机械制造技术课程设计说明书

1、机械工程学院课程设计成果（说明书、报告、论文）机械制造技术课程设计成果（说明书、报告、论文）（合适位置打勾确认）课题名称： 台钻主轴工艺规程编制 专业年级（班）： 学生姓名（签字）： 学号 时 间： 2016 6 月 30 日 至 7月4日完成时间： 年 月 日 机械工程学院 机械制造技术 课程设计学生成绩评定表班级： 学生姓名： 学号： 平时表现优（ ）良（ ）中（ ）及格（ ）不及格（ ）答辩成绩优（ ）良（ ）中（ ）及格（ ）不及格（ ）成果评分优（ ）良（ ）中（ ）及格（ ）不及格（ ）综合成绩优（ ）良（ ）中（ ）及格（ ）不及格（ ）说明1、 评分教师在上表中相应成绩下的括号

2、内打勾；2、 成果包括计算书、图纸、报告等；3、 综合成绩按各分项成绩“优=95分，良=85分，中=75分，及格=60分，不及格=050分”及规定比例计算得分；4、 建议比例为：平时表现占综合成绩30%，答辩成绩占综合成绩20%，成果占综合成绩50%。指导教师可以根据实际情况做相应调整。5、 本表中成绩不得涂改，若有涂改，涂改处应有评分教师的签名。目 录1 零件的工艺分析···················

3、;···············································1.1 零件精度1.2 零件的材料

4、2 毛坯类型的选择················································

5、83;······2.1 毛坯类型的确定2.2 毛坯尺寸与毛坯图3 工艺路线设计······································&#

6、183;·····························3.1 加工方法的选择··················

7、83;·····················3.3 加工路线的确定3.2 定位基准的选择·························

8、;········································3.3 工序余量的确定········

9、·············································4机床和工艺设备的选择···&

10、#183;·················································&

11、#183;······4.1 机床的选择4.2 夹具与量具的选择5小结·······································&

12、#183;·····································参考文献···········

13、83;·················································

14、83;············1 零件的分析 1.1 钻床和台钻主轴的作用 钻床是指用钻头在工件上加工孔的机床，是具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等加工。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔。在钻床上配万能工作台还能进行分割钻孔、扩孔、铰孔。台钻主轴在台式钻床上起着必不可少的作用，它可以支撑零件传动，承受载荷，传递扭矩等。1.2 轴的工艺分析 该零件尺寸精度和形位公差精度要求中等。主要表面及其精度要求，外圆50j7()是套筒最主要的表面，尺寸精

15、度为IT7，圆柱度公差为0.004，表面粗糙度为Ra0.4，其轴线是零件各项位置精度要求的基准要素。孔内结构复杂，两端40J7()的阶台孔精度为IT7，圆度公差为0.01，对外圆轴线的同轴度公差为0.02，表面粗糙度为Ra1.6，其阶台端面对外圆轴线的端面圆跳动公差为0.01，表面粗糙度为Ra 0.8。外圆表面上的齿条精度等级为8级，齿面表面粗糙度为Ra1.6。零件图如图1-1所示。图1-1 零件简图2 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 台钻主轴材料为45钢，要求强度较高，且工件的形状比较简单，毛坯精度低，加工余量大，因年产5000件，所以达到批量生产水平。综上考虑，采用锻件，其锻造方

16、法为模锻，毛坯的尺寸精度要求为IT12以下。 2.2 定位基准的选择 正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。 粗基准的选择。（1） 粗基准的选择 应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定位基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定位基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。按照粗

17、基准的选择原则，选择次要加工表面为粗基准。又考虑到阶梯轴的工艺特点，所以选择50的外圆及一端面为粗基准。 （2）精基准的选择 根据轴的技术要求，轴的中心线为设计基准，也是测量基准，按照基准重合原则及加工要求，应选轴心线及一端面为精基准，其他各面都能以此为定位，从而也体现了基准统一的原则。 2.3 拟定轴的工艺路线 2.3.1表面加工方法的选择该零件的加工面有外圆、端面、孔等，参考有资料，加工方法选择如下：（1）50j7() 外圆：尺寸精度为未注公差，按IT12；表面粗糙度为Ra12.5µm，需进行粗车、半精车。 （2）内孔：公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6µm，需进

