機械制造工藝學課程設計---軸的加工工藝規(guī)程設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程名稱： 機械制造技術課程設計 </p><p>　　設計題目： 軸的加工工藝規(guī)程設計 </p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造與自動化 班級： </p><p>　　學生姓名

2、: 學 號: </p><p>　　起迄日期: 2012 年 12月 24 日 ~ 2012 年12月 29日 </p><p>　　指導教師: </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、軸的工藝分析及生產類型

3、的確定4</p><p>　　1.1、軸的用途4</p><p>　　1.2、軸的技術要求：4</p><p>　　1.3、審查軸的工藝性5</p><p>　　1.4、確定軸的生產類型5</p><p>　　2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖6</p><p><b>　　2.1

4、選擇毛胚6</b></p><p>　　2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量6</p><p>　　2.2.1公差等級6</p><p>　　2.2.2軸鑄造毛坯尺寸工差及加工余量6</p><p>　　3、擬定軸承座工藝路線7</p><p>　　3.1、定位基準的選擇7</p>

5、<p>　　3.1.1．粗基準的選擇7</p><p>　　3.1.2．精基準的選擇7</p><p>　　3.1.3.工藝路線的確定...........................................................8</p><p>　　3.2．表面加工方法的確定9</p><p>　

6、　3.3、加工階段的劃分10</p><p>　　3.4、工序的集中與分散10</p><p>　　3.5、工序順序的安排10</p><p>　　3.5.1機械加工工序10</p><p>　　3.5.2．熱處理工序10</p><p>　　3.5.3．輔助工序11</p><p>

7、;　　3.6、確定工藝路線12</p><p>　　4、加工余量、工序尺寸和工差的確定12</p><p>　　5、切削用量、時間定額的計算13</p><p>　　5.1、切削用量的計算13</p><p>　　5.2、時間定額的計算14</p><p>　　5.2.1．基本時間tj的計算14</p

8、><p>　　5.2.2．輔助時間ta的計算14</p><p>　　5.2.3. 其他時間的計算14</p><p>　　5.2.4．單件時間tdj的計算15</p><p><b>　　6.夾具設計15</b></p><p>　　6.1夾具的結構組成15</p><

9、p>　　6.2夾具的結構原理15</p><p>　　6.3零件加工定位誤差分析16</p><p>　　7. 體會與展望16</p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p>　　軸的工藝分析及生產類型的確定</p><p><b>　　1.1、軸的用途&

10、lt;/b></p><p><b>　　1軸的作用</b></p><p>　　軸類零件是機械傳動中一種常見的零件。軸在機械傳動中其主要作用，一是傳遞轉矩；二是工作過程中經常承受載荷；三是支撐傳動零部件。</p><p><b>　　2軸的工藝分析</b></p><p>　　通過分析該零件

11、，其布局合理，較方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，尺寸合理，能夠完整的表達物體的大小和形狀，符合要求。</p><p>　　1.2、軸的技術要求</p><p>　　該軸的各項技術要求如下表所示：</p><p>　　1.3、審查軸的工藝性</p><p>　　該軸結構較簡單，形狀較為簡單，屬一般的軸類零件。主要加工表面有Φ55的外

12、圓柱面；兩個槽；以及φ34，φ30和φ31.2的內孔通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工和磨削加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。</p><p>　　1.4、確定軸的生產類型 </p><p>　　已知此軸的零件的生產綱領為5000件/年，零件的質量不足100Kg，

13、查殷國富，徐雷，胡曉兵.機床夾具設計手冊（軟件版）.北京：化學工業(yè)出版社，2009，可確定該撥叉生產類型為中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主， 采用專用工裝。</p><p>　　2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖</p><p><b>　　2.1選擇毛胚</b></p><p>　　零件材料為4

14、5鋼，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸機械砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級為CT10。這對提高生產率，保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。</p><p>　　2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量</p><p>　　由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。</p><

15、p><b>　　2.2.1公差等級</b></p><p>　　由軸承座的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為CT=10。</p><p>　　2.2.2軸鑄造毛坯尺寸工差及加工余量</p><p>　　3、擬定軸承座工藝路線</p><p>　　3.1、定位基準的選擇</p><p>　

