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1、动力轴加工工艺设计与三维造型设计说明书2012年3月5号目录1.计算生产纲领，确定生产类型(4)2.零件分析(5)3.1零件图分析(5)2.2零件的材料及其力学性能(5)3、毛胚的分析(6)3.1毛坯的选择(6)3.2毛坯图的设计(6)4、工艺路线的拟定(7)4.1定位基准的选择(7)4.2加工方法的确定(8)5.加工顺序安排(9)5.1工序的安排(9)5.1.1加工阶段的划分(9)5.1.2先粗后精(9)5.2工序划分的确定(9)5.3热处理工序的安排(9)5.4拟定加工工艺路线(10)5.5加工路线的确定(11)5.6加工设备的选择(11)5.7刀具的选择(12)6.工艺设计(12)6.1
2、加工余量，工序尺寸，及其公差的确定(12)7.三维造型设计过程(14)7.2三维造型六图.(18)8.设计小结.(21)9、参考文献.(22)机械制造工艺设计任务书设计题目：设计动力轴的机械加工加工工艺规程设计内容及要求：一、已知条件零件名称：动力轴；生产纲领：5000件/年；材料：45钢，棒料（2M，3M，4M自选），热轧3元/公斤，冷轧3.5元/公斤；车削：粗车10元/小时，半精车15元/小时，精车20元/小时；铣削：20元/小时；磨削：30元/小时；钳工：10元/小时；其它：5元/小时；热处理：5元/件次；发蓝：0.5元/件；未注形位公差，按A级（GB1184-80）；未注尺寸公差，按I
3、T12（GB1804-79）。二、要求1、编制动力轴零件加工工艺设计说明书（超过3000字），其中附件：零件图纸（国标）；工艺过程卡（P134，图卡独立）；工序卡（P136，图卡合一）；检验卡（图卡合一）。2、每组提交1份电子文稿，1份书面文稿，其中图、卡有小组每个成员的签字，以备答辩。3、参考书目：机械制造技术、机械制造技术课程设计、机械制造工艺设计简明手册、机械设计手册（第一分册）、金属机械加工工艺人员手册。三、限制条件热轧棒料，16轴端（安装滚动轴承）。1、计算生产纲领，确定生产类型零件生产纲领可按下式计算。N=Qn(1+)(1+)式中：N-零件的生产纲领（件/台）；Q-产品的年产量（台
4、/件）；n-每台产品中，该零件的数量（件/台）；-零件的备品率；-零件的平均废品率；每个厂零件的备品率和平均废品率都不一样，本次作业设定Q=5000件，零件的备品率和平均废品率就选1.5N=Qn(1+)(1+)=5000X1(1+0.015)(1+0.015)=5152（个）生产纲领和生产类型的关系表11生产类型零件的年生产纲领（件/年）重型零件（30kg以上）中型零件（4-30kg）轻型零件（4kg以下）单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产1000500050000经查表生产类型是大批生产2、零件分析2.1零件图分析1了解零件的功用及技术要求这零件为动力轴，其主要作用，一是传递转矩，二是
5、工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。熟悉用途、性能及工作条件，明确被加工零件在产品中的位置和功用，审查图样的完整性和正确性2分析零件的结构工艺性零件的结构工艺分析主要应考虑以下几个方面：（1）零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求应经济合理；（2）各加工表面的几何形状应尽量简单；（3）有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工；零件材料：45钢。切削加工性良好，无特殊加工问题，故加工中不需要采用特殊工艺措施。刀具选择范围较大，高速钢或YT类硬质合金均能胜任。刀具几何参数可根据不同刀具类型通过相关表格查取。零件组成表面：两端面，外圆及其台阶面，键槽，退刀槽，倒角，圆角。主要表面分析：
6、20和16外圆表面用于支承传动件，为零件的配合面及工作面。主要技术条件：20外圆精度要求，28外圆精度要求，16外圆精度要求：粗糙度要求Ra0.8。它是零件上主要的基准，外圆保持基本的同轴关系，键槽亦与之对称。零件的总体特点：为较典型的细长轴，内外表面、同轴度精及垂直度度要求比较高。2.2零件的材料及其力学性能零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达220HRC-250HRC.3、毛坯
7、的分析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。3.1毛坯的选择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，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭
8、强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择棒料。按照零件特点，可选棒料。根据标准，比较接近并能满足加工要求，可选30mm，242mm。3.2毛坯图的设计毛坯图是根据产品零件设计的，经查机械加工工艺手册金属机械加工工艺人员手册知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量.4、工艺路线拟定4.1定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择底面A是零件的主要设计基准，也比较适合作零件
9、上众多表面加工的定位基准。（2）精基准的选择根据基准重合和互为基准原则，选用设计基准作为精基准,当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。设定底面为静基准。工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用28外圆柱面作为粗基准来加工。20外圆零件上主要的基准，两端外径应与之保持基本的同轴关系，键槽亦与之对称。根据基准统一原则，加工阶梯轴时，以20外圆定位基准，这样，在同一定位基准下加工的各档外圆表面及端面容易保证较高的位置精度，如圆跳动、同轴度、垂直度等。采用同一定位基准，还可以使各工序的夹具结构简单化，便于设计制造。4.2加工方法的确定在
10、市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况和我们学校的具体加工条件，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：41加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法28外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-磨削20外圆柱面Ra6.3IT6粗车-半精车-磨削16外圆柱面Ra6.3IT6粗车左右端面Ra6.
11、3IT12粗车-半精车键槽侧面Ra6.3底面0.8IT12粗铣倒角Ra6.3IT6粗车-半精车退刀槽Ra6.3IT6粗车圆角Ra6.3IT12粗车-半精车去毛刺Ra6.3IT12锉5、加工顺序的安排5.1工序的安排5.1.1加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除端面，退刀槽以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精
12、基准，如加工28、20、16外圆柱表面。半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如28、20、16外圆柱面等。精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。5.1.2先粗后精即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足磨削的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了磨削加工的要求时，则要安排半精车，以此为磨削做准备。5.2工序划分的确
13、定工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺及锐边，倒角，检验等。5.3热处理工序的安排热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处
14、理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件动力轴材料为45钢，在加工过程中，由于留有较大余量，所以不需要预备热消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。粗车之后半精车之前，按规范在840温度中保持30分钟释放应力。5.4拟定加工工艺路线根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线：下料粗车热处理半精车磨削铣削钳工终检表面处理。具体方案如下：51工序号工序名称工序内容10、下料切30棒料，长242mm20、粗车粗车端面见光粗车粗车28外径，长度136，留半精车及磨削余量直径方向2，至30，倒角达图粗车粗车16外径，长度70，留半精车及磨削余量直径方向1，至17，倒角达图粗车粗车20外径，长度达图，留半精车及磨削余量直径方向1，至21，圆角达图30、热处理调质HRC220-25040、半精车半精车28外径及台阶面，长度达图，磨削余量直径方
