機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)“軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程(年產(chǎn)量為4000件)

1、<p><b>　　機(jī)械制造工藝學(xué)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程(年產(chǎn)量為4000件)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)者：</b></p><p><b>　　指

2、導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　邵陽學(xué)院</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　題目：設(shè)計(jì)“軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程（年產(chǎn)量為4000件）</p><p>　　內(nèi)容：1.零件圖

3、 1張</p><p>　　2.毛坯圖 1張</p><p>　　3.機(jī)械加工工藝過程卡片 1張</p><p>　　4.機(jī)械加工工序卡片 1套</p><p&g

4、t;　　5.課程設(shè)計(jì)說明書 1份</p><p>　　班 級(jí)：2004級(jí)機(jī)械電子工程</p><p><b>　　學(xué) 生</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：<

5、/b></p><p><b>　　2006年6月6日</b></p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課已經(jīng)大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的，這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。它一

6、方面要求學(xué)生通過設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。另外，也為今后作好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生通過機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，在下述幾個(gè)方面得到鍛煉</p><p>　　（1） 能通過運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工過程中的定位.夾緊以及工藝路線安排.工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量</p><

7、;p>　?。?）提供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能夠保證加工質(zhì)量的夾具的能力</p><p>　　（3）學(xué)會(huì)使用圖表資料以及手冊(cè)，掌握與本本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練運(yùn)用.因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問

8、題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)有不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。</p><p>　　一 零 件 的 分 析</p><p><b>　　零件的作用</b></p><p>　　軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件(如齒輪、蝸輪等)，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞

9、轉(zhuǎn)距和動(dòng)力，如齒輪，車輪，電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子，銑刀等各種作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，都必須安裝在軸上，才能實(shí)現(xiàn)它們的功用。從拖滾軸結(jié)構(gòu)分析可知主要用來承徑向力，只要其材料強(qiáng)度能達(dá)到要求，其他的是次要的。</p><p><b>　　零件的技術(shù)分析</b></p><p>　　1．該零件的主要加工面為B和D其尺寸大小為Φ30+0.015 +0.002查表的其精度為IT6，這直接影響軸的

10、安裝和它的使用性能。 </p><p>　　2中心孔是B3要求D=3.2mm 在完工的零件上要求保留中心孔。</p><p>　　3．選擇定位基準(zhǔn)時(shí)各外圓的位置公差，采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即全部以工件的兩中心孔定位 。同時(shí)也為了保證個(gè)外圓的形狀與位置</p><p>　　公差，在軸的粗加工過程中，用油石頂尖研磨中心孔，中心孔的

11、表面粗糙度Ra值逐次減小，精度也要逐次提高。</p><p><b>　　產(chǎn)品的工藝分析</b></p><p>　　其材料為35號(hào)圓鋼，該材料一般用于重載荷作用下同時(shí)又受沖擊載荷作用的一些重要零件，要求零件具有高強(qiáng)度、高韌性相結(jié)合的良好綜合力學(xué)性能。</p><p>　　主軸長度不大只有220mm,直徑最小處為28mm,不屬于細(xì)長軸，應(yīng)此容易

12、加工。</p><p>　　確定主表面的加工方法和加工方案。</p><p>　　該軸加工方案分為兩加工階段，既粗車（粗車外圓、鉆中心孔），精車（精車各外圓）</p><p>　　3．拖滾軸多是回轉(zhuǎn)體，其加工手段是以車削加工，由于B和D和精度為IT6（較高的精度），表面粗糙度較大（Ra=3.2μm）,最終加工選用精車加工。</p><p>

13、　　二 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　　確定毛坯的制造形式</b></p><p>　　毛坯的形狀和尺寸越接近成品，機(jī)毛坯精度越高，則零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量越少，材料消耗越少，因而機(jī)械加工的生產(chǎn)率提高，成本降低，但是，毛坯的制作費(fèi)用卻提高了。因此，確定毛坯要以機(jī)械加工和毛坯制造兩方面去綜合考慮，以求得到最佳效果。</p><p

