轴零件的机械加工工艺规程设计【课程设计】【优秀】【通过答辩】
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课 程 设 计 题目： 轴零件的机械加工工艺规程制定 学 生： 赵嘉磊 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： 刘志良 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 赵嘉磊 班 级 机械 043 学号 51404330 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（ 3、完成零件图一张（ 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 . 计算生产纲领 . 确定生产类型 .二章 审查零件的工艺性 .零件的作用 .零件的工艺分析 .三章 选择毛坯件 .四章 工艺过程设计 .定为基准的选择 .零件表面加工方法的选择 .制定工艺路线 .五章 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 .确定机械加工余量 .确定毛坯尺寸 .设计毛坯图 .六章 工序设计 .选择加工设备和工艺装备 .确定工序尺寸 .七章 确定切削用量及基本时间 .八章 结论 .九章 参考文献 . 轴零件的机械加工工艺规程制定 1 第一章计算生产纲领，确定生产类型。 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： 11 11 0%11%101110 00 011 /年 由（表 1知该零件应该为大批量生产。 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（ 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 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。 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 30 圆面的轴线为设计基准，要求表面粗糙度 m，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。 轴零件的机械加工工艺规程制定 2 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 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。 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： 30 圆面：公差等级为 面粗糙度为 m，需要进行粗车、半 精车、精车。 32圆面：公差等级为 面粗糙度为 m，需要进行粗车、半精车、粗磨、精磨。 36外圆面：为未注公差尺寸，根据 定其公差等级为 面粗糙度为 m，需要进行粗车（表 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 m，需粗车或粗铣即可。 键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为 表面粗糙 轴零件的机械加工工艺规程制定 3 度分别为 m，选键槽铣刀直接铣出。 退刀槽：用车床加工。 螺纹底孔：此孔为攻螺纹前钻孔，螺纹为 表（ 得麻花钻直径为 攻丝： 用粗抦机用丝锥攻丝。 定工艺路线 。 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 30 外圆及右端中心孔定位，粗车 36、 右端 30 。 工序 3 以粗车后的右端 30 圆及左端面中心孔定位，粗车 32 和左端 30 工序 4 同工序 3 定位基准，半精车外圆 32 和 30 圆面，精车左端 30 角 1 45，切退刀槽。 工序 5 以左右两端 30 键槽 b h l=8 4 63。 工序 6 以两端中心孔定位粗磨、精磨 32外圆面。 工序 7 以粗车后的 36 外圆面定位，钻 底孔 角1 45。 工序 8 以左端 30 外圆及右端中心孔定位，精 车右端外圆 30 工序 9 以粗车后的 36 外圆面定位，钻 角 1 轴零件的机械加工工艺规程制定 4 45。 工序 10 以 36 外圆面定位攻螺纹 工序 11 钳工去毛刺。 工序 12 终检。 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 30 外圆及右端中心孔定位，粗车 36、 右端 30 。 工序 3 以粗车后的右端 30 圆及左端面中 心孔定位，粗车 32 和左端 30 工序 4 同工序 3 定位基准，半精车外圆 32 和 30 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 30 角 1 45，切退刀槽。 工序 6 以精车后的右端 30 外圆及左端中心孔定位，精车左端 30 角 1 45，切退刀槽。 工序 7 以左右两端 30 键槽 b h l=8 4 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 角 1 45。 工序 11 以 36 外圆面定位攻螺纹 轴零件的机械加工工艺规程制定 5 工序 12 钳工去毛刺。 工序 13 终检。 工艺方案的比较与分析： 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 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 （ 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 40 m 外廓包容体 = 。S 。按表 定形状复杂系数为 简单级别。 （ 4） 机械加工余量：根据 m 锻件 、 表 直径方向为 平方向为 边）。 轴零件的机械加工工艺规程制定 6 确定毛坯尺寸 分析该零件各表面皆为 m，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： （ 零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸 偏差 30 34 + 30 + 36 + 9 + 6 + + 71 误 !未找到引用源。 + 计毛坯图 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 状复杂系数为 5 钢含碳量为 - 其最高含碳量为 按表 件材质系数为 取水平分模线，锻件为普通精度等级则毛坯尺寸公 轴零件的机械加工工艺规程制定 7 差可以从表 得，具体数值如上表所示。毛坯同轴度允许偏差为 留允许偏差也为 确定圆角半径： 该锻件各部分的 小于 2，根据表 得： 外圆半径 内圆角半径： 为简便起见，以 最大 H 进行计算： r 圆整为 R 圆整为 圆角半径数值能保证各表面加工余量。 确定拔模角 ： 4 按表 得：外起模角 =5 ，内起模角 = =7。 