机械制造技术课程设计-输出轴机械加工工艺规程设计（二）.docx

从零件图分析，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件。主要由有55外圆、60外圆、65外圆、75外圆、80孔和IoX20孔，粗糙度均为Ra3.2;2×8斜孔和一个宽16的键槽组成。其中径向尺寸中，左端55外圆、60外圆、65外圆、75外圆精度要求较高为IT8级，表面粗糙度为Ra3.2um,右端的80内孔精度要求为IT8级，右端面上的的10个20的通孔精度为IT8级。形位精度也比较高：为了外圆和外面零件的配合后受力均匀，55,60的外圆的径向跳动量小于0.04mm,80孔的跳动量小于0.04mm,20孔的轴线的跳动量小于0.05mm；为了保证键槽和键的配合，键槽对55外圆的对称度为0.08mmo由于输出轴在工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强耐磨性和抗扭强度，要对输出轴进行调质处理，使其硬度达到200230HBW。2工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择锻件毛坯。选用锻件尺寸公差等级CT8级，已知此输出轴零件的生产纲领中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.2 基面的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2. 2.1粗基准的选择原则1 .如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2 .如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3 .如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4 .选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5 .粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选输出轴零件中176mm外圆作为定位粗基准。2. 2.2精基准选择的原则1 .用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2 .当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3 .当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4 .为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5 .有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。根据该输出轴零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以双顶尖作为定位精基准，满足要求。2.3制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线：工序01：锻造工序02：调质处理工序03：粗车左侧外圆和端面工序04：钻B型中心孔中6.3工序05：粗车右侧外圆和端面工序06：钻B型中心孔6.3工序07：粗铳、精铳50x16键槽工序08：钻28斜孑L工序09：钻、扩IoX20孔工序10：精车左侧外圆和端面工序11：精车右侧外圆和端面工序12：像50孔、中80孔、104孔工序13：去毛刺，清洗工序14：检验工艺路线二：工序01：锻造工序02：调质处理硬度为200230HBW工序03：粗车55端面；钻中心孔B6/5；粗车55外圆；粗车中60外圆;粗车65外圆；粗车75外圆；粗车30°斜面；粗车176左端面；粗车中176右端面；粗车中176外圆；粗车104孔；粗车80孔；粗车50孔；钻中心孔B6/5；半精车176右端面；半精车中80孔；精车176右端面；精车80孔；倒角工序04：粗铳48x14键槽；精铳50x16键槽工序05：钻28斜孔；钻1018孔；扩10x<D20孔工序06：去毛刺工序07：检验至图纸要求并入库工艺路线一与工艺路线二区别在于，方案二工序相对集中，在相同机床上加工的位置一次加工成型，这样做的优点工艺路线少，操作工人少，三台机床即可完成连杆的生产加工；缺点就是需要反复拆装、对换刀，对操作者技术水平要求较高。适用于单件或者小批量生产。而方案一则是采用工序分散与集中相结合，所以选择方案一作为加工方案夹具设计方案。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1 .机械加工余量输出轴零件材料为45钢，密度0=785gcv,大批量生产，模锻件毛坯。由上计算知，输出轴形状复杂程度一般，机械切削工人实用手册表8-14知,输出轴厚度（直径）方向单面余量2.02.5mm；水平方向单面余量2.02.5mm。在这里输出轴厚度方向单面余量和水平方面单面余量均取2.5mm。表2-1输出轴加工表面加工余量加工表面单边余量双边余量55端面2.5176端面2.52.毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取得相应加工余量即可，所得毛坯尺寸见表2-2表2-2输出轴毛坯尺寸零件尺寸单边加工余量毛坯尺寸552.560602.565652.570752.5801762.51813 .确定毛坯尺寸公差由表5-1查的各锻件加工尺寸公差见表2-3表2-3输出轴锻件加工尺寸公差毛坯尺寸公差按非对称标注结果602.2+1.5-0.76(C652.2+1.5-0.765-0.7702.2+1.5-0.770%752.2+1.5-0.775+l510-0.7802.2+1.5-0.780-071812.8+1.9-0.9嗯4 .毛坯简图24942.5图2-1毛坯简图3确定切削用量及基本工时工序03：粗车左侧外圆和端面1 .切削用量机床为C620-1型卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1,由于C620-1型卧式车床的中心高度为20Omm（表1.30）,故选刀杆尺寸BXH=I6mmX25mm,刀片厚度为4.5mm。根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角九=12°,后角4=6°,主偏角=90°,副偏角（'=10°,刃倾角4=0°,刀尖圆弧半径九=0.8mm。确定切削深度.由于单边余量为2.5mm,粗加工余量2.0mm,精加工余量0.5,此工序为粗车，故q=2.0mm。确定进给量/根据表1.4,在粗车55端面、55外圆、60外圆、65外圆、75外圆、30°斜面、刀杆尺寸为16mm×25mm>ap3mm工件直径为0100mm时，f=0.10.6mmr按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择=0.26mmr确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30,C620-1机床进给机构允许的进给力,=3530N°根据表1.21,当%2mmJ0.35mmr,kr=45°,u=200mmin（预计）时，进给力Ff=760N.Ff的修正系数为MF=O.1,R=1.17（表1.29-2）,故实际进给力为JoroJFf=760×1.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=026mmr可用。选择车刀磨钝标准及耐用度根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为Imm,可转位车刀耐用度T=30min°确定切削速度。切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10,当用YT15硬质合金车刀加工锻件，ap3mm,f0.26mmr,切削速度。=200mmin。切削速度的修正系数为kn,=0.8，Za=O.65,kk=0.81,Ln,=1.15,kMV=4丫=Lo（均见表1.28）,=200×0.8×0.65×0.81×1.15mmin97mminr/min412rmin100Ov1000x97n=Ttd11×15按C620-1机床的转速(表4.2-8),选择=460rmin校验机床功率由表1.24,ap3mm,f0.27mmr,t>246mmin时，Pc=1.7KWo切削功率的修正系数%“=1.17,%=ICmpc=%LC=LI3,Jtspr=0.8,k,l,=0.65(表1.28),故实际切削时的功率为PC=O.72KWcL根据表1.30,当=460rmin时，机床主轴允许功率Pe=59KW°Pc<Pe,故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。2 .确定粗车55端面、中55外圆、中60外圆、中65外圆、75外圆、30°斜面的基本时间T13Z1=-+(2-3)=-+(2-3)=(4.05.0)mmtgkrtg45°4=35,4为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，4=5式中=214mm,I1=4.5mm,I2=4mm,Z3=5,f=0.26mmr,n=460rmin,=97mmin,走刀次数i=l214+4.5+4+50.26×460×lmin1.902min铳键槽（两端闭口）Tj=mcfMz切削工时：h=6mm,=12,I=48mm,d=14mm,走刀次数i=l则机动工时为TJ=/2+Z1mcl-d6+248-1411in=0.11211±1F375375工步二：精铳50x16键槽1 .刀具选择加工位置为输出轴50x16键槽；加工方案为粗铳、精铳；刀具为立铳刀14,齿数Z=32 .确定切削深度.输出轴50x16键槽粗糙度Ra3.2,单边加工余量Z=8.0mm,精铳切削速度ap=1.Omm3 .确定进给量/、切削速度V根据文献表6.28和表6.30,精铳输出轴50x16键槽进给量f=0.20mmr,切削速度U=I536mmin,精铳切削速度U=25mmin4 .确定主轴转速100Ov1000×25'.jnoz.=rmn498rmmd11×6由文献表4.2-36知，X52K主轴转速=475rmin5 .精铳50x16键槽的基本时间根据文献口表6.2-1知精铳输出轴50x16键槽机动工时计算公式:铳键槽（两端闭口）Tj=fMcfMz切削工时：h-6mm,II=I2,/=5Omm,d=