山西煤炭职业技术学院课程设计1山西煤炭职业技术学院2016届毕业生毕业设计 说明书专 业 机械制造与自动化班 级 机制 班姓 名 学 号 指导教师 吕 高 学习年限 2013年9月至2016年6月二一四年六月毕业设计任务书计算机信息系 机械制造与自动化专业 机制331101 班 姓名：崔洁 学号：3533110139题目：刮板运输机减速机齿轮轴的机械加工工艺与工装设计 （年生产1000件、备品率3%、废品率0.5%）任务下达日期： 2014 年 1 月 7 日任务完成日期： 2014 年 6 月 6 日主要内容与目标：一、设计题目：刮板运输机减速器齿轮轴的机械加工工艺与工装设计二、主要内容：（一）明确生产类型，熟悉零件及各种资料，对零件进行工艺分析；（二）绘制零件图。（三）确定毛坯的制造形式，尺寸公差与加工余量；1.毛坯种类2.铸件或锻件制造方法的选择3.铸件或锻件的尺寸公差与加工余量（四）拟订机械加工工艺路线1.定位基准的选择2.加工方法的确定3.加工顺序的安排4.热处理、检验及其他工序的安排 （据上述步骤1-4确定二套加工工艺路线，并进行比较，选择其中一套作为本零件的加工工艺）。（五）确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计要求。（六）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差（七）确定切削用量（八）填写工艺文件（九）提交文件1.产品零件图 1张 2.产品毛坯图1张3.机械加工工艺过程卡片1份 4.机械加工工序卡片1份5.夹具设计装配总图* 1张 6.毕业设计说明书 1份三、目标通过零件的加工工艺设计，让学生熟悉零件工艺设计过程，初步掌握设计方法和步骤，为学生毕业后能胜任工作打下基础。指导教师（签字）： 年 月 日学生（签字）： 年 月 日毕业设计指导教师审阅书计算机信息系 机械制造与自动化专业 机制331101 班 姓名： 崔洁 学号：3533110139 题目：刮板运输机减速机齿轮轴的机械加工工艺与工装设计 （年生产1000件、备品率3%、废品率0.5%）审阅意见：审阅成绩：指导教师（签字）： 年 月 日 绪 论 这次的毕业设计是对在大学三年中学习成果的一个总结，也是一个毕业生将正式走入这个社会的开始。这份毕业设计是在学完机械加工工艺与工装选择和大部分相关专业课程，并在实习基础上进行的一个重要教学环节。这次的设计可以使我能综合的运用机械加工的基础理论，并结合实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，具备了设计一个零件（刮板运输机减速器齿轮轴）的工艺过程的能力，是熟悉和运用夹具选择的基本原理和方法，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的相关工作打下良好的基础。我更可以自信的说我的大学是不会白费的，而是辉煌的。 由于能力有限，经验不足设计中还有许多不足的地方，希望各位老师能多加指教。目 录绪论5摘要7轴简述8一、零件的加工工艺分析9 1.1零件的分析9 1.2确定生产类型9二、毛坯与材料的选择9 2.1毛坯的选择9 2.2材料的选择9三、零件定位基准的选择10 3.1 定位基准的确定10 3.1.1粗基准的选择10 3.1.2 精基准的选择10四、制定加工工艺路线10 4.1毛坯外圆表面直径的确定10 4.2表面加工方法的选择11 4.3热处理工序的安排12 4.4加工顺序的确定12五、设备与工装选择13 5.1刀具的选择13 5.2量具的选择13 5.3夹具的选择14 5.4设备选择14六、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定15 总结16 参考文献17摘 要随着国家对机械制造业的重视，重大装备国产化进程的加快以及城市化进程的加快，减速机行业仍保持着快速发展的态势，减速机作为现代化建设中必不可少的传动设备，被应用于各个行业之中，减速机的发展极大的影响着机械行业的发展，而齿轮轴在整个减速机当中起着极其重要的作用，从减速机齿轮轴从无到有的整个过程的每一个细小的环节都对齿轮轴的寿命、作用等起着很大的作用。这次设计的是齿轮轴，有零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是齿轮轴。