电机轴设计说明书

说明书

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学校：衡水职业技术学院班级：姓名：王艺鹏

10机电（1）班

二、设计任务书

一、分析零件图

1.看懂零件的结构形状

零件图采用了主视图和移出剖面图表达其形状结构。从主视图可以看出该零件由多个不同直径的回转体组成，有轴颈、键槽、倒角、圆角等结构，由此可以想象出电机轴的结构。

2.明确零件的装配位置和作用

由电机轴结构可知，电机轴的运动输出机构，起支承轴承、传递扭矩的作用。两Ф95k6外圆轴颈用于安装轴承，Ф110t8用于安装定子

3.分析零件的技术要求

⑴电机轴各部位的加工精度如下表

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电机轴重要表面加工精度表

外圆表面 0.0250.003 0.0250.003尺寸精度 IT6 形位精度 对于基准C的圆柱度为0.005mm 表面粗糙度Ra/μm 0.8 Ф95ФФ

95 IT6 对于基准B的圆柱度为0.005mm 0.8 800.0300.011 IT6 对于基准B-C的径向圆跳动0.02mm 0.8 ⑵ 两键槽宽度尺寸精度均为IT7，对基准A的跳动要求0.037mm表面粗糙度Ra值为3.2键槽深度尺寸精度相当于IT8，要求较低

⑶ 两端中心孔为B型中心孔，其中D=8mm，D2=22.4mm。

⑷ 轴颈、键槽、倒角、圆角等加工表民尺寸及表面精度要求都比较低。

二、确定生产类型

1.计算零件生产纲领

由电机轴零件图可知，零件生产纲领为5000件/年，考虑备品率（取a=5%）和废品率（b=1%），则电机前端的生产纲领计算如下：

N=Qn（1+a）（1+b）

=5000×1×(1+5%)(1+1%) =5303件/年

2.确定零件的生产类型及工艺特征

电机前端盖属于轻型机械类零件。根据生产纲领（5303件/年）及零件类型（轻型机械），查表得，电机前端盖的生产类型为中批生产。由此得出该零件应具有如下工艺特征：

电机前端盖的生产纲领和生产类型

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零电机前生产纲领 5303件/年 生产类型 中批生产 件名称 端盖 工艺特征 ⑴ 毛坯采用型材，易采购，成本低，准备周期短； ⑵ 加工设备采用通用机床。 ⑶ 工艺装备采用通用夹具或部分专用夹具，通用刀具，通用量具，标准附件； ⑷工艺文件需编制机械加工工艺过程卡片和重要表面的工序卡片 ⑸加工采用试切法和调整法结合进行 三．确定毛坯制造形式

1.确定毛坯的制造形式

选用型材中的热轧圆钢，易采购，成本低，准备周期短。

2.确定毛坯尺寸

根据热轧钢轴类外圆的加工余量计算方法，轴的长度L=1090mm，最大直径D=110mm，即L/D=1090/110=9.91

毛坯直径选用为115mm加工余量为（115-110）mm=5mm，长度为（1090+5）mm=1095mm去近似值1100mm

四、选择定位基准

根据基准重合和基准统一的原则，选择电机轴的轴线为定位基准即采用两端中心孔作为基准。

1.选择零件的定位基准

选择毛坯Ф115的外圆作为粗基准，加工两端面和中心孔，可以较快地获得精基准。同时再以中心孔定位车外圆时，可使得余量小而均匀.

五、拟定机械加工工艺路线

1.确定各表面的加工方案

根据零件每个表面的加工要求，确定其加工方案如表

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加工表面 两段80加工方案 粗车→半精车→磨 粗车→半精车→磨 950.0250.0030.0300.011 0.410.63两段110900105 粗车 粗车 粗车 0.1580.104 0.380.022 0.60两段95 粗车 粗车 铣 粗车 左右两端面 两键槽 各环形槽及各倒角 2.拟定零件加工工艺路线

阶梯轴零件加工一般包括各外圆表面、轴两端面、键槽、螺纹等的加工，按照先基准后其他及现粗后精的原则，

工序 1 工序名称 下料 工序内容 热轧圆钢Ф115x1100 用三爪卡盘夹住Ф115外圆，粗车右端面，见平即可；钻中心孔2 粗车 B8/22.4，粗车右端各外圆，Ф105、Ф95a11保证图样尺寸，其余均余留量 倒头用三爪卡盘装夹已加工表面定位，粗车端面，保证总长3 粗车 215；钻中心孔B8/22.4，粗车各外圆，留余量 4 5 热处理 研磨中心孔 调质处理235HBS 以两顶尖装夹工件，半精车各段外圆、环形槽、过度圆角及6 半精车 倒角，Ф110、环形槽过度圆角及倒角车至图样尺寸，其余外圆均留加工余量 7 8 9 10 精车 铣 磨 检验 以两顶尖装夹弓箭，精车外圆铣两键槽至图样尺寸 以两顶尖装夹工件，磨两段按图样检验各部尺寸 950.0250.003950.0250.0039000.022保证图样尺寸，Ф95、800.0300.011 、800.0300.011至图样尺寸 5

六、加工工序设计

1.确定各加工工序余量及工序尺寸

外圆表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。将已确定的毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后向前计算工序尺寸，中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各外圆表面的工序加工余量、工序尺寸及公差。因轴向工序尺寸均为自由公差

两段工序名称 磨 精车 粗车 毛坯

800.0300.011950.0250.003外圆加工工序尺寸及偏差计算 工序工序基本尺寸 95 95.3 96.8 100 度 IT6 IT8 IT11 2 工序加工精余量 0.3 1.5 3.2 6 工序尺寸及偏差 0.003 095.30.0 096.80.22 950.0251002 外圆加工工序尺寸及偏差计算

