机械制造工艺学课程设计制定小轴的机械加工工艺规程（年产量2000件）（全套图纸）

1、南 昌 航 空 工 业 学 院课 程 设 计 说 明 书全套cad图纸，工艺卡等，联系153893706姓名： 院系：机械系班级： 030312 学号：指导老师： 成绩：2006-11-28目录1 序言12 零件加工工艺设计1 零件分析1l 零件的作用l 零件的工艺分析l 主要技术要求l 加工表面尺寸及其要求 确定生产类型2 选择毛坯3l 确定毛坯的种类l 确定毛坯尺寸l 设计毛坯-零件综合图 机械加工工艺规程设计4l 选择定位基准l 拟订加工工艺路线1) 确定表面加工方法2) 确定工艺过程方案i. 拟订方案ii. 装夹方案iii. 加工方案iv. 方案论证 选择机床装备及其工艺装备71) 选

2、择机床2) 选择夹具3) 选择刀具4) 选择量具 加工余量，工序尺寸及公差的确定73填写工艺文件84小结95附参考书和参考资料目录10小轴工艺规程设计说明书设计题目：制定小轴的机械加工工艺规程（年产量2000件）序言机械制造工艺学课程设计是在我们学习完大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学学习中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己的未来将从事的工作进行一次适应性的锻炼，从锻炼中自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础

3、。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。零件加工工艺设计第一节 零件分析利用cad软件绘制零件图图1 小轴零件图三维造型图如下图2 小轴三维造型图1.1 轴的作用轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。1.2 零件工艺性分析 零件组成表面：外圆表面（36，26），端面及台阶面，通槽、键槽、退刀槽等，小孔（轴向、径向）、顶尖孔、定位坑等，倒角。 主要表面分析：26 外圆表面

4、既为基准面又为工作面1.3 确定零件的主要加工表面和关键技术要求26 外圆表面本身的圆度公差为 0.01mm；轴台阶面与 26外圆中心线的垂直度保证0.015mm；1047 通槽中心面对26外圆轴线的对称度保证 0.04mm；6mm 键槽的中心平面对26外圆的对称度保证 0.04mm；6 小孔的轴线对10mm通槽对称平面的垂直度保证0.1mm。零件需经调质处理，保证硬度 hrc2832。第二节 确定生产类型2.1计算生产纲领计算公式： 。式中 n零件的生产纲领q机器的年产量（2000）n每台机器中该零件的数量（2）%备品百分率（2）%废品百分率（2）轴承座的生产纲领：n=20002(1+2%+

5、2%)=4160(件)2.2确定生产类型小轴属于轻型零件；小轴的生产纲领4160件，查阅表生产类型与生产纲领的关系。确定小轴加工属于小批生产。应该按小批生产的工艺特征安排该工件的毛坯，以及工艺方法与工艺装备。第三节 选择毛坯2.1 确定毛坯类型l 轴类零件的材料常用45钢，精度较高的轴可选用40cr、轴承钢gcr15、弹簧钢65mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20crmnti、20mn2b、20cr等低碳合金钢或38crmoal氮化钢。本课程设计是设计小轴的工艺，鉴于上述材料选用45钢。l 轴类毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部

6、纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。本课程设计是设计小轴的工艺，一般的光轴、直径相差不大的阶梯轴常用热轧棒料作毛坯，选用圆棒料。2.2确定毛坯尺寸按零件尺寸确定毛坯尺寸 40153。2.3设计毛坯-零件综合图 40图3 毛坯第三节 机械加工工艺规程设计3.1 选择定位基准 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得是否正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。定位基准选择的思路是：首先考虑选择以哪一组表面为精基准定位，能确保工件的位置精度。然后考虑选择以哪一组表面为粗基准

7、定位，加工出精基准表面精基准的选择，影响加工工件的位置精度，一般情况下采用基准重合原则，即采用设计基准为定位基准，以避免基准不重合误差的影响，确保工件装夹的定位精度。小轴加工过程中同样也要选择好粗基准和精基准，精基准的选择主要考虑基准重合问题。当设计尺寸与工艺基准不重合时，要进行尺寸换算。经过分析可以得出小轴加工中的定位选择结果：l 26 外圆为零件主要定位基准，且不少表面均与它有位置精度要求。l 加工时 10mm 通槽、6mm 键槽，为保证其与 f26 的对称度，定位主要基准亦应为 f26 中心，可选 v 形块作主要定位件。l 加 工 14mm 通槽及 f6 小孔时，则以 10mm 通槽作定

