機械制造工藝學課程設計-設計“軸”零件的機械加工工藝規(guī)程(年產量為4000件)

1、<p><b>　　機械制造工藝學</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　設計題目：設計“軸”零件的機械加工工藝規(guī)程(年產量為4000件)</p><p><b>　　設計者：</b></p><p><b>　　指

2、導老師：</b></p><p><b>　　邵陽學院</b></p><p>　　機械制造工藝學課程設計任務書</p><p>　　題目：設計“軸”零件的機械加工工藝規(guī)程（年產量為4000件）</p><p>　　內容：1.零件圖

3、 1張</p><p>　　2.毛坯圖 1張</p><p>　　3.機械加工工藝過程卡片 1張</p><p>　　4.機械加工工序卡片 1套</p><p&g

4、t;　　5.課程設計說明書 1份</p><p>　　班 級：2004級機械電子工程</p><p><b>　　學 生</b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　指導老師：<

5、/b></p><p><b>　　2006年6月6日</b></p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課，技術基礎課已經(jīng)大部分專業(yè)課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。它一

6、方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力。另外，也為今后作好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。學生通過機械制造工藝學課程設計，在下述幾個方面得到鍛煉</p><p>　　（1） 能通過運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到實踐知識，正確的解決一個零件在加工過程中的定位.夾緊以及工藝路線安排.工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量</p><

7、;p>　　（2）提供結構設計能力。學生通過設計夾具的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能夠保證加工質量的夾具的能力</p><p>　?。?）學會使用圖表資料以及手冊，掌握與本本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練運用.因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問

8、題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。由于能力有限，設計當中可能會有不足之處，懇請各位老師給予批評指正。</p><p>　　一 零 件 的 分 析</p><p><b>　　零件的作用</b></p><p>　　軸是組成機器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉運動的傳動零件(如齒輪、蝸輪等)，以實現(xiàn)回轉運動并傳遞

9、轉距和動力，如齒輪，車輪，電動機，轉子，銑刀等各種作回轉運動的零件，都必須安裝在軸上，才能實現(xiàn)它們的功用。從拖滾軸結構分析可知主要用來承徑向力，只要其材料強度能達到要求，其他的是次要的。</p><p><b>　　零件的技術分析</b></p><p>　　1．該零件的主要加工面為B和D其尺寸大小為Φ30+0.015 +0.002查表的其精度為IT6，這直接影響軸的

10、安裝和它的使用性能。 </p><p>　　2中心孔是B3要求D=3.2mm 在完工的零件上要求保留中心孔。</p><p>　　3．選擇定位基準時各外圓的位置公差，采用基準統(tǒng)一原則，即全部以工件的兩中心孔定位 。同時也為了保證個外圓的形狀與位置</p><p>　　公差，在軸的粗加工過程中，用油石頂尖研磨中心孔，中心孔的

11、表面粗糙度Ra值逐次減小，精度也要逐次提高。</p><p><b>　　產品的工藝分析</b></p><p>　　其材料為35號圓鋼，該材料一般用于重載荷作用下同時又受沖擊載荷作用的一些重要零件，要求零件具有高強度、高韌性相結合的良好綜合力學性能。</p><p>　　主軸長度不大只有220mm,直徑最小處為28mm,不屬于細長軸，應此容易

12、加工。</p><p>　　確定主表面的加工方法和加工方案。</p><p>　　該軸加工方案分為兩加工階段，既粗車（粗車外圓、鉆中心孔），精車（精車各外圓）</p><p>　　3．拖滾軸多是回轉體，其加工手段是以車削加工，由于B和D和精度為IT6（較高的精度），表面粗糙度較大（Ra=3.2μm）,最終加工選用精車加工。</p><p>

13、　　二 工 藝 規(guī) 程 設 計</p><p><b>　　確定毛坯的制造形式</b></p><p>　　毛坯的形狀和尺寸越接近成品，機毛坯精度越高，則零件的機械加工勞動量越少，材料消耗越少，因而機械加工的生產率提高，成本降低，但是，毛坯的制作費用卻提高了。因此，確定毛坯要以機械加工和毛坯制造兩方面去綜合考慮，以求得到最佳效果。</p><p

14、>　　零件的材料為35號鋼，因為該零件是直徑相差不大且是小批量生產的階梯軸，所以毛坯材料直接使用圓棒料。軸的最大直徑為Φ35，根據(jù)計算取整，坯料的直徑取為Φ35，軸的總長為220mm，毛坯的長度取225mm。 </p><p><b>　　（二） 基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質量

15、得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會有問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。</p><p><b>　　粗基準的選擇。</b></p><p>　　因為該零件是軸類零件，對于一般的軸類零件而言，都是以外圓作為粗基準。；因此該軸也不例外。同時從零件圖中可知軸的軸段外圓無要求端面跳。一般選用兩端中心孔為定位基準面。故可以采用三爪卡盤，以坯

16、料的外圓作為粗基準，依次在兩端加工端面和打中心孔。</p><p><b>　　精基準的選擇。</b></p><p>　　精基準的選擇主要應該考慮基準重合和減少定位誤差，保證加工精度和安裝方便準確的問中心題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行換算。對于本零件而言，因為中心孔加工出來了，再以兩端孔作為精基準加工各段外圓和孔次要表面。這樣可以做到基準重合。同時還可以

