機械制造工藝學課程設計制定小軸的機械加工工藝規(guī)程（年產量2000件）（全套圖紙）

1、南 昌 航 空 工 業(yè) 學 院課 程 設 計 說 明 書全套cad圖紙，工藝卡等，聯(lián)系153893706姓名： 院系：機械系班級： 030312 學號：指導老師： 成績：2006-11-28目錄1 序言12 零件加工工藝設計1 零件分析1l 零件的作用l 零件的工藝分析l 主要技術要求l 加工表面尺寸及其要求 確定生產類型2 選擇毛坯3l 確定毛坯的種類l 確定毛坯尺寸l 設計毛坯-零件綜合圖 機械加工工藝規(guī)程設計4l 選擇定位基準l 擬訂加工工藝路線1) 確定表面加工方法2) 確定工藝過程方案i. 擬訂方案ii. 裝夾方案iii. 加工方案iv. 方案論證 選擇機床裝備及其工藝裝備71) 選

2、擇機床2) 選擇夾具3) 選擇刀具4) 選擇量具 加工余量，工序尺寸及公差的確定73填寫工藝文件84小結95附參考書和參考資料目錄10小軸工藝規(guī)程設計說明書設計題目：制定小軸的機械加工工藝規(guī)程（年產量2000件）序言機械制造工藝學課程設計是在我們學習完大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學學習中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己的未來將從事的工作進行一次適應性的鍛煉，從鍛煉中自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎

3、。由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。零件加工工藝設計第一節(jié) 零件分析利用cad軟件繪制零件圖圖1 小軸零件圖三維造型圖如下圖2 小軸三維造型圖1.1 軸的作用軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端面所組成。根據(jù)結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。1.2 零件工藝性分析 零件組成表面：外圓表面（36，26），端面及臺階面，通槽、鍵槽、退刀槽等，小孔（軸向、徑向）、頂尖孔、定位坑等，倒角。 主要表面分析：26 外圓表面

4、既為基準面又為工作面1.3 確定零件的主要加工表面和關鍵技術要求26 外圓表面本身的圓度公差為 0.01mm；軸臺階面與 26外圓中心線的垂直度保證0.015mm；1047 通槽中心面對26外圓軸線的對稱度保證 0.04mm；6mm 鍵槽的中心平面對26外圓的對稱度保證 0.04mm；6 小孔的軸線對10mm通槽對稱平面的垂直度保證0.1mm。零件需經(jīng)調質處理，保證硬度 hrc2832。第二節(jié) 確定生產類型2.1計算生產綱領計算公式： 。式中 n零件的生產綱領q機器的年產量（2000）n每臺機器中該零件的數(shù)量（2）%備品百分率（2）%廢品百分率（2）軸承座的生產綱領：n=20002(1+2%+

5、2%)=4160(件)2.2確定生產類型小軸屬于輕型零件；小軸的生產綱領4160件，查閱表生產類型與生產綱領的關系。確定小軸加工屬于小批生產。應該按小批生產的工藝特征安排該工件的毛坯，以及工藝方法與工藝裝備。第三節(jié) 選擇毛坯2.1 確定毛坯類型l 軸類零件的材料常用45鋼，精度較高的軸可選用40cr、軸承鋼gcr15、彈簧鋼65mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20crmnti、20mn2b、20cr等低碳合金鋼或38crmoal氮化鋼。本課程設計是設計小軸的工藝，鑒于上述材料選用45鋼。l 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結構復雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內部

6、纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。本課程設計是設計小軸的工藝，一般的光軸、直徑相差不大的階梯軸常用熱軋棒料作毛坯，選用圓棒料。2.2確定毛坯尺寸按零件尺寸確定毛坯尺寸 40153。2.3設計毛坯-零件綜合圖 40圖3 毛坯第三節(jié) 機械加工工藝規(guī)程設計3.1 選擇定位基準 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得是否正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。定位基準選擇的思路是：首先考慮選擇以哪一組表面為精基準定位，能確保工件的位置精度。然后考慮選擇以哪一組表面為粗基準

7、定位，加工出精基準表面精基準的選擇，影響加工工件的位置精度，一般情況下采用基準重合原則，即采用設計基準為定位基準，以避免基準不重合誤差的影響，確保工件裝夾的定位精度。小軸加工過程中同樣也要選擇好粗基準和精基準，精基準的選擇主要考慮基準重合問題。當設計尺寸與工藝基準不重合時，要進行尺寸換算。經(jīng)過分析可以得出小軸加工中的定位選擇結果：l 26 外圓為零件主要定位基準，且不少表面均與它有位置精度要求。l 加工時 10mm 通槽、6mm 鍵槽，為保證其與 f26 的對稱度，定位主要基準亦應為 f26 中心，可選 v 形塊作主要定位件。l 加 工 14mm 通槽及 f6 小孔時，則以 10mm 通槽作定

