齿轮轴加工工艺的编制及夹具设计.docx
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齿轮轴加工工艺的编制及夹具设计
毕业设计说明书
专 业 机械制造及自动化
班 级:
机制
姓 名:
学 号:
指导老师:
目 录
第一部分 工艺设计说明书……………………………………………………………………………2
第二部分 第XX号工序夹具设计说明书……………………………………………………………3
第三部分 第XX号工序刀具设计说明书……………………………………………………………
第四部分 第XX号工序量具设计说明书……………………………………………………………
第五部分 毕业设计体会………………………………………………………………………………
第六部分参考资料……………………………………………………………………………………
第一部分 工艺设计说明书
1.零件图工艺性分析
1.1零件结构功用分析
从传动轴的受力分析可知,它受扭转一弯曲复合作用力,由于其承受中等载荷,工作又较平稳,冲击力很小,所以可采用优质碳素结构钢的45号钢,坯料用热轧圆钢。
为了改善组织、提高力学性能,坯料要经过正火热处理
1.2零件技术条件分析
外圆尺寸精度:
φ30k6,φ30f7两节,φ25k6,φ20h6,及M24X1.5的螺纹;
外圆形状位置精度:
要求为φ30f7两轴节相对φ30k6,φ20h6,φ25k6
φ30f7两轴节表面需高频淬火;
外圆表面质量:
φ30k6,φ30f7两节,φ25k6,φ20h6的表面质量要求Ra均为0.8um,
其它面Ra为12.5um
1.3零件结构工艺性分析
轴的锻件强度较高,形状比较简单,外轮廓尺寸不大,在轴径φ30k6,φ30f7两节,φ25k6,φ20h6,及M24X1.5的螺纹上均开有键槽,且轴两端带有B型中心孔。
结论:
轴的结构较规则,在加工键槽和B型中心孔时,采用专用夹具定位和夹紧,螺纹加工安排在半精加工后,精加工前进行。
2.毛坯选择
2.1毛坯类型
在传递力矩过程时要承受很强的冲击力和很大的交变载荷,要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性,而且其轮廓形状不复杂,故采用锻件;
零件尺寸不大,而且零件属于批量生产,故采用模锻。
2.2毛坯余量确定
毛坯的形状和尺寸越接近成品零件,即毛坯精度越高,则零件的机械加工劳动量越少,材料消耗越少,可充分提高劳动生产率,降低成本,但是毛坯制造费用会提高,在确定毛坯时,应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。
2.2.1
1).锻件公差等级:
由该零件的功能和技术确定其锻件公差等级为普通级;
2).锻件质量Mf:
根据锻件成品质量1.94g估算;
3).分析锻件形状复杂系数s:
S=Mf/Mn
该零件为圆形,假设其最大直径φ37长为375则在:
Mn=π/4d2hρ
S=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195mm
/316300.05mm
=0.726
由于0.726介于0.63和1之间,故该零件的形状复杂系数S属S1级。
4).锻件材质系数M:
由于该零件材料为45钢,是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢,故该锻件的材质系数属M1级;
5).零件表面粗糙度由零件图知,除φ30k6,φ30f7两节,φ25k6,φ20h6的表面质量Ra为0.8um
外,其余各加工表面Ra为12.5um;
2.2.2初步确定机加工余量及毛坯尺寸,初选毛坯尺寸公差
根据毛坯尺寸公差,锻件质量,材质系数,形状复杂系数,初步确定本零件毛坯尺寸允许偏差,
根据锻件质量,零件表面粗糙度,形状复杂系数查参考书[1]中表5-9,由此查得单边余量:
零件
尺寸
初选厚度方向
单边加工余量
初选水平方向
单边加工余量
确定厚度方向
单边加工余量
确定水平方向
单边加工余量
初选
锻件尺寸
偏差
φ30k6
1.7——2.2
2.0——2.5
2
φ34
+1.2-0.6
φ30f7两节
1.7——2.2
2.0——2.5
2
φ34
+1.2-0.6
φ29
1.7——2.2
2.0——2.5
2
φ34
+1.2-0.6
φ25k6
1.7——2.2
2.0——2.5
2
φ29
+1.1-0.5
φ24
1.7——2.2
2.0——2.5
2
φ29
+1.1-0.5
115
1.7——2.2
2.0——2.5
2.5
115
+1.4-0.6
φ20h6
1.7——2.2
2.0——2.5
2
φ24
+1.1-0.5
32
1.7——2.2
2.0——2.5
2.5
33
+1.2-0.6
φ33
1.7——2.2
2.0——2.5
2
φ37
+1.2-0.6
370
1.7——2.2
2.0——2.5
2.5
375
+1.7-0.8
5
1.7——2.2
2.0——2.5
2.5
10
+1.1-0.5
2.2.3验证上述余量是否满足要求
计算同上得,锻件形状复杂系数s=S=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195mm
/316300.05mm
=0.726
,S属于S1级;查表得,机械加工余量与上述相同,满足要求。
2.3毛坯-零件合图草图