17、保證各外圓表面間的同軸度和端面對軸心線的垂直度（該零件沒有具體要求），做到統(tǒng)一基準原則。并且采用基準統(tǒng)一進行加工還可以減少夾具種類，降低夾具設計制造費用的作用。</p><p>　?。?）鉆φ17用兩端面夾緊在立式鉆床上鉆出。</p><p><b>　　加工方法的選擇：</b></p><p>　　Φ30，此段φ30+0.015 +0.002

18、表面粗糙度Ra值為3.2，直徑的尺寸公差等級為IT6，需經(jīng)過粗車——精車即可。其他段的公差等級沒什么要求，表面粗糙度Ra值為12.5，在中段是無要求的，又應為用的是型材能達到其要求，就不要加工其圓面。Φ28軸段直徑的尺寸公差等級沒有要求，表面粗糙度Ra值為12.5。也只需經(jīng)過粗車——精車即可。</p><p>　　平面可以用臥式銑床加工其平面就可，孔用立式鉆床鉆出，倒角在車順便加工出來即可。</p>

19、<p>　?。ㄋ模?加工順序的安排： </p><p>　　兩端中心孔是以后的加工各外圓面，臺肩面的定位基準面，故應先加工。</p><p>　　車削外圓時，應粗，精加工階段進行。粗車在先，精車在后。而且在粗車與精車之間安排調質處理，以消除內應力。</p><p>　　軸的平面，孔次要表面加工，應安排在粗車之后，磨削之前進行，以免影響加工質量，損壞刀具

20、。同時放在精車后也好控制鍵槽的深度尺寸。</p><p>　　機械加工完畢，進行檢驗，入庫。</p><p>　?。ㄎ澹?擬定工藝路線：</p><p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的集合形狀。尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還

21、應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量下降。</p><p><b>　　1工藝路線總體方案</b></p><p>　　以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。</p><p>　　（六） 機械加工余量的確定及工序尺寸的確定</p><p>　　加余量工大小，應按加工要求求定。余量過大不僅浪費金屬，而且增加

22、金屬切削時，增大機床和刀具的負荷。但余量過小則不能修正前一工序誤差造成局部切不到的情況，影響加工質量，甚至造成廢品。</p><p>　　1，外圓Φ28mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度Ra值為12.5,故只需粗加工就能達到要求（粗加工：IT12—-13級，Ra值為10--80）。</p><p>　　2.外圓Φ2845，表面為自由尺寸公差，前者加工精度為IT11級,表面粗糙度Ra值為12

23、.5，因此都需要經(jīng)過粗車——精車。查《工藝手冊》表1-20其余量值規(guī)定前者為1.4 mm,，所以現(xiàn)取精加工余量為0.25mm.</p><p>　　3，外圓φ30+0.015 +0.002，規(guī)定精度等級為IT6級，表面粗糙度Ra值為3.2，要經(jīng)過磨削或精車才能達到要求，加工余量與上相同。如要磨削加工的話加工余量為0.5mm。</p><p>　　4平面是在外圓φ28上銑出，表面粗糙度Ra值

24、為12.5，只要經(jīng)過荒銑后粗銑，其加工余量查《工藝手冊》表1—22其余量值規(guī)定是1.0mm. </p><p>　?。ㄆ撸┻x擇加工設備及刀、夾、量具</p><p>　　由于生產類型是大批量生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔助少量的專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔助少量專用機床的流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各個機床間的傳送均由人工完成。</p>&l

25、t;p>　　粗車各臺階。考慮到工件的定位夾緊及夾具結構設計問題，采用普通車床，選擇CA614O車床。專用夾具和游標卡尺。</p><p>　　粗銑φ28的面?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結構設計問題，選擇X60臥式銑床，選擇錐柄 立銑刀。、專用夾具和游標卡尺。</p><p>　　鉆孔φ17的孔。采用立式鉆床，型號為Z5125, 刀具選用直柄麻花鉆，專用夾具和游標卡尺。

26、

27、

28、 </p><p>　　工序IX選用直柄擴孔鉆，在立式鉆床上加工。采用專用夾具。</p><p><b>　?。ò耍┘庸すば蛟O計</b></p><p>　　工序II：車削端面、外圓。本工序采用采用計算法確定切削用量。</p><p>　　加工條件：35號鋼調質，=0.60Gpa、型材。</p>

29、<p>　　加工要求：粗車φ35mm端面及φ35mm的外圓R=3.2</p><p>　　機床：CA6140車床</p><p>　　刀具材料YT15，刀桿截面尺寸為16mm25mm；K=90，=15</p><p>　　，r=0.5mm。 </p><p><b>　　2．計算切削用量</b></p&

