机械制造技术课程设计-轴零件机械加工工艺规程设计

1、机械制造工艺课程设计全套图纸加扣 3346389411或3012250582题 目 轴零件机械加工工艺规程设计 系 别 专 业学生姓名 学 号 年级 指导教师 二二 年 月 日目录第1章 零件结构的工艺性分析11.1 零件的作用分析11.2 零件的结构特点11.3 零件的主要加工要求11.4 零件的工艺性分析2第2章 零件毛坯的选择32.1 选择毛坯应考虑的因素32.2 毛坯的种类选择32.3 毛坯的形状和尺寸的确定3第3章 机械加工工艺路线的确定43.1 轴基准的选择与判定43.2 零件加工方法的选择43.4零件的工序划分53.5确定装夹方法63.6加工设备的确定63.7刀具的选择73.8加

2、工切削用量及加工工时计算7结束语12致 谢13参 考 文 献14第1章 零件结构的工艺性分析1.1 零件的作用分析轴零件主要用于控制机构中，改变变速箱中齿轮的位置以实现变速，或控制机构中离合器的接合和断开，从而达到动力与速度传递。1.2 零件的结构特点此次设计的轴零件，主体为铸造零件，主要的加工面为车床进行加工，零件的整体加工精度较高，零件的部分加工面为有高精密零件配合面,部分加工表面为次要表面即非配合表面,所以表面的粗糙度和加工精度是不相同的,在设计图纸部分配合面的加工精度一般要求较高，不是配合面的地方加工精度相对来说较低，这次设计的零件的主要的配合面是轴径外圆、26等配合外圆等结构。零件的

3、结构工艺性较好，在加工的时候便于保证零件的加工精度，零件的加工主要是通过车床及拉床，铣床来获得，因此在设计的过程中要根据加工零件的加工面来选择各个加工表面的加工方法，最终确定零件的加工工艺流程。1.3 零件的主要加工要求图1-2 轴零件图这次设计的轴零件尺寸公差精度高，如20mm，26mm。这些表面在加工过程中需要注意。这些表面通常是设计中重要的配合面。如果在加工过程中出现超差，零件在装配过程中可能报废，不能顺利装配。还有一些加工精度较低的表面。这些尺寸在加工过程中也需要保证，加工尺寸。在技术要求中，根据GB/T1804的规定，选用m级公差，根据轴零件的图1-1分析可以得出，轴零件主要的技术要

4、求有如下：1) 未注倒角为C1.2) 未注公差按照GB/T1804-m处理.3) 时效处理毛坯从上述技术要求得知：1) 未注倒角为C1，各个台阶及孔口去毛刺。2) 未注公差查询GB/T1804-m，查询相关尺寸的尺寸公差。3) 对零件的铸造毛坯进行时效处理，消除零件的铸造应力；1.4 零件的工艺性分析此次设计的加工零件的加工面主要是车床，铣床、钻床加工，主要的加工面是外圆面，平面，缺口，孔等加工面，部分有配合要求的加工面加工尺寸精度较高，在加工过程中要注意保证，对于各种不同的加工表面选择不同的加工办法，根据加工面的精度的不同选择不同的加工方法，因此在加工前必须对零件的加工图纸进行仔细的分析，对

5、零件的各个加工面的要求做到心中有数，此次设的零件的加工工艺性良好，在加工过程中不存在加工死角及难加工的加工面。第2章 零件毛坯的选择2.1 选择毛坯应考虑的因素在零件加工毛坯的选择上，要根据生产批次、零件加工精度和毛坯选择的经济性进行选择，并综合比较零件加工的经济性和工艺性。在这次设计中，轴零件的零件结构和形状比较复杂，不易采用圆柱棒料，扁钢等直接加工。因此，本设计采用零件毛坯的制造方式采用了铸造毛坯，设计图中零件材质为45钢。该材料在铸造过程中流动性好，容易铸造各种形状复杂的铸件。铸造后铸件内应力较大，需进行消除应力退火或者进行时效处理。2.2 毛坯的种类选择零件加工毛坯类型主要包括:铸造、

