河南质量工程职业技术学院11级现代控制王晓非.docx
《河南质量工程职业技术学院11级现代控制王晓非.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河南质量工程职业技术学院11级现代控制王晓非.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
河南质量工程职业技术学院11级现代控制王晓非
河南质量工程职业学院
毕业设计（论文）
题目
减速器从动轴的加工工艺
系别
机电一体化
专业
现代控制
班级
11级机电现代控制
学生姓名
王晓非
学号
020*******
指导教师
李德明
定稿日期
2014年5月1日
河南质量工程职业学院
毕业设计（论文）任务书
专业
班级
11级机电一体现代控制
姓名
王晓非
学号
020*******
指导
教师
李德明
设计（论文）题目
减速器从动轴的加工工艺
主要
研究
内容
本文介绍了齿轮减速器的作用及从动轴的原理，通过对参考文献进行详细的研究分析，阐述了从动轴的概念、传动设计和主要的强度等的相关内容；在技术路线中，论述了齿轮减速器从动轴的结构形式的选择,基本参数的选择和几何尺寸的计算，尺寸,公差等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题都做了介绍
主要
技术
指标
或研
究目
标
1.传送较大的扭矩：
2364.2374N/M
2.工作效率:
0.96KW
3.输出功率:
3.15KW
基本
要求
1.1、根据图纸计算零件参数,选择毛坯、量取材料、公差尺寸计算直径等.
2.设计一个减速器从动轴,要求符合题目要求,表面粗糙度吻合,尺寸偏差较小的标准的零件.
3.画出装配图及零件图
主要
参考
资料
及文
献
【1】王爱玲主编．数控机床加工工艺．北京：
机械工业出版社,2006
【2】段志坚主编．机械设计基础．北京：
机械工业出版社,2012
【3】张宝珠主编．机械加工工艺．北京：
北京机械工业出版社,2012
【4】唐刚主编．数控机床编程与操作．北京：
北京理工大学出版社,2011
摘要
轴类零件和轴系部件是机械装置中的重要组成部分，本设计包含了车床﹑铣床等方面的基本知识,在一定的条件下设计一个简单的齿轮减速器的从动轴。
本文介绍了齿轮减速器的作用及从动轴的原理，通过对参考文献进行详细的研究分析，阐述了从动轴的概念、传动设计和主要的强度等的相关内容；在技术路线中，论述了齿轮减速器从动轴的结构形式的选择,基本参数的选择和几何尺寸的计算，尺寸,公差等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题都做了介绍。
工艺设计是生产技术准备的第一步,也是连接产品设计与制造的桥梁。
本文对各部分的设计进行了详细的计算和论证，并提出了最好的加工方法,根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸,最终生产出了合格的产品.
关键词:
减速器从动轴加工工艺
Abstract
Shaftshaftandmechanicalcomponentsareanimportantpartofthisdesignincludes﹑lathemillingmachineandsoonthebasicknowledge,undercertainconditionsasimpledesignofthegearreducershaftdriven.ThisarticlefirstintroducedAgearreducerandtheroleoftheprincipleaxisdrivenbyreferencetothedetailedanalysisofthedrivenshaftontheconceptanddesignofthemaintransmissionandsoonthestrengthofrelevantcontent;inlinetechnology,discussesthegearReducershaftdrivenstructureintheformofchoice,thechoiceofbasicparametersandgeometrycalculations,thesize,toleranceandsooninthedesignoftheneedtoconsidersomeofthetechnicalproblemsareintroduced.Processtechnologyisdesignedtopreparethefirststepistoconnectthedesignandmanufactureofproductsthatbridge.Inthispaper,thevariouspartsofthedesignofadetailedcalculationandverificationandtomakethebestprocessingmethod,accordingtotheshaftpartsoftheinstallation,positioningandtheaxisofthemanufacturingprocess,andotherrequirements,reasonablydeterminethestructureoftheshaftintheformandsize,Alife-longoutputofqualifiedproducts.
Keywords:
ReducerDrivenshaftmanufacturingprocess
目录
摘要1
目录3
第一章概述3
1.1减速器及零件的介绍4
第二章夹具分析4
2.1定位组件尺寸及公差的确定4
2.2夹具设计及操作的简要说明5
2.3确定装夹方案5
第三章工艺分析6
3.1基面的选择及确定毛坯6
1）粗基准的选择6
2）精基准的选择6
3）毛坯的确定6
3.2加工划分阶段7
3.3热处理工序安排7
第四章制定工艺路7
4.1．确定主要表面的加工方法7
4.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7
4.3制定工艺路线8
第五章编制零件的加工程序9
致谢16
参考文献17
第一章概述
1.1减速器及零件的介绍
减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所
要的回转数，并得到较大转矩的机构。
减速器的作用
1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出
减速器额定扭矩。
2）升速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。
大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。
零件的作用：
主要作用是支承传动零部件和传递扭矩.
