减速器轴加工规程与工艺设计

1/16轴机械加工工艺规程说明书课程设计名称：设计减速器输出轴机械加工工艺规程学生姓名：学院：专业及班级：学号：指导教师：2/16年月日目录一．生产纲领的计算与生产类型的确定………………………………………11.生产类型的确定…………………………………………………………12.生产纲领的计算…………………………………………………………2二．减速器输出轴的工艺性分析………………………………………………21.轴的工作原理……………………………………………………………22.零件图样分析……………………………………………………………23.零件的工艺分析…………………………………………………………34减速器输出轴的表面粗糙度、形状和位置精度要求…………………35审查零件的结构工艺性…………………………………………………4三．选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图…………………………………41．毛坯的选择……………………………………………………………42．确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量…………………………………5四．选择减速器输出轴的加工方法，制定工艺路线…………………………61．定为基准的选择………………………………………………………62．零件表面加工方法的确定……………………………………………73.加工阶段的划分…………………………………………………………74.工序的集中与分散………………………………………………………85.加工顺序的安排…………………………………………………………86.减速器输出轴工艺路线的确定…………………………………………8五．机床设备的选用……………………………………………………………91．机床设备的选用………………………………………………………92．工艺装备的选用………………………………………………………9六．工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算…………………………9七．确定工序的切削用量………………………………………………………12八．课程设计体会………………………………………………………………14九．参考文献……………………………………………………………………143/16一．生产纲领的计算与生产类型的确定机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型由产品的生产纲领来区别。1.生产类型的确定（1）零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。机械制造的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产，成批生产分为大批生产、中批生产、和小批生产。产量越大生产专业化程度越高。按重型机械、中型机械、和轻型机械的年生产量列出了不同的生产类型的规范如表1表1各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产≤5≤20≤100小批生产5～10020～200100～500中批生产100～300200～500500～5000大批生产300～1000500～50005000～50000大量生产＞1000＞5000＞50000(2)生产类型的划分要考虑生产纲领还得考虑产品本身的大小及其结构的复杂性。2.生产纲领的计算（1）生产纲领是产品的年生产量。生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺规程起着很重要的作用，它决定了各工序所需的专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。（2）零件的生产纲领的计算方式N=Qn(1+α%)(1+β%)结合生产实际：零件的备品率α%和零件的平均废品率β%分别取4%和6%，产品的年产量Q要求为200件/年，每台产品中该零件的数量为1件/台。所以综合以上数据代入上式中得：N=221件（3）减速箱输出轴的体积估计为零件的质量估计为m=2.2kg零件的质量为所以查表1可得其属于轻型零件，生产类型为小批量生产。4/16三．减速箱输出轴的工艺性分析1.轴的工作原理：轴套上的两个齿轮一端置于减速箱内，一端置于输出终端，作用是输出转矩，传递动力，所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度。2.零件图样分析（1）该零件轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，表面粗糙度最高达到了0.8µm。零件的中心轴是设计基准和工艺基准。（2）φ0.0250.00835mm对公共轴线的圆跳动为0.012mm。（3）ø48mm的左端面对公共轴线的圆跳动度为0.012mm。（4）ø35mm对公共轴线的的圆跳动度为0.012mm。（5）φ0.050.03440mm×35mm键槽对基准D平行度为0.08mm。（6）φ0.0410.02830mm×50mm键槽对基准C的平行度为0.06mm（7）零件的材料为45钢。（8）热处理T224（9）φ0.0250.00835mm为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，Ra为0.8µm。（10）各轴肩处过渡圆角R=1。（11）轴端加工出45°倒角，是为了便与装配。3.零件的工艺分析（1）零件的毛坯材料为45，是典型的轴用材料，综合机械性能良好。该材料是优质碳素钢，经调制处理之后具有良好的力学性能和切削加工性能。经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。（2）该轴式阶梯轴，其结构复杂程度一般，其有三个过渡台阶，一个锥度台阶。根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工根围粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。（3）此零件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。（4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。