6、铸造、成型材料、焊接等,确定毛坯的铸造形式的时候,需要根据生产批量的大小,零件加工精度,和毛坯的经济选择,我们需要考虑各个部分对比,比较不同毛坯的制造形式的优点和缺点，最终确定零件的类型及尺寸。因此，本设计采用零件毛坯的制造方式采用了铸造毛坯。2.3 毛坯的形状和尺寸的确定此次设计中零件的加工毛坯尺寸也需要进行确定。零件的加工毛坯可以理解为在零件的最终加工表面上留下一定的加工余量。零件的主要加工尺寸，如20mm、34mm、4mm槽、6mm槽、钻两端中心孔等，都是重要的加工表面，表面必须留取加工余量，查询铸造毛坯机械加工余量手册可知在加工表面留有2mm的加工余量。这就保证零件的加工面在加工后，每

7、个加工面都能有足够的加工余量，此次的设计图上有一些孔。孔加工时，小孔、不留加工余量，在铸造过程中容易产生夹渣、砂眼等缺陷。因此，本次设计4mm槽、6mm槽、钻两端中心孔孔在设计零件的加工毛坯的时候不预留位置。绘制零件毛坯图如下：图2-1 轴零件毛坯图第3章 机械加工工艺路线的确定3.1 轴基准的选择与判定加工基准的选择在工艺设计的过程中至关重要，加工基准的选择主要是分为粗基准和精基准两种，粗基准一般不能够重复使用，在加工过程中，一般选择较大较平整的面或者加工余量均匀的面作为粗基准，加工出零件的一个精基准，然后在后续的加工过程中使用同一个精基准进行加工，或者在精基准之间进行加工基准的转换，都是可

8、以保证零件的各个加工面之间的形位公差。此次在设计轴零件加工的时候，零件的加工基准的转化如下：1) 首先使用毛坯外圆作为加工基准，加工出两端中心孔；2) 以17外圆与其端面基准粗车右端外圆；3) 以20外圆与其端面基准粗车左端外圆；4) 以两顶尖孔与其端面基准精车各级成型；5) 以26与其端面基准铣6mm键槽；6) 以17与其端面基准铣6mm键槽7) 以两端中心孔与其端面为基准磨各级外圆3.2 零件加工方法的选择零件的各部分有各种各样的加工面，对于零件的加工面选择的加工方法也不同。一些重要的加工面往往需要经过粗加工、半精加工、精加工，逐步获得零件的最终表面质量。在选择零件表面加工方法时，必须结合

9、零件整个加工面要求，制定各个表面的加工方法。3.4零件的工序划分为了确定零部件的加工工序，首先决定零部件的加工方法，了解各个加工面的具体的加工方法，从图纸决定零部件的最终加工要求，反向思考零件的各个加工工序的加工方法，在安排零件的加工工艺的同时要有同时对比零件的多种加工方案，对比零件的各个加工方案的优缺点，最终选择一种最优方案作为零件的加工方案，此次设计的轴零件的加工工序设计了两套加工方案如下：表轴零件加工方案1工序号工序名称工 序 内 容10铸造铸造成型20车粗车右端外30车粗车左端外圆40车精车各级成型50铣铣4mm键槽60铣铣6mm键槽70磨磨各级外圆80钳工90终检表轴零件加工方案2工

10、序号工序名称工 序 内 容10铸造铸造成型20钻钻两端中心孔30车粗车右端外40车粗车左端外圆50车精车各级成型60铣铣4mm键槽70铣铣6mm键槽80磨磨各级外圆90钳工100终检方案一在设计的过程中采用车床加工各级外圆及端面，相比方案2,都是采用外圆及端面，但是没有先加工两端中心孔，确定定位基准，从加工的效率出发，更具备加工优势，因此采用方案二车床的加工方案更加的经济，此次设计的加工量是批量加工，因此在设计的过程采用方案二作为零件的加工方案。3.5确定装夹方法夹具在零件的加工中起着非常重要的作用。在零件的加工过程中夹具所起的作用，主要包含以下几点：1) 夹紧装置不得影响加工，零件加工部位必

