课程设计（论文）减速器低速轴车加工工艺规程设计.doc

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1、课 程 设 计题 目：减速器低速轴车加工工艺规程设计班 级： 组 长： 指导教师： 王宝敏 完成日期： 目 录第一章 零件工艺分析及生产类型确定11.1零件的用途11.2零件的工艺性21.2.1分析、审查产品的零件图和装配图21.2.2零件的结构工艺性分析21.3确定零件的生产类型3第二章 确定毛坯、工序尺寸32.1选择毛坯32.2确定毛坯的机械加工余量和尺寸公差32.2.1毛坯的机械加工余量32.2.2毛坯的尺寸公差42.2.3加工余量、工序尺寸和工差的确定42.2.3绘制零件毛坯简图6第三章 拟定零件的工艺路线63.1定位基准的选择63.1.1精基准的选择63.1.2粗基准的选择63.2表

2、面加工方法的确定63.3工序的安排73.3.1加工阶段的划分73.4工序顺序的安排83.4.1机械加工工序83.4.2热处理工序93.5确定工艺路线93.6选择加工设备及刀、夹、量具10第四章 零件设计计算10参考文献18第一章 零件工艺分析及生产类型确定1.1零件的用途该零件为减速器低速轴，其主要作用，一是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。减速器低速轴零件图 下图所示为减速器低速轴的零件图。结合图分析可得，该零件为台阶类零件，形状对称，尺寸精度，形位精度要求均较高。50、52、40为主要配合面，精度均要求较高，需通过磨削得到。40，52两表面对两个50轴线的圆跳动误差0.012mm

3、，对40、50、52，有圆柱度要求。其中两个50为轴承支撑的地方，还有40，52分别为配合联轴器和大齿轮，故粗糙度要求较高，得通过磨削加工获得。1.2零件的工艺性1.2.1分析、审查产品的零件图和装配图制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。1.2.2零件的结构工艺性分析 所谓零件的结构工艺性是指设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有50、52、45、40的外圆柱面，还有两个键槽的加工

4、要通过铣车来加工。配合表面的粗糙度要求较高需通过磨削而得。图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、50圆柱表面为Ra0.8um,52、45、40、40外圆柱面为Ra1.6um, 键槽两侧面粗糙度为Ra3.2um，键槽底面粗糙度为Ra6.3um，其余为Ra6.3um，要求不高；位置要求较严格，40，52两表面对两个50轴线的圆跳动误差0.012mm，对40、50、52，有圆柱度要求。热处理方面需要调质处理，到220-250HBS，保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，

5、符合要求。1.3确定零件的生产类型该轴材料为45钢，生产类型为单件生产。第二章 确定毛坯、工序尺寸2.1选择毛坯毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易、工序数量的多少有直接影响。因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。在毛坯选择时，应充分注意到采用新工艺、新技术、新材料的可能性，以降低成本、提高质量和生产率。毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的种类包括：铸件、锻件、型材、冲压件、冷或热压制件、焊接

6、件等。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。材料为45钢，锻造时应安排人工调质处理220HBS。2.2确定毛坯的机械加工余量和尺寸公差2.2.1毛坯的机械加工余量由表可知，可确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量。该锻件的尺寸公差等级为IT13级。加工精度要求高的地方，例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2)；精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8)。根据该零件的各加工精度要求，经过查表得锻造的毛坯尺寸为

7、各加工表面都留有加工余量4mm，因此为圆柱所以保留加工余量为8mm。加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值50+0.018/+0.00255 mmG5 mm52+0.060/+0.04152 mmG5 mm40+0.033/+0.01740 mmG10 mm273273 mmH3 mm锻件直接锻造出此大概形状，用查表法确定各个加工的总余量如上图所示。2.2.2毛坯的尺寸公差锻件主要尺寸的公差如下表所示：表2-2主要毛坯尺寸及公差（mm）主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT锻件的长度尺寸27372804锻件的宽度尺寸65各阶梯圆柱尺寸5015653.2605653.24520653.240

