《课程设计（论文）五心偏心轴的加工工艺及工装设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计（论文）五心偏心轴的加工工艺及工装设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目 录一、分析零件图- 1 -二、毛坯的确定- 5 -三、定位基准的选择- 6 -四、拟定工艺路线- 8 -五、加工余量、工序尺寸及其偏差- 11 -六、设备及工装的选择- 13 -七、切削用量选择- 16 -八、重点工序工艺分析- 16 -后 记- 18 -主要参考文献- 19 -工艺规程设计 尾座偏心轴的工艺规程设计是这次课程设计的重要组成部分，其设计步骤如下：一、分析零件图零件图是制订工艺规程的主要原始资料之一，在制订工艺规程时必须首先对零件图进行认真分析，用以了解零件的功用、结构特点、主要技术要求，为制订工艺规程奠定基础。本课题为CA6140上的偏心轴，其材质为45号钢。（一）零件的结
2、构与功用1、功用尾座偏心轴是滚切式双边剪的主要零件，其主要功能是将旋转运动转化成直线往复运动，并将扭转力转化为压力，形成剪切的主要动力。固定侧和移动侧的切边、碎边上刀的运动分别由一台直流电机驱动，电动机经鼓形齿联轴器直接带动蜗杆、涡轮（2、3）转动，涡轮与偏心轴的联结采用二对鼓形齿内外齿套。由原理图可知，偏心轴两端靠2个双列向心球面滚子轴承1支承在机架上，偏心轴上有三个相位角不同的偏心，在偏心轴轴颈处分别装上切边刀左、右连杆（6、7）和碎边连杆（4），切边刀连杆的大小头部均采用球铰连接，导向连杆5一端与上刀架相连，另一端与机架联结。当偏心轴回转时，由于切边刀左、右连杆在偏心轴上所处相位不同、长
3、短有别，加之导向连杆的约束，以及上刀片是弧形刃口等因素。在经过精确计算后，迫使上刀片在切边过程中相对钢板的运动是滚切运动，这也是滚切式双边剪得最大特点，而且偏心轴在工作时承受周期性的强大扭矩和压应力。因此偏心轴必须具有很高的强度和刚性，轴颈处还要具有良好的耐磨性能。2、结构分析偏心轴上有一个回转中心和四个偏心，故称之为五心偏心轴。其最大偏心距为120mm，最小偏心距为80mm，工件总长4030mm，该件在偏心类回转体零件中是比较大型的，而且重量重，结构也属较为复杂的。从零件图可看出，该工件表面制造精度较高，粗糙度要求多处达0.8 ，且尺寸精度、几何精度、形位精度要求与同类零件相比要求都是很高的
4、。可想而知，其制造难度是很困难的。又由于我厂无专用设备，其加工均由普通机床完成。因此，该五心偏心轴的制造过程，是对我厂工艺方案和设备能力的一次检验。（二） 技术要求分析1、加工精度：尺寸精度，形状精度，位置精度。尺寸精度该五心偏心轴尺寸精度较高的部位径向尺寸如下： 、 、。图1 装置工作原理图形状精度该偏心轴形状精度要求较高的有：两轴颈外圆柱表面有圆柱度要求0.027mm，偏心、外圆柱表面也有0.06mm。相互位置精度a、偏心、圆轴心线相对于轴颈轴心轴线的平行度为0.1mm，偏心圆轴心线与轴颈轴心线平行度0.02mm。b、两端轴颈外圆对其轴心线的径向跳动为0.06mm，外圆对其轴心线的径向跳动
