工艺规程说明书

1、目 录0、前言. .1 0.1、设计目的.10.2、设计内容和要求.10.3、设计成果形式及要求.10.4、工作计划及进度11、计算生产纲领，确定生产类型21.1、生产类型的确定21.2、生产纲领的确定22、零件分析22.1、材料分析22.2、精度等级的选择32.3、热处理要求33、毛坯的确定33.1、毛皮种类可分五种33.2、零件毛皮的确定34定位基准34.1、选择基准的原则34.2、零件加工时选择基准的方法45、工艺路线45.1、零件表面的加工方法45.2、加工路线的确定5 5.2.1、机械加工工序5 5.2.1、热处理加工工序56、余量与工艺尺寸的确定57、选择加工设备及工艺装备68、切

2、削用量的确定79、刀具的设计 7 9.1.选择刀片夹固结构7 9.2选择刀片材料7 9.3.选择车刀合理角度7 9.4.选择切削用量7 9.5,选择刀片型号和尺寸7 9.6.确定刀垫型号和尺寸8 9.7.刀具角度换算8 9.8.选择刀杆材料和尺寸11 9.9.选择偏心角及其相关尺寸11总结11参考文献120.1、设计目的 通过机械制造工程原理课程设计，锻炼学生查阅资料，查阅国标手册的能力；培养创新能力，提高工艺设计能力、动手能力和初步的科学研究能力；为以后的毕业设计和工作奠定基础所加工的传动轴如下图所示0.2、设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 提供零件图1张，材料：

3、38CrMnSi,生产纲领：8000件/年，根据图纸参数、技术要求等编制工艺规程，并设计成形车刀，并绘制图纸。0.3、设计成果形式及要求：提供零件图纸和刀具图纸各一套 ；工艺规程一套; 设计说明书一份。0.4、工作计划及进度： 2015年9月7日9月9日 查阅资料，熟悉任务书要求，绘制零件图 2015年9月10日9月16日 编制工艺规程 2015年9月17日9月22日 设计车刀 2015年9月23日9月26日 撰写设计说明书 2015年9月27日 答辩，成绩考核1、计算生产纲领，确定生产类型1.1、生产类型的确定（1）零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影

4、响。机械制造的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产，成批生产分为大批生产、中批生产、和小批生产。产量越大生产专业化程度越高。按重型机械、中型机械、和轻型机械的年生产量列出了不同的生产类型的规范如表1表1 各种生产类型的规范 生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000500050000(2)生产类型的划分要考虑生产纲领还得考虑产品本身的大小及其结构的复杂性。1.2、生产纲领的确定 （1）生产纲领是产品的

5、年生产量。生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺规程起着很重要的作用，它决定了各工序所需的专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。生产纲领是由生产类型决定的。 （2）根据任务书上所说的，该产品的年生产量为1500件年，查上表可知，生产类型为单件中批生产 。2、零件分析2.1、材料分析 本课程设计的轴所用的材料为40Cr钢 40Cr钢用于较重要的调质零件，如连杆、螺栓、进气阀、重要齿轮、轴、曲轴、曲柄、汽轮发电机环形锻件。本课程设计中该材料用于滑动件的制造，其表面淬火硬度HBS范围在200和240之间2.2、精度等级的选择经查表零件图得知，查互换性与测量技术基础书本表2-2可知，在本

6、工件的公差最大为0.21mm,最大公差等级为IT8。表面粗糙度最高要求为1.6。而没有公差要求的一些加工表面，所选择的公差等级为IT12.2.3、热处理要求热处理要求的种类有：调质、正火、退火、淬火、渗碳淬火、渗氮等。而本工件的要求是调质，故选用调质处理，即淬火加高温回火。调质可以有效的提高工件的综合机械性能。 硬度的表示方法有布式硬度、洛式硬度、维式硬度。而本工件是选用布式硬度表示的（HBS200-240）。3、毛坯的确定3.1、 毛皮种类可分五种:(1)铸件： 适用于形状较复杂的零件毛坯，其铸造方法有砂型铸造、金属型铸造、精密铸造、压力铸造。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。(2)锻

