機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:院:專業(yè)及班級(jí):口號(hào):目錄零件得工藝分析軸類零件得用途 導(dǎo)桿得技術(shù)要求第2章 確定毛坯得種類與制造方法（一）確定毛坯得總類（二）機(jī)械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸得確定第3章工藝路線設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：胡忠舉7第4章選擇機(jī)床與工藝設(shè)備確定工序得基本余量11確定切削用量與時(shí)間定額小結(jié)16參考文獻(xiàn)第1章零件得工藝分析（一）軸類零件得用途本次課程設(shè)計(jì)零件為一導(dǎo)桿,屬軸類零件.軸類零件就是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸得外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔與螺紋及相應(yīng)得端面所組成。導(dǎo)桿主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩與承受載荷,故其廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械產(chǎn)品中二）導(dǎo)桿得技術(shù)要求1.

2、導(dǎo)桿得技術(shù)要求全部技術(shù)要求繪制在圖中。其表面要求熱處理3036HRC;孔？ 20 要滿足以中心軸線E為基準(zhǔn)得對(duì)稱度要求為0、1mm，垂直度要求為0、05mm;b、軸右端？18 要滿足以中心軸線 E 為基準(zhǔn)得同軸度要求為0、03mm;c、軸內(nèi)螺紋孔4xM6-6H 滿足深度為8,以中心軸線D為基準(zhǔn)得位置度要求滿足0、3mm。2.通過(guò)對(duì)該零件圖得重新繪制,知原圖樣得視圖正確，尺寸,公差及技術(shù)要求齊全。（一）定位基準(zhǔn)得選擇（二）制定工藝路線三）工序設(shè)計(jì)零件圖樣分析(1)該零件軸段得安排就是呈階梯型，其加工精度要求較高，要有較高得形位公差，表面粗糙度最咼達(dá)到了0、4am零件得中心軸就是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)

3、。(2) mm對(duì)公共軸線得對(duì)稱度為0、1mm垂直度為0、05mm。(3)mn得圓柱面對(duì)公共軸線得同軸度為 ？0、02 5mm.(4)4M6-6H對(duì)公共軸線得得位置度為？0、3mm.(5)零件得材料為38Cr.(8)熱處理3036HRC。(9)軸大端加工出C3倒角，軸小端加工出C2倒角.該零件屬于軸類零件,它得所有表面均需要切削加工,各個(gè)表面得加工精度與表面粗糙度都不難獲得.該零件除工作表面外，其余表面加工精度較低,通過(guò)車削，鉆削等得一次加工就可以達(dá)到加工要求，主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較咼，但也在正常得生產(chǎn)條件下,采用較經(jīng)濟(jì)得方法保質(zhì)保量得加工出來(lái)，由此可見(jiàn)，該零件得工藝性較好3、零件得工藝

4、分析(1)零件得毛坯材料為45,就是典型得軸用材料，綜合機(jī)械性能良好.該材料就是優(yōu)質(zhì)合金鋼， 經(jīng)調(diào)制處理之后具有良好得力學(xué)性能與切削 加工性能。經(jīng)淬火加咼溫回火后具有良好得綜合力學(xué)性能,具有較咼得 強(qiáng)度、較好得韌性與塑性。(2)根據(jù)表面粗糙度要求與生產(chǎn)類型，表面加工根圍粗加工與精加工。加工時(shí)應(yīng)把精加工與粗加工分開(kāi)，這樣經(jīng)多次加工以后逐漸減少了零 件得變形誤差。此零件得毛坯為模鍛件，外形不需要加工。4)該軸得加工以車削為主,車削時(shí)應(yīng)保證外圓得同軸度.5)在精車前安排了熱處理工藝，以提高軸得疲勞強(qiáng)度與保證零件得內(nèi)應(yīng)力減少，穩(wěn)定尺寸、減少零件變形.并能保證工件變形之后能在半精車時(shí)糾正.同一軸心線上各

5、軸 孔得同軸度誤差會(huì)導(dǎo)致軸承裝置時(shí)歪斜，影響導(dǎo)桿得同軸度與使用壽命.所以在車削磨削過(guò)程中，要保證其同軸度。第2章確定毛坯得種類與制造方法一)確定毛坯得總類：選擇毛坯，確定毛坯,繪制毛坯圖1)零件分析該零件材料為 38Cr,考慮到車床在加工過(guò)程中要經(jīng)常正反向旋轉(zhuǎn)，該零件在加工過(guò)程中要承受載荷作用,因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。假設(shè)為批量生產(chǎn)，零件得輪廓尺寸不大,故采用模鍛成形來(lái)制造毛坯。模鍛成形后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度合適，并進(jìn)行酸洗，噴丸處理。噴丸可以 提高表面硬度,增加耐磨性,消除毛坯因脫碳而對(duì)機(jī)械加工帶來(lái)得不利影響。(2)設(shè)計(jì)毛坯圖毛坯圖如圖紙所示。二)確定機(jī)

