機械制造技術基礎課程設計-傳動軸(批量為200件)機械加工工藝規(guī)程設計.doc

此文檔收集于網絡，如有侵權，請聯(lián)系網站刪除湖 南 科 技 大 學 課程設計名稱： 傳動軸(批量為200件)機械加工工藝規(guī)程設計學 生 姓 名： 學 院： 機電工程學院 專業(yè)及班級： 08級材料成型及控制工程1班 學 號： 指導教師： 2010年12月15日 至誠致志、唯實惟新目 錄一機械制造課程設計的目的二生產綱領的計算與生產類型的確定1.生產類型的確定2.生產綱領的計算三傳動軸的工藝性分析1.零件的結構特點及應用2.零件的工藝分析四. 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖1.毛坯的選擇2.確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量3.設計毛坯圖五. 選擇傳動軸的加工方法，制定工藝路線1.定為基準的選擇2.零件表面加工方法的確定3.制定工藝路線4.熱處理工序的安排六. 機床設備的選用1機床設備的選用2工藝裝備的選用七. 工序加工余量的確定，工序尺寸及公差的計算八. 確定工序的切削用量九. 時間定額的計算十. 提高勞動生產率的方法十一. 課程設計體會十二. 參考文獻十三. 附錄一、機械制造課程設計的目的機械制造技術基礎課程設計是學完了機械制造技術基礎課程及經過了生產實習之后，進行的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行機械制造工藝及結構設計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練和準備。它要求學生全面地綜合運用本課程及有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計。其目的是： （1）培養(yǎng)學生綜合運用機械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識，結合金工實習、生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設計中等復雜程度零件工藝規(guī)程的能力。 （2）培養(yǎng)學生能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計，進一步提高結構設計能力。 （3）培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、圖表、規(guī)范等有關技術資料的能力。 （4）進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件的基本技能。 （5）培養(yǎng)學生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。二、生產綱領的計算與生產類型的確定機械加工的工藝規(guī)程的詳細程度與生產類型有關，不同的生產類型由產品的生產綱領來區(qū)別。1.生產類型的確定（1）零件的生產類型是指企業(yè)生產專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。機械制造的生產類型一般分為大量生產、成批生產和單件生產，成批生產分為大批生產、中批生產、和小批生產。產量越大生產專業(yè)化程度越高。按重型機械、中型機械、和輕型機械的年生產量列出了不同的生產類型的規(guī)范如表1：表1 各種生產類型的規(guī)范生產類型零件的年生產綱領/件/年重型機械中型機械輕型機械單件生產520100小批生產510020200100500中批生產1003002005005005000大批生產30010005005000500050000大量生產1000500050000(2)生產類型的劃分要考慮生產綱領還得考慮產品本身的大小及其結構的復雜性。2.生產綱領的計算（1）生產綱領是產品的年生產量。生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝規(guī)程起著很重要的作用，它決定了各工序所需的專業(yè)化和自動化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備。（2）零件的生產綱領的計算方式N=Qm(1+%)(1+%)結合生產實際：零件的備品率%和零件的平均廢品率%分別取3%和0.5%，產品的年產量Q要求為200件/年，每臺產品中該零件的數(shù)量為1件/臺。所以綜合以上數(shù)據代入上式中得：N=207件（3）傳動軸軸的重量估計為m=1.31Kg 查機械制造技術基礎課程設計指導教程表1-3知該傳動軸為輕型零件，依據表1得傳動軸的生產類型為小批量生產。三、傳動軸的工藝性分析 1.零件的結構特點及應用 軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機器中主要用于支承齒輪，帶輪，凸輪以及連桿等傳動件，以及傳遞扭矩。按結構形式不同，軸可以分為階梯軸，錐度分軸，空心軸，曲軸，凸輪軸，偏心軸，各種絲桿等。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面，圓錐面，內孔和螺紋及相應的端面所組成。軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。 