8、位基准，保证零件图中位置精度要求。 3.2 拟订工艺过程 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。1. 确定表面加工方法首先根据零件图样，确认零件上的需要机械加工表面(即图样上标有符号的表面)，然后选择这些表面的加工方法。表面加工方法主要取决于零件表面的形状、尺寸和技术要求（加工精度和表明粗糙度要求等）。同时还要考虑加工方法的经济精度，生产类型和现有生产条件等。小轴各表面加工方法选择如下：（1）主要表面采用的终加工方法按it7级精度，ra0.8m，为精车或磨削。 （2）选择确定按零件材料、批量大小、现场条件等因素，并对照各加工方法特点及适应范

9、围确定采用磨削。 （3）加工各表面终加工方法l f26 外圆表面终加工方法可选择磨削。l 由于各槽与 f26 外圆有较高的位置 精度要求，为确保铣槽时有较好的定位基准质量，在铣槽前先粗磨 f26 外圆，最后通过精磨使 f26 外圆达到图纸要求。l f26外圆及零件上其它回转面粗、半精加工均采用车削。l 槽采用铣削加工。l f6 小孔采用钻削加工。 （4）各表面加工路线确定l 26外圆：粗车半精车磨削；l 其余回转面：粗车半精车；l 键槽：铣削。2. 确定工艺过程方案 （1）拟订方案 由于各表面加工方法及粗精基准基本上确定，现按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基准先行”的原则，初步

10、拟订如下加工方案，见下表。 （2）装夹方案 常见装夹方案：l 用卡盘夹 用三爪自定心卡盘直接夹持外圆 ；用四爪单动卡盘夹外圆结合打表找下定位 l 两头顶 用前后顶尖与中心孔定位，通过拨盘和鸡心夹带动工件旋转，用于一次装夹下加工数段外圆。有利于保证各外圆柱面之间的同轴度和台阶面对轴线的垂直度。 当工件的刚度较低时，可在前后顶尖之间加装中心架或跟刀架作为辅助支承以提高支承刚度。 若工件为空心轴，当其通孔加工出来后，中心孔已不复存在，此时可在通孔两头加工出一段锥孔，装上锥堵，利用锥堵上的中心孔来实现“两头顶”。 l 一夹一顶 粗加工时，因切削力较大，可采用“三爪自定心卡盘”夹一头，顶尖另一头的装夹方

11、法。 l 一夹一托 加工轴上的轴向孔或车端面，钻中心孔时需用外圆定位，常用三爪卡盘夹一头，中心架，托一头的装夹方法。 l 用v形块 铣轴上的键槽时切削力较大，且槽深的设计基准为外圆下母线，常以键槽所在的外圆段为定位基准，用v形块和螺旋压板或专用虎钳装夹。 l 用专用夹具 生产批量大时可设计专用夹具装夹。 本设计方案的装夹方法：l 采用两中心孔定位装夹一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支承轴颈定

12、位，车（钻）中心锥孔；再以中心孔定位，精车外圆；以中心孔定位，精磨外圆；最后以支承轴颈外圆定位，精磨（刮研或研磨）锥孔，使锥孔的各项精度达到要求。l 用外圆表面定位装夹对于空心轴或短小轴等不可能用中心孔定位的情况，可用轴的外圆面定位、夹紧并传递扭矩。一般采用三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹具，或各种高精度的自动定心专用夹具，如液性塑料薄壁定心夹具、膜片卡盘等。（3）加工方案小轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段；半精加工阶段；精加工阶段，在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了小轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即粗车调质（预备热处理）半精车精车粗磨精磨。主轴主要表面

