机械制造工艺学课程设计说明书

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机械制造工艺学 课程设计说明书

主轴箱轴零件机械加工工艺规程设计 王胜超 机电工程学院

机械设计制造及其自动化2009-（4）班 付 敏 副教授

目 录

1 零件的分析??????????????????????????????? 2 1.1零件结构工艺性分析???????????????????????????2 1.2 零件的技术要求分析???????????????????????????2 2 毛坯的选择??? ????????????????? 3 2.1 毛坯种类的选择?????????????????????????????3 2.2毛坯制造方法的选择?????????????????????????? ?3 2.3毛坯形状及尺寸的确定 ???????????????????? ?3 3 工艺路线的拟定? ????????????????? 3 3.1 定位基准的选择?????????????????????????????3 3.2零件表面加工方案的选择???????????????????????? ?3 3.3加工顺序的安排 ? ??????????????????? ?4 3.3.1加工阶段的划分 ? ??????????????????? ?4 3.3.2机械加工顺序的安排 ? ??????????????????? ?4 3.3.3热处理工序的安排 ? ??????????????????? ?4 3.3.4辅助工序的安排 ? ??????????????????? ?4 4 工序设计? ????????????????? 5 4.1 机床和工艺装备的选择??????????????????????????5 4.2工序设计 ???????????????????????? ?5

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结论???????????????????????????????????6 参考文献

1 1零件的分析

1.1零件结构工艺性分析

此零件材料为45钢，为阶梯轴类零件，需要加工的重要表面为外圆及端面，次要表面为花键槽、平键槽，螺纹，深孔以及小孔。

1.2零件的技术要求分析

1）将各个需要加工表面的尺寸精度、粗糙度、形位精度等技术要求列表如下： 加工表面名称 尺寸精度 粗糙度 形位精度 中心孔B2.5中心孔 1.25 GB145?59螺纹A M30×1.5-6h 退刀槽B Φ27.5mm 花键C 内Φ30.6mm外Φ2.5 1.25 37mm IT6 轴段E Φ40±0.008mm 1.25 ↗ 0.02 A-B IT6 轴段F Φ39mm 轴段G 1.25 0.035Φ40?mm IT6 ?0.018退刀槽H 花键I （3×0.5） 内Φ40.5mm IT6 0.010外Φ48??0.027mm 2.5 1.25 环 退刀槽J 键 退刀槽N 环 退刀槽O 轴段K 轴段L 轴段M 键 键 孔 ?0.26.50mm ?0.1630mm 1.25 ↗ ↗ 0.03 A-B 5 5 1.25 1.25 5 1.25 5 5 2.5 2 14×32 ?0.1650mm （3x0.5） 0.035Φ40??0.018mm IT6 0.08Φ35??0.25 mm IT10 0.25Φ40??0.050 mm IT7 0.03 A-B ⊥ 12×90mm 10×88mm ?0.016Φ80mm IT6 0.1 A-B 深孔 Φ23mm 锥孔 60° 2）技术条件为： 1、调质处理硬度HB235 2、未注倒角1x45°

20 1.25 2、毛坯的选择

2.1毛坯种类的选择

由于毛坯经过加热锻造后，能使金属内部的纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，结合本零件的具体要求，确定毛坯为锻件。

2.2毛坯制造方法的选择

毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。结合自由锻和模锻各自的适应场合以及本零件的生产类型为中批，确定采用自由锻获得所需毛坯。

2.3毛坯形状及尺寸的确定

最终表面尺寸（mm） 轴段A Φ30x15.4 轴段C Φ37x65 轴段E Φ40x40 轴段F Φ39x35 轴段G Φ40x78 轴段I Φ48x110 轴段K Φ40x59 轴段L Φ35x18 轴段M Φ40x105 总长522 加工余量（mm） 2+1.4=3.4 2+1.4+0.2+0.1=3.7 2+1.4+0.2+0.2+0.1=3.9 2+1.4=3.4 2+1.4+0.2+0.2+0.1=3.9 2+1.4+0.2+0.1=3.7 2+1.4+0.2+0.2+0.1=3.9 2+1.4=3.4 2+1.4+0.2=3.6 毛坯尺寸（mm） Φ33.4x15.4 Φ40.7x65 Φ43.9x46.8 Φ43.4x28.2 Φ43.9x78 Φ51.7x117.4 Φ43.9x59 Φ38.4x10.6 Φ43.6x108.4 528.8±1 3、工艺路线的拟定

