機械制造工程課程設(shè)計--設(shè)計小軸零件的加工工藝規(guī)程及備工藝裝

1、<p>　　機械制造工程課程設(shè)計</p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　題 目：設(shè)計小軸零件的加工工藝規(guī)程及備工藝裝（年產(chǎn)量為2000件）</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、零件工藝性分析</p><p&g

2、t;<b>　　、零件的作用</b></p><p><b>　　、零件的工藝分析</b></p><p>　　二、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計</p><p>　　、確定毛坯的制造形成</p><p><b>　　、基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>

3、;<b>　　、制定工藝路線</b></p><p>　　三、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定</p><p><b>　　四.體會</b></p><p><b>　　五．參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　一、零件工藝性分析</b&g

4、t;</p><p><b>　　、零件的作用</b></p><p>　　題目給定的零件是小軸，軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一，它主要是用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。</p><p>　　軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件分為光軸、

5、階梯軸、空心軸和曲軸等。</p><p><b>　　、零件的工藝分析</b></p><p>　　該小軸的全部技術(shù)要求列如下表:</p><p><b>　　.生產(chǎn)綱領(lǐng)的計算</b></p><p>　　（1）生產(chǎn)綱領(lǐng)是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝規(guī)程起著很重要的作用，它

6、決定了各工序所需的專業(yè)化和自動化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備。</p><p>　?。?）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)的計算方式</p><p>　　N=Qn(1+α%)(1+β%)</p><p>　　結(jié)合生產(chǎn)實際：零件的備品率α%和零件的平均廢品率β%分別取4%和6%，產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q要求為2000件/年，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件/臺。所以綜合以上數(shù)據(jù)代入上式中得：

7、N=2210件，所以查表1可得其屬于輕型零件，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。</p><p>　　二、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計</p><p>　　、確定毛坯的制造形成   1；是設(shè)本課程設(shè)計計小軸的工藝，選用45鋼。</p><p>　　2；常用圓棒體和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的

8、抗拉、抗彎和抗扭強度。本課程設(shè)計是設(shè)計小軸的工藝，一般的光軸、直徑相差不大的階梯軸常用熱軋棒料做毛柸，選用圓棒料。</p><p>　　3；按零件尺寸確定毛柸尺寸：Φ30×100</p><p>　　基準(zhǔn)的選擇， 粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　因為要保證小軸的中心線垂直于右端面，所以以Φ30的外圓表面的粗基準(zhǔn)。</p><p&g

9、t;<b>　　精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的下低面為精基準(zhǔn)。</p><p>　　、制定工藝路線    制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此

10、之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。. 工藝路線方案一</p><p><b>　　工序：</b></p><p>　　粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端45°倒角。</p><p><b>　　粗、精銑削B面。</b></p><p><b>　　銑削5mm的槽

11、。</b></p><p><b>　　銑削3mm的槽。</b></p><p><b>　　拉花鍵。</b></p><p><b>　　工藝路線方案二</b></p><p><b>　　工序：</b></p><p&g

12、t;　　粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端45°倒角。 以Ф22mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　拉花鍵。以花鍵中心線及右端面為基準(zhǔn)，</p><p>　　銑削槽B面。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具</p><p>　　銑削5mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。</p&g

13、t;<p>　　銑削3mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。</p><p><b>　　方案分析：</b></p><p>　　上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進(jìn)行定位與

14、加緊即以花鍵中心線和下低面作為3.4.5道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。</p><p>　　三、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定  零件材料為45鋼，毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS。根據(jù)《機械加工工藝師手冊》（以下簡稱《工藝手冊》機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編）知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用模鍛鍛模造毛坯。</p&g

15、t;<p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　.毛坯余量及尺寸的確定</p><p>　　下端面的加工余量：下端面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除</p><p><b>　　矩形花鍵底孔。</b></p>

16、<p>　　要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ5，見零件圖，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔Φ3，拉花鍵 ，花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm</p><p><b>　　右端面的加工余量。</b></p><p>　　此工序分2個工步1、粗銑右端