11、须敞开。2) 夹紧力不得过大，防止零件加工变形。3) 安装简便，辅助时间尽可能缩短，条件足够的时候，如大批量大量零件必须采用空气、液压夹具。4) 零件小或工时短的零件视为同时在工作台上附夹几个或几十个零件进行加工。此次设计的轴零件是异形零件，零件在结构上没有什么规律可循，因此一般的通用夹具都无法使用，此次设计的轴零件的加工设备主要用到了车床，铣床，常用的三爪卡盘，平口钳等夹具都不能满足使用要求，因此在设计的过程中采用专用夹具对零件进行加工。3.6加工设备的确定在选择加工设备的时候，根据零部件的基本的轮廓尺寸和零部件的加工面的种类，选择对应的加工设备，根据零部件的基本的轮廓尺寸决定对应的规格和型

12、号。在选择过程中，必须选择能够满足加工要求的机床，并选择所选择的机床装置是否满足要求，以确保足够的部件的加工精度。选择机床时，为了避免在实际生产、加工中浪费机械资源，竟可能不选择选择大型化和加工精度高的加工设备。本零件铣床选用62铣床，车床选择CA6140车床。3.7刀具的选择刀具的选择是加工过程中关键点，根据零件的加工材料，零件的结构形状选择合适的加工刀具，不同的加工设备所选择的加工刀具也是完全不同的，此次设计的零件主要是使用车床、钻床、铣床加工，3.8加工切削用量及加工工时计算工序钻两端中心孔1) 该工序选择机床：钻床Z512B。2) 该工序工件装夹：采用三爪卡盘夹持零件的3.5孔。3)

13、该工序选择刀具：该工序采用的刀具为3.5钻头，刀选择量具:在本道工序中可用的测量工具有游标卡尺、粗糙度对比块。4) 切削用量的选择与计算：确定钻削深度，因为加工的余量为1.75，可以在一次走刀内完成，那么一次走刀深度=1.75，=0.3，确定刀具每转进给量。查表可知，粗加工取0.1/r，精加工加工取0.08/r5) 查询切削用量手册P263.选择刀具的切削速度=100m/min，根据公式（3-1）/（3-2）计算粗铣主轴转速及每分钟进给量如下： 式（3-1） 式（3-2）查询切削用量手册P263.选择刀具的切削速度=150m/min，根据公式（3-1）/（3-2）计算精车主轴转速及每分钟进给量

14、如下： 式（3-1） 式（3-2）6) 计算基本工时 式（3-3）计算切削时间，需要计算刀具加工的总轨迹长度，然后除以刀具的进给速度。刀具的轨迹长度受到切入，切削及切出刀具轨迹路线的影响，此次设计的轴零件参数为： L1=5，L2=40，L3=2，i=5，因此加工工时Tj1为：s。s。所以该工序的切削加工总时间工序粗车右端外1) 轴零件是45钢制成的，这个工序用车床加工2) 这个加工工序的使用车床的加工刀具，零件的外圆，刀具采用的是机夹式刀具，刀片为K类硬质合金。 3) 这个加工面的加工长度为111mm，切入深度ap=1.7mm；查金属切削手册金属加工参数章节，刀具每转进给f=0.1mm/r。所

15、选择用的加工切削线速度为V=100m/min。通过这些参数开计算主轴的转速：这里我们取ns=400r/min。此时工作台的每分钟进给量应为：f=fn=0.1400=40（mm/min)4) 切削工时计算：计算切削时间，需要计算刀具加工的总轨迹长度，然后除以刀具的进给速度。刀具的轨迹长度受到切入，切削及切出刀具轨迹路线的影响，此次设计的轴零件参数为： L1=2，L2=140，L3=2，i=1，因此加工工时Tj1为：s。工序粗车左端外圆；1) 轴零件是45钢钢制成的，这个工序用车床加工：CA6140车床这个加工工序的使用车床的加工刀具，粗车左端外圆，刀具采用的是机夹式刀具，刀片为K类硬质合金。 2

