機(jī)械制造工藝學(xué)軸的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)資料袋機(jī)械工程學(xué)院（系、部）2012 2013 學(xué)年第1學(xué)期課程名稱機(jī)械制造工藝學(xué)指導(dǎo)教師鄧根青職稱學(xué)生姓名王維專業(yè)班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)1002 學(xué)號(hào)題目軸的設(shè)計(jì)成績起止日期2012年12月28日2013 年1 月_13_日目 錄清單序號(hào)材料名稱資料數(shù)量備注1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書12課程設(shè)計(jì)說明書13課程設(shè)計(jì)圖紙13張456湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2012 2013學(xué)年第 一 學(xué)期機(jī)械工程 學(xué)院（系、部）機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及自動(dòng)化 專業(yè) 機(jī)設(shè)1002班級(jí)課程名稱：機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)題目：軸的設(shè)計(jì)完成期限：自2012年12 月_28_日至 2013 年1月13日共2周內(nèi) 容 及 任 務(wù)一、設(shè)

2、計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)二、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)零件圖對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，編制工藝文件。三、設(shè)計(jì)工作量 根據(jù)零件圖對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 確定毛坯的種類和制造方法 確疋毛坯的尺寸和公差 擬定加工路線 確實(shí)各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差 選擇各工序的機(jī)床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備 確定各工序的切削用量 編制工藝文件進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容2012 年 12 月 28 日2012 年 12月30日零件的工藝分析2012年 12 月 31 日2013年 12月12日工藝規(guī)程設(shè)計(jì)以及制作工藝卡2013 年 12 月 13 日2013 年 12月13日整理、排版說明書以及準(zhǔn)備答辯參

3、考 資 料【1】王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.【2】陳錫渠.金屬切削原理與工具M(jìn).北京：北京大學(xué)出版社，2006.【3】曷金印.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)基本常識(shí)M.北京：咼等教育出 版社,2004.【4】馬永杰.熱處理工藝方法600種M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2008.【5】鄧文英.金屬工藝學(xué)M.北京：高等教育出版社，2008.指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書軸的設(shè)計(jì)起止日期：2012年_12_月28_日 至2013 年丄月13日學(xué)生 姓 名王維班級(jí)機(jī)設(shè)1002學(xué)號(hào)成績指導(dǎo)教師（簽字）機(jī)械工程學(xué)院2013 年

4、 1 月 13 日本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)課程的一個(gè)綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)，能綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，掌握機(jī)械制造過程中的加工方法、加工裝備等基本知識(shí)， 提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究、工 程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)不僅僅能幫助我們利用已學(xué)的知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，還培養(yǎng)了 我們自己分析，獨(dú)立思考的能力。這次綜合性的訓(xùn)練，我在以下幾方面得到鍛煉：（1）、運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本原理以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確 地解決 一個(gè)零件在加工中

5、的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保 證零件的加工質(zhì)量。（1）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)零件的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè) 計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的零件的能力。（2）學(xué)會(huì)使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠 做到熟練的運(yùn)用。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性 訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打下良好 的基礎(chǔ)。由于個(gè)人水平亟待提高，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！目錄第一章零件的工藝分析 6第二章生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型

6、的確定 10第三章 確定毛坯、繪制毛坯圖 11第四章擬定軸的工藝路線 12第五章選擇加工設(shè)備及工藝裝備 16第六章加工工序設(shè)計(jì)17第七章加工后零件的三維圖 24第八章參考資料25第九章設(shè)計(jì)小結(jié)26第十章致謝27第一章 零件的工藝分析一、軸的用途：軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（如齒輪、蝸桿登） ，都 必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此軸的主要作用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。按照軸的承受載荷不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類。工作中既承 受彎矩又承受扭矩的軸成為轉(zhuǎn)軸，只承受彎矩的軸稱為心軸，只承受扭矩而不承受彎矩 的軸稱為傳動(dòng)軸。該軸主要采用 40Cr 鋼

7、能承受一定的載荷與沖擊。此軸為臺(tái)階類零件，尺寸精度， 形位精度要求均較高。14,© 15,© 16為主要配合面，精度均要求較高，需通過磨削 得到。軸線直線度為© 0.01，兩鍵槽有同軸度要求。在加工過程中須嚴(yán)格控制。二、技術(shù)要求：軸通常是由支承軸頸支承在機(jī)器的機(jī)架或箱體上， 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞和動(dòng)力傳遞的功能。 支承軸頸表面的精度及其與軸上傳動(dòng)件配合表面的位置精度對(duì)軸的工作狀態(tài)和精度有直 接的影響。其技術(shù)要求包括以下內(nèi)容：1. 尺寸精度軸段 1， 2， 4， 5為主要配合面，尺寸精度要求較高。2. 形狀精度該軸公共軸線的直線度公差為 0.01。其圓度及圓柱度無特殊要求，