7、件：适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单间小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批量生产。(3)型材：有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。(4)焊接件：是根据需要将型材或钢板焊接而形成的毛坯件，它简单方便，生产周期短。(5)冷冲压件：毛坯可以非常接近成品要求，适用于大批量生产。3.2、零件毛坯的确定因该零件为滑动件，拉力强度较高，强度要求高、形状比较简单的零件选择锻件。由于单件小批量生产，所以选

8、择自由锻件。根据零件尺寸可知，选择直径为65mm的，长度为150mm的棒料比较合适4、定位基准4.1、选择基准的原则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。（1）选择精基准时主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠，有如下原则:(书340页) 1）基准重合原则； 2）基准统一原则； 3）自为基准原则； 4）互为基准原则；（2）选择粗基准时主要要求保证各加工面有足够的余量，并注意尽快获得精基面,有如下原则:（书339页） 1)选加工余量小的、较准确的、表面质量较好的面积比较大的毛面作粗基准。 2)先重要表面为粗基准。 3)选不加工的

9、表面作粗基准。 4)粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。 由于两端面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。根据滑动件的技术要求和装配要求以及基准重合原则，选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。4.2、零件加工时选择基准的方法 （1）当加工零件外圆到直径为60.8时，选择毛坯刚开始的外表面为粗基准（2）当车棒料左端时，选择外圆为粗基准（3）当加工其它表面时，都是用以加工成直径为60.8的表面为定位基准（4）当车棒料右端时，选择已加工的左端面为定位基准（5）当加工孔时，以粗加工外圆为定位基准（6）当拉内槽时，以孔的中心轴线为定位基准（7

10、）当加工外圆到要求尺寸时以中心轴线为基准（8）当车外圆槽时以左端面为定位基准5、工艺路线5.1、零件表面的加工方法根据零件图表各表面得加工要求，以及材料性质等各因素，该工件的各表面具体的加工方法如表2表2该零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra（m）加工方法外圆面IT126.3粗车半精车左右端面IT116.3粗车内孔IT81.6钻孔-铰孔5.2、加工路线的确定 5.2.1机械加工工序 按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，转中心孔及车表面的外圆。 按先粗后精的原则：先安排粗加工工序，后安排精加工工

11、序。先安排精度要求较低的各主要表面，后安排精加工。 按先主后次的原则:先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。后加工次要表面，如外槽等。 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，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的。 次要表面的加工安排：外槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车之后。 先面后孔原则：先加工端面，再车外槽。 5.2.2热处理加工工序 在切削加工前宜安排淬火处理，岂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

12、排顺序为：热处理基准加工主要表面粗加工主要表面半精加工主要表面的精加工车外槽去毛刺检测。6、余量与工艺尺寸的确定表3加工余量与工艺尺寸60工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸半精车0.8IT12（0.3）6060 粗车0.840+0.8=4.841-0.毛坯541+4=4545235工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸精车0.8IT5(0.011)35半精车1.2IT8(0.039)35+0.8=35.8粗车3IT11(0.16)35.8+1.2=3737毛坯5IT11(0.16)38+2=4040-0.16025工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸精车0.8IT6(0

13、.013)25半精车1.2IT10(0.084)25+0.8=25.8粗车13IT11(0.13)25.8+1.2=2727毛坯15IT11（0.16）27+13=4040-0.16032工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸精车0.8IT8(0.039)3232-0.0390半精车1.2IT10(0.1)32+0.8=32.832.8-0.10粗车6IT11(0.16)32.8+1.2=3434毛坯8IT11(0.16)34+6=4040-0.16035工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸精车0.8IT6(0.016)35半精车1.2IT8(0.039)35+0.8=35.8粗

14、车3IT11(0.16)35.8+1.2=3737毛坯5IT11(0.16)37+3=4040-0.1607、选择加工设备及工艺装备各加工方式所选用的加工设备，加工夹具和量具的选择如表4所示表4加工设备与工艺设备加工方式加工设备加工夹具选择量具粗车普通车床三爪自定心卡盘、固定顶尖游标卡尺半精车普通车床三爪自定心卡盘、固定顶尖游标卡尺钻数控钻孔机床三爪自定心卡盘游标卡尺铰数控钻孔机床三爪自定心卡盘游标卡尺检验游标卡尺，通规，粗糙度仪8、切削用量的确定经查机械加工工艺手册得：（1）粗车加工时，取f=0.5mm/r ,Vc=90m/min ,ap=2mm （2）半精车加工时，取f=0.3mm/r ,