16、　3.1.1．粗基準的選擇</p><p>　　按照粗基準的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準。根據零件圖所示，故應選軸外圓端面為粗基準，以此加工軸的內圓柱面以及其它表面。</p><p>　　3.1.2．精基準的選擇</p><p>　　考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的

17、外圓柱面為主要的定位精基準，即以軸的外圓柱面為精基準。</p><p>　　3.1.3工藝路線的擬定</p><p>　　毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內應力及改善機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。</p><p>　　根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，

18、在生產綱領已確定的情況下,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率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：</p><p>　　根據此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡片。見附表</p><p>　　3.2 、表面加工方法的確定 </p><p>　　根據軸承座零件圖上的各加工表面

19、的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：</p><p>　　3.3、加工階段的劃分</p><p>　　該軸除Φ30的內孔表面加工質量要求高以外，其余的表面加工質量要求一般，因此可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。</p><p>　　在粗加工階段，首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗

20、銑軸內圓錐面。在半精加工階段，完成軸內圓柱面精銑加工和φ28孔的鏜-半精鏜加工及φ31.2、φ34、φ36孔的加工。</p><p>　　3.4、工序的集中與分散</p><p>　　選用工序集中原則安排軸的加工工序。該軸的生產類型為中批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有

21、利于保證各加工表面的相對位置精度要求。</p><p>　　3.5、工序順序的安排</p><p>　　3.5.1機械加工工序</p><p>　?。?）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——軸的外圓柱面和右端面。</p><p>　?。?）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。</p><p&g

22、t;　?。?）遵循“先面后孔”原則，先加工軸的右端面，再加工φ36孔。</p><p>　　3.5.2．熱處理工序</p><p>　　鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該軸在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。</p><p>　　3.5.3．輔助工序</p>

23、<p>　　在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。</p><p>　　綜上所述，該軸工序的安排順序為：熱處理——基準加工——粗加工——精加工。</p><p>　　3.6、確定工藝路線</p><p>　　在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了軸的工藝路線：</p><p>　　4、加工余量、工序尺寸和工差的確

24、定</p><p>　　在這只確定鏜φ30孔的加工余量、工序尺寸和公差。</p><p>　　由相關表可查得鏜孔余量T鏜 =3mm。再查相關表可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，鏜：IT7。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，鏜：0.15mm。</p><p>　　綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，鏜：φ30+0.15mm。&l

25、t;/p><p>　　5、切削用量、時間定額的計算</p><p>　　在這只計算粗鏜-半精鏜φ28孔此工序的切削用量和時間定額。</p><p>　　5.1、切削用量的計算</p><p><b>　　粗鏜Ф28孔</b></p><p>　　該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔；</p>&

26、lt;p>　　由文獻《切削用量簡明手冊》,鏜孔的進給量f=0.3mm/r，由文獻《切削用量簡明手冊》求得鏜孔時的切削速度v=30m/min；</p><p><b>　　由此算出轉速為：</b></p><p>　　按鏜床的實際轉速取n=350r/min，則實際切削速度為：</p><p><b>　　半精鏜Ф28孔</b

27、></p><p>　　該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔；</p><p>　　由文獻《切削用量簡明手冊》,鏜孔的進給量f=0.2mm/r，由文獻《切削用量簡明手冊》求得鏜孔時的切削速度v=30m/min；</p><p><b>　　由此算出轉速為：</b></p><p>　　按鏜床的實際轉速取n=350r/min

28、，則實際切削速度為：</p><p>　　5.2、時間定額的計算</p><p>　　5.2.1．基本時間tj的計算</p><p><b>　　粗鏜孔工步：</b></p><p>　　根據文獻，鏜孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得。式中切削工時： </p><p

29、>　　l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(1~2)=4/2*cot54+1.1mm=4mm; f=0.3mm/r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間5.53s。</p><p><b>　　半精鏜孔工步：</b></p><p>　　根據表文獻，鏜孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(160+3+2

30、)/fn 求得。式中切削工時： </p><p>　　l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(1~2)=2.6/2*cot54+1.2mm=3mm; f=0.2mm/r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間10.3s。</p><p>　　5.2.2．輔助時間ta的計算</p><p>　　根據第五章第二節(jié)所述，

