兩級圓柱齒輪減速器中間軸加工工藝規(guī)程設(shè)計

設(shè)計概述兩級圓柱齒輪減速器里面共有三根軸，分別是高速軸、中間軸、低速軸，我這次畢業(yè)設(shè)計的題目是兩級圓柱齒輪減速器中間軸加工工藝規(guī)程設(shè)計，老師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中包含該軸的運(yùn)動和動力參數(shù)等。這次畢業(yè)設(shè)計是通過分析該選題中的軸的加工要點、加工難點后，制定出二級圓柱齒輪減速器中間軸在機(jī)械加工中的工藝過程卡片和工序卡。根據(jù)設(shè)計結(jié)果，查閱相關(guān)資料，繪制中間軸的CAD圖，并運(yùn)用車、銑工工藝基礎(chǔ)得出該零件加工過程中應(yīng)有的技術(shù)難度，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求以及軸在后面加工中會遇到的加工難點和加工要點，制定出最佳的加工工藝過程卡和加工工序卡片。機(jī)械制造技術(shù)涉及到零件材料、零件尺寸和零件工藝等方面，技術(shù)與設(shè)計是環(huán)環(huán)相扣的。從另一個角度看，技術(shù)促進(jìn)了設(shè)計。從設(shè)計心理學(xué)的角度來看，技術(shù)不僅是物質(zhì)基礎(chǔ)，而且還有自己的作用。技術(shù)只能用于材料功能，提供相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征和合理的制造工藝，并能創(chuàng)造實用、美觀、品質(zhì)良好的價格和廉價的產(chǎn)品，在產(chǎn)品中發(fā)揮潛在的功能。本次畢業(yè)設(shè)計從零件圖的制造工藝的剖析出發(fā)，對零件制造工藝與技術(shù)特點進(jìn)行剖析，起草正確的工序路線。并且選擇合理的工藝裝備、生產(chǎn)設(shè)備。在對工藝路線的制定的過程中，盡量減少生產(chǎn)成本。本次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的工藝路線有合適的工藝精度，工作性能強(qiáng)勁，符合現(xiàn)代機(jī)械加工要求。本次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的夾具可在制造零件的時候優(yōu)化待加工零件的制造品質(zhì)同時還可以縮短加工強(qiáng)度與時間，可以在確保工藝精度的條件下實現(xiàn)縮減制造成本，因而本次畢業(yè)設(shè)計的工藝路線具有很高的實際效益。通過完成本次畢業(yè)設(shè)計加強(qiáng)了我對工藝的認(rèn)識，提升了我的設(shè)計水平與技能。一、任務(wù)分析及思路（一）任務(wù)分析明確本次畢業(yè)設(shè)計的題目是兩級圓柱齒輪減速器中間軸加工工藝規(guī)程設(shè)計，通過對任務(wù)書的分析，得出此次畢業(yè)設(shè)計的基本步驟。并成資料的收集分析，運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，獨(dú)立思考，綜合分析。本次設(shè)計的設(shè)計初步參數(shù)：1）運(yùn)動和動力參數(shù)：轉(zhuǎn)速n=265r/m，功率P=2.9kw，2）齒輪參數(shù)：齒寬b1=65mm，b2=60mm，b3=70mm，b4=65mm，兩級齒輪端面間距=10mm，齒輪端面距箱體內(nèi)壁的距離=9mm。圖1：設(shè)計初始方案此次畢業(yè)設(shè)計完成以下工作：1、完成減速器中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制中間軸系裝配圖一張，中間軸零件圖一張。2、完成中間軸機(jī)械加工工藝設(shè)計。3、完成設(shè)計說明書一份。通過對任務(wù)書的分析，得出此次畢業(yè)設(shè)計的基本步驟，分為以下4步。對相關(guān)資料收集分析，完成以下工作：1)設(shè)計出兩級圓柱齒輪減速器中間軸的尺寸；2)用AutoCAD繪制軸的零件圖；3）確定最佳加工路線，分析并優(yōu)化加工要點，解決加工難點；4）編制兩級圓柱齒輪減速器中間軸工序卡片。