8、但應(yīng)控制在 尺寸公差范圍內(nèi)。3. 位置精度零件對(duì)位置精度要求較低，無特別要求。故可按一般規(guī)定普通精度軸的配合軸徑對(duì)支承軸徑的徑向圓跳動(dòng)取為 0.010.03mm。4. 表面粗糙度具有配合要求的各軸頸表面粗糙度為1.6卩m軸肩側(cè)面表面粗糙度為3.2卩m鍵槽底面粗糙度要求較低，為 3.2卩m,側(cè)面為3.2卩m其余為12.5卩m.5. 熱處理：鍛造后應(yīng)對(duì)毛坯安排正火處理，為消除內(nèi)應(yīng)力粗加工之后安排退火處 理，為改善材料的力學(xué)物理性質(zhì)半精加工之后，精加工之前安排調(diào)質(zhì)處理（850 C油淬加520 C 持 續(xù)2小 時(shí) 回 火 ）。零件圖一軸的表面粗糙度、形狀和位置精度要求與表面粗糙度要求見表加工表面尺寸及

9、偏差（mrh公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra （卩 m形位公差軸段114未注1.6軸線直線度為°.°1軸段2IT81.6軸線直線度為°.°1軸段2端面3.2軸段320未注12.5軸線直線度為°.°1軸段3端面3.2軸段4IT61.6軸線直線度為°.°1軸段4端面3.2軸段5IT61.6軸線直線度為°.°1鍵槽2IT73.2鍵槽5IT73.2三、審查軸的工藝性：1. 結(jié)構(gòu)工藝軸類零件為其長度大于直徑的回轉(zhuǎn)體類零件，是機(jī)器中的主要零件之一。其主 要功能是支承傳動(dòng)件（齒輪、帶輪、離合器等）和傳遞扭矩。本次

10、設(shè)計(jì)中的軸為階梯軸， 其主要表面元素為圓柱面及鍵槽。 該軸軸段4與齒輪配合，通過平鍵以傳遞扭矩，軸段2 及軸段5與滾動(dòng)軸承配合，軸段1連接半聯(lián)軸器，將扭矩輸出。（零件圖見圖一所示）2. 加工工藝（1）該軸采用合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr,中等精度，轉(zhuǎn)速較高。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的 綜合力學(xué)性能，具有較高的強(qiáng)度、較好的韌性和塑性。（2）該軸為階梯軸，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度中等，其有多個(gè)過渡臺(tái)階，根據(jù)表面粗糙度 要求和生產(chǎn)類型，表面加工分為粗加工、半精加工和精加工。加工時(shí)應(yīng)把精加工、半精 加工和粗加工分開，這樣經(jīng)多次加工以后逐漸減少了零件的變形誤差。（3）零件毛坯采用自由鍛，鍛造后安排正火處理。（4）該軸的加工以車

11、削為主，車削時(shí)應(yīng)保證外圓的同軸度。（5）在精車前安排了熱處理工藝，以提高軸的疲勞強(qiáng)度和保證零件的內(nèi)應(yīng)力減少， 穩(wěn)定尺寸、減少零件變形。并能保證工件變形之后能在半精車時(shí)糾正。（6）同一軸心線上各軸孔的同軸度誤差會(huì)導(dǎo)致軸承裝置時(shí)歪斜，影響軸的同軸度和軸承的使用壽命。在兩端面鉆中心孔進(jìn)行固定裝夾可以有效防止徑向圓跳動(dòng)、保證其同軸度第二章 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確疋機(jī)械加工的工藝規(guī)程的詳細(xì)程度與生產(chǎn)類型有關(guān)，不同的生產(chǎn)類型由產(chǎn)品的生產(chǎn)綱 領(lǐng)來區(qū)別。1. 生產(chǎn)類型的確定（1）零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對(duì)工藝規(guī)程的制定具有決定性 的影響。機(jī)械制造的生產(chǎn)類型一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)