6、械加工余量，毛坯尺寸與公差參照課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程第二章第二節(jié)確定模鍛毛坯尺寸得公差與機(jī)械加工余量，查表 2 6表29,首先確定下列因素。1鍛件公差等級(jí)由于導(dǎo)桿得用途與技術(shù)要求，確定該零件得公差等級(jí)為普通級(jí)。2鍛件質(zhì)量mf假設(shè)零件成品質(zhì)量為 1、5kg，估算 mf=2、5kg。3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S對(duì)導(dǎo)桿零件圖進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件外擴(kuò)得長(zhǎng)度，寬度，高度。S=mf/mN4鍛件材質(zhì)系數(shù)8Cr表示含碳量為0、38%得合金結(jié)構(gòu)鋼，其中Cr平均含量1、5%，故該鍛件得材質(zhì)系數(shù)為M1級(jí)。5零件表面粗糙度由零件圖可知，除孔？20,軸中部為0、8um,軸左端？4ORa=0、4um以外,其余加工表面Ra=1

7、、6um、(1)確定機(jī)械加工余量根據(jù)鍛件質(zhì)量，零件表面粗糙度”形狀復(fù)雜系數(shù)查表2-9,由此查得單邊余量在厚度方向?yàn)?1、72、2mm,水平方向?yàn)?、72、2mm,各軸向尺寸得單面余量為1、72、2mm,孔得單面加工余量查表 2-10為2、0mm。軸端面加工余量得確定:根據(jù)軸得尺寸長(zhǎng)度與零件直徑，查工藝手冊(cè)得端面得加工余量為 2。(2)毛坯尺寸與公差加工表面毛坯尺寸經(jīng)濟(jì)精度單面加工余量孔?20?24IT72軸左端？ 50?56IT72及1、7軸左端面59IT102及 2軸左端右部32IT122 及2該鍛件為長(zhǎng)軸形，其最大直徑為53、4mm,長(zhǎng)248mm,估計(jì)該零件得形狀復(fù)雜系數(shù)為S2級(jí)。由于該導(dǎo)

8、桿材料為38Cr, 3軸左端？40?43、4IT72及1、7軸右端？18?21、4IT72及 1、7軸右端？13、8?17IT62及1、7孔？4?8IT92軸右端24IT142及 2退刀槽IT92 及2右端螺紋IT6軸內(nèi)螺紋孔第3章工藝路線設(shè)計(jì)(一)定位基準(zhǔn)得選擇定為基準(zhǔn)得選擇：正確得選擇定位基準(zhǔn)就是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程中得一項(xiàng)重要得內(nèi)容也就是保證加工精度得關(guān)鍵，定為基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)與粗基準(zhǔn)，以下為定位基準(zhǔn)得選擇.(1)粗基準(zhǔn)得選擇粗基準(zhǔn)得選擇應(yīng)能保證加工面與非加工面之間得位置精度，合理分配各加工面得余量，為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。所以為了便于定位、裝夾與加工，可選軸得外圓表 面為定為基準(zhǔn)，或用外圓表面與頂

9、尖孔共同作為定為基準(zhǔn)。 用外圓表面定位時(shí)，因基 準(zhǔn)面加工與工作裝夾都比較方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要表面得粗加工余量 小而均勻，應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)，并且要保證工件加工面與其她不加工表面之間得位 置精度。(2)精基準(zhǔn)得選擇根據(jù)減速箱輸出軸得技術(shù)要求與裝配要求， 應(yīng)選擇軸左端面端面與中間端面為精基準(zhǔn).零件上得很多表面都可以以兩端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工?？杀苊饣鶞?zhǔn)轉(zhuǎn)化誤差 也遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則.兩端得中心軸線就是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用中心軸線為定為基準(zhǔn)，可保 證表面最后得加工位置精度，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)得重合.由于兩軸面得精加 工工序要求余量小且均勻，可利用其自身作為基準(zhǔn)。二)制定工藝路線本零件加工面