17、面 2、精銑右端面。精加工余量為0.2mm，粗銑加工余量為2.8mm</p><p><b>　　、確定工序</b></p><p><b>　　加工順序的安排</b></p><p><b>　?。?）機械加工工序</b></p><p>　?、侔聪然鶞?zhǔn)平面后其他的原則

18、：機械加工工藝安排是總是先加工好定位基準(zhǔn)面，所以應(yīng)先安排為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定為基準(zhǔn)。先加工精基準(zhǔn)面，轉(zhuǎn)中心孔及車表面的外圓。</p><p>　　②按先粗后精的原則：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求較高的各主要表面，后安排精加工。</p><p>　?、郯聪戎骱蟠蔚脑瓌t:先加工主要表面，如車外圓各個表面，端面等。后加工次要表面，如銑鍵槽等。</p><p

19、>　?、芟韧夂髢?nèi)，先大后小原則：先加工外圓再以外圓定位加工內(nèi)孔，加工階梯外圓時先加工直徑較大的后加工直徑小的。</p><p>　?、荽我砻娴募庸ぐ才牛烘I槽等次要表面的加工通常安排在外圓精車之后。</p><p>　　⑥對于軸右端ø22mm和中間ø20mm加工質(zhì)量要求較高的表面，安排在后面.</p><p>　?、呦让婧罂自瓌t：先加工端面

20、，再銑鍵槽，鉆螺孔。</p><p>　?。?）熱處理工序的安排</p><p>　　在切削加工前宜安排正火處理，豈能提高改善軸的硬度，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善其切削性能。在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在半精車之后，這樣能提高材料強度、表面硬度和耐磨性。</p><p>　　在粗加工和熱處理后，安排校直工序。在半精車加工之后安排去毛刺和中間

21、檢驗工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和終檢工序。</p><p>　　綜上所述，該軸的工序安排順序為：基準(zhǔn)加工——主要表面粗加工——熱處理——主要表面半精加工——主要表面的精加工（磨削）——銑鍵槽、攻螺紋——去毛刺、最終熱處理等。</p><p><b>　　該軸工藝路線的確定</b></p><p>　　根據(jù)以上的加工工藝過程的分析確定零件

22、的工藝路線如表4</p><p>　　機械加工余量、工序尺寸的確定</p><p>　　確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表：</p>

23、<p>　　表5外圓柱面φ22　軸段加工余量計算</p><p>　　表6外圓柱面φ18軸段加工余量計算</p><p>　　表7φ22軸段加工余量計算</p><p>　　表8φ20軸段加工余量計算</p><p><b>　　確定工序的切削用量</b></p><p>　　確定切削用

24、量的原則：首先應(yīng)選去盡可能大的背吃刀量，其次在機床動力和剛度允許的條件下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量。最后根據(jù)公式確定最佳切削速度。</p><p><b>　　工序三，粗車Φ22</b></p><p><b>　?。?）車刀的選取：</b></p><p>　　粗車選取刀具為硬質(zhì)合金刀具，型號

25、為YT15.</p><p>　　車刀參數(shù)查表得，選擇刀具前角γ0＝12°后角α0＝6°，刃傾角：λs=0,主偏角Kr=60° ,副偏角Kr’=10°。</p><p><b>　?。?）背吃刀量：</b></p><p><b>　　背吃刀量mm。</b></p>&

26、lt;p><b>　?。?）進(jìn)給量確定：</b></p><p>　　查CA6140機床參數(shù)得機床功率為，中心高度為200mm，查《切削用量手冊》得刀桿的mm，從而查得進(jìn)給量f=0.4～0.6mm/r,查得CA6140機床的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量取f=0.51mm/r.</p><p><b>　?。?）切削力計算：</b></p>&l

27、t;p><b>　　由 </b></p><p><b>　　查表=270，</b></p><p><b>　　,,.</b></p><p><b>　　則N</b></p><p>　?。?）確定切削速度：</p><p&g

