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1、一 机械制造课程设计的目的1.加强对课堂知识的理解。通过课程设计可以使我们更熟悉书本知识，能更加熟练地运用书本知识。2.培养工程意识。通过课程设计，综合生产实际，贴近就业岗位，培养学生分析和解决机械制造工程的实际问题，培养工程意识，做到学以致用。3.训练基本技能。通过课程设计使学生掌握工艺规程和工艺装备设备设计的方法和步骤，初步具备设计工艺规程和工艺装备的能力，进一步培养学生识图、绘图、计算和编写技术文件的基本技能。4.培养质量意识。技术设计是根据产品质量要求而进行的，应在保证质量的前提下，充分考虑生产率和经济性。通过课程设计，可强化质量意识，使学生学会协调技术性和经济性的矛盾。5.培养规范意
2、识。通过课程设计，使学生养成遵守国家标准的习惯，学会使用与设计有关的手册、图册、标准和规范。二生产纲领的计算与生产类型的确定机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型由产品的生产纲领来区别。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
3、产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000500050000表2 各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/（台/年或件/年）轻型机械中型机械重型机械单件生产100205小批生产100500202005100中批生产5005000200500100300大批生产50005000050050003001000大量生产50000050001000(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。综上分析知，本输出轴的批量为8000件，生产类型属于大
4、量生产。2.生产纲领的计算（1）生产纲领是产品的年生产量。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。（2）零件的生产纲领的计算方式N=Qn（1+）结合生产实际：零件的备品率%和零件的平均废品率%分别取4%和0.6%，产品的年产量Q要求为8000件/年，每台产品中该零件的数量n为1件/台。所以综合以上数据代入上式中得：N=1046件（3）输出轴的体积估计为：零件的质量估计为m=2.2kg。 所以查表1可得其属于轻型零件，生产类型为中批生产。三输出轴的工艺性分析1.轴的工作原理：轴套上的两个齿轮一端置于减速箱
5、内，一端置于输出终端，作用是输出转矩，传递动力，所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度。2.零件图样分析（1）该零件轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，表面粗糙度最高达到了0.8m。零件的中心轴是设计基准和工艺基准。（2）mm对公共轴线的圆跳动为0.012mm。（3）48mm的左端面对公共轴线的圆跳动度为0.012mm。（4）35mm对公共轴线的的圆跳动度为0.012mm。（5）mm35mm键槽对基准D的对称度为0.08mm。（6）mm50mm键槽对基准C的对称度为0.06mm。（7）零件的材料为45钢。（8）为了保证轴的
6、耐磨性和硬度，需要进行热处理T224。（9）mm为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，Ra为0.8m。（10）为了减小应力集中现象，各轴肩处过渡圆角R=1。（11）轴端加工出45倒角，是为了便与装配。图1 零件图 3.零件的工艺分析（1）零件的毛坯材料为45，是典型的轴用材料，综合机械性能良好。该材料是优质碳素钢，经调制处理之后具有良好的力学性能和切削加工性能。经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。（2）该轴式阶梯轴，其结构复杂程度一般，其有三个过渡台阶，一个锥度台阶。根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工
7、分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。（3）此零件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。（4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。（5）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和减小零件的内应力，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的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。 4 输出轴的技术要求（表面粗糙度、形状和位置精度要求）见表3加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/m形位公差/mmA35+0.025 +0.0080.017，IT7Ra0.