8、25803.22.2.3加工余量、工序尺寸和工差的确定 根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸总结如下：1）外圆柱面50x22（毛坯65）工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精车 2.1 IT6 50 1.6粗车 15 IT12 53 6.3 2）外圆柱面60（毛坯65）工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精车 2.1 IT6 60 1.6粗车 5 IT12 62.9 6.3 3）外圆柱面52（毛坯65）工序名称 工

9、序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精车 2.1 IT6 52 1.6粗车 13 IT12 55 6.3 4)外圆柱面45(毛坯65)工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精车 2.1 IT6 45 1.6粗车 20 IT12 48 6.3 5)外圆柱面40(毛坯65)工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精车 2.1 IT6 40 1.6粗车 25 IT12 43 6.3 6)加工键槽工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精铣 IT9 16 1.6粗铣 IT12 12 3.27)加工键槽工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙

10、度精铣 IT9 12 1.6粗铣 IT12 8 3.22.2.3绘制零件毛坯简图毛坯简图第三章 拟定零件的工艺路线3.1定位基准的选择3.1.1精基准的选择精基准的选择：加工输出轴，通过了解零件结构特点和加工精度要求，可以初步选定车各阶梯圆柱面时分别以不加工面为基准。选定左端面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单，可靠，操作方便，使用夹具即可。利用钻顶尖孔可以对精加工面进行自由度的限制确保加工达到要求精度。3.1.2粗基准的选择粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要阶梯面和轴面作粗基准：1、在保证各加工余量的前提下，使键槽的加工余量尽量均匀；2保证定位准确、夹紧可靠。3.2 表面

11、加工方法的确定 根据输出轴零件图上的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，如下表所示：表3-1 加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案50x28外圆柱轴承配合表面IT60.8粗车-精车-磨削50外圆柱面IT61.6粗车-精车60外圆柱面IT912.5粗车52外圆柱面IT61.6粗车-精车45外圆柱面IT61.6粗车-精车40外圆柱面IT61.6粗车-精车左端面自由公差6.3粗车右端面IT61.6粗车-精车键槽IT93.2粗铣-精铣倒角自由公差6.33.3工序的安排3.3.1加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要

12、用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。 粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准。半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备。精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。3.3.2基面先行原则 该零件

13、进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和60外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。3.3.3先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。3.3.4先面后孔 对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高

14、孔的加工精度，所以对于轴来讲先加工60外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各表面。3.4工序顺序的安排3.4.1机械加工工序工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。 综上所述：考虑到工件是小批量生产的情况，采用工序分散。 辅助工序的安排：辅助工序一

15、般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。3.4.2热处理工序热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件轴材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840温度中保持30分钟释放应力。3.5确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了输出轴的工艺路线。表3-2 输出轴的工艺路线工序号工序名称工 序 内 容1备料2锻造锻造毛坯3热处理正火（消除内应力）4车削车两端面,并打中心孔5车削粗车外轮廓6热处理调质220240HBS7车削

16、粗车、精车60台阶面8车削 粗车、精车52台阶面9车削 粗车、精车50台阶面10车削 粗车、精车45台阶面11车削 粗车、精车40台阶面 12车削倒角 13磨削磨削50x28与轴承配合面 14钳工划键槽加工线15铣削铣键槽 16钳工钳去毛刺 17清洗 18终检按零件图样要求全面检查3.6 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用机床及专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床的的装卸及各机床间的传送均由工人完成。车各外圆时，多是用车床完成，夹紧方案为专用车夹具及三爪卡盘定位。铣键槽采用铣床来加工，量具选用游

17、标卡尺和千分尺配合使用即可。第四章 零件设计计算表4-1粗车外圆切削参数查表结果粗车外圆Ap(mm)F(mm/r)V(mm/r)6050.5385250.5385050.5384550.5384050.538半精车外圆6030.7315230.7315030.7314530.7314030.731精车外圆6030.4445230.4445030.4444530.4444030.444工序余量计算1.外圆60mm1）确定加工方案：查表得，对于基本尺寸为60mm，确定加工方案为粗车。2）确定加工余量：工件总余量，表2-9得对于长度为273mm，60mm的轴，因为是一般精度锻件，所以其机械加工余量与

