毕业设计(典型轴类零件)说明书.

1.绪论

毕业设计是我对大学三年基础知识的总结以及自己实际掌握情况的体现，我的毕业设计的内容主要偏向于机械制造。大学期间我的主要课程是AUTO-CAD机械制图﹑机械制造基础﹑公差测量与分析﹑机械设计以及数控加工。辅修课程是电路基础﹑PLC﹑单片机﹑CAM和数控编程。

根据设计任务书的要求,本设计说明书针对轴类零件的加工工艺的设计进行说明。机械加工工艺规程是车间中一切从事生产的人员都要严格认真执行的工艺技术文件，按照它来组织生产，就可以使各工序科学的衔接，实现优质高产和低能耗。本设计主要内容包括进行零件的工艺性审查，进行毛坯的选择，选择基准，拟定机械加工工艺路线的，确定机械加工余量、工序尺寸及公差，选择机床及工艺设备，确定切削用量（确定背吃刀量、进给量、切削速度、主轴转速），填写工艺文件，填写机械加工工艺卡片。

2数控加工技术现状和前景

数控是现代机床的核心技术传统的机床延伸了人的体力成为工作母机而数控技术赋予机床一个大脑使机床变得越来越“聪明”。数控技术已经从被动执行运动指令发展到能够“感知”机床的温度、振动、能耗等工况并加以调整和控制在线测量工件尺寸、刀具破损和预测刀具寿命以及防止刀具和运动部件干涉甚至为操作者进行语音导航或发送短消息。数控机床具备智能化功能可以保证机床自动适应加工环境的变化从而使机床操作更加便利精度更加稳定效率更加提升。

五轴联动大大拓展了机床的加工范围使得复杂形状和空间曲面零件的加工成为可能为各类产品的结构创新和优化提供了广阔的前景和空间。复合加工可以将复杂零件在一台机床全部加工完成避免了工序间的工件搬运和多次装夹缩短了加工链提高了加工质量。高速加工大幅度提高了加工效率高效加工除了关注高效率外还考虑高能效和高效益。滑板自动交换、机器人装卸、柔性制造单元和系统等自动化系统集成是进一步提高劳动生产率重要措施是机床产业可持续发展的重要途径。直线电动机和直接驱动大大简化了机床的机械传动结构。机床运动部件的移动和转动都直接由伺服电动机提供明显提高了机床的动态性能使“零传动”机床成为现实更加能够适应高速、高精加工需要。数控系统的前瞻控制和轨迹平滑处理技术、位置与速度精确控制技术、工厂总线和网络技术显著提高了系统动态性能和控制精度保证了数控机床的高速化、高精度和多轴联动的稳定性和可靠性。

我国数控技术的现状近年来我国数控加工技术发展迅速国产数控车床已完全能满足国内市场需要。高性能的卧式车削中心和车铣复合中心通过合资、引进技术和自主开发某些产品已能满足部分国内高端用户要求。但是卧式车铣复合加工中心、带Y 轴或C轴的卧式车削中心、双主轴卧式车削中心和高精度卧式车削中心仍然主要依靠进口。国产立式加工中心在技术上比较成熟技术性能与国际水平接近生产厂家较多并具有一定批量得到了国内用户认可。由于在性价比上具有优势保质期过后维修服务费用较低基本可以满足国内市场的需要。当前的关键是大力提高产品的质量和可靠性加强售前和售后服务。国产卧式加工中心虽能满足市场部分需要但在精度和性能上与国外同类产品相比还有一定差距。国外卧式加工中心大多都装有温度补偿系统定位精度较高而且精度保持性好。因此近年卧式加工中心进口较多。在高速加工中心、五轴加工中心方面国内各企业都开发出不少新产品。但是多数产品还没有经过严格的生产考验难以取得用户的普遍认可仅个别品种进入企业生产现场。关键在于需要经过不同类

型用户的生产考核并加以不断改进和完善。高精度亚微米级和纳米级加工中心我国基本上处于空白状态绝大部分依赖国外进口。国产数控齿轮机床的性能已与国际水平大体相当除个别高精度数控齿轮加工机床DIN 56级和高精度数控齿轮磨床DIN 23级仍需进口外已能大部分替代进口产品。

3轴类零件

轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。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。

根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各减速器中的轴等。②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，轴的材料主要采用碳素钢合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。

轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则：1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整；3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；4、便于加工制造和保证精度。

4.零件的工艺分析

4.1零件的结构特点

轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。

4.2 主要技术要求

轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向一般要求不高。几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动；保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。图为特殊零件，径向和轴向公差和表面精度要求较高。

4.3 加工表面及其要求

几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。

相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。

表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。

4.4 零件材料

轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。

45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。

40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。

轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。

因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。