12、和單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)分為 大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、和小批生產(chǎn)。產(chǎn)量越大生產(chǎn)專業(yè)化程度越高。按重型機(jī)械、中型 機(jī)械、和輕型機(jī)械的年生產(chǎn)量列出了不同的生產(chǎn)類型的規(guī)范如表1表1各種生產(chǎn)類型的規(guī)范生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/件/年重型機(jī)械中型機(jī)械輕型機(jī)械單件生產(chǎn)< 5< 20< 100小批生產(chǎn)5 10020 200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)> 1000> 5000>500002. 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算（1）生產(chǎn)綱領(lǐng)是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝規(guī)程起著 很重要

13、的作用，它決定了各工序所需的專業(yè)化和自動(dòng)化的程度以及所選用的工藝方法和 工藝裝備。（2）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算方式N=Qn（1+a %邙 %）結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際：零件的備品率a %和零件的平均廢品率B %分別取4%和 6%假定產(chǎn)品的年 產(chǎn)量Q要求為200件/年，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件/臺(tái)。所以綜合以上數(shù)據(jù)代入 上式中得：N=220件（3）由零件尺寸可知其屬于輕型零件，生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)第三章 確定毛坯、繪制毛坯圖一、選擇毛坯：零件材料為 40Cr 鋼，要求強(qiáng)度較高，且工件的形狀比較簡單，毛坯精度低，加工余 量大，生產(chǎn)類型為單件小批量生產(chǎn)。綜上考慮，采用鍛件，其鍛造方法為自由鍛，毛坯 的尺寸精度

14、要求為 IT12 以下。二、確定毛坯的尺寸公差1、毛坯尺寸由工藝人員手冊可查得鍛件單邊余量厚度方向1.5-2mm,取4mn,水平方向?yàn)?.0-2.7mm，取2.5mm.鍛件質(zhì)量小于1kg，長度小于120mm取其上偏差+0.17mn，下偏差 -0.08mm。鍛件厚度尺寸小于40mm取其上偏差+0.12mm下偏差-0.04mm。B/H<1,故取起 偏角為5度。則鍛件毛坯長度尺寸為84 0.08 m m，直徑尺寸為24 0.04 mm。2、毛坯公差等級(jí)根據(jù)零件圖各部分的加工精度要求，鍛件的尺寸公差等級(jí)為 8-12 級(jí)，加工余量等級(jí) 為普通級(jí)，故取IT=12級(jí)。3、零件表面粗糙度根據(jù)零件圖可知該

15、軸各加工表面的粗糙度至少為 12.5卩m 綜上，鍛件毛坯圖如下所示。第四章 擬定軸的工藝路線一、定位基準(zhǔn)的選擇 正確的選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，也是保證加工精度的關(guān)鍵， 定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)，以下為定位基準(zhǔn)的選擇。粗基準(zhǔn)的選擇（1） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置精度，合理分配各加工面的余量，為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓表面為定位基準(zhǔn)，或用 外圓表面和頂尖孔共同作為定位基準(zhǔn)。用外圓表面定位時(shí)，因基準(zhǔn)面加工和工作裝夾都 比較方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要表面的粗加工余量小而均勻，應(yīng)選該表面為 粗基準(zhǔn)，并且要保證工件

16、加工面與其他不加工表面之間的位置精度。按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇次要加工表面為粗基準(zhǔn)。又考慮到階梯軸的工藝特點(diǎn)，所以選擇© 24的外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。(2)精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)軸的技術(shù)要求，軸的中心線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是測量基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則及 加工要求，應(yīng)選軸心線及一端面為精基準(zhǔn)，其他各面都能以此為定位，從而也體現(xiàn)了基 準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。二、零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、端面、鍵槽等，材料為 40Cr，參考有關(guān)資料，加工方法選擇如 下20、 14外圓面：為未注公差尺寸，表面粗糙度為 Ra1.6卩m需進(jìn)行粗車、半精車、精車。插 1 E+O- 0355外圓面：公差等級(jí)為IT8，

17、表面粗糙度為Ra1.6卩m需進(jìn)行粗車、半精車、精車。外圓面:公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度為Ra1.6卩m需進(jìn)行粗車、半精車、精車、粗磨、精磨端面：本零件端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為Ra3.2卩m需進(jìn)行粗車、半精車。鍵槽：槽寬公差等級(jí)為IT7，槽深公差等級(jí)未注，表面粗糙度為 Ra3.2卩m需采用三 面刃銑刀，粗銑、半精銑三、工藝順序的安排(一) 機(jī)械加工工序(1) 遵循先基準(zhǔn)平面后其他的原則：機(jī)械加工工藝安排是總是先加工好定位基準(zhǔn)面, 所以應(yīng)先安排為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定為基準(zhǔn)。先加工精基準(zhǔn)面，鉆中心孔及車表面的外圓。(2) 遵循先粗后精的原則：先安排粗加工工序，后安排精加工工序