18、公差等级精度为F级。查表2-9得，每侧的加工余量数值为2.5mm故工件总余量为Z总=5mm即:粗车Z粗=5mm3）计算工序尺寸的基本尺寸：粗车后工序基本尺寸为62mm，其他各工序基本尺寸为：粗车：5.0mm毛坯：65.0mm2.外圆52+0.060 +0.041Ra为1.61）确定加工方案，查表得对于其基本尺寸为52mm，公差为0.019mm其工差等级为IT61-6确定加工方案粗车-精车。2）确定加工余量：毛坯总余量查表得对于长为70mm，52mm的轴其精度等级为F级的加工余量4mm所以Z总=8mm即 精车：Z精=1.6mm粗车：Z粗=8-1.6=6.4mm3）计算各工序的基本粗车，精车后工序

19、的基本粗车为52mm，其他各工序其基本粗车为精车：Z精=52+1.6=53.6mm，粗车：Z粗=53.6+6.4=60.0mm3.外圆50+0.018 +0.002Ra为0.81）确定加工方案.查表得，对于基本尺寸为50mm，公差为0.016mm，其公差等级为IT6确定加工方案为粗车一半精车磨削。2）确定加工余量：工件总余量，表2-9得对于长度为29mm，50mm的轴，因为是一般精度锻件，所以其机械加工余量与公差等级精度为F级。查表2-9得，每侧的加工余量数值为1mm故工件总余量为Z总=2mm即:磨削量Z磨=0.3mm 表2-17粗车Z粗=2-1.0-0.3=0.7mm3）计算工序尺寸的基本尺

20、寸：磨削后工序基本尺寸为50mm，其他各工序基本尺寸为磨削：50+0.3=50.3mm毛坯51.3+0.7=52.0mm4.外圆45 Ra为1.61)确定加工方案：粗车-精车2)确定加工余量：对于长为171mm45mm的轴其精度等级为F级每侧加工余量2.5mm故Z总=5mm，即 精车Z精=1.6mm，粗车Z粗=5-1.6=3.4mm3)计算各工序的基本尺寸:精车后基本尺寸为45，其余各工序基本尺寸为精车Z精=45+1.6=46.6mm粗车Z粗=46.6+3.4=50.0mm5.外圆40+0.033 +0.017，Ra为1.61)确定加工方案对基本尺寸40mm，公差为0.016mm其公差等级为I

21、T6确定方案:粗车-精车2)确定加工余量：对于长度为60mm，40mm的轴，其精度等级为P级查表2-9得没侧的加工余量数值为2.5mm故Z总=5.0mm即 精车 Z精=1.6mm，粗车 Z粗=5-1.6=3.4mm3)计算各工序基本尺寸：精车后基本尺寸为40mm，其他各工序基本尺寸为精车Z精=40+1.6=41.6mm粗车Z粗=41.6+3.4=42.0mm6.外圆50+0.018 +0.002Ra为0.81）确定加工方案.查表得，对于基本尺寸为50mm，公差为0.016mm，其公差等级为IT6确定加工方案为粗车一半精车磨削。2）确定加工余量：工件总余量，表2-9得对于长度为29mm，50mm

22、的轴，因为是一般精度锻件，所以其机械加工余量与公差等级精度为F级。查表2-9得，每侧的加工余量数值为4.5mm故工件总余量为Z总=9mm即:磨削量Z磨=0.3mm 表2-17粗车Z粗=9-1.0-0.3=7.7mm3）计算工序尺寸的基本尺寸：磨削后工序基本尺寸为50mm，其他各工序基本尺寸为磨削：50+0.3=50.3mm 毛坯51.3+7.7=60.0mm确定切削用量1粗车精车60外圆粗车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为3.mm,显然a为单边余量，a=1.5mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.60.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm

