阶梯轴零件的加工工艺规程设计

阶梯轴零件的加工工艺规程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 机械制造工艺学 装 课程设计 订 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目:阶梯轴零件的加工工艺规程 线 学 号: 姓 名: 教 学 院: 机械工程学院 专业班级: 13级本(1)班 指导教师: 完成时间: 2016年07月18日 教务处制 目录 摘要................................................................................................................................. 4 Abstract ............................................................................................................................ 5 1、零件的工艺分析 .......................................................................................................... 7 1.1 轴的作用............................................................................................................ 7 1.2 轴的工艺分析..................................................................................................... 7 1.3 轴的零件图 ........................................................................................................ 8 2、确定毛坯 .................................................................................................................... 8 2.1 选择毛坯............................................................................................................ 8 2.2 确定毛坯的尺寸公差 ..................................................................... 9 2.2.1(公差等级: ............................................................................................ 9 2.2.2锻件材质系数: ....................................................................................... 9 2.2.3锻件分模线形状: .................................................................................... 9 2.2.4(零件表面粗糙度: ................................................................................. 9 3、定位基准的选择 .......................................................................................................... 9 3.1 粗基准的选择..................................................................................................... 9 3.2 精基准的选择..................................................................................................... 9 4、制定 工艺路线............................................................................................................ 9 4.1各表面加工方法的选择(公差等级由《互换性与测量技术基础》附表5所得) ... 9 4.2加工阶段的划分 .................................................................................................10 4.3加工顺序的安排 .................................................................................................10 4.3.1机械加工工序 ..........................................................................................10 4.3.2具体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .................................................................................................10 5、确定加工尺寸及切削用量 ...........................................................................................13 5.1.2 加工余量的确定......................................................................................14 5.2切削用量 ..................................................................................................................14 工序? 