機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)-軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)-軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)-軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、湖南工業(yè)大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 資 料 袋 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 2012~ 2013 學(xué)年第 1 學(xué)期 課程名稱 機(jī)械制造工藝學(xué) 指導(dǎo)教師 鄧根清 職稱 講師 學(xué)生姓名 呂曉波專業(yè)班級(jí) 機(jī)設(shè)1001 學(xué)號(hào) 題 目 軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 成 績(jī) 起止日期

2、 2012年1 月 14 日～ 2012 年 1 月20 日 目 錄 清 單 序號(hào) 材 料 名 稱 資料數(shù)量 備 注 1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 2 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 3 課程設(shè)計(jì)圖紙 張 4 5 6 湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2012—2013 學(xué)年第 一 學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部）機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及自動(dòng)化 專業(yè) 機(jī)設(shè)1001 班級(jí) 課程名稱： 機(jī)械制造工藝學(xué) 設(shè)計(jì)題

3、目： 軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 完成期限：自 2013年 1 月 14 日 至 2013 年 1 月20日共 1 周 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 一、 設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 二、 設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)零件圖對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，編制工藝文件。 三、設(shè)計(jì)工作量 （一）對(duì)零件（中等復(fù)雜程度）進(jìn)行工藝分析，畫零件圖。 （二）選擇毛坯的制造方式。 （三）制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 1．選擇加工方案，制訂工藝路線； 2．選擇定位基準(zhǔn)；

4、 3．選擇各工序所用的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備（刀具、夾具、量具等）； 4．確定加工余量及工序間尺寸和公差； 5．確定切削用量 （四）填寫工藝文件 1．填寫機(jī)械加工工藝卡片； 2．填寫機(jī)械加工工序卡片。 （五）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 2013年1月14日~2013年1月14日 零件的工藝分析，畫零件圖 2013年1月15日~2013年1月19日 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)以及制作工藝卡 2013年1月20日~2013年1月20日 整理、排版說(shuō)明書以及準(zhǔn)備答辯 參 考 資 料 【1】王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20

5、06. 【2】陳錫渠.金屬切削原理與工具［Ｍ］.北京：北京大學(xué)出版社，2006. 【3】《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 肖華、王國(guó)順主編， 中國(guó)水利水電出版社 【4】《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 徐學(xué)林主編， 湖南大學(xué)出版社 【5】王棟.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2010. 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日 機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 軸的機(jī)械加

6、工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 起止日期： 2013年 1 月 14日 至 2013年 1月20日 學(xué) 生 姓 名 呂曉波 班 級(jí) 機(jī)設(shè)1001 學(xué) 號(hào) 成 績(jī) 指 導(dǎo) 教 師（簽 字） 機(jī)械工程學(xué)院 2013年 1月 20日 目 錄 一．序言········································5 二．零件的工藝分析············

7、··················6 三． 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定·············9 四．確定毛坯制造形式···························10 五．定位基準(zhǔn)的選擇·····························11 六．選擇加工方法·······························11 七．工藝順序的安排和工藝路線的制定·············12 八．確定毛坯尺寸及加工及加工余量···············14 九．工序設(shè)計(jì)···································14 十. 確定

8、切削用量和基本時(shí)間·····················19 十一．設(shè)計(jì)總結(jié)·································22 十二．零件三維模型·····························23 十三．參考文獻(xiàn)·································24 一．序言 機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中

9、占有重要的地位。 本次機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)不僅僅能幫助我們利用已學(xué)的知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，還培養(yǎng)了我們自己分析，獨(dú)立思考的能力。這次綜合性的訓(xùn)練，我在以下幾方面得到鍛煉：運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本原理以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決 一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量；提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)零件的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的零件的能力；學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用；能夠熟練地使用AutoCAD、Proe等有關(guān)畫圖軟件。 就

10、我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程，鞏固和加深已學(xué)過(guò)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。 由于經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)中會(huì)存在各方面的一些問題，懇請(qǐng)老師能夠批評(píng)指正。 二． 零件的工藝分析 1.軸的用途： 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（如齒輪、蝸桿等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此軸的主要作用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳

