1、 机械加工工艺设计说明书题 目：设计“齿轮轴”零件的机械加工工艺规程毛坯图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1张零件图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1张工艺卡。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
2、 。 。 。 。 。 。 。1份说明书。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 1份系 别 机电工程系 专 业 机械设计制造及自动化 设 计 者 王伟 侯永科 蔡静 组 员 李崇茂 谢永忠 唐全钧指导老师 梁春光 陈林 序 言机械设计制造工艺学课程设计是我们完了大学的全部基础课，技术设计基础课以及大部份专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望
3、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，多锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后的多项建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。一 零件的分析（一） 零件的作用所给零件是球磨机传动齿轮轴，它位于机座上主要作用是传递扭矩，便筒体滚动：二 是起一定的支承作用，承载筒体的重力。零件的两个端部都 260(0,(-0.32)的轴身，用了安装支承轴承 275.56 用以安装齿轮一瑞 M240 和 230 部用以连接轴器与电机相接，传递动力之用。（二） 此齿轮轴用两顶尖和自动定心卡不夹紧定位。具有较主的位置精度要求，现在分析如下：1 以中心孔和 2
4、40 为中心的加工表面这一组加工包括：两个 240p6(+0.079,+0.050)的粗，精车和磨削以及其中一个倒角，两个 260hr(0,-0.032)的粗、精车和磨削加工，275.56（+0.180，+0.158）的粗、精车及磨削加工，M240f9(-0.050,-0.165)的车削及其退刀槽的车削，230r6(0.113,+0.084)的粗、精车及磨削。2 端面尺寸铣削这一组加工尺寸包括：以 230f9(-0.050,-0.165)端面的尺寸370，670，1172（0，-1.05） ，20003 以中心孔及 240p6(+0.079,+0.050)为中心加工槽。这一组加工为：在275
5、上的 63n9(0,-0.074)键槽的铣削，在 230 上 2-50N9(0,-0.062)键槽的铣削，在 m240*3-69 螺纹上的键槽 18 的铣削。第 1 组和第 3 组加工有一定的位置要求，主要是：（1） 275.56（+0.180，+0.158）的同轴度 0.023 与键槽 63N9(0,-0.074)R 对称度 0.04。（2） 275.56（+0.180，+0.158）的圆柱度 0.06 与键槽深度尺寸链255（0，-0.3） 。（3） 键槽 2-50n9(0,-0.062)的键槽对称度和对开键槽的对称度与2.0r6(+0.113,+0.084)的圆柱度及 260 和 240
6、 间的跳动 0.025 有关。第 2 组与第 3 组有着一定的尺寸要求键槽 2-50n9(0,-0.062)与 230r6(+0.113,+0.084)端面尺寸 360 由以上分析可知，对于这 3 组加工表面而言，可以铣加工一组表面，然后用夹具夹紧加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。二 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为 35GrMo,考虑到回转窖在运动中由于齿轮的交变转动及正反的重力载荷弯曲应力，因此选用锻件以及金属纤维尽不被切断，以保证零件工件可靠。由于零件尺寸大小，轮廓简单，故可以采用锻模冲压成型。可提高生产率，保证加工精度及提高及零件使用寿命上考虑，这样的设计是合理
7、的（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中重要的工作之一，基面选择得正确与合理，可保证加工质量，提高生产率。否则，加工工艺过程中会有问题白出，更有甚者，不容地造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1） 粗基准的选择对于一般的轴类零件而言,以外圆作为粗基准是完全合理的,但对本零件而言，按照有关粗基准的选择原则， 选 230r6(+0.084)端面作基准,用一顶尖和一自动定心卡爪夹持在 240 外圆柱面上，用以切除多余量,达到定位要求.(2)精基准的原则主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复.(三)制订工艺路线指定工艺路线的
8、出发点,应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证.在生产纲领已确定的生产条件下,尽量采用万能性机床配以专用工件夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,除此以外，还应当考虑经济效果，以使生产成本尽量下降.最后的加工路线确定如下:工序 1 划中心孔加工线;工序 2 钻两端中心孔,选 T68 机床进行加工;工序 3 铣端面，选用 CQ61100 机床进行加工;工序 4 粗车外圆 240,260,275,230,选用 CQ61100 机床进行加工;工序 5 焊热处理吊环(普通焊接机焊接);工序 6 调质 HB217-269;工序 7 割去热处理吊环;工序 8 粗车 240,26