粗车轴两端面.............................................................................................15 工序? 粗车阶梯轴外圆Φ40mm...............................................................................16 工序?粗车阶梯轴外圆Φ35mm ..................................................................................17 工序? 粗车阶梯轴外圆Φ25mm ................................................................................18 工序?热处理...........................................................................................................19 工序?半精车阶梯轴外圆面Φ40mm ...........................................................................19 工序?半精车阶梯轴外圆面Φ35mm ...........................................................................20 工序?半精车阶梯轴外圆面Φ25mm ...........................................................................21 工序?切退刀槽 .......................................................................................................22 工序? 粗铣键槽 .....................................................................................................22 工序? 粗磨φ35、φ25、φ20外圆面 ...................................................................23 工序? 精磨φ35、φ25、φ20外圆面 .....................................................................24 6、拟定工艺路线 ............................................................................................................24 6.1 零件表面加工方法的选择 ..................................................................................24 6.2选择定位基准 ....................................................................................................24 6.3工艺顺序的安排 .................................................................................................25 6.3.1机械加工工序 ..........................................................................................25 6.3.2 热处理工序的安排 ..................................................................................25 6.3.3辅助工序的安排 ......................................................................................25 6.4 加工阶段的划分 ................................................................................................26 6.4.1在粗加工阶段 ..........................................................................................26 6.4.2在半精加工阶段 ......................................................................................26 6.4.3精加工阶段 .............................................................................................26 7、编制机械加工工艺过程卡 ...........................................................................................26 、编制机械加工工序卡片 ..............................................................................................26 8 9、结论 ..........................................................................................................................26 感谢................................................................................................................................27 参考文献.........................................................................................................................28 摘要 主轴是高速加工机床的核心功能部件，它的好坏直接影响整个机床的使用性能，这就要求我们在设计工艺流程时做更深一步的研究。