机械设计制造及其自动化课程教学设计

1、11快鬲紳玻女孝SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY_课程设计说明书题目_学生姓名：_学 号：_院（系）：_专 业：_指导教师：_2010年 月 日目录1.序言.-0-2.计算生产纲领，确定生产类型。 .-1 -3.零件的工艺分析.-2 -4.确定毛坯.-3 -4.1确定毛坯种类.-3 -4.2确定加工余量，毛坯尺寸及公差 .-3 -5.工艺规程设计.- 5 -5.1定位基准选择.-5 -5.2确定工艺路线.-5 -5.2.1表面加工方法选择522工艺路线的确定5.3.机械加工余量，工序尺寸及公差的确定 .-10 -5.4加工设备及工艺装备的选择

2、 .-12 -5.4.1机床的选择.-12 -5.4.2夹具的选择.-12 -543刀具的选择.-12 -5.4.4量具的选择.-13 -5.5切削用量及时间定额的确定 .-13-6.设计心得体会.-15-7.参考文献1序言机械制造技术基础课程设计是我们学习了大部分的机械知识之后进行的一 次课程设-17 -计，通过该课程设计能使我们综合用学习过的各类知识， 使我们活学活 用，是用理论的知识来解决实际的问题的一次检验，为以后做好毕业设计，走上工作岗位进行一次较为综合全面训练和准备。 这门课程设计要求我们全面的综合 运用课程知识及先修课的知识，进行零件的加工工艺规程的设计和机床夹具的设 计，通过本

3、次课程设计，能够培养我们综合运用机械制造工程原理和专业课的理 论知识，集合以前进行的金工实习中学到的实践知识， 独立的分析和解决机械加 工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度的零件工艺规程的能力，以及使我们熟 悉并运用有关手册，图标，规范等进行查询的能力。提高了我们识图，制图，运 算和编写技术文件的能力，培养我们独立思考和独立工作的能力， 为以后走向社 会从事相关技术工作打下良好的基础。这次课程设计是我们机械制造技术基础的一个阶段性的总结， 是对课堂中学习 的理论知识的一个实际应用过程，由于我们都是缺少很多的知识和经验，所以所 做的实际中还有许多的不足之处，恳请老师对我们的错误提出批评，给予指导

4、。2.计算生产纲领，确定生产类型由题目知，该输出轴为轻型零件，产量为200件。由机械制造工艺设计简明手册（以下简称简明手册）中得知，该零件是成 批，小批量生产。确定该零件为小批量生产，初步确定工艺方案为：工艺过程划分阶段，工序适当集中，加工设备以通用设备为主采用通用夹具生产3.零件的工艺分析题目中给出的为输出轴，其作用是：传递内部的转矩，是外部获得一定的转 动力；此过程有一定的载荷；而且它是是支承传动的零部件。 从该零件图中的各 个尺寸及公差等级可知其中的主要加工面有54.4, 60, 80及外端60的外 圆柱面，这几个外圆面的精要求较高，由于他们要与外部配合或者要与轴承配合， 因此应较精细加

5、工，尺寸的精度等级为IT5级T6级.IT8级。在粗糙度方面，由 于所给的公差等级为5级，普通的车削工艺不能满足要求，因此考虑在最后的工 艺进行磨削，以保证其公差等级的要求，而在磨削之后的表面粗糙度已经可以达 到0.4-0.8，而零件图中最高的粗糙度仅要求为Ra=1.6。 因此这个粗糙度是不合理的标注。按上述的工艺，将1.6改为0.8，既可以满足零件使用要求，又合 理的利用了工艺，是一种比较好的标注方式，其余各端面及外圆均无过高粗糙度 要求，通过粗车半精车即可。注意零件上54.46080的外端与右端60外圆之间有同轴度的要求，应 选择适当的方式以保证同轴度。热处理方面，零件的技术要求为调质28R