11、遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。從零件圖上看，該軸是典型的階梯軸，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，中間粗兩端細(xì)，符合強(qiáng)度外形原則，便于安裝和拆卸。 2.軸的工藝分析： 從零件圖上看，該軸是典型的階梯軸，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，中間粗兩端細(xì)，符合強(qiáng)度外形原則，便于安裝和拆卸。 該軸主要采用40Cr鋼能承受一定的載荷與沖擊。階梯軸零件，尺寸精度，形位精度要求均較高。Φ14，φ15為主要配合面，精度均要求較高，需通過(guò)磨削得到。軸線直線度為φ0.01，兩鍵槽有同軸度要求。在加工過(guò)程中須嚴(yán)格控 制。軸通常是由支承軸頸支承在機(jī)器的機(jī)架或箱體上，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞和動(dòng)力傳遞的功能。支承軸頸表面的精度及其與軸上傳動(dòng)件配合表面的位置精度對(duì)軸的工作狀

12、態(tài)和精度有直接的影響。其技術(shù)要求包括以下內(nèi)容： ①尺寸精度 軸段1，2，4，5為主要配合面，尺寸精度要求較高。 ②形狀精度 該軸公共軸線的直線度公差為。其圓度及圓柱度無(wú)特殊要求，但應(yīng)控制在尺寸公差范圍內(nèi)。 ③位置精度 零件對(duì)位置精度要求較低，無(wú)特別要求。故可按一般規(guī)定普通精度軸的配合軸徑對(duì)支承軸徑的徑向圓跳動(dòng)取為0.01~0.03mm。 ④表面粗糙度 具有配合要求的軸頭和軸身以及與軸承配合的軸頸粗糙度為1.6μm，軸肩側(cè)面表面粗糙度為3.2μm，鍵槽底面粗糙度要求較低，為6.3μm，側(cè)面為3.2μm。其余為12.5μm. ⑤熱處理:鍛造后應(yīng)對(duì)毛坯安排退火處理以改善

13、切削性能,為消除內(nèi)應(yīng)力粗加工之后安排正火處理，為改善材料的力學(xué)物理性質(zhì)半精加工之后，精加工之前安排淬火處理。 軸的表面粗糙度、形狀和位置精度要求與表面粗糙度要求見下表。 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra（μm） 形位公差 右端φ15軸段 φ15±0.055 IT6 1.6 軸線直線度為 右端φ16軸段 φ16 IT7 1.6 軸線直線度為 φ16軸段端面 3.2 φ20軸段 φ20 未注 12.5 軸線直線度為 φ20軸段端面 3.2 左端φ15軸段 φ15

14、±0.055 IT6 1.6 軸線直線度為 左端φ15軸段端面 3.2 Φ14軸段 Φ14 未注 1.6 軸線直線度為 鍵槽1 IT7 3.2 鍵槽2 IT7 3.2 3.審查軸的工藝性： 結(jié)構(gòu)工藝: 本次設(shè)計(jì)中的軸為階梯軸，其主要表面元素為圓柱面及鍵槽。該軸軸段2與齒輪配合，通過(guò)平鍵以傳遞扭矩，軸段1 及軸段4與滾動(dòng)軸承配合，軸段5連 接半聯(lián)軸器，將扭矩輸出。（零件圖見圖一所示） 加工工藝: 該軸采用合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr，中等精度，轉(zhuǎn)速較高。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，具有較高的強(qiáng)度、較好的韌性

15、和塑性。軸為階梯軸，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度中等，其有多個(gè)過(guò)渡臺(tái)階，根據(jù)表面粗糙度要求和生產(chǎn)類型，表面加工分為粗加工、半精加工和精加工。加工時(shí)應(yīng)把精加工、半精加工和粗加工分開，這樣經(jīng)多次加工以后逐漸減少了零件的變形誤差；件毛坯采用自由鍛，鍛造后安排正火處理。軸的加工以車削為主，車削時(shí)應(yīng)保證外圓的同軸度。在精車前安排了熱處理工藝，以提高軸的疲勞強(qiáng)度和保證零件的內(nèi)應(yīng)力減少，穩(wěn)定尺寸、減少零件變形。并能保證工件變形之后能在半精車時(shí)糾正。同一軸心線上各軸孔的同軸度誤差會(huì)導(dǎo)致軸承裝置時(shí)歪斜，影響軸的同軸度和軸承的使用壽命。在兩端面鉆中心孔進(jìn)行固定裝夾可以有效防止徑向圓跳動(dòng)、保證其同軸度。 三

