蝸桿軸畢業(yè)論文課件

1、畢業(yè)設計（論文）中文摘要機械加工工藝流程設計能力是從事機械制造專業(yè)的科研、工程技術人員必須具備的基本素質之一。機械加工工藝流程設計作為高等工科院校教學的基本科目，在實踐中占有極其重要的地位，工藝流程設計在加深對專業(yè)課程基本理論的理解和加強對解決工程實際問題的能力培養(yǎng)方面所發(fā)揮的作用是顯而易見的。本設計是蝸桿軸的加工工藝流程設計，其結構雖然規(guī)則，但是精度要求比較高，所以工藝要求比較復雜。需要粗車、精車、銑車、磨銷，其中精車是加工關鍵。車床加工工藝是以機械制造中的工藝基本理論為基礎，結合車床的特點，綜合運用多方面的知識解決車床加工過程中面臨的工藝問題。工藝流程是保證機械產(chǎn)品高質量、低成本的一種重要

2、的工藝依據(jù)，工藝流程設計在機械加工中就顯得更為突出，因此中小型零件加工的流程設計常被選作畢業(yè)設計的主要內(nèi)容之一。關鍵詞：蝸桿軸，工藝流程，粗車畢業(yè)設計（論文）外文摘要Title： THE DESIGN OF WORM SHAFT MACHINTNG PROCESS Abstract：The ability of machine-finishing process design is one of the basic abilities which the machinery manufacture specialized scientific researcher, engineers and

3、 technicians are engaged in must be have.The machine-finishing process design as a basical subject that all the higher engineering course colleges and universities teaching took,holding the extremely important position in the practice.The machine-finishing process design has a significantly function

4、 which is deepening on the specialized curriculum elementary theory understanding and strengthening the ability to solve the function that the project actual problem.This design is worm shaft's machine-finishing process design， its structure is rule, but the accuracy requirement is quite high.ne

5、eding rough turning, Finish turning，milling, grinding, and rough turning is the key. Finish processing machinery is in the process based on the basic theory, combining the characteristics of Lathe, comprehensive use of various aspects of knowledge to solve Lathe in the process of facing the problem.

6、 The machine-finishing process design is an important craft basis that guarantee high grade, low cost machine-finishing. The process design appears more prominent in the machine-finishing,therefore middle and small scale components machine-finishing process design is selected frequently to do gradua

7、tion project.Keywords ： worm shaft，technical process，rough turning1前 言在現(xiàn)在機械制造工業(yè)中，切削加工仍然是將金屬毛坯加工成規(guī)定的幾何形狀、尺寸和表面質量的主要加工方法。目前，全球經(jīng)濟正處于一個根本性的變革時期，人類社會正逐步由工業(yè)經(jīng)濟時代步入知識經(jīng)濟時代。知識經(jīng)濟是在工業(yè)經(jīng)濟高度發(fā)展的基礎上建立的，是生產(chǎn)力發(fā)展的嶄新階段。在知識經(jīng)濟條件下，制造業(yè)是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱，是國民經(jīng)濟收入的重要來源，在整個國民經(jīng)濟中處于十分重要的地位。制造業(yè)的發(fā)展對一個國家的經(jīng)濟及社會文化具有巨大和深刻的影響，國民經(jīng)濟的發(fā)展速度在很大程度上取決

8、于機械制造技術水平的高低和發(fā)展速度。據(jù)統(tǒng)計，20世紀90年代各工業(yè)化國家機械制造業(yè)所創(chuàng)造的財富占國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比例平均為22.15%，美國財富的68%來源于制造業(yè)；日本國內(nèi)生產(chǎn)總值的49%是由制造業(yè)提供；我國制造業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的比例為45%。機械制造業(yè)的技術發(fā)展水平不僅決定企業(yè)現(xiàn)時的競爭力，更決定了全社會的長遠利益和經(jīng)濟的持續(xù)增長?？梢哉f，制造業(yè)是實現(xiàn)經(jīng)濟增長的物質保證，沒有機械制造業(yè)的發(fā)展和振興，就沒有整個國名經(jīng)濟的發(fā)展和振興。國民經(jīng)濟各部門的生產(chǎn)技術水平和經(jīng)濟效益，在很大的程度上取決于機械工業(yè)所能提供的裝備的技術性能質量和可靠性。通過本設計使我們對制造過程有一個總體的認識，掌

