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1、金属工艺及机制基础三级项目报告内容： K03-91(下压辊轴) 班 级： 小组成员： 指导教师： 提交时间： 2015.6.18 目录一、零件分析11.零件的名称22.零件的工艺分析23.毛坯选择原则24.毛坯选择25.生产方法的确定2二、铸造工艺设计41.铸形选择52.铸造工艺设计6（1）工艺分析6（2）选择造型方法 6（3）选择浇注位置和分型面6（4）确定加工余量6（5）确定起模斜度6（6）确定线收缩率6（7）确定浇注系统6（8）热处理的工艺安排6（9）绘制铸造工艺图6三、锻造工艺设计41.绘制锻件图52.确定锻造变形工艺方案53.计算坯料质量及尺寸54.选择设备 55.确定锻造温度范围
2、56.填写锻造工艺卡片 5三、冷加工41.车削加工轴5a.确定加工方案5（一）刀具选择5刀具的选取 5 分析刀具的角度变化对刀具在工作中的影响5刀具的选取 5 切削用量的选择 52.加工工艺安排 53.轴上键槽的铣削 5a.轴上键槽的技术要求5b.工件的装夹5c.键槽的加工方法 5d.整体加工方案54.螺纹孔的加工 55.磨削加工 5四、加工工艺卡片（以锻造为例）五、成员贡献及感想六、参考文献一、零件分析1、零件的名称：下压辊轴 零件实物2、零件的工艺分析 该下压辊轴为典型回转体构件，轴向尺寸上分布多个台阶，且图样对表面粗糙度，尺寸精度均有严格要求，易联想到需用精车精磨控制尺寸误差及表面粗糙度
3、。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。3、毛坯选择原则 1）使用性原则 满足零件使用要求：心部有足够韧度，表面有较高硬度，以获得较好的强度和耐磨性，延长使用寿命。 2）经济性原则 应从降低整体的生产成本考虑把满足使用要求和降低制造成本统一起来。零件的制造成本包括材料费，能源费，工资和工资附加费，各种折旧费等 3）工艺性和技术性原则 制定生产方案必须与具体生产条件相结合
4、 4、生产方法的确定 坯料（铸造、锻造、下料），对坯料加工得到最终的零件二、铸造工艺设计 1.铸形选择阶梯圆柱：此种铸形方式可以节省原料，节省后续加工时间。2.铸造工艺设计1、工艺分析 该零件属于轴类件，端面质量要求较高，不允许有铸造缺陷。 2、选择造型方法 零件材料45钢，小批量生产且结构简单，故选择手工造型。 3、选择浇注位置和分型面 浇注时零件轴线成水平位置，沿轴线水平分型，需采用分模造型。4、确定加工余量 表11 小批量和单件生产铸件的尺寸公差等级该件为回转体，基本尺寸取35，40，50，42，42，40，40。公差等级CT13-15表12 用于小批量和单件与铸件尺寸公差配套使用的铸件
5、机械加工余量等级查表得加工余量等级MA-J级。表13 与铸件尺寸公差配套使用的铸件加工余量注：35mm和40mm一侧面，按基本尺寸35mm和40mm，查表得加工余量7.5mm。40mm，50mm，42mm，42mm，40mm两侧面，按基本尺寸40mm，50mm，42mm，42mm，40mm，查表得加工余量为5.5mm.5、确定起模斜度 表14 砂型铸造时模样外表面的起模斜度根据上表格得取模斜度030（选用金属模样）。a为1mm。 6、确定线收缩率 对于中碳钢小型铸件查表得，线收缩率取1.6。 7、确定浇注系统 浇注系统是金属液流入铸型型腔的通道。通常由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道。8、热处理
6、工序的安排 在粗机加工完成后进行热处理调质，采用850加热、油淬得到马氏体组织，然后再525回火。为防止第二类回火脆性，在回火的冷却过程中采用水冷，最终使用状态下的组织为回火索氏体，调质后硬度可达HB220-250。调质的目的是得到综合机械性能。 9、绘制铸造工艺图 三、锻造工艺设计 1、绘制锻件图 a.锻造余量和公差的确定表2-1 阶梯轴类自由锻件余量和锻件公差（双边） （mm）零件长度零件直径50 5080 80120 120160 160200 200250 锻件余量和锻件公差(锻件精度等级F)315 728292103315630 82921031131231346301000 921
7、0311312313414410001600 103123133144154164注：本标准适用于零件总长L与台阶最大直径D之比（L/D）大于2.5的台阶轴此零件总长为399mm，最大直径为50mm,由上表可查得锻造余量为a=9，极限偏差为2。b.锻件图确定表22 台阶轴类锻件机械加工余量和公差（mm）该轴总长是399mm,最大直径50mm，相邻台阶直径为42mm，由上表可知，锻台阶的最小高度为5至8mm时，锻处台阶最小长度为160mm；锻出台阶最小高度为8mm至14mm时，最小长度为100mm；所以左右两侧仅锻出直径为51mm的一级台阶。2、确定锻造变形工艺方案 (1) 锻造方法选择表23
