輸出軸加工工藝課程設計說明書目錄---------------------------------------------------------------------------------------2前言一、輸出軸工藝分析-----------------------------------------------------------------------31、輸出軸的作用-------------------------------------------------------------------------32、輸出軸的結構特點、工藝，表面技術要求分析---------------------------3二、工藝規程設計--------------------------------------------------------------------------41、選擇毛胚材料-------------------------------------------------------------------------42、基準選擇-------------------------------------------------------------------------------43、工序集中和分散考慮---------------------------------------------------------------44、制訂工藝路線-------------------------------------------------------------------------55、機加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定----------------------------------5三、基本工時的確定-----------------------------------------------------------------------8四、機床相關---------------------------------------------------------------------------------10五、刀具的選擇------------------------------------------------------------------------------12六、小結----------------------------------------------------------------------------------------12七、相關文獻---------------------------------------------------------------------------------131前言機械制造工藝學課程設計是我們對機械制造工藝學這么課程的充分運用，通過這次的課程設計，我們可以將所學知識在實踐中得到體現。如在對機械加工工藝規程的設計過程中，對于工藝路線的制訂以及加工余量、工序尺寸的確定，我們都得到了實踐的鍛煉。此外，在設計加工工序的過程中，對機床的選擇，刀具的選擇以及切削知識等都有進一步的了解。因此機械制造工藝學課程設計實際上是我們對所學機械加工知識的綜合運用。在實際設計的過程中，我們碰到了許多問題，解決問題的過程也是我們學習的過程。總之這是一次我們運用所學知識的解決實際問題的一次練習。由于是首次在實踐中運用工藝設計，在設計過程中葉存在著許多缺陷，設計過程中難免會有考慮不周甚至錯誤之處，希望老師指正，以便我們得到更好的進步。2一、輸出軸工藝分析1、輸出軸的作用輸出軸主要應用在動力輸出裝置中，是輸出動力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉矩，使主軸獲得旋轉的動力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強度。2、輸出軸的結構特點、工藝，表面技術要求分析從圖示零件分析，該輸出軸結構簡單，屬于階梯軸類零件。主要由有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面、φ50、φ80、φ104的內圓柱表面和10個φ20的孔和一個16的鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉是的速度，表面粗糙度有較高的要求，外圓的粗糙度要求都為Ra0.8um,內圓的粗糙度為Ra3.2um，其余為Ra12.5um。形位精度也比較高，為了外圓和外面零件的配合后受力均勻，φ55，φ60的外圓的徑向跳動量小于0.04mm，φ80的跳動量小于0.04mm，φ20孔的軸線的跳動量小于0.05mm，為了保證鍵槽和鍵的配合，鍵槽對φ55外圓的對稱度為0.08mm。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強耐磨性和抗扭強度，要對輸出軸進行調質處理，硬度為217-255HBS。