齒輪軸加工工藝

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1、工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：落地銑鏜床 ZT30DA 工作臺回轉(zhuǎn)臺 31210 中心軸機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)完成任務(wù)：（ 1）CAD 繪制及手工繪制 A3 零件圖 (各一張 )（ 2）編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片（一套）（ 3 ） 編 寫 工 藝 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 （ 一 份1前言機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程， 并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)， 它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)課程的理論和實(shí)踐知識， 進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。是一次將理論與實(shí)際相結(jié)合對專業(yè)知識的綜合訓(xùn)練， 并且為我們以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行的一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。其

2、目的在于：1.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程（工程材料與熱處理，機(jī)械設(shè)計(jì)，公差與技術(shù)測量，金屬切削機(jī)床，金屬切削原理與刀具等）的知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識， 獨(dú)立地分析和解決工藝問題， 初步具備設(shè)計(jì)一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。3.培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊，規(guī)范，圖表等技術(shù)資料的能力。4.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖，制圖，運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。2目錄前言2（一）介紹零件及產(chǎn)品的功用4（二）零件的工藝分析4（ 1）零件在裝配圖中的功用分析4零件的結(jié)構(gòu)分析

3、5（ 3）零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析6（ 4）零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析6（三）確定材料及毛坯種類6（ 1）確定材料（材料性能）材料的選擇6（ 2）毛坯選擇及制造方法7（ 3）毛坯加工前熱處理（即預(yù)備熱處理）7（四）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)7（ 1）工藝規(guī)程的作用7（ 2）制定工藝規(guī)程的原則7（ 3）制定工藝規(guī)程的依據(jù)8（ 4）制定工藝規(guī)程的步驟8（ 5）選擇定位基準(zhǔn)8（ 6）確定各加工表面加工方法及劃分加工階段9（ 7）確定工序集中與分散的程序9（ 8）合理安排加工順序9（五）初擬工藝路線10（ 1）加工工藝路線10（ 2）其他工序安排10（六）選擇機(jī)床及工藝裝備10（ 1）選用機(jī)床10（ 2）選用工藝裝配1

4、03（一）介紹零件及產(chǎn)品的功用本次設(shè)計(jì)工件為 ZT30DA 工作臺回轉(zhuǎn)臺中心軸。 ZT30DA 為一款落地銑鏜床。數(shù)控落地銑鏜床具有鏜孔、鉆孔、銑削、切槽等加工功能；配上高精度回轉(zhuǎn)工作臺、直角銑頭等功能附件，可以實(shí)現(xiàn)五面加工，是冶金、能源、電力等行業(yè)用于汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和重型機(jī)械等大型零件加工的理想設(shè)備。適用范圍 :a） 批量小而多次生產(chǎn)的零件b） 形狀復(fù)雜加工精度高， 通用機(jī)床無法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件。c） 在加工過程中，必須進(jìn)行多工序加工，如必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪鉸或攻絲等工序。d） 必須嚴(yán)格控制公差的零件e） 切削余量大的工件f） 具有難測量、難控制進(jìn)給、難控制型腔尺寸的殼

5、體或箱型零件。g） 工藝、設(shè)計(jì)會發(fā)生變化的零件而回轉(zhuǎn)臺是落地銑鏜床實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多道工序的關(guān)鍵部件，其能夠使工件在 X-Y 平面 360 度旋轉(zhuǎn)。在組成回轉(zhuǎn)臺的部件中中心軸是回轉(zhuǎn)臺的主要部件， 不僅用于連接工作臺和回轉(zhuǎn)臺， 而且起到支撐的作用， 并作為回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心， 起到定位的作用。 回轉(zhuǎn)臺的精度主要取決于該部件。（二）零件的工藝分析（ 1）零件在裝配圖中的功用分析4題目所給的零件是ZT30DA 工作臺回轉(zhuǎn)臺齒輪軸。它位于回轉(zhuǎn)臺的下方。起傳遞運(yùn)動和支撐的作用。零件的結(jié)構(gòu)分析該齒輪軸是一段含有齒輪 鍵槽 螺紋階梯軸。由圖可知該零件長度為 397，最大直徑為 184.該軸要求較高的的表面為