10、由外圓，內(nèi)孔，外螺紋等，材料為 38Cr，參照工藝手冊(cè)，并根據(jù)導(dǎo)桿零件圖上個(gè)表面得尺寸精度與粗糙度確定其加工方法選擇如下左端面：公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為1、6um采用粗車-半精車-精車。右端面：公差等級(jí)為 IT7,表面粗糙度為3、2um采用粗車一-半精車左端？50外圓表面：外圓表面粗糙度0、4卩謐得要求,對(duì)其加工方案為粗車-半精車一磨削。?40 得外圓表面：公差等級(jí)為IT7,外圓表面粗糙度為粗車-半精車-精車。車半精車磨削退刀槽:直槽車削右端螺紋:加工方法為粗車半精車-車螺紋10螺紋孔(4xM6):加工方法為鉆孔一攻絲對(duì)于軸上孔加工應(yīng)注意下面兩個(gè)問(wèn)題:1應(yīng)安排在調(diào)質(zhì)以后加工，以免因調(diào)質(zhì)處

11、理變形較大而導(dǎo)致孔加工產(chǎn)生彎曲變形難以糾正，引起軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)得不平衡。在外圓粗車或半精加工之后進(jìn)行,這樣可以有一個(gè)較精確得軸頸作為定位基面,從而保證孔與外圓同心，并使軸得壁厚均勻。加工階段得劃分該導(dǎo)桿得加工質(zhì)量較高,可將加工分為粗加工,半精加工，精加工幾個(gè)階段1、6um，確定其加工方案為:?18外圓表面：公差等級(jí)為IT7,表面粗糙度為Ra0、 Sum,確定其加工法案為：粗左端?20孔：公差等級(jí) IT7,內(nèi)表面粗糙度為0、8um，采用粗鏜半精鏜右端?4孔：公差等級(jí)為IT7,內(nèi)表面粗糙度為 3、2um采用粗鏜-半精鏜2應(yīng)安排1) 粗加工階段:這一階段得主要目得就是采用大切削用量切除部分加工余量,把毛皮

12、加工至接近工件得最終形狀與尺寸，只留下適當(dāng)?shù)眉庸び嗔看送膺€可及早得發(fā)現(xiàn)鍛件裂縫等缺陷，以便及時(shí)修補(bǔ)與做報(bào)廢處理.主2)要包括:先粗銑導(dǎo)桿得左右斷面,使后續(xù)工序采用精基準(zhǔn)定位加工,保證其她加工表面得精度要求.半精加工階段： 這一階段主要為了精加工做好準(zhǔn)備， 尤其就是做好基面準(zhǔn)備，對(duì)于一些要求不高得表面應(yīng)在這一階段全部完成,達(dá)到圖樣規(guī)定得技術(shù)要求.工序得集中與分散工序得適當(dāng)集中,以減少設(shè)備得實(shí)用更換次數(shù)，并盡量采用通用設(shè)備，關(guān)鍵工序必要時(shí)采用專用設(shè)備.較多采用夾具，在確保質(zhì)量得前提下，盡量就是生產(chǎn)具備較大得柔性。三)工序設(shè)計(jì)1機(jī)械加工工藝遵循“先加工基準(zhǔn)面，再加工其她表面”原則，首先加工基準(zhǔn)-將端

13、面先加工,再鉆孔，以定位車表面得外圓.遵循“先加工平面后加工孔”原則，先加工左右端面來(lái)定位加工各個(gè)孔退刀槽及倒角。由于次要表面與主要表面之間往往有相互位置得精度要求,因此一般應(yīng)在主要表面達(dá)到一定精度后,再以只要表面定位加工次要表面。遵循“先安排粗加工工序，后安排精加工工序”原則先安排粗車外圓,粗鏜孔,后安排磨削外圓,精鏜孔。2熱處理工序鍛造后，在切削加工前宜采用正火，能提高蓋上桿得硬度,消除毛坯得內(nèi)應(yīng)力，3)精加工階段：進(jìn)行導(dǎo)桿得外表面,內(nèi)孔得精銑等.1)2)3)遵循“先加工主要表面，后加工次要表面”先加工車外圓各個(gè)表面及鉆孔，后加工2)改善其切削性能。在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)至處理使桿達(dá)到 3