23、/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=1.5mm， f=0.8mm/r， n=450/min ， v=91.8m/min. 精车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为1.6mm,显然a为单边余量，a=0.8mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.080.3mm/r,根据所选的机床取f=0.3mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=0.8mm， f=0.3mm/r， n=450r/min ， v=9

24、1.8m/min.切削工时： 基本时间 辅助时间 2min工作地服务时间2粗车精车磨52外圆粗车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为3.mm,显然a为单边余量，a=1.5mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.080.3mm/r,根据所选的机床取f=0.3mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=1.5mm， f=0.3mm/r， n=450/min ， v=91.8m/min.精车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为1mm,显然a为单边余量，a=0.5mm（2）确定进给量

25、f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.080.3mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=0.5mm， f=0.3mm/r， n=450/min ， v=91.8m/min切削工时： 基本时间 辅助时间 1min工作地服务时间2.6min3粗车精车50外圆粗车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为3.mm,显然a为单边余量，a=1.5mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.60.9mm/r,根据所选的机床取f=0.

26、8mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=1.5mm， f=0.3mm/r， n=450/min ， v=91.8m/min.精车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为1.6mm,显然a为单边余量，a=0.8mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.080.3mm/r,根据所选的机床取f=0.3mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=0.8mm， f=0.3mm/r， n=450/min ， v=

27、91.8m/min 基本时间 辅助时间 2min工作地服务时间3.3min 4粗车精车45外圆粗车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为3.mm,显然a为单边余量，a=1.5mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.60.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=1.5mm， f=0.3mm/r， n=450/min ， v=91.8m/min.精车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为1.6mm,显然a为单边余量，a=0.8mm（2）确定进

28、给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.60.9mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=0.8mm， f=0.3mm/r， n=450/min ， v=91.8m/min 切削工时： 基本时间 辅助时间 1min工作地服务时间2.1min5粗车精车40外圆粗车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为3.mm,显然a为单边余量，a=1.5mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.60.9mm/r,根据所选的机床取f=

29、0.8mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=1.5mm， f=0.3mm/r， n=450/min ， v=91.8m/min.精车：（1）确定背吃刀量a粗车双边余量为1.6mm,显然a为单边余量，a=0.8mm（2）确定进给量f根据机械加工工艺师手册（以下简称文献1）表5114可得f=0.080.3mm/r,根据所选的机床取f=0.3mm/r（3）确定切削速度vn=450 m/min,v=dn/1000=91.845 m/min最后确定的切削用量为a=0.8mm， f=0.3mm/r， n=450/min ，

30、v=91.8m/min切削工时： 基本时间 辅助时间1min工作地服务时间2.4min7. 铣52表面上的键槽 （1）背吃刀量为a=2mm(2)确定进给量f=0.2mm/r，文献1表522(3)确定切削速度v按文献1表522 v可取v=58m/min，则n=1000v/d=100058/45=410r/min，按钻床的转速文献1表46，选择转速n=450r/min,则实际铣削速度v=58m/min.切削工时： 基本时间 辅助时间1min工作地服务时间3.5min8. 铣40表面上的键槽1）背吃刀量为a=2mm(2)确定进给量f=0.2mm/r，文献1表522(3)确定切削速度v按文献1表522

31、 v可取v=58m/min，则n=1000v/d=100058/45=410r/min，按钻床的转速文献1表46，选择转速n=450r/min,则实际铣削速度v=58m/min.切削工时： 基本时间 辅助时间1min工作地服务时间2.6min参考文献1孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，19912 弈继昌主编. 机械制造工艺学及夹具设计. 中国人民出版社，19913李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，19934黄健求主编.机械制造技术基础.机械工业出版社，20055黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，20046田春霞主编.数控加工工艺.北京：机械工业出版社，20067崇 凯主编.机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社，20068 黄云清主编.公差配合与测量技术.北京：机械工业出版社，20019司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，199110 秦国华、张卫红主编 机床夹具的现代设计方法 航空工业出版社 2006