14、>　　零件的材料為35號(hào)鋼，因?yàn)樵摿慵侵睆较嗖畈淮笄沂切∨可a(chǎn)的階梯軸，所以毛坯材料直接使用圓棒料。軸的最大直徑為Φ35，根據(jù)計(jì)算取整，坯料的直徑取為Φ35，軸的總長為220mm，毛坯的長度取225mm。 </p><p><b>　?。ǘ?基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量

15、得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)有問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。</p><p><b>　　粗基準(zhǔn)的選擇。</b></p><p>　　因?yàn)樵摿慵禽S類零件，對(duì)于一般的軸類零件而言，都是以外圓作為粗基準(zhǔn)。；因此該軸也不例外。同時(shí)從零件圖中可知軸的軸段外圓無要求端面跳。一般選用兩端中心孔為定位基準(zhǔn)面。故可以采用三爪卡盤，以坯

16、料的外圓作為粗基準(zhǔn)，依次在兩端加工端面和打中心孔。</p><p><b>　　精基準(zhǔn)的選擇。</b></p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合和減少定位誤差，保證加工精度和安裝方便準(zhǔn)確的問中心題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行換算。對(duì)于本零件而言，因?yàn)橹行目准庸こ鰜砹耍僖詢啥丝鬃鳛榫鶞?zhǔn)加工各段外圓和孔次要表面。這樣可以做到基準(zhǔn)重合。同時(shí)還可以

17、保證各外圓表面間的同軸度和端面對(duì)軸心線的垂直度（該零件沒有具體要求），做到統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。并且采用基準(zhǔn)統(tǒng)一進(jìn)行加工還可以減少夾具種類，降低夾具設(shè)計(jì)制造費(fèi)用的作用。</p><p>　?。?）鉆φ17用兩端面夾緊在立式鉆床上鉆出。</p><p><b>　　加工方法的選擇：</b></p><p>　　Φ30，此段φ30+0.015 +0.002

18、表面粗糙度Ra值為3.2，直徑的尺寸公差等級(jí)為IT6，需經(jīng)過粗車——精車即可。其他段的公差等級(jí)沒什么要求，表面粗糙度Ra值為12.5，在中段是無要求的，又應(yīng)為用的是型材能達(dá)到其要求，就不要加工其圓面。Φ28軸段直徑的尺寸公差等級(jí)沒有要求，表面粗糙度Ra值為12.5。也只需經(jīng)過粗車——精車即可。</p><p>　　平面可以用臥式銑床加工其平面就可，孔用立式鉆床鉆出，倒角在車順便加工出來即可。</p>

19、<p>　?。ㄋ模?加工順序的安排： </p><p>　　兩端中心孔是以后的加工各外圓面，臺(tái)肩面的定位基準(zhǔn)面，故應(yīng)先加工。</p><p>　　車削外圓時(shí)，應(yīng)粗，精加工階段進(jìn)行。粗車在先，精車在后。而且在粗車與精車之間安排調(diào)質(zhì)處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。</p><p>　　軸的平面，孔次要表面加工，應(yīng)安排在粗車之后，磨削之前進(jìn)行，以免影響加工質(zhì)量，損壞刀具

20、。同時(shí)放在精車后也好控制鍵槽的深度尺寸。</p><p>　　機(jī)械加工完畢，進(jìn)行檢驗(yàn)，入庫。</p><p>　?。ㄎ澹?擬定工藝路線：</p><p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的集合形狀。尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還

21、應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p><b>　　1工藝路線總體方案</b></p><p>　　以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。</p><p>　?。?機(jī)械加工余量的確定及工序尺寸的確定</p><p>　　加余量工大小，應(yīng)按加工要求求定。余量過大不僅浪費(fèi)金屬，而且增加

22、金屬切削時(shí)，增大機(jī)床和刀具的負(fù)荷。但余量過小則不能修正前一工序誤差造成局部切不到的情況，影響加工質(zhì)量，甚至造成廢品。</p><p>　　1，外圓Φ28mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度Ra值為12.5,故只需粗加工就能達(dá)到要求（粗加工：IT12—-13級(jí)，Ra值為10--80）。</p><p>　　2.外圓Φ2845，表面為自由尺寸公差，前者加工精度為IT11級(jí),表面粗糙度Ra值為12