（5）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。5/16（6）同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。4减速箱输出轴的表面粗糙度、形状和位置精度要求与表面粗糙度要求见表2表2加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度Ra（µm）形位公差主轴左轴面φ0.0250.00835IT70.8↗0.012A-B主轴左轴面ø4812.5主轴左轴面φ0.050.03440IT61.6左端锥面12.5锥度5：16ø35轴面φ0.0250.00835IT70.8↗0.012A-Bø35轴面φ0.080.2435IT63.2↗0.012A-B主轴右轴面φ0.0410.02830IT51.6主轴右端内螺孔M6×2-1012P9351.6≡0.08D8P6501.6≡0.06C5审查零件的结构工艺性（1）结构力求简单、对称，横截面尺寸不应该有突然地变化。（2）应有合理的模面和圆角半径（3）45刚具有良好的锻性6由于ø48的左端面的粗糙度为1.6µm，要求较高，需要磨削工艺。为了磨削加工方便，不损坏φ0.0250.00835轴面粗糙度，应在该处加褪刀槽2×0.5mm。一方面在加工轴面时退刀需要。另一方面在磨削加工时能给刀具足够的进退空间。6/16四选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1．毛坯的选择因为减速箱输出轴在工作过程中要承受冲击载荷、扭转力矩。且载荷比较大。为增强它的抗扭强度和冲击韧度，毛坯应选用优质低碳钢。应为生产类型属于小批量生产，为了提高生产效率宜采用模锻方法制造毛坯。2确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量（1）公差等级根据零件图个部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。（2）锻件的质量估算与形状复杂系数S的确定。锻件的质量为mf=2.2kg形状系数S等于mf/mn其中mf为锻件的质量，mn为相应的锻件外廓包容体质量，S=2.2/2.8=0.786根据S值查相关文献可知锻件的形状复杂系数为S1级，既简单级。（3）零件表面粗糙度根据零件图可知该轴各加工表面的粗糙度至少为0.8µm。（4）毛坯加工余量的确定根据上面估算的锻件的质量、形状复杂系数与零件的长度，查表可得单边余量的范围为1.7～2.2mm。由于零件为阶梯轴，可以把台阶相差不大的轴的毛坯合成为同一节。①对轴左端φ0.0250.00835的外圆表面粗糙度0.8µm的要求，对其加工方案为粗车——半精车——磨削。查工艺手册得：磨削的加工余量为0.4,半精车的加工余量为1.5，粗车的加工余量为4.5，总得加工余量为6.4，所以去总的加工余量为6，将粗车的加工余量修正为4.1。精车后工序的基本尺寸为35mm，其它各工序的基本尺寸为：磨削：35+0.4=35.4半精车：35.4+1.5=36.97/16粗车：36.9+4.1=41确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：由工艺手册查得：精车后为IT7，Ra为0.8µm。半精车后为IT8,Ra为3.2µm，粗车后为IT11,Ra为16µm。②对于ø48和ø40的外圆端面，为了提高加工效率，可以作为同一台阶。ø40的外圆表面粗糙度为1.6µm，确定其加工方案为：粗车——半精车——精车。由工艺手册查得：精车的加工余量为1.1，半精车的加工余量为1.5，粗车的加工余量为4.5，所以总加工余量为7.1，取加工余量为10，修正粗车余量为7.4。精车后工序的基本尺寸为40，其他各工序的基本尺寸为:精车：40+1.1=41.1半精车：41.1+1.5=42.6粗车：42.6+7.4=50确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：精车后为IT7，Ra0.8µm，半精车后为IT8，Ra3.2µm，粗车后为IT11，Ra16µm。③对ø48的外圆端面，加工方案为粗车。粗车的加工余量为2.0.其工序尺寸为粗车：48+2.0=50③ø35和ø30的毛坯加工余量的确定：由于台阶相差较小，在确定毛坯时可处于同一台阶面，以ø35为对象，其外圆的表面粗糙度为Ra0.8µm,确定其加工法案为：粗车——半精车——磨削。精车后的尺寸为35，其它各工序的基本尺寸为：磨削：35+0.4=35.4半精车：35.4+1.5=36.9粗车：36.9+4.1=41确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度：由工艺手册查得：磨削后为IT7，Ra为0.8µm。半精车后为IT8,Ra为3.2µm，粗车后为IT11,Ra为16µm。所以ø30的总加工余量为41-30=11④轴端面加工余量的确定：根据轴的尺寸长度与零件直径，查工艺手册得端面的加工余量为2。五选择减速箱输出轴的加工方法，制定工艺路线1．定为基准的选择：正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定为基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选8/16择。（1）粗基准的选择粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定为基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定为基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。（2）精基准的选择根据减速箱输出轴的技术要求和装配要求，应选择轴右端面φ0.0250.00835和端面φ0.0410.02830为精基准。零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。2．零件表面加工方法的确定根据零件图表各表面得加工要求，以及材料性质等各因素该轴为阶梯轴，以车削加工为主，由于ø48的左端面的粗糙度Ra为0.8µm，采用磨削加工。减速箱输出轴的各表面具体的加工方法如表3表3加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra（µm）加工方法φ0.0250.00835外圆面IT60.8粗车——半精车——磨削ø48外圆面IT1212.5粗车φ0.05