機(jī)械制造工藝課設(shè)

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：11#軸的零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)容：1、 車床主軸的零件圖12、機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片13、機(jī)械加工工序卡64、夾具裝配圖15、夾具零件圖16、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份班 級(jí)：姓 名：指導(dǎo)教師：機(jī)械制造工藝及設(shè)備畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)極為重要 的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)， 是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本課程， 基本知識(shí)與基本技能 去解決專業(yè)圍的工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。我們?cè)谕瓿烧n程設(shè)計(jì)的同時(shí)，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書(shū)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工 作能力，也為我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，

2、 所以我們要認(rèn)真對(duì)待這次綜合能 力運(yùn)用的機(jī)會(huì)！其主要目的是：1. 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程問(wèn)題的獨(dú)立能力， 拓寬和深化所學(xué)的知識(shí)。2. 培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)思維，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序， 規(guī)和方法。3. 培養(yǎng)學(xué)生正確的使用技術(shù)知識(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書(shū)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工作能力和技巧。4. 培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)整研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法第一章 課題介紹1.1 、課題軸是機(jī)械中不可或缺的重要零件， 可用來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)， 工作時(shí)要承受扭 曲和彎矩，所以要求有足夠的剛性、耐磨性和

3、抗振性，并要求很高的回轉(zhuǎn)精度。 所以軸的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)構(gòu)的工作情況和使用壽命有很大的影響。其原始資料如下：零件材料： 45 鋼生產(chǎn)綱領(lǐng)： 中等批量零件數(shù)據(jù)： （見(jiàn)零件圖）1.2 、設(shè)計(jì)要求要求編制一個(gè)軸類零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程， 按照老師的設(shè)計(jì)， 并編寫(xiě)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)。具體容如下：1 、 選擇毛胚的制造方法，指定毛胚的技術(shù)要求。2 、 擬定車床主軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程。3 、 合理選擇各工序的定位定位基準(zhǔn)。4 、 確定各工序所用的加工設(shè)備。5 、 確定刀具材料、類型和規(guī)定量具的種類。6 、 確定一個(gè)加工表面的工序余量和總余量。7 、 確定一個(gè)工序的切削用量。8 、 確定工序尺寸，正確擬定工序技術(shù)要求

4、。9 、 計(jì)算一個(gè)工件的單件工時(shí)。10 、 編寫(xiě)工藝文件。11 、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第二章 有關(guān)零件的分析根據(jù)軸類零件的功用和工作條件，其技術(shù)要求主要在以下方面： 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的圈配合的外 圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為 IT 5IT7 ；另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為 IT6IT9 。 幾何形狀精度 主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓 柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差圍， 對(duì)于精密軸， 需在零件圖上另行規(guī)定其 幾何形狀精度。 相互位置精度 包括、外表面、重要軸面的同軸度

5、、圓的徑向跳動(dòng)、重要 端面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求， 一般根據(jù)加工的可能性和 經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定。支承軸頸常為 0.21.6 g，傳動(dòng)件配合軸頸為0.43.2 口。 其他 熱處理及外觀修飾等要求。2.1 、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)此零件是典型的軸類零件，它屬于臺(tái)階型軸類零件，由圓柱面、軸肩、退刀槽和鍵槽等組成。 軸肩一般用來(lái)確定安裝在軸上零件的軸向位置； 鍵槽是便于安 裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩。從圖所示的零件的可以看出， 細(xì)軸段應(yīng)該是與軸承配合， 因此提出了很高的 加工要求。粗軸段和連接件配合，有鍵槽。2.2 、加工工藝性此零件的加工不僅要用到車床、 銑床，由于其

6、表面粗糙度要求較高， 因此需 另外用到磨床。2.3 、確定零件毛胚考慮到零件的經(jīng)濟(jì)性和綜合性能要求，零件材料為 45 鋼。第三章 基準(zhǔn)的選擇3.1 、有關(guān)基準(zhǔn)的選擇說(shuō)明1、粗基準(zhǔn)的選用原則1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當(dāng)有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時(shí)，一般不選擇加工表面作為粗基準(zhǔn)。2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應(yīng)選擇重要加工表面為粗 基準(zhǔn)。3、粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用的原則。粗基準(zhǔn)的精度低，粗糙度數(shù)值大，重復(fù)使用 會(huì)造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)，通常只允許使用一次。2 、精基準(zhǔn)的選用原則1、基準(zhǔn)重合原則。盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，以減

