机械制造技术基础课程设计

1、湖南科技大学机械制造技术基础课程设计学生姓名：学院：专业及班级：学号：指导教师：胡忠举年月日目录第1章零件得工艺分析2（一）轴类零件得用途2（二）导杆得技术要求2第2章确定毛坯得种类与制造方法4（一）确定毛坯得总类4（二）机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸得确定4第3章工艺路线设计6（一）定位基准得选择6（二）制定工艺路线7（三）工序设计8第4章选择机床与工艺设备10第5章确定工序得基本余量11第6章确定切削用量与时间定额14第7章小结16参考文献16第1章零件得工艺分析（一）轴类零件得用途本次课程设计零件为一导杆,属轴类零件.轴类零件就是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴得外圆柱面、圆

2、锥面、内孔与螺纹及相应得端面所组成。导杆主要用来支承传动零部件，传递扭矩与承受载荷,故其广泛应用于各类机械产品中.（二）导杆得技术要求1 .导杆得技术要求全部技术要求绘制在图中。具表面要求热处理3036HRC;a、孔？20要满足以中心轴线E为基准得对称度要求为0、1mm,垂直度要求为0、05mm;b、轴右端？18要满足以中心轴线E为基准得同轴度要求为0、03mm;c、轴内螺纹孔4xM66H满足深度为8,以中心轴线D为基准得位置度要求满足0、3mm。2. 通过对该零件图得重新绘制,知原图样得视图正确，尺寸,公差及技术要求齐全。零件图样分析(1) 该零件轴段得安排就是呈阶梯型，具加工精度要求较高，

3、要有较高得形位公差，表面粗糙度最高达到了0、4wmi零件得中心轴就是设计基准与工艺基准。(2) mrnn对公共轴线得对称度为0、1mm垂直度为。、05rnm。(3) mm#圆柱面对公共轴线得同轴度为？0、025mm.(4) 4M6-6H对公共轴线得得位置度为？0、3mm.(5)零件得材料为38Cr.(8)热处理3036HRC。(9)轴大端加工出C3倒角，轴小端加工出C2侄J角.该零件属于轴类零件,它得所有表面均需要切削加工,各个表面得加工精度与表面粗糙度都不难获得.该零件除工作表面外，其余表面加工精度较低,通过车削，钻削等得一次加工就可以达到加工要求，主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也在正

4、常得生产条件下,采用较经济得方法保质保量得加工出来，由此可见，该零件得工艺性较好.3、零件得工艺分析(1) 零件得毛坯材料为45,就是典型得轴用材料，综合机械性能良好.该材料就是优质合金钢，经调制处理之后具有良好得力学性能与切削加工性能。经淬火加高温回火后具有良好得综合力学性能,具有较高得强度、较好得韧性与塑性。(2) 根据表面粗糙度要求与生产类型，表面加工根围粗加工与精加工。加工时应把精加工与粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件得变形误差。(3) 此零件得毛坯为模锻件，外形不需要加工。(4) 该轴得加工以车削为主,车削时应保证外圆得同轴度（ 5） 在精车前安排了热处理工艺，以提高轴得

5、疲劳强度与保证零件得内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形.并能保证工件变形之后能在半精车时纠正.（ 6） 同一轴心线上各轴孔得同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响导杆得同轴度与使用寿命.所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。第2章确定毛坯得种类与制造方法（一）确定毛坯得总类：选择毛坯，确定毛坯,绘制毛坯图（1）零件分析该零件材料为38Cr,考虑到车床在加工过程中要经常正反向旋转，该零件在加工过程中要承受载荷作用,因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。假设为批量生产，零件得轮廓尺寸不大,故采用模锻成形来制造毛坯。模锻成形后切边，进行调质，调质硬度合适，并进行酸洗，喷丸处理。喷丸

6、可以提高表面硬度,增加耐磨性,消除毛坯因脱碳而对机械加工带来得不利影响。（2）设计毛坯图毛坯图如图纸所示。（二）确定机械加工余量，毛坯尺寸与公差参照课程设计指导教程第二章第二节确定模锻毛坯尺寸得公差与机械加工余量，查表26表29,首先确定下列因素。1锻件公差等级由于导杆得用途与技术要求，确定该零件得公差等级为普通级。5kg,估算m = =2 5 5kg。2锻件质量mf假设零件成品质量为1、锻件形状复杂系数S对导杆零件图进行分析计算，可大致确定锻件外扩得长度，宽度，高度。S=mf/mN该锻件为长轴形，其最大直径为53、4mm,长248mm,估计该零件得形状复杂系数为S2级。4锻件材质系数由于该导