13、的加工顺序安排如下：备坯 切端面、打中心孔 粗车各面 半精车各面 非回转面加工 去毛刺 中检 最终热处理 修研中心孔 粗、精磨外圆（或精车） 清洗 终检。当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。对小轴来说主要是孔、键槽等。这些表面加工一般不易出现废品，所以尽量安排在后面工序进行，主要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以避免浪费工时。但这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过程中损伤已精加工过的主要表面。工序号工序名称设备00下料锯05车ca614010车ca614015钳20中检25热处理30车ca614035车ca614040车ca61

14、4045钳50磨磨床55铣x62w60铣x62w65磨磨床70钻z5125a75终检图4 工艺路线图（4）方案论证此方案的优点在于： 粗精加工划分了明确的加工阶段；工序05到10都是粗加工阶段，工序35和40为半加工阶段。个表面加工互不影响，精度逐步提高，有利于保证表面加工质量。 加工阶段可划分为粗、半精、精加工三个阶段；工序没有过于集中（刚度差，易变形）也没有太分散。 分工序磨削大小外圆，有利于选择合适的切削用量。 钻孔、铣键槽的余量不是很大，对已经加工的表面精度有一定的影响，所以把磨削放在了铣工序之后，有利于保证加工质量。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 以

15、机加工艺路线作主体。以主要表面加工路线为主线，穿插次要表面加工。 安排辅助工序。热处理前安排中间检验。检验前，铣削后去毛刺。 穿插热处理。考虑轴各等因素，将调质处理安排于粗加工之后进行。第五节 选择加工设备与工艺装备 选择机床车削采用卧式车床；铣削采用立式铣床；磨削采用外圆磨床。 选择夹具零件粗加工采用一顶一夹安装，半精、精加工采用对顶安装，铣键槽采用v形架安装。夹具主要有三爪卡盘、顶尖（拨盘）、v形架等。 选择刀具 90o偏刀，中心钻，外螺纹车刀，键槽铣刀，麻花钻，硬质合金顶尖，砂轮等。 选择量具量具选用有外径千分尺，游标卡尺等。第六节加工余量、工序尺寸及其公差的确定本零件加工中，大部分工序

16、尺寸为第一类工序尺寸，求解原则为由后往前推，依次弥补（外表面用加，内表面用减）余量获得，并按经济精度给出公差。本零件加工中第二类工序尺寸为铣槽尺寸（典型的中间工序尺寸），求解尺寸链1. 26-0.0014轴加工26-0.0014轴加工余量、工序尺寸及其公差的确定 （mm）工序余量工序尺寸经济精度表面粗糙度标注精磨0.126it6（-00.014）0.826-0.0014粗磨0.226.1it7（00.1）3.226.1 00.1半精车1.726.3it9（00.1）6.426.300.1粗车1228it121228毛坯4040236轴的加工36轴加工余量、工序尺寸及其公差的确定工序余量工序尺寸

17、经济精度表面粗糙度标注半精车136it9（0.0062）6.336粗车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确定工序余量工序尺寸经济精度表面粗糙度标注铰孔0.210it10（0.007）6.3100.007钻孔9.8it12（0.015）129.80.0154铣14x5.5通槽14x5.5通槽加工余量、工序尺寸及其公差的确定工序余量工序尺寸经济精度表面粗糙度标注半精铣3.014it11（0.101）6.3140.101粗铣11it12（0.018）12110.0185铣10x47通槽10x47通槽加工余量、工序尺寸及其公差的确定工序余量工

18、序尺寸经济精度表面粗糙度标注半精铣2.010it11（0.009）6.3100.009粗铣8it12（0.015）1280.0156铣6x16键6x16键加工余量、工序尺寸及其公差的确定工序余量工序尺寸经济精度表面粗糙度标注半精铣1.56it11（0.0075）6.360.0075粗铣4.5it12（0.012）124.50.012填写工艺文件(见工艺卡)设计小结 本次设计的目的是能熟练地运用机械制造工艺学的基本理论知识及其他先修课程的理论与实践知识,进行零件加工艺规程的设计,并正确地解决零件在加工中的定位,夹紧,工艺路线安排及工艺尺寸确定等方面的问题,保证零件的加工质量.通过本课程设计使这些所学知识能够得到巩固与提高,并将其与生产实际密切地结合.进一步培养学生的运算,