本次设计针对主轴的工艺规程，展开了较严谨的研究和设计。 车床主轴既是单一轴线的阶梯轴、空心轴，又是长径比小于12的刚性轴。主要加工表面是内、外旋转表面，次要表面有键槽、螺纹和端面结合孔等。它的机械加工主要是车削和磨削，其次是铣削和钻削。根据其结构特点和精度要求，在加工过程中，对定位基准的选择、加工顺序的安排以及深孔加工、热处理工序等均应给予足够的重视。 在车削时，应用一夹一顶或两顶尖的形式。避免了轴的径向圆跳动，保证了加工中工件的稳定性，也使工件达到尺寸精度。 磨削时，采用专用磨孔夹具，使工件轴线与夹具中心线保持一致，保证了磨孔时内孔加工的精度。 车削、磨削时采用专用夹具、刀具、量具，不但保证了尺寸精度，也是为了达到轴与其它零件组装时的公差与配合精度。 为了保证主轴的切削性能，成品具有耐磨性、抗震性及足够的硬度，在不同的加工阶段之间安排热处理。 车床主轴是代表性零件之一，加工难度较大，工艺路线较长，涉及到轴类零件加工的许多基本工艺问题。 关键词 :阶梯轴 工艺规程 夹具 刀具 量具 耐磨性 Abstract Spindle is the core of the high speed machine tool features, it is good or bad directly affect the performance of the whole machine tool, this requests us in the design process to do further research. The procedure to design for the main shaft, launched a rigorous research and design. Lathe spindle is not only a single axis shaft, hollow shaft, the steps of the length to diameter ratio is less than 12 rigid shaft. Main processing surface is the surface of internal and external rotation, secondary surface with keyway, thread, and end face combined with holes, etc. Its mechanical processing mainly is turning and grinding, followed by milling and drilling. When turning, apply a clamp one or two top form. Avoid the shaft radial circular runout, which guarantees the stability of the processing of the workpiece, also make the workpiece dimensional accuracy. Grinding, use special hole grinding fixture, make consistent with the center line of the clamp workpiece axis, ensure the grinding hole of the inner hole machining accuracy. Turning and grinding using special fixture, cutting tools, measuring tool, not only ensure the dimensional accuracy, but also to reach a shaft assembly with other parts of tolerance and fit precision. To guarantee the cutting performance of the spindle, the finished product has enough hardness, wear resistance, shock resistance, and between different processing stages arranged heat treatment. Lathe spindle is one of the typical parts, processing is difficult, the craft route is longer, involves many basic process of shaft parts processing problem. Keywords: Process planning, Jig, The cutting tool, Measuring tool, Abrasive resistance 序 言 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 本课程的课程设计是学生在学完机械制造工艺学课程的一个综合性和实践性很强的教学环节，通过课程设计，能综合运用所学的基本理论知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的工序安排、加工方法等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事各种工程技术工作打下较坚实的基础。 本次机械制造工艺学课程设计不仅仅能帮助我们利用已学的知识进行设计，还培养了我们自己分析，独立思考的能力。这次的课程设计，我在以下几方面得到锻炼: (1)提高结构设计能力。