蜗杆轴加工工艺规程

11、宁夏理工学院课程设计任务书课程名称机械制造工艺学课程代码设计题目蜗杆轴工艺规程设计题目序号设计时间本学期第10-19周（40学时）系（部）机械工程系专业机自班级09102一、课程设计任务（条件）、具体技术参数（指标）1、已知条件：选定某机械产品零件和产品生产纲领2、设计指标：应用所学机械加工工艺学的基本理论和实践知识，作到：1）正确分析产品零件的结构工艺性；2）合理选择零件毛坯；3）正确选择零件的机械加工工艺过程和工序内容，合理解决零件加工中的定位、夹紧、工艺路线、工艺尺寸等问题，按规定格式设计完成机械加工工艺规程，保证产品零件的加工要求；4）按中等复杂结构，设计完成指定工序的机床夹具，满足零件的工序要求和夹具的经济合理性；5）未尽要求按机械制造工艺学课程设计指导书执行。3、任务分配：一人一个设计题目，详见机械制造工艺学课程设计题目及要求二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求）零件图1份；毛坯图（从简绘制）1份；机械加工工艺过程综合卡片1份；专用夹具装配设计图及专用夹具主要专用零件设计图1套；课程设计说明书1份。三、课程设计工作进度计划：1、布置设计任务、选题、设计准备；4学时2、绘制产品零件图，毛配图；3学时3、机械加工工艺规程、机床夹具设计方案；4学时4、完成课程设计初稿；10学时5、完成课程设计二稿及审核稿；13学时6、准备答辩；2学时7、答辩；4学时四、主要参考资料《机械制造技术》黄鹤仃机械工业出版社《金属切削机床》吴圣庄机械工业出版社《机械制造工艺学》陈明机械工业出版社《金属切削原理与刀具》陆建中机械工业出版社《机械加工工艺是手册》杨叔子机械工业出版社《机械制造供医学课程设计指导书》赵家齐机械工业出版社2任课教师（签名）：张春兰2012年3月10日机械系主任（签名）：张春兰2012年3月10日2、机械制造工艺学课程设计题目一、题目：“蜗杆轴”零件的机械加工工艺规程设计二、设计条件：产品年生产纲领3500台，零件备品率3%，零件废品率1%三、课程设计的内容及步骤。（二一）题目为“蜗杆轴”零件的机械加工工艺规程设计1．编制工艺规程（1）计算零件生产纲领，确定生产类型。（2）分析产品零件，审查零件图样的工艺性，确定并绘制零件设计图样。（3）选择毛坯的制造形式，绘制毛坯图。（4）拟定工艺路线选择定位基准，选择零件表面的加工方法，划分加工阶段，安排工艺顺序，比选工艺方案，确定工艺路线。（5）确定各工序加工余量和毛坯尺寸（6）确定各工序采用的加工设备及工艺装备（7）确定各工序的工艺尺寸（8）填写机械加工工艺过程综合卡2．课程设计说明书。（1）课程设计封面（2）课程设计任务书指导教师：张春兰2012年3月10日3、蜗杆轴零件的机械加工工艺规程设计345钢一、产品年生产纲领产品年生产纲领3500台零件备品率3%零件废品率1%N=3500×1×（1+0.03+0.01）=3640二、分析产品零件，审查零件图样的工艺性，确定并绘制零件设计图样。1、零件的作用蜗杆轴是组成机械的重要零件，也是机械加工中常见的典型零件之一。它支撑其他转动件回转并传动扭矩同时又通过轴承与机器连接。2、零件的工艺分析该蜗杆轴ø20j6，ø17k5两外圆表面为支撑轴颈，锥体部分是装配离合器表面，M18×1处装配圆螺母来固定轴承轴向位置。以两端中心孔为中心加工表面两端中心孔以及端面倒角的加工。主要加工表面为两端中心孔。两端中心孔的轴线要作为加工定位与工序基准。以轴头外圆面为中心的加工表面这一组表面加工它把轴段外圆面、螺纹、锥面轴段外圆面主要加工表面为轴段外圆面螺纹锥体用来支撑轴和离合器的以两轴段外圆面为中心的加工表面这组加工表面包括两个轴段外圆面右端面的倒角两个退刀槽以分度圆直径为ZA蜗杆螺旋面为中心的加工这组加工表面分度圆直径为ZA蜗杆螺旋面，轴段外圆面及两侧的退刀槽ZA蜗杆螺旋4面为主要加工表面，两个轴段外圆面，轴段外圆面把两端中心孔轴线A-B作为公共基准，有圆跳动要求。对于这四组加工表面而言，我们可以先加工两端中心孔这一组加工表面，然后以其轴线为基准，借助夹具进行其他三组表面的加工并且保证他们之间的形状精度。三、选择毛坯的制造形式，绘制毛坯图工艺规程设计确定毛坯制造形式材料45钢由于蜗杆在传动过程中受到了振动，载荷，受力等方面的影响。