9、握金屬切削過程的規(guī)律和控制方法及機械加工過程機械加工精度和加工表面質量分析的基礎知識，并能結合實際合理地選擇加工方法和切削參數(shù)以及機床、刀具、夾具，具備制訂機械加工和裝配工藝規(guī)程的能力，能對具體的工藝問題進行分析，提出改進產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)率，降低成本的工藝措施，了解現(xiàn)代制造技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。經(jīng)過三十多年的改革開放，我國現(xiàn)代化建設正在蓬勃發(fā)展，面對國內(nèi)生產(chǎn)任務的增長和國際競爭形勢的嚴峻，各個生產(chǎn)部門對機械產(chǎn)品的技術裝備提出了日益增長的需要，所以我們一定要學好機械的設計基本理論、基本知識和基本技能，通過畢業(yè)設計提高自己的能力。2 零件分析2.1技術條件分析如圖所示，是蝸桿的工作圖，零件選用4

10、5鋼，熱處理選用調質HB230250。毛胚為鍛件。工件兩端30js6軸承檔圓跳動精度為0.012毫米，螺桿大徑及30js6軸承安裝直徑的圓跳動精度是0.01毫米。工件表面質量較高，Ra0.8Ra6.3微米不等要求。蝸桿齒形為法向直廓，軸向模數(shù)為mx=5，頭數(shù)z為2，精度等級為8級（GB10089-1988），法向齒高為5毫米。導程角為11°1836”。2.2工藝路線零件為批量生產(chǎn)是的工藝路線如下：下料鍛造正火鉆中心孔粗車外圓調質研磨中心孔半精車外圓粗車蝸桿螺紋精車外圓精車蝸桿螺紋銑鍵槽磨外圓磨蝸桿螺紋齒檢驗入庫。2.3車削步驟的選擇零件批量加工時車削過程如下螺桿工藝分析工藝過程卡片產(chǎn)

11、品名稱第 頁零件名稱蝸桿車間材料投產(chǎn)數(shù)量共 頁工序工種工步加工內(nèi)容及技術條件1鋸1按鍛造比要求下料，適當直徑的棒料2鍛1按零件工作圖鍛造毛胚并正火處理3車1用三抓卡盤夾持30mm的毛胚處2車端面，鉆中心孔B 4mm，即裝后頂尖3粗車渦桿螺紋外徑60mm至62mm4粗車外圓40mm至42mm，粗車36mm處至38mm，粗車30mm處至32mm，粗車28mm處至30mm，粗車22mm處至24mm各外圓直徑留有2mm余量?？刂?6mm，12 mm，20mm，115mm，36mm各段長度尺寸。4車1工件掉頭，用三抓卡盤夾持粗車后32mm外圓2車端面控制323mm總長，鉆中心孔B 4mm，即裝后頂尖3粗

12、車30mm，40mm，36mm處外圓至32mm，42mm，38mm，留有2mm的加工余量，控制188±0.05mm，12mm，96mm各長度尺寸。5熱1粗車后工件進行調質處理HB 2302506研1調制后進行中心孔研磨7車1工件安裝在兩頂尖之間2半精車蝸桿外圓60mm至60.4mm（0.4mm為精車余量）3車40mm，36mm外圓至尺寸4半精車30mm外圓至30.4mm（0.4mm為留磨余量）5半精車28mm外圓至28.4mm（0.4mm為留磨余量）半精車22mm外圓至22.4mm（0.4mm為留磨余量）8車1工件掉頭安裝在兩頂尖之間2車40mm，36mm外圓至尺寸3半精車30mm外

13、圓至30.4mm（0.4mm為留磨余量）9車1一端用三爪（墊銅皮）夾持30mm處，另一端用頂尖3車蝸桿螺紋外圓兩端，30°倒角粗車蝸桿螺紋，控制齒厚7.701mm為8.00mm10車1工件安裝在兩頂尖之間2精車螺桿外圓600-0.046mm至尺寸3精車蝸桿螺紋至尺寸，控制齒厚尺寸7.701mm11銑1工件裝卡在銑床的工作臺上2銑鍵槽6×28mm，控制18.50-0.1mm及距端面尺寸3mm12磨1工件上磨床兩頂尖之間2磨外圓30js6mm至尺寸，磨外圓28h11mm，磨外圓22k6mm至尺寸，保證20mm，36mm。3工件掉頭安裝在兩頂尖上，磨外圓30js6mm13磨1磨蝸

