机械制造课设范例

1、机械制造工艺学课程设计姓名： 序号： 班级： 指导老师： 日期：我们这次机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（钻床主轴）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作大下良好的基础。一 零件的分析（一） 零件的作用

2、 轴类零件的功用为支传动零件（齿轮.皮带轮），传递扭矩，承受载荷，以及保证在主轴上的工件（或刀具）具有一定的回转精度。钻床主轴为阶梯轴，按长度与直径比例可分为挠性轴。工件在钻床上加工时，工件不动，主运动为主轴的旋转，主轴的旋转精度要求较高（二）零件的工艺分析1） 钻床的主轴的结构比较复杂，又属于细长轴类零件，其刚性较差。因此所有表面加工，半精加工和精加工三次，而且工序分得很细，这样经过多次加工以后，逐次减小了零件的变形误差。2） 安排足够的热处理工序，保证清除零件的内应力，减小零件变形的手段。3） 为保证支撑轴和锥孔的同轴度，加工过程中，配用锥堵夹外圆和锥孔的加工能达到圆跳动误差为0.015m

3、m。4） 在磨削莫氏4号锥孔时，利用基准轴径A作为支撑部位用基准轴径B工件，保证了锥孔与基准的同轴度。5） 无论车削还是磨削，工件夹紧力要适中，在保证工件无轴向串动的条件下，应尽量减小夹紧力，避免工件产生弯曲变形，特别是在最后精车，精磨时。 二 确定毛坯，画毛坯零件合图 根据零件材料确定毛坯为锻件，由已知条件可知，生产为中批生产，查相关资料知毛坯采用模锻，为消除残余应力，模锻后应正火处理（此为毛坯预备性热处理）。 参考文献知该锻件的尺寸公差等级为F，取加工余量大端：a=14，小端a=12三 工艺规程设计(一) 定位基准的选择轴类加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准应尽量可能夹

4、其与装配基准重合和侠各工序的基准统一，并且考虑在一次安装尽可能加工出较多表面。车床主轴的装配是前后两个支撑轴颈面，为保证长盘定位面和前锥孔与支撑轴颈为粗基准，在加工过程中，应采用互为基准方法，即基准的转换方法。 对于精基准而言，应采用轴两端的顶尖孔作为基准面。（二） 制定工艺路线工艺路线的确定,经考虑拟定了以下两个可行的工艺方案:方案一工序1：自由锻工序2：正火工序3：粗车大端面,钻中心孔 ，顶大端中心孔,车大端外圆70 mm，倒头车EF处至尺寸40mm工序4：夹大端,上中心架,托EF处,车小端面,钻中心孔，粗车小端外圆各部工序5：半精车小端外圆EF,长40mm工序6；半精车小端面,修研中心孔

5、，加工小端外圆各部尺寸,工序7：半精车70mm端面和外圆,钻孔及精车莫氏4号圆锥孔,工序8：夹大端，顶小端，半精车小端各部外圆。工序9：用分度头夹大端顶小端，铣两长孔，至图样要求工序10：夹大端顶小端，精车小端各段外圆，倒角。工序11：夹小端，精车mm,倒角，精车莫氏号锥孔，倒角，工序12：分度头夹大端、顶小端，粗铣、半精铣花键。工序13：夹小端，顶大端，粗磨各段外圆，工序14：夹大端，顶小端，车削螺纹.h至图样要求工序15：修研两端中心孔，采用两中心孔定位加紧工件，半精磨各段外圆尺寸，精磨花键至图样要求，精磨轴外圆各部尺寸至图样要求工序16：涂油入库方案二:工序1：自由锻工序2：正火工序3：