所以选用锻件模锻成型。定位基准的选择基面的选择粗基准的选择选取最大外圆面作为粗基准精基准的选择选用两中心孔的公共中心线作为精基准零件表面的加工方法序号加工方法经济精度（公差等级）经济粗糙度Ra值/μm适用范围1粗车IT13-IT1150-12.5适用于淬火钢以外的各种金属2粗车-半精车IT10-IT86.3-3.23粗车-半精车-精车IT8-IT71.6-0.84粗车-半精车-精车-滚压IT8-IT70.2-0.0255粗车-半精车-磨削IT8-IT70.8-0.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢6粗车-半精车-粗磨-精磨IT7-IT60.4-0.17粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工（或轮式超精磨）IT50.1-0.0128粗车-半精车-精车-精细车（金刚车）IT7-IT60.4-0.025主要用于要求较高的有色金属9粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨）IT5以上0.025-0.006极高精度的外圆加工10粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨IT5以上Rz0.1表1该零件某些表面加工粗糙度要求不高可以采用粗车—半精车即可达到要求，而某些5表面加工的粗燥度要求比较高需采用粗车—半精车—磨削。每个表面所用的加工方法如下表所示加工表面加工方法经济精度粗糙度Ø46粗车—半精车—磨削IT80.8Ø22粗车—半精车IT106.3Ø17粗车—半精车—磨削IT80.8Ø26粗车—半精车IT106.3Ø20粗车—半精车—磨削IT80.8Ø18粗车—半精车IT106.3Ø16粗车—半精车—磨削IT80.8锥面2°51′粗车—半精车—磨削IT80.8Ø12粗车—半精车IT106.3轴段外圆面粗车—半精车IT106.3四、拟定工艺路线方案一1锻造2去飞边3正火处理4车端面M12左端ø17右端面打中心孔以最大外圆定位5粗车一端外圆Φ46，Φ22，Φ17掉头粗车另一端外圆分别至Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12粗车锥面2°51′，以外圆及中心孔做为基准。6半精车该端外圆Φ46，Φ22，Φ17车槽Φ16×1，Φ16×1，倒角1×45°，掉头半精车该端外圆分别至Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12半精车锥面2°51′车槽至Φ16×1倒角1×45°车螺纹M18×1，M12修整各阶梯过度地方以两中心孔作为精基准7粗车蜗杆螺纹半精车蜗杆螺纹8两端轴颈高频淬火，回火40~45HRC9修研两端中心孔10粗磨一端外圆至Φ17精磨该端外圆至Φ17粗磨另一端外圆至Φ20精磨该端外圆至6Φ20磨锥面及蜗杆螺纹到规定尺寸。以两中心孔作为基准11去毛刺12检验入库方案二1锻造2去飞边3正火处理4车端面M12左端ø17右端面打中心孔以最大外圆定位5粗车一端外圆Φ46，Φ22，Φ17以外圆及中心孔做为粗基准。半精车该端外圆Φ46，Φ22，Φ17车槽Φ16×1，Φ16×1，倒角1×45°以两中心孔作为精基准6粗车另一端外圆分别至Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12粗车锥面2°51′以外圆及中心孔做为粗基准。半精车该端外圆分别至Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12半精车锥面2°51′车槽至Φ16×1倒角1×45°以两中心孔作为精基准7两端轴颈高频淬火，回火40~45HRC8修研两端中心孔9粗磨一端外圆至Φ17精磨该端外圆至Φ17粗磨另一端外圆至Φ20精磨该端外圆至Φ20磨锥面，以两中心孔作为精基准10车蜗杆螺纹车螺纹M18×1，M12半精车蜗杆螺纹磨蜗杆螺纹，以两中心孔作为精基准11去毛刺12检验入库方案比较上述两个工艺路线的特点在于：方案一对整个蜗杆一起加工，减少了装夹次数，同时在加工过程中有效防止了加工产生的应力对后加工工序的影响。方案二对不同部位进行粗半精精加工，不能对一台机床进行连续运用。