16、． 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定 機(jī)械加工的工藝規(guī)的詳細(xì)程度與生產(chǎn)類型有關(guān)，不同的生產(chǎn)類型由產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)來(lái)區(qū)別。 1.生產(chǎn)類型的確定 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對(duì)工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。機(jī)械制造的生產(chǎn)類型一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、和小批生產(chǎn)。產(chǎn)量越大生產(chǎn)專業(yè)化程度越高。按重型機(jī)械、中型機(jī)械、和輕型機(jī)械的年生產(chǎn)量列出了不同的生產(chǎn)類型的規(guī)范如下表： 生產(chǎn)類型 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/件/年 重型機(jī)械 中型機(jī)械 輕型機(jī)械 單件生產(chǎn) ≤5 ≤20 ≤100 小批生產(chǎn) 5～100 20～2

17、00 100～500 中批生產(chǎn) 100～300 200～500 500～5000 大批生產(chǎn) 300～1000 500～5000 5000～50000 大量生產(chǎn) ＞1000 ＞5000 ＞50000 2.生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算 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(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝規(guī)程起著很重要的作用，它決定了各工序所需的專業(yè)化和自動(dòng)化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 ②零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算方式 N=Qn(1+α%+β%) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際：零件的備品率α%和零件的平均廢品率β%分別取8%和1%，假定產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q要求為400件/年，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)

18、量為1件/臺(tái)。所以綜合以上數(shù)據(jù)代入上式中得： N=436件 ③ 由零件尺寸可知其屬于輕型零件，生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。 四．確定毛坯制造形式 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼，毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件。該軸零件材料為40Cr鋼，用于載荷較大，而無(wú)很大沖擊的重要軸，工件的形狀為圓柱形比較簡(jiǎn)單，毛坯精度低，加工余量大，生產(chǎn)類型為單件小批量生產(chǎn)。綜上考慮，采用鍛件，鍛造加工方法為自由鍛，毛坯的尺寸精度為IT12以下。 五．定位基準(zhǔn)的選擇 1. 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)遵循以下原則：保證相互位置要求；保證加工余量合理分配；便于裝夾；粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用。選擇正確的粗基準(zhǔn)為后續(xù)工

19、序提供精基準(zhǔn)。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓表面為定位基準(zhǔn)，或用外圓表面和頂尖孔共同作為定位基準(zhǔn)。用外圓表面定位時(shí)，因基準(zhǔn)面加工和工作裝夾都比較方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要表面的粗加工余量小而均勻，應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)，并且要保證工件加工面與其他不加工表面之間的位置精度。按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇次要加工表面為粗基準(zhǔn)。又考慮到階梯軸的工藝特點(diǎn)，所以選擇φ20的外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。 2.精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)軸的技術(shù)要求，軸的中心線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是測(cè)量基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則及加工要求，應(yīng)選軸心線及一端面為精基準(zhǔn)，其他各面都能以此為定位，從而也體現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。

20、六．選擇加工方法 1.外圓表面加工方法的選擇 外圓表面的加工方法有很多，如車、銑、磨。對(duì)于本軸各外圓加工方法如下： ①20軸肩外圓面：這段軸未注公差尺寸，表面粗糙度為分別為Ra12.5mm，加工精度等于或低于IT7故可采用粗車、半精車。該段軸加工精度要求較低可只采用粗車的加工方法。 ②軸段外圓面：公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度為Ra1.6μm，采用粗車、半精車、粗磨、精磨的加工方法。 ③。、14的軸段外圓面：公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為Ra1.6μm，采用粗車、半精車、精車的加工方法。 2.平面加工方法的選擇 平面的加工方法也有很多種，如：銑、刨、磨、拉、車。該軸的平