14、桿齒輪14檢1檢驗尺寸是否合格2.4車削過程程序分析1,蝸桿精度要求較高，因此工序2鍛造后須立即進行正火處理，對后工序熱處理先做組織上準備，同時對切削加工也有利。2,工件毛胚為鍛件，加工余量較大，不能采用毛胚進行調質，所以工序3和工序4為粗車加工。主要使工件的調質處理充分發(fā)揮作用。3,工序6是工件經(jīng)調至后，中心孔有可能有所變形，為保證后工序加工精度，則對中心孔進行研磨加工。4，工序9是蝸桿螺紋粗車加工，為滿足有較好裝夾剛性，工件裝夾采用一端用三爪卡盤夾持，另一端用頂尖支撐，比用兩頂尖加工剛性好。5，為了保證滿足工件尺寸精度和形位公差，蝸桿螺紋精車工序10的安裝基準為兩頂尖。同工序12，外圓磨削

15、加工，為同一個精基準。因此能保證30js6mm兩外徑與螺桿螺紋分度圓及28h11mm外圓徑向圓跳動在0.01mm內(nèi)。3基準的選擇3.1精基準的選擇根據(jù)傳動軸零件圖的設計圖紙和精基準的選擇原則要求定位基準與設計基準相重合，這里選擇傳動軸的兩端面中心孔作為定位基準，可以很方便的加工各軸肩端面和各外圓表面，而且能保證加工軸肩面P、Q相對于中心軸線的圓跳動誤差，保證加工M、N軸線相對于中心軸線的同軸度誤差。只有在加工鍵槽時需改變定位基準，根據(jù)設計要求選擇P面和F軸肩右端面作為定位基準加工鍵槽?？傊?，該傳動軸零件結構簡單，定位、裝夾方便，有利于保證各項技術要求。3.2粗基準的選擇 一般先選擇外圓表面作為

16、粗基準，先加工出一個端面和端面的中心孔，然后再以加工出的端面定位加工另一個端面和其中心孔，而不是用外圓表面定位把兩個端面同時加工出來，這樣加工可以保證兩端面中心線的同軸度，并為后續(xù)的精加工做好準備。4、 機床設備及工藝裝備的選用由于該軸生產(chǎn)類型為批生產(chǎn)，且采取的工序集中，加設設備以通用機床為主，生產(chǎn)方式為通用機床加輔助夾具為主。工件在各機床上的裝卸及及各機床的傳送均由人工完成。4.1 機床設備的選用根據(jù)該軸的尺寸大小要求，選用臥式車床CA6140,萬能外圓磨床MD1420，立式升降臺銑床X5032，具體情況如上表所示。4.2 工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。工藝裝備采用通用夾

17、具，通用刀具和通用量具。（1）刀具的選擇：a 粗車時：合理前角參考值為1518。，合理后角參考值為68。，工藝系統(tǒng)剛性較好時主偏角Kr=75。，副偏角Kr=510。45鋼正火，可以選用YT5的刀具，前角選為16。，后角為58。，主偏角75。，刃傾角為0。，副偏角Kr=5。，刀尖半徑為1mm。b 半精車、精車時：合理前角參考值為1318。，合理后角參考值為810。，工藝系統(tǒng)剛性較好時主偏角Kr=75。，副偏角Kr=05。45鋼調質，可以選用YT15的刀具，前角選為18。，后角為58。，主偏角75。，刃傾角為0。，副偏角Kr=5。，刀尖半徑為1mm。c 選用車刀時，車端面選用45。端面車刀；車外圓