误差相对方案一来的大，所以选方案一。最终方案：1锻造2去飞边3正火处理74车左端面端面，打中心孔车右端面，打中心孔5粗车一端外圆Φ46，Φ22，Φ17掉头粗车另一端外圆分别至Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12粗车锥面2°51′，以外圆及中心孔做为基准。6半精车该端外圆Φ46，Φ22，Φ17车槽Φ16×1，Φ16×1，倒角1×45°，掉头半精车该端外圆分别至Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12半精车锥面2°51′车槽至Φ16×1倒角1×45°车螺纹M18×1，M12修整各阶梯过度地方以两中心孔作为精基准7粗车蜗杆螺纹半精车蜗杆螺纹8热处理：两端轴颈高频淬火，回火40~45HRC9修研两端中心孔10粗磨一端外圆至Φ17.1k5精磨该端外圆至Φ17k5粗磨另一端外圆至Φ20.1j6精磨该端外圆至Φ20j6磨锥面及蜗杆螺纹到尺寸11去毛刺12检验入库五、机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定蜗杆零件材料为45钢，硬度为217～255HBS，生产类型为中大批生产，采用普通模锻，IT13的精度。该工件的最大直径为ø46质量为4.1kg锻件形状复杂系数S=m锻件m外轮廓包容体=π（4.62）2×23.8×4.1=1622g=1.622kgm锻件=4.1kgS=4.11.622=2.531可定形状复杂系数为S1，属于简单级别机械加工余量根据锻件重量、加工精度F1F2、S1查表2.2-25得Ø12粗糙度为6.3属于一般加工精度直径方向单边余量取2mm水平方向取2mm同理ø18ø26ø22直径方向单边都是2mm水平方向都是2mmØ16粗糙度为0.8属于磨削加工精度直径方向单边余量取2.5mm水平方向取2mm同理ø20ø46ø17直径方向单边余量都是2.5mm水平方向都是2mm毛坯图如下图8M12Ø17Ø252441202404317121Ø16M18*1Ø20j61723.832881021Ø26Ø30Ø38Ø46Ø22Ø17k5Ø51Ø31Ø27Ø22六、确定各工序采用的加工设备和工艺装备工序号工序名称工序内容车间加工设备工艺装备1模锻模锻锻工2热正火3车车两端面，钻中心孔金工CA614045°车刀，中心孔钻千分尺4车粗车一端外圆Φ46，Φ22，Φ17掉头粗车另一端外圆Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12粗车锥面2°51′，以外圆及中心孔做为基准。金工CA614090°车刀、外螺纹车刀、顶尖，鸡心夹，游标卡尺95车半精车该端外圆Φ46，Φ22，Φ17车槽Φ17×1，Φ17×1，倒角1×45°，掉头半精车该端外圆Φ26，Φ20，Φ18，Φ16，Φ12半精车锥面2°51′车槽至Φ16×1倒角1×45°车螺纹M18×1，M12修整各阶梯过度地方以两中心孔作为精基准金工CA614070°车刀、45°车刀，外螺纹车刀、顶尖，鸡心夹，千分尺6车蜗杆螺纹半精车蜗杆螺纹以两中心孔作为基准金工CA6140外螺纹车刀、顶尖、鸡心夹、千分尺6热调质处理：两端轴颈高频淬火，回火40~45HRC7磨修磨中心孔金工M1432A8磨粗磨一端外圆Φ17k5粗磨另一端外圆至Φ20j6精磨该端外圆Φ17k5另一端外圆Φ20j6磨锥面及蜗杆螺纹到尺寸金工M1432A顶尖、平行砂轮，千分尺9钳工去毛刺金工锉刀10检检验质检室千分尺、游标卡尺、七、确定各工序的工艺尺寸根据粗糙度要求不同以及加工精度要求不同现在确定粗加工精度等级为IT12半精加工精度等级为IT10磨削加工精度等级为IT8加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗燥度粗半精磨粗半精磨粗半精磨Ø46520.648.246.6.146.12.56.30.8Ø2242—24.2122.412.56.3Ø17k551.80.618.8.11.6.1.212.56.30.810Ø2642—28.2126.412.56.3Ø20j6520.622.212.6.422.12.56.30.8M18×142—2.118.12.56.3