6、小端插入主轴孔,夹小端,粗车大端面,钻中心孔A6.3 夹小端端部,顶大端中心孔,车大端外圆70 mm留加工余量5mm倒头车32mm处至尺寸40mm工序4：夹大端,上中心架,托40mm处,车小端面,钻中心孔A6.3,总长留加工余量17mm(中心孔工艺凸台),粗车小端外圆各部留加工余量5mm,照顾大端长138 mm,留加工余量2mm.(钻小端中心孔后,改夹大端顶小端中心孔)工序5：调质处理2832HRC工序6：夹大端,顶小端,半精车小端外圆32mm至35mm,长40mm工序7：夹大端,中心架托35处,半精车小端面,修研中心孔.夹大端顶小端,去掉中心架,加工小端外圆各部尺寸,留加工余量3mm工序8：

7、夹小端,托40mm处,半精车70mm端面和外圆,总长1045mm(其中有工艺凸台15mm).外圆留加工余量1.5mm,钻孔及精车莫氏4号圆锥孔,留余量1.52.5mm工序9：夹大端，顶小端，半精车小端各部外圆，留加工余量.mm工序10：划mmmm及mm.mm长孔线工序11：用分度头夹大端顶小端，铣两长孔，至图样要求工序12：对mmmm处，进行局部淬火，硬度工序13：夹大端顶小端，精车小端各段外圆，倒角，留磨削加工余量.mm工序14：夹小端，中心架托mm,精车mm,倒角，留磨削加工余量.mm.中心架改托mm处，精车莫氏号锥孔，倒角，留磨削加工余量.mm工序15：分度头夹大端、顶小端，粗铣、半精铣

8、花键，留磨削余量.mm工序16：夹小端，顶大端，粗磨各段外圆，留精磨余量.mm工序17：夹小端，中心架托大端mm处，粗磨锥孔，留磨削余量.mm,装锥堵工序18：夹大端，顶小端，车削螺纹.h至图样要求工序19：时效处理（消除机械加工内应力）工序20：修研两端中心孔，采用两中心孔定位加紧工件，半精磨各段外圆尺寸，留精磨余量.mm工序21：精磨花键至图样要求工序22：采用两中心孔定位装夹工件，精磨轴外圆各部尺寸至图样要求工序23：取出左端（大头）锥堵工序24：夹小端用中心托基准轴径mm,以基准轴径mm找正，精磨莫氏号圆锥孔及端面至图样要求工序25：夹大端，托小端mm轴径，车掉小端工艺凸台，保图样尺寸

9、mm工序26：检查各部尺寸及精度工序27：涂油入库工艺方案的取舍,需从它们的加工质量,生产效率和经济性三个方面进行综合对比分析. 方案二优于方案一；方案二加工工序较全面。四, 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为中批生产，加设设备以通用机床为主，生产方式为通用机床加辅助夹具为主。工件在各机床上的装卸及及各机床的传送均由人工完成。1. 粗车，半精车轴的外圆、钻中心孔、车莫氏锥孔、倒角、车螺纹均采用车床C6163。2. 铣两长孔采用X53K分度头，粗铣，半精铣花键采用XA6132铣床。3. 工艺过程中的磨削过程，粗磨、精磨轴各段外圆采用M1432磨床。4. 粗，精磨锥孔采用内圆磨床M2120

10、。5. 夹具选择：加工轴类零件均采用机床辅助夹具，无专用夹具。 量具：采用游标卡尺，千分尺等其他专用量具。五 加工工序设计一；车削小端BC、CD、DE、EF的外圆1. C6136卧式车床，加工余量a=12 加工表面粗糙度6.3m。2. 选用刀具：据3表8.2-29选用刀杆尺寸H×B=25×16mm，硬质合金刀片，根据表8.2-29查出刀片厚度为84mm，粗加工选用刀片牌号Y753. 选用粗车车削用量确定车削深度 粗加工=4mm确定进给量：f=0.5mm/r确定车削耐用度：T=60min确定车削速度V、车削功率，查表8.4-24得=107m/min，=6.9kw修正系数=1.