了解齿轮轴的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定主动齿轮的工艺路线图，制定该工件的加工方案。这就是我设计的基本过程。关键词：齿轮轴、工艺分析、加工方案 轴类零件的材料轴简述轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。 齿轮轴是齿轮减速机最重要的部件，它在很大程度上影响着齿轮减速机的寿命，齿轮传动所传递的力或扭矩都附加在减速机的轴上。齿轮传动是靠动轮轮齿廓依次推动从动轮轮齿齿廓实现的。因此，齿轮传动的基本要求之一是瞬时传比保持不变；否则，当主动轮等角速度回转时，从动轮的角速度为变量.从而产生惯性力。这种恨性力不仅影响齿轮的寿命，而且还引起机器的振动和嗓声影响传动精度。所以齿轮齿廓的形状应满足舜成机械的重要零件之一其功用主要有:1支承轴上的零件.以实现轴上零件的回转或往复运动2传递运动和扭矩或力3承受弯矩。 按承载类型分类：转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴种减速器中的轴。一、零件的加工工艺分析1.1零件的分析该齿轮轴是阶梯轴，并且是长径比小于12的刚轴。两个直径为60mm外圆面试对齿轮轴精度影响最大的表面，有较高的尺寸精度和位置精度，并有较小的表面粗糙度值要求。其次是支撑和夹紧传动件的52mm 72mm它们的加工精度主要影响刮板运输机减速器传动的平稳性和噪声，也有一定的加工精度和表面质量要求。1.2确定生产类型 依设计题目知：Q=1000台/年，齿轮轴重量为13kg，齿轮轴属轻型零件。m=1件/台，倍频率a=3%，废品率=0.5%。代入公式N=Qm（1+a）*（1+b)，求得N=1281.2件/年，取N=1280件/年。查表得知该齿轮轴的生产类型为大批生产。二、 毛坯与材料的选择2.1 毛坯的选择零件材料为40Cr。零件的最大和最小的尺寸相差比较大。采用棒料浪费材料，而且零件在工作中经常承受较大的冲击性载荷，因此应选用锻件。由于零件为大量生产，而且零件的轮廓也较简单，故采用模锻成型。这对于提高生产率，保证加工质量是有利的。 12.2材料的选择 因为齿轮轴用于刮板运输机，其工作条件比较恶劣，所以该齿轮轴零件采用综合性能良好的40cr，它在经过调质处理后能获得良好的综合力学性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能；而且可得到较好的切削性能，并且材料普遍，取材容易，价格实惠。三、零件定位基准的选择3.1 定位基准的确定 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定粗基准，然后再确定精基准。3.1.1 粗基准的选择 以外圆和中心孔作为粗基准，用两中心孔定位虽然定位精度高，但粗加工外圆时，因切削力大，中心孔无法满足切削力的要求，所以应以外圆和中心孔作为定位基面，既一夹一顶。3.1.2 精基准的选择： 以齿轮轴的两个中心孔为精基准，因为该轴的外圆表面的同轴度，键槽的对称度，其设计基准都是轴的中心线，采用中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，这也符合基准统一原则。四、制定加工工艺路线4.1毛坯外圆表面直径的确定 外圆 30mm只要粗加工就可以达到要求，而外圆25k6和30mm锻一样的直径，查参考文献4表2-15可知直径加工余量为2mm，考虑实际加工时，因锻造表面较硬而加工余量少可能难加工，所以取毛坯直径为35mm。15r6与20mm锻一样的直径，而20mm只要粗加工就可以达到要求，参考文献4表2-15可知直径加工余量为2mm，同上，所以取毛坯直径为25mm。57mm要经过粗加工和精加工，参考文献4表2-15可知直径加工余量为2mm+1.5mm=3.5mm,考虑实际加工时，因锻造表面较硬而加工余量少可能难加工，所以取毛坯直径为65mm。长度方向的余量查参考文献2，其余量值规定2.0-2.5mm，取2.0mm。4.2表面加工方法的选择 根据主要表面的加工精度和表面粗糙度要求，参考机械加工工艺手册等相关资料，其加工方法选择如下（1） 齿轮轴重13kg长433mm较小。其端面采用平端面比较方便。（2） 两个60mm支承轴颈52mm和72mm的外圆表面尺寸公差等级为IT7表面粗糙度Ra不大于1.6um需要采用粗车-半精车-精