8、位基準，保證零件圖中位置精度要求。 3.2 擬訂工藝過程 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。1. 確定表面加工方法首先根據(jù)零件圖樣，確認零件上的需要機械加工表面(即圖樣上標有符號的表面)，然后選擇這些表面的加工方法。表面加工方法主要取決于零件表面的形狀、尺寸和技術要求（加工精度和表明粗糙度要求等）。同時還要考慮加工方法的經(jīng)濟精度，生產類型和現(xiàn)有生產條件等。小軸各表面加工方法選擇如下：（1）主要表面采用的終加工方法按it7級精度，ra0.8m，為精車或磨削。 （2）選擇確定按零件材料、批量大小、現(xiàn)場條件等因素，并對照各加工方法特點及適應范

9、圍確定采用磨削。 （3）加工各表面終加工方法l f26 外圓表面終加工方法可選擇磨削。l 由于各槽與 f26 外圓有較高的位置 精度要求，為確保銑槽時有較好的定位基準質量，在銑槽前先粗磨 f26 外圓，最后通過精磨使 f26 外圓達到圖紙要求。l f26外圓及零件上其它回轉面粗、半精加工均采用車削。l 槽采用銑削加工。l f6 小孔采用鉆削加工。 （4）各表面加工路線確定l 26外圓：粗車半精車磨削；l 其余回轉面：粗車半精車；l 鍵槽：銑削。2. 確定工藝過程方案 （1）擬訂方案 由于各表面加工方法及粗精基準基本上確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準先行”的原則，初步

10、擬訂如下加工方案，見下表。 （2）裝夾方案 常見裝夾方案：l 用卡盤夾 用三爪自定心卡盤直接夾持外圓 ；用四爪單動卡盤夾外圓結合打表找下定位 l 兩頭頂 用前后頂尖與中心孔定位，通過撥盤和雞心夾帶動工件旋轉，用于一次裝夾下加工數(shù)段外圓。有利于保證各外圓柱面之間的同軸度和臺階面對軸線的垂直度。 當工件的剛度較低時，可在前后頂尖之間加裝中心架或跟刀架作為輔助支承以提高支承剛度。 若工件為空心軸，當其通孔加工出來后，中心孔已不復存在，此時可在通孔兩頭加工出一段錐孔，裝上錐堵，利用錐堵上的中心孔來實現(xiàn)“兩頭頂”。 l 一夾一頂 粗加工時，因切削力較大，可采用“三爪自定心卡盤”夾一頭，頂尖另一頭的裝夾方

11、法。 l 一夾一托 加工軸上的軸向孔或車端面，鉆中心孔時需用外圓定位，常用三爪卡盤夾一頭，中心架，托一頭的裝夾方法。 l 用v形塊 銑軸上的鍵槽時切削力較大，且槽深的設計基準為外圓下母線，常以鍵槽所在的外圓段為定位基準，用v形塊和螺旋壓板或專用虎鉗裝夾。 l 用專用夾具 生產批量大時可設計專用夾具裝夾。 本設計方案的裝夾方法：l 采用兩中心孔定位裝夾一般以重要的外圓面作為粗基準定位，加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準；盡可能做到基準統(tǒng)一、基準重合、互為基準，并實現(xiàn)一次安裝加工多個表面。中心孔是工件加工統(tǒng)一的定位基準和檢驗基準，它自身質量非常重要，其準備工作也相對復雜，常常以支承軸頸定

12、位，車（鉆）中心錐孔；再以中心孔定位，精車外圓；以中心孔定位，精磨外圓；最后以支承軸頸外圓定位，精磨（刮研或研磨）錐孔，使錐孔的各項精度達到要求。l 用外圓表面定位裝夾對于空心軸或短小軸等不可能用中心孔定位的情況，可用軸的外圓面定位、夾緊并傳遞扭矩。一般采用三爪卡盤、四爪卡盤等通用夾具，或各種高精度的自動定心專用夾具，如液性塑料薄壁定心夾具、膜片卡盤等。（3）加工方案小軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段；半精加工階段；精加工階段，在機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序，這就決定了小軸加工各主要表面總是循著以下順序的進行，即粗車調質（預備熱處理）半精車精車粗磨精磨。主軸主要表面