（二）設(shè)計思路本次主要是利用《機(jī)械設(shè)計》與《機(jī)械制造工藝學(xué)》這兩本書的相關(guān)理論知識，并查詢機(jī)械制圖手冊，完成對兩級圓柱齒輪減速器中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝設(shè)計，具體思路如下：1資料與數(shù)據(jù)查找(1-1)在圖書室查閱本設(shè)計相關(guān)的資料(1-2)利用計算機(jī)到各個專業(yè)網(wǎng)站上查詢與下載機(jī)械制造類專業(yè)文獻(xiàn)2減速器中間軸設(shè)計（2-1）利用初始參數(shù)計算出中間軸參數(shù)（2-2）利用中間軸參數(shù)繪制出中間軸結(jié)構(gòu)圖（2-3）繪制減速器中間軸零件圖3減速器中間軸加工工藝設(shè)計（3-1）完成減速器中間軸切削加工工藝過程卡（3-2）完成減速器中間軸切削加工工序卡4減速器中間軸說明書撰寫（4-1）完成減速器中間軸畢業(yè)設(shè)計說明書的撰寫5整理資料（5-1）準(zhǔn)備答辯資料，并把文件整理上傳表1：完整的畢業(yè)設(shè)計流程 二、設(shè)計實施（一）減速器中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計最小軸直徑計算已知數(shù)據(jù)：高速軸輸入功率P1=2.9Kw,轉(zhuǎn)速n1=265r/min，轉(zhuǎn)矩T1=104509.43N/mm。(2)軸的材料選用因傳遞功率不大，并對重量和尺寸沒有特殊要求，故軸的材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。(2)軸的最小直徑確定根據(jù)表（參考文獻(xiàn)1表2-4-1），得到C=118，根據(jù)軸最小直徑公式：dmin===26.242mm由于在軸上有鍵槽，軸的直徑應(yīng)該增大10%，故軸的最小直徑為dmin=28.86mm,考慮到結(jié)構(gòu)安全圓整數(shù)據(jù)后得d=30mm。軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計圖2：減速器裝配示意圖4：中間軸零件圖（二）減速器中間軸零件分析1、零件的作用減速器中間軸是廣泛應(yīng)用在傳動機(jī)械上面的一種傳動軸，他通過與輸入軸、輸出軸配合完成減速器等機(jī)械傳動裝置的動力傳動。本設(shè)計選擇的題目是兩級圓柱齒輪減速器中間軸加工工藝規(guī)程設(shè)計，是應(yīng)用在減速器中間的一種軸，主要起到承上啟下的作用，把輸入軸的功率通過中間軸作為介質(zhì)，傳遞給輸出軸，完成整個減速器裝置的動力傳動、減速增扭等作用。2、零件的結(jié)構(gòu)分析選題中的零件是兩級圓柱齒輪減速器中間軸零件，減速器中間軸的實際形狀如圖所示： 圖6：減速器中間軸尺寸減速器中間軸零件的加工特征如下：(1).45mm、φ35mm、φ30mm左端面及外圓，(2).45mm、φ35mm、φ30mm右端面及外圓，(3).63mmx10mm左鍵槽，(4).50mmx10mm右鍵槽。3、零件精度表序號尺寸基本數(shù)值尺寸部位精度值130mm中間軸左一階梯外圓235mm中間軸左二階梯外圓345mm中間軸周肩自由公差435mm中間軸右二階梯外圓530mm中間軸右一階梯外圓610mm左鍵槽寬度730mm左鍵槽深度810mm左鍵槽寬度930mm左鍵槽深度表3：減速器中間軸精度表（三）減速器中間軸的加工工藝設(shè)計1、毛坯的選擇減速器中間軸的材料是45號鋼，綜合考慮到中間軸的加工表面少，具有一定的精度要求，而且中間軸工作環(huán)境要求比較常規(guī)，既沒有交替變化負(fù)載外力，又不屬于長期運(yùn)行的零件。減速器中間軸零部件形狀結(jié)構(gòu)中等，產(chǎn)品毛坯形狀需與制件的外形盡可能靠近，由于需要加工的孔不大，故采用熱軋型材毛坯即可滿足需要。由圖4可以看出，該工件總長213，最大軸段直徑為φ45，所以取毛胚為φ50×220，這樣加工量較少更容易加工，成本更低。 圖7：中間軸毛坯示意圖2、定位基準(zhǔn)的確定當(dāng)待加工工件被機(jī)床夾具夾緊時，待加工工件上的一些輪廓面確定了待加工金屬切削刀具的工件的相關(guān)位置，這個相關(guān)位置的表面稱為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)又可以分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。①粗基準(zhǔn)的選擇：