7、少定位誤差。2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準(zhǔn)加工個(gè)表面，以保證各表面的 位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。3、互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩個(gè)加工表面間的位置精度要求比較高的時(shí)候，可用 互為基準(zhǔn)的原則反復(fù)加工。4 、自為基準(zhǔn)的原則。當(dāng)要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇加工表面作為自 身的定位基準(zhǔn)。3.2 、確定零件的定位基準(zhǔn) 軸的加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度， 選擇定位基準(zhǔn)時(shí)， 應(yīng)遵 循基準(zhǔn)重合、 基準(zhǔn)統(tǒng)一和互為基準(zhǔn)等重要原則， 并能在一次裝夾中盡可能加工出 較多的表面。由于軸外圓表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是軸的軸心線， 根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則考慮應(yīng)選擇 軸兩端的頂尖孔作為精基準(zhǔn)面。

8、用頂尖孔定位， 還能在一次裝夾中將許多外圓表 面及其端面加工出來(lái)， 有利于保證加工面間的位置精度。 所以主軸在粗車之前應(yīng) 先加工頂尖孔。第四章 軸類零件的材料、毛坯及熱處理4.1 、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(duì)高速、重載的軸，選用 20CrMnTi 、 20Mn2B 、20Cr 等低碳合金鋼或 38CrMoAl 氮化鋼。4.2 、軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。 毛坯經(jīng)過(guò)加熱鍛造后， 可使金屬部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。4.3 、軸類零件的熱

9、處理 鍛造毛坯在加工前， 均需安排正火或退火處理， 使鋼材部晶粒細(xì)化， 消除鍛 造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車 之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。 表面淬火一般安排在精加工之前， 這樣可以 糾正因淬火引起的局部變形。 精度要求高的軸， 在局部淬火或粗磨之后， 還需進(jìn) 行低溫時(shí)效處理。第五章 制定加工工藝路線 擬訂零件的加工路線是制定工藝規(guī)程的總體布局， 主要任務(wù)是選擇各表面的 加工方法，及定位基準(zhǔn)，確定加工順序，各工序采用的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備等。5.1 軸加工工藝過(guò)程分析 軸加工工藝過(guò)程可劃分為三個(gè)加工階段， 即粗加工階段 （包括銑端面、 加工 頂尖孔、粗

10、車外圓等）；半精加工階段（半精車外圓，精車外圓等）；精加工階 段（包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓等）。在機(jī)械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序， 這就決定了主軸加工各主要表面總是循著以下順序的進(jìn)行， 即退火f粗車f調(diào)質(zhì)（預(yù)備熱處理）f半精車 T精車T淬火-回火（最終熱處理）f粗磨f精磨。綜上所述，此軸主要表面的加工順序安排如下：夕卜圓表面粗加工（以頂尖孔定位）一外圓表面半精加工（以頂尖孔定位）外圓表面精加工（以頂尖孔定位）。當(dāng)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(duì)此軸 來(lái)說(shuō)非主要表面指的是鍵槽。鍵槽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(jìn)行，主要表面加工一旦出

11、了廢品， 非主要表面就不需加工了，這樣可 以避免浪費(fèi)工時(shí)。但鍵槽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(guò)程中損傷已精加工表面。5.2、工藝路線的擬定為保證幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須判定合理的工藝路線。工藝路線方案序號(hào)工種操 作容機(jī)床設(shè)備工、量、刀具備注0調(diào)度備料 85 X 800 圓鋼料5熱處理正火回火爐10車工夾固校正車床卡尺1、車端面（車平為止）端面車刀2、鉆中心孔中心鉆A4檢驗(yàn)15車工一夾一頂車床卡尺、千分尺1、粗車外圓=80mm ，留余量34mm，L 300mm90。外圓車刀45。外圓車刀2、粗車外圓=40mm,留余量34mm ，L=160mm活動(dòng)