21、面有軸的兩端面和鍵槽。對(duì)于本軸各平面加工方法如下： ①軸的端面：對(duì)于外圓端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為Ra12.5μm，采用粗車的加工方法。 ②鍵槽：兩鍵槽表面的公差等級(jí)都為IT7，，表面粗糙度為Ra3.2μm，采用粗銑、半精銑的加工方法。 七．工藝順序的安排和工藝路線的制定 1.工藝順序的安排 （1）工藝順序的安排的原則： 零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個(gè)合理的加工順序中加工，這對(duì)保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關(guān)重要。工藝順序的安排應(yīng)遵循以下原則: ①先加工基準(zhǔn)平面后其他：工藝路線開始安排的加工面應(yīng)該是選做定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)面，然后在已經(jīng)基準(zhǔn)定位。該軸的精

22、基準(zhǔn)為軸的中心線，因此首先應(yīng)該車端面、鉆中心孔，再加工各外圓表面。 ②先加工面后加工孔：在加工該軸時(shí)先加工端面和各外圓表面，再銑鍵槽。 ③先加工主要表面后加工次要表面:先加工軸的主要表面，如車外圓各個(gè)表面，端面等。后加工次要表面，如銑鍵槽，通常安排在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。 ④先粗后精：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。對(duì)于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，粗精加工應(yīng)該分開。 （2）熱處理工序的安排 在切削加工前宜安排退火處理，能改善軸的切削性能。在粗加工后進(jìn)行正火處理，能消除內(nèi)應(yīng)力，提高軸的綜合性能。在精加工之前安排表面淬火，這樣可以消除局部變形，提高表面耐磨性。最終

23、熱處理安排在半精車之后磨削加工之前。其能提高材料強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。。 （3）其他工序的安排 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檢驗(yàn)工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和檢驗(yàn)工序。 （4）最終工序安排 綜上所述，該軸的工序安排順序?yàn)椋? 下料——鍛造——熱處理——車端面——粗車——正火——半精車——精車——車端面——銑鍵槽——淬火——磨外圓——精磨——去毛刺——最終熱處理——檢驗(yàn) 2.工藝路線的制定 根據(jù)以上的加工工藝過(guò)程的分析確定零件的工藝路線如下: 工序05：下料，采用自由鍛進(jìn)行鍛造毛坯加工。 工序10：熱處

24、理，的毛坯進(jìn)行正火熱處理以改善其切削性能。 工序15：車端面，三角夾持，車一端端面；掉頭車另一端面。 定位基準(zhǔn)：毛坯外圓。 工序20：鉆中心孔，掉頭鉆另一端中心孔。 工序25：粗車各外圓，雙頂尖裝夾，粗車φ20軸段的外圓；依次粗車左端φ15、φ14軸段的外圓；再調(diào)頭粗車軸右端φ16、φ15軸段的外圓；粗車各退刀槽。對(duì)兩端面倒角。 定位基準(zhǔn)：粗車φ20軸段的外圓時(shí)以軸的兩端面為粗基準(zhǔn)；粗車其余軸段外圓和退刀槽時(shí)以φ20軸段的外圓的兩端面和中心孔為基準(zhǔn)。 工序30：熱處理，調(diào)質(zhì)HRC25~28。 工序35: 半精車，依次半精車加工軸左端φ15、φ14軸

25、段的外圓；半精車槽深為0.5的退刀槽；再掉頭半精車軸右端φ16、φ15軸段的外圓；再半精車槽深為0.5的兩退刀槽。 定位基準(zhǔn)：兩頂尖孔心線。 工序40:精車，精車加工軸左端φ14軸段的外圓；再掉頭精車軸右端φ16軸段的外圓。 定位基準(zhǔn)：兩頂尖孔心線。 工序45: 粗銑鍵槽，銑兩個(gè)長(zhǎng)為18mm、寬為5mm、深為3mm的鍵槽。 定位基準(zhǔn)：φ15、φ14軸段的外圓和兩頂尖孔心線。 工序50：半精銑鍵槽，半精銑兩個(gè)長(zhǎng)為18mm、寬為5mm、深為3mm的鍵槽。 定位基準(zhǔn)：φ15、φ14軸段的外圓和兩頂尖孔心線。 工序55: 粗磨，粗磨軸左端直徑為φ15±0.055的軸段

