機械制造工藝學課程設計說明書

機械制造工藝學課程設計說明書課程設計說明書課程名稱：機械制造技術課程設計設計題目：軸的加工工藝規(guī)程設計專業(yè)：機械設計制造與自動化班級：學生姓名:學號:起迄日期:年12月24日~年12月29日指導教師:李忠群湖南工業(yè)大學科技學院教務部制目錄TOC\o"1-3"\h\u273341、軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 4196841.1、軸的用途 419761.2、軸的技術要求： 4168671.3、審查軸的工藝性 5268461.4、確定軸的生產(chǎn)類型 5294802、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 660242.1選擇毛胚 6240312.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 6145662.2.1公差等級 611222.2.2軸鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 657293、擬定軸承座工藝路線 7231873.1、定位基準的選擇 7202253.1.1．粗基準的選擇 7301033.1.2．精基準的選擇 73.1.3.工藝路線的確定...........................................................8249313.2．表面加工方法的確定 9321993.3、加工階段的劃分 10199523.4、工序的集中與分散 10244253.5、工序順序的安排 1039213.5.1機械加工工序 10215223.5.2．熱處理工序 10174213.5.3．輔助工序 11180013.6、確定工藝路線 12251134、加工余量、工序尺寸和工差的確定 1270345、切削用量、時間定額的計算 13112295.1、切削用量的計算 1367865.2、時間定額的計算 14180395.2.1．基本時間tj的計算 14203505.2.2．輔助時間ta的計算 1483545.2.3.其它時間的計算 14286065.2.4．單件時間tdj的計算 15259226.夾具設計 1573896.1夾具的結構組成 15111446.2夾具的結構原理 1595386.3零件加工定位誤差分析 16130137.體會與展望 1629720參考文獻 17軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1、軸的用途1軸的作用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(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動零部件。2軸的工藝分析經(jīng)過分析該零件，其布局合理，較方便加工，我們經(jīng)過徑向夾緊可保證其加工要求，尺寸合理，能夠完整的表示物體的大小和形狀，符合要求。1.2、軸的技術要求該軸的各項技術要求如下表所示：加工表面尺寸及偏差（mm）公差/mm及精度表面粗糙度(um)形位公差(mm)軸端處Φ31.2（+0.02-0.02）IT63.20.01A軸端處Φ31.2（+0.02-0.02）IT63.20.02AΦ55外圓柱面Φ55（0-0.03）IT76.4/○/0.005槽壁8（+0.035-0.025）IT93.20.1A槽壁8（+0.035-0.025）IT93.2//0.025A160x2的槽160x2IT93.2無200x2的槽200x2IT93.2無Φ28的內孔Φ28IT73.2無60°Φ36的錐孔圓錐面Φ36IT92.3無60°Φ34的錐孔圓錐面Φ34IT92.3無Φ30內孔圓柱面Φ30（+0.020）IT71.6無Φ6孔圓柱面Φ6IT73.2無1.3、審查軸的工藝性該軸結構較簡單，形狀較為簡單，屬一般的軸類零件。主要加工表面有Φ55的外圓柱面；兩個槽；以及φ34，φ30和φ31.2的內孔經(jīng)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，經(jīng)過銑削、鉆床的粗加工就能夠達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。1.4、確定軸的生產(chǎn)類型已知此軸的零件的生產(chǎn)綱領為5000件/年，零件的質量不足100Kg，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，，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，因此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。2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚零件材料為45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(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，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(chǎn)率，保證產(chǎn)品質量有幫助。另外為消除殘余應力還應安排人工時效。2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量由表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。2.2.1公差等級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。2.2.2軸鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項目機械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mmΦ55外圓柱面4455.±2Φ36內圓錐面32.836±1.4Φ34內圓錐面32.834±1.4Φ28的內孔圓柱面22.028±1.0Φ30的內孔圓柱面3330±1.5Φ31.2內圓錐面3331.3±1.53、擬定軸承座工藝路線3.1、定位基準的選擇3.1.1．粗基準的選擇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(jù)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。3.1.2．精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的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。3.1.3工藝路線的擬定毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內應力及改進機械加工性能，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。根據(jù)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(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,能夠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。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序號工序內容設備1粗車直徑為φ55的外圓柱面；粗鏜φ36、φ31.2、φ34、內圓錐面。C620-1臥式車床T6113臥式鏜床2半精車直徑為φ55外圓柱面；半精鏜φ36、φ31、φ34、內圓錐面；倒圓角。C620-1臥式車床T6113臥式鏜床3在φ55的外圓柱面上銑鍵槽。X61臥式萬能銑床5粗磨直徑為φ55的外圓柱面；粗鏜φ28、φ30的內圓柱面。M4080臥式磨床T6113臥式鏜床6半精鏜φ28的內圓柱面；精鏜φ30的內圓柱面。T6113臥式鏜床7在離軸右端面25處的φ55外圓柱面上鉆φ6的圓柱孔Z5140立式鉆床8去毛刺,檢驗。鉗工臺根據(jù)此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡片。