圖示傳動軸零件屬于臺階軸零件，由圓柱面，軸肩，螺紋，螺尾退刀槽，砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上的零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調整螺母。2.零件的工藝分析 傳動軸毛坯材料為45鋼。該材料屬于優(yōu)質碳素鋼，經熱處理后具有良好的綜合力學性能，即有較高的強度和較高的塑性，韌性，一般用來制作機床主軸，機床齒輪和其它受力不大的軸類零件。主要技術要求如下： 根據工作性能與條件，該傳動軸圖樣規(guī)定了主要軸頸M,N外圓P,Q以及軸肩E有較高的尺寸，位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動軸的關鍵是軸頸M,N和外圓P,Q及軸肩E的加工。四 、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖 1.選擇毛坯 45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質后，可得到較好的切削性能，而且能夠獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，調質后表面硬度可達220-240HBS。軸類毛坯，常用圓棒料和鍛件，根據生產規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。毛坯經過加熱鍛造后，可使金屬內部纖維組織表面均勻分布，獲得較高的抗拉，抗彎及抗扭強度；鍛造后的毛坯，能改善金屬內部組織，提高其抗拉，抗彎等機械性能。同時，因鍛件的形狀和尺寸與零件相近，可以節(jié)約材料，減少切削加工的勞動量，降低生產成本。在選擇鍛件的制造方法時，并非是制造精度高就越好，需要綜合考慮機械加工成本和毛坯制造成本，以達到零件制造總成本最低的目的。當生產批量較小，毛坯精度要求較低時，鍛件一般采用自由鍛造法生產。根據傳動軸的制造材料（45鋼），毛坯類型可采用型材和鍛件，現(xiàn)選用鍛件；毛坯采用自由鍛造法。2.確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差 (1) 公差等級 該鍛件的尺寸公差等級IT為13-15級，加工余量等級為普通級。故IT為15級，MA為普通級。 （2）鍛件質量根據計算可得機械加工后零件的質量為傳動軸的重量估計值為1.31Kg。由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為2.5Kg。確定傳動軸毛坯的余量根據階梯軸的自由鍛造機械加工余量的計算公式（D65mm時，按65mm計算，L=5043.30-0.16鍛造+247-2左端35軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h60.835+0.0008-0.0008半精車2.0h96.335.30-0.062粗車9.7h11Rz=5037.30-0.16鍛造+247-2左端30軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm精磨 0.1h60.330+0.0065-0.0065粗磨0.3h70.430.10-0.021半精車2.0 h96.330.40-0.052粗車4.6h11Rz=5032.40-0.13鍛造+237-2右端30軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h60.830+0.0065-0.0065半精車2.0h96.330.30-0.052粗車4.7h11Rz=5032.30-0.13鍛造+237.0-2右端25軸段的加工：工序名稱工序余量/mm加工經濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h60.8250 -0.013半精車2.0h96.325.30-0.052粗車9.7h11Rz=5027.30-0.13鍛造+237.0-2M201.5螺紋的加工：工序名稱工序余量/mm加工經濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm車螺紋 h70.8200 -0.021半精車2.0h96.320.00-0.052粗車5h11Rz=50220-0.13鍛造+227.0-2八、確定工序的切削用量 1.工序3，4粗車a) 背尺刀量的確定 由于采用硬質YT5車刀，40軸段取背吃刀量ap1=1.85mm，左端35軸段ap2=4.85mm，左端30軸段ap3=2.3mm，右端30軸段ap4=2.35mm，右端25軸段ap5=4.85mm，M20軸段ap6=2.5mm。b) 進給量的確定 取f=1mm/r。c) 進給速度的確定 取v=65m/min。40軸段n=1000*65/3.14*47=690r/min，取710r/min，得切削實際速度v=710*3.14*47/1000=104.7m/min。左端35軸段同40軸段。 左端30軸段，n=1000*65/3.14*37=559.4r/min， 取500r/min，得切削實際速度v=500*3.14*37/1000=58.1m/min。右端30軸段 ，25軸段同左端30軸段。右端20軸段n=1000*65/3.14*27=767r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*27/1000=67.8m/min。2. 工序7半精車a) 背吃刀量的確定 各軸段的背吃到量ap=1mm。b) 進給量的確定 取f=0.5mm/r。