16、) 这个加工面的长度为23mm，切入深度ap=1mm；查金属切削手册金属加工参数章节，刀具每转进给f=0.1mm/r。所选择用的车的加工切削线速度为V=150m/min。通过这些参数开计算主轴的转速这里我们取ns=600r/min。此时工作台的每分钟进给量应为：fm=fnns=0.1600=60(mm/min)3) 切削工时计算：计算切削时间，需要计算刀具加工的总轨迹长度，然后除以刀具的进给速度。刀具的轨迹长度受到切入，切削及切出刀具轨迹路线的影响，此次设计的轴零件参数为： L1=2，L2=140，L3=2，i=1，因此加工工时Tj1为：s。综上所述粗车左端外圆的总加工时间为工序精车各级成型1

17、) 轴零件是45钢钢制成的，这个工序用车床加工2) 这个加工工序的使用铣床的加工刀具，加工工零件的外表面，刀具采用的是机夹式刀具，刀片为K类硬质合金。 3) 这个加工面的加工长度为111mm，切入深度ap=2mm；查金属切削手册金属加工参数章节，刀具每转进给f=0.1mm/r。所选择用的加工切削线速度为V=100m/min。通过这些参数开计算主轴的转速：这里我们取ns=1061r/min。此时工作台的每分钟进给量应为：f=fn=0.11061=106.1（mm/min)4) 切削工时计算：计算切削时间，需要计算刀具加工的总轨迹长度，然后除以刀具的进给速度。刀具的轨迹长度受到切入，切削及切出刀具

18、轨迹路线的影响，此次设计的轴零件参数为： L1=20，L2=125，L3=2，i=15，因此加工工时Tj1为：s。工序 铣4mm键槽开展生产所用设备为62铣床，用铣刀作为刀具。深度加工：，生产中的：从专业资料中查阅查阅其中之表2.4-69，深度制造。通过生产中进给距离可方能知晓。开展生产时的速度：资料为教科书3 ，从中查阅查阅其中之表2.3-7：对主轴开展生产：，资料为教科书3 从中查阅3.2-45即可知开展生产时的速度：生产开展后，60秒钟工作台进给距离：开展切削生产，他的跨度：使用刀具开展切削，刀具切入长为：使用刀具开展切削，刀具切出长为：选择行程的次数：生产使用设备耗费时长：资料为教科书

19、1从中查阅2.5-39工步还需时长为：工序 铣6mm键槽开展生产所用设备为62铣床，用铣刀作为刀具设备开展生产后，进给距离为：资料为教科书3从中查阅2.3-67，伸到外面的刀具长为，开展汽修生产，深度在=3mm。即可方能知晓进给量切削加工的速度：资料为教科书3从中查阅2.4-5，方能知晓生产主轴之时，转动的速度为：，此处确定为开展铣削加工，实际速度为，：对机床工作台来说，每分钟的数据为：进给量：机削层的长此处确定为：切加工时砂轮切进去的长度：切出刀具的长度：此处确定为行程的次数：设备开展生产耗费时长：资料为教科书1附查阅其中之表2.1-38开展生产后，工步的辅助时间为min结束语在设计的过程中

20、，使得我更加的熟练的使用CAD软件，在对我在今后的工作中是十分重要的，将来作为一名技术人员熟练的CAD制图是我在工作中必须掌握的技巧。通过此的设计我理解了如何入手对一个新的零件进行加工工艺的分析，如何从零件图纸获得关键的信息，使得我能够设计出高效稳定的加工工艺，再设计的过程中我还掌握了，在明确了零件的加工工艺流程后如何规范的制作零件的加工工序卡片和零件的加工工序过程卡片，如何去合理的选择零件的切削加工余量及零件的加工工时的制定，此次设计是一套完整的工艺设计，使得我掌握了零件的工艺分析的流程和方法。此次设计还设计出了零件的专用夹具。经过此次的毕业设计，使得我初步的具备了一个技术人员的素质，懂得零件的加工工艺分析，熟练的绘制零件的设计图纸，并能够