6、90js6、 55js6184h11 齒輪外圓、 110h6 軸段，70h6 帶有鍵槽的軸段。 要求粗糙度也較高， 分別為 Ra0.8、Ra0.8、Ra3.2、 Ra1.6、Ra0.8。其他外圓要求不高。5（ 3）零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析a.了解零件的各項(xiàng)技術(shù)要求b.審查零件圖技術(shù)要求和材料選擇是否合理c.審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性55h6 軸線對 184h11 軸線同心度允差為 0.01、70h6 與 184h11 軸線同心度允差為 0.01、184h11 對軸線有圓跳動為 0.02，110h6 右端面對軸線有圓跳動為 0.01、80 對軸線有圓跳動為 0.015、（ 4）零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析1

7、10h6和55js6與圓錐滾子軸承緊圈配合； M70X2 和 M55X2 與螺母配合； 70h6 與鍵配合。（三）確定材料及毛坯種類（ 1）確定材料（材料性能）材料的選擇由零件圖可知齒輪軸材料選用 40Cr、40Cr 屬于 中碳調(diào)制鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價(jià)格適中， 加工容易， 經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、 塑性和耐磨性。正火可促進(jìn)組織球化，改進(jìn)硬度小于160HBS 毛坯的切削性能。在溫度6550570進(jìn)行回火，該鋼具有最佳的綜合力學(xué)性能。該鋼的淬透性高于 45 鋼，適合于高頻淬火， 火焰淬火等表面硬化處理等。 這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負(fù)荷及中等速度工作的機(jī)械零件，而本零件位于回轉(zhuǎn)臺

8、下方，承受較大載荷，且要求精度較高，而 40Cr 恰好符合要求，且有型材便于采購，也適于本產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)要求。（ 2）毛坯選擇及制造方法該零件毛坯為鍛件。鍛件特點(diǎn)：鍛件的表面和中心的晶格條件不同，在鍛件的截面上有三個不同結(jié)構(gòu)特征的晶格區(qū)： 表層細(xì)晶格區(qū)、 柱狀晶區(qū)及中心等軸晶區(qū)。 鍛件可消除一些鑄造缺陷， 如縮孔和縮松， 氣孔和微裂紋在加工過程中焊合， 提高了金屬的質(zhì)密度。對于內(nèi)部的晶內(nèi)偏析， 粗大柱狀晶及大塊碳化物， 還可以在壓力作用下使晶粒破碎，消除成分粗大柱狀晶粒及大塊碳化物的不利影響， 使金屬的力學(xué)性能得到提高。其中表層細(xì)晶格區(qū)質(zhì)量較好。選取鍛件的理由：由零件圖可知該零件要求較高的表面

9、遠(yuǎn)小于最大外徑 ,而型材芯部質(zhì)地遠(yuǎn)不如表面，為保證零件要求較高的被加工表面位于表層細(xì)晶格區(qū)，故應(yīng)采用鍛件。而且本零件結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，恰好符合鍛件制作的要求。（ 3）毛坯加工前熱處理（即預(yù)備熱處理）毛坯加工前熱處理為正火目的：a.軟化鋼件便于切削加工b.消除殘余應(yīng)力，一防止剛件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂。c.細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能。d.為最終熱處理淬火做好組織上的準(zhǔn)備。（四）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（ 1）工藝規(guī)程的作用機(jī)械加工工藝規(guī)程是將鑄鍛件毛坯或鋼材經(jīng)機(jī)械加工方法改變它們的形狀，尺寸，表面質(zhì)量，使其成為合格零件的過程。作用： a.指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件； b.是生產(chǎn)準(zhǔn)備和計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)；c.是