18、行粗车、半精车、精车。 （3）外圆：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6µm需进行粗车、半精车、精车、粗磨、精磨。 2.3.2工艺顺序的安排（1）机械加工工序 1）遵循先基准平面后其他的原则：机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆。 2）遵循先粗后精的原则：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。 3）遵循先主后次的原则:先加工主要表面，如车外圆表面，端面等。后加工各个孔。 4）遵循先外后内，先大后小原则：先加工外圆再以外圆定位加工内孔。 5）孔的加工：先加工

19、最小的内孔，再依次加工较大的内孔。 6）按照先面后孔的原则：先加工端面，再钻孔。 （2）热处理工序的安排 在切削加工前宜安排正火处理，能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能。最终热处理安排在半精车之后磨削加工之前。其能提高材料强度、表面硬度和耐磨性。在精加工之前安排表面淬火，这样可以纠正因淬火引起的局部变形，提高表面耐磨性。 （3）辅助工序的安排 在粗加工和热处理后，安排校直工序。在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该轴的工序安排顺序为：下料车端面车外圆50j7()mm车内孔热处

20、理车台阶孔半精车粗磨铣齿条铣槽热处理钳精磨车倒角检验。 2.3.3 加工阶段的划分 该轴精度要求较高，其加工阶段可划分为粗加工、半精加工、精加工阶段。 （1）在粗加工阶段，粗车外圆，以高生产效率去除毛坯余量；粗镗内孔。 （2）在半精加工阶段，对外圆进行半精车等，减小粗加工中留下的误差，精镗内孔，使加工面达到一定的精度，为精加工做好准备。 （3）精加工阶段，、孔面表面粗糙度要求为Ra1.6µm，对其进行精车以达到要求。而对于孔面其表面粗糙度要求为Ra1.6µm，安排粗磨、精磨。 2.3.4工艺路线的确定根据以上加工工艺过程的分析，确定零件的工艺路线如表2-1所示。表2-1零件

21、的工艺路线工序号工序名称工序内容1备料45钢无逢钢管:54×22×1792车端面车两端面，保持总长1773粗车粗车外圆，留直径余量1.524车内孔车24内孔至尺寸5热处理调质210240HB6车台阶孔右端面，车40J7孔，留直径余量0.30.4，车28孔，其余各阶台孔车至尺寸：外圆倒角，28孔口倒60°中心锥孔，宽2调头装夹，车左端面，总长至尺寸：车40J7孔，留直径余量0.30.4，其余各阶台孔车至尺寸：切内槽46×2；车螺纹、外圆倒角，31孔口倒60°中心锥孔，宽27半精车半精车外圆，留直径余量0.30.48粗磨粗磨外圆至9铣齿条粗、精铣齿

22、条，保证齿型角为20度10铣槽铣8×1.5两处槽11热处理低温时效11钳修研两端孔口60°锥面12精磨精磨外圆50J7至尺寸13车倒角 车40J7孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角调头装夹，精车40J7孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角14检验按零件图样技术要求项目检查2.4加工工序的设计 （1）加工余量的确定查手册，确定各工序加工余量如表2-2所示。表2-2 各工序加工余量加工表面 工序名称工序余量工序尺寸精度等级外圆粗车2IT11精车250j7()IT7内孔精车-1.8IT8内孔28精车-3.8IT8内孔31精车-2.8IT8齿条半精铣1.5IT7粗铣6IT11（2）毛坯尺寸及公差