工序余量 0.8 1.5 3.7 6 寸 80 80.8 82.3 86 工序基本尺度 IT6 IT8 IT11 2 工序名称 磨 粗车 精车 毛坯

1100.1580.104工序加工精工序尺寸及偏差 800.0300.01100.04600.19 80.882.3 862 外圆加工工序尺寸及偏差计算

工序余量 1.5 4.5 6 寸 110 111.5 116 工序基本尺度 IT8 IT11 2 工序名称 半精车 粗车 毛坯 工序加工精工序尺寸及偏差 1100.1580.104 111.500.22 11162 6

2.选择加工设备和工艺装备

根据机床轴的加工 特点加工设备各工艺设备以通用设备和通用夹具、标准刀具、标准量具为宜。

1.机床的选择：

电机轴零件加工时机床选择通用机床CA6140，因为根据零件图的图样要求的表面粗糙度需要粗车、精车、车槽才能达到，这种机床就能达到。可以满足与经济条件一般的工厂。

铣键槽加工时机床选择X5012 磨外圆时机床选择M1432A

2.夹具的选择

根据电机轴的外形选择通用的三爪卡盘、台式虎钳、前后顶尖。 3.刀具的选择

根据电机轴的外形选择YT5硬直合金外圆车刀、中心钻B8/22.4的钻头、高速钢切槽刀、YT30硬质合金外圆车刀、直柄键槽铣刀。

4.量具的选择

根据电机轴的精确度来选择0.05的游标卡尺、0.02的游标卡尺、外径千分尺、读数值0.02的游标卡尺

七、切削用量的选择

1、切削用量的切削速度、进给量f和背吃刀量三个参数，称为切削用量三要素。合理的切削用量是指在充分利用刀具切削性能和机床性能并保证加工质量的前提下，能取得较高生产率和降低成本的切削用量。

提高切削用量三要素中的任一个都能提高生产效率，但因为切削用量选得过高，刀具耐用度下降，就要经常换刀和磨刃，反而影响生产效率。切削用量三要素中对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小是背吃刀量。

（1）粗加工时毛坯余量最大，工件加工精度和表面粗糙度等技术要求低，应优先选用大的背吃刀量，再考虑选用大的进给量f，最后选用合理的切削速度

（2）精加工时加工余量小，加工精度高，表面粗糙度值小。因此应以提高加工质量作为选择切削用量大主要依据，然后考虑尽可能提高生产率。一般多选用较小的背吃刀量和进给量f，在保证刀具耐用度的前提下确定合理的切削速度。

（3）制造和刃磨较复杂的刀具、如铣刀、齿轮刀等，切削用量可选得低些，以提

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高刀具的耐用度。反之，如车刀、镗刀等切削用量可选得高些。

（4）装夹和调整较复杂的刀具，如多刀机床、组合机床等，可选较低的切削用量。 （5）切削大型工件，为避免在切削过程中经常换刀，一般选择较低的切削用量。

2、切削用量的选择方法

1）背吃刀量的确定

在工艺系统（机床、夹具、刀具、零件等）的刚度允许条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少走刀次数，提高生产效率。

（1）粗加工（表面粗糙度为）时，除留下精加工的余量外，尽可能以一次或较少的走刀次数将粗加工余量切除；在中等功率机床上，=8~10mm。

粗加工时不能一次切除的，应按先多后少的不等余量的方法加工。通常取： 式中 Z——单边粗加工余量。

切削有硬皮的零件时，应尽量使切削深度超过硬皮的厚度。

a0.5~2（2）半精加工（表面粗糙度为）时，p

a0.1~0.4（3）精加工（表面粗糙度为）时，p 2）进给量f的确定

进给量通常根据零件的加工精度、表面粗糙度。刀具与工件的材料，通过切削用量手册查表得到。

(1)精加工时，进给量应该按表面粗糙度的要求选择。表面粗糙度要求高，进 给量可相应减小。

(2) 精加工时，在工艺系统刚度和强度较好的情况下，可选用较大的进给速度；当工件的质量要求得到保证时，为提高生产效率，可尽量选用较大的进给；：在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较小的进给量；进给量的选择应与主轴转速和切削深度相适应。

(3)切削速度的确定

切削深度和进给量确定后，根据刀具耐用度，可以用公式计算或用查表法确定。 实验证明，切削用量三要素与刀具寿命存在如下关系：

CTT 111mnVfappcv由此式可推得： vcmKvxTapvfyv

v式中 c——切削速度（m/min）； T——合理刀具耐用度（min）；

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m——刀具耐用度指数；

C v—切削速度系数；

xy v、v——分别为背吃刀量、进给量的影响系数；

KkmvksvktvkkrvK v—切削速度修正系数，。v 以上各参数需要根据实际加工情况参照有关加工手册查表得出。

确定后，计算出机床的转速n，并在机床说明书中选取一个相近较低档的转速。机床的转速计算公式如下；

式中 ——工件直径。

n1000vcdw

八、工艺文件的制定

1.绘制机械加工工艺过程卡 2.机械加工工序过程卡

九、心得体会

经过这次实训我从中知道了自己的不足，在参观工厂的过程中知道了轴是怎么加工的，让我们知道了我们自己做轴时加工中的错误。做说明书的过程中找到了自己在公式上的不足，综合自己所学的知识找出其中的不足，完善自己的不足，我以后会好好学习继续努力完善自己的不足。

十、参考文献资料

[1]《零件加工工艺与工装设计》主编：贾文 [2]《机械加工手册》主编：李洪

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