7、杆材料为38Cr,38Cr表示含碳量为0、38%得合金结构钢，其中Cr平均含量1、5%,故该锻件得材质系数为M1级。5零件表面粗糙度由零件图可知，除孔？20,轴中部为0、8um,轴左端？40Ra=O、4um以外，其余加工表面Ra=1、6um、(1)确定机械加工余量根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表2-9,由此查得单边余量在厚度方向为1、72、2mm,水平方向为1、72、2mm,各轴向尺寸得单面余量为1、72、2mm,孔得单面加工余量查表2-10为2、0mm。轴端面加工余量得确定：根据轴得尺寸长度与零件直径，查工艺手册得端面得加工余量为2。(2)毛坯尺寸与公差加工表面毛坯尺寸经济精度

8、单面加工余量孔？20?24IT72轴左端?50?56IT72及1、7轴左端面59IT102及2轴左端右部32IT122及2轴左端？40?43、4IT72及1、7轴右端？18?21、4IT72及1、7轴右端？13、8?17IT62及1、7孔？4?8IT92轴右端24IT142及2退刀槽IT92及2右端螺纹IT6轴内螺纹孔第3章工艺路线设计(一)定位基准得选择定为基准得选择：正确得选择定位基准就是设计工艺过程中得一项重要得内容，也就是保证加工精度得关键，定为基准分为精基准与粗基准，以下为定位基准得选择.(1)粗基准得选择粗基准得选择应能保证加工面与非加工面之间得位置精度，合理分配各加工面得余量，为

9、后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹与加工，可选轴得外圆表面为定为基准，或用外圆表面与顶尖孔共同作为定为基准。用外圆表面定位时，因基准面加工与工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面得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她不加工表面之间得位置精度。(2)精基准得选择根据减速箱输出轴得技术要求与装配要求，应选择轴左端面端面与中间端面为精基准.零件上得很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则.两端得中心轴线就是设计基准。选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后得加工位置精度，实现了设计基准与工艺基准得重合.由于两轴面

10、得精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准（二）制定工艺路线8c r，参照工艺手册，并根据本零件加工面由外圆，内孔，外螺纹等，材料为3导杆零件图上个表面得尺寸精度与粗糙度确定其加工方法选择如下:1左端面：公差等级为IT7,表面粗糙度为1、6um采用粗车-半精车一一精车。2右端面：公差等级为IT7,表面粗糙度为3、2un用采用粗车一-半精车3左端？50外圆表面：外圆表面粗糙度0、4以根!要求，对其加工方案为粗车-半精车一磨削。4?40得外圆表面：公差等级为IT7,外圆表面粗糙度为1、6m,确定其加工方案为：粗车-半精车-精车。5?18外圆表面：公差等级为IT7,表面粗糙度为Ra。8，确定

11、其加工法案为：粗车半精车磨削。6 退刀槽：直槽车削7 右端螺纹:加工方法为粗车半精车-车螺纹8 左端？20孔：公差等级IT7,内表面粗糙度为0、8un,采用粗链一一半精链一一精链9 右端？4孔：公差等级为IT7,内表面粗糙度为3、2un1采用粗链-一半精链10螺纹孔（4xM6）:加工方法为钻孔一攻丝对于轴上孔加工应注意下面两个问题:1应安排在调质以后加工，以免因调质处理变形较大而导致孔加工产生弯曲变形难以纠正，引起轴转动时得不平衡。2应安排在外圆粗车或半精加工之后进行,这样可以有一个较精确得轴颈作为定位基面,从而保证孔与外圆同心，并使轴得壁厚均匀。加工阶段得划分该导杆得加工质量较高,可将加工分

12、为粗加工,半精加工，精加工几个阶段（ 1） 粗加工阶段:这一阶段得主要目得就是采用大切削用量切除部分加工余量,把毛皮加工至接近工件得最终形状与尺寸，只留下适当得加工余量.此外还可及早得发现锻件裂缝等缺陷，以便及时修补与做报废处理.主要包括:先粗铣导杆得左右断面,使后续工序采用精基准定位加工,保证其她加工表面得精度要求.（ 2） 半精加工阶段：这一阶段主要为了精加工做好准备，尤其就是做好基面准备，对于一些要求不高得表面应在这一阶段全部完成,达到图样规定得技术要求.（ 3） 精加工阶段：进行导杆得外表面,内孔得精铣等.工序得集中与分散工序得适当集中,以减少设备得实用更换次数，并尽量采用通用设备，关

