轉(zhuǎn)軸課程設(shè)計(jì)---設(shè)計(jì)“輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………………1</p><p>　　前言…………………………………………………………3</p><p>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書正文………………………………………4</p><p>　　零件圖的分析………………………………………

2、4</p><p>　　毛坯的選擇及尺寸確定……………………………4</p><p>　　三、基準(zhǔn)的選擇……………………………………………4</p><p>　　四、零件的機(jī)械加工工藝路線……………………………5</p><p>　　五、確定工序尺寸及加工余量……………………………6</p><p>　　六、車床、刀具

3、及夾具的選用……………………………7</p><p>　　七、課程設(shè)計(jì)體會(huì)…………………………………………8</p><p>　　八、參考資料………………………………………………9</p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程（生產(chǎn)綱領(lǐng)：小批量）</p>&

4、lt;p><b>　　前言</b></p><p>　　長(zhǎng)達(dá)一周的課程設(shè)計(jì)，雖然覺(jué)得很吃力，但我覺(jué)得它在學(xué)習(xí)中是不可或缺的，雖然有點(diǎn)累但也是檢驗(yàn)自己學(xué)習(xí)的成果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以為我的學(xué)習(xí)增添更強(qiáng)的實(shí)踐操作意義。機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)，正所謂溫故而知新，我有得到了許多新的知識(shí)。</p><p>　　《機(jī)械制造技術(shù)》這門專業(yè)課在

5、整個(gè)機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，起到了一個(gè)很重要的作用，它把我從前所學(xué)的工程力學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)都融合在一起，學(xué)會(huì)學(xué)以致用、融會(huì)貫通和舉一反三。</p><p>　　在這幾天時(shí)間里，通過(guò)對(duì)輸出軸的加工工藝的設(shè)計(jì)讓我更加了解到輸出軸的各項(xiàng)性能要求，也讓我更加明白在學(xué)習(xí)的過(guò)程中只能由一個(gè)小小的螺絲釘開(kāi)始做起才有可能在以后的學(xué)習(xí)中獲得更多，才能取得自己人生中的豐碑。</p><p

6、>　　綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)技術(shù)課程設(shè)計(jì)是我們完成大學(xué)的全部基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后所進(jìn)行的一個(gè)綜合性質(zhì)的考驗(yàn)。這也是在我們畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧和總結(jié)，也可以說(shuō)是一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)前的熱身設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我以后的工作起到非常積極的適應(yīng)作用，是一次進(jìn)入真正工作環(huán)節(jié)的強(qiáng)化訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高專業(yè)水平。</p>

7、<p>　　由于本人水平有限，設(shè)計(jì)難免有許多不足和不妥之處，懇切希望老師批評(píng)指正，以求改進(jìn)。</p><p><b>　　一、零件圖的分析</b></p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)軸，該軸是典型的階梯軸，它的主要作用是用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力。對(duì)其的結(jié)果特點(diǎn)和技術(shù)要求分析如下：</p><p>　　零件載荷分析：輸出軸除了傳

8、遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力外還有一個(gè)起支撐的作用，所以其承受的載荷比較大，所以要求它的具有較大的強(qiáng)度和耐磨性。</p><p>　　零件尺寸公差分析：從零件圖上可以看出軸頸φ25的公差為0.026mm，查表得其精度等級(jí)高達(dá)IT7；由以上可以看出，主要加工表面是φ25、φ35,φ40φ30的圓柱表面，在加工時(shí)應(yīng)特別注意。</p><p>　　位置度的分析:從零件圖中看出兩軸頭的同軸度為φ0.02mm，其基

9、準(zhǔn)為圖紙右端φ30的中心軸，加工時(shí)應(yīng)打中心孔保證同軸度。</p><p>　　熱處理：要求為調(diào)質(zhì)處理28—32HRC。</p><p>　　二、毛坯的選擇及尺寸的確定</p><p><b>　　1、毛坯的選擇：</b></p><p>　　由于這次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)軸是小批量生產(chǎn)，又要求其材料為45鋼。因?yàn)檗D(zhuǎn)軸的力學(xué)要求較高，所

