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1、 洛陽理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說明書 課 程 名 稱 機(jī)械制造工藝學(xué) 設(shè) 計(jì) 課 題 軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 B110234 姓 名 蘇亞坤 學(xué) 號 B11023423 洛陽理

2、工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 學(xué)生姓名 蘇亞坤 班級 B110234 學(xué)號 B11023423 課程名稱： 機(jī)械制造工藝學(xué) 設(shè)計(jì)題目： 軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1．產(chǎn)品零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1份 4．機(jī)械加工工藝工序卡片 1份 5．課程設(shè)計(jì)說明書

3、 1份 設(shè)計(jì)要求： 大批生產(chǎn) 設(shè)計(jì)（論文）開始日期 年 月 日 設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日 指導(dǎo)老師 課程設(shè)計(jì)評語 機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 學(xué)生姓名 蘇亞坤 班級 B110234 學(xué)號 B11023423 課程名稱： 機(jī)械制造工藝學(xué) 設(shè)計(jì)題目： 軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

4、 課程設(shè)計(jì)篇幅： 圖紙共 2 張 說明書共 19 頁 指導(dǎo)老師評語： 年 月 日 指導(dǎo)老師 目　錄 第一章 序言 4 1.1 課題 4 1.2、設(shè)計(jì)要求 5 第二章 有關(guān)零件的分析 6 2.1、零件工藝分析 6 2.2、零件

5、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 6 2.3、確定零件毛胚 7 第三章 基準(zhǔn)的選擇 8 3.1、有關(guān)基準(zhǔn)的選擇說明 8 3.1.1、粗基準(zhǔn)的選用原則 8 3.1.2、精基準(zhǔn)的選用原則 8 3.2、確定零件的定位基準(zhǔn) 8 第四章 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 9 4.1、軸類零件的材料 9 4.2、軸類毛坯 9 4.3、軸類零件的熱處理 9 第五章 制定加工工藝路線 10 5.1主軸加工工藝過程分析 10 5.2、工藝路線的擬定 10 5.3、加工余量的確定 11 第六章 心得體會(huì) 18 第七章 參 考 文 獻(xiàn) 19 第一章 序言 1.1 課題

6、機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)是我們完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。 我們在完成課程設(shè)計(jì)的同時(shí)，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，所以我們要認(rèn)真對待這次綜合能力運(yùn)用的機(jī)會(huì)！ 從后面安裝的手動(dòng)定位銷軸由于其同心精度要求很高，加工時(shí)必須注意其精度。 零件材料： 45鋼 技術(shù)要求： 1、22gs6、25f7 、30gs6相互之間的跳動(dòng)不大于0.08。 3、2x

7、8銷孔在裝配時(shí)作。 生產(chǎn)批量： 中等批量 零件數(shù)據(jù)： （見零件圖） 圖1 從后面安裝的手動(dòng)定位銷軸 1.2、設(shè)計(jì)要求 要求編制一個(gè)車床主軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，按照老師的設(shè)計(jì)，并編寫設(shè)計(jì)說明書。具體內(nèi)容如下： 1、 選擇毛胚的制造方法，指定毛胚的技術(shù)要求。 2、 擬定車床主軸的機(jī)械加工工藝過程。 3、 合理選擇各工序的定位定位基準(zhǔn)。 4、 確定各工序所用的加工設(shè)備。 5、 確定刀具材料、類型和規(guī)定量具的種類。 6、 確定一個(gè)加工表面的工序余量和總余量。 7、 計(jì)算一個(gè)工件的單件工時(shí)。 第二章 有關(guān)零件的分析 2.1、零件工藝分析 圖1所示軸屬