通过设计零件的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的零件的基本设计能力。 (2)学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到查找相关知识并运用。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一 次适应性训练，从中锻炼自己发现问题，分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。 1、零件的工艺分析 1.1 轴的作用 轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。按照轴的承受载荷不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴成为转轴，只承受弯矩的轴称为心轴，只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。 1.2 轴的工艺分析 该轴主要采用45钢能承受一定的载荷与冲击。此轴为阶梯轴类零件，尺寸精度，形位精度要求均较高。Φ20，φ32，φ35，Φ25为主要配合面，精度均要求较高，需通过磨削得到。在加工过程中须严格控制。 1.2.1该轴采用45钢，中等精度，转速较高。经调质处理后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。 1.2.2该轴为阶梯轴，其结构复杂程度中等，其有多个过渡台阶，根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工、半精加工和精加工。加工时应把精加工、半精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。 1.2.3零件毛坯采用模锻，锻造后安排正火处理。 1.2.4该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。 1.2.5在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。 1.2.6同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。在两端面钻中心孔进行固定装夹可以有效防止径向圆跳动、保证其同轴度。 1.3 轴的零件图 零件图如下 已知技术参数和设计要求: (1)材料:45。 (2)调质处理:HRC28-32。 (3)保留中心孔。 (4)生产纲领:大批量生产。 2、确定毛坯 2.1 选择毛坯 由于阶梯轴类零件工作时，某些部位如轴颈(主要是与滑动轴承配合的轴颈)往往要承受摩擦、磨损，严重时可能发生咬死(又称抱轴)现象，使轴类零件运 转精度下降。有时还需要承受多种载荷的作用，为增强阶梯轴的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。 2.2 确定毛坯的尺寸公差 2.2.1(公差等级: 由阶梯轴的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2.2.2锻件材质系数: 由于该阶梯轴材料为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为M级。 2.2.3锻件分模线形状: 根据该阶梯轴的形位特点，选择零件方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。 2.2.4(零件表面粗糙度: 由零件图可知，该阶梯轴的各加工表面粗糙度Ra均大于等于0.8μm。 3、定位基准的选择 正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键。基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。定位基准分为粗基准和精基准。定位基准的选择如下: 3.1 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠，该阶梯轴φ40的外圆表面和左、右端面互为基准作为粗基准，以保证为后序准备好精基准。 3.2 精基准的选择 根据该阶梯轴零件的技术要求和装配要求，选择该阶梯轴轴线作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。阶梯轴设计基准是轴线，选用其作精基准定位加工轴的外圆表面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用阶梯轴轴线作为精基准，利用双顶尖进行夹持，夹紧稳定可靠。 4、制定 工艺路线 4.1各表面加工方法的选择(公差等级由《互换性与测量技术基础》附表5所得) 加工表面 公差,mm表面粗糙度加工方案 尺寸 及精度等, μm 级 轴左、右端面 IT10 3.2 粗车-半精车 150 0 Φ35 粗车-半精车-粗磨-精-0.017IT6 0.8 磨 轴 IT10 3.2 粗车-半精车 40 外 IT10 3.2 粗车-半精车 32 圆 0.07 φ25 粗车-半精车-粗磨-精-0.07表 IT11 0.8 磨 面 0.07 φ20 粗车-半精车-粗磨-精-0.07 IT11 0.8 磨 车 IT10 3.2 一次行程 2x1 槽 IT10 3.2 一次行程 2x1 铣 8 IT11 1.6 粗铣 键 8 IT11 1.6 精铣 槽 4.2加工阶段的划分 该阶梯轴加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。 4.3加工顺序的安排 4.3.1机械加工工序 (1) 遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准-阶梯轴左、右端面互为基准原则 (2) 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 4.3.2具体方案 方案一:1.锻造、调质处理 2. 粗车φ40，打A型中心孔 0 0 0.07 3. 粗车外圆φ40至φ35、φ35至φ25 -0.017-0.017-0.07 0.07 4.粗车外圆φ40至φ32、粗车外圆φ32至φ20 -0.07 5.半精车两端面，保证其粗糙度为3.2μm 6. 半精车φ40的外圆表面，保证其粗糙度为3.2μm 0 7.半精车φ35的外圆表面,倒角45度 -0.017 0.07 8.