26、外圓表面，再調(diào)頭粗磨軸右端直徑為φ15±0.055的軸段外圓表面。 定位基準(zhǔn): 兩頂尖孔心線。 工序60: 精磨，精磨軸左端直徑為φ15±0.055的軸段外圓表面，再調(diào)頭精磨軸右端直徑為φ15±0.055的軸段外圓表面。 定位基準(zhǔn): 兩頂尖孔心線。 工序65:檢驗(yàn)。 八．確定毛坯尺寸及加工余量 毛坯為自由鍛件的圓鋼，最終加工出零件的最大直徑的軸段直徑為φ20，該段軸的加工方法僅為粗車，由工藝手冊(cè)查得粗車余量為4.5mm，把粗車余量修正為4mm,總余量為4mm，毛坯尺寸為:20+4=24mm。軸的兩端面加工方法為粗車，取粗車余量為4mm，加工總余量為4mm，查機(jī)械制造工

27、藝手冊(cè)可得鍛造毛坯公差為±2mm，則鍛件毛坯長(zhǎng)度尺寸為84±2mm，直徑尺寸為φ24±2mm。 根據(jù)零件圖可知該軸各加工表面的粗糙度至少為12.5μm。 根據(jù)零件圖各部分的加工精度要求，鍛件的尺寸公差等級(jí)為8-12級(jí)，加工余量等級(jí)為普通級(jí)，故取IT=12級(jí)。 九．工序設(shè)計(jì) 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）選擇加工設(shè)備 加工設(shè)備即選擇機(jī)床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn)，選擇了加工方法，因此機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗(yàn)機(jī)床功率。軸零件的生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，可以選用較高效率的

28、專用機(jī)床和通用機(jī)床 初步選定各工序機(jī)床如下： ①工序15、20、30、35、40車外圓：采用CA6140臥式車床； ②工序45、50銑鍵槽：選用X083銑床； ③工序55、60磨外圓：,選用M1412磨床。 （2）工藝裝備的選用 ①選擇刀具 在加工軸的過(guò)程中，采用了車、銑、磨等多種加工方式，與之相對(duì)應(yīng)，楚軒刀具的情況如下: 因?yàn)樵搨鲃?dòng)軸為階梯軸，所以選用90度角外圓車刀（車臺(tái)階）材料為YG845°硬質(zhì)合金刀具（車端面和倒角）和切槽刀（切退刀槽）。 ②選擇量具 選擇量具的原則是根據(jù)被測(cè)量對(duì)象的要求，在滿足測(cè)量精度的前提下，盡量選用操作方便、測(cè)量效率高的量具。量具有通用量具（如

29、游標(biāo)卡尺、千分尺、比較儀、量塊等）和各種專用高效率量具，其種類的選擇主要應(yīng)考慮被測(cè)尺寸的性質(zhì)，如內(nèi)徑、外徑、深度、角度、幾何形狀等以及被測(cè)工件的特點(diǎn)，如工件的形狀、大小、精度、生產(chǎn)類型等。本零件屬于小批生產(chǎn)，一般采用通用量具。因?yàn)樵撦S最大長(zhǎng)度為85，以選用量程0-100，精度0.05游標(biāo)卡尺以及千分尺。 2.確定工序尺寸 ①φ20軸段，加工工藝路線為粗車，粗車余量為4mm，加工總余量為4mm，毛坯尺寸為:20+4=24mm。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，查表得，粗車選定為IT12，Ra12.5μm。 將查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。查工藝手冊(cè)可得鍛造毛

30、坯公差為±2mm。為清楚起見，把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于下表： 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 粗車 4.0 h12 Ra12.5 20 φ20 毛坯 鍛造 IT12 20+4=24 φ24±2 ②14軸段，加工工藝路線為：粗車——半精車——精車。查表可得工序余量：精車余量為0.3mm,半精車余量為1.5mm，修正后的粗車余量為8.2mm?？偧庸び嗔繛?0mm。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，查表得，精車后、 選定為IT7，Ra1.6μm；半精車后選定為IT