23、.5，因此都需要經(jīng)過粗車——精車。查《工藝手冊(cè)》表1-20其余量值規(guī)定前者為1.4 mm,，所以現(xiàn)取精加工余量為0.25mm.</p><p>　　3，外圓φ30+0.015 +0.002，規(guī)定精度等級(jí)為IT6級(jí)，表面粗糙度Ra值為3.2，要經(jīng)過磨削或精車才能達(dá)到要求，加工余量與上相同。如要磨削加工的話加工余量為0.5mm。</p><p>　　4平面是在外圓φ28上銑出，表面粗糙度Ra值

24、為12.5，只要經(jīng)過荒銑后粗銑，其加工余量查《工藝手冊(cè)》表1—22其余量值規(guī)定是1.0mm. </p><p>　?。ㄆ撸┻x擇加工設(shè)備及刀、夾、量具</p><p>　　由于生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔助少量的專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔助少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各個(gè)機(jī)床間的傳送均由人工完成。</p>&l

25、t;p>　　粗車各臺(tái)階?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，采用普通車床，選擇CA614O車床。專用夾具和游標(biāo)卡尺。</p><p>　　粗銑φ28的面?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，選擇X60臥式銑床，選擇錐柄 立銑刀。、專用夾具和游標(biāo)卡尺。</p><p>　　鉆孔φ17的孔。采用立式鉆床，型號(hào)為Z5125, 刀具選用直柄麻花鉆，專用夾具和游標(biāo)卡尺。

26、

27、

28、 </p><p>　　工序IX選用直柄擴(kuò)孔鉆，在立式鉆床上加工。采用專用夾具。</p><p><b>　?。ò耍┘庸すば蛟O(shè)計(jì)</b></p><p>　　工序II：車削端面、外圓。本工序采用采用計(jì)算法確定切削用量。</p><p>　　加工條件：35號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，=0.60Gpa、型材。</p>

29、<p>　　加工要求：粗車φ35mm端面及φ35mm的外圓R=3.2</p><p>　　機(jī)床：CA6140車床</p><p>　　刀具材料YT15，刀桿截面尺寸為16mm25mm；K=90，=15</p><p>　　，r=0.5mm。 </p><p><b>　　2．計(jì)算切削用量</b></p&

30、gt;<p>　?。?）背吃刀量a a=(35-30)mm/2=2.5mm</p><p>　　(2)進(jìn)給量f根據(jù)以知條件，從參考文獻(xiàn)[1]表2-5中可查表得f=0.5~0.7mm/r,根據(jù)所用CA6140車床技術(shù)參數(shù)，實(shí)際取f=0.56mm/r。</p><p>　　（3）切削速度v切削速度可由式參考文獻(xiàn)[1]（2-29）計(jì)算，也可查表確定，這里查表確定。從文獻(xiàn)[1]2-7

31、查得v=100mm/min,由v可推出機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速n</p><p>　　n==r/min=909r/min</p><p>　　根據(jù)所用CA6140型車床的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列，取1200r/min,故實(shí)際切削速度為</p><p>　　v==m/min=131m/min</p><p><b>　　(4)校核機(jī)床功率</b>

32、;</p><p>　　C=2795 x=1.0 y=0.75 n=-0.15</p><p>　　C=1940 x=0.9 y=0.6 n=-0.3</p><p>　　C=2880 x=1.0 y=0.5 n=-0.4</p><p>　　加工條件中的刀具角 和主偏角 與表不符，計(jì)算時(shí)的進(jìn)行修

33、正。由文獻(xiàn)[2]查的前角修正系數(shù)分別是0.95、0.85、0.85；主偏角的修正系數(shù)分別是0.94、0.77、1.11； 相應(yīng)的各項(xiàng)修正系數(shù)值均為1。</p><p>　　由公式參考文獻(xiàn)[1]（2-20）和（2-27）得</p><p>　　F=27952.5N=2530</p><p>　　F=2004N；F=716N。</p><p>　