13、键工序必要时采用专用设备.较多采用夹具，在确保质量得前提下，尽量就是生产具备较大得柔性。工序设计1机械加工工艺（ 1） 遵循“先加工基准面，再加工其她表面”原则，首先加工基准-将端面先加工,再钻孔，以定位车表面得外圆.（ 2） 遵循“先加工平面后加工孔”原则，先加工左右端面来定位加工各个孔.（ 3） 遵循“先加工主要表面，后加工次要表面”先加工车外圆各个表面及钻孔，后加工退刀槽及倒角。由于次要表面与主要表面之间往往有相互位置得精度要求,因此一般应在主要表面达到一定精度后,再以只要表面定位加工次要表面。（ 4） 遵循“先安排粗加工工序，后安排精加工工序”原则先安排粗车外圆,粗镗孔,后安排磨削外圆

14、,精镗孔。2热处理工序锻造后，在切削加工前宜采用正火，能提高盖上杆得硬度,消除毛坯得内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质，调至处理使杆达到3036HRC,调质处理主要使杆获得更高得综合力学性能。在精加工之后,进行表面淬火加低温回火，提高其耐磨性与工作中承受冲击载荷得能力。<3>辅助工序在粗加工与热处理之后，安排校直工序：在半精加工之后，安排去毛刺处理与中间检验工序，零件表面与内部得毛刺会影响装配操作与装配质量，甚至影响整机性能，应予以重视。精加工之后，安排去毛刺，清晰与终检工序。综合上述，该杆得工序得安排为：基准加工一一主要表面加工及链孔得在粗加工一一主要表面得半精加工与槽得

15、加工一一热处理一一主要表面得精加工。6、拟定工艺路线工艺路线：下料一一锻造一-正火一一粗车端面，倒角一一粗车各外圆调质处理(3036HRC)-切槽，链孔一一半精车外圆，端面一一中间检验-车螺纹一一磨削外圆一一去毛刺最后检验导杆加工工艺过程工序工序名称工艺过程机床设备刀具01下料02锻造尺寸？56x59,?50x12,?24x184,03热处理正火04粗车左右断向及45倒角先粗车左端面，倒角，掉头车右端面，保证导杆长度251、1mmCA614045度刀05钻孔以左右外圆定位，用麻花钻?20,?4通孔CA6140麻花钻06粗车外圆以孔定位，粗车各外圆CA614060度刀07调质处理调质处理(303

16、6HRC)08镇孔以外圆定位加工好退力槽，加工好？20,?4通孔像床T612镇刀09半精车外圆CA614060度刀10半精车端面半精车左端面保证尺寸250、1mm,调头，车右端面保证250mm卧式机床C616A11中间检验检验个尺寸就是否达到预定要求，以便修正12车螺纹钻床Z515钻头13磨削各外圆面重新检查各定位就是否准确，用磨床磨削外圆M1412砂轮14去毛刺15最后检验第4章机床设备得选用1。机床设备得选用在本方案中，导杆得生产类型为小批量生产，可以选用较高效率得专用机床与通用机床。根据该轴尺寸得大小要求，选用车床CA6140，外圆磨M1412,台式钻床Z515，铳床XA6132.2o工

17、艺装备得选用在小批量生产得条件下，所用得刀具有通用道具与特殊刀具，量具有游标卡尺、卡尺、塞规等。另外还要用到夹具。第5章工序加工余量得确定，工序尺寸及公差得计算1 轴左端？50外圆表面：外圆表面粗糙度0、4小根!要求，对其加工方案为粗车一一半精车一一磨削。查工艺手册得：磨削得加工余量为0、4,半精车得加工余量为1、5,粗车得加工余量为4、5,总得加工余量为6、4,所以去总得加工余量为6,将粗车得加工余量修正为4、1o精车后工序得基本尺寸为35mm,其它各工序得基本尺寸为：磨肖k50+R4=50、4半精车:50、4+1、5=51、9粗车:51、9+4、1=56确定总加工余量为6确定各工序得加工经

18、济精度与表面粗糙度：由工艺手册查得：精车后为IT7,Ra为。、4仙m.半精车后为IT8,Ra为3、2小由粗车后为IT11,Ra为16仙m.按照加工方法能达到得经济精度给各工序尺寸确定公差，查工艺手册可知每道工序得经济精度所对应得值为：对于?40得外圆表面：公差等级为I T 7,外圆表面粗糙度为1、6仙m,确定其取磨削得经济精度公差等级为IT7,其公差值为二0、025mm取半精车得经济精度公差等级IT8,其公差值为T2=0.039mni取粗车得经济精度公差等级IT11,其公差值为丁3=0.16mm.工序名称工序余量(mm)加工经济精度(mm表面粗糙度Ra(nn)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(m

