链轮轴设计

目录

1零件简介及工艺性析 (2)

2 确类型定毛坯 (2)

2.1工序余量、工序尺寸和公差的确定 (3)

2.2 绘制零件的毛坯简图 (5)

3 工艺规程设计 (6)

3.1、表面加工方法的确定 (6)

4加工工艺规程划分 (7)

5初拟阶梯轴机械加工工序安排 (7)

6 确定工艺路线 (8)

7切削用量的计算 (10)

8、时间定额的计算 (12)

8.1 基本时间计算 (12)

8.2辅助时间的计算 (13)

8.3其他时间的计算 (13)

8.4各单件时间的计算时间 (14)

链轮轴工艺规程编制制及

75°可转位车刀设计

1零件简介及工艺性分析

1.1零件的简图

1.2 零件的工艺性分析

制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。

从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有两个φ20，两个φ25，一个φ30，一个φ42，一个φ35 的外圆柱面，和一个 M37 的外螺纹。

图中所给的尺寸精度高，大部分是 IT7 级；粗糙度方面表现在左端φ20 外圆柱表面，右端φ20 外圆柱表面，右端φ25 外圆柱表面为Ra0.8um。左端φ20 外圆柱大端端面，右端φ20 外圆柱大端端面右端φ25 外圆柱大端端面为 Ra1.6um。键槽对φ20 外圆轴线的对称度为 0.012mm；热处理方面需要调质处理，到 200HBS，保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹

紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。

1.3 确定零件的生产类型依旧设计题目可知：产品的年产量为 1000 件/年，结合生产实际，备品率α和废品率β分别取 0。03和0.05零件的年产为：1000*1.03*1.05= 1081

2 确类型定毛坯

材料同样可以通过锻造，铸造得到，但是考虑到加工的经济度，型材是最优选择。由于阶梯轴在工作过程中要求受冲击载荷，为增强其强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选择型材，棒料φ45×2000mm，截断成φ45×141mm.

2.1 工余量、工序尺寸和公差的确定确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工《金属机械加工工艺人员手册》余量有关。经查《机械加工工艺手册》知磨削-精车-半精车-粗车各余量从而可得毛坯余量或查表得到1）

2.2 绘制零件的毛坯简图

3 工艺规程设计

由零件的生产类型的详尽分析，该生产类型为轻型机械，大批量生产。所以在生产过程中应尽量选择专用夹具，专用刀具以节省加工时间和加工成本。在安排工序时，应将粗精加工分开，先完成表面粗加工，再完成表面的半精加工和精加工，而主要表面的精加工则放在最后进行。

拟定工艺路线

1）拟定加工方案

方案一：采用普通机床，分散的加工方法加工阶梯轴。

方案二：采用数控机床，分散的加工方法加工阶梯轴。

2）方案比较，确定加工方案由于该生产为大批量生产，在加工时应注重加工的效率和经济性，所以综合分析后取最优结果，选取方案一。

3.1、表面加工方法的确定

根据零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表 2.34 车床加工经济精度，确定阶梯轴各表面加工方法，如表 3.1 所示：

4、加工阶段划分

1）表面加工质量要求较高对于 200.010 的表面，尺寸精度为IT7，表面粗糙度为 Ra0.8； 0.010 25 0.010 的表面，尺寸精度为IT7，表面粗糙度为 Ra0.8，对于 200.065 0.010 0.065 的表面，尺寸精度为 IT7，表面粗糙度为 Ra0.8 可将加工阶段划分成粗加工，半精加工，粗磨，半精磨等几个阶段。

2）其余表面对于其他表面，其加工精度相对较低，在机械加工过程中很容易保证，所以可将加工阶段划分成粗加工，半精加工等几个阶段。

5、初拟阶梯轴机械加工工序安排，见表 3.2。

6 确定工艺路线在粗加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。

在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定阶梯轴的机械加工工艺路线，

见表 3.3 表 3.3 阶梯轴的机械加工工艺路线工序号

7 切削用量的计算。

1）工序 05——粗铣阶梯轴两端面

（1）该工序以外圆面定位，先铣右端面，然后以外圆和右端面定位，再铣左端面，则他们所选用的切削速度 Vc 和进给速度 f 相差不大，可以选用相同参数。背吃刀量背吃刀量 ap1 取为 z1，z1 等于左端面的毛坯总余量等于毛坯总长度减去阶梯轴的总长度差值的一半。Ap=13mm。

2）进给量 X51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5.8 高速钢套式面铣刀粗进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中心等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.08mm/z。

1 本工序采用高速钢镶齿铣刀，dw=80mm、z=10查表 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 Vc=44.9m/min。

Ns=1000 vc /πd=178.65r/min

由于工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6 ，取转速 nw=160r/min 当nw=160r/min 时，工作台每分钟进给量 fm 应为 f m= f z znw =0.08 *10* 160 =128mm / min