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。 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。 零件毛坯图：（见毛坯零件图） 第六章 工序设计 选择加工设备和工艺装备： 选择机床： （ 1） 工序 1 是 粗铣和钻孔两个工步的组合，大批量生产，故选用铣 轴零件的机械加工工艺规程制定 8 端面钻中心孔机床，型号为 （ 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 （ 3） 工序 7 是用键槽铣刀铣键槽，应选立式升降台铣床，型号 满足加工要求。 （ 4） 工序 8、 9 是粗磨和精磨，选 万能外圆磨床。 （ 5） 工序 11 是钻低孔 用 （ 6） 工序 12 采用钳工台。 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。 选择刀具： （ 1） 在车床上加工的工序一般都选用硬质合金车刀，加工钢质零件采用 硬质合金，粗加工采用 精加工采用 加工采用 切槽刀应选用高速钢。 （ 2） 铣刀采用直柄键槽铣刀（ 直径 D 为 8 （ 3） 在铣端面钻中心孔机床，选用 d=2 A 型不带护锥的中心钻（ 根据零件尺寸选用铣切深度为 4切宽度为60刀直径为 80套式面铣刀，粗齿。 （ 4） 磨具选用 20 30 （ 5） 钻 孔，由于带 45 度倒角，可采用复合钻一次钻出。 轴零件的机械加工工艺规程制定 9 选择量具 （ 1） 选择外圆加工面量具： 工序中磨外圆 按计量器具的测量方法极限误差选择，由表（ 得 % ， 则极限误差 03 i m 。 查表（ 选刻度值为 量范围为 050 按上述方法选择各外圆加工面的量具如下表： （ 工序 加工面尺寸 尺寸公差 量 具 2 36 分度值为 量范围为0100 游标卡尺（ 级钟表式百分表测量范围为 0100 30 度值为 千分表测量范围为 0100 6 30 32 2） 选择加工轴向尺寸所用量具 由于所加工尺寸中只有 只按此尺寸进行 轴零件的机械加工工艺规程制定 10 选择。 其公差 则 %10K i m 按表（ 用分度值为 量范围为 0游标卡尺。 确定工序尺寸 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 3036外圆 工序双 边余量 粗车 精车 精车 粗磨 精磨 工序尺 寸及公 差 粗车 36 半精车 精车 30 粗磨 精磨 表面粗 糙度 粗车 m m m 半精车 m m 精车 m 轴零件的机械加工工艺规程制定 11 粗磨 m 精磨 m 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 1 m 2 4 m 3 3 m 2 m （ 2）确定工序尺寸： 7111 , , 631 ， 941 第七章 确定切削用量及基本时间。 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。 轴零件的机械加工工艺规程制定 12 齿 切削速度：参考有关手册确定 : 即 7 采用套式面铣刀： 010z 则： m 71 0 0 01 0 0 0 rd vn 。 采用铣端面钻中心孔机床，取 8 。 故实际切削速度为 : 1000= 1000 600 作台每转进给量为： = 102= m 查手册取 r / z 切削工时： m 34=2= mm 钻中心孔： 主轴转速 : 58 进给量 : r / 则切削工时： m 8 461 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 30 机床： 刀具：材料为 杆尺寸为 516 , 轴零件的机械加工工艺规程制定 13 o, 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： m i n/42 cv 确定主轴转速 : m 00 1 0 71 0 00 rd vn w 按机床选取： 60 所以实际切削速度： m 41 0 0 0 7 6 0 0 检验机床功率：主切削力 切削手册所示计算： 式中 ： 2795= 89.0=所以： )(切削功率时消耗功率 )( 7106 44 =由于以机床功率足够。 切削工时 ： 7=( m 60 2+4+= 321 粗车右端外圆 30 轴零件的机械加工工艺规程制定 14 切削深度： 与上相同： 23= 10=34 1231 0 00=1 0 00= rd vn w 取 00= 0 00 60034=1 0 00= 切削工时： =( m 00 4+= 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： 00= 切削速度： 000 6001000= 切削工时： 5=( m 0 0 4+66=+= 21（ 2）粗车外圆 30 故实际切削速度为 : 1000= 1000 600 作台每转进给量为： = 102= m 查手册取： r / z 切削工时： m 34=2= mm 序 4 半精车外圆 32和 30 轴零件的机械加工工艺规程制定 15 半精车外圆 32 切削深度： 2 进给量：取 确定主轴转速： 60 切削速度： m 切削工时： m 半精车外圆 30 切削深度： 进给量：取 确定主轴转速： 60 切削速度： m 0 0 7 6 0 0 切削工时： m 0 41921 序 5 半精车右端外圆 30 和精车右端面外圆 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： 60 轴零件的机械加工工艺规程制定 16 切削速度： m 切削工时： m 倒角、切退刀槽 切削速度与精车相同，采用手动进给 工序 6 精车左端面外圆 、 倒角 1 45、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： 60 切削速度： m 切削工时： m （ 2） 倒角、切退刀槽 切削速度与精车相同，采用手动进给 工序 7 铣键槽： 键槽铣刀 4z 铣削深度为键槽深度 进给量： 确定主轴转速为： 50 则： m 01506.0 切削速度： m 5081000 切削工时： sf 4m 6390 541 轴零件的机械加工工艺规程制定 17 式中： 工序 8 粗磨 磨床 轴转速为 667 r 磨削速度： 67420 34 轴向进给： 工件速度： 3径向进给量： /007.0 单程 工序 9 精磨 磨床 轴转速为 340 r 磨削速度： 40420 34 轴向进给： 工件速度： 6径向进给量： /0068.0 r 单程 m 序 10 钻螺纹底孔 倒角 1 45 切削手册表 2.7 0 切削手册表 2表 2 轴零件的机械加工工艺规程制定 18 故： m 5 01 0 0 01 0 0 0 rD vn s 按机床型号取： 60 故： m 281 fn 故螺纹 取 m 38 按机床型号选取： 95 则 .4 机动时： m 2222 1 nf 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
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