28、t;　　查《切削用量手冊》，使用YT15硬質(zhì)合金刀具來粗加工時，當(dāng)=0.918GPa，≤7，=0.51mm/r時，切削速度為m/s。</p><p>　　切削速度的修正系數(shù)查《切削用量手冊》得=0.65，</p><p>　　=0.92，=0.9，=1.0，=1.0。</p><p>　　=1.28×0.65×0.92×0.9×

29、;1.0×1.0=0.67m/s</p><p><b>　　r/s</b></p><p><b>　　=183r/min</b></p><p>　　查CA6140產(chǎn)品說明書可以知道，轉(zhuǎn)速應(yīng)選擇r/min。這</p><p><b>　　時實際切削速度</b>&l

30、t;/p><p>　?。?）校驗機床功率：</p><p>　　查《切削用量手冊》，由于=0.918GPa，≤4.8，=0.51mm/r≤0.6mm/r，=0.73m/s，切削功率為</p><p><b>　　KW</b></p><p>　　切削功率的修正系數(shù)，，</p><p>　　則實際的切削

31、功率kw</p><p>　　根據(jù)CA6140的產(chǎn)品說明書：當(dāng)切削速度是時，機床的切削功率是5.5kw，可知≤5.5kw，滿足要求。</p><p>　?。?）最后確定的切削用量</p><p>　　mm，=0.51mm/r，r/min</p><p><b>　　工序八 粗銑花鍵槽</b></p><

32、;p><b>　?。?）刀具選擇</b></p><p>　　選擇硬質(zhì)合金刀具YT5，銑刀直徑為d=16mm，刀具總長L=75mm,切削部分長l=28mm,齒數(shù)為Z=2.，，，。</p><p><b>　?。?）確定背吃刀量</b></p><p><b>　　mm</b></p>

33、<p>　　（3）確定切削速度：</p><p>　　查《金屬切削手冊》，每齒進(jìn)給量，取銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：0.8～1.0（厚刀面最大磨損限度），銑刀平均耐用度：3.8.</p><p>　　查表知道40Cr調(diào)質(zhì)后的硬度為HB330～380之間,可從《金屬切削手冊》常用工件材料的銑削速度推薦范圍中查得 ,在保證正常的銑刀耐用度及在機床動力和剛性允許的條件下,應(yīng)盡量選取較大的銑削速

34、度,應(yīng)此選擇.</p><p><b>　　r/s</b></p><p>　　=1194r/min</p><p>　　查X52K型立銑的產(chǎn)品設(shè)計說明書，可以知道選擇轉(zhuǎn)速為r/min。</p><p><b>　　從而可以得出</b></p><p><b>　　

35、（4）確定銑削用量</b></p><p>　　mm，r/min，， </p><p><b>　　五.體會與展望</b></p><p>　　為期兩周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造工藝學(xué)》、《機床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理

36、論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。主要是鉆模板與鉆套的選擇與設(shè)計。本設(shè)計采用了快換鉆套和手動螺旋快速加緊機構(gòu)，從而大大提高了由于鉆、擴、絞孔而頻繁換鉆套的生產(chǎn)效率，夾具的加工精度都采用普通級，充分考慮了制造成本。缺點是本設(shè)計的操作需要人力，所以在生產(chǎn)自動化方面有待改進(jìn)。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計，使我將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，得到了解決問題和分析問題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計

37、、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練。</p><p>　　本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。</p><p>　　通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的

38、方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。</p><p>　　總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！</p><p><b>

39、;　　六．參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、朱淑萍主編. 機械加工工藝及裝備.北京：機械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　2、李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994</p><p>　　3、孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999</p><p>　　4、機床

40、夾具設(shè)計手冊.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　5、趙家齊主編.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京.機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　6、田春霞主編.數(shù)控加工工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　7、吳拓、方瓊珊主編. 機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p&