3.1定位基准的选择

1）精基准的选择

由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据“基准重合”的原则在锥孔加工前选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面，同时用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，这又符合“基准统一”的原则。在锥孔精加工前以重要轴颈为定位基准面，重要轴颈精加工时以顶尖孔和锥孔锥孔作为定位基准面，这符合“互为基准”原则。

2）粗基准的选择

本零件为轴类零件，粗基准的选择仅限于在车端面钻中心孔这一工序中。将毛坯M段夹住，以M段外圆作为粗基准，车A段端面，钻中心孔，掉头将毛坯A段夹住，以A段外圆作为粗基准，车M段端面，钻中心孔。

3.2零件表面加工方案的选择

待加工表面 加工内容 3 轴段A 退刀槽B 轴段C 退刀槽D 轴段E 轴段F 轴段G 退刀槽H 端面a 轴段I 端面b 退刀槽J 退刀槽N 退刀槽O 轴段K 轴段L 轴段M 粗车—半精车—车螺纹 粗车—半精车 粗车—半精车—精车—粗铣—半精铣—精铣—精磨 粗车—半精车 粗车—半精车—精车—粗磨—精磨 粗车—半精车 粗车—半精车—精车—粗磨—精磨 粗车—半精车 粗车—半精车—粗磨—精磨 粗车—半精车—精车—粗铣—半精铣—精铣—精磨 粗车—半精车—粗磨—精磨 粗车—半精车 粗车—半精车 粗车—半精车 粗车—半精车—精车—粗磨—精磨 粗车—半精车 粗车—半精车—钻—粗绞—精绞—粗铣—半精铣 3.3加工顺序的安排

3.3.1加工阶段的划分

本零件的加工工艺过程分为三个阶段，调质以前的工序为各主要表面的粗加工阶段：包括毛坯的备料、锻造和正火，车端面、钻中心孔、粗车外圆及重要端面；调质以后到局部表面淬火前的工序为半精加工阶段：包括半精车外圆及重要端面、倒角、车退刀槽，钻深孔，精车外圆，车末端锥孔；局部表面淬火以后的工序为精加工阶段：包括研磨顶尖孔、粗磨重要轴段，精磨重要轴段和花键。另外，钻—粗绞—精绞Φ8孔在半精车后，精车前加工，铣花键，铣平键，车螺纹在粗磨后精磨前加工。 3.3.2机械加工顺序的安排

本零件的机械加工顺序安排体现“基准先行”、“先粗后精”、“先主后次”的原则，具体安排如下：

备料—锻造—正火—车端面钻中心孔—粗车所有外圆及a、b端面—调质—半精车外圆、车退刀槽、车a、b端面、倒角—检查—钻深孔—精车末端锥孔—钻、粗绞、粗绞Φ8孔—精车E、K、 C、G、I、M外圆—局部高频淬火—研磨顶尖孔—粗磨E、G、K轴段外圆及a、b端面—低温时效处理—粗铣、半精铣、精铣C、I轴段花键—粗铣、半精铣I、M轴段平键—精磨E、G、K轴段，C、I花键及a、b端面—磨末端锥孔—去锐边、毛刺—终检

3.3.3热处理工序的安排

锻造后车端面钻中心孔前安排正火，粗车后半精车前安排调质，精车外圆后研磨顶尖孔前安排局部高频淬火，粗磨后粗铣花键前安排低温时效处理 3.3.4辅助工序的安排

Φ8孔精绞后安排检查，最后安排终检

4 工序设计

4.1 机床和工艺装备的选择

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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

