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1、 工藝課程設計任務書 題目：落地銑鏜床—— ZT30DA 工作臺回轉(zhuǎn)臺—— 31210 中心軸機械加工工藝設計 應完成任務： （ 1）CAD 繪制及手工繪制 A3 零件圖 (各一張 ) （ 2）編制機械加工工藝規(guī)程卡片（一套） （ 3 ） 編 寫 工 藝 課 程 設 計 任 務 書 （ 一 份

2、 1 前言 機械制造工藝課程設計是在學完了機械制造工藝學及機床夾具設計課程， 并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)， 它要求學生全面地綜合運用本課程及其有關課程的理論和實踐知識， 進行零件加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計。是一次將理論與實際相結(jié)合對專業(yè)知識的綜合訓練， 并且為我們以后做好畢業(yè)設計進行的一次綜合訓練和準備。其目的在于： 1.培養(yǎng)學生運用機械制造工藝學及有關課程（工程材料與熱處理，機械設計，公差與技術測量，金屬切削機

3、床，金屬切削原理與刀具等）的知識，結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識， 獨立地分析和解決工藝問題， 初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 2.能根據(jù)被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設計，提高結(jié)構(gòu)設計能力。 3.培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊，規(guī)范，圖表等技術資料的能力。 4.進一步培養(yǎng)學生識圖，制圖，運算和編寫技術文件等基本技能。

4、 2 目錄 前言 2 （一）介紹零件及產(chǎn)品的功用 4 （二）零件的工藝分析 4 （ 1）零件在裝配圖中的功用分析 4 零件的結(jié)構(gòu)分析 5 （ 3）零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 6 （ 4）零件關鍵表面的技術要求分析 6 （三）確定材料及毛坯種類 6 （ 1）確定材料（材料性能） 材料的選擇 6 （ 2）毛坯選擇及制造方法 7 （ 3）毛坯加工前熱處理（即預備熱處理） 7 （四）工藝規(guī)程設計 7 （

5、1）工藝規(guī)程的作用 7 （ 2）制定工藝規(guī)程的原則 7 （ 3）制定工藝規(guī)程的依據(jù) 8 （ 4）制定工藝規(guī)程的步驟 8 （ 5）選擇定位基準 8 （ 6）確定各加工表面加工方法及劃分加工階段 9 （ 7）確定工序集中與分散的程序 9 （ 8）合理安排加工順序 9 （五）初擬工藝路線 10 （ 1）加工工藝路線 10 （ 2）其他工序安排 10 （六）選擇機床及工藝裝備 10 （ 1）選用機床 10 （ 2）選用工藝裝配 10

6、 3 （一）介紹零件及產(chǎn)品的功用 本次設計工件為 ZT30DA 工作臺回轉(zhuǎn)臺中心軸。 ZT30DA 為一款落地銑鏜床。數(shù)控落地銑鏜床具有鏜孔、鉆孔、銑削、切槽等加工功能；配上高精度回轉(zhuǎn)工作臺、直角銑頭等功能附件，可以實現(xiàn)五面加工，是冶金、能源、電力等行 業(yè)用于汽輪機、發(fā)電機和重型機械等大型零件加工的理想設備。 適用范圍 : a） 批量小而多次生產(chǎn)的零件 b） 形狀復雜加工精度高， 通用機床無法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件。 c） 在加工過程

7、中，必須進行多工序加工，如必須在一次裝夾中完成銑、 鏜、锪鉸或攻絲等工序。 d） 必須嚴格控制公差的零件 e） 切削余量大的工件 f） 具有難測量、難控制進給、難控制型腔尺寸的殼體或箱型零件。 g） 工藝、設計會發(fā)生變化的零件 而回轉(zhuǎn)臺是落地銑鏜床實現(xiàn)一次裝夾 完成多道工序的關鍵部件，其能夠使工件在 X-Y 平面 360 度旋轉(zhuǎn)。在組成回轉(zhuǎn)臺的部件中中心軸是回轉(zhuǎn)臺的主要部件， 不僅用于連接工作臺和回轉(zhuǎn)臺， 而且起 到支撐的作用， 并作為回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心， 起到定位的作用。 回轉(zhuǎn)臺的精度主要取決于該部件。 （二）零件