34、　P=2530=5.5 </p><p>　　由上查機(jī)床說明書，CA6140 車床電機(jī)功率P=7.5,取機(jī)床傳動(dòng)效率=0.8,則</p><p><b>　　==6.87</b></p><p>　　校核結(jié)果表明，機(jī)床的功率是

35、足夠的。</p><p>　?。?）校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度 上以列出切削力，考慮到在機(jī)床道軌和溜板之間由F和F所產(chǎn)生的摩擦力，設(shè)摩擦系數(shù)=0.1，則機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)承受的力為</p><p>　　F=F+（ F+ F）=[716+0.1（2530+2004）]=1169N</p><p>　　查出機(jī)床說明書，CA6140車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許作用的最大力為3500，它大于機(jī)

36、床進(jìn)給機(jī)構(gòu)承受的力F。結(jié)果表明進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度是足夠的</p><p><b>　　。</b></p><p>　　工序VII應(yīng)為無特別要求，因此只要粗銑就能滿足要求。根據(jù)要求只要去除表面料3mm。</p><p>　　參考文獻(xiàn)[2]表11-34，取粗銑每齒進(jìn)給量a=0.035mm/z；粗銑走刀一次，a=3mm。</p><p

37、>　　參考文獻(xiàn)[2]表11-38，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,又前面以選定銑刀直徑φ14mm，故相應(yīng)的切削速度為</p><p>　　v粗==m/min=6.5m/min</p><p>　　參考文獻(xiàn)[2]表11-29，得切削公率=9.81</p><p>　　查表的z=3個(gè)齒，n==2.5r/s,a=3mm,a=2mm，d粗銑一次。</p>

38、;<p>　　將他們帶入式中，得：</p><p><b>　　=9.81=1.5</b></p><p>　　又應(yīng)為文獻(xiàn)[2]查的機(jī)床的功率為5，若取效率為0.85，則5=</p><p><b>　　4.25<5 。</b></p><p><b>　　故

39、功率足夠。</b></p><p>　　2．確定精車切削用量</p><p>　　應(yīng)為精車中的a和f的取值均不大，所以就不校核機(jī)床功率和進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。</p><p>　　三 總 結(jié)</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)的全面運(yùn)用有了更深一步的理解，在這次課程的設(shè)計(jì)中，我在遇到問題積極思考并同學(xué)討論，同

40、時(shí)，及時(shí)向老師請(qǐng)教，并在老師的指導(dǎo)下順利完成，課程設(shè)計(jì)完成的同時(shí)，我對(duì)過去所學(xué)到的知識(shí)全面運(yùn)用有了更深一步的理解。</p><p>　　設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、細(xì)致的工作，在設(shè)計(jì)過程中常遇到一些困難和問題，但通過指導(dǎo)老師的指點(diǎn)加上自己努力都一一解決，積累了一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，也發(fā)揮了自己的主觀能動(dòng)性。</p><p>　　雖然用了不少的時(shí)間去設(shè)計(jì)，但還是感覺非常充實(shí)，因?yàn)閷W(xué)習(xí)就是提高，提高就是進(jìn)步，人

41、的進(jìn)步就是財(cái)富。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)教材的理解程度，并對(duì)設(shè)計(jì)過程有了全面的了解，由分析到方案的擬訂，增強(qiáng)了我動(dòng)手的能力。</p><p>　　不過，由于所學(xué)的知識(shí)不夠牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，希望老師給以批評(píng)和指導(dǎo)，同時(shí)也感謝姜老師的關(guān)懷和指導(dǎo)，在以后的學(xué)習(xí)中彌補(bǔ)自己的不足，努力提高自己的水平。</p><p><b>

42、;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1《機(jī)械制造工藝學(xué)》趙志修主編 ------------------------------機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　2《機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)》金司楷主編 ---------------------------清華大學(xué)出版社</p><p>　　3《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》于駿一 鄒青主編 ----------

43、----------機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　4《金屬工藝學(xué)》邢忠文 張學(xué)仁主編 -----------------哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　5《機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》第3卷 /汪愷主編 ---------- 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　6《機(jī)械工程手冊(cè)》第7卷-----------------------------------