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1、课 程 设 计全套CAD图纸，联系153893706题目： 轴零件的机械加工工艺规程制定 学 生： 学 号：51404330 院 （系）：机电工程学院 专 业：机械设计制造及自动化 指导教师： 2006年1月3日 陕 西 科 技 大 学机电学院课程设计任务书课程设计名称： 机械制造技术基础 专业 机械制造及其自动化 姓名 班级 机械043 学号 课程设计题目： 轴零件的机械加工工艺规程制定 完成期限：从 2006 年 12 月 25 日起到 2006 年 1 月 3 日课程设计的意义： 课程设计作为学生专业课程学习的重要组成部分，是对课程理论学习的综合运用，通过课程设计可以使学生系统的将所学的
2、专业知识进行回顾和总结，并在此基础上针对设计题目进行具体分析和应用。达到理论学习与教学实践相结合，更好的保证学生的学习效果。 设计的主要任务： 1、完成课程设计说明书一份（6000字左右）。 2、完成零件毛坯图一张（A2或A3）。 3、完成零件图一张（A3）。 4、完成零件加工工序图（包括所有机加工序）。 5、完成典型工序工序卡的填写（2张）。 设计要求：零件生产批量大批量选用设备类型选用工具 目 录 第一章 计算生产纲领，确定生产类型.1 1.1 计算生产纲领.1 1.2 确定生产类型.1 第二章 审查零件的工艺性.1 2.1 零件的作用.1 2.2 零件的工艺分析.1 第三章 选择毛坯件.
3、2 第四章 工艺过程设计.2 4.1 定为基准的选择.2 4.2 零件表面加工方法的选择.2 4.3 制定工艺路线.3 第五章 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图.5 5.1 确定机械加工余量.5 5.2 确定毛坯尺寸.6 5.3 设计毛坯图.6 第六章 工序设计.7 6.1 选择加工设备和工艺装备.7 6.2 确定工序尺寸.10 第七章 确定切削用量及基本时间.11 第八章 结论.18 第九章 参考文献.19 第一章计算生产纲领，确定生产类型。 1.1 计算生产纲领 该产品年产量为10000台，每台中该零件为一件。该零件生产备 品率为10%，废品率为1%。则生产纲领：件/年由（表1-1）
4、可知该零件应该为大批量生产。 1.2 确定生产类型 由于该产品为轻型机械，该零件年产量为11110件，根据表（1.1-2）机械产品类型与生产纲领的关系，可确定该零件的生产类型为大批生产。第二章 审查零件的工艺性2.1 零件的作用 该轴是芯轴，轴上的键槽用于周向定位，轴端的螺孔用于轴上零件的轴向定位。2.2 零件的工艺分析 该轴零件图样的试图正确、完整。尺寸、公差及技术要求齐全。两个300.0065外圆面的轴线为设计基准，要求表面粗糙度Ra1.6m，其它个加工表面均以此基准有圆跳动度要求，各加工表面加工并不困难。第三章 选择毛坯件 该零件所选材料为45钢，形状简单，轮廓尺寸小，在工作过程中传递扭
5、矩，承受交变和冲击载荷。毛坯采用锻造件，以保证零件工作可靠。由于零件为大批量生产，而且尺寸变化不大，故采用模锻以提高生产效率。因此，毛坯形状可以与零件的形状尽可能的接近，毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。第四章 工艺过程设计4.1 定为基准的选择。 以毛坯外圆面为粗基准。本零件各外圆面均需加工，轴线是其设计基准，按基准重合原则，选轴线为其精基准。4.2 零件表面加工方法的选择 该零件的加工表面有外圆、端面、键槽、螺纹等。材料为45钢，参考手册和有关资料，基本加工方法如下：4.2.1 300.0065外圆面：公差等级为IT5，表面粗糙度为Ra1.6m，需要进行粗车、半精车、精车。4.2.2 32m
6、m外圆面：公差等级为IT5。表面粗糙度为Ra1.6m，需要进行粗车、半精车、粗磨、精磨。4.2.3 36mm的外圆面：为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5m，需要进行粗车（表1.4-6）。4.2.4 端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra12.5m，需粗车或粗铣即可。4.2.5 键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为IT9和IT12， 表面粗糙度分别为Ra6.3m和Ra12.5m，选键槽铣刀直接铣出。4.2.6 退刀槽：用车床加工。4.2.7 螺纹底孔：此孔为攻螺纹前钻孔，螺纹为M8-6H由表（2.3-20）查得麻花钻直
