床X52。（2）夹具的选择在机床上，为了使工件占有正确的位置并使其在加工的过程中始终保持不变的工艺装备称为机床的夹具。应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高提高劳动生产率并降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床范围，实线“一机多用”。根据CA6140车床的加工特点，夹具通常安装在车床的主轴前端，与主轴一起旋转。综上所述，夹具应具备以下几个要求：夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；夹具上个零部件应不妨碍机床对零件各个表面的加工，确保工件有足够的运转空间；有足够的刚性，避免震动使夹具变形；方便排屑。根据上述夹具的选择原则，在CA6140机床上加工一般轴类零件，选用一般三爪自定心卡盘。由于零件调头加工后，要将以加工表面作为定位元件表面，为确保其加工精度，故选用辅助夹具铜皮。（3）刀具的选择车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具，它可在各种类型的车床上加工外圆、内孔、倒角、切槽与切断、车螺纹以及其它成形面。车刀的类型很多，既可按用