見附表3.2、表面加工方法的確定根據(jù)軸承座零件圖上的各加工表面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：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案軸端處IT63.2粗車-半精車Φ55外圓柱面IT76.4粗車-半精車槽壁IT96.3粗銑160x2的槽IT93.2粗銑-半精銑200x2的槽IT93.2粗銑-半精銑Φ28的內孔IT73.2粗鏜-半精鏜60°Φ36的錐孔圓錐面IT92.3粗鏜-半精鏜60°Φ34的錐孔圓錐面IT92.3粗鏜-半精鏜Φ30內孔圓柱面IT71.6粗鏜-精鏜Φ6孔圓柱面IT73.2鉆3.3、加工階段的劃分該軸除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。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，保證其它表面的精度要求；然后粗銑軸內圓錐面。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。3.4、工序的集中與分散選用工序集中原則安排軸的加工工序。該軸的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，能夠采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)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，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1機械加工工序（1）遵循“先基準后其它”原則，首先加工精基準——軸的外圓柱面和右端面。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加工軸的右端面，再加工φ36孔。3.5.2．熱處理工序鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)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。3.5.3．輔助工序在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。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。3.6、確定工藝路線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：工序號工序名稱工序內容設備工藝裝備1退火2粗車粗車Φ55外圓柱面C620-1臥式車床外圓車刀、游標卡尺3粗鏜粗鏜Φ36內圓錐面T6113臥式鏜床鏜刀、游標卡尺4粗鏜粗鏜Φ34內圓錐面T6113臥式鏜床鏜刀、游標卡尺5粗鏜粗鏜Φ31.2內圓錐面T6113臥式鏜床鏜刀、游標卡尺6半精車半精車Φ55外圓柱面C620-1臥式車床外圓車刀、游標卡尺7半精鏜半精鏜Φ36內圓錐面T6113臥式鏜床鏜刀、游標卡尺8半精鏜半精鏜Φ34內圓錐面T6113臥式鏜床鏜刀、游標卡尺9半精鏜半精鏜Φ31.2內圓錐面T6113臥式鏜床鏜刀、游標卡尺10銑在φ55的外圓柱面上銑160x2的鍵槽X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺11銑在φ55的外圓柱面上銑200x2鍵槽X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺12粗磨粗磨直徑為φ55的外圓柱面M4080臥式磨床砂輪、游標卡尺13粗鏜粗鏜φ28的內圓柱面T6113臥式鏜床高速鋼鏜刀、游標卡尺14粗鏜粗鏜φ30的內圓柱面T6113臥式鏜床高速鋼鏜刀、游標卡尺15半精鏜半精鏜φ28的內圓柱面T6113臥式鏜床高速鋼鏜刀、游標卡尺16精鏜精鏜φ30的內圓柱面T6113臥式鏜床高速鋼鏜刀、游標卡尺17鉆鉆Φ6的孔Z5140立式鉆床麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī)18去毛刺去毛刺鉗工臺游標卡尺19檢驗檢驗塞規(guī)、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的確定在這只確定鏜φ30孔的加工余量、工序尺寸和公差。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(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，鏜：0.15mm。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。5、切削用量、時間定額的計算在這只計算粗鏜-半精鏜φ28孔此工序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算粗鏜Ф28孔該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔；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；由此算出轉速為：按鏜床的實際轉速取n=350r/min，則實際切削速度為：半精鏜Ф28孔該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔；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；由此算出轉速為：按鏜床的實際轉速取n=350r/min，則實際切削速度為：5.2、時間定額的計算5.2.1．基本時間tj的計算粗鏜孔工步：根據(jù)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：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。半精鏜孔工步：根據(jù)表文獻，鏜孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(160+3+2)/fn求得。式中切削工時：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。5.2.2．輔助時間ta的計算根據(jù)第五章第二節(jié)所述，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=0.15tj,則各工序的輔助時間分別為：粗鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x5.53s=0.83s;半精鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x10.3s=1.55s;5.2.3.其它時間的計算除了作業(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(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，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%，則各工序的其它時間可按關系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為：粗鏜孔工步的其它時間為：tb+tx=6%x(5.53s+0.83s)=0.38s;半精鏜孔工步的其它時間為：tb+tx=6%x(10.3s+1.55s)=0.711s。5.2.4．單件時間tdj的計算這里的各工序的單件時間分別為：鏜孔工步tdj鉆=5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s+0.71s=19.30s;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。夾具設計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)對φ55圓柱面上的鍵槽銑削設計專用夾具。6.1夾具的結構組成該專用夾具的結構主要由以下幾部分組成：第一部分是底板第二部分是2個V形塊、4個V形塊定位銷和4個緊固V形塊螺栓。第三部分是2個底板向定位鍵以及緊固螺釘。第四部分是2個U形壓板以及緊固螺栓。第五部分是2個輔助支撐。第六部分是對刀塊以及其上的銷和緊固螺釘。6.2夾具的工作原理銑槽銑削夾具設計的指導思想是，在普通立式銑床上對軸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形壓板壓板經(jīng)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。其原理是：定位鍵經(jīng)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形塊先經(jīng)過銷和地板定位，再經(jīng)過螺釘擰緊固定在地板上；U形板經(jīng)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