6、C32HRC，打出中心孔，保留， 经过上述的分析和修改后，该零件的其他工艺要求合理且较易加工，通过卡盘夹 紧和顶端顶紧后，可保证其加工要求，加工出符合图样规定的零件。4.确定毛坯4.1确定毛坯种类毛坯的种类选择决定与零件的实际作用，材料，生产性质及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法有型材，铸造，锻造等。根据零件中的材料，选用型材或 锻件，由零件图可知道，该零件轴的变化尺寸不大，而且45钢是常用的材料，价格便宜，经调质后可以得到较好的切削性能而且能获得较高的强度和韧性。若用锻件会增加额外的机床， 消耗更多的能源等， 本零件为小批量生产所以选取为45钢型材。4.2确定加工余量，毛坯尺寸及公差零件简

7、图加工面代号基本尺寸（mm）加工余量等级加工 余量（双边）（mm）D1?54.4H35.6D2? 60H30D3? 70H20D4? 88H2毛坯图的确定该零件为轴类回转零件，根据所给条件选取90的圆棒料作为毛坯，根据简明手册查出毛坯的加工余量，确定出毛坯的形状及尺寸。毛坯图如下所示：毛坯图毛坯为一个90 X385的圆棒料，其毛坯加工余量由简明手册可以查出来,如图所示5.工艺规程设计5.1定位基准选择本零件为一个输出轴，为轴类零件，且有回转度要求因此如下选择基准。粗 基准：选用加工过的面为粗基准，因此选用任一断外面围粗基准，输出端面打出 输出孔。精基准：考虑零件的加工精度和形状要求。依据“基准

8、重合”和“基准统一”原 则。以经过轴的中心线，采用两个中心孔定位就符合上述原则， 而零件中大多数 工序都以中心孔作为定位基准面，可保证同轴度，且能最大的加工出多个外圆， 这也符合“基准统一”原则。5.2确定工艺路线按照先加工基准面，“先粗后精”，“基准统一”等工艺原则。根据该零件几何形状，尺寸基准几个加工方法的加工精度。该零件根据下面的工艺路线进行:工序01下料90mm X385mm工序02车端面，打出中心孔。粗车外圆89mm X200mm。再依次车出三个台阶，直径、长度方向均留出加工余量2mm工序03掉头，装夹工件，车端面保证总厂380mm，钻出中心孔。粗车另外三个台阶，直径、长度方向均留出

9、加工余量2mm工序04调制处理28-32HRC工序05修研两端中心孔工序06半精车四个台阶，70、88台阶车到图样规定尺寸，80、60台阶直径方向上留余量0.3mm工序07掉头，装夹工件，半精车其余三个台阶，70台阶车到图样规定尺寸，60、54.4台阶直径方向上留余量0.3mm工序08铣键槽，键槽深度比图样规定尺寸多铣0.15mm作为磨削余量。工序09修研两端中心孔工序10中检工序11粗磨80、60外圆，其中80磨到规定尺寸，60直径上留余量0.10mm工序12掉头，装夹工件，粗磨54.4、60外圆，其中54.4磨到规定尺寸，60直径上留余量0.10mm工序13精磨两个60外圆到规定尺寸工序1

10、4终检 工序15入库521表面加工方法选择由于该零件为回转体轴类零件，且表面质量等级要求为IT5-IT8级，对于普通的车削已经不能满足零件的工艺要求，因此对于零件中的54.4,60,80的各个外圆采用粗车，半精车及粗磨，半精磨的加工方法，而对其他外院没有较 高要求，可以采用粗车，半精车及适当磨车即可，对于多端面，车削一次见平即 可满足要求，零件中还有调质要求，为了保证其硬度应对其在加工中进行调质处 理，以满足要求。对于零件上的键槽，采用铣床铣出的方法，可以保证加工的精度要求。5.2.2工艺路线的确定加工阶段的划分：该零件的加工质量有较高的5级精度要求，因此一道工序不能满足其要求,要采用多道工序