10、新建或擴(kuò)建工廠，車間的基本技術(shù)文件。（ 2）制定工藝規(guī)程的原則1.充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上， 盡量采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝和發(fā)明制造，采用的技術(shù)要保證先進(jìn)可行。72.在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)效率和降低消耗，不斷提高各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。3.創(chuàng)造良好的勞動條件和工作環(huán)境，符合勞動安全法和環(huán)境法。 4.工藝規(guī)程正確、統(tǒng)一、完整、清晰。5.機(jī)構(gòu)特征和工藝特征相近的零件應(yīng)盡量采用通用工藝規(guī)程。（ 3）制定工藝規(guī)程的依據(jù)1.產(chǎn)品圖樣和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.產(chǎn)品工藝方案和生產(chǎn)大綱3.零件分工綜合明細(xì)表4.有關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)、手冊和設(shè)備，工藝裝備資料及企業(yè)資料（ 4）制定工藝規(guī)程的步驟1.分

11、析被加工零件的工藝性2.確定毛坯種類及制作方法3.設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝過程，包括劃分工藝過程的組成，選擇加工方法，安排加工順序和組合工序等4.工序設(shè)計(jì)：包括選擇加工設(shè)備及工藝裝備，確定加工余量、工序尺寸、切削余量及計(jì)算工時(shí)定額等 5.填寫工藝文件（ 5）選擇定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)的選擇是為了保證工件加工精度，合理安排加工順序，又分為精、粗基準(zhǔn)。1.粗基準(zhǔn)的選擇：其選擇常會影響各加工面余量分配及加工面與不加工面位置精度。a.相互位置要求原則：主要以不加工表面為粗基準(zhǔn)；b.“余量均勻原則”：必須保證主要表面的加工余量均勻c.粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用原則：未加工表面平整度較差，不以重復(fù)使用d.便于裝夾2.精基準(zhǔn)的選擇

12、：保證加工精度和裝夾方便。a.“基準(zhǔn)重合”原則b.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則c.“互為基準(zhǔn)”原則d.“自為基準(zhǔn)”原則e.“便于裝夾”原則該零件粗加工基準(zhǔn)：A.車 - 184 外圓為基準(zhǔn)8（ 6）確定各加工表面加工方法及劃分加工階段1.加工方法的選擇：a.加工經(jīng)濟(jì)精度b.工件材料的性能c.工件的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸d.生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求2.加工階段劃分：a.粗加工階段b.半徑加工階段（次要表面完成，為主要表面的精加工做準(zhǔn)備）c.精加工階段（加工表面精度和粗糙度）d.精密和超精密階段原因：a.利于保證加工質(zhì)量b.便于合理使用設(shè)備和安排工人c.可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷d.便于組織生產(chǎn)（ 7）確定工序集中與分散的程序1.

13、集中的特點(diǎn)：a.利于采用高效設(shè)備和工藝裝備，提高生產(chǎn)效率 b.工件裝甲次數(shù)少，減少輔助時(shí)間，縮短生產(chǎn)周期 c.工序數(shù)目少，減少機(jī)床數(shù)目及工人等d.機(jī)床設(shè)備和工藝裝備成本高， 調(diào)整維修困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，工作量大。 2.分散的特點(diǎn)：3.a.機(jī)床設(shè)備及工藝裝備比較簡單，容易調(diào)整 4.b.對工人技術(shù)要求較低（操作水平）5.c.有利選用最合理的切削余量，減少基本時(shí)間6.d.設(shè)備數(shù)量多，工人多，生產(chǎn)面積大，工藝路線（ 8）合理安排加工順序原則： a.先基準(zhǔn)后其他 b.先粗后精 c.先主后次 d.先面后孔 e.熱處理有機(jī)穿插安排9（五）初擬工藝路線（ 1）加工工藝路線（ 2）其他工序安排（六）選擇機(jī)床及工藝裝備（ 1）選用機(jī)床粗加工選用車床 CA6140A 該車床最為普遍，最大加工直徑為 400mm，而本零件最大加工半徑為 285mm.故可采用該機(jī)床。 精加工選用萬能磨床（ 2）選用工藝裝配在磨削時(shí)為保證零件同心度要求，裝夾采用工藝裝備 - 芯軸，保證在一次裝夾完成磨削。等等?？傊慵幵诟鞣N復(fù)合應(yīng)力下工作。10