c) 進給速度的確定 取v=90m/min。40軸段n=1000*90/3.14*43.3=662r/min，取n=630r/min，得實際切削速度v=630*3.14*43.3/1000=85.7m/min。左端35軸段n=1000*90/3.14*37.3=768r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*37.3/1000=93.4m/min。左端30軸段，n=1000*90/3.14*32.4=885r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/min。右端30軸段，n=1000*90/3.14*32.3=887r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/min。右端25軸段，n=1000*90/3.14*27.3=1050r/min，取n=1000r/min，得實際切削速度v=1000*3.14*27.3/1000=85.7m/min。右端20軸段，n=1000*90/3.14*22=1303r/min，取n=1250r/min，得實際切削速度v=1250*3.14*22/1000=86.4m/min。3. 工序10精車a) 背吃刀量的確定 40軸段的背吃到量ap=0.65mm。b) 進給量的確定 取f=0.1mm/r。c) 進給速度的確定 取v=130m/min，則40軸端n=1000*130/3.14*41.3=1002r/min，取n=1000r/min，得實際切削速度v=1000*3.14*41.3/1000=130m/min。九. 時間定額的計算 1. 基本時間tm的計算 （1） 工序4粗車 工序4粗車各外圓，其中l(wèi)1=3mm，12=3mm ，右端20軸段，L=l+l1+l2=26mm， 則tj=L/fn=2660/800=1.95s。右端25軸段L=l+l1+l2=44，tj=L/fn=4460/500=5.28s。右端30軸段L=l+l1+l2=52mm，tj=L/fn=52*60、500=6.24s。40軸段右軸肩面，tj=0.12s。40軸段，tj=L/fn=4.39s。左端30軸段，tj=L/fn=4.56s。左端35軸段，tj=L/fn=2.78s。左端40軸肩面，tj=0.08s。 （2） 工序7半精車 工序7半精車各外圓，其中l(wèi)1 =3mm，12=3mm ，則40軸段，L= l+l1+l2=52mm，tj=L/fn=5260/0.5630=9.9s。左端35軸段，L= l+l1+l2=39mm，tj=L/fn=3960/0.5800=5.85s。左端30軸段，L= l+l1+l2=38mm，tj=L/fn=3860/0.5800=5.7s。右端30軸段，L= l+l1+l2=52mm，tj=L/fn=5260/0.5800=7.8s。右端25軸段，L= l+l1+l2=44mm ，tj=L/fn=4460/0.51000=5.28s。右端20軸段，L= l+l1+l2=26mm，tj=L/fn=2660/0.51250=2.5s。 （3） 工序10精車工序10精車40軸段外圓，其中l(wèi)=46mm，l1=3mm，12=3mm 則L= l+l1+l2=52mm。則tj=5260/0.11000=31.2s。2. 輔助時間tf的計算 輔助時間tf與基本時間tj的關系為tf=（0.15-0.2）tj，這里取tf=0.15tj，則工序的輔助時間分別為： 工序4的輔助時間：tf=0.1525.4=3.81s； 工序7的輔助時間：tf=0.1537.0=5.55s； 工序10的輔助時間：tf=0.1531.2=4.68s；3. 其它時間的計算 除了作業(yè)時間以外，沒到工序的單件時間還包括布置工作地時間，休息與生理需要時間和準備與終結時間。布置場地時間tb為作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%-4%，此均取3%，準備與終結時間也取3%，則其它時間為： 工序4的其它時間：tb+tx+tz=9%（25.4+3.81）=2.62s。 工序7的其它時間：tb+tx+tz=9%（37+5.55）=3.83s。 工序10的其它時間：tb+tx+tz=9%（31.2+4.68）=3.23s。4. 單件時間tdj的計算 工序的單件時間為： tdj=25.4+3.81+2.62=31.83s。 工序的單件時間為： tdj=37+5.55+3.83=46.38s。 工序的單件時間為： tdj=31.2+4.68+3.23=39.11s。十、 提高勞動生產率的方法 1.縮短單件時間定額 （1） 縮短基本時間 提高切削用量，減少切削行程，合并工步，多件加工都可以縮短基本時間。 （2） 縮減輔助時間 直接縮減輔助時間，實現(xiàn)輔助動作的機械化和自動化可減少輔助時間。間接縮減輔助時間，使輔助時間與基本時間部分或全部重合，從而減少輔助時間。 2.采用先進工藝方法 （1） 對特硬，特脆，特韌材料及復雜型面采用特種加工來提高生產率。 （2） 在毛坯制造中廣泛采用冷擠壓，熱擠壓，粉末冶金，失蠟鑄造，壓力鑄造，精鍛和爆炸成型等新工藝，能提高毛坯精度，實現(xiàn)少，無切削加工，節(jié)約原材料，經濟效果十分顯著。 （3） 改進加工方法3. 進行高效及自動化加工 自動化是提高勞動生產率的一個極為重要的方向。十一、課程設計體會在傳動軸的機械加工工藝規(guī)程設計中.我學到了很多，也掌握了很多。鍛煉了自己多動手，多動腦的能力。獨立查找資料來完成課程設計，不懂的通過同同