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1、院系、专业名称 机械工程学院 机械工程及自动化07级（先进制造方向） 学 生 学 号 指 导 教 师 教 研 室 主 任 2013年12月30日题目 凹（凸）台和轴（套）零件的加工工艺设计制造及检测（中小批量生产）课 程 设 计 任 务 书广 西 大 学主要参考资料：1 段明扬.现代机械制造工艺实训教程.桂林：广西大学师范大学出版社，20042 段明扬、华楚生.现代制造工艺设计方法. 桂林：广西大学师范大学出版社，20043 卫朝富.Pro/Engineer2001机械设计实例教程.北京：中国铁道出版社，20044 赵家齐.简明机械加工工艺手册.上海：上海科学技术出版社，19995 刘瑞新.
2、Mastercam应用程序. 北京：机械工业出版社，20026 华茂发.数控机床加工工艺.北京：机械工业出版社.2000 设计工作量：1. 熟悉零件，绘制零件二维图和零件三维图； 2. 设计零件机械加工工艺规程，填写数控加工工序卡等； 3. 选择毛坯；4数控编程加工及零件加工5零件检测；6.编写设计说明书。目录序言 3一、设计题目 5二、生产类型 5三、 零件分析 1、零件的作用 52、零件的工艺分析5四、选择毛坯5五、工艺规程设计(一）、定位基准的选择7(二)、零件加工方法的选择7(三)制定工艺路线 7(四)确定各个工序的切削用量9六、参考文献 24七、总结 25序言本学期的专业方向课程设计
3、是在我们完成了全部基础课、技术基础课、专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有极其重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1.切实巩固和加深理论教学内容，培养学生综合应用知识的能力，同时充分利用学校现有的科研教学设备，培养学生的工程实践能力和工程素质。2.熟练掌握数控加工的基础理论，正确设计数控加工工艺，选择合理高效的加工路线和加工方法，能够编制高质量的数控程序，提高零件的加工质量和数控机床的使用效率。3.学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的
4、名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，基本上熟练掌握了车床、铣床的基本操作规程和数控机床的编程与操作等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于老师的悉心指导，还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻
5、阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。由于本身及小组成员能力水平有限，设计存在的错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！一、设计题目：凹（凸）台和轴(套）零件的加工工艺设计制造及检测（中小批量生产）二、生产类型为中小批量生产三、 零件分析（一）、零件的作用1.轴套一般有滑动轴承作用、轴向定位作用、减磨减震作用、将轴与有害介质隔离使轴增寿耐用。（二）、零件的工艺分析
6、 图I轴类零件图图示轴类零件主要由圆柱面、锥面、轴肩、切槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，锥面与另一个轴的锥孔配合，以保证两轴的同轴度。根据工作性能与条件，该轴图样规定了30、48、58、40、24的外圆，以及切槽宽度、锥面小圆断面到轴肩的距离都有较高的尺寸要求，40、锥面有较高的粗糙度要求，A与B有同轴度要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。四、毛坯的选择 该传轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。其最大外圆直径为58mm，故选择65mm*80mm的热轧圆钢作毛坯。五、工艺规程设计（一）、定位基准的选择合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度
7、有着决定性的作用。由于A与B有同轴度要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。粗基准采用45钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。（二）、加工方法的选择传动轴大都是回转表面，主要采用车削成形。外圆表面的加工方案可为：粗车精车。（三）、制定工艺路线制定工
