《机械制造技术基础》课程设计英华

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1、广 西 英 华 国 际 职 业 学 院Talent International College Guangxi机械制造技术基础机械制造技术基础课程设计课程设计题目题目：设计回转设计回转阶梯轴阶梯轴零件零件的机械加工工艺规程的机械加工工艺规程学院：学院：工业与信息学院工业与信息学院班级：班级：1212 数控技术数控技术姓名：姓名：符相辉符相辉学号：学号：12060701031206070103指导老师：指导老师：何源源何源源叶春媚叶春媚二二一三年十二月二十六日一三年十二月二十六日前前言言本课程设计是学生在学完机械制造工艺学课程的一个综合性和实践性很强的教学环节，通过课程设计，能综合运用所学基本理

2、论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。本次机械制造工艺学课程设计不仅仅能帮助我们利用已学的知识进行设计，还培养了我们自己分析，独立思考的能力。这次综合性的训练，我在以下几方面得到锻炼：能熟练运用机械制造工艺课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位。夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工

3、要求，设计出高效，省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。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名称，出处、能够做到熟练运用。能具备一定创新能力的培养。掌握机械制造过程中的工艺系统，表面成型和切削加工的基础理论。就我个人而言， 我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题，分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。目目录录一、设计任务书一、设计任务书.1 1二、生产纲领及生产类型二、生产纲领及生产类型.2 2三、典型轴类零件的加工工艺性三、典型轴类零件的加工工艺性错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.13.1 轴类零件

4、的功能、结构特点轴类零件的功能、结构特点.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.23.2 轴类零件的一般加工要求及方法轴类零件的一般加工要求及方法.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.33.3 轴类零件的加工工艺路线轴类零件的加工工艺路线4 43.43.4 铣削键槽工艺铣削键槽工艺4 43.53.5 螺纹加工工艺螺纹加工工艺5 5四、选择加工设备与工艺设备四、选择加工设备与工艺设备.5 54.14.1 机床的选择机床的选择8 84.24.2 夹具的选择夹具的选择8 84.34.3 刀具的选择刀具的选择8 84.44.4 量具的选择量具的选择8 8五、机械加工工艺过程五、机械加工工艺过程.

5、8 85.15.1 工艺过程工艺过程8 85.25.2 加工工序的划分加工工序的划分9 95.35.3 切削用量的确定切削用量的确定9 95.45.4 切削时间的计算切削时间的计算10105.55.5 编制工艺过程卡编制工艺过程卡11115.65.6 编制加工工序卡编制加工工序卡1212六、小结六、小结1717七、参考文献七、参考文献. 1818- 2 -二、生产纲领及生产类型二、生产纲领及生产类型生产纲领是指企业在计划期间应当生产的产品产量和进度计划。 计划期常为一年，所以生产纲领常称为年产量。生产纲领是指企业在计划期内应当生产产品的品种、规格及产量和进度计划。计划期通常为 1 年，所以生产

6、纲领也通常称为年生产纲领。2.12.1 产纲领的公式产纲领的公式: :对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需要的数量之外，还要包括一定的备品和废品，因此零件的生产纲领应按下式计算：N=Qn（1+a%） （1+b%）式中：N零件的年产量（件/年） ；Q产品的年产量（台/年） ；n每台产品中该零件的数量（件/台） ；a%该零件的备品率（备品百分率） ；b%该零件的废品率（废品百分率） 。根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：单件生产、大量生产和成批生产。成批生产分为大批生产、中批生产和小批生产。产量越人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

7、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一件生产520100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-100500-50005000-50000人量生产1000500050000由零件尺寸可知其属于轻型零件，生产类型为小批量生产。- 3 -三、典型轴类零件的加工工艺性三、典型轴类零件的加工工艺性3.13.1 轴类零件的功能、结构特点轴类零件的功能、结构特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆

8、锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于 5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高， 其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：(一)尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5IT7） 。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6IT9） 。(二)几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸

9、公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。(三)相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。 通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为 0.010.03mm，高精度轴（如主轴）通常为 0.0010.005mm。(四)表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为 Ra2.50.63m，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为 Ra0.630.16m。3.23.2 轴类零件的一般加工要求及方法轴类零件的一般加工要求及方法1零件图工艺分析中，

10、需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。2渗碳件加工工艺路线一般为：下料锻造正火粗加工半精加工- 4 -渗碳去碳加工淬火车螺纹、 钻孔或铣槽粗磨低温时效半精磨低温时效精磨。3粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。4精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表