31、10，Ra6.3μm；粗車選定為IT12，Ra12.5μm。 將查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。查工藝手冊(cè)可得鍛造毛坯公差為±2mm。把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于下表： 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 精車 0.3 h7 Ra1.6 14 φ14 半精車 1.5 h10 Ra6.3 14+0.3=14.3 φ14.3 粗車 8.2 h12 Ra12.5 14.3+1.5=15.8 φ15.8 毛坯 鍛造 ±2 15.8+8.2=24

32、 φ24±2 ③φ16軸段，加工工藝路線為：粗車——半精車——精車。查表可得工序余量：精車余量為0.3mm,半精車余量為1.5mm，修正后的粗車余量為6.2mm?？偧庸び嗔繛?mm。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，查表得，精車后選定為IT7，Ra1.6μm；半精車后選定為IT10，Ra6.3μm；粗車選定為IT12，Ra12.5μm。 將查得的公差數(shù)值按“入體原則”以及根據(jù)零件圖上的要求標(biāo)注在工序基本 尺寸上。查工藝手冊(cè)可得鍛造毛坯公差為±2mm。把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于下表： 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)

33、濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 精車 0.3 h7 Ra1.6 16 φ16 半精車 1.5 h10 Ra6.3 16+0.3=16.3 φ16.3 粗車 6.2 h12 Ra12.5 16.3+1.5=17.8 φ17.8 毛坯 鍛造 ±2 17.8+6.2=24 φ24±2 ④φ15左右兩軸段，加工工藝路線為粗車——半精車——粗磨——精磨。查表可得工序余量：精磨余量為0.1mm,粗磨余量為0.3mm，半精車余量為1.5mm， 修正后的粗車余量為7.1mm?？偧庸び嗔繛?mm。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，查表得，精磨后選定

34、為IT6，Ra1.6μm；粗磨后選定為IT8，Ra3.2μm；半精車后選定為IT10，Ra6.3μm；粗車選定為IT12，Ra12.5μm。 將查得的公差數(shù)值按“入體原則”以及零件圖上的要求標(biāo)注在工序基本尺寸上。查工藝手冊(cè)可得鍛造毛坯公差為±2mm。為清楚起見，把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于下： 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 精磨 0.1 h6 Ra1.6 15 15±0.0055 粗磨 0.3 h8 Ra3.2 15+0.1=15.1 φ15.1 半精車 1.5 h10

35、 Ra6.3 15.1+0.3=15.4 φ15.4 粗車 6.2 h12 Ra12.5 15.4+1.5=16.9 φ16.9 毛坯 鍛造 ±2 16.9+7.1=24 φ24±2 ⑤φ14、Φ16軸段上的鍵槽：加工工藝路線為粗銑——半精銑。查工藝手冊(cè)可知半精銑的加工余量為1mm，粗銑余量為2.2mm?？偧庸び嗔繛?.2mm。確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，查表得，半精銑后選定為IT8，Ra6.3μm；粗銑后選定為IT12，Ra12.5μm。按照尺寸鏈計(jì)算，將得到的公差數(shù)值按“入體原則”以及零件圖上的要求標(biāo)注在工序基本尺寸上。把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯

36、總于下表中。 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 半精銑 1.0 h7 Ra6.3 11 13 11 13 粗銑 2.0 h12 Ra12.5 12 14 12 14 粗銑前 3.0 14 16 14 16 十．確定切削用量和基本時(shí)間 切削用量包含切削速度、進(jìn)給量和被吃刀量三項(xiàng)，確定方法是先確定被吃刀量、進(jìn)給量，而后確定切削速度。不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時(shí)，

37、考慮的側(cè)重點(diǎn)也不同。 粗加工時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，，故按一般選用較小的進(jìn)給量和被吃刀量，而盡可能選用較高的切削速度。 工序15（粗車軸左右兩端面）切削用量及基本時(shí)間的確定 1.確定切削用量 ① 確定被吃刀量 軸的水平方向雙邊余量為4mm，故可知單邊余量為2mm，背吃刀量為2mm。 ② 確定進(jìn)給量 本設(shè)計(jì)采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是40Cr，查表取進(jìn)給量f＝0.3mm/r ③ 確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)以下計(jì)算公式確定切削速度： 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-43，查得=291，=0.15，=0.2，m=0.2