31、輔助時間ta與基本時間tj之間的關系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為：</p><p>　　粗鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x5.53s=0.83s;</p><p>　　半精鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x10.3s=1.55s;</p><p>　　5.2.3. 其他時間的計算</p&

32、gt;<p>　　除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于軸的生產類型為中批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為：</p><

33、p>　　粗鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s;</p><p>　　半精鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.711s。</p><p>　　5.2.4．單件時間tdj的計算</p><p>　　這里的各工序的單件時間分別為：</p><p>　　鏜孔工步

34、tdj鉆=5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s +0.71s =19.30s;</p><p>　　因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆=19.301s;將上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。</p><p><b>　　夾具設計</b></p><p>　　為了提高零件加工零件效率，保證加工質量，降低勞動強度，現(xiàn)

35、對φ55圓柱面上的鍵槽銑削設計專用夾具。</p><p>　　6.1夾具的結構組成</p><p>　　該專用夾具的結構主要由以下幾部分組成：</p><p><b>　　第一部分是底板</b></p><p>　　第二部分是2個V形塊、4個V形塊定位銷和4個緊固V形塊螺栓。</p><p>　　

36、第三部分是2個底板向定位鍵以及緊固螺釘。</p><p>　　第四部分是2個U形壓板以及緊固螺栓。</p><p>　　第五部分是2個輔助支撐。</p><p>　　第六部分是對刀塊以及其上的銷和緊固螺釘。</p><p>　　6.2夾具的工作原理</p><p>　　銑槽銑削夾具設計的指導思想是，在普通立式銑床上對軸

37、類外圓柱面上鍵槽的加工是利用一對V形塊和定位鍵定位、U形壓板壓板通過螺栓夾緊工件，這樣就能保證工件的形位精度，也就是說確保了軸的銑削加工質量。</p><p>　　其原理是：定位鍵通過螺釘擰緊固定在地板上；利用對刀塊來控制銑刀的走向來調整道具走向；V形塊先通過銷和地板定位，再通過螺釘擰緊固定在地板上； U形板通過螺栓擰緊來壓緊零件和輔助支撐使其固定在地板上；利用底板導向定位鍵與銑床本身T型槽“精密”配合，再通過兩

38、端的開口槽用螺栓和銑床擰緊固定。</p><p>　　6.3零件加工定位誤差分析</p><p>　　由于該軸用螺栓緊固，在整個加工過程中均處于鎖緊狀態(tài)；因此零件與V形塊之間不存在定位誤差，由于V形塊利用圓柱銷通過過盈配合定位在底板上面；并分別用2個螺栓緊固在底板上，在整個加工過程中均處于鎖緊狀態(tài)；因此V形塊與底板之間的誤差滿足要求。</p><p><b&g

39、t;　　體會與展望</b></p><p>　　通過這段時間的學習，我對機械制造技術的感悟程度有了很大的提高，對于以前不會的一些問題也通過看書，查資料和與同學交流弄明白了一些。在這次的設計中，我們樹立了正確的設計思想，掌握了設計的一般規(guī)律，同時也知道了一些機床的的基本參數，并且查閱了一些書籍，使自己的知識面得到了拓寬。通過這次設計，在計算，繪圖等過程中覺得都是對自己的一次鍛煉。在具體做的過程中，讓我更

40、進一步的明白了作為一個設計人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴謹的態(tài)度和不厭其煩的細心，要有精益求精、追求完美的一種精神。雖然有的時候會很毛躁，也可能很忙，但是我覺得設計一定要堅持下去。</p><p>　　在設計中我也體會到了集體的力量，我們不可能什么東西都要去問老師，而且老師也不一定都知道，所以平時的學習討論就很重要了 還有平時的分工合作，就更顯得一組的合作精神和組長的凝聚力了。</p>&l

41、t;p>　　在這次的機械制造的設計中，由于準備不是很充分，經驗也不是很夠。在有一些地方肯定存在著錯誤，請老師多多諒解。</p><p><b>　　主要參考文獻</b></p><p>　　陳家芳、曹志鴻、唐益萍.金屬切削加工手冊.第3版.上海：上?？茖W技術出版社，2011</p><p>　　殷國富，徐雷，胡曉兵.機床夾具設計手冊（軟件