5、为0.06mm。c、两轴颈端面对其轴心线的端面跳动为0.06mm。d、传动端面90键槽对轴颈轴心线对称度0.04mm。2、表面粗糙度 偏心、外圆柱面Ra为1.6m，偏心为Ra6.3； 两轴颈处外圆柱面Ra1.6，、外圆柱面Ra0.8、外圆柱面为Ra1.6，其余外圆均为Ra6.3。 键槽侧面为Ra3.2，底面Ra6.3。 所有过渡圆角R均抛光至Ra1.6。3、材料与热处理材料该偏心轴材料为34CrNiMo，属高淬透性合金调质钢。其综合机械性能良好（主要适用于承载大，冲击载荷高的零件），其化学成份如下表：成份牌号CMnSiPSCrNiMoCu34GN iMo0.30.40.50.80.170.37
6、0.030.0351.31.71.31.70.20.30.2机械性能如下表指标钢号60.234GN iMo/mm2/mm2/cm278093059045由上表格可知：该零件材料具有较好的切削加工性和锻造性能。综合机械性能良好，是制作偏心轴的理想材料。热处理该偏心轴采用调质处理，调质处理即淬火加高温回火的热处理方式。淬火是为回火时调整和改善钢的性能做好组织准备，而回火则决定了工件的最终机械性能，经过调质处理可获得强度、塑性、韧性都较好的综合机械性能。4、其它技术要求 机械性能试验由于该偏心轴在机械性能上有要求，故需要在调质处理后，在冒口端套取纵向试棒。a、套取纵向试棒位置如图二所示。b、试棒规格
7、为共套取两根，每根试棒可作一个拉伸和二个冲击试验。 探伤要求根据第二重型机器厂工厂标准EZB/N37-90规定，偏心轴在调质前后各进行一次超声波探伤，最终精加工完成后还需对所有加工表面进行磁粉探伤。图2 套取纵向试棒示意图a、探伤对工件的要求探伤表面必须除去铁屑、污垢、油脂、锈蚀、氧化皮以及其它附着物，探伤表面粗糙度应达 3.2 1.6 。b、探伤面必须在两个相互垂直的方向上的表面对所测表面进行检查。（三）生产特性分析生产特性分析主要是分析产品和零件的产量，以确定生产类型，以便合理选择毛坯，以及制造方法及工艺装备。该零件由于只生产一件，属于单件小批量生产，因此应按单件小批量生产类型组织毛坯生产
8、和制造。因此，在毕业设计中也是按此种生产类型设计。二、毛坯的确定在制定工艺规程时，正确选择毛坯类型的种类具有重要意义。它不仅影响到毛坯的制造工艺、设备、费用，而且对零件的加工工艺、设备、消耗也有较大影响。（一）毛坯的种类特点及应用1、铸件：通常分为砂型铸造和特种铸造。其特点是精度不高，加工余量较大，冒口也较大，铸造缺陷也较多。主要用于形状复杂，承受重载的大、中型零件。如轧机机架、减速器箱体等。2、锻件：包括模锻件和自由锻件，重型机械厂一般多采用自由锻件。这类毛坯精度低、余量大，主要用于受力较大且要求性能较严的大中型重要零件。如轧辊，偏心轴等。3、其它类型毛坯：型材。多用于毛坯精度要求较高的中小
9、型零件。焊接件，多用于大型架体。组合毛坯，与焊接件用途接近也多用于架体等零件。（二）毛坯选择及具体应用毛坯选择原则：（1）零件材料的工艺性及零件对材料组织和性能要求；（2）零件结构及形状；（3）生产批量大小；（4）现场生产条件。根据以上选择原则，并结合我厂实际，该偏心轴材料为34CrNiMo，要求有良好的综合机械性能，外形较简单，又属单件小批量生产，因此选取易于操作，又能保证毛坯性能的自由锻件毛坯。（三）确定毛坯的形状和尺寸在确定毛坯形状和尺寸时，在考虑合理加工余量的同时，也应兼顾毛坯制造方法和工艺特点，以及零件在加工时的工艺卡头作性能试验用的试料区等。在综合考虑这些因素后，根据工艺手册及实际