8、艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用一般机床配以适当夹具,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，以便使生产成本尽量下降。该轴的工艺路线大致如下：下料车D端面，钻中心孔，粗车毛坯表面调头，车C端面（确保总长77），钻中心孔粗车30外圆精车30外圆两头用顶尖顶住工件，用鸡心夹固定（30外圆）且用杠杆百分表校正粗车58外圆精车58调头，粗车40外圆精车40外圆粗车24外圆精车24外圆粗车锥面精车锥面切槽检验确定工序方案如下：工序01 车D端面，钻中心孔 ，粗车一刀外圆表面。用三爪卡盘夹持工件
9、，以毛坯外圆作为粗基准。工序02 调头，车C端面（确保总长77），钻中心孔。用三爪卡盘夹持工件，以车过的外圆表面作为粗基准。工序03 粗精车30外圆。用三爪卡盘夹持工件，以车过的外圆表面作为粗基准工序04 粗精车58外圆。双顶尖装夹，用鸡心夹固定在30外圆处且用杠杆百分表校正，以两端中心孔作为基准。工序05 粗精车40外圆。双顶尖装夹，用鸡心夹固定在30外圆处，以两端中心孔作为基准。工序06 粗精车24外圆。双顶尖装夹，用鸡心夹固定在30外圆处，以两端中心孔作为基准工序07 粗精车锥面。双顶尖装夹，用鸡心夹固定在30外圆处，以两端中心孔作为基准工序08 切槽。双顶尖装夹，用鸡心夹固定在30外圆
10、处，以两端中心孔作为基准工序09 去毛刺工序10 终检以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡”、“机械加工工序卡片”。（四）、确定各个工序的切削用量1. 工序01 车D端面，钻中心孔，粗车毛坯表面材料为45号钢，根据简明手册228页的选择刀具准则，采用YT类硬质合金刀具。D端面的表面粗糙度为Ra3.2m，需进行粗车和精车，选粗车的切削量为1mm，半精车的切削量为0.5mm。车车床转速为400 r/min。 钻中心孔： 使用中心钻在D端面钻中心孔。车车床转速为1120 r/min。2. 工序02 调头，车C端面（确保总长77），钻中心孔车C端面，分两次走刀，第一次切削量为1mm，第二次的切削量为0
11、.5mm。用游标卡尺测量棒料长度，确保总长为770.1mm。车车床转速为400 r/min。 钻中心孔： 使用中心钻在C端面钻中心孔。车车床转速为1120 r/min。 3. 工序03粗精车30外圆本工序工步1为粗车。已知加工材料为45钢，b=670MPa锻件，机床为CA6140车床，工件装夹在三爪定心卡盘中。确定粗车外圆从毛坯65mm加工到30.5的切削用量所选刀具YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，CA6140车床的中心高为200mm ( 由切削用量简明手册表1.30查得)，故选刀杆尺寸BH=16mm25mm,刀片的厚度为4.5mm。根据切削用量简明手册表1.3
12、，选择刀几何尺寸卷槽带倒菱形前刀面，前角0=12，后角0=6，主偏角r=90，副偏角r=10，刃倾角s=0，刀尖圆弧半径r=0.8mm。（1）确定切削深度ap由于单边余量为17.5mm,分10次走刀。（2）确定进给量f根据切削用量简明手册表1.4，在粗车钢料、刀杆尺寸为16mm25mm、，工件毛坯直径为65mm，在60mm-100mm范围内，进给量取：f=0.6-0.8mm/r按CA6140车床的进给量（表4.2-9），选择f=0.66mm/r（3）选择车刀磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。（4）确定切削速度v确定切削速
13、度v可以根据公式计算，也可以由表可以直接得出。先采用查表法确定切削速度。根据切削用量简明手册表1.10，当用YT5硬质合金车刀加工b=600-700MPa钢料，ap3mm,f0.75mm/r,切削速度v=123m/min。由切削用量简明手册表1.28查得，ksv=0.8,ktv=0.65,krv=0.81,kTv=1.15,kMv=kv=1.0,故按CA6140车床的转速（机械制造工艺设计简明手册表4.2-8），选择n=320r/min则实际切削速度为最后决定的切削用量为Ap=, f=0.66mm/r, n=320r/min,v=65.312m/min本工序工步2为精车。已知加工材料为45刚，b=670MPa，锻件，机床为CA6140车床，工件装夹在三爪定心卡盘中。确定精车车外圆30.5mm加工到300-0.02的切削用量所选刀具YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，CA6140车床的中心高为200mm ( 由切削用量简明手册表1.30查得)，故选刀杆尺寸BH=16mm25mm,刀片的厚度为4.5mm。根据切削用量简明手册表1.3，选择刀几何尺寸卷槽带倒菱形前刀面，