18、階梯時，選用90。車刀；在粗車外圓時，選用75。偏刀。車外圓時，使用靠模板車。鉆深孔時，選用莫氏錐柄麻花鉆；車螺紋時，使用高速鋼螺紋車刀。銑鍵槽使用圓柱鍵槽銑刀加工。(2)夾具的選擇：加工該零件不需要使用專用夾具，采用通用夾具，如：三爪卡盤及頂尖（3）量具的選擇：游標卡尺（精度為0.02），千分尺。5、 加工余量、工序尺寸和公差的確定5.1軸外圓面40的確定如表：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm精車0.4IT93.240粗車2IT1112.542鍛造±2655.2軸外圓面36的確定如表：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度R

19、a/um工序基本尺寸/mm精車0.4IT93.236粗車2IT1112.538鍛造±2655.3軸外圓面30js 6的確定如表：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT60.330±0.0065半精車2IT93.230.300.052粗車4IT1112.532.300.13鍛造±2655.4軸右邊部分外圓面28h11的確定如表：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT608350-0.13半精車2IT93.235.400.062粗

20、車4IT1112.53700.16鍛造±2655.5軸右邊部分外圓面30js6的確定如表11：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT61.630±0.0065半精車2IT93.230.400.052粗車4IT1112.532.400.13鍛造±2655.6 軸右邊部分外圓面22k6的確定如表12：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT60822+0.015+0.002半精車2IT93.222.400.052粗車4IT1112.

21、524.400.13鍛造±2655.7 軸外圓面60 h8的確定如表13：工序名稱工序余量/mm加工經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT63.26000.046半精車2IT93.260.400.052粗車4IT1112.562.400.13鍛造±2656、 切削用量和時間定額的計算6.1 工序7半精車渦輪軸各外圓面切削用量的計算 該工序雖然分了多個工步進行，但每個工步的背吃刀量、進給量和切削速度都相同，因為這些工步都是在一臺機床上經(jīng)一次走刀加工完成的，所以分析一個工步即可?，F(xiàn)以半精車E軸外圓面為例，計算切削用量： 1）背吃刀量的

22、確定 半精車E軸外圓面的加工余量為2，由于加工余量為雙邊余量，故ap=1mm 2）進給量的確定 由表查得，可取進給量f=0.4mm/r 3）切削速度的確定 根據(jù)臥式車床CA6140的切削速度范圍，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根據(jù)機床型號查得轉速為n=320r/min，則V=nd/1000=30.2m/min由于各工步加工軸的直徑不同，算出的轉速也不相同，但都靠近n=320r/min，故可以統(tǒng)一起來取值。半精車P、Q面切削用量的計算 P、Q面的技術要求相同，都是為了保證表面粗糙度Ra=0.8，而長度方向的尺寸只要滿足基本尺寸要求即可，無需保證公差值

23、。為了簡化計算，這里只取Q面作為對象，最后計算結果的兩倍即為該工序的最終結果。A半精車Q面1） 背吃刀量的確定 因為已知該工步的加工余量為2，ap=1mm,分兩次進給。2）進給量的確定 由表查得，可取進給量f=0.4mm/r 3）切削速度的確定 根據(jù)臥式車床CA6140的切削速度范圍，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根據(jù)機床型號查得轉速為n=320r/min，則V=nd/1000=30.2m/minB精車Q面1)背吃刀量的確定 因為已知該工步的加工余量為0.3，ap=1mm,分兩次進給2）進給量的確定 由表查得，可取進給量f=0.4mm/r 3）切削

24、速度的確定 根據(jù)臥式車床CA6140的切削速度范圍，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根據(jù)機床型號查得轉速為n=320r/min，則V=nd/1000=30.2m/min6.2 工序7半精車渦輪軸各外圓面時間定額的計算 1）半精車E軸外圓面基本時間和輔助時間的確定 基本時間 tj=(L+L1+L2)*i/fn=(30+2+3)*60/(0.4*320)=16.4s 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*16.4=2.5s2）半精車M軸外圓面基本時間和輔助時間的確定 基本時間tj=(L+L1+L2)*i/fn=(31+2+3)*60/(0.4*32

25、0)=16.9s 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*16.9=2.5s3）半精車G軸外圓面基本時間和輔助時間的確定 基本時間tj=(L+L1+L2)*i/fn=(46+2+3)*60/(0.4*320)=23.9s 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*23.9=3.6s4）半精車F軸外圓面基本時間和輔助時間的確定 基本時間tj=(L+L1+L2)*i/fn=(44+2+3)*60/(0.4*320)=23s 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*23=3.4s5）半精車N軸外圓面基本時間和輔助時間的確定 基本時間tj=(L+L1+L2)*i/fn=(36+2+3)*60

