機械制造技術基礎課程設計

1、湖南科技大學機械制造技術基礎課程設計學生姓名：學院：專業(yè)及班級：學號：指導教師：胡忠舉年月日目錄第1章零件得工藝分析2（一）軸類零件得用途2（二）導桿得技術要求2第2章確定毛坯得種類與制造方法4（一）確定毛坯得總類4（二）機械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸得確定4第3章工藝路線設計6（一）定位基準得選擇6（二）制定工藝路線7（三）工序設計8第4章選擇機床與工藝設備10第5章確定工序得基本余量11第6章確定切削用量與時間定額14第7章小結16參考文獻16第1章零件得工藝分析（一）軸類零件得用途本次課程設計零件為一導桿,屬軸類零件.軸類零件就是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸得外圓柱面、圓

2、錐面、內(nèi)孔與螺紋及相應得端面所組成。導桿主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩與承受載荷,故其廣泛應用于各類機械產(chǎn)品中.（二）導桿得技術要求1 .導桿得技術要求全部技術要求繪制在圖中。具表面要求熱處理3036HRC;a、孔？20要滿足以中心軸線E為基準得對稱度要求為0、1mm,垂直度要求為0、05mm;b、軸右端？18要滿足以中心軸線E為基準得同軸度要求為0、03mm;c、軸內(nèi)螺紋孔4xM66H滿足深度為8,以中心軸線D為基準得位置度要求滿足0、3mm。2. 通過對該零件圖得重新繪制,知原圖樣得視圖正確，尺寸,公差及技術要求齊全。零件圖樣分析(1) 該零件軸段得安排就是呈階梯型，具加工精度要求較高，

3、要有較高得形位公差，表面粗糙度最高達到了0、4wmi零件得中心軸就是設計基準與工藝基準。(2) mrnn對公共軸線得對稱度為0、1mm垂直度為。、05rnm。(3) mm#圓柱面對公共軸線得同軸度為？0、025mm.(4) 4M6-6H對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侄J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,通過車削，鉆削等得一次加工就可以達到加工要求，主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也在正

4、常得生產(chǎn)條件下,采用較經(jīng)濟得方法保質保量得加工出來，由此可見，該零件得工藝性較好.3、零件得工藝分析(1) 零件得毛坯材料為45,就是典型得軸用材料，綜合機械性能良好.該材料就是優(yōu)質合金鋼，經(jīng)調(diào)制處理之后具有良好得力學性能與切削加工性能。經(jīng)淬火加高溫回火后具有良好得綜合力學性能,具有較高得強度、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。加工時應把精加工與粗加工分開，這樣經(jīng)多次加工以后逐漸減少了零件得變形誤差。(3) 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,車削時應保證外圓得同軸度（ 5） 在精車前安排了熱處理工藝，以提高軸得

5、疲勞強度與保證零件得內(nèi)應力減少，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糾正.（ 6） 同一軸心線上各軸孔得同軸度誤差會導致軸承裝置時歪斜，影響導桿得同軸度與使用壽命.所以在車削磨削過程中，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程中要經(jīng)常正反向旋轉，該零件在加工過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。假設為批量生產(chǎn)，零件得輪廓尺寸不大,故采用模鍛成形來制造毛坯。模鍛成形后切邊，進行調(diào)質，調(diào)質硬度合適，并進行酸洗，噴丸處理。噴丸

6、可以提高表面硬度,增加耐磨性,消除毛坯因脫碳而對機械加工帶來得不利影響。（2）設計毛坯圖毛坯圖如圖紙所示。（二）確定機械加工余量，毛坯尺寸與公差參照課程設計指導教程第二章第二節(jié)確定模鍛毛坯尺寸得公差與機械加工余量，查表26表29,首先確定下列因素。1鍛件公差等級由于導桿得用途與技術要求，確定該零件得公差等級為普通級。5kg,估算m = =2 5 5kg。2鍛件質量mf假設零件成品質量為1、鍛件形狀復雜系數(shù)S對導桿零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外擴得長度，寬度，高度。S=mf/mN該鍛件為長軸形，其最大直徑為53、4mm,長248mm,估計該零件得形狀復雜系數(shù)為S2級。4鍛件材質系數(shù)由于該導

7、桿材料為38Cr,38Cr表示含碳量為0、38%得合金結構鋼，其中Cr平均含量1、5%,故該鍛件得材質系數(shù)為M1級。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？40Ra=O、4um以外，其余加工表面Ra=1、6um、(1)確定機械加工余量根據(jù)鍛件質量，零件表面粗糙度，形狀復雜系數(shù)查表2-9,由此查得單邊余量在厚度方向為1、72、2mm,水平方向為1、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)軸得尺寸長度與零件直徑，查工藝手冊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)濟精度

8、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章工藝路線設計(一)定位基準得選擇定為基準得選擇：正確得選擇定位基準就是設計工藝過程中得一項重要得內(nèi)容，也就是保證加工精度得關鍵，定為基準分為精基準與粗基準，以下為定位基準得選擇.(1)粗基準得選擇粗基準得選擇應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