3二、工藝規程設計1、選擇毛胚材料毛胚的種類有很多，如型材、鍛造、鑄造，由于該輸出軸要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強其剛性和韌性，所以要選擇鍛件做為毛胚。如選用棒料，由于生產類型為中批，從經濟上考慮，棒料要切削的余量太大，浪費材料。2、基準選擇根據零件毛坯的形式，粗基準選擇為Φ75外圓，加工出Φ176外圓面，再以Φ176外圓為粗基準加工Φ55外圓處的端面和中心孔，再以中心孔和Φ176外圓固定加工其他外圓面，再以Φ75外圓為基準加工內階梯孔和中心孔。精基準的選擇根據互為基準原則、統一基準原則、互為基準原則、自為基準原則以及便于裝夾原則，選擇加工后的兩個中心孔為精基準進一步精加工各外圓表面。3、工序集中和分散考慮(1)工序集中工序集中就是將零件的加工集中在少數幾道工序中完成，每道工序加工內容多，工藝路線短。其主要特點是:可以采用高效機床和工藝裝備，生產率高;減少了設備數量以及操作工人人數和占地面積，節省人力、物力;減少了工件安裝次數，利于保證表面間的位置精度;采用的工裝設備結構復雜，調整維修較困難，生產準備工作量大。(2)工序分散工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內完成，每道工序加工的內容少，工藝路線很長。其主要特點是設備和工藝裝備比較簡單，便于調整，容易適應產品的變換,對工人的技術要求較低;可以采用最合理的切削用量，減少機動時間;所需設備和工藝裝備的數目多，操作工人多，占地面積大。工序集中或分散的程度，主要取決于生產規模。一般情況下，單件小批生產時，采用工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面;批量生產時，采用工序4分散。終上以及結合圖紙要求，采用工序分散。4、制定工藝路線根據零件的具體要求和各種加工方法所能夠達到的經濟度和粗糙度能力，查閱《機械制造工藝學》和《機械加工工藝手冊》各加工面的加工方法(如表1):表1加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案Φ176外圓面Φ176無12.5粗車-半精車Φ75外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ65外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ60外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ55外圓面IT60.8粗車-精車-精磨Φ104內圓面Φ104無12.5粗車-半精車Φ80內圓面IT73.2粗車-精車Φ50內圓面Φ50無12.5粗車-半精車左端面Φ55無12.5粗車右端面Φ176無1.6粗車-精車鍵槽IT92.5銑502-Φ8孔Φ8無無鉆法蘭孔Φ20無3.2鉆-鉸5工序安排如下(表2):表2工序工序內容定位基準夾毛坯外圓，粗車Ф176外圓、端面以及內階梯孔毛坯Ф75外圓2夾Ф176外圓，車端面Ф176外圓3Ф176外圓4鉆中心孔夾Ф176外圓，頂針頂中心孔，粗車各外圓Ф176外圓以及中心孔5夾Ф75外圓，粗車內階梯孔Ф75外圓8Ф75外圓9磨中心孔12精車各外圓兩中心孔夾Ф75外圓，精車內階梯孔，車法蘭端面Ф75外圓14兩端上頂尖，精磨各外圓至要求16兩中心孔Ф75外圓18銑鍵槽鉆2-Ф8孔19Ф75外圓以及Ф176左端面鉆鉸法蘭孔20鉆配鉆孔235、機加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定通過查閱《機械加工工藝手冊》得到相關數據可計算得到工序尺寸如表3:表3單邊毛坯加工面最終尺寸公差/粗糙度工序尺寸余量尺寸Φ1761.8Φ176(外圓)無，Ra12.5Φ184.62.5Φ179.6Φ184.66Φ750.3Φ75(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ80.1Φ75.62.0Φ76.1Φ80.1Φ650.3Φ65(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ70.1Φ65.62.0Φ66.1Φ70.1Φ600.3Φ60(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ65.1Φ60.62.0Φ61.1Φ65.1Φ550.3Φ55(外圓)0.02，Ra0.80.25Φ60.1Φ55.62.0Φ56.1Φ60.1Φ500.1Φ50(內階梯孔)無，Ra12.5預鉆孔0.9Φ49.8Φ487Φ800.1Φ80(內階梯孔)0.03，Ra3.2Φ79.40.2Φ79.8Φ79.4Φ1040.1Φ104(內階梯孔)無，Ra12.5Φ103.80.2Φ103.8Φ103.4右端面粗加工余量為2.5，精加工余量為1，其余各端面加工余量為2，由于輸出軸為階梯軸，為降低鍛造難度，節約成本，毛坯個尺寸如下圖所示三、基本工時的確定(以下所查數據均來自《機械制造工藝設計手冊》)(1)粗車Φ176外圓以及