18、。先安排精度要 求較高的各主要表面，后安排精加工。(3) 遵循先主后次的原則：先加工主要表面，如車外圓各個(gè)表面，端面等。后加工 次要表面，如銑鍵槽等。(4) 遵循外后內(nèi)，先大后小原則：先加工外圓再以外圓定位加工內(nèi)孔，加工階梯外 圓時(shí)先加工直徑較大的后加工直徑小的外圓。（5）次要表面的加工：鍵槽等次要表面的加工通常安排在外圓精車或粗磨之后，精 磨外圓之前。（6）對(duì)于軸右端及中間軸段P匸iL 川£加工質(zhì)量要求較高的表面，安排在后面, 并在前幾道工序中注意形位公差，在加工過程中不斷調(diào)整、保證其形位公差。（7）按照先面后孔的原則：先加工端面，再銑鍵槽。（二）熱處理工序的安排在切削加工前宜安排

19、正火處理，能提高改善軸的硬度，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善其切 削性能。在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在半精車之 后磨削加工之前。其能提高材料強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。在精加工之前安排表面淬火， 這樣可以糾正因淬火引起的局部變形，提高表面耐磨性。（三）輔助工序的安排在粗加工和熱處理后，安排校直工序。在半精車加工之后安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工 序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該軸的工序安排順序?yàn)椋合铝弦灰诲懺煲灰活A(yù)備熱處理力工工序：車端面粗車 調(diào)質(zhì) 半精車 精車 車端面 銑鍵槽淬火一一磨外圓一一精磨一一檢驗(yàn)四、加工階段的劃分該軸精度要求較高，其加工階段可劃分

20、為粗加工、半精加工、精加工階段。1、在粗加工階段，粗車外圓，以高生產(chǎn)效率去除毛坯余量。2、在半精加工階段，對(duì)外圓進(jìn)行半精車，銑鍵槽等，減小粗加工中留下的誤差，使 加工面達(dá)到一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備。i3、精加工階段，©15帶g"、止、14外圓面表面粗糙度要求為Ra1.6卩m對(duì)其進(jìn)行精車以達(dá)到要求。而對(duì)于少' 1 '' 外圓面其公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度要求為Ra1.6卩m安排粗磨、精磨五、確定工藝路線根據(jù)以上的加工工藝過程的分析確定零件的工藝路線如表三工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容10自由鍛毛坯鍛造加工20熱處理正火30車端面車斷頭及端面保證端 面尺寸

21、，鉆中心孔；調(diào)頭車 另一端面，鉆中心孔；40粗車粗車軸段3外圓，以其 端面為基準(zhǔn)面，依次粗車軸 段1、2外圓；調(diào)頭再以軸 段3右端面為基準(zhǔn)粗車軸 段4、5;粗車各退刀槽50熱處理調(diào)質(zhì)60半精車以軸段3外圓為基準(zhǔn) 依次半精車軸段1、2外圓； 半精車槽深0.5的2個(gè)；調(diào) 頭再以軸段3外圓為基準(zhǔn) 半精車軸段4、5外圓；半 精車槽深0.5.70精車用調(diào)整法找正以頂尖 中心線為基準(zhǔn)精車軸段1； 精車軸段2;調(diào)頭精車軸段 4;精車軸段5；80車端面車端面保持長82；倒 角1X45調(diào)頭車另一端面保 持全長80；倒角1X45度， 車槽深0.390粗銑鍵槽銑兩個(gè)寬為5的鍵槽100半精銑鍵槽半精銑兩個(gè)鍵槽110熱