1.

原始定位粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)側(cè)重于確保加工表面可以分配正確的加工余量，以滿足需要加工和不需要加工表面的相關(guān)位置和尺寸精度，并為后續(xù)工作提供可行性同時處理。

3.

選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)平整，沒有澆、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。

4.

粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。②精基準(zhǔn)的選擇:在選擇精基準(zhǔn)時，應(yīng)結(jié)合待加工工件的特征尺寸和設(shè)定位置，將精度較高的一面作為精加工參考，這樣能夠減少待加工工件的定位誤差，以確保零件的加工制造與加工表面之間的位置精度。此外還需要注意待加工工件在機(jī)床上面的裝夾，保證裝夾的位置能夠準(zhǔn)確整齊。根據(jù)上述分析粗加工基準(zhǔn)選φ50mm外圓柱面，精加工精準(zhǔn)始終以兩端中心孔作為基準(zhǔn)，最后完成圖紙要求3、工藝裝備選用1）使用外圓車刀加工中間軸φ45mm、φ35mm、φ30mm左端面及外圓，對中間軸進(jìn)行尺寸檢驗時使用量具為游標(biāo)卡尺、百分表，并使用三爪卡盤對中間軸進(jìn)行裝夾。2）使用外圓車刀加工中間軸φ35mm、φ30mm右端面及外圓并使用量具游標(biāo)卡尺、百分表對中間軸進(jìn)行尺寸檢驗，使用車床加工中間軸φ35mm、φ30mm右端面及外圓并使用三爪卡盤對中間軸進(jìn)行裝夾。3）使用立銑刀加工中間軸63mmx10mm左鍵槽并使用量具游標(biāo)卡尺對中間軸進(jìn)行尺寸檢驗，使用銑床加工中間軸63mmx10mm左鍵槽并使用可調(diào)夾具對中間軸進(jìn)行裝夾。4）使用立銑刀加工中間軸50mmx10mm右鍵槽并使用量具游標(biāo)卡尺對中間軸進(jìn)行尺寸檢驗，使用銑床加工中間軸50mmx10mm右鍵槽并使用可調(diào)夾具對中間軸進(jìn)行裝夾。5）使用立銑刀加工中間軸50mmx10mm右鍵槽并使用量具游標(biāo)卡尺對中間軸進(jìn)行尺寸檢驗，使用銑床加工中間軸50mmx10mm右鍵槽并使用可調(diào)夾具對中間軸進(jìn)行裝夾。CA6140車床X60銑床 圖9：百分表圖：游標(biāo)卡尺圖10：外圓車刀圖：立式銑刀4、加工方案的確定通過上節(jié)分析得到。減速器中間軸的零件圖的基本加工的特征是平面、孔系?？偟膩碚f，確保端面的工藝精度比確?？紫档墓に嚲雀菀?。故而，鑒于中間軸而言，機(jī)械加工過程中的基本問題是確保端面的幾何精度及位置誤差，正確處理每個平面之中的相互之間的關(guān)系還有孔的尺寸精度與位置精度。根據(jù)加工分析得知知，現(xiàn)制定中間軸零件的加工順序，并盡可能的保證尺寸精度與位置度公差，中間軸零件的加工順序制定是此次設(shè)計的一個要點、重點。中間軸零件的加工順序如下：車：φ45mm、φ35mm、φ30mm左端面及外圓→車：φ45mm、φ35mm、φ30mm右端面及外圓→銑：63mmx10mm左鍵槽→銑：50mmx10mm右鍵槽→銑：50mmx10mm右鍵槽。5、加工工藝方案的制定 表4：工藝路線序號工序內(nèi)容01按照零件圖鍛造毛坯，保證毛坯尺寸φ55×22002調(diào)質(zhì)熱處理031）鉆中心孔，粗車外輪廓2)粗車左端面和外圓，留出精加工余量。3）精車左端面和外圓至圖紙尺寸，倒角4）掉頭裝夾，粗車右端面和外圓，留出精加工余量。5）精車右端面和外圓至圖紙尺寸，倒角041）粗銑中間軸左鍵槽，右鍵槽2）精銑中間軸左鍵槽，右鍵槽至圖紙尺寸要求05修研兩端中心孔06磨削與軸承配合面07去毛刺08按圖樣要求對零件各項技術(shù)要求進(jìn)行檢驗。湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱中間軸零件名稱中間軸共3頁第1頁材料牌號45#毛坯種類棒料毛坯外形尺寸φ55×220每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時/min準(zhǔn)終單件1鍛按照零件圖鍛造毛坯，保證毛坯尺寸φ55×220鍛造2熱調(diào)質(zhì)熱處理熱處理1箱式爐3車1.用三爪卡盤夾持毛坯工件右端外圓，用劃線盤找正，夾緊。機(jī)加1CA6140三爪卡盤、劃線盤、百分表2.車左端3mm45°外圓車刀3.鉆中心孔，用尾座頂尖頂住中心孔。中心鉆、雞心夾4.粗車φ45外圓，從左端起長115mm90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表5.粗車φ35外圓，留余量0.5mm，從左端起長105mm90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表6.粗車φ30外圓，留余量0.5mm，從左端起長37mm90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表7.精車φ35外圓至圖樣要求90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表8.精車φ30外圓至圖樣要求90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表9.C2倒角，銳角倒鈍45°外圓車刀10.調(diào)頭用三爪卡盤夾持夾φ35外圓處，用劃線盤找正，夾緊三爪卡盤、劃線盤、百分表11.車另一端面，保證總長213mm45°外圓車刀、游標(biāo)卡尺12.鉆中心孔，用尾座頂尖頂住中心孔中心鉆、雞心夾13.粗車φ35外圓，留余量0.5mm，從右端起長98mm90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表14.粗車φ30外圓，留余量0.5mm，從右端起長40mm90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表15.精車φ35外圓至圖樣要求90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表16.精車φ30外圓至圖樣要求90°車刀、游標(biāo)卡尺、百分表17.C2倒角，銳角倒鈍45°外圓車刀4銑鍵槽1.畫鍵槽加工線機(jī)加1臺虎鉗劃線尺2.粗銑左鍵槽Ｂ10×8×63X62立銑刀、游標(biāo)卡尺3.精銑左鍵槽Ｂ10×8×63至圖