1、本零件为机械设备的斜齿轮轴轴,功用是传递动力和改变输出轴运动方向
要求编制一个典型的中等复杂程度的机器零件的机械加工工艺规程,按教师指定设计其中一道工序的专用夹具,并撰写设计说明书。
具体内容如下:
1)、选择毛坯的制造方法,制定毛坯技术要求。 2)、拟定零件的机械加工工艺过程。 3)、合理选择各工序的定位基准。
4)、正确确定各工序的夹压位置和夹紧力的方向和作用点。 5)、确定各工序所用的加工设备。 6)、确定刀具材料,类型及规定量具种类。 7)、确定一个加工表面的工序余量和总余量。 8)、选定一个工序的切削用量。
9)、确定工序尺寸,正确拟订工序技术要求。 10)、确定工序使用的冷却润滑液。 11)、计算一个工序的单件工时。
12)、设计指定工序的专用夹具(需计算切削力、夹紧力)。
绘制夹具装配图。
13)、测绘夹具中的指定零件。 14)、填写工艺文件。 15)、编写设计说明书。
(以上内容的取舍根据具体情况由教师酌定)
三、零件分析
3.1零件的结构分析 3.1.1工艺特点
齿轮轴类件的工艺特点首先是它的形面特征多,在基于特征的零件信息描述中可以把它分为主特征:内外圆柱面、圆锥面、齿轮表面等;辅助特征:键槽、小平面、花键、螺纹等。另外,齿轮轴类件加工所使用的机床多,材料及热处理种类也较多。它的工艺特征如尺寸精度、形位公差、表面质量也要求较高。在机械加工中,每一种零件都有几种加工工艺方法与之对应,根据生产规模、零件整体形状和轮廓尺寸、制造资源等,针对每一特征的加工精度、表面粗糙度及不同材料选择不同加工方法。
且此零件为大批大量生产,工艺安排倾向于工序分散原则,选用通用设备+通用公装,工艺手段采用常规工艺。 3.1.2基本工艺过程 1、铣端面----铣床 2、热处理----调质
3、钻中心孔----钻床
4、车右端外圆、倒角----车床
5、车左端外圆、齿顶圆及倒角----车床 6、钻孔----钻床 7、铣左端凹槽----铣床 8、铣右端圆弧面----铣床 9、滚齿-----滚齿机 10、去毛刺----钳工 11、成品检验 3.2 零件的结构工艺分析
?20、?24.7、?16圆柱面及?28.75齿面。其主要加工的面有车?20、?24.7的外圆柱面及齿面,铣1个4的槽。由于传动与装配的要求较高,对于?20、?24.7、?16圆柱面有较高的同轴度要求,对于?20圆柱面及?28.75齿面有径向圆跳动要求,对于?20圆柱面与4的槽有较高的对称度要求。粗糙度方面表现在:对于?20、 ?28.75圆柱表面端面有较高的要求为Ra1.6μm,要求较高。其余为Ra12.5μm,这些在安排加工工艺时也需给予注意。工件上大量的倒角为1X1,加工过程中应该主意。
四、毛坯的确定
4.1毛坯的选择
毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一,也是一个比较重要的阶段,毛坯的形状和特征(硬度,精度,金相组织等)对机械加工的难易,工序数量的多少有直接影响,因此,合理选择毛坯在生产占相当重要的位置,同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用,材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性,毛坯的制造方法主要有以下几种:1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料,推荐用型材或锻件,但从经济方面着想,如用型材中的棒料,加工余量太大,这样不仅浪费材料,而且还增加机床,刀具及能源等消耗,本零件的主要功用是传递动力,其工作时需承受较大的冲击载荷,要求有较高的强度和韧性,以使金属纤维尽量不被切断。因为直径差较大的阶梯
轴,为了节约材料和减少机械加工的劳动量,锻造使零件粗略成型,改善纤维组织提高零件强度。对于中等精度而转速较高的轴类零件多选用45号钢,这类钢经调质处理和高淬火后,具有较高的综合机械性能,能满足使用要求,毛坯的尺寸要求高。又由于需要量产,且零件形状较简单,尺寸也不大,故应采用模锻棒。
坯料图
4.2外圆表面尺寸的确定
加工长度为107毫米,与其连接的最大外圆表面直径为Φ28.75,为简化模
锻毛坯的外形,现直接取外圆表面直径为Φ30,Φ20表面粗糙度为Ra1.6,需要半精加工和精加工即可此时直径余量为7已能满足加工要求Φ20×12、Φ20×17、Φ20×30、Φ24.7×3、Φ16×3、Φ16×6。 4.3外圆表面沿轴线长度方向加工余量及公差的确定
查《机械制造工艺设计简明手册》锻件复杂形状复杂系数为S1锻件材质系数为M1,锻件轮廓尺寸(长度方向)大于0-95毫米,故长度方向偏差为+1.9—-0.9毫米。
长度方向余量查表2.2-25其余量规定值为8-12毫米,取10毫米Φ20处外圆加工余量为11 mm,Φ30处外圆加工余量为10 mm,Φ24处外圆加工余量为10 mm,Φ16处外圆加工余量为11 mm。因为锻造长轴时,有可能出现不在同一轴线上,故流余量稍大些,防止毛坯报废。查《工艺手册》粗车外圆后半精车余量单边留1.2 mm即可,半精车后外圆磨削余量0.5 mm.由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只上只是名义上的加工余量。实际上,加工余量有最大最小之分。
由于本设计规定的零件为大批生产,应该采用调整法加工,因此在计算最大、最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定,但轴类零件一般以两中心孔定
位,加工精度就可保证,所以不用调整法加工即可。 4.4毛坯图的设计
毛坯(锻件)图是根据产品零件设计的,经查《机械加工工艺手册》 、《机械零件工艺手册》,再考虑到其所要加工的次数,知磨削余量,精车----粗车各余量,粗车余量可选用1mm,精车余量可选用0.5mm,传动轴磨削余量可取0.25mm 。毛坯精度等级为IT9级
五、工艺规程的设计
5.1 基准的概念和分类
零件是由若干表面组成的,各表面之间都有一定的尺寸和相互位置要求。用以确定零件上点、线、面间的相互位置关系所依据的点、线、面称为基准。基准按其作用不同,可分为设计基准和工艺基准。 5.1.1 设计基准
设计图样上所采用的基准称为设计基准。如零件图上的轴心线是各外圆和槽的设计基准。 5.1.2 工艺基准
在工艺中采用的基准称为工艺基准。按用途可分为定位基准、测量基准和装配基准。
定位基准 加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所使用的基准。如零件在精车时,中心孔就是定位基准。
测量基准 零件检验时,用于测量已加工表面尺寸及位置的基准。 装配基准 装配时用已确定零件在部件或产品中位置的基准。零件图中的
?24.7、? 28.78即为装配基准。 5.1.3 定位基准的选择
选择工件的定位基准,实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否,又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中,只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准,这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准,则称为精基准。在选择定位基准时,是从保证精度要求出发的,因此分析定位基