如附档所示零件是减速器的从动轴.它属于台阶轴类零件,由圆柱面、轴肩、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,键槽用于安装键,以传递转矩.
零件的技术要求该从动轴图样规定了主要轴颈、外圆以及轴肩有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值,并有热处理要求,这些技术必须在加工中给予保证.因此,该从动轴的关键工序是轴颈和外圆及键槽的加工.
第二章夹具分析
2.1定位组件尺寸及公差的确定
夹具的主要定位组件为一三爪自定心卡盘的尺寸与公差现规定为与本零件在工作时与其相配三爪自定心卡盘的尺寸与公差相同,即30js6×32k6×36×27×24.
表3:
加工余量计算表单位（mm）
工序
加工尺寸及公差
棒料毛坯（零件尺寸Φ40×150mm）
粗车二端面
半精车二端面
加工前尺寸
最大
152
144
最小
149
143.7
加工后尺寸
最大
152
144
142
最小
149
143.7
141.93
加工余量（单边）
1.5
最大
8
0.2
最小
2.65
0.125
加工公差（单边）
-0.3/2
-0.07/2
2.2夹具设计及操作的简要说明
如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率.为此,应首先着眼机动紧而不采用手动夹紧.因为这是提高劳动生产率的重要途径.本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧方式.本工序由于是粗加工,切削力较大,为了夹紧工件,势必要增大气缸直径,而这样将使整个夹具过于庞大.因此,应首先设法降低切削力.目前采取的措施有三:
一是提出高毛坯的制造精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是选择一种比较理想的斜楔夹紧机构,尽量增加该夹紧机构的扩力比;三是在可能的情况下,适当提高压缩空气的工作压力（由0.4MPa增至0.5MPa）以增加气缸推力,结果,本夹具总的感觉还比较紧凑.夹具上装有对刀块,可使夹具在一批零件的加工之前好地对刀（与塞尺配合使用）;同时,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置,以利于铣削加工.
2.3确定装夹方案
确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准.左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧,右端采用活动顶尖支承的装夹方式.
第三章工艺分析
3.1基面的选择及确定毛坯
基面选取择是工艺规程设计中的重要工作之一,合理地选择基面,对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性作用.
1）粗基准的选择
对于从动轴而言，以外圆作为粗基准是完全合理的，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。
）外圆加工采用两顶尖装夹45号钢的毛坯外圆，其中心线必须与轴颈的中心线严格同轴，否则会使工件产生圆度、同轴度等误差。
端面加工采用三爪自定心卡盘装夹（以消除
、
、
、
四个自由度），先加工一个端面，车出一端外圆，然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹，车另一端面。
2）精基准的选择
主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算的。
3）毛坯的确定
该从动轴材料为45号钢的棒料，通过正火、调质、淬火等不同的热处理工艺，获得一定的强度、韧性和耐磨性。
该零件属于中、小从动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择Ф40ⅹ150mm的热扎钢作毛坯。
3．2加工划分阶段
对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。
该从动轴加工划分为三个阶段：
粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（各处外圆、台阶及次要表面等），粗、精磨（粗、精磨各处外圆），铣键盘槽。
各阶段划分大致以热处理为界。
3．3热处理工序安排
轴的热处理要根据其材料和使用要求确定，对于从动轴，正火，调质和表面淬火用的较多。
该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。
第四章制定工艺路
综合上述分析，从动轴的加工工序安排大体如下：
准备毛坯→正火→切端面、钻中心孔→粗车→调质→半精车各外圆，车槽，车倒角→划键槽加工线→铣键槽→精车→表面淬火→粗、精磨各外圆表面，键槽→检验。
在安排工艺路线时，应注意以下几点：
1）外圆表面的加工顺序，先加工大直径外圆，后加工小直径外圆，以免一开始就降低了工件的刚度。
2）次要表面的加工安排，主轴上的键槽等次要表面的加工，一般应安排在外圆精车或粗磨之后进行，否则不仅在精车时造成断续切削而产生振动，影响加工质量，易损坏刀具，而且键槽的尺寸也难以保证。
