机械加工工艺设计说明书

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。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。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ф260(0,(-0.32))的轴身，用了安装支承轴承ф275.56用以安装齿轮一瑞M240和ф230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ф240为中心的加工表面这一组加工包括：两个ф240p6(+0.079,+0.050)的粗，精车和磨削以及其中一个倒角，两个ф260hr(0,-0.032)的粗、精车和磨削加工，ф275.56（+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，ф230r6(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ф230f9(-0.050,-0.165)端面的尺寸370，670，1172（0，-1.05），20003以中心孔及ф240p6(+0.079,+0.050)为中心加工槽。这一组加工为：在ф275上的63n9(0,-0.074)键槽的铣削，在ф230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）ф275.56（+0.180，+0.158）的同轴度0.023与键槽63N9(0,-0.074)R对称度0.04。（2）ф275.56（+0.180，+0.158）的圆柱度ф0.06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ф2.0r6(+0.113,+0.084)的圆柱度及ф260和ф240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ф230r6(+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ф230r6(+0.084)端面作基准,用一顶尖和一自动定心卡爪夹持在ф240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ф240,ф260,ф275,ф230,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ф240,ф260,ф275,ф230,用一顶尖和自动定心卡爪夹持以ф230端面为粗基准,选用CQ61100机床进行加工,到ф240,ф260,ф275,ф230;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ф240,ф260,ф275,ф230,以ф230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ф240,ф260,ф275,ф230,倒角2×45,3×45;工序13精车ф240,ф260,ф275,ф230,同样采用CQ61100车床加工,留磨削余量0.4-0.5,具体加工到尺寸如下:ф240,ф260,ф275,ф230工序14探伤检查；工序15切退刀槽以ф230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M240×3-6g;工序17修中心孔；工序18磨ф240,ф260,ф275,ф230尺寸到位，用MQ1350磨削加工保证尺寸ф240,ф260,ф275,ф230以及ф240一段的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ф63铣刀铣键槽63N9（）端面铣用ф50铣刀铣键槽50N9（）属端面铣削，用ф18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Φ275mm,因此该阶梯轴锻造取最大为Φ290mm,表面粗糙度R32μm,只需精加工就能达到，Rz1.6μm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Ra3.2μm及底部Ra6.3μm，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Φ240，Φ260，Φ275，Φ230外圆机床：CQ61100车床刀片材料：YT15刀杆尺寸：16×25mm²，Kr=90º,r0=15º,γ0=12º,rε=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/r3）计算切削速度见《切削手册》表1.27Vc=CV/T^maP^xvFyv*kv=242/60^0.2*1.5^0.05*0.5^0.35*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/min5）验机床功率主切削下Fc按《切削手册》所示公式计算：Fc=cFcA^xpFcF^yFcKfc=2795*1.5*0.5^0.75*122^(-0.15)*0.94*0.89=1012.5N其中，故切削消耗功率Pc为：Pc=Fc8Vc/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=CfpAp^xfpF^yfpVc^nfpKfp=1940*1.5^0.9*0.5^0.6*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U＝0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F＝Ff+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T＝600min，采用高速螺纹车刀，规定粗车时ap=0.17，走刀次数T＝12，精车螺纹时ap=0.08,走刀次数T＝6Vc=Vc/(T^m*ap^xvt1yv)*KV其中Cv=11.8,m=0.11Xr=0.70,Yv=0.3螺矩T1＝3Km={0.637/0.6}^1.75=1.11.Kk=0.75粗车螺纹时：Vc=11.8/(60^0.11*0.17^0.7*3^0.3)*1.11*0.75=21.57m/mim精车螺纹时Vc=11.8/(60^0.11*0.08^0.7*3^0.3)*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