22、處理表面淬火120粗磨粗磨軸段1 ； 調(diào)頭粗磨軸段4130精磨精磨軸段4；調(diào)頭精磨軸段1140檢驗(yàn)表二第五章選擇加工設(shè)備及工藝裝備一、機(jī)床設(shè)備的選用零件軸的生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，可以選用較高效率的專用機(jī)床和通用機(jī)床。根據(jù)該軸尺寸的大小要求，選用臥式車床 CA6140外圓磨床M1412,銑床X083二、工藝裝備的選用1）刀具選擇因?yàn)樵搨鲃?dòng)軸為階梯軸，所以選用 90度角外圓車刀（車臺(tái)階）材料為 YT1545°刀（倒角）和切槽刀（切槽）2）量具選擇因?yàn)樵撦S最大長度為85,所以選用量程0-100，精度0.05游標(biāo)卡尺。各工序具體所用工藝設(shè)備見下表工序號(hào)機(jī)床設(shè)備刀具量具10游標(biāo)卡尺2030CA

23、614090°刀游標(biāo)卡尺40CA614090°刀游標(biāo)卡尺5060CA614090°刀游標(biāo)卡尺70CA614090°刀游標(biāo)卡尺80CA614090°刀游標(biāo)卡尺90銑床X083銑刀游標(biāo)卡尺100銑床X083銑刀游標(biāo)卡尺110120M1412砂輪130M1412砂輪140游標(biāo)卡尺表四第六章加工工序設(shè)計(jì)一、確定工序尺寸(1)對(duì)軸段3外圓表面，加工工藝路線僅為粗車，由工序 40組成。可得粗車余量 為4mm 取粗車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT11，查表可確認(rèn)其公差值為0.13mm將上面數(shù) 據(jù)填入下表工序名稱工序余量(mr)i加工經(jīng)濟(jì)精度(mm表面粗糙度Ra(卩

24、m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)鍛造IT1224粗車4IT1112.520表五(2) 對(duì)軸段2外圓表面加工工藝路線為：粗車一一半精車一一精車。由工序40、60、70組成，查表可得工序余量：精車余量為0.3mm,半精車余量為1.5mm修正后的粗車余量為6.2mm 總加工余量為8mm,其表面粗糙度為Ra1.6卩m。精車前尺寸：16+0.3=16.3mm半精車前尺寸：16.3+1.5=17.8mm粗車前尺寸：17.8+6.2=24mm按照各工序所得到的經(jīng)濟(jì)精度所對(duì)應(yīng)的值精車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT8，其公差值T1=0.027mm半精車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT9，其公差值T2=0.043mm 粗

25、車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為IT11，其公差值T3=0.11mm 將上面的數(shù)據(jù)填入下表：名稱工序工序余量(mr)i加工經(jīng)濟(jì)精度(mm表面工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)粗Ra(糙度卩m)精車0.3IT81.616車半精1.5IT93.216.3粗車6.2IT1112.517.8鍛造IT1224表六用計(jì)算法對(duì)精車徑向的工序量 Z2進(jìn)行分析：查表Z2=0.3mm則半精車的基本尺寸為 A2=16+0.3=16.3mm半精加工工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)達(dá)到IT9級(jí)。確定公差值為0.043mm所以A1=( 16.3 ± 0.02)mm(3) 軸段2、5外圓面。其加工路線為粗車一一半精車一一精車一一

26、粗磨一一精磨。由工序40、60、70、120、130組成，據(jù)查到的加工余量得精磨余量為 0.1，粗磨為0.25，精車為0.25，半精車為2.2，經(jīng)修正后的粗車余量為6.2。確定總加工余量為9<計(jì)算各工序尺寸:精磨前：15+0.1=15.1粗磨前：15.1+0.25=15.35精車前：15.35+0.25=15.6半精車之前：15.6+2.2=17.8粗車前：17.8+6.2=24按照加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度給各工序尺寸確定公差，查工藝手冊可知每道工序的經(jīng)濟(jì)精度所對(duì)應(yīng)的值為:取精磨的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為 取粗磨的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為 取精磨的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為 取半精車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT6

27、，其公差值為T仁0.011mmIT7，其公差值為T仁0.018mmIT8，其公差值為T1=0.027mmIT9，其公差值為T2=0.043mm取粗車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT11，其公差值為T3=0.11mm其數(shù)據(jù)如下表工序名稱工序余量(mm加工經(jīng)濟(jì)精度(mm表面粗糙度Ra(卩 m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精磨0.1IT61.615粗磨0.25IT71.615.1精車0.25IT83.215.35半精車2.2IT96.415.6粗車6.2IT1112.517.8鍛造IT1224表七現(xiàn)用計(jì)算法對(duì)精磨徑向的工序量進(jìn)行分析：查表得 Z仁0.1mm則粗磨基本尺寸為 A2=15+0.仁15.1