19、m)磨削0、4IT70、450，uc0(|)500、0291、5IT81、650、4?50、40-0、039粗车4、1IT113、251、9?51、9°-o、16锻造±256?56±22为口工方案为：粗车半精车-一精车。由工艺手册查得：精车得加工余量为1、1,半精车得加工余量为1、5,粗车得加工余量为4、5,所以总加工余量为7、1,取加工余量为10,修正粗车余量为7、4。精车后工序得基本尺寸为40,其她各工序得基本尺寸为：精车:40+1、1=41、1半精车：41、1+1、5=42、6粗车：42、6+7、4=50确定各工序得加工经济精度与表面粗糙度：精车后为IT7,

20、Ra1、6仙m,半精车后为IT8,Ra3、2,粗车后为IT11,按照各工序所得到得经济精度所对应得值精车得经济精度公差等级IT7,其公差值T1=0、025mm半精车得经济精度公差等级IT8,其公差值T2=0、039mm粗车得经济精度公差等级为IT11,其公差值T3=R16mm工序名称工序余量(mrm加工经济精度(mm)表面粗糙度Ra(Nm)工序基本尺寸(mn)尺寸、公差(mm)精车1、1IT71、640340-0、0251、5IT83、241、10?41、1-0、039粗车7、4IT1112、542、6?42、600、16锻造±250?50±23?18外圆表面得毛坯加工余量

21、得确定：表面粗糙度为Ra。8小的»定其加工法案为:粗车一一半精车一一磨削。精车后得尺寸为18,其它各工序得基本尺寸为：磨削：18+0、4=18、4半精车：18、4+1、5=19、9粗车：19、9+4、1=24确定各工序得加工经济精度与表面粗糙度：由工艺手册查得：磨削后为IT7,Ra为0、8pm半精车后为IT8,Ra为3、2pm1粗车后为IT11,Ra为16所以？18得总加工余量为24-18=6工序名称工序余量(mrjn加工经济精度(mm表面粗糙度Ra(pm工序基本尺寸(mrm尺寸、公差(mm)精车1、1IT71、618小18°-0、o251、5IT83、218、4,0?18

22、、4-o039粗车7、4IT1112、519、9?19、90。、16锻造±224?24±24孔小20,采用粗链-半精链一一精怅第一次粗加工键至15mn,第二次粗镇加工至18mm，加工余量3mm半精加工至19、3mm，加工余量为1、3mm,精链至20mm,加工余量为0、7mn。工序名称工序余量加工经济精度表面粗糙度工序县本尺寸精锋0、7IT70、820半精锋1、3IT96、319、3粗链3IT11Rz=5018确定切削用量与时间定额确定切削用量确定切削用量得原则：首先应选去尽可能大得背吃刀量,其次在机床动力与刚度允许得条件下，又满足以加工表面粗糙度得情况下,选取尽可能大得进给

23、量。最后根据公式确定最佳切削速度。1、工序04，粗车轴得左右端面该工序为两个工步，工步1就是以左边定位。粗车右端面；工步2就是以右边定位,粗车左端面。由于这两个工步就是在一台机床上经一次走刀加工完成得，故其选用得切削用量相同. 背吃刀量得确定:根据加工余量，工步1与工步2得背吃刀量都为2mm 进给量得确定：本设计采用得就是硬质合金车刀，工件材料就是38Cr,查表取进给量f=0、86mmr 切削速度得计算:硬质合金车刀切削38Cr时，取切削速度V为60m/min,根据公式n=1000Vc/d,可得车床转速n=1000X60/X35r/m1n,查表CA6140得主轴转速范伟为101400,1400

24、1580(r/min),符合要求。2、工序06粗车及工序09半精车该工序为工步1粗车与工步2半精车，则进给量依次为apl=z=1.7mm,ap2=z=0.8mm查表得粗车f1=0、86mm/r精车，取Vc为90m/min,则n=819r/min(n=1O00Vc/d)粗车，取Vc为60m/min,则n=546r/min3、工序车槽，倒角1、背吃刀量得确定：根据加工余量，背吃刀量ap=2、0mm2、进给量得确定：本设计采用得就是硬质合金车刀，工件材料为38Cr,查表取进给量f=0、10mm/3、切削速度得计算硬质合金车刀切削38Cr时，取取切削速度为Vc为1、76m/s(n=1000Vc/d)所需车床转速n=1345r/min,取1350r/min4、精车外圆面1、背吃刀量得确定：根据加工余量，精车背吃刀量ap=0、25mm2、进给量得确定：本设