9、0,275,230,用一顶尖和自动定心卡爪夹持以230 端面为粗基准,选用 CQ61100 机床进行加工,到 240,260,275,230;工序 9 探伤检查;工序 10 精铣端面,选用立式铣床端面铣加工,达到尺寸要求 2000;工序 11 精修中心孔,使其达到相关规定 GB145-852-C16 要求;工序 12 精车 240,260,275,230, 以 230 端面为粗基准，选用CQ61100 机床并用自动定心卡爪和顶尖定位，留精加工余量 1-2,到240,260,275,230,倒角 245,345;工序 13 精车 240,260,275,230,同样采用 CQ61100 车床加工
10、,留磨削余量 0.4-0.5,具体加工到尺寸如下: 240,260,275,230工序 14 探伤检查；工序 15 切退刀槽以 230 和 240 轴阶为基准用圆头车刀切削加工，要求车刀直径为 9；工序 16 车螺纹 M2403-6g;工序 17 修中心孔；工序 18 磨 240,260,275,230 尺寸到位，用 MQ1350 磨削加工保证尺寸 240,260,275,230 以及 240 一段的 240（）以顶尖和卡爪定位加工保证尺寸要求；工序 19 铣键槽 63N9，50N9，18，采用 X537 铣床铣削加工，用 63 铣刀铣键槽 63N9（）端面铣用 50 铣刀铣键槽 50N9（）
11、属端面铣削，用 18 铣刀端面铣键槽 18；工序 20 终检。(详见附表 1)四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定齿轮轴零件材料是 35CrMo,确定为 217-269HBS，毛坯零件约为 500Kg,，生产类型为小批生产，采用合模模锻毛坯。根据以上原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1外圆表面考虑其加工长度为 2000mm,外圆最大加工直径表面为 275mm,因此该阶梯轴锻造取最大为 290mm,表面粗糙度 R32m,只需精加工就能达到，Rz1.6m 需磨削加工才能达到。因此外圆表面需安排粗加工，精加工，磨削加工。2. 键槽由于是轴上普通圆头键
12、槽，故采用端削的铣削方法。参照工艺手册确定加工余量分配： 63N9 其精度 Ra3.2m 及底部 Ra6.3m，故铣削进给量为 f1mm/r;50N9 键槽同上；18 键槽略有变化。3.端面五）确定切削用量及基本工时工序 12，车端面 本工序采用计算法确定切削用量1. 加工条件工件材料：35CrMo 调质，锻模加工要求：粗车 240，260，275，230 外圆机床：CQ61100 车床刀片材料：YT15 刀杆尺寸：1625mm，Kr=90,r0=15,0=12,r=0.5mm2. 计算切削用量粗车各外圆1）切削深度 单边余量 Z=1.5mm；2）进给量 根据切削手册 ，选用 f=0.05mm
13、/r3）计算切削速度 见切削手册表 1.27Vc=CV/TmaPxvFyv*kv=242/600.2*1.50.05*0.50.35*1.44*0.8*0.8*0.97=116m/min4) 确定主轴转速N=1000v/3.14dw=568r/min机床选取 N=600r/min实际切削速度：V=3.14dn/1000=3.14*65*600/1000=12m/min 5）验机床功率 主切削下 Fc 按切削手册所示公式计算：Fc=cFcAxpFcFyFcKfc=2795*1.5*0.50.75*122(-0.15)*0.94*0.89=1012.5N其中，故切削消耗功率 Pc 为：Pc=Fc8
14、Vc/6*10000=1012.5*122/6*10000=2.06kn根据切削手册中 CQ61100 机床说明书可知，CQ61100 主电机功率为7.8KW,当主轴转速为 600r/min 时，主轴传递的最大功率为 5.5KW，所以机床功率足够，可正常工作。6）检验机床进给量系统强度已知主切削力 Fc=1012.5N，径向切削力 Fp 按切削手册所示公式计算：Fp=CfpApxfpFyfpVcnfpKfp=1940*1.50.9*0.50.6*122-0.3*0.897*0.5=195N所以，Fp=1940=195(N)=21.57(m/min)取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 U0.1，则切
15、削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为FFf+U(Fc+Fp) =480+0.1(1012.5+195)=600kn而机床纵向进给机构的最大纵向力为 3530kn ,故机床进给系统可正常工作。（7）切削加工时T(L1+L2+L3+L4+L5+L6)/nf=(370+300+351+470+351+158)/600*0.5=6.67min工序 16 车螺纹 M240*3MM1 切削速度计算根据切削用量手册 ，刀具寿命 T600min，采用高速螺纹车刀，规定粗车时 ap=0.17，走 刀次数 T12，精车螺纹时 ap=0.08,走刀次数 T6Vc=Vc/(Tm*apxvt1yv)*KV其中 Cv=
16、11.8,m=0.11Xr=0.70,Yv=0.3 螺矩 T13Km=0.637/0.61.75=1.11.Kk=0.75粗车螺纹时：Vc=11.8/(600.11*0.170.7*30.3)*1.11*0.75=21.57m/mim精车螺纹时Vc=11.8/(600.11*0.080.7*30.3)*1.11*0.75=36.8m/min3. 确定主轴转速粗车螺纹时：N1=1000Vc/3.14*D=1000*21.57/3.14*240=28.6r/min按机床说明书取：N1=30r/min实际切削速度：Vc=0.18m/min精车螺纹时：N2=1000Vc/3.14D=1000*36.8/3.14*240=49r/min按说明书取N2=50r/min实际切削速度：V=0.34m/min4. 切削加工时，取切入长度 L1=3mm粗车螺纹时：t1=(L+2L1)/(N*F)*I=(45+3*2)/(30*1)*12=20.4(min)精车螺纹时：t2=(l+l2)/(n*f)*I=(45+3*2)/(50)*4=4.08(min)所以车螺纹的总工时为 t=t1+t2=24.48(min)最后，将以上各工序甘切削用量，工时额定以计算结果。连同其它加工数据，并填入机加工工艺过程综合，见表