10、以選擇鍛件毛坯。理由是鍛件毛坯經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的纖維組織，因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼制零件，又由于鍛件適合小批量生產(chǎn)，所以毛坯選擇鍛件毛坯。</p><p>　　2、毛坯尺寸的確定：由于零件的最大直徑為φ40mm，長(zhǎng)度為215mm，利用插值法查表得毛坯直徑為φ46+0.175 -0.175mm，查得端面加工余量為8mm，所以毛坯長(zhǎng)度為230+1.0 -1.0mm.</p>

11、<p><b>　　三、基準(zhǔn)的選擇</b></p><p><b>　　1、精基準(zhǔn)的選擇：</b></p><p>　　在精基準(zhǔn)的選擇時(shí)，主要考慮到基準(zhǔn)統(tǒng)一問(wèn)題，該轉(zhuǎn)軸主要考慮的是φ250 -0.019mm、φ35+0.024 +0.011mm及φ30+0.021 +0.002mm的表面精度和同軸度，所以以φ30+0.021 +0.0

12、11mm的軸線為精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。</p><p><b>　　2、粗基準(zhǔn)的選擇：</b></p><p>　　由于該輸出軸為多級(jí)階梯軸，為保證后續(xù)工序有可靠的精基準(zhǔn)軸線A，所以應(yīng)該以兩端外圓互為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　四、零件的機(jī)械加工工藝路線</p><p>　　1)兩軸頭φ250 -0.019

13、5;36mm和φ35+0.021 +0.002×30mm的外圓表面，查得其精度等級(jí)都為IT6，且表面粗糙度為Ra0.8，所以軸頭φ250 -0.019×36mm和φ35+0.021 +0.002×30mm的加工方案為：粗車→半精車→精車；</p><p>　　2）兩軸頸φ40+0.024 +0.011×46mm及φ30+0.024 +0.011×44mm的的公差等

14、級(jí)為IT5，表面粗糙度為Ra0.8，初定加工方案為：粗車→半精車→精車；</p><p>　　3）軸身φ25×30mm、φ25×20mm和軸環(huán)M30×1.5都沒(méi)有尺寸精度要求，擬定加工方案為：粗車→半精車；</p><p>　　4）端面的粗糙度為Ra0.8，加工方案為：粗車；</p><p>　　5）銑鍵槽，兩鍵槽的精度等級(jí)要求不高，所

15、以擬定加工方案為：粗銑。</p><p>　　制定加工工藝路線軸類加工一般是先加工端面，在加工外圓柱面，最后銑鍵槽。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，制定加工工藝路線如下：</p><p>　　加工工藝路線方案一：</p><p>　　工序1：備料，選擇45圓鋼φ56+0.175 -0.175×230+1.0 -1.0mm；</p><

16、p>　　工序2：粗車，以φ430 -0.019外圓處及端面定位，車平端面，端面打中心孔，粗車外圓φ43.5×143mm為φ43.50 -0.22×143mm，粗車外圓φ42.70 -0.22×133mm為φ41.6+0.046 0×133mm，粗車外圓φ30.6+0.046 0×33mm為φ350 -0.19×36mm，粗車外圓φ40.6×47mm為φ30.4+

17、0.041 +0.011×45mm；</p><p>　　工序3：調(diào)頭，粗車，以粗車后的φ30外圓處及端面定位，車平端面，保證零件全長(zhǎng)215mm，打中心孔，粗車φ44.5×227mm為φ31.50 -0.19×82mm，粗車φ26.50 -0.19×60mm為φ25+0.041 +0.011×20mm；</p><p>　　工序4：熱處理，

18、調(diào)質(zhì)處理28—32HRC；</p><p>　　工序5：半精車，以粗車后的φ30外圓處及端面定位，半精車φ32.1.30 -0.22×32mm為φ31.2×32mm，半精車為φ36.1+0.046 0×33mm為φ40×46mm，半精車φ36.10 -0.19×44mm為φ25×38mm,25×25mm；</p><p>