23、等级 由工艺人员手册可查得锻件单边余量厚度方向1.52mm，取2mm，水平方向为2.02.7mm，取2.5mm.锻件质量小于1kg，长度等于120mm，取其上偏差+0.17mm，下偏差-0.08mm。锻件厚度尺寸小于40mm，取其上偏差+0.12mm，下偏差-0.04mm。B/H1，故取起偏角为5度。则锻件毛坯长度尺寸为mm，直径尺寸为mm。根据零件图各部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。（3）毛坯图的绘制 根据零件图可知该轴各加工表面的粗糙度至少为12.5µm。 综上，锻件毛坯如图2-1所示。2.5切削用量的确定确定切削用量的

24、原则：首先应选取尽可能大的背吃刀量，其次在机床动力和刚度允许的条件下，又满足以加工表面粗糙度的情况下，选取尽可能大的进给量。最后根据公式确定最佳切削速度。 （1）工序30，粗车轴的左右端面 该工序为两个工步，工步1是以左边定位。粗车右端面；工步2是以右边定位，粗车左端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，故其选用的切削用量相同。1）背吃刀量的确定根据加工余量，工步1和工步2的背吃刀量都为0.5mm 2）进给量的确定 本设计采用的是硬质合金车刀，工件材料是40Cr，查表取进给量f0.5mm/r 3）切削速度的计算 硬质合金车刀切削40Cr时，取切削速度v为50m/min，根据公式

25、，可得车床转速=663r/min，查表CA6140的主轴转速范围为101400，14001580（r/min），符合要求。 （2）工序40粗车及工序60半精车 1）该工序为工步1粗车和工步2半精车，则背吃刀量依次为8.2mm，2.2mm。2）查表得 粗车0.81mm/r，取60m/min，则n=796r/min。3）半精车取0.4mm/r，90m/min，则n=1194r/min。（3）工序40、60的过渡面部分（5）工序120、130粗磨、精磨加工轴段1、4外圆面 查表取粗磨、精磨深度进给量为分别为0.032mm，0.008mm，工件的运动速度分别为15m/min，18m/min，背吃刀量等

26、于磨削余量分别0.25mm，0.1mm。3 机床设备与工装的选用3.1 机床的选择所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。根据手册，结合零件轴的生产类型为大批量生产，可以选用较高效率的专用机床和自动机床。根据该轴尺寸的大小要求，选用数控车床CK6140，外圆磨床M1432,铣床X083。 3.2 夹具、刀具和量检具的选择（1）夹具的选择夹具的选择主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，尽量选用可调整夹具、组合夹具及

27、其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间；在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单；装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间；夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。根据零件的功用、特点及材料，可选择三爪卡盘进行零件的夹紧，定位基准选轴的一个端面，定位元件选择浮动顶尖即可定位。（2）刀具的选择因为该传动轴为阶梯轴，所以选用90度角外圆车刀（车台阶）材料为YT15，45°刀（倒角）和切槽刀（切槽）。 （3）量具选择因为该轴最大长度为124，所以选用量程0-200，精度0.05游标卡尺。各工序具体所用工艺设备见表3-1。表3-1 各工序具体所用工艺设备工

28、序号工序名称机床设备刀具量具1模锻2热处理3车端面CK614095°外圆车刀游标卡尺4粗车CK614095°外圆车刀游标卡尺5热处理6半精车CK614095°外圆车刀，切槽刀游标卡尺7精车CK614095°外圆车刀游标卡尺8车端面CK614095°外圆车刀游标卡尺9粗铣键槽铣床X083键槽铣刀游标卡尺10半精铣键铣床X083键槽铣刀游标卡尺11热处理12粗磨M1432砂轮游标卡尺13精磨M1432砂轮游标卡尺14检验游标卡尺4 基本工时的确定（ 重点工序）4.1 粗车？外圆（工序?）（1）切削深度：1.5mm（2）进给量：f=0.6mm/r （3）计算切削速度：根据公式可得 =120.21m/min（4）确定主轴转速：=670r/min按机床说明取为710r/min，所以实际切削速度=127.07