8、自由锻与模锻特点比较自由锻模锻设备设备和工具通用性强，成本低需要专门模锻设备，投资大，能耗大；锻模制造工艺复杂，成本高，周期长加工余量余量较大，有余块余量小精度尺寸精度差表面光洁，尺寸精度高适用范围形状简单的单件、小批量生产；也是锻造大型锻件的唯一方法可锻造出形状复杂的、尺寸准确，主要适用于中小型锻件成批或大量生产此轴类零件为单件生产，且形状简单，经上表的对比决定选用自由锻。(2)工艺方案选用“拔长压肩锻台阶”的变形工艺方案 详见表273、计算坯料质量及尺寸 a.坯料质量可根据下面的公式进行计算表24 坯料在加热和锻造中损耗量的计算烧损量料头损耗/kg室式煤炉=2.5%4%油炉=2%3%煤气炉
9、=1.5%2.5%圆形矩形截面注：切头部分直径（dm）G(锻)=（51/2）2*(399+2*9-113)+（59/2）2*113*7.85*10-6=7.3kgG（切）=1.65*0.513=0.22kgG1 (烧)=2.5%*7.3=0.19kg G2(烧)=0.19kg所以坯料的总质量是G(坯)=7.3+0.22+2*0.198kg4、选择设备 根据坯料的原始直径和锻后直径，选择适当的锻锤。直径大锤子小，不能保证锻件质量，生产效率低；直径小锤子大，动力消耗大，对锻件质量也造成不良影响。表25 拔长坯料直径与锻锤吨位由上表可知，应选用150kg自由锻锤。5、确定锻造温度范围 下表常见金属材
10、料的锻造温度范围：表26 常用金属材料的锻造温度范围合金种类始锻温度/终锻温度/含碳量0.3%的碳素钢含碳量0.3%0.5%的碳素钢含碳量0.5%0.9%的碳素钢含碳量0.9%的碳素钢12001250115012001100115010501100750800750800800800确定合理的锻造温度规范，对改善金属的可锻性，对锻件的产量、质量以及坯料和金属的消耗都有直接影响。查表含碳量0.30.5的碳素钢始锻温度是11501200。终锻温度是750800。6.填写锻造工艺卡片表27 下压辊轴自由锻工艺锻件名称下压辊轴锻件图材料45坯料尺寸59389坯料重量8kg锻造比4锻造设备150kg自由
11、锻锤序号工序名称简图备注1压肩压肩长度53是根据轴左部分体积确定的2拔长一端拔长，使左部分直径变为513压肩压肩长度113是根据锻造余量确定的4拔长另一端5修整冷加工1、车削加工轴a.确定加工方案该轴为传动轴，材料为45钢，于是选用 YT15的刀具，最高表面粗糙度要求为Ra3.2，最小为Ra0.8，查表可知用半精车和磨削即可达到要求，但在半精车之前需要进行调质处理。（一）刀具选择： 刀材的选取；刀具材料在切削加工中常用的有：碳素工具钢、高速钢、硬质合金钢和陶瓷材料。（1）碳素工具钢 是含碳量较高的优质钢。淬火后硬度较高、价廉，但耐热性较差。这种刀具材料耐热性较低，常用来制造一些切削速度不高的手
12、工工具，如锉刀、锯条、绞刀等。较少用于制造其他刀具。目前生产中应用最广的刀具材料是高速钢和硬质合金钢，而陶瓷刀具主要用于精加工。（2）高速钢它是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。它的耐热性、硬度、耐磨性随低于硬质合金，但强度和刃度却高于硬质合金，工艺性较硬质合金好，普通高速钢如W18CrV是国内使用的最为普遍的刀具材料，广泛地用于制造形状较为复杂的各种刀具，如麻花、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具等（3）硬质合金它是以高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TIC等）作为基体，以金属Co等作粘结剂，用粉末冶金的方法制成的一种合金。它的硬度高、耐磨性好，耐热性高。允许的切削速度比高速钢高数倍
13、，但其强度和刃度均较高速钢低，工艺性也不如高速钢，因此，硬质合金常制成各种形式的刀片，焊接或机械夹固的车刀、刨刀、端铣刀等的刀柄上使用。国产的硬质合金一般分为两类：一类是WC和Co组成的钨钴类（K类），应用于铸铁类；一类是由WC、TIC和Co组成的钨钛鈷类（P），应用于钢类。很明显，该车刀刀头选用钨钛 分析刀具的角度变化对刀具在工作中的影响 主偏角：主要影响切削层截面的形状和参数，影响切削力的变化，并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度；副偏角还有减小副后面与已加工表面间摩擦的作用。一般车刀常用的主偏角有45、60、75、90等；副偏角有515，粗加工时取最大值。 前角：根据前面和几面的相对位置不同，前角又可以分为正前角、零前角和负前角。当取较大前角时，切削