8、8L35+0.025 +0.0080.017，IT7Ra12.5无B48无Ra12.5无G48无Ra1.6H48无Ra3.2无C0.016，IT6Ra1.6无D0.017，IT7Ra0.8E0.16，IT11Ra3.2无J0.16，IT11Ra2.3无F0.013，IT6Ra1.6无K30+0.041 00.013，IT6Ra12.5无键槽129侧90.036Ra1.6键槽129底12无Ra3.2无键槽86侧面60.043Ra1.6键槽86底面8无Ra3.2无内螺纹孔2M6深10无无无5 审查零件的结构工艺性 （1）结构力求简单、对称，横截面尺寸不应该有突然地变化。 （2）应有合理的模面和圆角
9、半径。 （3）45刚具有良好的锻性。 (4)为了装卸轴承和齿轮方便、去除毛刺，轴两端应该有倒角。(5)由于48的左端面的粗糙度为1.6m，要求较高，需要磨削工艺。为了磨削加工方便，不损坏 轴面粗糙度，应在该处加褪刀槽20.5mm。一方面在加工轴面时退刀需要，另一方面在磨削加工时能给刀具足够的进退空间。四.选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1毛坯的选择因为输出轴在工作过程中要承受冲击载荷、扭转力矩，且载荷比较大。为增强它的抗扭强度和冲击韧度，毛坯应选用优质低碳钢。因为生产类型属于大量生产，为了提高生产效率宜采用模锻方法制造毛坯。2确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量（1） 公差等级根据零件图个部分的
10、加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为6-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。（2） 锻件的质量估算与形状复杂系数S的确定。锻件的质量为mt=2.2kg,取锻件外廓包容体质量 mN 为2.8形状系数S等于mt/mN,其中mt为锻件的质量，mN为相应的锻件外廓包容体质量。则：S=2.2/2.8=0.786根据S值查相关文献可知锻件的形状复杂系数为S1级，即简单级。(0.63S1)（3） 零件表面粗糙度根据零件图可知该轴各加工表面的粗糙度至少为0.8m。（4） 毛坯加工余量的确定1) 对外圆表面A毛坯加工余量的确定。由于A面粗糙度0.8m的要求，对其加工方案为粗车半精车磨削。查工艺手册得：
11、磨削的加工余量为0.4,半精车的加工余量为1.5，粗车的加工余量为5，总的加工余量为6.9，取总的加工余量为7，将粗车的加工余量修正为5.1 。确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：磨削后的IT7,Ra0.8m；半精车后为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16um精车后工序的基本尺寸为35mm，如下表4所示：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.4IT70.83535+0.025 +0.008半精车1.5IT83.235+0.4=35.4粗车5.1IT111635.4+1.5=36.936.90 -0.1
12、6锻造236.9+5.1=424222) 对于外圆断面B的毛坯加工余量的确定。由其粗糙度是12.5m，确定其加工方案为：粗车。由工艺手册查的：粗车的加工余量为5，取粗车的修正值为7，如下表所示：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm粗车7IT1112.548480 -0.16锻造248+7=555523) 对于外圆端面C的毛坯加工余量的确定。由其粗糙度为1.6m，公差等级IT11，确定其加工方案为：粗车半精车精车。由工艺手册查得：精车的加工余量为1.0，半精车的加工余量为1.5，粗车的加工余量为5，所以总加工余量为7.5，取加工余量为7，
13、修正粗车余量为4.5 。如下表5所示：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm精车1.0IT61.64040+0.05 +0.034半精车1.5IT83.240+1.0=41.0粗车4.5IT111641+1.5=42.5 42.50 -0.16锻造242.5+4.5=474724) 外圆表面D、E毛坯加工余量的确定。由于台阶相差很小，在确定毛坯时可将它们合成同一节。a.以D的表面粗糙度要求为对象，它与A完全一样，同表4，得到毛坯尺寸为42+ -2. b.E和D在同一节上，则毛胚尺寸同为42。其外圆表面粗糙度Ra3.2m,确定其加工方案：粗车半精车。由工艺手册查得：半精车余量为1.5；粗车余量为5，总余量为6.5，由总余量是7，将粗车余量修正为5.5。确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：半精车后的为IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16m.如表6：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm半精车1.5IT63.235粗车5.5IT111635+1.5=36.536.50 -0.16锻造236.9+5.5=424225) 外围表面F毛坯加工余量的确定。其外圆表面粗糙度为Ra1.6m，确定加工方案：粗车半精车精车。由工艺手册查得：精车余量