10、工作经验及我厂具体情况，得出毛坯尺寸如图三所示。图3 五心偏心轴毛坯图三、定位基准的选择在设计工艺方案时，首先要确定的就是要正确、合理地选取零件的定位基准，定位基准选取的好坏，不仅影响加工过程的合理性，而且直接影响到零件的制造精度。（一）粗基准的选择1、选择原则粗基准的选择原则：选不加工表面、重要表面，选加工余量小的表面、加工面积大的表面，一般粗基准只使用一次。2、具体选择 根据粗基准选择原则，该偏心轴在制造过程中选择粗基准时，主要按下面步骤获取粗基准。在划线时，应以重要表面两端轴颈各外圆柱面为基准，合理分配各段外径加工余量为前提，划出各段外圆十字中心线并引至两端面。打顶尖孔时，应按线为粗基准
11、。采用双“V”型铁定位，加工出两端加工外圆用基准顶尖孔。（二）精基准的选择1、选择原则 精基准的选择原则主要有：基准重合、基准统一、互为基准、自为基准。2、具体选择根据精基准选择原则，在加工五组顶尖孔时，选择两端两组互相垂直的基准面a、b为精基准。如图四，在车削偏心轴各段外圆时，根据精基准选择原则，选取两端五组顶尖孔定位加工外圆并作为加工外圆的精基准。这样既体现基准重合，又体现基准统一，有利于保证各外圆制造精度要求。精基准的工作状态如图五所示。图4图5 双顶尖定位车外园示意图四、拟定工艺路线 在工艺方案设计时，应分两步走。首先就是拟定出合理的工艺路线，然后再根据工艺路线确定出工艺过程中各工序的
12、工序尺寸、设备及工装、切削用量、工时定额等。因此，工艺路线是拟定工艺过程的总体布局，其主要任务有：（一） 表面加工方法与方案的确定在选择加工方法时，应结合零件的结构特点和技术要求，在满足加工质量的前提下，还应注意生产效率、经济效益等要求。1、 加工方法的选择各外圆柱表面：车削、抛光端面：车削、铣（镗） 中心孔：镗（钻）键槽及定位槽：铣 螺孔：钻、攻2、 加工方案的确定 对于、等Ra值低于1.6m，其加工方案为：粗车调质半精车（精车）砂带抛光 对于、外圆等Ra值在6.33.2之间的，其加工方案为：粗车调质半精车（精车） 对于、键槽加工方案为：粗铣精铣 各处R圆角的加工方案：粗车半精车（精车）抛光
13、 螺孔M24、M20的加工方案：钻攻（二）加工顺序的安排1、加工阶段的划分工艺过程划分中加工阶段的划分是为了保证加工质量，合理使用机床以及便于安排热处理工序等。加工阶段通常划分粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整阶段。针对五心偏心轴的加工，我们将其共划分为五个加工阶段 荒加工阶段由于该偏心轴毛坯为自由锻件，加工余量较大。因此，在毛坯锻造出来后，首先采用荒车去除大部分余量，使毛坯初步成形并初步暴露工件毛坯缺陷。 粗加工阶段在荒加工基础上，进一步去除较多余量，进一步暴露缺陷，使毛坯形状和尺寸接近成品。此时，经粗加工使毛坯形状及尺寸符粗加工图，并具备第一次超声波探伤条件，从而发现并去除毛坯缺陷
14、，粗加工图如图六所示。图6 粗加工示意图 半精加工阶段在这一阶段，主要完成次要表面的精加工，同时为重要表面的精加工做好前期准备工作。与此同时，进一步发现缺陷，并进行第二次超声波探伤。 精加工阶段精加工阶段，主要将各主要表面加工符图纸要求，同时为光整加工做好准备工作。 光整加工阶段主要对表面质量要求很高的部位进行降低表面粗糙度和提高尺寸精度的加工，主要对Ra1.6、Ra0.8及R圆角进行抛光。2、工序集中与分散工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成，而每一工序的加工内容却比较多。根据工序集中地特征，工件一次安装可完成多个表面的加工，机床数量少且按机床群布置。而偏心轴正合适工序集中，这样可减少工件安装次数和往返吊运次数，缩短辅助时间，提高生产率。3、工序顺序的安排