7、径为6.8mm。4.2.8 攻丝：用粗抦机用丝锥攻丝。4.3 制定工艺路线。4.3.1 工艺路线方案一：工序1 以锻造毛坯外圆面定位，铣两端面，钻中心孔。工序2 以左端300.0065处外圆及右端中心孔定位，粗车36、 右端300.0065外圆面 。工序3 以粗车后的右端300.0065外圆及左端面中心孔定位，粗车32和左端300.0065外圆面。工序4 同工序3定位基准，半精车外圆32和300.0065外圆面，精车左端300.0065外圆，倒角145，切退刀槽。工序5 以左右两端300.0065处外圆定位，铣键槽bhl=84 63。工序6 以两端中心孔定位粗磨、精磨32外圆面。工序7 以粗车
8、后的36外圆面定位，钻M8mm的底孔6.8mm，倒角145。工序8 以左端300.0065处外圆及右端中心孔定位，精车右端外圆300.0065。工序9 以粗车后的36外圆面定位，钻M8mm的底孔6.8mm，倒角145。工序10 以36外圆面定位攻螺纹M8mm。工序11 钳工去毛刺。工序12 终检。4.3.2 工艺路线方案二：工序1 粗铣轴的两端面，钻中心孔，粗基准为锻造毛坯外圆面。工序2 以左端300.0065处外圆及右端中心孔定位，粗车36、 右端300.0065外圆面 。工序3 以粗车后的右端300.0065外圆及左端面中心孔定位，粗车32和左端300.0065外圆面。工序4 同工序3定位
9、基准，半精车外圆32和300.0065外圆面。工序5 以半精车后的左端30处外圆及右端中心孔定位，半精车、精车右端300.0065外圆，倒角145，切退刀槽。工序6 以精车后的右端300.0065处外圆及左端中心孔定位，精车左端300.0065外圆，倒角145，切退刀槽。工序7 以左右两端300.0065处外圆定位，铣键槽bhl=84 63。工序8 以两端中心孔定位粗磨32外圆面。工序9 以两端中心孔定位精磨32外圆面。工序10 以粗车后的36外圆面定位，钻M8mm的底孔6.8mm，倒角145。工序11 以36外圆面定位攻螺纹M8mm。工序12 钳工去毛刺。工序13 终检。4.3.3 工艺方案
10、的比较与分析： 分析上述两个的工艺方案：方案1采用车床车两端面，钻中心孔，这样增加装夹时间，降低效率。在车削时不符合互为基准原则，这样加工精度较低。方案2采用组合机床同时铣两端面，并同时钻两中心孔。在车削时两端互为基准，并且选两端较高精度面定位，这有利于提高加工精度但增加了装夹时间，并且采用互为基准定位原则，保证了加工精度。 因此通过以上分析最终确定方案2为工艺路线。第五章 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 5.1 确定机械加工余量（1） 锻件质量：根据零件图估算为m锻件= 。（2） 加工精度：此零件加工精度为F1。（3） 锻件形状复杂系数s s=m锻件/m外廓包容体。假设锻件最大直径为
11、40mm，长27.5mm. m外廓包容体= 。按表2.2-10可定形状复杂系数为S1，属简单级别。（4） 机械加工余量：根据m锻件、F1、S1查表2.2-25得直径方向为1.7-2.2mm,水平方向为1.7-2.2mm（单边）。5.2 确定毛坯尺寸 分析该零件各表面皆为Ra1.6m，因此这些所有表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可（粗加工表面取较小值，精加工时可取较大值）。 毛坯尺寸如下表所示： （mm）零件尺寸单面加工余量锻件尺寸 偏差300.0065234+1.20.6300.0112.236.4+1.20.6361.739.4+1.20.6191.720.7+1.10.566
12、1.867.8+1.20.6169.11.8，1.8172.7+1.50.72711.7，1.7274.4 +1.70.8 5.3 设计毛坯图 5.3.1 确定毛坯尺寸公差： 毛坯公差尺寸根据锻件质量、形状复杂系数、分模线形状种类及锻件精度等级从有关表中查得。该零件锻件重2.2kg，形状复杂系数为S1，45钢含碳量为0.42% - 0.5%，其最高含碳量为0.5%，按表2.2-11，锻件材质系数为m1,采取水平分模线，锻件为普通精度等级则毛坯尺寸公差可以从表2.2-13查得，具体数值如上表所示。毛坯同轴度允许偏差为0.8mm，残留允许偏差也为0.8mm。 5.3.2 确定圆角半径：该锻件各部分
