機械制造工藝課設

1、機械制造工藝學課程設計說明書題 目：11#軸的零件機械加工工藝規(guī)程設計容：1、車床主軸的零件圖12、機械加工工藝過程綜合卡片13、機械加工工序卡64、夾具裝配圖15、夾具零件圖16、課程設計說明書1份班 級：姓 名：指導教師：i=r機械制造工藝及設備畢業(yè)設計是我們完成本專業(yè)教學計劃的一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)圍的工程技術問題而進行的一次基本訓練。我們在完成課程設計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術資料，國家標準，有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力， 也為我們以后的工作打下堅實的基礎，所以我

2、們要認真對待這次綜合能力運用的機會！其主要目的是：1. 培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程問題的獨立能力，拓寬和深化所學的知識。2. 培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，設計思維，掌握工程設計的一般程序，規(guī)和方法。3. 培養(yǎng)學生正確的使用技術知識，國家標準，有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力和技巧。4. 培養(yǎng)學生進行調整研究，面向實際，面向生產，向工人和工程技術人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。第一章課題介紹1.1 、課題軸是機械中不可或缺的重要零件，可用來傳遞動力和運動，工作時要承受扭曲和彎矩，所以要求有足夠的剛性、耐磨性和抗振性，并要求很高的

3、回轉精度。所以軸的加工質量對機構的工作情況和使用壽命有很大的影響。其原始資料如下：零件材料：45 鋼生產綱領：中等批量零件數據：（見零件圖）1.2 、設計要求要求編制一個軸類零件的機械加工工藝規(guī)程，按照老師的設計，并編寫設計說明書。具體容如下：1 、選擇毛胚的制造方法，指定毛胚的技術要求。2 、擬定車床主軸的機械加工工藝過程。3 、合理選擇各工序的定位定位基準。4 、確定各工序所用的加工設備。5 、確定刀具材料、類型和規(guī)定量具的種類。6 、確定一個加工表面的工序余量和總余量。7 、確定一個工序的切削用量。8 、確定工序尺寸，正確擬定工序技術要求。9 、計算一個工件的單件工時。10 、編寫工藝文

4、件。11 、編寫設計說明書。第二章有關零件的分析根據軸類零件的功用和工作條件，其技術要求主要在以下方面： 尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT 5IT7 ；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為IT6IT9 。 幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。 其誤差一般應限制在尺寸公差圍，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 相互位置精度包括、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。 表面粗糙度軸的

5、加工表面都有粗糙度的要求，一般根據加工的可能性和經濟性來確定。支承軸頸常為 0.21.6叩，傳動件配合軸頸為0.43.2叩。 其他 熱處理及外觀修飾等要求。2.1 、零件的結構特點此零件是典型的軸類零件，它屬于臺階型軸類零件，由圓柱面、軸肩、退刀槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置；鍵槽是便于安裝鍵，以傳遞轉矩。從圖所示的零件的可以看出，細軸段應該是與軸承配合，因此提出了很高的加工要求。粗軸段和連接件配合，有鍵槽。2.2 、加工工藝性此零件的加工不僅要用到車床、銑床， 由于其表面粗糙度要求較高，因此需另外用到磨床。2.3 、確定零件毛胚考慮到零件的經濟性和綜合性能要求，零件

6、材料為45 鋼 。第三章基準的選擇3.1 、有關基準的選擇說明1 、粗基準的選用原則1 、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準。2 、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應選擇重要加工表面為粗基準。3 、粗基準不重復使用的原則。粗基準的精度低，粗糙度數值大，重復使用會造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準，通常只允許使用一次。2 、精基準的選用原則1 、基準重合原則。盡可能使設計基準和定位基準重合，以減少定位誤差。2 、基準統一原則。盡可能使用同一定位基準加工個表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件

7、常用兩端頂尖孔作為統一的定位基準。3 、互為基準原則。當兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為基準的原則反復加工。4、自為基準的原則。當要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的定位基準。3.2 、確定零件的定位基準軸的加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統一和互為基準等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。由于軸外圓表面的設計基準是軸的軸心線，根據基準重合的原則考慮應選擇軸兩端的頂尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端面加工出來，有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔

8、。第四章軸類零件的材料、毛坯及熱處理4.1 、軸類零件的材料常用 45 鋼， 精度較高的軸可選用40Cr 、 軸承鋼 GCr15 、 彈簧鋼 65Mn ，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20CrMnTi 、 20Mn2B 、 20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl 氮化鋼。4.2 、軸類毛坯常用圓棒料和鍛件；大型軸或結構復雜的軸采用鑄件。毛坯經過加熱鍛造后，可使金屬部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。4.3 、軸類零件的熱處理鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調質一般安排在粗車之后、半精車之前

9、， 以獲得良好的物理力學性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。第五章制定加工工藝路線擬訂零件的加工路線是制定工藝規(guī)程的總體布局，主要任務是選擇各表面的加工方法，及定位基準，確定加工順序，各工序采用的機床設備和工藝裝備等。5.1 軸加工工藝過程分析軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段（包括銑端面、加工頂尖孔、粗車外圓等）；半精加工階段（半精車外圓，精車外圓等）；精加工階段（包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓等）。在機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序，這就決定了主軸加工各主要表面總是循著以下順序的

10、進行，即退火-粗車-調質（預備熱處理）半精車精車淬火-回火（最終熱處理）粗磨精磨。綜上所述，此軸主要表面的加工順序安排如下：外圓表面粗加工（以頂尖孔定位）一外圓表面半精加工（以頂尖孔定位）一 外圓表面精加工（以頂尖孔定位）。當主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序0 對此軸 來說非主要表面指的是鍵槽。鍵槽表面加工一般不易出現廢品，所以盡量安排在 后面工序進行，主要表面加工一旦出了廢品， 非主要表面就不需加工了，這樣可 以避免浪費工時。但鍵槽表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要 表面過程中損傷已精加工表面。5.2 、工藝路線的擬定為保證幾何形狀、尺寸精度、位置精度及

11、各項技術要求，必須判定合理的工藝路線。工藝路線方案序號工種操 作 容機床設備工、量、刀具備注0調度備料 85 X 800 圓鋼料5熱處理正 火回火爐10車工夾固校正車床卡尺1、車端面（車平為止）端面車刀2、鉆中心孔中心鉆A4檢驗15車工一夾一頂車床卡尺、千分尺1、粗車外圓 =80mm ,留余量34mm , L >300mm90 °外圓車刀45 °外圓車刀2、粗車外圓=40mm,留余量34mm ,L=160mm活動頂尖60 °呆頂尖檢驗20熱處理調制220240HB25車工一夾一頂車床卡尺、千分尺1、半精車外圓=80mm ,留余量23mm活動頂尖2、半精車外圓

12、=40mm,留余量23mm60 °呆頂尖3、精車外圓=80mm ,留余量0.60.7mm90 °外圓車刀4、半精車外圓=40mm,留余量0.60.7mm45 °外圓車刀5、切槽 3X3 (=34mm )切斷刀6、倒角2 X 457、切斷 L=300mm檢驗30銃工銃鍵槽銃床卡尺、千分尺檢驗35鉗工清洗去毛刺鉗臺扁平鋰刀40熱處理按要求對各部進行熱處理45磨工夾持找正磨床千分尺1、半精磨外圓 =80mm ,留余量0.40.5mm2、半精磨外圓 =40mm,留余量0.40.5mm3、精磨外圓 =80mm4、精磨外圓=40mm檢驗50檢查按圖樣技術要求項目檢查卡尺、千分

13、尺55調度油封入庫5.4、加工余量的確定工藝路線擬定以后，應確定每道工序的加工余量、工序尺寸及其公差。工 序尺寸是工件加工過程中,每個工序加工應保證的尺寸,工序尺寸允許的變動圍 就是工序尺寸的公差。工序尺寸的確定與加工余量有著密切的關系。零件圖上的尺寸和公差就是最終的加工工序尺寸和公差將此尺寸加上加工余量就是上一工序的工序尺寸工序名稱工序余量工序的經濟精度工仔基本尺寸工序尺寸及公差精磨0.4IT78040Qn+0.0980 - 0.05Ra=1.640 + 0.0540 - 0.1Ra=0.8磨2IT780+2=8240+2=42oo +0.0982 - 0.05Ra=3.2O + 0.054