30、gt;<p>　?。?）背吃刀量a a=(35-30)mm/2=2.5mm</p><p>　　(2)進給量f根據(jù)以知條件，從參考文獻[1]表2-5中可查表得f=0.5~0.7mm/r,根據(jù)所用CA6140車床技術參數(shù)，實際取f=0.56mm/r。</p><p>　　（3）切削速度v切削速度可由式參考文獻[1]（2-29）計算，也可查表確定，這里查表確定。從文獻[1]2-7

31、查得v=100mm/min,由v可推出機床主軸的轉速n</p><p>　　n==r/min=909r/min</p><p>　　根據(jù)所用CA6140型車床的主軸轉速數(shù)列，取1200r/min,故實際切削速度為</p><p>　　v==m/min=131m/min</p><p><b>　　(4)校核機床功率</b>

32、;</p><p>　　C=2795 x=1.0 y=0.75 n=-0.15</p><p>　　C=1940 x=0.9 y=0.6 n=-0.3</p><p>　　C=2880 x=1.0 y=0.5 n=-0.4</p><p>　　加工條件中的刀具角 和主偏角 與表不符，計算時的進行修

33、正。由文獻[2]查的前角修正系數(shù)分別是0.95、0.85、0.85；主偏角的修正系數(shù)分別是0.94、0.77、1.11； 相應的各項修正系數(shù)值均為1。</p><p>　　由公式參考文獻[1]（2-20）和（2-27）得</p><p>　　F=27952.5N=2530</p><p>　　F=2004N；F=716N。</p><p>　

34、　P=2530=5.5 </p><p>　　由上查機床說明書，CA6140 車床電機功率P=7.5,取機床傳動效率=0.8,則</p><p><b>　　==6.87</b></p><p>　　校核結果表明，機床的功率是

35、足夠的。</p><p>　?。?）校核機床進給機構強度 上以列出切削力，考慮到在機床道軌和溜板之間由F和F所產生的摩擦力，設摩擦系數(shù)=0.1，則機床進給機構承受的力為</p><p>　　F=F+（ F+ F）=[716+0.1（2530+2004）]=1169N</p><p>　　查出機床說明書，CA6140車床縱向進給機構允許作用的最大力為3500，它大于機

36、床進給機構承受的力F。結果表明進給機構的強度是足夠的</p><p><b>　　。</b></p><p>　　工序VII應為無特別要求，因此只要粗銑就能滿足要求。根據(jù)要求只要去除表面料3mm。</p><p>　　參考文獻[2]表11-34，取粗銑每齒進給量a=0.035mm/z；粗銑走刀一次，a=3mm。</p><p

37、>　　參考文獻[2]表11-38，取粗銑的主軸轉速為150r/min,又前面以選定銑刀直徑φ14mm，故相應的切削速度為</p><p>　　v粗==m/min=6.5m/min</p><p>　　參考文獻[2]表11-29，得切削公率=9.81</p><p>　　查表的z=3個齒，n==2.5r/s,a=3mm,a=2mm，d粗銑一次。</p>

38、;<p>　　將他們帶入式中，得：</p><p><b>　　=9.81=1.5</b></p><p>　　又應為文獻[2]查的機床的功率為5，若取效率為0.85，則5=</p><p><b>　　4.25<5 。</b></p><p><b>　　故

39、功率足夠。</b></p><p>　　2．確定精車切削用量</p><p>　　應為精車中的a和f的取值均不大，所以就不校核機床功率和進給機構強度。</p><p>　　三 總 結</p><p>　　通過本次課程設計，使我對所學的知識的全面運用有了更深一步的理解，在這次課程的設計中，我在遇到問題積極思考并同學討論，同

40、時，及時向老師請教，并在老師的指導下順利完成，課程設計完成的同時，我對過去所學到的知識全面運用有了更深一步的理解。</p><p>　　設計是一項復雜、細致的工作，在設計過程中常遇到一些困難和問題，但通過指導老師的指點加上自己努力都一一解決，積累了一些經(jīng)驗和教訓，也發(fā)揮了自己的主觀能動性。</p><p>　　雖然用了不少的時間去設計，但還是感覺非常充實，因為學習就是提高，提高就是進步，人

41、的進步就是財富。</p><p>　　通過這次課程設計，加深了我對教材的理解程度，并對設計過程有了全面的了解，由分析到方案的擬訂，增強了我動手的能力。</p><p>　　不過，由于所學的知識不夠牢固，在設計中難免會出現(xiàn)一些錯誤，希望老師給以批評和指導，同時也感謝姜老師的關懷和指導，在以后的學習中彌補自己的不足，努力提高自己的水平。</p><p><b>

42、;　　參考文獻</b></p><p>　　1《機械制造工藝學》趙志修主編 ------------------------------機械工業(yè)出版社</p><p>　　2《機械加工工藝基礎》金司楷主編 ---------------------------清華大學出版社</p><p>　　3《機械制造技術基礎》于駿一 鄒青主編 ----------

43、----------機械工業(yè)出版社</p><p>　　4《金屬工藝學》邢忠文 張學仁主編 -----------------哈爾濱工業(yè)大學出版社</p><p>　　5《機械設計標準應用手冊》第3卷 /汪愷主編 ---------- 機械工業(yè)出版社</p><p>　　6《機械工程手冊》第7卷-----------------------------------