图一
加工表尺寸及偏差公差/mm及精度表面粗糙度/形位公差/mm A 0.017,IT7 Ra0.8 L 0.017,IT7 Ra12.5 无 B Φ48 无 Ra12.5 无 G Φ48 无 Ra1.6 H Φ48 无 Ra3.2 无 C 0.016,IT6 Ra1.6 无 D Φ35?0.03?0.010.017,IT7 Ra0.8 E Φ35??0.030.01Ra3.2 0.16,IT11 无 φ35?0.03?35?0.03J ?0.01 0.16,IT11 Ra3.2 ?0.01无 φ 35 ?0.03F ?0.010.013,IT6 Ra1.6 无 φ 35 ?0.03 ?0.01K Φ 35 ?0.013,IT6 Ra12.5 无 ?0.030.01 Φ 35 ??0.030.01?35?0.?0.01?35?0.?0.01?35?0.?0.01
键槽12P9侧 键槽12P9底 键槽8P6侧面 键槽8P6底面 内螺纹孔 12P9 0.036 Ra1.6 无 无 Ra3.2 无 8P6 0.043 Ra1.6 无 无 Ra3.2 无 2×M6深10 无 无 无 表1 减速器输出轴零件技术要求表
4. 审查减速器输出轴的工艺性
分析零件图可知,传动轴的所有表面都要求切屑加工,并在轴向方向上产生
台阶表面, 并且粗糙程度都不同 ,这样有利于主轴高速旋转时的各表面的应力条件,主要工作表面虽然加工精度要求相对较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来。所以该零件的工艺性好。 a. 45号钢具有良好的可锻性。
b. 结构力求简单、对称、横截面尺寸不应有突然变化。 c. 为了装卸轴承和齿轮方便、去除毛刺,轴两端应该有倒角。 d. 为了减少应力集中,各轴肩过渡处应有合理的圆角。 e. 轴上有两个键槽,可用铣刀加工,而且效率高。
f. 由于?48的左端面的粗糙度为1.6μm,要求较高,需要磨削工艺。为了磨削
0.025加工方便,不损坏φ35??0.008 轴面粗糙度,应在该处加褪刀槽2×0.5mm。一
方面在加工轴面时退刀需要。另一方面在磨削加工时能给刀具足够的进退空间。
四.选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图
1.毛胚的选择
由于该输出轴在工作过程中要承受扭转和冲击载荷,为增强轴的抗扭强度和
冲击韧性,获得纤维组织,毛坯选用热扎圆钢,钢材选用45钢。又轴的轮廓尺寸不大,且生产类型属于小批生产,为得到合适合适的生产效率和圆钢的精度,宜采用模锻方法制造毛坯。减速箱输出轴是阶梯轴,并且各阶直径相差不大,可直接选用棒料,也可直接采用模锻方法制造毛坯。
2.确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量 (1) 公差等级
根据零件图个部分的加工精度要求,锻件的尺寸公差等级为8-12级,加工余量等级为普通级,故取IT=12级。
(2) 锻件质量的估算与形状复杂系数S的确定。
○1 已知机械加工后轴的重量为2.4kg,由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为3.0kg。
○2形状复杂系数S=mt/mN其中为相应的锻件外廓包容体质量,则: S==2.4kg/3.0kg=0.8
根据S的值查参考文献,可知锻件的形状复杂系数为S1级(简单)。(0.63
(3) 零件的表面粗糙度
依据零件图可知,该轴各加工表面的粗糙度均大于0.8μm。 (4) 锻件的材质系数
由于该轴的材料为45钢,是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢,故该锻件的材质系数属M1级。 (5) 毛坯加工余量的确定
根据上面估算的锻件的质量、形状复杂系数与零件的长度,查表可得单边余量的范围为1.7~2.2mm。由于零件为阶梯轴,可以把台阶相差不大的轴的毛坯合成为同一节。根据具体尺寸,可将B和C合成同一 节,将D、E、F合成一节。具体加工数据见章节六。 根据毛胚加工余量分析,可画出零件毛胚图。
五.拟定的工艺加工路线过程
1.定位基准的选择
错误!未找到引用源。 粗基准的选择
一般采用轴的外圆表面作为粗基准,这样可以使得定位、装夹和加工变得很方便,而且这也符合基准统一原则。以它为粗基准定位加工顶尖孔,为后续工序加工出精基准,这样使外圆加工时余量均匀,避免后续加工精度受到“误差复映”的影响。提高工件加工时工艺系统的刚度,可采用外圆表面和一端中心轴共同作为定位基准,这样可以使定位基准与设计基准重合并获得较高的定位基准。 错误!未找到引用源。 精基准的选择
零件上的很多表面都以两端面作为基准进行加工,可避免基准转换误差,也遵循基准统一原则,因此以轴的两端面为精基准;两端面的中心轴线是设计基准,选用中心轴线为定位基准,可保证表面最后加工位置精度,符合基准重合原则。
2. 零件表面加工方法的选择
轴的各个表面具体的加工方法,如表4所示.
加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra(um) 0.8 12.5 1.6 0.8 3.2 加工方法 0.025?35??0.008外圆表面A IT6 IT11 IT7 IT6 IT6 粗车—半精车—磨削 粗车 粗车—半精车—精车 粗车—半精车—磨削 粗车—半精车 ?48外圆表面B 0.05?40??0.034外圆表面C 0.025?35??0.008外圆表面D 0.08?35??0.24外圆表面E 0.041?30??0.028外圆表面F IT7 IT11 IT8 IT9 IT9 IT7 IT7 1.6 12.5 1.6 3.2 3.2 1.6 1.6 粗车—半精车—精车 粗车 粗车—半精车—精车 粗车—半精车 粗车—半精车 粗铣—精铣 粗铣—精铣 轴端面L、K 轴肩端面G 轴肩端面H、J 轴圆锥面 12P9键 8P6键 表4 轴零件各表面加工方案
3. 加工阶段的划分
该轴为多阶梯轴,为了使毛胚生产率高,将毛胚大大的简化了,但是这使得
毛胚机械加工余量较大,需要切除大量金属,产生大量的切削热,而且引起残余应力重新分布而变形,因此,安排工序时,应将加工过程分为以下阶段:
错误!未找到引用源。 粗加工阶段
粗加工阶段主要是去除各加工表面的余量,并作出精基准。它包括粗车外
圆、钻中心孔。
a.粗车两端面,钻中心孔为精基面作好准备,使后续工序定位精准,从而保证其他加工表面的形状和位置要求。
b.粗车阶梯轴外圆,将零件加工出Φ35,Φ48,Φ40,Φ30的轴外圆使此时坯件的形状接近工件的最终形状和尺寸,只留下适当的加工余量。 c.加工出2×M6深10的内螺纹孔。
错误!未找到引用源。 半精加工阶段
半精加工阶段的任务是减小粗加工留下的误差,使加工面达到一定得精的,
为精加工做好准备。它包括主轴各处外圆、台肩的半精车和修研中心孔等。
错误!未找到引用源。 精加工阶段
精加工阶段的任务是确保达到图纸规定的精度要求和表面粗糙度要求。它
包括对表面粗糙度要求较高的外圆面A、B磨削加工、对外圆面C、F和轴肩端面G的精车加工。然后粗铣、半精铣键槽。