机械制造工艺课程设计凸轮杆机械加工工艺规程设计VIP

机械制造工艺设计说明书设计名称： 机械制造工艺 题 目： 凸轮杆 学生姓名： XXX 专 业： XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 2013 年 6 月 28 日 2课程设计任务书机械设计与制造 专 业 XX 年级 XX 班 一、设计题目设计下图所示“凸轮杆”零件（课程设计指导书图 5-31）的机械加工工艺规程（生产纲领：10000 件） 。材料：45，杆体调质处理：220250HBW，凸轮圆周面及锥孔高频淬火：4050HRC。二、主要内容1.绘制产品零件图，了解零件的结构特点和技术要求，对零件进行结构分析和工艺分析。2.确定毛坯的种类及制造方法。3.拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序的加工余量和工序尺寸及其公差，计算各工序的切削用量和工时定额。4.填写机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片。撰写设计说明书。三、具体要求3产品零件图 1 张产品毛坯图 1 张机械加工工艺过程卡片 1 份机械加工工序卡片 1 套课程设计说明书 1 份四、进度安排第一阶段：绘制零件图，工艺卡片（2 天）第二阶段：查阅资料，工艺方案比较，确定加工路线（2 天）第三阶段：确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额（3 天）第四阶段：整理说明书，填写工艺卡片（3 天）五、成绩评定指导教师 签名 日期 年 月 日系主任 审核 日期 年 月 日4目 录序 言 .5一、零件的分析 .61.1、 零件的结构特点 .61.2、加工工艺性 .71.3、确定零件毛胚 .7二、基准的选择 .82.1、有关基准的选择说明 .8三、凸轮杆的材料、毛坯及热处理 .93.1、凸轮杆的材料 .93.2、凸轮杆毛坯 .93.3、凸轮杆的热处理 .9四、制定加工工艺路线 .94.1 凸轮杆加工工艺过程分析 .94.2、工艺路线的拟定 .104.3、凸轮杆机械加工工艺过程卡 .124.4、加工余量的确定 .12五、凸轮杆零件的检验 .175.1、加工中的检验 .175.2、加工后的检验 .17总 结 .195序 言机械制造工艺及设备毕业设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！其主要目的是：1.培养学生综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学的知识。2. 培养学生树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规范和方法。3.培养学生正确的使用技术知识，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。4. 培养学生进行调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。6一、零件的分析根据轴套类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： 尺寸精度 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为 IT 5-IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为 IT6-IT9。 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。支承轴颈常为 0.21.6m，传动件配合轴颈为 0.43.2m。 其他 热处理及外观修饰等要求。1.1、 零件的结构特点图 1 凸轮杆7如图所示零件是凸轮杆，它属于台阶型轴套类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、退刀槽等组成。轴肩一般用来确定安装在其他零件的轴向位置，起定位作用。螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。如图所示的车床主轴零件的支撑轴颈 A 是装配基准，故对 A 段外圆的加工提出了很高的要求。主轴的支撑轴颈、配合轴颈、锥孔、前端圆锥面及端面、锁紧螺纹等表面是轴的主要加工表面。其中支撑轴颈本身的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度和表面粗糙度尤为重要。1.2、加工工艺性零件的技术要求不高，用车床、铣床和钻床就可以加工出来，精度要求一般是 7 到 8 级，而且表面粗糙度要求也不太高，是一个较好加工的零件。1.3、确定零件毛胚考虑到零件的经济性和综合性能要求，零件材料为 45 钢。凸轮杆大毛坯图如下:8二、基准的选择2.1、有关基准的选择说明1、粗基准的选用原则1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。2、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。3、粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。2、精基准的选用原则1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的定位基准。2.2、确定零件的定位基准凸轮杆加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。由于凸轮杆外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择凸轮杆右端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。9三、凸轮杆的材料、毛坯及热处理3.1、凸轮杆的材料选用 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 20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢或 38CrMoAl 氮化钢。3.2、凸轮杆毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。3.3、凸轮杆的热处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。四、制定加工工艺路线拟订零件的加工路线是制定工艺规程的总体布局，主要任务是选择各表面的加工方法，及定位基准，确定加工顺序，各工序采用的机床设备和工艺装备等。4.1 凸轮杆加工工艺过程分析凸轮杆加工工艺过程可划分为两个加工阶段，即粗加工阶段（包括车端面、加工顶尖孔、粗车外圆等）；精加工阶段（包括精铣端面，粗、精加工外圆、锥孔等）。10在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即粗车调质（预备热处理）半精车精车淬火-回火（最终热处理）粗磨精磨。综上所述，主轴主要表面的加工顺序安排如下：外圆表面粗加工（以三夹一顶定位）外圆表面精加工（以三夹一顶定位）钻通孔（以精加工过的外圆表面和端面定位）左端面的铣削（以精加工过的外圆表面和端面定位）锥孔粗加工（以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵）外圆表面精加工（以锥堵顶尖孔定位）锥孔精加工（以精加工外圆面定位）。凸轮杆的加工技术要求：加工表面 尺寸及技术要求/ m公差及精度等级 表面粗糙度 Ra/ m50 外圆面 50mm IT9 0.874.5 外圆端面21mm IT9 0.8孔外侧面 64mm IT12 6.3锥度孔 20mm IT9 0.8开口槽 3mm IT12 6.34.2、工艺路线的拟定为保证几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须判定合理的工艺路线。制定工艺路线的出发点，应