机械制造工艺学课程设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上机械制造工艺学课程设计说明书专心-专注-专业课程设计说明书课程名称： 机械制造技术课程设计 设计题目： 轴的加工工艺规程设计 专 业： 机械设计制造与自动化 班级： 学生姓名: 学 号: 起迄日期: 年 12月 24 日 年12月 29日 指导教师: 李忠群 湖南工业大学科技学院教务部 制目录3.1.3.工艺路线的确定.80001、 轴的工艺分析及生产类型的确定1.1、轴的用途1轴的作用 轴类零件是机械传动中一种常见的零件。轴在机械传动中其主要作用，一是传递转矩；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。2轴的工艺分析 经过分析该零件，其布局合理，较方便加工，我

2、们经过径向夹紧可保证其加工要求，尺寸合理，能够完整的表示物体的大小和形状，符合要求。1.2、轴的技术要求该轴的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸及偏差（mm）公差/mm及精度表面粗糙度(um)形位公差(mm)轴端处31.2（+0.02 -0.02 ）IT63.20.01A轴端处31.2（+0.02 -0.02 ）IT63.20.02A55外圆柱面55（0 -0.03 ）IT76.4/0.005槽壁8（+0.035 -0.025 ）IT93.20.1A槽壁8（+0.035 -0.025 ）IT93.2/0.025A160x2的槽160x2IT93.2无200x2的槽200x2IT93.2无28

3、的内孔28 IT73.2无60°36的锥孔圆锥面36IT92.3无60°34的锥孔圆锥面34IT92.3无30内孔圆柱面30（+0.02 0 ）IT71.6无6孔圆柱面6IT73.2无1.3、审查轴的工艺性该轴结构较简单，形状较为简单，属一般的轴类零件。主要加工表面有55的外圆柱面；两个槽；以及34，30和31.2的内孔经过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工和磨削加工，经过铣削、钻床的粗加工就能够达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。1.4、确定轴的生产类型 已知此轴的零件的生产纲领为50

4、00件/年，零件的质量不足100Kg，查殷国富，徐雷，胡晓兵.机床夹具设计手册（软件版）.北京：化学工业出版社， ，可确定该拨叉生产类型为中批生产，因此初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 采用专用工装。2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛胚零件材料为45钢，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸机械砂型铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级为CT10。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。另外为消除残余应力还应安排人工时效。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机

5、械加工余量。2.2.1公差等级由轴承座的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=10。2.2.2轴铸造毛坯尺寸工差及加工余量项目机械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm55外圆柱面4455.±236内圆锥面32.836±1.434内圆锥面32.834±1.428的内孔圆柱面22.028±1.030的内孔圆柱面3330±1.531.2内圆锥面3331.3±1.53、拟定轴承座工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1粗基准的选择按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故

6、应选轴外圆端面为粗基准，以此加工轴的内圆柱面以及其它表面。3.1.2精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的外圆柱面为主要的定位精基准，即以轴的外圆柱面为精基准。3.1.3工艺路线的拟定 毛坯为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及改进机械加工性能，在毛坯车间铣削去浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,能够考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，

7、以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序号工序内容设备1粗车直径为55的外圆柱面；粗镗36、31.2、34、内圆锥面。C620-1卧式车床T6113卧式镗床2半精车直径为55外圆柱面；半精镗36、31、34、内圆锥面；倒圆角。C620-1卧式车床T6113卧式镗床3在55的外圆柱面上铣键槽。X61卧式万能铣床5粗磨直径为55的外圆柱面；粗镗28、30的内圆柱面。 M4080卧式磨床T6113卧式镗床6半精镗28的内圆柱面；精镗30的内圆柱面。T6113卧式镗床7在离轴右端面25处的55外圆柱面上钻6的圆柱孔Z5140立式钻床8去毛刺,检验。钳工台 根据此工序安排，编出

8、机械加工工艺过程卡及工序卡片。见附表3.2 、表面加工方法的确定 根据轴承座零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案轴端处IT63.2粗车-半精车55外圆柱面IT76.4粗车-半精车槽壁IT96.3粗铣160x2的槽IT93.2粗铣-半精铣200x2的槽IT93.2粗铣-半精铣28的内孔IT73.2粗镗-半精镗60°36的锥孔圆锥面IT92.3粗镗-半精镗60°34的锥孔圆锥面IT92.3粗镗-半精镗30内孔圆柱面IT71.6粗镗-精镗6孔圆柱面IT73.2钻3.3、加工阶段的划分该

9、轴除30的内孔表面加工质量要求高以外，其余的表面加工质量要求一般，因此可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其它表面的精度要求；然后粗铣轴内圆锥面。在半精加工阶段，完成轴内圆柱面精铣加工和28孔的镗-半精镗加工及31.2、34、36孔的加工。3.4、工序的集中与分散选用工序集中原则安排轴的加工工序。该轴的生产类型为中批生产，能够采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.5、工

10、序顺序的安排3.5.1机械加工工序（1）遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准轴的外圆柱面和右端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工轴的右端面，再加工36孔。3.5.2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该轴在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3.5.3辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该轴工序的安排顺序为：热处理基准加工粗加工精加工。3.6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，