14、2 - 0.1Ra=1.6精車2IT882+2=8442+2=44p4 + 0.1584 - 0.1Ra=3.244+0.15Ra=3.2車2IT884+2=8644+2=4686 + 0.15Ra=6.4Aa +0.1 46 - 0.15Ra=6.4粗車3IT986+3=8946+3=4989 + 0.15Ra=12.549 +0.1549 - 0.2Ra=12.55.4、填寫工藝文件按以上確定的工藝規(guī)程填寫機械加工工藝卡和工序卡第六章軸類零件的檢驗6.1 、加工中的檢驗自動測量裝置，作為輔助裝置安裝在機床上。這種檢驗方式能在不影響加工的情況下，根據測量結果，主動地控制機床的工作過程，如改變

15、進給量，自動補償刀具磨損，自動退刀、停車等，使之適應加工條件的變化，防止產生廢品，故又稱為主動檢驗。主動檢驗屬在線檢測，即在設備運行，生產不停頓的情況下，根據信號處理的基本原理，掌握設備運行狀況，對生產過程進行預測預報及必要調整。在線檢測在機械制造中的應用越來越廣。6.2 、加工后的檢驗單件小批生產中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗；大批大量生產時，常采用光滑極限量規(guī)檢驗，長度大而精度高的工件可用比較儀檢驗。表面粗糙度可用粗糙度樣板進行檢驗；要求較高時則用光學顯微鏡或輪廓儀檢驗。圓度誤差可用千分尺測出的工件同一截面直徑的最大差值之半來確定，也可用千分表借助V形鐵來測量，若條件許可，可用圓度儀檢驗

16、。圓柱度誤差通常用千分尺測出同一軸向剖面最大與最小值之差的方法來確定。主軸相互位置精度檢驗一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準，在兩支承軸頸上方分別用千分表測量。第七章夾具設計7.1 、問題的提出為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具，經過與指導老師協商，決定設計第30 道工序鍵槽的夾具。7.2 、夾具設計根據本工序的加工要求，工件定位時需要限制五個自由度。為此以80mm 與 40mm 外圓在兩短V 形塊上定位，端面加止推銷。由于工件較長，用兩塊鉸鏈壓板在兩處夾緊工件外圓，并采用聯動夾緊機構。設計時應保證夾緊力作用點位于V 形塊所形成的穩(wěn)定受力區(qū)，夾緊力的

17、作用線與垂直方向的夾角盡量小， 使夾緊穩(wěn)定可靠。通過傳動手柄帶動偏心輪，實現工件的兩處聯動夾緊。為了安裝聯動夾緊機構，夾具體中部應有較大的空間，因而夾具體有一定的高度。 為保證夾具在機床工作臺上安裝穩(wěn)定，夾具體應有適當的寬度，并在兩端設置兩組耳座，以便夾具的可靠固定。為了保證所銑鍵槽的對稱度、平行度要求，夾具體底面設置兩個定位鍵，定位鍵的側面應與V 形塊的對稱面平行。為了減小夾具的安裝誤差，宜采用有溝槽的方形定位鍵?？偨Y時光飛逝，為期一個月的機械制造工藝課程設計已經接近尾聲?；厥走@段時間的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課根本就學不到的東西。受益匪淺！在這次設計過程中，使我真正的認識到

18、自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。在機械制造工藝課程設計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關重要的。在機械制造工藝課程設計中還用到了CAD 制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD 制圖不

19、管是現在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次真正將以前所學的聯系到實際應用中來了。在這次機械制造工藝課程設計中，還有一個重要的就是關于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據步驟一步一步的設計，畫圖， 查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯系實際。在這次機械制造工藝課程設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設