4．1．确定主要表面的加工方法
因为该从动轴为回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。
由于该从动轴的主要表面Ф30mm、Ф32mm的公差等级较高，表面粗糙度RA值较小，故车削后还需磨削。
4．2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
根据零件材料、硬度、毛坯重量及生产类型、锻造方法等到原始数据和加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
1）外圆表面（Ф32mm、Ф30mm）
考虑其加工长度为150mm，与其联结的非加工外圆表面直径为Ф40mm，Ф36mm表面粗糙度值较大，只要求粗加工，此时直径余量2Z=4mm已能满足加工要求。
2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（150mm端面）
查«机械制造工艺设计简明手册»（以下简称«工艺手册»表2.2-2.5，由于要求零件长为142mm，其长度方向的余量值规定为2.0-2.5mm，现取2.0mm。
3）轴上两键槽的精度为877cm,界于IT7-IT8之间，参照«工艺手册»表2.3-9及表2.3-12确定工序尺寸及余量为：
粗铣键槽：
20×9mm
半精铣键槽：
21×9mm
精铣键槽：
22×10mm
4）凹槽
参照«工艺手册»确定槽的加工余量分配：
车槽：
Ф30mm
半精车：
Ф28mm
精车：
Ф27mm
5）外端面的加工余量（加工余量的计算长度为142mm）
按«工艺手册»，取加工精度F2，零件复杂系数S3，则从动轴端面的加工余量为2mm。
铣削余量：
铣削的公称余量为1mm。
实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
出于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工。
因此，在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。
毛坯名义尺寸：
142+2×4=150（mm）
毛坯最大尺寸：
150+1×2=152（mm）
毛坯最小尺寸：
150-0.5×2=149（mm）
粗车后最大尺寸：
142+1×2=144（mm）
粗车后最小尺寸：
144-0.3=143.7（mm）
最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表3
4.3制定工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
工艺路线方案
工序一：
车端面及外圆Ф36mm，Ф32mm，Ф30mm。
以毛坯外圆为粗基准，选用三爪自定心卡盘夹紧，钻中心孔。
工序二：
调头，用三爪自定心卡盘及顶尖装夹，以粗车过的Ф30mm外圆为基准，粗车外圆Ф30mm，Ф27mm，Ф24mm。
工序三：
去掉顶尖，用三爪自定心卡盘夹持Ф36mm外圆，粗车两端面。
工序四：
半精车各处外圆，车Ф27mm凹槽及倒角。
工序五：
换铣床，选用X40卧式铣床加工，划键槽加工线，铣键槽，以Ф32mm和Ф24mm外圆为基准。
工序六：
精车各外圆，端面。
工序七：
粗、精磨各外圆端面及键槽、凹槽、倒角，选用M7130平面磨床加工。
工序八：
检查。
第五章编制零件的加工程序
编制附档所示的零件图的加工程序，材料为45号钢，棒料直径为40mm.
1.刀具设置
机夹车刀（硬质合金可转达位刀片）为1号刀；宽4mm的硬质合金焊接切槽刀为2号刀，60°硬质合金机夹螺纹刀为3号刀。
2．工艺路线
1）棒料伸出卡盘外约85mm，找正后夹紧。
2）用1号刀，采用G71指令进行轮廓循环粗加工。
3）用1号刀，采用G70指令进行轮廓精加工。
4）用2号刀，采用G75指令进行切槽循环加工。
5）用3号刀，采用G76指令进行螺纹循环加工。
6）用2号刀切下零件。
3．加工程序
工件坐标系原点建立在工件右端面上，程序如下：
O0001;
G00G40G97G99S800M03;主轴正转，转速为800r/min
T0101;换1号外圆刀
G00X41.0Z2.0;绝对编程，快速到达轮廓循环起刀点
G71U1.5R2.0;外径粗车循环，给定加工参数
G71P10Q20U0.5W0.1F0.2;N10~N20为循环部分轮廓
N10G01X0F0.05;从循环起刀点快速进给移动到轮廓起始点
Z0;
G03X18.0Z-9.0R9.0;逆圆进给加工SR9球头
G02X22.0Z-13.0R5.0;顺圆进给加工R5圆弧
G01X26.0Z-23.0;直线进给加工圆锥
X29.8Z-25.0;加工倒角
Z-56.0;车螺纹部分圆柱
X32.0;车削凹槽处的台阶端面
Z-66.0;车削Ф32mm外圆
X38.0;车削台阶
N20Z-76.0;车削Ф38mm外圆，考虑切断，所以轴向加工长度比零件稍长
G00X100.0Z200.0;刀具快退
T0100M05;取消1号刀补，主轴停止
T0101;（精加工）重新调用1号刀补
S1200M03;主轴启动，转速1200r/min
G00X41.0Z2.0;绝对编程，快速到达轮廓循环起点
G70P10Q20;从N10~N20对轮廓进行加工
G00X100.0Z200.0M09;刀具退出