38、。為本例題的加工條件與該公式的應(yīng)用條件不完全相同，故需要根據(jù)制造手冊(cè)來(lái)對(duì)車削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具的耐用度T=60min，得修正系數(shù)=1.0，根據(jù)工件材料=980Mpa，得出修正系數(shù)=0.51，根據(jù)毛坯表面狀態(tài)查得修正系數(shù)=0.8，根據(jù)主偏角，查得修正系數(shù)=1.0，刀具材料為YG8，得修正系數(shù)=1.15。所以有： 查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上主軸的轉(zhuǎn)速的選擇n=500r/min，則實(shí)際切削速度為： ④檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-45查得切削力和切削功率的計(jì)算公式如下： 式中的數(shù)值由表5-45查得：分別為，。由表5-32得：與刀具耐用度相關(guān)的修正系數(shù)；與

39、工件材料相關(guān)的修正系數(shù)=1.32；與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正的系數(shù)為： 所以，切削力為： 切削功率為： 根據(jù)表5-46得知：CA6140機(jī)床電機(jī)的主功率=7.5KW，因?yàn)?，故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為： ⑤基本時(shí)間 由表5-47的車削的基本時(shí)間為： 式中， ——刀具切入深度，單位為mm，； ——刀具切出長(zhǎng)度，單位為mm，； ——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，單位為mm；

40、 i——進(jìn)給次數(shù) 由前述的條件可知： ，=4mm，=0，f=0.3mm/r，n=500r/min，i=1。所以基本時(shí)間為 其余工序的切削用量和基本時(shí)間的計(jì)算與上述過(guò)程類似，在此暫不一一計(jì)算。 十一．零件三維模型 十二．設(shè)計(jì)總結(jié) 為期一個(gè)周的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，感慨頗多，收益也匪淺。這一學(xué)期總共做了兩門課程設(shè)計(jì)，剛做完兩個(gè)周的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)又接著做機(jī)械制造工藝學(xué)的。說(shuō)實(shí)話是有點(diǎn)累，但這樣也更好地磨練了自己，也學(xué)到了很多上課沒有學(xué)到的知識(shí)。

41、 在這次課程設(shè)計(jì)中翻閱了各種各樣的資料。如《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》、《金屬切削原理與刀具》等等。發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造方面自己了解的實(shí)在是太少了，作為一名機(jī)械學(xué)子，沒有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)以后是很難立足的。因此在以后的學(xué)習(xí)生活中，我一定要加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng)，做到理論與時(shí)間相結(jié)合。 這次課程設(shè)計(jì)使我充分的運(yùn)用了自己所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考的能力。通過(guò)用AutoCAD畫零件的二維圖和用Proe畫零件的三維圖，使自己能夠熟練地運(yùn)用電腦畫圖軟件。 在這次課程設(shè)計(jì)中也遇到了很多困難，如面對(duì)一個(gè)零件圖，不知道從何下手，不熟悉怎樣制定機(jī)械加工工藝路線，加工余量的確定也有困難。但困難沒有打敗我，在老師和同學(xué)的幫助下

42、，使我一步步的解決了各種問題，在此表示衷心的感謝！ 由于本人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有不合理或者錯(cuò)誤的地方，懇請(qǐng)老師能夠批評(píng)指正，我將真誠(chéng)的接受并改正！ 十三．參考文獻(xiàn) 【1】王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. 【2】王棟.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2010. 【3】《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》王棟主編， 機(jī)械工業(yè)出版社 【4】《機(jī)械制造工藝學(xué)》（第2版） 王先奎主編，　機(jī)械工業(yè)出版社 【5】《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 肖華、王國(guó)順主編， 中國(guó)水利水電出版社 【6】《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 徐學(xué)林主編， 湖南大學(xué)出版社 【7】陳錫渠.金屬切削原理與工具［Ｍ］.北京：北京大學(xué)出版社，2006. 【8】葛金印.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)基本常識(shí)［Ｍ］.北京：高等教育出版社,2004.