半精车φ25的外圆表面,倒角45度 -0.07 9.半精车φ32的外圆表面，保证其粗糙度为3.2μm，倒角45度 0.07 10.半精车φ20的外圆表面,倒角45度 -0.07 11.切槽槽宽公差等级为IT10，槽深公差等级未注，表面粗糙度为3.2 μm 0 12.粗磨φ35的外圆表面。 -0.017 0.07 13.粗磨φ25的外圆表面. -0.07 0.07 14.粗磨φ20的外圆表面。 -0.07 0 15(精磨φ35的外圆表面，保证其粗糙度为0.8μm. -0.017 0.07 16.精磨φ25的外圆表面，保证其粗糙度为0.8μm. -0.07 0.07 17.精磨φ20的外圆表面 ，保证其粗糙度为0.8μm. -0.07 18(铣键槽:槽宽公差等级为IT7，槽深公差等级未注，表面粗糙度 为1.6µm，需采用三面刃铣刀，粗铣、精铣。 19.检验、入库 方案二:1.锻造、调质处理 2. 粗车φ40，打A型中心孔 0 0 0.07 3. 粗车外圆φ40至φ35、φ35至φ25 -0.017-0.017-0.07 0.07 4.粗车外圆φ40至φ32、φ32至φ20 -0.07 5.半精车两端面，保证其粗糙度为3.2μm 6. 半精车φ40的外圆表面，保证其粗糙度为3.2μm 0 7.半精车φ35的外圆表面，倒角45度 -0.017 0.07 8.半精车φ25的外圆表面，倒角45度 -0.07 9.半精车φ32的外圆表面，保证其粗糙度为3.2μm，倒角45度 0.07 10.半精车φ20的外圆表面，倒角45度 -0.07 11.铣键槽:槽宽公差等级为IT7，槽深公差等级未注，表面粗糙度为 1.6µm，需采用三面刃铣刀，粗铣、精铣 0 12.粗磨φ35的外圆表面。 -0.017 0.07 13.粗磨φ25的外圆表面. -0.07 0.07 14.粗磨φ20的外圆表面。 -0.07 0 15.精磨φ35的外圆表面，保证其粗糙度为0.8μm. -0.017 0.07 16.精磨φ25的外圆表面，保证其粗糙度为0.8μm. -0.07 0.07 17.精磨φ20的外圆表面 ，保证其粗糙度为0.8μm. -0.07 18.切槽槽宽公差等级为IT10，槽深公差等级未注，表面粗糙度 为3.2μm 19.检验、入库 方案三:1.锻造、调质处理 2. 粗车φ40，打A型中心孔 0 0 0.07 3. 粗车外圆φ40至φ35、φ35至φ25 -0.017-0.017-0.07 0.07 4.粗车外圆φ40至φ32、φ32至φ20 -0.07 5.半精车两端面，保证其粗糙度为3.2μm 6. 半精车φ40的外圆表面，保证其粗糙度为3.2μm 0 7.半精车φ35的外圆表面，倒角45度 -0.017 0.07 8.半精车φ25的外圆表面，倒角45度 -0.07 9.半精车φ32的外圆表面，保证其粗糙度为3.2μm，倒角45度 0.07 10.半精车φ20的外圆表面，倒角45度 -0.07 11.切槽，槽宽公差等级为IT10，槽深公差等级未注，表面粗糙度为3.2 μm 12.铣键槽:槽宽公差等级为IT7，槽深公差等级未注，表面粗糙度为 1.6µm，需采用三面刃铣刀，粗铣、精铣 0 13.粗磨φ35的外圆表面。 -0.017 0.07 14.粗磨φ25的外圆表面. -0.07 0.07 15.粗磨φ20的外圆表面。 -0.07 0 16.精磨φ35的外圆表面，保证其粗糙度为0.8μm. -0.017 0.07 17.精磨φ25的外圆表面，保证其粗糙度为0.8μm. -0.07 0.07 18.精磨φ20的外圆表面 ，保证其粗糙度为0.8μm. -0.07 19.检验、入库 论证:为使加工出一个符合零件的技术要求和装配要求选取一个最为合适的方案作出下列论证: 方案一:先加工出零件的基准，可同时加工出阶梯轴其他各部位，且精度能达到零件要求，但铣键槽放在了精加工之后，影响主要表面精加工表面的粗糙度，使零件在使用过程中达不到零件的技术要求。所以，此方案设计不合理。 方案二:为了使零件各个部位达到精度要求，先进行基准加工，然后对工件进行粗加工、精加工，但这样在对零件整体进行加工时，由于零件的结构比较复杂，使加工变得更加复杂化，且浪费时间，而且不能达到要求。因此，此方案设计不合理。 方案三:此方案在同时进行粗加工后，进行半精加工，在切槽、铣键槽，最后进行精加工，即满足了设计要求又节省了时间。因此，此方案为最佳方案。 3(工序的集中与分散: 该阶梯轴的生产类型为大批生产，可以采用万用型机床配以专用工、夹具，以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 5、确定加工尺寸及切削用量 5.1.2 加工余量的确定 加工余量表 加工工序名称 加工轴段 工序余量 加工余量 工序尺寸 表面 端面 5 5 151.1 粗 轴段Φ40 4 4 Φ41.1 轴段Φ35 5 4.6 Φ36.5 轴段Φ25 4 10 Φ26.5 车 轴段Φ32 4 8 Φ33.1 轴段Φ20 3.5 11.6 Φ21.5 端面 1.1 1.1 Φ150 半 轴段Φ40 1.1 1.1 Φ40 阶 精 轴段Φ35 1.1 1.1 Φ35.4 梯 车 轴段Φ25 1.1 1.1 Φ25.4 轴 轴段Φ32 1.1 1.1 Φ32 轴段Φ20 1.1 1.1 Φ20.4 轴段Φ35 0.3 0.3 Φ35.1 粗磨 轴段Φ25 0.3 0.3 Φ25.1 轴段Φ20 0.3 0.3 Φ20.1 0 Φ35 轴段Φ35 0.1 0.1 -0.0170.07 精磨 Φ25 轴段Φ25 0.1 0.1 -0.070.07 Φ20 轴段Φ20 0.1 0.1 -0.07键 粗铣 键槽 1 0.1 7 0.018 槽 8 精铣 键槽 1 0.1 -0.018 5.2切削用量 工序? 粗车轴两端面 1. 加工条件 工件材料:45号钢,锻造;工件尺寸:，L=156.1mm,D=Φ45.1mm 加工要求:粗车轴两端面，加工余量5mm; 机床:CA6140车床(《切削用量简明手册》表1-31)，中心高H=200mm 确定粗车端面刀具类型:YT5硬质合金焊接式车刀(表1-2);刀具耐用度 ，T=60min(表1-9);刀杆尺寸16mm25mm(表1-1.2);刀片厚度4.5mm(表1-1.3， 下同);γ,10?后角α,6?，副后角α’=6?，刃倾角λs=0?,主偏角Kr=90000 ?,副偏角Kr’=10?。 2. 切削用量 (1)确定切削深度ap 156.1,151.1,因为加工余量较小，故选择ap=2.5mm。 2 (2)确定每次进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端 车，以提高进给量提高加工效率。