14、036HRC，調(diào)質(zhì)處理主要使桿獲得更高得綜合力學(xué)性能。在精加工之后,進(jìn)行表面淬火加低溫回火，提高其耐磨性與工作中承受沖擊載荷得能力。輔助工序在粗加工與熱處理之后，安排校直工序：在半精加工之后，安排去毛刺處理與中間檢驗(yàn)工序，零件表面與內(nèi)部得毛刺會(huì)影響裝配操作與裝配質(zhì)量，甚至影響整機(jī)性能，應(yīng)予以重視。精加工之后，安排去毛刺，清晰與終檢工序。綜合上述，該桿得工序得安排為：基準(zhǔn)加工一一主要表面加工及鏜孔得在粗加工一一主要表面得半精加工與槽得加工一一熱處理一一主要表面得精加工。6、擬定工藝路線工藝路線:下料一一鍛造一-正火一一粗車端面，倒角一一粗車各外圓-調(diào)質(zhì)處理（303 6HRC）-切槽，鏜孔一一半精

15、車外圓，端面一一中間檢驗(yàn)-車螺紋一一磨削外圓一一去毛刺 最后檢驗(yàn)導(dǎo)桿加工工藝過(guò)程工序工序名稱工藝過(guò)程機(jī)床設(shè)備刀具01下料02鍛造尺寸？56x59,?50 x12,?24x184,03熱處理正火04粗車左右斷面及45倒角先粗車左端面，倒角，掉頭車右端面，保證導(dǎo)桿長(zhǎng)度2511mmCA614045 度刀05鉆孔以左右外圓定位，用 麻花鉆?20,?4通孔CA6140麻花鉆06粗車外圓以孔定位，粗車各外圓CA614060度刀07調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理（3036HRC）08鏜孔以外圓定位加工好退 刀槽，加工好？20,?4 通孔鏜床 T612鏜刀09半精車外圓CA614060度刀10半精車端面半精車左端面保證尺

16、寸250、1mm,調(diào)頭，車右端面保證250mm臥式機(jī)床C6 16A11中間檢驗(yàn)檢驗(yàn)個(gè)尺寸就是否達(dá) 到預(yù)定要求，以便修 正12車螺紋鉆床Z515鉆頭13磨削各外圓面重新檢查各定位就是 否準(zhǔn)確，用磨床磨削 外圓M1412砂輪14去毛刺15最后檢驗(yàn)第4章機(jī)床設(shè)備得選用1。機(jī)床設(shè)備得選用在本方案中，導(dǎo)桿得生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，可以選用較高效率得專用機(jī)床與通用機(jī)床。根據(jù)該軸尺寸得大小要求，選用車床 CA6140外圓磨M14 12,臺(tái)式鉆床Z515，銑床XA6132.2。工藝裝備得選用在小批量生產(chǎn)得條件下，所用得刀具有通用道具與特殊刀具，量具有游標(biāo)卡尺、卡尺、塞規(guī)等。另外還要用到夾具。第5章工序加工余量得

17、確定，工序尺寸及公差得計(jì)算軸左端？50外圓表面：外圓表面粗糙度0、4m 得要求，對(duì)其加工方案為粗車一半精車一一磨削。查工藝手冊(cè)得：磨削得加工余量為 0、4,半精車得加工余量為1、5,粗車得加工余量為4、5,總得加工余量為 6、 4,所以去總得加工余量為6,將粗車得加工余量修正為 4、1。精車后工序得基本尺寸為35 mm其它各工序得基本尺寸為:磨削：50+0 4=50、4半精車:50、4+1、5=51、9粗車:51、9+4、1=56確定總加工余量為 6確定各工序得加工經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度：由工藝手冊(cè)查得：精車后為IT7,Ra為 0、4卩m.半精車后為IT8,Ra為3、2卩m粗車后為 IT11,R

18、a為16 卩m.按照加工方法能達(dá)到得經(jīng)濟(jì)精度給各工序尺寸確定公差，查工藝手冊(cè)可知每道工序得經(jīng)濟(jì)精度所對(duì)應(yīng)得值為：取磨削得經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為 IT7,其公差值為=0、025mm取半精車得經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT8,其公差值為T2=0.039m取粗車得經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT11，其公差值為T3=O.16mm.工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差(mm度（mmRa(卩m寸(mm(mm)磨削0、4IT70、4500(50 0、02 9半精車1、5IT81、650、40?50、4-0、039粗車4、1IT113、251、90?51、9- 0、16鍛造256?5622對(duì)于?40得外圓表面：公

19、差等級(jí)為 IT7,外圓表面粗糙度為1、6 卩m確定其力卩工方案為：粗車半精車一-精車。由工藝手冊(cè)查得：精車得加工余量為1、1,半精車得加工余量為 1、5,粗車得加工余量為4、5,所以總加工余量為7、1,取加工余量為10,修正粗車余量為7、4。精車后工序得基本尺寸為 4 0,其她各工序得基本尺寸為:精車:40+1、1=41、1半精車：41、1+1、5=42、6粗車：42、6 + 7、4=50確定各工序得加工經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度：精車后為IT7,Ra1、6卩m,半精車后為IT8,Ra3、2um,粗車后為IT11,按照各工序所得到得經(jīng)濟(jì)精度所對(duì)應(yīng)得值精車得經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT7,其公差值T1=0、0