19、;　　工序6：調(diào)頭，半精車，以半精車后的φ30外圓處及端面定位，半精車φ41.50 -0.19×46mm為φ31.5×44mm，半精車φ26.1+0.041 +0.011×38mm為φ40.9+0.030 +0.011×46mm，半精車φ30.40 -0.046×46mm為φ25.30 -0.030×20mm；</p><p>　　工序7：調(diào)頭，精車，以

20、半精車后φ25外圓處及端面定位，精車φ30.2+0.032 +0.002×44mm為φ30+0.024 +0.002×33mm，精車φ25.2+0.030 +0.011×32mm為φ25+0.021 +0.011×3mm；倒角；</p><p>　　工序8：調(diào)頭，精車，以精車的φ30外圓處定位夾緊，精車φ30.2+0.030 +0.011×33mm為φ30+0.0

21、21 +0.011×33mm，精車φ25.20 -0.030×38mm為φ250 -0.019×85mm；倒角；</p><p>　　工序9：劃線，保證兩鍵槽同一水平線</p><p>　　工序10：銑鍵槽，銑20×10×5.2，銑25×8×4（該鍵槽的精度等級(jí)為IT9，一般銑一次就能滿足要求）。</p>

22、<p><b>　　工序11：去毛刺；</b></p><p>　　工序12：按圖樣要求檢驗(yàn)各尺寸精度；</p><p><b>　　工序13：入庫(kù)。</b></p><p>　　加工工藝路線方案二：</p><p>　　工序1：備料，選擇45圓鋼φ44.5+0.175 -0.175

23、15;225+1.0 -1.0mm；</p><p>　　工序2：粗車，以φ250 -0.019外圓處及端面定位，車平端面，端面打中心孔，粗車外圓φ43.5×143mm為φ41.10 -0.22×143mm，粗車外圓φ41.10 -0.22×133mm為φ41.3+0.046 0×133mm，粗車外圓φ11.3+0.046 0×55mm為φ35.10 -0.19&

24、#215;55mm，粗車外圓φ35.10 -0.19×35mm為φ25.3+0.041 +0.011×35mm；</p><p>　　工序3：調(diào)頭，粗車，以粗車后的φ43.5外圓處及端面定位，車平端面，保證零件全長(zhǎng)215mm，打中心孔，粗車φ40×178mm為φ41.50 -0.19×178mm，粗車φ40×162mm為φ40+0.041 +0.011×

25、158mm，粗車φ30+0.041 +0.011×102mm為φ250 -0.046×58mm；</p><p>　　工序4：熱處理，調(diào)質(zhì)處理28—32HRC；</p><p>　　工序5：半精車，以粗車后的φ25外圓處及端面定位，半精車φ41.10 -0.22×mm為φ40.2×46mm，半精車為φ40.3+0.046 0×46mm為φ4

26、0.2+0.032 +0.002×78mm，半精車φ35.10 -0.19×20mm為35×20mm，半精車φ31.3+0.041 +0.011×35mm為φ30.2+0.030 +0.011×35mm；</p><p>　　工序6：調(diào)頭，半精車，以半精車后的φ30外圓處及端面定位，半精車φ31.10 -0.19×44mm為φ30.2×44mm

27、，半精車φ30.7+0.041 +0.011×44mm為φ30.2+0.030 +0.011×44mm，半精車φ26.30 -0.046×20mm為φ25.20 -0.030×20mm；</p><p>　　工序7：粗磨，用頂尖頂住兩端面，粗磨φ40.2 ×46mm為φ40×46mm，粗磨φ30.2+0.030 +0.011×44mm為φ30+

28、0.021 +0.011×44mm；，粗磨φ25.2+0.030 +0.011×38mm為φ25+0.021 +0.011×38mm, φ25為24.8;</p><p><b>　　工系8：倒角；</b></p><p>　　工序9：劃線，保證兩鍵槽同一水平線；</p><p>　　工序10：銑鍵槽，銑20

29、15;10×5.2，銑25×8×4（該鍵槽的精度等級(jí)為IT9，一般銑一次就能滿足要求）。</p><p><b>　　工序11：去毛刺；</b></p><p>　　工序12：按圖樣要求檢驗(yàn)各尺寸精度；</p><p><b>　　工序13：入庫(kù)。</b></p><p&g