11、逐步达到要求的加工质量。因此对该零件划分如下的加工阶段：1.粗车加工粗加工的任务是切除毛坯上大部分的余量， 是毛坯件在形状和尺寸 上都与零件较为接近，粗加工的主要目标是提高生产效率， 并为后面的各个工序 提供一个基准，此零件中各个外圆应先经粗加工。2.半粗车加工阶段：半粗车加工是使一些主要的表面达到规定的尺寸精度，留出一定的余量给精加工，为主要表面的精加工做好准备，并可以完成一些次要表 面的加工。对于该零件中的70,88，各外圆可以在半精加工中加工至规定的尺寸3.粗磨阶段：由该零件的质量要求知道，再半粗车之后不能达到所需要求，因此应进一步进行磨削加工，以满足条件，因此在半粗车之后采用粗磨加工以

12、保证零件重要尺寸的精确，并未精磨加工提供一定的余量。4.精磨阶段：在粗磨之后零件的重要外圆已经接近要求尺寸，但其公差等级还不能满足要求，因此在粗磨之后进行精磨加工，在这一过程中将各个表面的尺寸加工到规定的尺寸精度。在这一过程中保证零件的加工质量。加工顺序的安排：该零件的加工中先进行粗车，车出一端端面及打出中心孔，为后一步加工提 供一个基准。粗车完成之后，对零件进行如处理，使其硬度和切削性提高，为后 面加工提供便利，在粗车之后进行半粗车加工。半粗车加工在如处理之后，可以除去热处理之后残留的氧化皮等。 使零件外 形光洁，并为磨削加工提供方便。粗磨安排在半粗车完成之后，可保证零件尺寸精度接近要求。精

13、磨是最后一步加工工序，它是为了满足零件的各个尺寸， 在精磨中，将零件磨至图纸所规定的尺寸热处理工序：热处理是为了提高材料的力学性能，分为预先热处理和加工过程中的热处理，预先热处理是为了消除材料中的加工应力， 加工过程中的热处理是为了改善工件 的加工性能。而在这个输出轴零件中，由于采用的是45钢棒料，因此不用进行预先热处理，只是在粗加工之后进行一次调质处理，提高其硬度，便于后续工序的磨削，同时也使其硬度达到28-32HRC满足图纸的技术要求。辅助工序：生产过程中有修研中心孔及检验的辅助工序， 在调质处理之后，半精车之前 安排一次修研中心孔的工序，是为了保证半精车加工中的同轴度，磨削之前也安 排一

14、次修研中心孔的工序，为了保证磨削之后各外圆能达到所要的位置公差要求， 粗磨之前应进行一次检验工序，因为磨削为较重要的加工，在此工序之前检验， 可以提前发现加工中的缺陷，及时修整，防止产生废品。在磨削完成后，再安排一次检验工序，为终检，此时完成了全部工序，检验合格后产品入库53机械加工余量，工序尺寸及公差的确定经计算和查表，确定此零件的机械加工余量，工序尺寸如下:键槽机械加工余量以及工序尺寸的确定:加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度18_0 .043棒料180粗铳16IT121612.5半精铳2IT9180.0436.3外圆机械加工余量、工序尺寸的确定加工表面加工内容加工余量等级

15、精度工序尺寸表面粗糙度AC 0.024600.011棒料9090粗车28IT126212.5半精车1.7IT1060.36.3粗磨0.2IT660.11.6精磨0.1IT5CC 0.024600.0110.870棒料9090粗车18IT127212.5半精车2IT10706.3800021U0.002棒料9090粗车8IT128212.5半精车1.7IT1080.36.3粗磨0.3IT6800.021U0.0021.688棒料9090粗车1IT128912.5半精车1IT10886.3一x0.0554.4棒料9090粗车33.6IT1256.412.5半精车1.7IT1054.76.3粗磨0.