11、面为精基准。3.33.3 轴类零件的加工工艺路线轴类零件的加工工艺路线1.车削加工：粗车-半精车-精车车削加工是轴类零件外圆的主要加工方法。根据生产批量不同，可在卧式车床、多刀半自动车床或仿形车床上进行。轴类零件外圆车削的工艺范围很广，根据毛坯的类型、制造精度以及轴的最终精度要求2.磨削加工：粗车-半精车-粗磨-精磨磨削加工是轴类零件外圆精加工的主要方法。它既能加工淬火零件，也能加工非淬火零件。 通过磨削加工能有效地提高轴类零件， 尤其是淬硬件的加工质量。3.43.4 铣削键槽工艺铣削键槽工艺为保证轴上键槽对称于工件轴线，必须调整铣刀的切削位置，使键槽铣刀的轴线或盘形槽铣刀的对称平面通过工件的

12、轴线（俗称对中心） 。键槽的加工方法：分层铣削法用符合键槽槽宽尺寸的键槽铣刀分层铣削键槽。铣削时，每次的铣削深度p 约为 0.51.0mm，进给由轴槽的一端铣向另一端，然后将工件退至原位，再吃深，重复铣削，铣削时应注意轴槽两端应各留长度方向余量 0.20.5mm。铣削抗力小，铣削时不会产生明显的“让刀”现象。扩刀铣削法先用直径比槽宽尺寸小 0.5mm 左右的键槽铣刀进行分层往复粗铣至接近槽深，槽深留余量 0.10.3mm，槽长两端各留余量0.2.05mm，再用符合轴槽长宽度尺寸的键槽铣刀精铣。 精铣时， 由于铣刀的两个侧刀刃的径向力能相互平衡，所以铣刀的偏让量较小，轴上键槽的对称性好。- 5

13、-3.53.5 螺纹加工工艺螺纹加工工艺（1）准备工作1.安装螺纹车刀时，车刀的刀尖角等于螺纹牙型角=60o，其前角o=0o才能保证工件螺纹的牙型角，否则牙型角将产生误差。只有粗加工时或螺纹精度要求不高时，其前角可取 o=5o20o。安装螺纹车刀时刀尖对准工件中心，并用样板对刀，以保证刀尖角的角平分线与工件的轴线相垂直，车出的牙型角才不会偏斜。2.按螺纹规格车螺纹外圆，并按所需长度刻出螺纹长度终止线。先将螺纹外径车至尺寸，然后用刀尖在工件上的螺纹终止处刻一条微可见线，以它作为车螺纹的退刀标记。3.根据工件的螺距 P，查机床上的标牌，然后调整进给箱上手柄位置及配换挂轮箱齿轮的齿数以获得所需要的工

14、件螺距。4.确定主轴转速。（2）车螺纹的方法和步骤1.确定车螺纹切削深度的起始位置，将中滑板刻度调到零位，开车，使刀尖轻微接触工件表面，然后迅速将中滑板刻度调至零位，以便于进刀记数。2.试切第一条螺旋线并检查螺距。将床鞍摇至离工件端面 810 牙处，横向进刀 0.05 左右。开车，合上开合螺母，在工件表面车出一条螺旋线，至螺纹终止线处退出车刀， 开反车把车刀退到工件右端； 停车， 用钢尺检查螺距是否正确。3.用刻度盘调整背吃刀量，开车切削。螺纹的总背吃刀量 ap 与螺距的关系按经验公式 ap0.65P，次的背吃刀量约 0.1 左右。4.车刀将至终点时，应做好退刀停车准备，先快速退出车刀，然后开

15、反车退出刀架。四、选择加工设备与工艺设备四、选择加工设备与工艺设备各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具（表 S-5，表 S-6）- 6 - 7 - 8 -4.14.1 机床的选择机床的选择由以上的表四、五，结合零件轴的生产类型为小批量生产，可以选用普通机床。根据该轴尺寸的大小要求，选用普通车床 C6140A，外圆磨床 M1320-520,铣床X5032立式。4.24.2 夹具的选择夹具的选择由零件尺寸可知其属于轻型零件，生产类型为小批量生产，可以选用通用夹具。4.34.3 刀具的选择刀具的选择刀具的选择主要取决于：工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸大小、工件材料、要求的加工精度、表面粗糙度

16、、生存率、经济性。因为该传动轴为阶梯轴，所以选用90度机夹式外圆车刀（车台阶）材料为YT15，45机夹式刀（倒角）和机夹式切槽刀（切槽） 。4.44.4 量具的选择量具的选择量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行，在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等） 。因为该轴最大长度为124，所以选用量程0-200，精度0.05游标卡尺。五、机械加工工艺过程五、机械加工工艺过程5.15.1 工艺过程工艺过程在机械产品的生产过程中，用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置关系和表面质量等，使用成为零件的全部过程称为机械加工工艺过程。工序号工序号工序内容工序内容设设备备1 1车端面、钻中心孔、车30、22、18、15阶梯轴、车16 槽，倒角 C1、掉头。车床2 2车22、 20阶梯轴、 车18、 20槽、 倒角 C1.5、 C2、 车 M20*1.5 螺纹。车床3 3铣键槽铣床4 4磨外圆外圆磨床- 9 -5.2