8、的工藝分析 （ 1）零件在裝配圖中的功用分析 4 題目所給的零件是 ZT30DA 工作臺回轉(zhuǎn)臺齒輪軸。它位于回轉(zhuǎn)臺的下方。 起傳遞運動和支撐的作用。 零件的結(jié)構(gòu)分析 該齒輪軸是一段含有齒輪 鍵槽 螺紋階梯軸。由圖可

9、知該零件長度為 397，最大直徑為 184.該軸要求較高的的表面為 Φ90js6、 Φ55js6Φ184h11 齒輪外圓、 Φ 110h6 軸段，Φ70h6 帶有鍵槽的軸段。 要求粗糙度也較高， 分別為 Ra0.8、Ra0.8、Ra3.2、 Ra1.6、Ra0.8。其他外圓要求不高。 5

10、 （ 3）零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 a.了解零件的各項技術要求 b.審查零件圖技術要求和材料選擇是否合理 c.審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 Φ55h6 軸線對 184h11 軸線同心度允差為 Φ0.01、Φ70h6 與Φ 184h11 軸線同心度允差為 Φ 0.01、Φ184h11 對軸線有圓跳動為 0.02，Φ110h6 右端面對軸線有圓跳動為 0.01、Φ80 對軸線有圓跳動為 0.015、 （ 4）零件關鍵表面的技術要求分析 Φ110

11、h6和Φ55js6與圓錐滾子軸承緊圈配合； M70X2 和 M55X2 與螺母配合； Φ 70h6 與鍵配合。 （三）確定材料及毛坯種類 （ 1）確定材料（材料性能） 材料的選擇 由零件圖可知齒輪軸材料選用 40Cr、40Cr 屬于 中碳調(diào)制鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價格適中， 加工容易， 經(jīng)適當?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、 塑性和耐磨 性。正火可促進組織球化，改進硬度小于 160HBS 毛坯的切削性能。在溫度 6 550~570℃進行回火，該鋼具有最佳的綜合力學性能。該鋼的淬透性高于 45 鋼，適合于

12、高頻淬火， 火焰淬火等表面硬化處理等。 這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件， 而本零件位于回轉(zhuǎn)臺下方，承受較大載荷，且要求精度較高，而 40Cr 恰好符合要求，且有型材便于采購，也適于本產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)要求。 （ 2）毛坯選擇及制造方法 該零件毛坯為鍛件。 鍛件特點：鍛件的表面和中心的晶格條件不同，在鍛件的截面上有三個不 同結(jié)構(gòu)特征的晶格區(qū)： 表層細晶格區(qū)、 柱狀晶區(qū)及中心等軸晶區(qū)。 鍛件可消除一些鑄造缺陷， 如縮孔和縮松， 氣孔和微裂紋在加工過程中焊合， 提高了金屬的質(zhì)密度。對于內(nèi)部的晶內(nèi)偏析， 粗大柱狀晶及大塊碳化物， 還

13、可以在壓力作用下使晶粒破碎，消除成分粗大柱狀晶粒及大塊碳化物的不利影響， 使金屬的力學性能得到提高。其中表層細晶格區(qū)質(zhì)量較好。 選取鍛件的理由：由零件圖可知該零件要求較高的表面遠小于最大外徑 ,而型材芯部質(zhì)地遠不如表面，為保證零件要求較高的被加工表面位于表層細晶格 區(qū)，故應采用鍛件。而且本零件結(jié)構(gòu)并不復雜，恰好符合鍛件制作的要求。 （ 3）毛坯加工前熱處理（即預備熱處理） 毛坯加工前熱處理為正火 目的： a.軟化鋼件便于切削加工 b.消除殘余應力，一防止剛件在淬火時產(chǎn)生變形或開裂。 c.細化晶粒，改善組織，提高力學性能。 d.為最

14、終熱處理淬火做好組織上的準備。 （四）工藝規(guī)程設計 （ 1）工藝規(guī)程的作用 機械加工工藝規(guī)程是將鑄鍛件毛坯或鋼材經(jīng)機械加工方法改變它們的形狀，尺寸，表面質(zhì)量，使其成為合格零件的過程。 作用： a.指導生產(chǎn)的主要技術文件； b.是生產(chǎn)準備和計劃調(diào)度的主要依據(jù)；c.是新建或擴建工廠，車間的基本技術文件。 （ 2）制定工藝規(guī)程的原則 1.充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎上， 盡量采用國內(nèi)外先進工藝和發(fā)明制造，采用的技術要保證先進可行。 7 2.在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)效