工序名称 备 料 锻 造 回火热处理 车端面、钻顶尖孔 机床 立式精锻机 回火炉 卧式车床 工艺装备 端面车刀、中心钻、三爪夹盘、米尺 外圆车刀、端面车刀、三爪夹盘、顶针、游标卡尺 外圆车刀、端面车刀、切断刀、倒角刀、三爪夹盘、中心架、顶针、游标卡尺 Φ23mm深孔钻、深孔专用夹具、游标卡尺 内孔车刀、三爪夹盘、中心架、游标卡尺 Φ8mm麻花钻、铰刀、Φ8孔专用夹具、游标卡尺 外圆车刀、顶针、锥堵、游标卡尺 硬质合金顶尖、中心孔专用夹具 砂轮、顶针、锥堵、千分尺 外圆车刀、三爪夹盘、顶针、游标卡尺 花键铣刀、花键专用夹具、游标卡尺 高速钢立铣刀、平键专用夹具、游标卡尺 砂轮、顶针、锥堵、千分尺 砂轮、中心孔专用夹具、千分尺 粗车所有各外圆及a、b端面 卧式车床 调质热处理 半精车所有外圆、车a、b端面、车退刀槽、倒角 钻深孔 精车末端锥孔 钻孔 检查 精车外圆 热处理 磨削顶尖孔 粗磨外圆、端面 低温时效处理 车螺纹 铣花键 铣平键 精磨外圆 精磨末端锥孔 去锐边、毛刺 检查 入库存储 卧式车床 深孔钻床 卧式车床 立式钻床 卧式车床 中心孔磨床 外圆磨床 卧式车床 花键铣床 立式铣床 外圆磨床 中心孔磨床 钳工台 4.2工序设计

现以第20道工序精磨外圆、端面为例，详细说明工序设计的内容如下： 4.2.1 加工余量的确定

5 由表查得精磨基本加工余量为0.1mm，对于G轴段，加工前尺寸为Φ40.10?0.025mm，精

0.035磨后要求达到尺寸Φ40??0.018mm，最大加工余量（40.1+0）-（40+0.018）=0.082mm，最小0.018加工余量（40-0.075）-（40+0.035）=0.04mm，故加工余量为0.1??0.06mm。

4.2.2 工序尺寸的确定

0.035该工序工序尺寸即为零件设计尺寸Φ40??0.018mm

4.2.3 切削用量的计算

1 ） 磨削速度的确定 根据经验，工件的运动速度可取35m∕min，由公式n=1000v∕πd可求得主轴转速n=278r∕min，参照该磨床参数所列的主轴转速，取转速n=230r∕min，从而求得实际切削速度v=28.89r∕min

2 ）进给量的确定 由机床功率4.24kW，用顶针和锥堵定位，进给量应取的小些，可取0.0065mm∕r

3 ）切削深度的确定 切削深度应取为加工余量的一半，根据加工余量切削深度取为0.1∕2=0.05mm。

结论

以上即为自己此次机械制造工艺学课程设计中关于中批量生产零件主轴箱轴的工艺设计说明书。在前期的零件图的绘制、毛坯余量的计算等环节自己做起来得心应手，但到后期工艺过程、工序卡的设计环节自己感到很茫然，不知如何下手，从哪儿下手，工装的选择更是没有一点概念，但毕竟通过查资料、问老师等途径比较圆满的完成了此次设计任务，获得了一定的工艺设计经验，更重要的是明白了自己目前最缺乏的是什么。

参考文献

1 王启平 主编。机械制造工艺学。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005

2 沈其文、徐鸿本 主编。机械制造工艺禁忌手册。北京：机械工业出版社，2000 3 邹青 主编。机械制造技术基础课程设计指导教程。北京：机械工业出版社，2004 4 柯建宏 主编。机械制造技术基础课程设计。武汉：华中科技大学出版社，2008

5 张龙勋 主编。机械制造工艺学课程设计指导书及习题。北京：机械工业出版社，1999 6 杨叔子 主编。机械工艺师手册。北京：机械工业出版社，2001

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