机械设计制造及其自动化课程设计报告

1、倏晶科义大学SHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY课程设计说明书学生姓名：学号：院系：专业：指导教师：2021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-1-4 .确定毛坯-2-4.1确定毛坯种类-2-4.2确定加工余量,毛坯尺寸及公差-2-5 .工艺规程设计-3-5.1定位基准选择-3-5.2确定工艺路线-3-5.2.1外表加工方法选择-4-5.2.2工艺路线确实定-4-5.3.机械加工余量,工序尺寸及公差确实定-6-5.4加工设备及工艺装备的选择-8-5.4.1机床的选择-8-5.4.2夹具的选择-8-

2、5.4.3刀具的选择-8-5.4.4量具的选择-8-5.5切削用量及时间定额确实定-9-6 .设计心得体会-10-7 .参考文献-11-1.序言机械制造技术根底课程设计是我们学习了大局部的机械知识之后进行的一次课程设计,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练习和准备.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

3、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水平,以及使我们熟悉并运用有关手册,图标,标准等进行查询的水平.提升了我们识图,制图,运算和编写技术文件的水平,培养我们独立思考和独立工作的水平,为以后走向社会从事相关技术工作打下良好的根底.这次课程设计是我们机械制造技术根底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缺乏之处,恳请老师对我们的错误提出批评,给予指导.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

4、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小54.4,|60,I80及外端小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,因此应较精细加工,尺寸的精度等级为IT5级.IT6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,

5、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,而在磨削之后的外表粗糙度已经可以到达0.4-0.8,而零件图中最高的粗糙度仅要求为Ra=1.6o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,是一种比拟好的标注方式,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.注意零件上小54.4小60|80的外端与右端小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28RG-32HRC打出中央孔,保存,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

6、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,价格廉价,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.假设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图加,向代号根本尺寸mm加工余量等级加工余量双边mDlD2D3D4D5D6D7D154.4H35.6D260H30D370H20

7、D488H2D580H10D670H20D760H30毛坯图确实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90385的圆棒料,其毛坯加工余量由?简明手册?可以查出来,如下图.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“基准重合和“基准统一原那么.以经过轴的中央线,采用两个中央孔定位就符合上述原那么,而零件中大多

8、数工序都以中央孔作为定位基准面,可保证同轴度,且能最大的加工出多个外圆,这也符合“基准统一原那么.5.2确定工艺路线根据先加工基准面,“先粗后精,“基准统一等工艺原那么.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90mm385mm工序02车端面,打出中央孔.粗车外圆89mm200mm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钻出中央孔.粗车另外三个台阶,直径、长度方向均留出加工余量2mm工序04调制处理28-32HRC工序05修研两端中央孔工序06半精车四个台阶,70、88台阶车到图

9、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铳键槽,键槽深度比图样规定尺寸多铳0.15mm作为磨削余量.工序09修研两端中央孔工序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14终检工序15入库5.2.1外表加工方法选择由于该零件为回转体轴类零件,且外表质量等级要求为IT5-IT8级,对

10、于普通的车削已经不能满足零件的工艺要求,因此对于零件中的小54.4,|60,小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,采用铳床铳出的方法,可以保证加工的精度要求.5.2.2工艺路线确实定加工阶段的划分：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,要采用多道工序逐步到达要求的加工质量.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局部的余量,是

11、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升生产效率,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外表到达规定的尺寸精度,留出一定的余量给精加工,为主要外表的精加工做好准备,并可以完成一些次要表面的加工.对于该零件中的|70,小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,再半粗车之后不能到达所需要求,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,

12、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外表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央孔,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升,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：热处理是为了提升

13、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,提升其硬度,便于后续工序的磨削,同时也使其硬度到达28-32HRCW足图纸的技术要求.辅助工序：生产过程中有修研中央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央孔的工序,是为了保证半精车加工中的同轴度,磨削之前也安排一次修研中央孔的工序,为了保证磨削之后各外圆能到达所要的位置公差要求,粗磨之前应进行一次检验工序,由于磨削为较重要的加工,在此工

14、序之前检验,可以提前发现加工中的缺陷,及时修整,预防产生废品.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.5 .3.机械加工余量,工序尺寸及公差确实定经计算和查表,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确实定:加上外表加工内容加工余量精度等级工序尺寸外表粗糙度必a01100.043棒料100粗铳16IT121612.5半精铳2IT93a0T1.0.0436.3加上外表加工内容加工余量等级精度工序尺寸外表粗糙度由60书024中OU书.011棒料90*90粗车28IT12帕212.5半精车1.7IT10*60.36.3粗磨0.2I

15、T6*60.11.6精磨0.1IT5力60书24中60书.0110.8*70棒料90*90粗车18IT12*7212.5半精车2IT10*706.3怩0书.21冲80书.002棒料90*90粗车8IT12帕212.5半精车1.7IT10*80.36.3粗磨0.3IT6力80书.021y8040.0021.6*88棒料90*90粗车1IT12帕912.5半精车1IT10帕86.3力54.40fc05棒料90*90粗车33.6IT12花6.412.5半精车1.7IT10*54.76.3粗磨0.3IT654.4产1.66 .4加工设备及工艺装备的选择6.1.1机床的选择1.工序1是锯断,选用G72弓

16、锯床2.工序2.3.5.6.7,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卧式机床.3.工序8为铳削,工序简单,应选用常用机床,因此选X62W型铳床.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,工件的加工精度及加工外表的质量,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

17、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,由于加工过程中会有严重摩擦,切削温度提升,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.铳刀：选用YG6硬质合金铳刀,规格为d=18mmL=80,l=32,d=18的直柄键槽铳刀.5.4.4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,尺寸和各种要求,选择如下量具：读数值为0.1,测量范围为0600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56125的外径千分尺,测量范

18、围为00.2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确实定确定粗车小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=16mm25mm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=,后角=；主偏角=；副偏角=；刃倾角=o(1)确定背吃刀量由于粗车双边余量为9mm因此粗车分两步进行,第一次=7mm第二次=2mm(2)确定进给量f在粗车钢件,刀杆尺寸为16mrK25mm为7mm工件直径为90mm因此取f=0.4-0.5mm/r.按机床说明书的实有进给量取f=0.49mm/r.(3)确定切削速度v根据的条件,可查?

19、机械制造技术根底?(一下简称?根底?)表7-15,的v=75m/min由?根底?的公式7-13求出机床主轴转速为r/min=265r/min按机床说明书的实有转速取转速为250r/min最后确定切削用量为：=7mm,f=0.49mm/r,n=265r/min,v=70.65m/min其余工序且需用量从?机械手册?中查出时间定额确实定：确定粗车小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,车外圆根本时间为:式中：l=237mm=2mm,=0,f=0.49mm/r,n=4.42r/s,i=1由于该粗车工序分为两次进刀,第一次=7mmn=故实际切削速度v=r/min=70.65m

20、/min时间定额计算如下:110s第二次=2mm110s其余工步的切削用量及根本时间可以查出,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.在设计过程中,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练习,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

21、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根底.通过这次工艺工程设计,我在多方面都有所提升.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进行设计工作的实际练习从而培养和提升我们的独立工作水平,稳固与扩充了?机械制造技术根底?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,掌握根本的技能,懂得了怎样分析零件的工艺性,怎样确定工艺方案,提升了计算水平,绘图水平,熟悉了标准和标准,同时各科相关的课程都有了全面的复习,独立思考的水平也有了提升.在这次设计过程中,表达出自己单独设计工艺的水平以及综合运用知识的水平,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缺乏和薄弱环节,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.课程设计过程中,许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱,想到今后自己应当承当的社会责任,想到