一、零件的分析
1.1零件的作用
题目所给定的零件车床输出轴(见图1),其主要作用,一是传递转矩,使车床主轴获得旋转的动力;二是工作过程中经常承受载荷;三是支撑传动零部件。零件上的φ80mm孔与动力源(电动机主轴等)配合起定心作用。用10-φ20mm销将动力传至该轴。再由φ55mm处通过键将动力输出。
1.2零件的工艺分析
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φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面,φ50、φ80、φ104的内圆柱表面,10个φ20的通孔,图中所给的尺寸精度高,大部分是IT6级;
(1)粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um,要求不高;
(2)位置要求较严格,表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm;
(3)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。
二、工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
经过对零件的工艺分析,零件材料为45钢,由于输出轴外圆由Φ55mm到Φ176mm尺寸变化较大,采用棒料作为毛坯切削量太大,浪费时间和材料。另外,该零件的生产类型为大批量生产,采用模锻可提高生产率又可大大减少加工余量,以实现节省材料和减少后续加工,降低成本。
因此,确定毛坯为锻件,采用模锻成型。
2.2基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择
工件为回转体,属于轴类零件,一般情况下以外圆作为粗基准,保证定位准确夹紧可靠,利用外圆加工出中心孔。
本零件为带孔的管状零件,孔是其设计基准(亦是装配基准和测量基准),为避免由于基准不重合而产生的误差,应选孔为定位基准,即遵守“基准重合”的原则。具体而言,即选Φ50mm孔及一端面作为精基准。由于本零件全部表面都需要加工,而孔作为精基准,应先进行加工,因此应选外圆及一端面为粗基准。
(2)精基准的选择
根据输出轴的装配要求,选择两顶尖中心孔作为定位精基准,中心孔作为设计基准,用其作为定位基准既符合基准重合,又符合基准统一。当零件的外圆精加工后可以以外圆为精基准加工法兰孔,由于半精加工利用中心孔加工的外圆同心度非常高,以外圆作为基准加工出来的孔的同轴度也很高。
2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,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。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下,可以考虑采用通用型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中起来,来提高生产效率。除此之外,还应当考虑经济效果,以使生产成本尽量下降。
1.工艺路线方案一:
工序1粗车圆柱面φ176及端面。
工序2 粗车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。
工序3 精车φ176外圆柱面及倒角。
工序4 半精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。
工序5精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。
工序6倒角。
工序7 粗镗内孔φ50、φ80、φ104。
工序8精镗内孔φ50、φ80、φ104。
工序9钻孔10×φ20。
工序10扩孔10×φ20。
工序11铰孔10×φ20。
工序12铣键槽16×10。
工序13钻2×φ8斜孔。
工序15去毛刺。
工序15终检。
2.工艺路线方案二:
工序1铣两端面打中心孔。
工序2 粗车各外圆及锥面。
工序3 修研中心孔。
工序4 半精车各外圆及锥面。
工序5 倒角去毛刺切槽。
工序6 粗镗三阶梯孔。
工序7 半精镗、精镗φ80孔。
工序8 钻、扩、铰、精铰φ20孔。
工序9 钻2Xφ8斜孔。
工序10 粗铣、精铣键槽。
工序11 修研中心孔。
工序12 粗磨φ55、φ60、φ65、φ75外圆。
工序13 精磨φ55、φ60、φ65、φ75外圆。
工序14 去毛刺。
工序15 终检。
最终修改方案如下:
工序1 锻造毛坯三。
工序2 调制处理。
工序3 粗车φ176外圆柱面及右端面,钻中心孔。
工序4 7 S2 x' O' Q7 G- cB( ^& s% r粗车φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面,φ55左端面,30°斜面,钻中心孔。
工序5 7 S2 x' O' Q7 G- cB( ^& s% r粗镗φ50、φ80、φ104的孔。
工序6 半精镗φ80的孔, 精镗φ80的孔符合要求。
工序7 半精车φ176端面,倒角1X45°。
工序8 半精车φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面,φ55左端面,30°斜面。
工序9 精车φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面符合要求,倒角1X45°。
工序10 4 S# E, T" }- e7 f三维网技术论坛钻、扩、铰φ20孔符合要求。
工序11 0 f5 }1 ~' G& Pc, ?0 铣键槽到规定的要求。
工序12 钻φ8的斜孔。
工序13 终检。
2.4机械加工余量的确定
根据各资料及制定的零件加工工艺路线,采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量,中间工序公差按经济精度选定,上下偏差按入体原则标注,确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
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