30、t;　　對(duì)比選擇方案：該轉(zhuǎn)軸主要是圓柱表面的加工，由于軸的同軸度比較高，但圓柱表面的精度等級(jí)不是特別高，從經(jīng)濟(jì)角度和工藝簡(jiǎn)便的方面（使用機(jī)床的數(shù)量）考慮，方案一比方案二好，雖然從工序上來(lái)看，方案一的工序和方案二的一樣多，然而方案一的裝夾次數(shù)比較多，但考慮到最終工序采用精車，其精度要求足夠達(dá)到Ra0.8的要求。所以選擇加工工藝路線方案一。</p><p>　　五、確定工序尺寸及加工余量</p><

31、;p>　　外圓柱φ30+0.0065 +0.0065的軸段工序尺寸及加工余量</p><p>　　(2)外圓柱φ35的軸段工序尺寸及加工余量</p><p>　　(3)外圓40軸段工序尺寸及加工余量</p><p>　?。?）軸環(huán)φ30的軸段工序尺寸及加工余量</p><p>　　（5）外圓柱φ250 -0.019的軸段工序尺寸及加工余

32、量</p><p>　　六、機(jī)床、刀具及夾具的選用</p><p><b>　　一）機(jī)床的選用：</b></p><p>　　1、由于本零件的尺寸不是很大，各工序的工步數(shù)也不多，加上是小批量生產(chǎn)，所以選擇CA6140臥式車床；</p><p>　　2、工序10為銑鍵槽，因?yàn)楣ぜ鈭A尺寸不大，此零件又是成批生產(chǎn)，宜選擇通用

33、銑床，所以選用X61W萬(wàn)能銑床就能滿足要求；</p><p><b>　　二）刀具的選用：</b></p><p><b>　　選用常用車刀和銑刀</b></p><p><b>　　三）夾具的選用：</b></p><p><b>　　主要選用三抓卡盤。</b

34、></p><p><b>　　七、課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　做完設(shè)計(jì)以后真不知道該說(shuō)什么好了，剛開(kāi)始時(shí)，我只能說(shuō)是束手無(wú)策，感覺(jué)自己這兩年書都白讀了，居然對(duì)著指導(dǎo)書不知從何下手。天氣又那么熱，心情很煩躁。但經(jīng)過(guò)請(qǐng)教老師以后，漸漸有了頭緒，知道該怎樣去算各種尺寸參數(shù)，如何去查表。不是我拍馬，老師畢竟是老師，那解答疑問(wèn)的能力不是吹的，本來(lái)一直阻礙我

35、前進(jìn)的關(guān)卡，經(jīng)老師那么一點(diǎn)撥，茅塞頓開(kāi)。所以從小大人們就教育我們不懂就要問(wèn)，這個(gè)道理永遠(yuǎn)都不過(guò)時(shí)。在此，我非常感謝指導(dǎo)我陳老師。</p><p>　　通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)，不得不說(shuō)的是我是真的學(xué)到了很多東西。從沒(méi)想過(guò)這么一根小小的軸，這還那么多講究，如尺寸公差、表面粗糙度等等，要是哪一步?jīng)]做好就會(huì)影響到整個(gè)零件的工作性能。如果設(shè)計(jì)者沒(méi)把零件設(shè)計(jì)好就拿去加工，就會(huì)給廠家?guī)?lái)很大的損失，這是很不應(yīng)該的。實(shí)訓(xùn)過(guò)后，雖然不太好意

36、思說(shuō)，但我還是感覺(jué)自己比以前更加細(xì)心了。</p><p>　　作為一個(gè)設(shè)計(jì)組的成員，我覺(jué)得大家的分工合作是非常重要的，走出社會(huì)，每個(gè)人都不可能脫離人群獨(dú)自存在，彼此之間的溝通合作是非常重要的，我覺(jué)得我們組是一個(gè)很好的團(tuán)隊(duì)。</p><p><b>　　八、參考資料</b></p><p>　　1、《機(jī)械制造技術(shù)》；</p><