13、的加工順序安排如下：備坯 切端面、打中心孔 粗車各面 半精車各面 非回轉面加工 去毛刺 中檢 最終熱處理 修研中心孔 粗、精磨外圓（或精車） 清洗 終檢。當主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。對小軸來說主要是孔、鍵槽等。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費工時。但這些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的主要表面。工序號工序名稱設備00下料鋸05車ca614010車ca614015鉗20中檢25熱處理30車ca614035車ca614040車ca61

14、4045鉗50磨磨床55銑x62w60銑x62w65磨磨床70鉆z5125a75終檢圖4 工藝路線圖（4）方案論證此方案的優(yōu)點在于： 粗精加工劃分了明確的加工階段；工序05到10都是粗加工階段，工序35和40為半加工階段。個表面加工互不影響，精度逐步提高，有利于保證表面加工質量。 加工階段可劃分為粗、半精、精加工三個階段；工序沒有過于集中（剛度差，易變形）也沒有太分散。 分工序磨削大小外圓，有利于選擇合適的切削用量。 鉆孔、銑鍵槽的余量不是很大，對已經(jīng)加工的表面精度有一定的影響，所以把磨削放在了銑工序之后，有利于保證加工質量。 調質一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。 以

15、機加工藝路線作主體。以主要表面加工路線為主線，穿插次要表面加工。 安排輔助工序。熱處理前安排中間檢驗。檢驗前，銑削后去毛刺。 穿插熱處理?？紤]軸各等因素，將調質處理安排于粗加工之后進行。第五節(jié) 選擇加工設備與工藝裝備 選擇機床車削采用臥式車床；銑削采用立式銑床；磨削采用外圓磨床。 選擇夾具零件粗加工采用一頂一夾安裝，半精、精加工采用對頂安裝，銑鍵槽采用v形架安裝。夾具主要有三爪卡盤、頂尖（撥盤）、v形架等。 選擇刀具 90o偏刀，中心鉆，外螺紋車刀，鍵槽銑刀，麻花鉆，硬質合金頂尖，砂輪等。 選擇量具量具選用有外徑千分尺，游標卡尺等。第六節(jié)加工余量、工序尺寸及其公差的確定本零件加工中，大部分工序

16、尺寸為第一類工序尺寸，求解原則為由后往前推，依次彌補（外表面用加，內表面用減）余量獲得，并按經(jīng)濟精度給出公差。本零件加工中第二類工序尺寸為銑槽尺寸（典型的中間工序尺寸），求解尺寸鏈1. 26-0.0014軸加工26-0.0014軸加工余量、工序尺寸及其公差的確定 （mm）工序余量工序尺寸經(jīng)濟精度表面粗糙度標注精磨0.126it6（-00.014）0.826-0.0014粗磨0.226.1it7（00.1）3.226.1 00.1半精車1.726.3it9（00.1）6.426.300.1粗車1228it121228毛坯4040236軸的加工36軸加工余量、工序尺寸及其公差的確定工序余量工序尺寸

17、經(jīng)濟精度表面粗糙度標注半精車136it9（0.0062）6.336粗車337it12（0.025）1237毛坯4040310孔加工10孔加工余量、工序尺寸及其公差的確定工序余量工序尺寸經(jīng)濟精度表面粗糙度標注鉸孔0.210it10（0.007）6.3100.007鉆孔9.8it12（0.015）129.80.0154銑14x5.5通槽14x5.5通槽加工余量、工序尺寸及其公差的確定工序余量工序尺寸經(jīng)濟精度表面粗糙度標注半精銑3.014it11（0.101）6.3140.101粗銑11it12（0.018）12110.0185銑10x47通槽10x47通槽加工余量、工序尺寸及其公差的確定工序余量工

18、序尺寸經(jīng)濟精度表面粗糙度標注半精銑2.010it11（0.009）6.3100.009粗銑8it12（0.015）1280.0156銑6x16鍵6x16鍵加工余量、工序尺寸及其公差的確定工序余量工序尺寸經(jīng)濟精度表面粗糙度標注半精銑1.56it11（0.0075）6.360.0075粗銑4.5it12（0.012）124.50.012填寫工藝文件(見工藝卡)設計小結 本次設計的目的是能熟練地運用機械制造工藝學的基本理論知識及其他先修課程的理論與實踐知識,進行零件加工藝規(guī)程的設計,并正確地解決零件在加工中的定位,夾緊,工藝路線安排及工藝尺寸確定等方面的問題,保證零件的加工質量.通過本課程設計使這些所學知識能夠得到鞏固與提高,并將其與生產實際密切地結合.進一步培養(yǎng)學生的運算,