8、于純粹的階梯軸類零件，由圓柱面、砂輪越程槽、端面和倒角組成，該軸共有兩組加工表面： 1、四段外圓表面和砂輪越程槽； 2、兩端面和倒角。 由零件圖可以看出這兩組加工表面沒有任何位置度的相互要求，但是表面粗糙度的要求還是比較高的，需要用磨削才能達(dá)到要求，所以考慮用粗車-半精車-粗磨-精磨這個(gè)加工路線。其中，左端軸段的配合關(guān)系為，軸表面達(dá)到6級精度，顯然車是不能完成的，而且，與軸套相連的軸段表面粗糙度0.8，所以考慮最后加工方法為磨削。軸段與法蘭的內(nèi)孔配合關(guān)系為的過渡配合，表面粗糙度要求最高0.4，這就必須得經(jīng)過磨削了。右端的軸頸與左端有同樣的精度要求。中間的過渡配合為軸與推桿杠桿之間的配合。

9、最后也需要磨削加工。兩端面的粗糙度3.2，車削即可達(dá)到這樣的表面粗糙度的要求，而且這兩個(gè)面與其他的面也沒有配合關(guān)系，不需要加工的太精確。 2.2、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖1所示零件是從后面安裝的手動(dòng)定位銷軸，它屬于臺(tái)階型軸類零件，由圓柱面、軸肩、退刀槽和銷孔等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置；銷孔用于固定，以保證各零件相互配合。 從圖1所示的從后面安裝的手動(dòng)定位銷軸的兩孔是裝配基準(zhǔn)，故對裝配的兩段軸頸的加工提出了很高的要求。主軸的支撐軸頸、配合軸頸、錐孔、前端圓錐面及端面是軸的主要加工表面。其中配合端頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度尤為重要。 2.3、確

10、定零件毛胚 考慮到零件的經(jīng)濟(jì)性和綜合性能要求，零件材料為45鋼。綜合考慮尺寸具體如下圖 圖2毛坯圖 第三章 基準(zhǔn)的選擇 3.1、有關(guān)基準(zhǔn)的選擇說明 3.1.1、粗基準(zhǔn)的選用原則 1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當(dāng)有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時(shí)，一般不選擇加工表面作為粗基準(zhǔn)。 2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應(yīng)選擇重要加工表面為粗基準(zhǔn)。 3.1.2、精基準(zhǔn)的選用原則 1、基準(zhǔn)重合原則。盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，以減少定位

11、誤差。 2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準(zhǔn)加工個(gè)表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。 3、互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩個(gè)加工表面間的位置精度要求比較高的時(shí)候，可用互為基準(zhǔn)的原則反復(fù)加工。 4、自為基準(zhǔn)的原則。當(dāng)要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇加工表面作為自身的定位基準(zhǔn)。 3.2、確定零件的定位基準(zhǔn) 主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)遵循基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一和互為基準(zhǔn)等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。由于主軸外圓表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是主軸軸心線，根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則考慮應(yīng)選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準(zhǔn)面。用頂尖孔定位

12、，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端面加工出來，有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應(yīng)先加工頂尖孔。為了保證22gs6、25f7 、30gs6相互之間的跳動(dòng)不大于0.08。，宜按互為基準(zhǔn)的原則選擇基準(zhǔn)面。 第四章 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 4.1、軸類零件的材料 常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。 4.2、軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織

13、沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。 4.3、軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理均，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理。 第五章 制定加工工藝路線 5.1主軸加工工藝過程分析 車φ25端面及粗車、半精車外圓、鉆中心孔 、倒角145 →車φ22端面、鉆中心孔→粗車的各段外圓、倒角φ22端145→半精車

14、各段外圓、車砂輪越程槽→精車φ30端面→粗磨各段、精磨φ25f7及φ30段50mm段外圓→φ8錐孔加工（裝配時(shí)加工）。 5.2、工藝路線的擬定 為保證幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須判定合理的工藝路線。 工藝路線 序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 定位基準(zhǔn) 設(shè) 備 1 備 料 2 鍛 造 立式精鍛機(jī) 3 熱處理 正 火 回火爐 4 鋸 鋸，保持總長為265 mm 鋸 床 5 車 車φ25端面及粗車、半精車外圓、鉆中心孔 、倒角145 22段外圓 車床 6 車 車φ22端面、

