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减速箱论文
摘要
本次设计是减速箱阶梯轴的加工工艺规程及一些工序工艺规程的编制。
首先对阶梯轴的零件图进行了结构工艺分析，根据生产纲领，选择了加工基准和工艺设备，确定了机械加工工艺过程，编制工艺过程卡和精加工工序的工序卡，并对精加工工序进行了数控编程。
关键词 减速箱阶梯轴 加工工艺 数控编程
Abstract
Thisdesignissteppedshaftgearboxprocessingtechnologyproceduresandthepreparationoftheprocessspecificationofanumberofprocesses.Firstofallpartsofthesteppedshaftstructurediagramprocessanalysis,accordingtotheproductionprogram,selecttheprocessingbenchmarksandprocessequipmenttodeterminethemechanicalprocess,thepreparationprocesscardandfinishingprocessesoftheprocesscard,andfinishingoperationstoCNCprogramming.
Keywords：
gearboxladderaxisprocessingCNCprogramming
目录
摘要：
1
Abstract：
1
一、序言3
（一）零件作用及设计任务3
（二）生产纲领、生产类型4
二、零件的工艺分析4
三、确定毛坯材料4
四、基准的选择5
1.粗基准的选择5
2.精基准的选择5
五、确定工序尺寸5
六、选择设备工装6
七、加工工艺的设计6
（一）工件表面加工方法的选择6
（二）制定工艺路线7
（三）确定切削用量8
八、填写工艺、工序卡10
九、在半精车上的数控编程10
致谢13
参考文献14
一、序言
毕业设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、专业课之后进行的。
这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。
在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。
但我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。
通过本次设计，我在以下各方面得到锻炼：
能运用机械制造工艺中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量;提高结构设计的能力。
通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力;学会使用手册及图表资料。
掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。
在这个过程中，也使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。
在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。
（一）零件作用及设计任务
该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。
根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。
该阶梯轴主要是采用车削和外圆磨削。
由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削，以保证其加工精度。
（二）生产纲领、生产类型
设计题目给定的零件是减速箱阶梯轴零件，该产品年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：
N=Qn（1+a%）（1+b%）
式中N——零件的年生产纲领（件/年）；
Q——产品的年生产纲领（台/年）；
n——每台产品中该零件的数量（件/台）；
a%——该零件的备品率；
b%——该零件的废品率。
由上可知阶梯轴的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。
二、零件的工艺分析
该零件工作图图形关系表达完整，各表面的粗糙度标注完整。
根据图的标注可知，各外圆的粗糙度为Ra0.8μm，公差等级可采用IT6~IT8级。
因为该轴为没有中心通孔的多阶梯轴，故其加工方法为：
粗车→半精车→磨削。
详细可划分为：
车外圆端面、螺纹，钻中心孔，车槽，铣键槽。
三、确定毛坯材料
一般阶梯轴类零件材料常选用45钢；对于中等精度而转速较高的轴可用40Cr；对于高速、重载荷等条件下工作的轴可选用20Cr、20CrMnTi等低碳含金
（二）制定工艺路线
制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。
下料→粗车外圆、平端面，钻中心孔→半精车各外圆→调质→修研中心孔→精车各外圆，车槽，倒角→车两端螺纹→划键槽及加工线→铣键槽及垫圈槽→修研中心孔→磨削→检验。
工艺路线方案：
工序一:
下料￠62X265mm
工序二：
以棒料外圆柱面定位，粗车￠46、￠35、M24加工面，平各端面，钻中心孔；调头，以￠46加工面定位，粗车￠35、￠30、M24加工面，车端面，保证总长259mm,钻中心孔
工序三：
热处理，调质（表面淬火、高温回火）
工序四：
修研两端中心孔（去除内应力）
工序五:
半精车三个台阶，达到尺寸要求，其直径均留有0.5mm的加工余量，切槽两个分别是3x0.5mm；调头，半精车其余的三个台阶，直径留余量0.5mm。
工序六：
精车￠62右端的三个台阶，达到尺寸要求，其直径均留有0.5mm的加工余量，切槽两个分别是3x0.5mm、3x1.5mm，倒角3xC1，调头，精车￠62左端的三个台阶，直径留余量0.5mm,切槽两个分别是3x0.5mm、3x1.5mm，倒角4xC1。
工序七：
车一端螺纹M24х1.5-6g，调头，车另一端螺纹M24х1.5-8g
工序八：
划键槽及加工线
工序九:
铣两个键槽及一个止动垫圈槽
工序十：
磨外圆至规定尺寸
工序十一：
检验钢进行渗碳淬火，或用38CrMoAIA氮化钢进行氮化处理。
根据零件图的技术要求，选用45钢。
阶梯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件。
根据生产纲领和技术要求，选用棒料做零件毛坯。