15、率和降低消耗，不斷提高各項技術、經(jīng)濟指標，獲得最大經(jīng)濟效益。 3.創(chuàng)造良好的勞動條件和工作環(huán)境，符合勞動安全法和環(huán)境法。 4.工藝規(guī)程正確、統(tǒng)一、完整、清晰。 5.機構(gòu)特征和工藝特征相近的零件應盡量采用通用工藝規(guī)程。 （ 3）制定工藝規(guī)程的依據(jù) 1.產(chǎn)品圖樣和技術標準 2.產(chǎn)品工藝方案和生產(chǎn)大綱 3.零件分工綜合明細表 4.有關工藝標準、手冊和設備，工藝裝備資料及企業(yè)資料 （ 4）制定工藝規(guī)程的步驟 1.分析被加工零件的工藝性 2.確定毛坯種類及制作方法 3.設計機械加工工藝過程，包括劃分工藝過程

16、的組成，選擇加工方法，安排加工順序和組合工序等 4.工序設計：包括選擇加工設備及工藝裝備，確定加工余量、工序尺寸、切削余量及計算工時定額等 5.填寫工藝文件 （ 5）選擇定位基準 定位基準的選擇是為了保證工件加工精度，合理安排加工順序，又分為精、粗基準。 1.粗基準的選擇：其選擇常會影響各加工面余量分配及加工面與不加工面位置精度。 a.相互位置要求原則：主要以不加工表面為粗基準； b.“余量均勻原則”：必須保證主要表面的加工余量均勻 c.粗基準不重復使用原則：未加工表面平整度較差，不以重復使用 d.便于 裝夾 2.精基準的選

17、擇：保證加工精度和裝夾方便。 a.“基準重合”原則 b.“基準統(tǒng)一”原則 c.“互為基準”原則 d.“自為基準”原則 e.“便于裝夾”原則 該零件粗加工基準： A.車 ------ Φ 184 外圓為基準 8 （ 6）確定各加工表面加工方法及劃分加工階段 1.加工方法的選擇： a.加工經(jīng)濟精度 b.工件材料的性能 c.工件的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸 d.生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求 2.加工階段劃分： a.粗加工階段 b.半徑加工階段（次要表面完成，為

18、主要表面的精加工做準備）c.精加工階段（加工表面精度和粗糙度）d.精密和超精密階段 原因： a.利于保證加工質(zhì)量 b.便于合理使用設備和安排工人 c.可及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 d.便于組織生產(chǎn) （ 7）確定工序集中與分散的程序 1.集中的特點： a.利于采用高效設備和工藝裝備，提高生產(chǎn)效率 b.工件裝甲次數(shù)少，減少輔助時間，縮短生產(chǎn)周期 c.工序數(shù)目少，減少機床數(shù)目及工人等 d.機床設備和工藝裝備成本高， 調(diào)整維修困難，生產(chǎn)準備周期長，工作量大。 2. 分散的特點： 3.a.機床設備及工藝裝備比較簡單，容易調(diào)整 4.b.對工

19、人技術要求較低（操作水平） 5.c.有利選用最合理的切削余量，減少基本時間 6.d.設備數(shù)量多，工人多，生產(chǎn)面積大，工藝路線 （ 8）合理安排加工順序 原則： a.先基準后其他 b.先粗后精 c.先主后次 d.先面后孔 e.熱處理有機穿插 安排 9 （五）初擬工藝路線 （ 1）加工工藝路線 （ 2）其他工序安排 （六）選擇機床及工藝裝備 （

20、1）選用機床 粗加工選用車床 CA6140A 該車床最為普遍，最大加工直徑為 400mm，而本零件最大加工半徑為 285mm.故可采用該機床。 精加工選用萬能磨床 （ 2）選用工藝裝配 在磨削時為保證零件同心度要求， 裝夾采用工藝裝備 ------ 芯軸，保證在一次 裝夾完成磨削。等等。總之，零件處在各種復合應力下工作。 10