26、/(0.4*320)=19.2s 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*19.2=2.9s6）半精車20軸外圓面基本時間和輔助時間的確定 基本時間tj=(L+L1+L2)*i/fn=(18+2+3)*60/(0.4*320)=10.8s 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*10.8=1.6s 7) 半精車P面基本時間和輔助時間的確定 基本時間 tj=2*20*60/128=18.8 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*18.8=2.8s 8) 半精車Q面基本時間和輔助時間的確定 基本時間 tj=2*20*60/128=18.8 輔助時間 tf=0.15* tj=0.15*

27、18.8=2.8s綜上，工序7總的基本時間tj總= tj1+ tj2+ tj3+ tj4 +tj5 +tj6 +tj7 +tj8=16.4+16.9+23.9+23+19.2+10.8+18.8+18.8=147.8s 總的輔助時間tf總= tf1+ tf2+ tf3+ tf4 +tf5 +tf6 +tf7+tf8= 2.5+2.5+3.6+3.4+2.9+1.6+2.8+2.8=22.1s 布置工作地時間 tb=0.05*( tj總+ tf總)=8.5s 休息和生理需要時間 tx=0.03*( tj總+ tf總)=5.1s 準備與終結時間 tz=0.05*( tj總+ tf總)=8.5s單件

28、時間定額 tdj=tj+tf+tb +tx +tz/m=147.8+22.1+8.5+5.1+8.5/200=183.5s6.3 工序11銑鍵槽切削用量和時間定額的計算 1）N軸外圓面上鍵槽28×6切削用量的確定：根據(jù)圖樣分析和查表可得：進給量fz=0.1mm/z，給定齒數(shù)為5，f=0.5mm/r，背吃刀量ap=2.4，分兩次進給，主軸轉速取n=190r/min，得：V=14.9m/min 時間定額的確定：基本時間tj=l/f=25×60/95=31.6s，tf=0.15×tj=4.7s 7、典型夾具分析設計 7.1應用定位原理幾種情況（1）完全定位工件的六個自由

29、度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱為完全定位。（2）部分定位工件定位時，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個支撐點的定位稱為部分定位。在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝置，在生產(chǎn)中應用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個自由度。（3）過定位（重復定位）幾個定位支撐點重復限制一個自由度，稱為過定位。A、一般情況下，應該避免使用過定位。通常，過定位的結果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過定位是應該避免的。B、過定位亦可合理應用雖然工件在夾具中定位，通常要避免產(chǎn)生“過定位”，但是在

30、某些條件下，合理地采用“過定位”，反而可以獲得良好的效果。這對剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。工件本身剛性和支承剛性的加強，是提高加工質量和生產(chǎn)率的有效措施，生產(chǎn)中常有應用。大家都熟知車削長軸時的安裝情況，長軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個“過定位”的定位方式。只要事先能對工件上諸定位基準和機床（夾具）有關的形位誤差從嚴控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強，尾架的扶持有助于實現(xiàn)穩(wěn)定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質量和效率也大為提高。7.2確定要限制的自由度1.在本設計中，主要是加工外圓，應該限制五個自由度，即零件旋轉方向上的自由度不需

31、要限制，屬于不完全定位。定位精度取決于機床自身的精度和三抓卡盤的精度。2.按照加工要求，銑鍵槽時應限制五個自由度，即沿x軸移動的自由度不需要限制，但若在此方向設置一止推支撐，則可起到承受部分銑削力的作用，故可采用完全定位。7.3夾具的作用、定位原理、定位元件選擇 1，夾具的作用2，定位原理3，定位元件選擇7.4 定位誤差的計算與校核結束語通過做畢業(yè)設計，使我對書本的知識有了更深一步的認識和理解，知道了理論聯(lián)系實際的重要性；另外，對如何查閱資料與合理利用有了更深入的了解；本次畢業(yè)設計過程中進行了工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、軸類零件與夾具的設計與分析，是對我在大學期間所學的專業(yè)知識