11、下表列出了轴的工艺路线：工序号工序名称工序内容设备工艺装备1退火2粗车粗车55外圆柱面C620-1卧式车床外圆车刀、游标卡尺3粗镗粗镗36内圆锥面T6113卧式镗床镗刀、游标卡尺4粗镗粗镗34内圆锥面T6113卧式镗床镗刀、游标卡尺5粗镗粗镗31.2内圆锥面T6113卧式镗床镗刀、游标卡尺6半精车半精车55外圆柱面C620-1卧式车床外圆车刀、游标卡尺7半精镗半精镗36内圆锥面T6113卧式镗床镗刀、游标卡尺8半精镗半精镗34内圆锥面T6113卧式镗床镗刀、游标卡尺9半精镗半精镗31.2内圆锥面T6113卧式镗床镗刀、游标卡尺10铣在55的外圆柱面上铣160x2的键槽X61卧式万能铣床端铣刀、

12、游标卡尺11铣在55的外圆柱面上铣200x2键槽X61卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺12粗磨粗磨直径为55的外圆柱面 M4080卧式磨床砂轮、游标卡尺13粗镗粗镗28的内圆柱面T6113卧式镗床高速钢镗刀、游标卡尺14粗镗粗镗30的内圆柱面T6113卧式镗床高速钢镗刀、游标卡尺15半精镗半精镗28的内圆柱面T6113卧式镗床高速钢镗刀、游标卡尺16精镗精镗30的内圆柱面T6113卧式镗床高速钢镗刀、游标卡尺17钻钻6的孔Z5140立式钻床麻花钻、铰、卡尺、塞规18去毛刺去毛刺钳工台游标卡尺19检验检验塞规、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定镗30孔的加工余量、工序尺寸和公

13、差。由相关表可查得镗孔余量T镗 =3mm。再查相关表可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，镗：IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，镗：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，镗：30+0.15mm。5、切削用量、时间定额的计算在这只计算粗镗-半精镗28孔此工序的切削用量和时间定额。 5.1、切削用量的计算粗镗28孔该孔可选由高速钢镗刀镗出半孔；由文献切削用量简明手册,镗孔的进给量f=0.3mm/r，由文献切削用量简明手册求得镗孔时的切削速度v=30m/min；由此算出转速为：按镗床的实际转速取n=350r/min，则实际切削速度为：半精镗28

14、孔该孔可选由高速钢镗刀镗出半孔；由文献切削用量简明手册,镗孔的进给量f=0.2mm/r，由文献切削用量简明手册求得镗孔时的切削速度v=30m/min；由此算出转速为：按镗床的实际转速取n=350r/min，则实际切削速度为：5.2、时间定额的计算5.2.1基本时间tj的计算 粗镗孔工步：根据文献，镗孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得。式中切削工时： l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(12)=4/2*cot54+1.1mm=4mm; f=0.3mm/r;n=100mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间5.53s。半精镗

15、孔工步：根据表文献，镗孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(160+3+2)/fn 求得。式中切削工时： l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(12)=2.6/2*cot54+1.2mm=3mm; f=0.2mm/r;n=100mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间10.3s。5.2.2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述，辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：粗镗孔工步的辅助时间为：ta=0.15x5.53s=0.83s;半精镗孔工步的辅助时间为：ta=0.1

16、5x10.3s=1.55s;5.2.3. 其它时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于轴的生产类型为中批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其它时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：粗镗孔工步的其它时间为：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s;半精镗孔工步的其它时间为：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.711s。

17、5.2.4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：镗孔工步tdj钻=5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s +0.71s =19.30s;因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻=19.301s;将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6. 夹具设计 为了提高零件加工零件效率，保证加工质量，降低劳动强度，现对55圆柱面上的键槽铣削设计专用夹具。6.1夹具的结构组成 该专用夹具的结构主要由以下几部分组成： 第一部分是底板 第二部分是2个V形块、4个V形块定位销和4个紧固V形块螺栓。 第三部分是2个底板向定位键以及紧固螺钉。 第四部分是2个U形压板以及紧固螺栓。 第

18、五部分是2个辅助支撑。 第六部分是对刀块以及其上的销和紧固螺钉。6.2夹具的工作原理铣槽铣削夹具设计的指导思想是，在普通立式铣床上对轴类外圆柱面上键槽的加工是利用一对V形块和定位键定位、U形压板压板经过螺栓夹紧工件，这样就能保证工件的形位精度，也就是说确保了轴的铣削加工质量。其原理是：定位键经过螺钉拧紧固定在地板上；利用对刀块来控制铣刀的走向来调整道具走向；V形块先经过销和地板定位，再经过螺钉拧紧固定在地板上； U形板经过螺栓拧紧来压紧零件和辅助支撑使其固定在地板上；利用底板导向定位键与铣床本身T型槽“精密”配合，再经过两端的开口槽用螺栓和铣床拧紧固定。6.3零件加工定位误差分析由于该轴用螺栓紧固，在整个加工过程中均处于锁紧状态；因此零件与V形块之间不存在定位误差，由于V形块利用圆柱销经过过盈配合定位在底板上面；并分别用2个螺栓紧固在底板上