12、頂尖60。呆頂尖檢驗(yàn)20熱處理調(diào)制220240HB25車工一夾一頂車床卡尺、千分尺1、半精車外圓-80mm ,留余量23mm活動(dòng)頂尖2、半精車外圓-40mm,留余量23mm60。呆頂尖3、精車外圓-80mm ,留余量0.60.7mm90。外圓車刀4、半精車外圓-40mm,留余量0.60.7mm45。外圓車刀5、切槽 3X3 (-34mm )切斷刀6、倒角2 X 457、切斷 L-300mm檢驗(yàn)30銃工銃鍵槽銃床卡尺、千分尺檢驗(yàn)35鉗工清洗去毛刺鉗臺(tái)扁平銼刀40熱處理按要求對(duì)各部進(jìn)行熱處理45磨工夾持找正磨床千分尺1、半精磨外圓-80mm ,留余量0.40.5mm2、半精磨外圓-40mm,留余量

13、0.40.5mm3、精磨外圓-80mm4、精磨外圓-40mm檢驗(yàn)50檢查按圖樣技術(shù)要求項(xiàng)目檢查卡尺、千分尺55調(diào)度油封入庫(kù)5.4、加工余量的確定工藝路線擬定以后，應(yīng)確定每道工序的加工余量、工序尺寸及其公差。工序尺寸是工件加工過(guò)程中，每個(gè)工序加工應(yīng)保證的尺寸，工序尺寸允許的變動(dòng)圍 就是工序尺寸的公差。工序尺寸的確定與加工余量有著密切的關(guān)系零件圖上的尺寸和公差就是最終的加工工序尺寸和公差。將此尺寸加上加工余量 就是上一工序的工序尺寸工序名稱工序余量工序的經(jīng)濟(jì)精度工序基本尺寸工序尺寸及公差精磨0.4IT78040on + 0.0980 - 0.05Ra=1.640 + 0.540 - 0.1Ra=0

14、.8半精2IT780+2=8240+2=42q r + 0.0982 - 0.05yl ) + 0 .0542 - 0.1磨Ra=3.2Ra=1.6精車2IT882+2=8442+2=4484 + 1584 - 0.144：0：15Ra=3.2Ra=3.2半精2IT884+2=8644+2=4686 + 0.：5+0.146 - 0.15車Ra=6.4Ra=6.4粗車3IT986+3=8946+3=4989：0：2549埋5Ra=12.5Ra=12.55.4、填寫(xiě)工藝文件按以上確定的工藝規(guī)程填寫(xiě)機(jī)械加工工藝卡和工序卡第六章軸類零件的檢驗(yàn)6.1 、加工中的檢驗(yàn)自動(dòng)測(cè)量裝置， 作為輔助裝置安裝在機(jī)

15、床上。 這種檢驗(yàn)方式能在不影響加工 的情況下，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，主動(dòng)地控制機(jī)床的工作過(guò)程，如改變進(jìn)給量，自動(dòng)補(bǔ) 償?shù)毒吣p，自動(dòng)退刀、停車等，使之適應(yīng)加工條件的變化，防止產(chǎn)生廢品，故 又稱為主動(dòng)檢驗(yàn)。主動(dòng)檢驗(yàn)屬在線檢測(cè)，即在設(shè)備運(yùn)行，生產(chǎn)不停頓的情況下， 根據(jù)信號(hào)處理的基本原理， 掌握設(shè)備運(yùn)行狀況， 對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及必要 調(diào)整。在線檢測(cè)在機(jī)械制造中的應(yīng)用越來(lái)越廣。6.2 、加工后的檢驗(yàn)單件小批生產(chǎn)中， 尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗(yàn)； 大批大量生產(chǎn)時(shí)， 常采 用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)， 長(zhǎng)度大而精度高的工件可用比較儀檢驗(yàn)。 表面粗糙度可用 粗糙度樣板進(jìn)行檢驗(yàn)； 要求較高時(shí)則用光學(xué)顯微鏡或輪廓儀檢驗(yàn)