右端面，切削深度為AP=AP=2.5mm，進給量12f=0.7mm/r，切削速度109m/min8轉速n1=n2=188.1r/min基本時間t1==0.27min=16.2st2=0.7min=42s(2)粗車左端面，切削深度為AP=2，進給量f=0.7mm/r,切削速度為109m/min轉速=577.2r/min基本時間t==0.07min=4.2s(3)粗車各階梯外圓，切削深度為2，進給量f=0.5mm/r,切削速度為120m/min轉速Φ55外圓n=635.5r/min基本時間t==0.25min=15sΦ60外圓n=636.6r/min基本時間t==0.50min=30s(i=4)Φ65外圓n=587.6r/min基本時間t==0.07min=4.2s(i=3)Φ75外圓n=509.3r/min基本時間t==0.27min=16.2s該工序采用數控車床，可根據實際經驗采用統一的轉速(4)粗車內階梯孔，切削深度為0.9、0.2、0.2，進給量取0.7mm/r，切削速度122.8m/min、153.9m/min、153.9m/minΦ50外圓n=781.8r/min基本時間t==0.03min=2sΦ80外圓n=612.3r/min基本時間t==0.03min=2sΦ104外圓n=471.0r/min基本時間t==0.04min=2.4s9(5)精車各外圓，切削深度為0.25mm，進給量0.2mm/r,切削速度取120m/min轉速Φ55外圓n=694.5r/min基本時間t==0.58min=34.8sΦ60外圓n=636.6r/min基本時間t==0.31min=18.6sΦ65外圓n=587.6r/min基本時間t==0.06min=3.6sΦ75外圓n=509.3r/min基本時間t==0.69min=41.4s(6)精車法蘭面，以及內階梯孔法蘭面切削深度為1mm，進給量為f=0.25mm/r，切削速度120m/min法蘭面轉速n=434.1r/min基本時間t==0.81min=48.6s階梯孔，階梯孔切削深度0.1mm，進給量為f=0.25mm/r，切削速度122.8m/min、153.9m/min、153.9m/minΦ50外圓n=781.8r/min基本時間t==0.09min=5.4sΦ80外圓n=612.3r/min基本時間t==0.08min=4.8sΦ104外圓n=471.0r/min基本時間t==0.04min=4.8s(7)銑鍵槽每轉進給量取0.5mm/r，轉速取600r/min，則基本時間為t=1.14min=68.4s(8)鉆法蘭孔進給量取0.5mm/r,轉速取600r/min，則基本時間為t=1min=60s10四、機床相關1、臥式車床C6140400mm床身上最大工件回轉直徑中滑板上最大工件回轉直徑210mm工件最大長度(四種規格)750;1000;1500;2000mm主軸中心高度205mm主軸內孔直徑48mm主軸前端錐孔的錐度莫氏6號錐主軸正轉(24級)10~1400r/min反轉(12級)14~1580r/min進給量縱向64級一般進給量0.08~1.59mm/r小進給量0.028~0.054mm/r加大進給量1.71~6.33mm/r橫向64級一般進給量0.04~0.79mm/r小進給量0.014~0.027mm/r0.86~3.16mm/r加大進給量主電動機功率/轉速7.5KW1450r/min快速電動機功率/轉速250KW2800r/min尾座頂尖套錐孔錐度莫氏5號機床工作精度圓度0.002~0.005mm精車端面平面度0.005~0.01mm表面粗糙度Ra3.2~0.8μm2、立式鉆床ZA5025最大鉆孔直徑25mm主軸行程200mm主軸最大進給抗力8800N主軸最大扭矩98Nm工作臺行程385mm3、數控車床CKJ6136最大工件直徑最大工件長度360750mm最大加工直徑360mm主軸轉速極速12范圍12-2000r/min4、立式鉆床Z5150A11最大鉆孔直徑50mm主軸行程250mm主軸孔莫氏錐度號4主軸最大進給抗力16000N主軸最大轉矩350Nm進給量0.056-1.85、中心孔研磨機M4732×550最大回轉直徑320mm最大加工工件長度550mm最佳無級調速范圍50-600r/min加工中心孔大孔直徑15mm主電機功率2-0.75kw研磨劑泵站總功率0.21kw機床外型尺寸(L×W×H)1500×1000×1600中心孔圓錐角60?-6′表面粗糙度Ra0.8μm中心孔研磨后，以中心孔定位磨削外圓，外圓跳動0.003mm6、外圓磨床M114W磨削直徑4-140mm砂輪最大外徑×寬250×20mm粗糙度外/內Ra0.4/0.8、立式銑床X5020B7工作臺行程縱向500橫向190垂向360工作臺進給量縱向20-540橫向14-380垂向7-190立銑頭最大回轉角?45?表面粗糙度Ra2.5五、刀具的選擇刀具的選擇是數控加工工藝中的重要內容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質量。應考慮以下方面:12(1)根據零件材料的切削性能選擇刀具。(2)根據零件的加工階段選擇刀具。(3)根據加工區域的特點選擇刀具和幾何參數。由