15、鉆中心孔 25段外圓及中心孔 車 床 7 車 粗車各段外徑，均放余量為2.5～3mm 、倒22段角1X45 兩中心孔及25外圓 車 床 8 車 半精車各段、車砂輪越程槽 同上 車床 9 車 精車 φ30端面 同上 銑床 10 磨 粗磨各段、精磨φ25f7及φ30段50mm段 兩端頂尖 磨 床 11 鉆 裝配時(shí)鉆φ8錐銷孔 專用夾具 鉆床 12 檢驗(yàn) 5.3、加工余量的確定 工藝路線擬定以后，應(yīng)確定每道工序的加工余量、工序尺寸及其公差。工序尺寸是工件加工過程中，每個(gè)工序加工應(yīng)保證的尺寸，工序尺寸允許的變動(dòng)范圍就是工

16、序尺寸的公差。工序尺寸的確定與加工余量有著密切的關(guān)系。 零件圖上的尺寸和公差就是最終的加工工序尺寸和公差。將此尺寸加上加工余量就是上一工序的工序尺寸。 1、外圓表面。 其尺寸精度為IT6級，表面粗糙度為毛坯為鑄件。工藝路線為粗車-半精車-粗磨-精磨。 由《工藝手冊》查得，精磨余量0.1mm，粗磨余量為0.3mm，半精車余量為1.1mm，粗車余量為3.5mm。由《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式（4-1）可得加工總余量為： 計(jì)算各加工工序基本尺寸。精磨之后工序基本尺寸為；其他各工序工序基本尺寸依次為： 粗磨 22mm+0.1mm=22.1mm 半精車 22.1mm+0

17、.3mm=22.4mm 粗車 22.4mm+1.1mm=23.5mm 毛坯 23.5mm+11.5mm=33mm 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度。由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-7查得：精磨后選定為IT6，；粗磨后為IT8；；半精車后選定為IT11，；粗車之后選定為IT13，。 根據(jù)上述加工經(jīng)濟(jì)度公差表，將查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。查《工藝手冊》可得鑄造毛坯公差為mm。 為清楚起見，把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于表2-1中， 表2-1 工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余量 /mm 工 序 工序基本

18、尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm / 精磨 0.1 js6 0.8 22 粗磨 0.3 h8（） 1.25 22.1 半精車 1.1 h11（） 5 22.4 粗車 4.5 h13（） 16 23.5 毛坯 33 2、兩外圓表面。 其尺寸精度為IT6級，表面粗糙度為毛坯為鑄件。工藝路線為粗車-半精車-粗磨-精磨。 由《工藝手冊》查得，精磨余量0.1mm，粗磨余量為0.3mm，半精車余量為1.1mm，粗車余量為4.5mm。由《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式（4-1）可得加工總余量為：

19、 計(jì)算各加工工序基本尺寸。精磨之后工序基本尺寸為；其他各工序工序基本尺寸依次為： 粗磨 25mm+0.1mm=25.1mm 半精車 25.1mm+0.3mm=25.4mm 粗車 25.4mm+1.1mm=26.5mm 毛坯 26.5mm+6.5mm=33mm 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度。由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-7查得：精磨后選定為IT6，；粗磨后為IT8；；半精車后選定為IT11，；粗車之后選定為IT13，。 根據(jù)上述加工經(jīng)濟(jì)度公差表，將查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。查《工藝手冊》可得鑄造毛坯公差為mm。為清楚起見，把上述