37、;p>　　2、《互換性與測(cè)量技術(shù)》；</p><p>　　3、《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》；</p><p>　　4、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》等等。</p><p>　　第二章　銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p><b>　　工序尺寸精度分析</b></p><p>　　由工序圖可知此工序的加工精

38、度要求不高，具體加工要求如下：鉆4-φ22孔，深度為7，無(wú)其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　定位方案確定</b></p><p>　　根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件四個(gè)自由度，即x移動(dòng)、z移動(dòng)、x轉(zhuǎn)動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制y移動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度，因而工件的六個(gè)自由度都被限制，

39、由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。選主軸頸中心線和側(cè)板平面為定位基準(zhǔn)。（見(jiàn)工序圖）</p><p><b>　　定位元件確定</b></p><p><b>　　1、選擇定位元件：</b></p><p>　　由于本工序的定位面是主軸頸中心線和側(cè)板平面，所以?shī)A具上相應(yīng)的定位元件選為兩個(gè)V形塊和一個(gè)平面。</p&g

40、t;<p>　　（注：定位基準(zhǔn)選擇及受力分析見(jiàn)工序圖）</p><p>　　2、確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差、定位元件尺寸：</p><p>　　由圖可知此工序的加工精度要求不高，所以兩固定V形塊的尺寸由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P284圖2-1-26得：(如圖)</p><p>　　T=H+0.707D-0.5N=170+0.70

41、7X110-0.5X85=170+77.77-42.5=205.3mm</p><p>　　V形塊的寬度根據(jù)工件的實(shí)際情況可選為60mm。</p><p>　　根據(jù)工件的實(shí)際情況，底版的長(zhǎng)度選為454mm，寬度為188mm，高度為50mm。</p><p><b>　　定位誤差分析計(jì)算</b></p><p>　　(1)

42、分析計(jì)算孔的深度尺寸7的定位誤差：</p><p>　　用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是V形塊對(duì)稱面，定位基準(zhǔn)是外圓中心線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時(shí)其中心線在V形塊對(duì)稱面上上下移動(dòng)。定位誤差計(jì)算如下：</p><p>　　△jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011</p><p>　　△db=0.707(Td)=0.707x0

43、.022=0.016</p><p>　　△dw=△db-△jb=0.005</p><p>　　分析計(jì)算孔中心線與側(cè)板中心線的重合度誤差：</p><p><b>　　△jb=0</b></p><p><b>　　△db=0</b></p><p><b>　　

44、△dw=0</b></p><p><b>　　夾緊方案及元件確定</b></p><p>　　（1）計(jì)算切削力及所需加緊力：</p><p>　　工件在加工時(shí)所受的力有加緊力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-7得切削力的計(jì)算公式：</p><p>　　Fx=667DsK

45、p=667x22x700x650/726=1265.486N</p><p>　　實(shí)際所需加緊力與計(jì)算加緊力之間的關(guān)系為：</p><p>　　F=KFx(K由表1-2-2查得為1.15)=1.15Fx=1.15x1265.486=1455.309N</p><p>　　（2）計(jì)算加緊機(jī)構(gòu)并驗(yàn)算機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的加緊力：</p><p>　　滿足

46、加緊力水平作用要求的加緊裝置結(jié)構(gòu)方案可用螺紋加緊機(jī)構(gòu)，這種加緊方案裝卸工件及清理切削方便，所以這種結(jié)構(gòu)較好。</p><p>　　加緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的加緊力F＇=Qη（L1+L2）</p><p>　　其中：η：加緊機(jī)構(gòu)效率取0.9</p><p>　　Q：螺栓的許用加緊力</p><p><b>　　選定L1=L2</b>

47、;</p><p>　　根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3.3查得當(dāng)螺紋公稱直徑M=20時(shí)，Q=13000</p><p>　　F＇=2Qη=2X13000X0.9=23400N</p><p>　　F＇＞F 故加緊方案可行。</p><p>　　（3）設(shè)計(jì)鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板：</p><p>　　由于此工件是中