15、Vc=100m/min , ap=1mm （3）精加工时，取f=0.08mm/r ,Vc=130m/min , ap=0.4mm9、刀具的设计 已知:工件材料38CrMnSi，使用机床CA6140，加工后dm=26,Ra=6.3,需两次车槽完成，加工余量10mm，设计焊接成形刀。设计步骤：9.1材料的性能指标38CrMnSi：合金钢经850淬火，520回火后，抗拉强度为1000Mpa，屈服强度为800Mpa，断面收缩率45%，延伸9%，冲击韧性为588.3KJ/。需要注意的是40Cr具有一定韧性，切削时易缠刀和工件，不易断屑。当用普通机床进行粗加工时，刀具前角不易过大，适当留一些平刃（0.50

16、.8mm），常采用低速大进给量切削。 9.2 加工38CrMnSi的刀材选择（1）38CrMnSi工材是合金钢，属于碳钢一类，塑性韧性良好，经调质（淬火+高温回火），综合力学性能升高。（2）常用的刀具材料高速钢、硬质合金、陶瓷材料和超硬材料四类。所以，综上38CrMnSi的性能和刀材的特点，应该选用硬质合金刀具加工YT15适合精加工，耐磨性好于YT30。YW1和YW2硬质合金的硬度、耐磨性、耐热温度、抗弯强度和冲击韧性均比YT类高，可用于加工钢和铸铁，所以最优选择的刀具材料为YT15，YT15含钛量为15%，是硬质合金中含钛较高的，850下硬度为620HV。 9.3 刀具的几何角度（1）前角

17、车时实际切削前角由圆弧产生为ro=520。这样使刀具强度增加，切削变形小，刀口锋利，减小切削力，提高加工效率，故选用ro=11。（2）后角 后角的范围一般为a0=57，因为当a0= a0时，提高刃磨质量，提高刃口强度，便于下次在刀具磨损后磨刀具，提高加工效率。所以取用a0=6。（3）主偏角 采用r=90，主要原因是本次加工的零件为齿轮锻坯。副偏角采用r=1，使刀尖强度提高，改善散热条件，提高刀具耐用度，减小加工面粗糙度，提高加工表面质量。（4）刃倾角 加工时为了提高刀尖强度，使切削力首先受力不在刀尖上，保护刀尖，故取s=2.9.4车刀刃形根据我们需要车削的工件的需求，我们选择车断刀作为车槽时车

18、刀刃形。 9.5 车刀尖的形状刀尖修磨形式有三种：修圆刀尖、倒角刀尖和倒角带修光刃。其中我们选择修圆刀尖。增大修圆刀尖圆弧半径r，能明显的减小表面粗糙度，并能增加刀头强度和改善散热条件。但过大的刀尖圆弧半径使切削力Fy增大和影响断屑。根据下图故选择刀尖圆弧半径为1.5mm。状如下图：9.6断屑槽采用断屑槽通过设置断屑槽对流动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应变增大，切屑卷曲半径减小。断屑槽的尺寸参数应与切削用量的大小相适应，否则会影响断屑效果。在刀具主剖面内通常有三种形状的断屑槽：直线圆弧形、全圆弧形、折线形。选择断屑槽为直线圆弧形，外倾式。因为切屑易折小段，并流向加工表面，切屑范围广。9.7

19、刀杆的形状和尺寸刀杆尺寸将振动和偏移降至最低，请按以下选择： 尽量选择最小悬长（Tmax)刀杆（H）尽量选择大的尺寸刀杆高度(B)应大于Tmax尽量选择刀座较宽的刀杆（刀座尺寸尽量大） 综上所述：选择H=25mm、B=16mm、悬长=60mm。9.8切削用量的选择1、选择背吃刀量ap对于粗加工，加工余量不多并较均匀，加工工艺系统刚性足够时，应使背吃刀量一次切除余量A，即ap=A=5mm2、选择进给量f增大进给量可提高生产效率，但过大进给量会使切削力Fc剧增而影响机床的进给系统，刀具和工件的强度和刚性。根据本次加工刀具的刀尖圆弧半径r=2.5，进给量f值f=0.1mm/r 3、选择切削速度查表得：粗车时允许的切削速度V=65.3m/m