手柄轴的设计-南昌航空大学.doc

第一部分 工艺设计 设计任务 本次所要加工的零件为手柄轴，示意图如图（1） 图（1） 材料：45 零件生产类型：中批量生产 零件工艺性分析 中心轴零件图的视图正确、完整;尺寸、公差齐全，但技术要求未注明淬火层深度，该零件的结构较为典型，其中， Φ30js6的直径尺寸要求较高,表面粗糙度为Ra0.8.为主要表面，但加工并不成问题。零件的另一端面的表面粗糙度度要求并不高为Ra6.3，但在零件的加工过程中均要利用这两个端面来定位，所以也为主要表面。整个零件中最复杂也是最难加工的地方就是键槽，可使用专门的夹具在普通铣床上加工 此轴为细长轴，考虑到轴的刚性，在加工各轴段外圆表面的过程中特别是是磨削加工的过程中使用三爪卡盘和顶尖定位装夹 毛坯的选择 该轴零件加工中，刀具与工件之间的切削力较大。工件材料的可切削性能。强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。所以选择45钢为该轴类零件的材料。45钢相对切削性硬质合金刀具1.0，高速钢刀具1.0，45钢经济合理对加工刀具的要求也合理，45钢用途广泛，主要是用来制造汽轮机、压缩机，泵的运动零件制造齿轮、轴活塞销等零件。根据以上数据适合该轴的加工。 轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件三种。 锻件：适用与零件强度较高,形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。 铸件：适用于形状复杂的毛坯。 钢质零件的锻造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。根据该轴零件的结构形状和外轮廓尺寸，所以采用棒料。 毛坯的尺寸通过确定加工余量最后可确定尺寸为Φ43*290mm，毛坏示意图如图（2） 图（2） 工艺过程设计 4.1 定位基准的选择 对于中心轴的外圆表面的加工均利用外圆表面定位，对于轴向定位则使用被加工一端的相对端的端面来定位以遵循“基准重合”原则，当掉头装夹的时候使用相反的那端来定位 加工键槽、平面使用起所在轴端的轴线以及与之最靠近的端面来定位，这也符合“基准重合”原则。 4.2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有外圆、平面、键槽、螺纹、端面、槽等，这里只列举其中较为典型的三个表面来说明其加工方法 Φ30js6外圆表面 精度等级：IT6 表面粗糙度：Ra0.8 μm 加工路线有为 粗车→半精车→粗磨→精磨 键槽侧面 精度等级：IT9 表面粗糙度：Ra3.2 μm 加工路线为 粗铣→半精铣 螺纹M20 精度等级： 表面粗糙度：Ra6.3 μm 加工路线为 在粗磨外圆表面后可车螺纹 4.3 制定工艺路线 方案一： 工序10： 下料 工序15： 粗车外圆Φ32mm，车中心孔 工序20： 粗车外圆Φ40mm,车台阶面，沟槽,车中心孔 工序25： 半精车外圆Φ38.5mm,车倒角C0.5 工序30： 半精车外圆Φ30mm,车Φ30.5mm,车倒角、沟槽、螺纹 工序35： 调质处理235HBS 工序40： 修研中心孔 工序45： 中检 工序50： 粗磨外圆至尺寸为Φ38.06h8mm，Φ30.06h8mm 工序55： 精磨外圆至尺寸为Φ38mm，Φ30js6mm 工序60： 铣六方 工序65： 铣键槽 工序70： 终检 工序75： 油封入库 方案二： 工序10： 下料 工序15： 粗车外圆Φ32mm，车中心孔 工序20： 粗车外圆Φ40mm,车台阶面，车中心孔 工序25： 半精车外圆Φ38.5mm,车倒角C0.5 工序30： 半精车外圆Φ30mm,车Φ30.5mm,车倒角、沟槽、螺纹 工序35： 粗磨外圆至尺寸为Φ38.06h8mm，Φ30.06h8mm 工序40： 调质处理235HBS 工序45： 修研中心孔 工序50： 铣六方 工序55： 铣键槽 工序60： 精磨外圆至尺寸为Φ38mm，Φ30js6mm 工序65： 终检 工序70： 油封入库 方案比较：方案二中将粗磨放在铣削加工之前，其理由是为其后的铣削加工键槽准备较好的辅助基础，但这样会使工件在两台机床之间来回移动，浪费工时，降低生产效率，而且这样做对提高键槽的加工精度的意义并不大，因为在键槽的加工过程中是以其所在轴段的轴线为定位基准。在淬火前进行磨削加工，由于材料较软，对磨削加工不利，且会在