11、18 =0.92 =1.09（表8.4-13）=0.65（8.4-13），其余修正系数为1则=107×1.18×0.65=82m/min =6.9×1.09×0.65=4.89kw根据计算 取n=500r/min f=0.5mm/r这时v=80m/min =4.74kw 4选用半精加工车削用量a) 车削深度 =1mmb) 确定进给量f： 取f=0.3mm/rc) 确定车削速度，查表8.4-24得 =160mim =1.3kw 查出各修正系数为： =1.18，=0.92 =1.09故=162×1.18=191m/min =1.3×1.0

12、9=1.42kw 按机床取n=1400r/min则车削速度 故半精车的车削用量为 =1mm f=0.3m/min n=1400r/min5选用精车用具（刀具 YG硬质合金车刀）d) 确定车削深度=0.5mme) 确定进给量：f=0.1mm/rf) 确定车削速度v，车削功率 V=167m/min =1.0kw 查表8.4-12得修正系数=1.18 =0.92 =1.09故=167×1.18=198m/min按机床取n=1500r/min则车削速度 取精车的车削用量为=0.5mm f=0.1mm/r v=193m/min n=1500r/min 查表得：加工BC DE段的加余量;(1)

13、粗车各段,留加工余量是3mm(2) 半精车小端各段外圆,留加工余量是3mm(3) 精车小端各段外圆,留磨削加工余量是0.8mm(4) 半精磨BC、DE的外圆,留精磨余量0.3mm(5) 精磨:BC、DE的尺寸要求.现就BC的进行工序尺寸链的分析.加工表面 加工方法 加工余量 工序尺寸40K5 精磨 _ 40 40K5 半粗磨 0.3 40.340K5 精车 0.8 40.840K5 半精车 3 4340K5 粗车 5 4540K5 毛坯 12 52二：工序3粗车大端AB及工序10、精车、工序12粗磨、工序14精磨查文献表10-6,表精磨余量为Z=0.15 mm 粗磨余量为Z=0.4mm 精车余

14、量为Z=2.5mm 粗车余量为Z=7mm 轴AB端的基本尺寸L=138mm各工步的余量和工序尺寸可列表如下加工表面 加工方法 余 量 工序尺寸70 精磨 _ 7070 粗磨 0.15 70.1570 精车 0.4 70.470 粗车 2.5 72.570 毛坯 7 77参考文献2,表6-61. C6136卧式车床2. 选用刀具：据3表8.2-29选用刀杆尺寸H×B=25×16mm，硬质合金刀片，根据表8.2-29查出刀片厚度为84mm，粗加工选用刀片牌号Y753. 取走刀量f=0.4mm/r,取主轴转速为300r/min,取粗车切削深度Z=1.5mm4. 相应的切削速度为v

15、=1.28m/s由文献2表6-6得车床功率为10kw5. 校验机床功率:当走刀量f=0.4mm/r,取n=0.9查表6-6得单位切削功率P=32.7×10kw/mm/min 则切削功率:P=4.27kw<10kw三：车螺纹 计算切削速度：计算切削速度由参考文献3表16.1-10查得，刀具寿命T=60min，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时Z0.17,过户刀次数i4;精车螺纹时Z0.08走刀次数i2则 式中，螺距则，（粗车），（精车），又所以粗车螺纹时 精车螺纹时 确定主轴转速粗车螺纹时：按机床说明书取 n180rmin实际切削速度： 精车螺纹时：按机床说明书取 n400rmi

16、n实际速度 v32.42mmin 切削工时：取切入长度，粗车螺纹工时： 精车螺纹工时： 四：钻莫氏4号锥孔1）、钻孔*98mm：根据手册取钻孔的进给量：；选用单刃外排屑深孔钻切削速度：v=；用插入法求得钻孔的切削速度：；由此算出转速为： 按机床实际转速：； 1. 精车莫氏4号圆锥孔考虑机床实际进给量：，2. 粗磨莫氏4号圆锥孔：实际进给量：； 3. 精磨莫氏4号圆锥孔 实际进给量： 精车莫氏4号圆锥孔,留加工余量1.52.5mm 粗磨莫氏4号圆锥孔,留余量0.3mm 精磨莫氏4号圆锥孔及图样要求五：铣花键花键长度, 其赤侧面粗糙度，所用机床为XA6132，机床功率，其公称尺寸为1. 选取铣刀类