28、mm粗磨加工工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT7級(jí)?？纱_認(rèn)其公差值0.018mm 故取 A1=( 15.1 ± 0.02)mm(4) 對(duì)軸段1外圓表面，加工工藝路線為：粗車一一半精車一一精車。由工序40、 60、70組成。查工藝手冊得各加工余量：精車余量為 0.3，半精車為1.5，經(jīng)修正后的 粗車余量為8.2。確定總加工余量為10。精車前：14+0.3=14.3半精車之前：14.3+1.5=15.8粗車前：15.8+8.2=24取精車的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT8，公差值為T1=0.027mm取半精車的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT9，公差值為T2=0.043mm取粗車的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11，公差值為T1=

29、0.11mm將以上數(shù)據(jù)填入表格工序名稱工序余量(mr)i加工經(jīng)濟(jì)精度(mm表面粗糙度Ra(卩 m)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精車0.3IT61.614半精車1.5IT83.214.3粗車8.2IT1112.515.8鍛造IT1224表八(5) 對(duì)于鍵槽，可確定工藝路線：粗銑一一半精銑查工藝手冊可知半精銑的加工余量為 1.5mm且總加工余量為6mm則粗銑余量為4.5mm取半精銑的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為IT7，其公差值為T1=0.039mm粗銑的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為IT11，其公差值為T2=0.16mm將以上數(shù)據(jù)填入表格工序名稱工序余量(mr)i加工經(jīng)濟(jì)精度(mrh表面粗糙度Ra(卩 m)工

30、序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)半精銑1.5IT73.25粗銑4.5IT1112.56.5鍛造IT1211表九綜合以上可得加工余量表為:工工工序尺寸精加工表面序名稱序余量度等級(jí)軸段粗420IT13車1軸段半0.115IT61、4精磨(+0.0055,外圓-0.0055 )面粗0.2 15.1 (0,IT7磨5-0.018 )精0.2 15.35( 0,IT8車5-0.027 )半2.2 15.6 (0,IT9精車-0.043 )粗6.2 17.8 (0,IT1車-0.11 )1軸段精0.315IT82外圓面車(+0.021 ,-0.007 )半1.5 15.3 (0,IT9精車-0.043

31、 )粗車6.2 16.8 (0,-0.11 )IT11軸段5外圓面精車0.315IT8半精車1.5 15.3(0,0.043)IT9粗車8.2 16.8(0,0.011)IT11鍵槽半精銑1.55( 0,-0.01 )IT7粗銑4.56.5( 0，-0.075 )IT11表十二、確定工序的切削用量確定切削用量的原則：首先應(yīng)選取盡可能大的背吃刀量，其次在機(jī)床動(dòng)力和剛度 允許的條件下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量。最后根據(jù) 公式確定最佳切削速度。1) 工序30，粗車軸的左右端面該工序?yàn)閮蓚€(gè)工步，工步1是以左邊定位。粗車右端面；工步 2是以右邊定位， 粗車左端面。由于這兩個(gè)工

32、步是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)一次走刀加工完成的，故其選用的切削 用量相同。背吃刀量的確定：根據(jù)加工余量，工步1和工步2的背吃刀量都為0.5mm 進(jìn)給量的確定：本設(shè)計(jì)采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是 40Cr,查表取進(jìn)給量f = 0.5mm/r 切削速度的計(jì)算：硬質(zhì)合金車刀切削40Cr時(shí)，取切削速度V為50m/min,根據(jù)公式n 1000v/ d， 可得車床轉(zhuǎn)速n=1000X 50/ ( X 24) r/min=663r/min，查表CA6140的主軸轉(zhuǎn)速范圍為101400，14001580（r/min ），符合要求。2）工序 40 粗車及工序 60半精車 該工序?yàn)楣げ?1 粗車和工步 2 半精車，則背吃刀量依次為 ap1=z=6.2mm， ap2=z=2.2mm 查表得 粗車 f1=0.81mm/r，取 V為 60m/min,則 n=796r/min 半精車，取 f2=0.4mm/r , Vc 為 90m/min,貝U n=1194r/min （n=1000Vc/ d）3）工序 40、工序 60 的過渡面部分粗車半精車尺寸為© 20的軸肩兩端面粗車軸段 2 與軸段 1 的過渡端面其切削用量與上述結(jié)論類似，不再計(jì)算4）工序 90、100粗銑及半精銑鍵槽粗銑 取 f=2