20、25mm半精車得經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí) IT8,其公差值T2=0、039mm粗車得經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為IT11，其公差值T3=016mm工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差(mm度（mm）Ra(m)寸(mm)(mm)精車1、1IT71、640040- 0、025半精車1、5IT83、241、1?41、10-0、039粗車7、4IT1112、542、6?42、60-0、16鍛造250?502?18外圓表面得毛坯加工余量得確定：表面粗糙度為Ra0 8卩m確定其加工法案為:粗車一一半精車一一磨削精車后得尺寸為 18,其它各工序得基本尺寸為:磨削：18+0、4=18、4半精車：18、4+1

21、、5=19、9粗車：19、9+4、1=24確定各工序得加工經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度：由工藝手冊(cè)查得：磨削后為 IT7,Ra為0、8卩m半精車后為IT8, Ra為 3、2 卩m,粗車后為IT11,Ra為16 卩m所以?18 得總加工余量為 2418=6工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精表面粗糙度工序基本尺尺寸、公差(mm度（mmRa(卩m寸（mm(mm)精車1、1IT71、61818 0、025半精車1、5IT83、218 40?18、4- 0、0 39粗車7、4IT1112、519、90?19、9-0、16鍛造224?2424孔20,采用粗鏜-半精鏜一一精鏜，第一次粗加工鏜至15mn ,第二次粗鏜加工至1

22、8nm,加工余量3mrm半精加工至 19、3nm,加工余量為1、3mm,精鏜至2 0mm，加工余量為 0、7 mrrn。工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度工序基本尺寸精鏜0、7IT70、820半精鏜1、3IT96、319、3粗鏜3IT11Rz=5018確定切削用量與時(shí)間定額確定切削用量確定切削用量得原則：首先應(yīng)選去盡可能大得背吃刀量,其次在機(jī)床動(dòng)力與剛度允許得條件下，又滿足以加工表面粗糙度得情況下,選取盡可能大得進(jìn)給量。最后 根據(jù)公式確定最佳切削速度。1、工序04，粗車軸得左右端面該工序?yàn)閮蓚€(gè)工步，工步1就是以左邊定位。粗車右端面；工步2就是以右邊定位,粗車左端面。由于這兩個(gè)工步就是在一臺(tái)

23、機(jī)床上經(jīng)一次走刀加工完成得，故其選用得切削用量相同.背吃刀量得確定:根據(jù)加工余量，工步1與工步2得背吃刀量都為 2mm進(jìn)給量得確定： 本設(shè)計(jì)采用得就是硬質(zhì)合金車刀， 工件材料就是 38Cr，查表取進(jìn)給量f=0、86mmr切削速度得計(jì)算:硬質(zhì)合金車刀切削38Cr 時(shí)，取切削速度V為60m/min根據(jù)公式 n=1000Vc/d, 可得車床轉(zhuǎn)速n= 1000 X 60/X 35r/min,查表CA6140得主軸轉(zhuǎn)速范偉為101400, 14001580(r/min)，符合要求。2、工序06粗車及工序09 半精車該工序?yàn)楣げ?粗車與工步 2 半精車，則進(jìn)給量依次為ap1=z=1.7mm，ap2=z=0

24、.8mm查表得粗車f1=0、86mm/r精車，取VC 為90m/min，貝U n=819r/min (n=1000Vc/d)粗車，取Vc為60m/min,則n=546r/min3、工序車槽，倒角1、背吃刀量得確定：根據(jù)加工余量,背吃刀量ap=2、0mm2、進(jìn)給量得確定：本設(shè)計(jì)采用得就是硬質(zhì)合金車刀，工件材料為38Cr，查表取進(jìn)給量f=0、10mm/3、切削速度得計(jì)算硬質(zhì)合金車刀切削38Cr 時(shí)，取取切削速度為 Vc為1、7 6m/s(n=1000Vc/d)所需車床轉(zhuǎn)速n=1345r/min,取135Or/min4、精車外圓面1、背吃刀量得確定：根據(jù)加工余量，精車背吃刀量ap=0、25mm2、進(jìn)給量得確定：本設(shè)計(jì)采用得就是硬質(zhì)合金車刀，工件材料為 38Cr，