根据《切削用量简明手册》表3.5，使用YT5 ， 硬质合金端车刀加工，据《切削用量简明手册》表1.4 得: f=0.4-0.5mm/min 故选择:f=0.4mm/min (3) 计算切削速度vc Cv,38根据《切削用量简明手册》表1-27，查得各修正系数为: 后 ,0xv m,0.20,0.80y v 切削速度计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 为: vcvc,kvxymvvafTp 将以上数据代入公式: 38 vc,，1,6.91m/min0.2000.860，2.5，0.4 1000vc10006.91，nsk48.79r/min,v,: ,,D45.1 最终确定主轴转速为n=50r/min s 3.计算基本工时 p.59( 教材 民兵爆破地雷教材pdf初中剪纸校本课程教材衍纸校本课程教材排球校本教材中国舞蹈家协会第四版四级教材 ) L45.1 T,i==2.255minbfn0.4，50 工序? 粗车阶梯轴外圆Φ40mm 1.选择刀具: 确定粗车外圆刀具类型:YT15硬质合金焊接式车刀;刀具耐用度T=60min;刀杆 ，尺寸16mm25mm;刀片厚度4.5mm;γ,10?后角α,6?，副后角α’=6?，000刃倾角λs=0?,主偏角Kr=90?,副偏角Kr’，刀尖圆弧半径为,=0.4。 , 确定切削用量 2. (1)确定背吃刀量 粗车外圆，加工余量为4mm,一次走刀，则单边吃刀量为a=4/2=2mm。 p (2)确定进给量 ，由《切削用量简明手册》得刀杆尺寸1625mm，工件直径为Φ45.1mm，则f=0.4。 (3)选择刀具磨钝标准及耐用度 由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为1.0-1.4。 (4)确定切削速度Vc ,0.15xvCv,242根据《切削用量简明手册》表1-27，查得各修正系数为: ,0.35ym,0.20v 切削速度计算公式为: cvvc,kvxym vvTafp 将以上数据代入公式: 242 vc,，1,132.52m/min0.200.150.35602，0.4， c1000，132.521000vns,kv,,935.78r/min,45.1确定机床主轴转速: 。 ,dw 最终确定主轴转速为:n=900r/min L156.1 T,i==0.434minbfn0.4，900 工序?粗车阶梯轴外圆Φ35mm 1.选择刀具: 确定粗车外圆刀具类型:YT15硬质合金焊接式车刀;刀具耐用度T=60min;刀杆 ，尺寸16mm25mm;刀片厚度4.5mm;γ,10?后角α,6?，副后角α’=6?，000刃倾角λs=0?,主偏角Kr=90?,副偏角Kr’，刀尖圆弧半径为=0.4。 ,, 2.确定切削用量 (1)确定背吃刀量 粗车外圆，加工余量为4.6mm,一次走刀，则单边吃刀量为a=4.6/2=2.3mm。 p (2)确定进给量 ，由《切削用量简明手册》得刀杆尺寸1625mm，工件直径为Φ41.1mm，则f=0.4。 (3)选择刀具磨钝标准及耐用度 由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为1.0-1.4。 (4)确定切削速度Vc ,0.15xvCv,242根据《切削用量简明手册》表1-27，查得各修正系数为: ,0.35ym,0.20v 切削速度计算公式为: cvvc,kvxym vvTafp 将以上数据代入公式: 242 vc,，1,129.77m/min0.200.150.35602.3，0.4， 1000vc1000，129.77ns,kv,,1005.55r/min确定机床主轴转速: 。 ,,D41.1 最终确定主轴转速为:n=900r/min L85 T,i==0.24minbfn0.4，900 工序? 粗车阶梯轴外圆Φ25mm 1.选择刀具: 确定粗车外圆刀具类型:YT15硬质合金焊接式车刀;刀具耐用度T=60min;刀杆 ，尺寸16mm25mm;刀片厚度4.5mm;γ,10?后角α,6?，副后角α’=6?，000刃倾角λs=0?,主偏角Kr=90?,副偏角Kr’，刀尖圆弧半径为=0.4。 ,, 2.确定切削用量 (1)确定背吃刀量 粗车外圆，加工余量为10mm,2次走刀，则单边吃刀量为=10/4=2.5mm。 ap (2)确定进给量 ，由《切削用量简明手册》得刀杆尺寸1625mm，工件直径为Φ45.1mm，则f=0.4。 (3)选择刀具磨钝标准及耐用度 由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为1.0-1.4。 (4)确定切削速度Vc ,0.15xvCv,242根据《切削用量简明手册》表1-27，查得各修正系数为: ,0.35ym,0.20v 切削速度计算公式为: cvvc,kvxym vvTafp 将以上数据代入公式: 242 vc,，1,128.16m/min0.200.150.35602.5，0.4， 1000vc1000，128.16ns,kv,,1540.20r/min确定机床主轴转速: 。 ,,D26.5 最终确定主轴转速为:n=1400r/min L35 T,i=，2=0.125minbfn0.4，1400 工序?热处理 调质处理，HRC28-32 工序?半精车阶梯轴外圆面Φ40mm 1.选择刀具 确定半精车外圆刀具类型:YT15硬质合金 焊接式车刀;刀具耐用度 ，T=60min;刀杆尺寸25mm25mm;刀片厚度6mm;γ,10?后角α,6?，副后00角α=6?，刃倾角λs=0?,主偏角Kr=90?, 副偏角Kr’=10?，刀尖圆弧半径0 ,=0.5。 为, 2.确定切削用量 (1)确定背吃刀量 a半精车外圆，加工余量为1.1mm,一次走刀，=1.1/2=0.55mm p ,由《切削用量简明手册》表1-28得刀尖圆弧半径为=0.5，在由《金属切,削原理与刀具》表4-6得f=0.10-0.20mm/r。取f =0.10mm/r。 (2)选择刀具磨钝标准及耐用度:后刀面磨钝标准为0.8-1.0,耐用度为T=60min。 V(4)确定切削速度 C ,0.15xvc,291根据《切削用量简明手册》表1.27，查得各修正系数为: v m,0.20y,0.20 v 切削速度计算公式为: cvvc,kvxymvvTafp 将以上数据代入公式: 291vc,，1,222.440.200.20m/min 0.15600.550.10 确定机床主轴转速: 1000vc1000，222.44ns,kv,，1,1723.62r/min 。 ,,D41.1 最终确定主轴转速为:n=1400r/min L5 T,i==0.036minbfn0.10，1400 工序?半精车阶梯轴外圆面Φ35mm 1.选择刀具 确定半精车外圆刀具类型:YT15硬质合金 焊接式车刀;刀具耐用度 ，T=60min;刀杆尺寸25mm25mm;刀片厚度6mm;γ,10?后角α,6?，副后00 角α=6?，刃倾角λs=0?,主偏角Kr=90?, 副偏角Kr’=10?，刀尖圆弧半径0 ,为=0.5。 , 2.确定切削用量 (1)确定背吃刀量 a半精车外圆，加工余量为1.1mm,一次走刀,=1.1/2=0.55mm p ,由《切削用量简明手册》表1-28得刀尖圆弧半径为=0.5，在由《金属切, 削原理与刀具》表4-6得f=0.10-0.20mm/r。取f =0.10mm/r。 (2)选择刀具磨钝标准及耐用度:后刀面磨钝标准为0.8-1.0,耐用度为 T=60min。 V(4)确定切削速度 C ,0.15xvc,291根据《切削用量简明手册》表1.27，查得各修正系数为: v m,0.20y,0.20 v 切削速度计算公式为: cvvc,kvxymvvTafp 将以上数据代入公式: 291vc,，1,222.440.200.20m/min 0.15600.550.10 确定机床主轴转速: vc1000，222.44ns,kv,，1,2001.15r/min 。 ,,D35.4 最终确定主轴转速为:n=1400r/min L50 T,i==0.36minbfn0.10，1400 工序?半精车阶梯轴外圆面Φ25mm 1.选择刀具 确定半精车外圆刀具类型:YT15硬质合金 焊接式车刀;刀具耐用度 ，T=60min;刀杆尺寸25mm25mm;刀片厚度6mm;γ,10?后角α,6?，副后00 角α=6?，刃倾角λs=0?,主偏角Kr=90?, 副偏角Kr’=10?，刀尖圆弧半径0 ,为=0.5。 , 2.确定切削用量 (1)确定背吃刀量 a半精车外圆，加工余量为1.1mm,一次走刀,=1.1/2=0.55mm p ,由《切削用量简明手册》表1-28得刀尖圆弧半径为=0.5，在由《金属切, 削原理与刀具》表4-6得f=0.10-0.20mm/r。取f =0.10mm/r。 (2)选择刀具磨钝标准及耐用度:后刀面磨钝标准为0.8-1.0,耐用度为 T=60min。 V(4)确定切削速度 C ,0.15xvc,291根据《切削用量简明手册》表1.27，查得各修正系数为: v m,0.20y,0.20 v 切削速度计算公式为: cvvc,kvxymvvTafp 将以上数据代入公式: 291vc,，1,222.440.200.20m/min 0.15600.550.10 确定机床主轴转速: vc1000，222.44ns,kv,，1,2789.01r/min 。 ,,D25.4 最终确定主轴转速为:n=1400r/min L35 T,i==0.25minbfn0.10，1400 工序?切退刀槽 工序? 粗铣键槽 1. 加工条件 工件材料:45钢,锻造;工件尺寸:键槽宽8mm，键槽长40mm，键槽深度4mm。 加工要求:粗铣键槽，加工余量1mm; 机床:X61W型万能铣床; a刀具:高速钢圆柱铣刀。铣削宽度a?70mm,深度?5mm,铣刀直径ep d=0~80mm(表3-1)齿数z=12(表3-1.3),故根据《机械制造工艺设计简明手0 册》表3.1，取刀具直径d=6mm。根据《切削用量简明手册》表3.16，选择刀具0 前角γ,0?后角α,8?，副后角α’=10?，刃倾角λs=,10?,主偏角000 Kr=60?,过渡刃Krε=30?,副偏角Kr’=5?。 2. 切削用量 a(1)确定切削深度 p a因为余量较小，故选择=1mm，一次走刀即可完成。 p (2)确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削用量简明手册》表3.5，使用高速钢圆柱铣刀加工，机床功率为7.5kw(据《切削用量简明手册》表3.29 X61W型万能铣床)时: fz=0.12-0.18mm/z 故选择:fz=0.18mm/z。 (3)确定刀具寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.2mm; 由于铣刀直径d=6mm，故刀具使用寿命T=180min(据《切削用量简明手册》表0 3.8)。 (4)计算切削速度Vc和每分钟进给量Vf 根据《切削用量简明手册》表3-1，当d=80mm，Z=10，ap?4，fz?0.24mm/z0 时，vt=349m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为:kMV= 1.0，kSV= 1.0。切削速度计算公式为: cd0qvvvc,kv pvmTpvzvevaxfyauz ,0.45,0.2qy,0.1xamme,3.5Cv,28.5vvvap,4mm其中 ， ，，，，， ,0.1p,0.3um,0.33T,60minvv，，，，，,,,1.0，1.0,1.0kkkvMvSv ,0.24mm/z，Z=10，将以上数据代入公式: fz Vc=9.4m/min c1000vs,v,nk85r/min确定机床主轴转速: 。 d,w 主轴转速为:95 r/min 工序? 粗磨φ35、φ25、φ20外圆面 1.确定磨削用量 (1)确定背吃刀量 磨外圆，加工余量为0.1mm,2次行程，则ap=0.025mm。 (2)确定进给量 查表得工件每转的纵向进给量为f=0.025mm/r (3)确定切削速度Vc 由查表 Vc=15m/min 确定机床主轴转速:n=11 r/min 最终确定主轴转速为:n=11 r/min 工序? 精磨φ35、φ25、φ20外圆面 1.确定磨削用量 (1)确定背吃刀量 磨外圆，加工余量为0.1mm,一次行程，则ap=0.05mm。 (2)确定进给量 查表得工件每转的纵向进给量为f=0.05mm/r (3)确定切削速度Vc 由查表 Vc=15m/min 确定机床主轴转速:n=11 r/min 最终确定主轴转速为:n=11 r/min 6、拟定工艺路线 6.1 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、端面、键槽等，材料为45钢，参考有关资料，加 工方法选择如下: 40 外圆面:为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra3.2µm，需进行粗车、半精, 车。 0,35 外圆面:公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.8µm，需进行粗车、-0.017 半精车、粗磨、精磨。 