13、的都小于2，根据表2.2-22可得：外圆半径 内圆角半径：为简便起见，以最大H进行计算： 圆整为 圆整为4.5mm此圆角半径数值能保证各表面加工余量。5.3.3 确定拔模角： 按表2.2-23查得：外起模角=5，内起模角=7。5.3.4 确定分模位置：由于毛坯是轴类零件，故采取径向分模，分模线位于对称面上且为直线。5.3.5 确定毛坯热处理方式：钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组通过重新结晶而得到细化均匀的组织，从而改善加工性。5.3.6 零件毛坯图：（见毛坯零件图） 第六章 工序设计6.1 选择加工设备和工艺装备：6.1.1 选择机床：（1） 工序1 是粗铣
14、和钻孔两个工步的组合，大批量生产，故选用铣端面钻中心孔机床，型号为XZ21.4（表4.2-46）。（2） 工序2、3、4、5、6是粗车、半精车和精车，各工序工步数不多，大批量生产，故选用卧式车床，型号为C620-1。（3） 工序7是用键槽铣刀铣键槽，应选立式升降台铣床，型号X51，能满足加工要求。（4） 工序8、9是粗磨和精磨，选M114W型万能外圆磨床。（5） 工序11是钻低孔6.8mm，选用Z525立式钻床。（6） 工序12采用钳工台。6.1.2 选择夹具 工序1和7采用平口钳，工序10和11用专用夹具，车床上各工序均采用外拔顶尖和回转顶尖。6.1.3 选择刀具：（1） 在车床上加工的工序
15、一般都选用硬质合金车刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工采用YT5，半精加工采用YT15，精加工采用YT30.为提高生产率及经济性可选用可转位车刀（GB5343.1-85、GB5343.2-85）。切槽刀应选用高速钢。（2） 铣刀采用直柄键槽铣刀（GB1112-85），直径D为8mm。（3） 在铣端面钻中心孔机床，选用d=2mm的A型不带护锥的中心钻（GB6078-85）。根据零件尺寸选用铣切深度为4mm，铣切宽度为60mm，铣刀直径为80mm的套式面铣刀，粗齿。（4） 磨具选用P1002030A60L5B35。（5） 钻6.8小孔，由于带45度倒角，可采用复合钻一次钻出。 6.1.4
16、选择量具（1） 选择外圆加工面量具： 工序中磨外圆300-0.001达到图纸要求，现按计量器具的测量方法极限误差选择，由表（5.1-5）查得IT5的，则极限误差。查表（5.1-6），选刻度值为0.001mm的千分表，测量范围为050mm。 按上述方法选择各外圆加工面的量具如下表： （mm）工序加工面尺寸尺寸公差 量 具 2 36 分度值为0.02测量范围为0100游标卡尺（GB1214-85） 31.2 0.39 3 33.5 0.39 31.2 0.39 4 32.5 0.25二级钟表式百分表测量范围为0100 30.2 0.25 5 30.2 0.25 30 0.013刻度值为0.001的
17、千分表测量范围为0100 6 30 0.013 8 32.2 0.045 9 32 0.011（2） 选择加工轴向尺寸所用量具 由于所加工尺寸中只有169.10+0.3有公差要求，故只按此尺寸进行选择。 其公差0.3为IT12。 则按表（5.1-6）选用分度值为0.02测量范围为0-300的游标卡尺。 6.2 确定工序尺寸 6.2.1 确定圆柱面工序尺寸该零件各圆柱面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表：加工表面300.0065外圆300-0.011外圆36外圆工序双边余量粗车2.82.93.4半精车1.01.0精车0.2粗磨0.3精磨0.2工序尺寸及公差粗车31.20-0.393
18、3.50-0.3936半精车30.20-0.2532.50-0.25精车300.0065粗磨32.20-0.045精磨320-0.011表面粗糙度粗车Ra6.3mRa6.3mRa6.3m半精车Ra3.2mRa3.2m精车Ra1.6m粗磨Ra1.6m精磨Ra1.6m6.2.2 确定轴向尺寸（1）确定加工余量及粗糙度：工序加工表面总加工余量表面粗糙度粗铣粗车粗铣粗车11.51.7Ra12.5m241.8Ra6.3m331.8Ra6.3m21.8Ra6.3m（2）确定工序尺寸： , , ， 第七章 确定切削用量及基本时间。7.1 工序1 切削用量及基本时间的确定： 粗铣轴两端面，保证尺寸271。 /