9、后續(xù)工序提供精基準。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，或用外圓表面與頂尖孔共同作為定為基準。用外圓表面定位時，因基準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，應選該表面為粗基準，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)精基準得選擇根據(jù)減速箱輸出軸得技術要求與裝配要求，應選擇軸左端面端面與中間端面為精基準.零件上得很多表面都可以以兩端面作為基準進行加工?？杀苊饣鶞兽D化誤差，也遵循基準統(tǒng)一原則.兩端得中心軸線就是設計基準。選用中心軸線為定為基準，可保證表面最后得加工位置精度，實現(xiàn)了設計基準與工藝基準得重合.由于兩軸面

10、得精加工工序要求余量小且均勻，可利用其自身作為基準（二）制定工藝路線8c r，參照工藝手冊，并根據(jù)本零件加工面由外圓，內(nèi)孔，外螺紋等，材料為3導桿零件圖上個表面得尺寸精度與粗糙度確定其加工方法選擇如下:1左端面：公差等級為IT7,表面粗糙度為1、6um采用粗車-半精車一一精車。2右端面：公差等級為IT7,表面粗糙度為3、2un用采用粗車一-半精車3左端？50外圓表面：外圓表面粗糙度0、4以根!要求，對其加工方案為粗車-半精車一磨削。4?40得外圓表面：公差等級為IT7,外圓表面粗糙度為1、6m,確定其加工方案為：粗車-半精車-精車。5?18外圓表面：公差等級為IT7,表面粗糙度為Ra。8，確定

11、其加工法案為：粗車半精車磨削。6 退刀槽：直槽車削7 右端螺紋:加工方法為粗車半精車-車螺紋8 左端？20孔：公差等級IT7,內(nèi)表面粗糙度為0、8un,采用粗鏈一一半精鏈一一精鏈9 右端？4孔：公差等級為IT7,內(nèi)表面粗糙度為3、2un1采用粗鏈-一半精鏈10螺紋孔（4xM6）:加工方法為鉆孔一攻絲對于軸上孔加工應注意下面兩個問題:1應安排在調(diào)質以后加工，以免因調(diào)質處理變形較大而導致孔加工產(chǎn)生彎曲變形難以糾正，引起軸轉動時得不平衡。2應安排在外圓粗車或半精加工之后進行,這樣可以有一個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桿得加工質量較高,可將加工分

12、為粗加工,半精加工，精加工幾個階段（ 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,把毛皮加工至接近工件得最終形狀與尺寸，只留下適當?shù)眉庸び嗔?此外還可及早得發(fā)現(xiàn)鍛件裂縫等缺陷，以便及時修補與做報廢處理.主要包括:先粗銑導桿得左右斷面,使后續(xù)工序采用精基準定位加工,保證其她加工表面得精度要求.（ 2） 半精加工階段：這一階段主要為了精加工做好準備，尤其就是做好基面準備，對于一些要求不高得表面應在這一階段全部完成,達到圖樣規(guī)定得技術要求.（ 3） 精加工階段：進行導桿得外表面,內(nèi)孔得精銑等.工序得集中與分散工序得適當集中,以減少設備得實用更換次數(shù)，并盡量采用通用設備，關

13、鍵工序必要時采用專用設備.較多采用夾具，在確保質量得前提下，盡量就是生產(chǎn)具備較大得柔性。工序設計1機械加工工藝（ 1） 遵循“先加工基準面，再加工其她表面”原則，首先加工基準-將端面先加工,再鉆孔，以定位車表面得外圓.（ 2） 遵循“先加工平面后加工孔”原則，先加工左右端面來定位加工各個孔.（ 3） 遵循“先加工主要表面，后加工次要表面”先加工車外圓各個表面及鉆孔，后加工退刀槽及倒角。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,因此一般應在主要表面達到一定精度后,再以只要表面定位加工次要表面。（ 4） 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

14、,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)應力，改善其切削性能。在粗加工后進行調(diào)質，調(diào)至處理使桿達到3036HRC,調(diào)質處理主要使桿獲得更高得綜合力學性能。在精加工之后,進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。<3>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工序，零件表面與內(nèi)部得毛刺會影響裝配操作與裝配質量，甚至影響整機性能，應予以重視。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：基準加工一一主要表面加工及鏈孔得在粗加工一一主要表面得半精加工與槽得

15、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)質處理(3036HRC)-切槽，鏈孔一一半精車外圓，端面一一中間檢驗-車螺紋一一磨削外圓一一去毛刺最后檢驗導桿加工工藝過程工序工序名稱工藝過程機床設備刀具01下料02鍛造尺寸？56x59,?50x12,?24x184,03熱處理正火04粗車左右斷向及45倒角先粗車左端面，倒角，掉頭車右端面，保證導桿長度251、1mmCA614045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)質處理調(diào)質處理(303