四、基准的选择
轴类零件各表面的设计基准一般是轴的中心线，其加工的定位基准，最常用的是两中心孔。
采用两中心孔作为定位基准不但能在一次装夹中加工出多处外圆和端面，而且可保证各外圆轴线的同轴度以及端面与轴线的垂直度要求，符合基准统一的原则。
在粗加工外圆和加工长轴类零件时，为了提高工件刚度，常采用一夹一顶的方式，即轴的一端外圆用卡盘夹紧，一端用尾座顶尖顶住中心孔，此时是以外圆和中心孔同作为定位基面。
基准和夹具的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基准和夹具选择的正确合理可以保证加工质量,提高生产效率，否则,就会使加工工艺过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产加工无法进行。
合理地选择定位基准和夹具，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。
1.粗基准的选择
对于一般轴类零件以外圆作为粗基准,也可以用两顶尖以中心孔定位。
但本轴所要求的加工精度不高，用一夹一顶即可满足要求即夹紧一端用顶尖顶住另一端车削外圆留直径2～3mm的余量即可。
中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。
但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，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（有时在上工步已车外圆处搭中心架），车另一端面，钻中心孔。
如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。
2.精基准的选择
以轴两端的中心孔为精基准，以轴两端的中心孔为精基准除了使设计基准与定位基准重合外,同时也可以获得较高的定位精度.即使两次装夹调头加工也能得到较好的位置精度。
加工键槽时为保证与轴线的对称与平行并达到一定的深度则用键槽所在的外圆表面定位,此时设计基准与定位基准重合,其技术要求能得到很好的保证。
五、确定工序尺寸
毛坯下料尺寸：
Φ65×265；
粗车时，各外圆及各段尺寸按图纸加工尺寸均留余量2mm；
半精车时，螺纹大径车到
，Φ44及Φ62台阶车到图纸规定尺寸，其余台阶均留0.5mm余量。
铣加工：
止动垫圈槽加工到图纸规定尺寸，键槽铣到图纸尺寸。
精加工：
螺纹加工到图纸规定尺寸M24х1.5-8g，各外圆车到图纸规定尺寸。
六、选择设备工装
外圆加工设备：
普通车床CA6140、数控车床CN1640
磨削加工设备：
万能外圆磨床M1432A
铣削加工设备：
铣床X52
七、加工工艺的设计
（一）工件表面加工方法的选择
本零件的加工面有个圆、端面、车槽等，材料为45钢。
参考《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8等，其加工方法选择如下：
1、Φ62的外圆面：
公差等级为IT6，表面粗糙度为0.8,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
2、Φ46外圆面：
公差等级为IT6，表面粗糙度为0.8，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
4、Φ35外圆：
未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.8，采用的加工方法为粗车—半精车→磨削。
5、左端面：
未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。
6、Φ44外圆面：
公差等级为IT6，表面粗糙度为0.8，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
7、Φ35突台右端面：
未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT6，表面粗糙度为0.8，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。
8、Φ30突台左端面：
未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT6，表面粗糙度为0.8，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。
9、槽3×0.5：
未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT6，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。
（三）确定切削用量
工序一
（一）粗车Φ65柱体右端面
（1）选择刀具
选用93°偏头端面车刀，车床用CA6140车床,刀片厚度取5mm，前刀面形状为平面带倒棱型。
（2）确定切削用量
a确定背吃刀深度
粗车加工余量为2mm。
b确定进给量f:
根据《切削手册》加工材料45号钢毛坯，切削深度2mm，则进给量为0.3mm/r,再根据CA6140车床及《机械工艺》查取横向进给量f机=0.3mm/r。
工序二
（一）粗车Φ46柱体端面
（1）选择刀具
选用93°偏头端面车刀，参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用CA6140普通车床。
（2）确定切削用量
（a）确定背吃刀量a（即切深a）
粗车的余量为2mm。
（b）确定进给量
查《切削用量简明手册》：
加工材料HT200、切削深度a=1mm，则进给量为0.7~1.0。
再根据CA6140车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4－2－3查取横向进给量取f=0.3mm/r。
（d）确定切削速度V
根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182~199HBS），a=1mm，f=0.3mm/r，查出V=0.05m/s。
由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.28，查得切削速度
n=200r/min
（二）粗车Φ35端面
（1）选择刀具：
同上
（2）确定切削用量：
a确定背吃刀深度
粗车加工余量为2mm。
b确定进给量f
根据《切削手册》切深=0.3mm,则进给量f为0.3mm/r,再根据CA6140及其〈机械工艺〉f机=0.3mm/r.