3.机加工工艺路线确定
3.1加工方法分析确定
(1)φ30k6外圆------→粗车(IT12级,Ra12.5um)------→半精车(IT9级,Ra3.2um)------→铣键槽(IT9级,Ra12.5um)------→粗磨(IT8级,Ra0.8um)------→精磨(IT6级,Ra0.8um)
(2)φ25k6外圆------→粗车(IT12级,Ra12.5um)------→半精车(IT9级,Ra3.2um)------→铣键槽(IT9级,Ra12.5um)------→粗磨(IT8级,Ra0.8um)------→精磨(IT6级,Ra0.8um)
(3)φ20h6外圆------→粗车(IT12级,Ra12.5um)------→半精车(IT9级,Ra3.2um)------→铣键槽(IT9级,Ra12.5um)------→粗磨(IT8级,Ra0.8um)------→精磨(IT6级,Ra0.8um)
(4)φ30f7外圆------→粗车(IT12级,Ra12.5um)------→半精车(IT9级,Ra3.2um)------→热处理(φ30f7两节外圆表面局部高频淬火)------→磨削(IT7级,Ra0.8um)
(5)2M24X1.5螺纹------→粗车(IT12级,Ra12.5um)------→半精车(IT9级,Ra3.2um)------→铣键槽(IT9级,Ra12.5um)------→车螺纹(配螺母)
3.2加工顺序的安排
铣端面钻中心孔保证总长370mm,粗车各外圆和台阶端面,半精车各段外圆和切各段3X0.5退刀槽,
加工φ30k6,φ25k6,φ20h6,及φ24各段的键槽,随后车M24X1.5的螺纹,局部热处理φ30f7两节表面进行高频淬火,最后粗精磨φ30k6,φ25k6,φ20h6外圆及φ30f7两节外圆表面,保证表面质量Ra为0.8um。
3.3定位基准选择
3.3.1粗基准的选择:
粗车时以外圆和两侧端面为粗基准;
3.3.2精基准的选择:
以两侧端面中心孔为精基准定位。
3.4加工阶段的划分说明
加工阶段分为:
粗加工阶段为工序3、5、10;半精加工阶段为工序15,20,25,30;精加工阶段为工序35,40;
方案讨论:
M24X1.5的螺纹加工安排在半精加工后,精加工前进行,故放到半精加工阶段来实现。
3.5主要机加工工序简图
工序3.铣左端面,钻中心孔
工序5.铣右端面,钻中心孔
工序10.粗车各段外圆及端面
工序15半精车各段外圆及端面
工序20铣φ30k6,φ25k6,φ20h6,φ24各段外圆的键槽
工序25.车M24X1.5的螺纹
工序30.φ30f7两节外圆表面需高频淬火hrc40-45
工序35.粗磨φ30k6,φ25k6,φ20h6,φ30f7两节,各段外圆
工序40精磨φ30k6,φ25k6,φ20h6,各段外圆
工序45去毛刺;
工序50检验;
工序55入库.
4.工序尺寸及其公差确定
4.1工序尺寸确定
加工表面
工序余量(双边)
工序尺寸及公差
表面粗糙度/um
粗
半精
粗磨
精磨
粗
半精
粗磨
精磨
粗
半精
粗磨
精磨
φ30k6外圆
2.6
1.0
0.3
0.1
φ31.4150-0.39
φ30.4150-0.062
φ30.1150-0.025
φ30.0150-0.013
Ra12.5
Ra3.2
Ra0.8
Ra0.8
φ25k6外圆
2.6
1.0
0.3
0.1
φ26.4150-0.33
φ25.4150-0.052
φ25.1150-0.021
φ25.0150-0.013
Ra12.5
Ra3.2
Ra0.8
Ra0.8
φ20h6外圆
2.6
1.0
0.3
0.1
φ21.40-0.33
φ20.40-0.052
φ20.10-0.021
φ200-0.013
Ra12.5
Ra3.2
Ra0.8
Ra0.8
φ30f7外圆
2.6
1.0
0.3
φ31.380-0.46
φ30.380-0.052
φ29.980-0.021
Ra12.5
Ra3.2
Ra0.8
加工表面
工序余量(双边)
工序尺寸及公差
表面粗糙度/um
粗车
半精车
半精车
粗车
半精车
半精车
粗车
半精车
半精车
φ29
2.6
1.0
1.4
φ31.40-0.46
φ30.40-0.062
φ290-0.052
Ra12.5
Ra3.2
Ra3.2
φ24
2.6
1.0
1.4
φ26.40-0.33
φ25.40-0.052
φ240-0.052
Ra12.5
Ra3.2
Ra3.2
115
1.5
(单边)
1.0
(单边)
1140-0.54
1150-0.54
Ra12.5
Ra3.2
32
1.5
(单边)
1.0
(单边)
310-0.39
320-0.39
Ra12.5
Ra3.2
5
1.5
(单边)
1.0
(单边)
60-0.18
50-0.18
Ra12.5
Ra3.2
370
2.5
3700-0.89
Ra12.5
4.2轴向尺寸的工序尺寸链图
第五部分 毕业设计体会
第六部分参考资料
[1]机械制造技术基础课程设计指南:
主编:
崇凯化学工业出版社
[2]机械制造工艺学:
主编:
郑修本机械工业出版社
[3]刀具课程设计机械工业出版社
[4]公差配合与技术测量主编:
徐茂功
桂定一机械工业出版社
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- 齿轮轴 加工 工艺 编制 夹具 设计