17、及其参数，根据花键参数；选取高速钢齿槽铣刀，其齿直径D=100mm，铣刀厚度L=18mm，齿数Z=18。2. 选取每齿进给量，根据铣刀结构及其参数；加工性质和铣刀宽度 文献3，表。选取每齿进给量3. 确定刀具耐用度T，按文献2表确定铣刀耐用度T=120mm。4. 选择切削速度，根据2表选取切削速度,按条件D=100mm,16mm;T=120 min, ,取，又根据不同加工条件进行修正计算。按2表工件硬度为156179HB时取最后确定，5. 确定铣床主轴转速n 根据XA6132型铣床说明书，选取。最后确定切削速度为确定每分钟进给量确定=1186.检验机床电动机功率，按2表，选取切削功率，按公式则

18、1.16.375所以满足要求7.计算纵向工作台的工作行程长度 (;切出长度)花键长度，则取8.计算机动时间； 五：铣两长孔加工要求：粗铣机床：X62W型立式铣床。刀具：20可转位立铣刀，齿数。进给量 查资料，按硬质合金端铣刀取小值得每齿进给量。切削速度 （表2-7-22），取。确定铣刀转速和工作台进给速度对照62W型立式铣床资料，取刀具实际转速，工作台时间进给速度。基本时间 由工艺学知，铣基本时间的计算公式为加工长度加工要求：粗铣机床：X62W型立式铣床。刀具：50可转位立铣刀，齿数。进给量 查资料，按硬质合金端铣刀取小值得每齿进给量。切削速度 （表2-7-22），取。确定铣刀转速和工作台进给

19、速度对照62W型立式铣床资料，取刀具实际转速，工作台时间进给速度。基本时间 由工艺学知，铣基本时间的计算公式为加工长度七 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡八 心得体会机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进了生产实习的基础上进行的一个环节。这次课程设计能使我们可以综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度的零件（支架）的工艺规程的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及将来从事的事业打下了良好的基础。九 参考文献机械制造

20、手册王宛山 邢敏 辽宁科学技术出版社2002典型零件加工生产实例陈宏钧等 机械工业出版社 2005实用机械加工工艺手册陈宏钧主编,机械工业出版社机械制造工艺学 王先逵 机械工业出版社某厂工艺过程卡片产品名称，型号零件名称零件图号第一页车床钻床主轴机制031材料牌号45毛坯种类锻件毛坯尺寸毛坯可制作数每台件数11工序号工序内容加工车间设备名称及型号工艺装备名称及代号时间定额（min）夹具刀具量具单件准备1自由锻游标卡尺2正火3画端面及外形线,做为粗加工的参考尺寸线手工4小端插入主轴孔,夹小端,粗车大端面,钻中心孔A6.3夹小端端部,顶大端中心孔,车大端外圆70 mm留加工余量5mm倒头车32mm

21、处至尺寸40mm机加C6163车床卡盘顶尖普通车刀游标卡尺5夹大端,上中心架,托40mm处,车小端面,钻中心孔A6.3,总长留加工余量17mm(中心孔工艺凸台),粗车小端外圆各部留加工余量5mm,照顾大端长138 mm,留加工余量2mm.(钻小端中心孔后,改夹大端顶小端中心孔)机加C6163车床两顶尖，鸡心卡爪普通车刀游标卡尺、直尺6调质处理2832HR手工7夹大端,顶小端,半精车小端外圆32mm至35mm,长40mm机加C6163车床两顶尖，普通车刀游标卡尺、直尺8夹大端,中心架托35处,半精车小端面,修研中心孔.夹大端顶小端,去掉中心架,加工小端外圆各部尺寸,留加工余量3mm机加C6163车床两顶尖，普通车刀游标卡尺、直尺9夹小端,托40mm处,半精车70mm端面和外圆,总长1045mm(其中有工艺凸台15mm).外圆留加工余量1.5mm,钻孔及精车莫氏4号圆锥孔,留余量1.52.5mm机加C6163车床两顶尖，中心架普通车刀游标卡尺、直尺0110夹大端