c确定切削速度Vc
材料，直径Φ35，则Vc=3.14×10×200/1000=62.8m/min,
综上，此工步的切削用量为：
f=0.3,n=200r/min,V=62.8m/min。
（三）粗车Φ44端面
（1）选择刀具：
与粗车Φ100左端面同一把。
（2）确定切削用量:
（a）确定背吃刀量asp:
粗车的余量为2mm。
（b）确定进给量：
查《切削用量简明手册》：
加工材料HT200、工件直径44mm、切削深度a=2.0mm，则进给量为0.3。
再根据CA6140车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4－2－3查取横向进给量取f=0.3mm/r。
（c）确定切削速度VC：
根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182~199HBS），a=2.0mm，f=0.3mm/r，查出V=0.05m/s。
由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.25，查得切削速度
n=200r/min
按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）转速n=200r/min,则实际切削速度V=n/1000=3.14x10x200/1000=62.8m/min。
综上，此工步的切削用量为：
a=2.0mm，f=0.3,n=200r/min,V=62.8m/min。
（四）粗车Φ35外圆
（1）选择刀具：
90°直头外圆车刀，刀片厚度5mm。
（2）确定切削用量
（a）确定背吃刀量
粗车外圆，加工余量为2mm。
（b）确定进给量
由《切削用量简明手册》HT200，工件直径为35mm，则f=0.3。
（c）确定切削速度VC：
根据《切削用量简明手册》表1.11查取：
同上方法可知：
实际切削速度V=n/1000=3.14x10x200/1000=62.8m/min。
综上，此工步的切削用量为：
a=2mm，f=0.3,n=200r/min,V=62.8m/min。
（五）粗车Φ30外圆
（1）选择刀具：
与粗车Φ35外圆同一把。
（2）确定切削用量
（a）确定背吃刀量
粗车外圆，加工余量为2mm。
（b）确定进给量
由《切削用量简明手册》HT200，工件直径为30mm，则f=0.3。
再由《简明手册》表4.2—3查取f=0.3。
（c）确定切削速度VC
根据《切削用量简明手册》表1.11查取：
VC=0.3（由182~199HBS、asp=2.1、f=0.76mm/r、车刀为YG硬质合金）,由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度
n=200r/min
则实际切削速度V=n/1000=3.14x10x200/1000=62.8m/min。
综上，此工步的切削用量为：
a=2mm，f=0.3,n=200r/min,V=62.8m/min。
八、填写工艺、工序卡
见附表
九、在半精车上的数控编程
O0001；
G28U0WO；
S800M03；
T0101；
G00X65.0Z5.0；
G71U3.0R5.0；
G71P10Q20UO.5W0.3F0.3；
N10G01X64.0；
G01X62.0Z-15.0；
Z-68.0
Z-120.0
G41G02X22.5Z-52.0R5.0;
Z-68.0；
X46.0；
N20G00X250.0Z10.0；
T0202；
G70P10Q20F0.1；
T0303；
G00X35.0Z5.0；
G01Z-68.0；
X20.5；
X35.0；
T0404；
G00X35.0Z5.0；
G01Z-15.0；
X35.0；
G40G00X100.0Z50.0；
M09M05；
M30；
O0002;
G00X95.0Z5.0；
G71U3.0R5.0；
G71P10Q20UO.5W0.3F0.3；
N10G01X44.0；
G01X46.0Z-15.0；
Z-95.0
G41G02X22.5Z-52.0R5.0;
Z-38.0；
X30.0；
N20G00X250.0Z10.0；
T0101；
G70P10Q20F0.1；
T0202；
G00X35.0Z5.0；
G01Z-18.0；
X20.5；
X24.0；
M09;
M30;
致谢
毕业设计即将完成，这也标志着我三年的大学生活已经拉开了帷幕。
在过去的设计中：
有喜悦，我学到了许多知识；有苦恼，还有很多东西没掌握；又紧张也有放纵……可以说这是我大学生活的一个缩影，也是我大学期间的最后一次作业。
通过毕业设计，使我在查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑绘图等方面的能力进行了一次综合锻炼，有了很大提高。
这次设计是一次理论与实际相结合的机会，通过这次设计我收获了许多。
这段时间的磨练，是我的意志力得到了提升。
由于本人实践经验尚有不足之处，对各门知识运用不是非常的熟悉，在设计中难免出现错误和缺点。
敬请各位老师及各位读者给与宝贵的意见和建议。
参考文献
1、寇世瑶主编，机械制图，北京：
高等教育出版社，2004；
2、马素玲主编，机械制造基础，中国轻工业出版社，2006；
3、王广云、李宏主编，机械基础，西北工业大学出版社，2007；
4、杨琳主编，数控车床加工工艺与编程，中国劳动社会保障出版社，2005；
5、陈志雄、余小燕主编，数控编程技术，科学出版社，2005
6、罗学科、谢富春、徐宏海主编，数控铣削加工，化学工业出版社，2007。
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