T0100M05;取消1号刀，主轴停止
T0202;换2号切槽刀，导入刀具刀补
M03S600;转速600r/min
G00X33.3Z-52.0;快速到达切槽起始点
G75R0.1;指定径向退刀量0.1mm
G75X26.0Z-56.0P500Q3500R0F50;指定槽底，槽宽及加工参数
G00X40.0;切槽完毕后，沿径向快速退出
Z-50.0;沿轴向移动，准备用切槽刀切螺纹左侧的倒角
G01X30.0F50;以50mm/min速度进给到螺纹处圆柱
X26.0Z-52.0;倒角
G00X100.0Z200.0;刀具，斜向退出
T0200M05;
T0303;换三号螺纹刀
G00X31.0Z-20.0;快速到达螺纹加工起始位置
G75P020160Q80R0.1;螺纹循环加工参数设置,螺纹精加工两次
G76X28.5Z-50.0R0P974Q400F1.5;
G00X100.0Z200.0;刀具斜向退出
T0300;
T0202;换2号切槽刀
G00X42.0Z-75.0;快速到达切断位置
G01X0F30;切断进给
X42.0F100;切断完毕后沿径向退出
G00X100.0Z200.0;刀具快速退出
M05;
M30;程序结束
机械加工工艺卡
河质院
数0
数控
加工
工序卡
零
件
名
称
零
件
图
号
材
料
机电系
从动轴
Js01
45号钢
工艺序号
夹具
名称
夹具
编号
使用
设备
CK714
工步号
加工内容
程序号
刀具名称
刀具规格/
m
长度补偿号
长度补偿值
主轴转速/r.min
进给速度/mm.
min
进给倍率/（%）
切削深度/mm
加工余量/mm
1
粗车轮廓
机夹车刀
H01
0
800
60
120
1.5
2
2
粗加工轮廓
机夹车刀
H01
0
1200
60
80
3
切槽
宽槽刀
宽4
4
螺纹加工
螺纹刀
H03
0
800
30
120
0.1
5
切断
切断刀
H02
0
800
100
120
数控加工刀具卡片
产品名称
从动轴
零件名称
从动轴
零件图号
JS01
序号
刀具号
刀具
加工外圆、表面、槽及螺纹
刀具材料
规格名称
数量
刀长
1
T01
90°
1
车轮廓
硬质合金
2
T02
1
车圆弧
3
T03
3mm
1
切槽切断
4
T04
60°
1
车螺纹
编制
景朋
审核
景朋
日期
11年3月
共1页
从动轴加工工艺过程
序号
工种
工序内容
加工简图
设备
1
下料
Φ60x265
2
车
三爪卡盘夹持工件，车端面见平，钻中心孔，用尾架顶尖顶住，粗车三个台阶，直径、长度均留余量2mm
调头，三爪卡盘夹持工件另一端，车端面保证总长259，钻中心孔，用尾架顶尖顶住，粗车另外4个台阶，直径、长度均留余量2mm
3
热
调制处理
HRC24---38
4
钳
修研两端中心孔
车
5
5
车
车
双顶尖装夹。
半精车三个台阶，螺纹大径车到，Φ24其余两个台阶直径上留余量0.5mm，车槽三个，倒角三个
6
车
双顶尖装夹，车一端螺纹M24X1.5-6g，调头，双顶尖装夹，车另一端螺纹M24X1.5-6g
7
钳
划键槽及一个止动垫圈槽加工线
8
铣
铣两个键槽及一个止动垫圈槽，键槽深度比图纸规定尺寸多铣0.25mm，作为磨削的余量
键槽铣床或立铣床
9
钳
修研两端中心孔
车床
10
磨
磨外圆Q和M，并用砂轮端面靠磨台H和I。
调头，磨外圆N和P，靠磨台肩G
外圆磨床
11
检
检验
零件图
致谢
本论文是在我的导师李德明老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
从课题的选择到项目的最终完成，李老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。
两年多来，李德明老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向李老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完
成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的
谢意!
最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
参考文献
【1】王爱玲主编．数控机床加工工艺．北京：
机械工业出版社,2006
【2】段志坚主编．机械设计基础．北京：
机械工业出版社,2012
【3】张宝珠主编．机械加工工艺．北京：
北京机械工业出版社,2012
【4】唐刚主编．数控机床编程与操作．北京：
北京理工大学出版社,2011
【5】胡家秀主编．简明机械零件设计实用手册．北京：
机械工业出版社,2010
河南质量工程职业学院
毕业设计（论文）评审表一
（指导教师用）
班级：
11机电现代控制姓名：
王晓非学号：
020*******
评价内容
具体要求
分值
评分
调查论证
能独立查阅文献和调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。
10
实验方案设计与实验技能
能正确设计实验方案，独立进行实验工作。
20
分析与解决问题的能力
能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
20
工作量、
工作态度
按期圆满完成规定的任务，工作量
升级会员 