16、6HRC)08鎮(zhèn)孔以外圓定位加工好退力槽，加工好？20,?4通孔像床T612鎮(zhèn)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寸250、1mm,調(diào)頭，車右端面保證250mm臥式機床C616A11中間檢驗檢驗個尺寸就是否達到預定要求，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確，用磨床磨削外圓M1412砂輪14去毛刺15最后檢驗第4章機床設備得選用1。機床設備得選用在本方案中，導桿得生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，可以選用較高效率得專用機床與通用機床。根據(jù)該軸尺寸得大小要求，選用車床CA6140，外圓磨M1412,臺式鉆床Z515，銃床XA6132.2o工

17、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章工序加工余量得確定，工序尺寸及公差得計算1 軸左端？50外圓表面：外圓表面粗糙度0、4小根!要求，對其加工方案為粗車一一半精車一一磨削。查工藝手冊得：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、1o精車后工序得基本尺寸為35mm,其它各工序得基本尺寸為：磨肖k50+R4=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)

18、濟精度與表面粗糙度：由工藝手冊查得：精車后為IT7,Ra為。、4仙m.半精車后為IT8,Ra為3、2小由粗車后為IT11,Ra為16仙m.按照加工方法能達到得經(jīng)濟精度給各工序尺寸確定公差，查工藝手冊可知每道工序得經(jīng)濟精度所對應得值為：對于?40得外圓表面：公差等級為I T 7,外圓表面粗糙度為1、6仙m,確定其取磨削得經(jīng)濟精度公差等級為IT7,其公差值為二0、025mm取半精車得經(jīng)濟精度公差等級IT8,其公差值為T2=0.039mni取粗車得經(jīng)濟精度公差等級IT11,其公差值為丁3=0.16mm.工序名稱工序余量(mm)加工經(jīng)濟精度(mm表面粗糙度Ra(nn)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(m

19、m)磨削0、4IT70、450，uc0(|)500、0291、5IT81、650、4?50、40-0、039粗車4、1IT113、251、9?51、9°-o、16鍛造±256?56±22為口工方案為：粗車半精車-一精車。由工藝手冊查得：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40,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)濟精度與表面粗糙度：精車后為IT7,

20、Ra1、6仙m,半精車后為IT8,Ra3、2,粗車后為IT11,按照各工序所得到得經(jīng)濟精度所對應得值精車得經(jīng)濟精度公差等級IT7,其公差值T1=0、025mm半精車得經(jīng)濟精度公差等級IT8,其公差值T2=0、039mm粗車得經(jīng)濟精度公差等級為IT11,其公差值T3=R16mm工序名稱工序余量(mrm加工經(jīng)濟精度(mm)表面粗糙度Ra(Nm)工序基本尺寸(mn)尺寸、公差(mm)精車1、1IT71、640340-0、0251、5IT83、241、10?41、1-0、039粗車7、4IT1112、542、6?42、600、16鍛造±250?50±23?18外圓表面得毛坯加工余量

21、得確定：表面粗糙度為Ra。8小的»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、5=19、9粗車：19、9+4、1=24確定各工序得加工經(jīng)濟精度與表面粗糙度：由工藝手冊查得：磨削后為IT7,Ra為0、8pm半精車后為IT8,Ra為3、2pm1粗車后為IT11,Ra為16所以？18得總加工余量為24-18=6工序名稱工序余量(mrjn加工經(jīng)濟精度(mm表面粗糙度Ra(pm工序基本尺寸(mrm尺寸、公差(mm)精車1、1IT71、618小18°-0、o251、5IT83、218、4,0?18

22、、4-o039粗車7、4IT1112、519、9?19、90。、16鍛造±224?24±24孔小20,采用粗鏈-半精鏈一一精悵第一次粗加工鍵至15mn,第二次粗鎮(zhèn)加工至18mm，加工余量3mm半精加工至19、3mm，加工余量為1、3mm,精鏈至20mm,加工余量為0、7mn。工序名稱工序余量加工經(jīng)濟精度表面粗糙度工序縣本尺寸精鋒0、7IT70、820半精鋒1、3IT96、319、3粗鏈3IT11Rz=5018確定切削用量與時間定額確定切削用量確定切削用量得原則：首先應選去盡可能大得背吃刀量,其次在機床動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,選取盡可能大得進給

23、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為兩個工步，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。由于這兩個工步就是在一臺機床上經(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 進給量得確定：本設計采用得就是硬質合金車刀，工件材料就是38Cr,查表取進給量f=0、86mmr 切削速度得計算:硬質合金車刀切削38Cr時，取切削速度V為60m/min,根據(jù)公式n=1000Vc/d,可得車床轉速n=1000X60/X35r/m1n,查表CA6140得主軸轉速范偉為101400,1400

24、1580(r/min),符合要求。2、工序06粗車及工序09半精車該工序為工步1粗車與工步2半精車，則進給量依次為apl=z=1.7mm,ap2=z=0.8mm查表得粗車f1=0、86mm/r精車，取Vc為90m/min,則n=819r/min(n=1O00Vc/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、進給量得確定：本設計采用得就是硬質合金車刀，工件材料為38Cr,查表取進給量f=0、10mm/3、切削速度得計算硬質合金車刀切削38Cr時，取取切削速度為Vc為1、76m/s(n=1000Vc/d)所需車床轉速n=1345r/min,取1350r/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、進給量得確定：本設