16、3IT6一x00554.401.65.4加工设备及工艺装备的选择541机床的选择1.工序1是锯断，选用G72弓锯床2.工序23567，为粗车和半精车阶段，各工序的工步数也不多，小批量生产， 选择普通卧式机床就满足要求，而且零件的尺寸不大，选用经济，最常见的C6132A型卧式机床。3.工序8为铣削，工序简单，应选用常用机床，因此选X62W型铣床。4.工序11.12.13是磨削，选用M1332E/75C外圆磨床进行。5.4.2夹具的选择本零件为输出轴，回转类零件，因此可以在生产中采用通用夹具，装夹即可， 所需夹具为三抓卡盘，顶尖，V块及压板。5.4.3刀具的选择刀具材料的切削性能直接影响生产率，工

17、件的加工精度及加工表面的质量，因此刀具应具有良好的性能，有足够的刚度及韧性，耐磨性等，由于零件为输出 轴，材料为45钢，根据这些条件，选用硬质和精钢中的YT15类即YT5类刀具 作为粗车和精车的刀具，因为加工过程中会有严重摩擦，切削温度提高，YT15类硬质合金刀具有较好的硬度及耐磨性，在切削钢料的时候刀具磨损小而且寿命长，因此加工45钢选用这种材料的刀锯。铣刀：选用YG6硬质合金铣刀，规格为d=18mm,L=80,1=32,d=18的直柄键槽铣刀90mm，因此取f=0.4-0.5mm/ro按机床说明书的实有进给量取544量具的选择本零件属小批量生产，因此尽量选用通用量具，根据该零件的精度要求，

18、尺 寸和各种要求，选择如下量具： 读数值为0.1， 测量范围为0 600的钢板尺，读数值为0.02， 测量范围为0150的游标卡尺，读数为0.01，测量范围为56 125的外径千分尺，测量范围为0 0.2的标杆千分尺，读数为0.01，测量 范围为1620的内径千分尺。5.5切削用量及时间定额的确定 确定粗车70外圆的切削用量:所选刀具为YT5硬质合金焊接车刀，刀杆尺寸BXH=16mm X25mm。刀片厚度为4.5mm。选择车刀的几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角丫0=12。， 后角a=6。，主偏角K=90。，副偏角K= 10。，刃倾角？?=0。0 ? ?(1)确定背吃刀量 由于粗车双边余量为9

19、mm，因此粗车分两步进行，第一次ap1=7mm，第二次ap2=2mm(2)确定进给量f在粗车钢件，刀杆尺寸为16mm X25mm，ap1为7mm,工件直径为f=0.49mm/r(3)确定切削速度v根据已知的条件，可查机械制造技术基础(一下简称基础)7-15，的v=75m/min由基础的公式7-13求出机床主轴转速为1000?1000X75n=?=T14X90/min=265r/min按机床说明书的实有转速取转速为250r/min3.14X90X250r/mi n=70.65m/min1000最后确定切削用量为:ap1=7mm,f=0.49mm/r,n=265r/min,v=70.65m/min

20、其余工序且需用量从机械手册中查出时间定额的确定:确定粗车70外圆的时间定额根据机械制造工艺设计简明手册中的公式可知，车外圆基本时间为:?式中：l=237mm , ?*=+（23 ） =2mm, ?=0,f=0.49mm/r ,n=4.42r/s,tanK?i=1? ?+?2?vr-?故实际切削速度v=? n1000=由于该粗车工序分为两次进刀，第一次api=7mm,时间定额计算如下:第二次ap2=2mm其余工步的切削用量及基本时间可以查出，计算从略6.设计心得体会这次的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情

21、。在 设计过程?=0.49X4.42=110S?=237+20.49X4.42=110 S中，与同学分工协作，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会 了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练， 是我们迈向社会，从事职业 工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深 体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈 开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.通过这次工艺工程设计，我在多方面都有所提高。通过这次设计，综合运用本 专业所学课程的理论和生产实际知识

22、进行设计工作的实际训练从而培养和提高 我们的独立工作能力，巩固与扩充了机械制造技术基础等课程所学的内容， 掌握机械加工零件工艺设计的方法和步骤，掌握基本的技能，懂得了怎样分析零 件的工艺性，怎样确定工艺方案，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标 准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计工艺的能力以及综合运用知识的能力， 体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足 和薄弱环节，从而加以弥补。说实话，课程设计真的有点累。然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫 漫回味这3周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。虽然这是我刚 学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许 多，令我有了一中“春眠不知晓”的感悟。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。课程设计过程