2) 工序 15——粗车外圆 L12，L23，L34，L56L67，L78L89 1

查表 5.2 ，硬质合金刀常用切削速度

背吃刀量：最小双边余量为 3mm，取 ap=1.5mm

进给量：f=0.35-0.65mm/r，取 f=0.4mm/r

切削速度：vc60-80，取 vc=70m/min

实际主轴转速：d=45mm， n =495r / min d

取中间值，查表 3.2 卧式车床主轴的转速，ns477r/min；

3 )工序 20——车 M37 螺纹

车刀直径D 25×30 ，切削速 Vc=52m/min

进给量 f=0.2 mm

背吃刀量 ap=0.4mm

主轴转速 n1000v/π=D1000×52/π24=690r/min

查表：按机床选取 n=630r/min

实际切削速度 V=πDn/（1000X60）=0.79m/s

4）工序 35——L89 上铣键槽

由图得键槽深 3.5mm，查表 4.22 半圆键铣刀（GB/T 1112.1—，键槽铣刀参数：1997） D6=mm，L=45mm，l=10mm，d=6mm

5）工序 40——半精车外圆 L12，L23，L34，L45,L56,L67，L78,L89 背吃刀量：ap=0.32mm，取 ap=0.3mm

进给量：f=0.1-0.3mm/r，取 f=0.2mm/r

切削速度：vc=75-90，取 vc=85m/min

实际主轴转速：dw12=d89=20mm， ns12 =1353r / min

Dw23 =dw78=25mm，ns 23= 1082r / min

d w34= 37 mm， ns 34=771r / min ；

d w 45 =35 mm ,ns 45= 774r / min

d w56 =42 mm ,ns 56= 664r / min

d w67 =30 1 mm ,ns 67= 902r / min

取中间值，查表 3.2 卧式车床主轴的转速，ns=900r/min；

5）工序 45—磨削 L12，L78,L89，磨削进给量 ap=0.02mm；

8、时间定额的计算

8.1 基本时间计算

（1）粗铣端面

查表 5.41 铣削基本时间计算 t j1 =L*i /fn

L1 =0.5d +(1 -2)= 42mm ； L2 =(1 -3 )=2mm

t j1 =2 *0.695 min =1.39 min

查表 5.37 车外圆基本时间计算t j1 =L*i /fn

l1=ap/tan r,l2=(3-6)

（2）粗车外圆 L12，L23，L34，L56,L67，L78,L89

Kr =900

tj19=(135 +0 +4) /(0.4 *495) = 0.702 min

tj15=(95*3) /(0.4 *495) = 1.439 min

tJi45=(3*1) /(0.4 *495) = 0.015 min

tj13=(66*4) /(0.4 *495) = 1.333 min

tj12=(18*2) /(0.4 *495) = 0.182 min

tJ69=(38*3) /(0.4 *495) = 0.567 min

tJ79=(35*2) /(0.4 *495) = 0.354 min

tJ89=(15*2) /(0.4 *495) = 0.152 min 3）车螺纹

4）半精车外圆 L12，L23，L34，L56,L67，L78,L89

tj12=(18*2) /(0.2*900) = 0.2 min

Tj23=(48*2) /(0.2*900) = 0.533 min

Tj34=(26+4)*2/(0.2*900) = 0.333 min

Tj45=3*2 /(0.2*900) = 0.033 min

Tj56=(2+4) *2/(0.2*900) = 0.067 min

Tj67=(3*2) /(0.2*900) = 0.033 min

Tj78=(20*2) /(0.2*900) = 0.222 min

Tj89=(15*2) /(0.2*900) = 0.167 min

Tj3=Tj12+Tj23+Tj34+Tj45+Tj56+Tj67+Tj78+Tj89=1.588min

（5）铣键槽

（6）t j4=L*i/fn=(l+l+l)*i/fn=(60+0.5*12+1+2)/65=1min

（5）磨削时间 t j 5 =2LbZ b k/1000vfnfr=3min

8.2辅助时间的计算

辅助时间与基本时间 tj 之间的关系 t f =(0.15 -0.2)t j ， t f 0.15t j ，取则各工序的辅助时间为：

粗铣端面： t f =1 0.15t j1 =0.15 *1.39 =0.2085 min ；

粗车外圆 L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89

t f 2= 0.15t j 2 =0.15 *4.753= 0.713min ；

半精车外圆 L12，L23，L34，L45,L56,L67，L78,L89

t f 3 =0.15t j 3 =0.15 *1.588 =0.2382 min

铣键槽： t f 4 =0.15t j 4 =0.15 *1 =0.15 min ；

磨削时间： t f 5 =0.15t j 5= 0.15 *3 =0.45 min ；

8.3其他时间的计算：

除了作业的时间以外，每道工序的单间时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于阶梯轴的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备和终结时间甚微，可以忽略不计，布置工作的时间 tb 为作业时间的 0.02-0.07,休息与生理需要时间tx 是作业时间的 0.02-0.04，均取为 0.03，则各工序的其他时间（tb+tx）可按关系式（0.03+0.03）×（tf+tj）计算，它们分别是：粗铣端面：tb1 +t x1 =0.06*(tj1+f1) =0.06*(1.39+0.2085)=0.096mim

粗车外圆 L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89:

Tb2 +t x2 =0.06*(tj2+tf2) =0.06*(4.753+0.713)=0.328mim

半精车外圆 L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89:

Tb3 +t x3 =0.06*(tj3+tf3) =0.06*(4.753+0.713)=0.328mim

铣键槽：Tb4 +t x4 =0.06*(tj4+tf4) =0.06*(1+0.15)=0.069mim

磨削时间：

Tb5 +t x5 =0.06*(tj5+tf5) =0.06*(3+0.45)=0.207mim

8.4各单件tdj的计算时间

粗铣端面：td1=1.39+0.2085+0.096=1.6945min=102s;

粗车外圆 L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89:

Td2=4.753+0.731+0.328=3.468min=348s;

半精车外圆 L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89:

Td3=1.588+0.2382+0.11=1.9362min=116s;

铣键槽：td4=1+0.15+0.069=1.219min=73s;

磨削时间：td5=3+0.45+0.207=3.657min=220s;