16、。 圓度誤差可用 千分尺測(cè)出的工件同一截面直徑的最大差值之半來(lái)確定，也可用千分表借助 V形鐵來(lái)測(cè)量，若條件許可，可用圓度儀檢驗(yàn)。 圓柱度誤差通常用千分尺測(cè)出同一軸向剖面最大與最小值之差的方法來(lái)確定。主軸相互位置精度檢驗(yàn)一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準(zhǔn)，第七章在兩支承軸頸上方分別用千分表測(cè)量。夾具設(shè)計(jì)7.1 、問(wèn)題的提出為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率， 保證加工質(zhì)量， 降低勞動(dòng)強(qiáng)度， 需要設(shè)計(jì)專用夾具， 經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 30 道工序鍵槽的夾具7.2 、夾具設(shè)計(jì)根據(jù)本工序的加工要求，工件定位時(shí)需要限制五個(gè)自由度。為此以80mm 與 40mm 外圓在兩短 V 形塊上定位，端面加止

17、推銷。由于工件較長(zhǎng)， 用兩塊鉸鏈壓板在兩處夾緊工件外圓， 并采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證夾緊 力作用點(diǎn)位于 V 形塊所形成的穩(wěn)定受力區(qū)，夾緊力的作用線與垂直方向的夾角 盡量小，使夾緊穩(wěn)定可靠。 通過(guò)傳動(dòng)手柄帶動(dòng)偏心輪， 實(shí)現(xiàn)工件的兩處聯(lián)動(dòng)夾緊。為了安裝聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)， 夾具體中部應(yīng)有較大的空間， 因而夾具體有一定的 高度。為保證夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝穩(wěn)定， 夾具體應(yīng)有適當(dāng)?shù)膶挾龋?并在兩端 設(shè)置兩組耳座，以便夾具的可靠固定。 為了保證所銑鍵槽的對(duì)稱度、 平行度要求， 夾具體底面設(shè)置兩個(gè)定位鍵，定位鍵的側(cè)面應(yīng)與 V 形塊的對(duì)稱面平行。為了減 小夾具的安裝誤差，宜采用有溝槽的方形定位鍵?？偨Y(jié)時(shí)光

18、飛逝，為期一個(gè)月的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。 回首這段時(shí) 間的設(shè)計(jì)過(guò)程， 感慨萬(wàn)千。 使我從中學(xué)到了以前在課根本就學(xué)不到的東西。 受益 匪淺！在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中， 使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處， 以前上課沒(méi)有學(xué)到 的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制造工藝與裝備、 公差與配合、 機(jī)械制圖、 工 程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來(lái)， 起到了穿針引線的作用， 鞏固了 所學(xué)知識(shí)的作用。在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中， 首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定， 這樣 在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工， 怎樣加工， 加工工藝裝備及設(shè)備等， 因

19、 此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中還用到了 CAD 制圖和一些計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué) 的時(shí)間長(zhǎng)了，因此在開(kāi)始畫(huà)圖的時(shí)候有很多問(wèn)題，而且不熟練，需參閱課本。但 不久就能熟練的畫(huà)了。 CAD 制圖不管是現(xiàn)在，對(duì)以后工作也是有很大的幫助的。 因此，這次真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實(shí)際應(yīng)用中來(lái)了。在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中， 還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)， 因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中只是作為理論知識(shí)講的， 并沒(méi)有親自設(shè)計(jì)過(guò)， 因此，在開(kāi)始的設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在這樣那樣的問(wèn)題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根 據(jù)步驟一步一步的設(shè)計(jì)， 畫(huà)圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)資料， 終于將它設(shè) 計(jì)了出來(lái)， 我感到很高興， 因?yàn)樵谶@之中我學(xué)到了以前沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)， 也懂得 了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中， 我學(xué)到了很多知識(shí)， 有一點(diǎn)更是重要， 就 是我能作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)一個(gè)零件，也因此，我了解了設(shè)計(jì)人員的思想， 每一個(gè)零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計(jì)出來(lái)，再加工的，因此，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員， 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中一點(diǎn)不能馬虎， 每個(gè)步