19、齿 切削速度：参考有关手册确定: 即 采用套式面铣刀： 则：。 采用铣端面钻中心孔机床，取。 故实际切削速度为: 工作台每转进给量为： 查手册取 切削工时： 钻中心孔： 主轴转速: 进给量: 则切削工时：7.2 工序2: 加工条件： 工作材料：45钢正火，模锻。 加工要求：粗车36及30mm外圆。 机床：C620-1卧式车床。 刀具：材料为YT15，刀杆尺寸为, , , , 计算切削用量： 粗车外圆36：同时应校验机床功率及进给机构强度：切削深度：单边余量，可一次切除。 进给量：根据切削手册选用。计算切削速度：确定主轴转速: 按机床选取：所以实际切削速度：检验机床功率：主切削力Fc按切削手册所
20、示计算： 式中： 所以：切削功率时消耗功率为： 由于小于机床最大功率，所以机床功率足够。切削工时： 粗车右端外圆30 切削深度： 与上相同： 取 所以： 切削工时： 7.3 工序3 粗车外圆32和30（1）粗车外圆32切削深度：进给量： 取确定主轴转速为：切削速度：切削工时：（2）粗车外圆30 故实际切削速度为: 工作台每转进给量为： 查手册取： 切削工时： 7.4 工序4 半精车外圆32和30 半精车外圆32 切削深度： 进给量：取确定主轴转速：切削速度：切削工时： 半精车外圆30 切削深度： 进给量：取 确定主轴转速： 切削速度： 切削工时：7.5 工序5 半精车右端外圆30和精车右端面外
21、圆30、倒角、切退刀槽。 半精车右端外圆30 其参数与左端面外圆30相同 精车右端外圆30 切削深度：进给量：取确定主轴转速：切削速度：切削工时： 倒角、切退刀槽 切削速度与精车相同，采用手动进给7.6 工序6 精车左端面外圆、倒角145、切退刀槽 （1） 精车右端外圆30 切削深度：进给量：取确定主轴转速：切削速度：切削工时： （2） 倒角、切退刀槽 切削速度与精车相同，采用手动进给7.7 工序7 铣键槽： 键槽铣刀 铣削深度为键槽深度 进给量： 确定主轴转速为：则：切削速度：切削工时： 式中：7.8 工序8 粗磨 磨床M114W主轴转速为 磨削速度： 轴向进给： 工件速度： 径向进给量：单
22、程 7.9 工序9 精磨 磨床M114W主轴转速为 磨削速度： 轴向进给： 工件速度： 径向进给量：单程 7.10 工序10钻螺纹底孔6.8mm。并倒角145 切削手册表2.7 切削手册表2-13和表2-147 故： 按机床型号取： 故： 倒角故螺纹 取 按机床型号选取： 则 机动时： 7.11 工序11 攻螺纹，手动进给。第八章 结论 今年可谓认真复习，悉心思索，终于在规定时间的最后时刻完成了全部设计任务。 在为期两个星期的时间里，我翻遍了机械制造技术基础、机械制造工艺设计简明手册等书，反复计算，设计方案，对着AutoCAD三天三夜当然，在这期间还是得到周围同学的细心提点与耐心指导。 一个人
23、在两星期内完成这次设计不可谓不艰辛，然而，我却从这两星内学到了许多以前都没来得及好好学的关键内容，而且在实践中运用，更是令我印象深刻，深切体会到机械这门课程并非以前所想像的那样纸上谈兵。所有理论、公式都是为实践操作而诞生的。庆幸自己终于认真做了一次全面的机械制造设计，真的，从中学到了很多很容易被忽视的问题、知识点，甚至还培养了自己的耐心细心用心的性格。从一页页复习课本，一次次计算数据，一遍遍修改机构示意图，一遍遍打印机构运动简图，这些都是我从来未曾独立做过的。 我喜欢对着电脑学习和生活，这是一门跟我的兴趣一致的课程，操作性很强，让我更容易掌握知识这次设计，我花了很多心思，基本上灵感来了就会打开电脑画图由于水平有限，经常和同学讨论，请教，我希望能更深入更宽泛学习有关机械设计的知识相信自己以后做出来的设计会更精彩 另一种收获是通过这次课程设计使我学会了如何与人合作，加强了团队合作意识，这是以后的工作中必备的素质。 最后愿刘老师一切都好！第九章 参考文献1 孙丽媛主编，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社，20032 张耀宸主编，机械加工工艺设计手册，北京：航空工业出版社，19873 黄健求主编，机械制造技术基础，北京：机械工业出版社，20054 李益民主编，机械制造工艺设计简明手册，北京：机械工业出版社， 1993