0.07,25, 外圆面:公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra0.8µm需进行粗车、0.07 半精车、粗磨、精磨。 0.07,20, 外圆面:公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra0.8µm需进行粗车、0.07 半精车、粗磨、精磨。 端面:本零件端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3.2µm，需进行粗车、半精车。 键槽:槽宽公差等级为IT11，槽深公差等级未注，表面粗糙度为Ra1.6µm， 需采用三面刃铣刀，粗铣、精铣。 6.2选择定位基准 轴类零件各表面的设计基准一般是轴的中心线，其加工的定位基准，最常用 的是两中心孔。采用两中心孔作为定位基准不但能在一次装夹中加工出多处外圆和端面，而且可保证各外圆轴线的同轴度以及端面与轴线的垂直度要求，符合基准统一的原则。 在粗加工外圆和加工长轴类零件时，为了提高工件刚度，常采用一夹一顶的方式，即轴的一端外圆用卡盘夹紧，一端用尾座顶尖顶住中心孔，此时是以外圆和中心孔同作为定位基面。 6.3工艺顺序的安排 6.3.1机械加工工序 (1) 遵循先基准平面后其他的原则:机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆。 (2)遵循先粗后精的原则:先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。 )遵循先主后次的原则:先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。 (3 后加工次要表面，如铣键槽等。 (4)遵循先外后内，先大后小原则:先加工外圆再以外圆定位加工内孔，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的外圆。 (5)次要表面的加工:键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。 00.070.07,25,20,35,, (6)对于轴段加工质量要求较高的表面，安0.070.07-0.017 排在后面，并在前几道工序中注意形位公差，在加工过程中不断调整、保证其形位公差。 (7)按照先面后孔的原则:先加工端面，再铣键槽。 6.3.2 热处理工序的安排 在切削加工前宜安排调质处理，能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能。 6.3.3辅助工序的安排 在粗加工和热处理后，安排校直工序。在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该轴的工序安排顺序为: 下料——锻造——预备热处理。 该轴的加工工序:车端面——粗车——调质——半精车——精车——车端面——铣键槽——磨外圆——精磨——检验。 6.4 加工阶段的划分 该轴精度要求较高，其加工阶段可划分为粗加工、半精加工、磨削加工阶段。 6.4.1在粗加工阶段 粗车外圆，以提高生产效率去除毛坯余量。 6.4.2在半精加工阶段 对外圆进行半精车，铣键槽等，减小粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做好准备。 6.4.3精加工阶段 00.070.07,25,20,35,, 外圆面表面粗糙度要求为Ra0.8µm，对其0.070.07-0.017 进行磨削加工以达到要求。 7、编制机械加工工艺过程卡 阶梯轴加工工艺过程卡片(见附表1) 8、编制机械加工工序卡片 阶梯轴加工工序卡片(见附表2) 9、结论 通过此次综合实训,让我受益非浅,不仅培养了我们发现问题、分析问题、解决问题的逻辑思维能力,更重要的是学会了熟悉运用机械制造工艺学中的基本理论实际知识解决零件在加工中的定位，夹紧，以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题保证加工质量。通过这次轴的设计,让我们从机械基础到公差配合、从机械制图、计算机绘图到机床设备应用，把机械制造过程中的各种知识综合整理，又有了更高层次的理解和发现。 在设计中,老师的细心指导,让我们了解了自己在学习过程中的缺陷,使我们进一步熟悉及应用机械制造中的理论研究,培养了我们一丝不苟、严谨认真的工 作作风和良好习惯!课程设计是我们所学知识的总结及运用,同时也让我们进一步熟悉了计算机的操作,让我们为后续课程学习和今后工作有了信心。在此,感谢老师的认真指导!同时，在实训的过程中，我们也遇到了很多问题，其中就有不少就是因为自己的知识储备是很有限的，因此，我也更加感受到了自己的不足并决心努力克服改正。 感谢 本文在屈老师的悉心指导下完成的。导师渊博的知识、丰富的实践经验、从老师身上，学到了知识外，我还学到了其他宝贵的东西，所有这些都使我终生收益。在此，我要衷心地感谢导师许老师，感谢他在指导我做毕业设计期间对我无私的关怀和耐心细致的指导，并向老师致以崇高的敬意～ 在做毕业设计期间，我还得到领导、众多其他老师和同学们的鼓励和帮助，有了他们，我才能克服各种困难，完成毕业设计。在此，感谢他们的帮助～ 由于本人水平的限制，经验的欠缺，考虑不够周全等，本次设计一定还存在不足的地方，需要我在今后的工作实践中不断改进和提高，恳请各位老师批评指正。 最后，我还要感谢百忙之中抽出时间来审阅我的论文的老师，对他们的付出表示深深的谢意～～ 参考文献 【1】罗中先、周利平、程应端主编 《金属切削机床》 重庆大学出版社1997年12月 【2】李硕、粟新主编， 《机械制造工艺基础》 国防工业出版社2008年3月 【3】赵家齐主编 《机械制造技术课程设计指导书》 机械工业出版社 2000年10月 【4】赵家齐主编 《机械制造工艺学课程设计指导书》 机械工业出版社 2000年10月 【5】艾兴,肖诗纲主编 《切削用量简明手册》 机械工业出版社1994年6月 【6】熊良山、严晓光、张福润主编 《机械制造技术基础》 华中科技大学出版社，2007年3月 【7】周增文主编 《机械加工工艺基础》 长沙中南大学出版社 2003年7月 【8】倪森寿主编 《机械制造工艺与装备》 北京化学工业出版社 2002年12月 【8】范真主编 《互换性与测量技术基础》 高等教育出版社 2012年8月 【9】陈日曜主编 《金属切削原理》 机械工业出版社 2002年1月 【10】芦福桢主编 《金属切削原理与刀具》 机械工业出版社 2008年2月 11】焦建民主编 《切削手册》 电子工业出版社 2007年9月 【