20、計(jì)算和查表結(jié)果匯總于表2-2中， 表2-2 工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余量 /mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm / 精磨 0.1 k6 0.8 25 粗磨 0.3 h8（） 1.25 25.1 半精車 1.1 h11（） 5 25.4 粗車 4.5 h13（） 16 26.5 毛坯 33 3、外圓表面。 其尺寸精度為IT6級，表面粗糙度為毛坯為鑄件。工藝路線為粗車-半精車-粗磨-精磨。 由《工藝手冊》

21、查得，精磨余量0.1mm，粗磨余量為0.3mm，半精車余量為1.1mm，粗車余量為4.5mm。把粗車余量修正為3.5mm。由《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式（4-1）可得加工總余量為： 計(jì)算各加工工序基本尺寸。精磨之后工序基本尺寸為；其他各工序工序基本尺寸依次為： 粗磨 30mm+0.1mm=30.1mm 半精車 30.1mm+0.3mm=30.4mm 粗車 30.4mm+1.1mm=31.5mm 毛坯 31.5mm+3.5mm=35mm 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度。由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-7查得：精磨后選定為IT6，；粗磨后為IT8；；半精車后選定為I

22、T11，；粗車之后選定為IT13，。 根據(jù)上述加工經(jīng)濟(jì)度公差表，將查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。查《工藝手冊》可得鑄造毛坯公差為mm。 為清楚起見，把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于表2-3中， 表2-3 工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余量 /mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm / 精磨 0.1 js6 0.8 30 粗磨 0.3 h8（） 1.25 30.1 半精車 1.1 h11（） 5 30.4 粗車 4.5 h13（）

23、 16 31.5 毛坯 35 4、外圓表面沿軸線長度方向上的加工余量及公差 其長度方向的尺寸為259mm沒有精度要求，但兩端面表面粗糙度要求為，工藝路線為粗車-半精車-精車，由《工藝手冊》查得，半精車加工余量為1.5mm，粗車余量為4.5mm。由《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式（4-1）可得加工總余量為：265 mm2.5 確定切削用量 粗車、半精車端面及鉆中心孔。選用端面車刀，粗車背吃刀量為，半精車背吃刀量為。查《切削手冊》表1.4，粗車進(jìn)給量取f=0.5，半精車進(jìn)給量取f=0.1，刀具壽命T=60min。機(jī)床選用臥式車床C 620-1。 切削速度 其中：，，，

24、。 所以 粗車、、段外圓，保證各軸段的長度。選90車刀。對外圓表面，單邊余量Z=1.75mm，可一次切除。根據(jù)《切削手冊》1.4，選用f=0.5。 切削速度 對外圓表面單邊余量Z=2.5mm，可一次切除。根據(jù)《切削手冊》1.4，選用f=0.5。 切削速度 對外圓表面單邊余量Z=2.01mm，可一次切除。根據(jù)《切削手冊》1.4，選用f=0.5。 切削速度 半精車、、外圓，留磨削余量。這三段外圓表面，單邊余量均為Z=0.55mm，一次切除。根據(jù)《切削手冊》1.4，選用f=0.2。 切削速度 粗磨，兩頂尖定位，粗磨各段外圓表面達(dá)到0.8。并

25、 且保證外圓和。 對、外圓表面，單邊余量Z=0.15mm。根據(jù)《工藝手冊》砂輪轉(zhuǎn)速，，軸向進(jìn)給量，工件速度，徑向進(jìn)給量。 精磨，兩頂尖定位，精磨兩軸段外圓表面達(dá)到表面粗 糙度0.4。并保證。 對外圓表面單邊余量Z=0.05mm。根據(jù)《工藝手冊》砂輪轉(zhuǎn)速，，軸向進(jìn)給量，工件速度，徑向進(jìn)給量。 第六章 心得體會(huì) 時(shí)光飛逝，大學(xué)期間最后的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。回首這段時(shí)間的設(shè)計(jì)過程，感慨萬千。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西。受益匪淺！

26、在這次設(shè)計(jì)過程中，使我真正的認(rèn)識到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。 在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，首先是對工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)，因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親

27、自設(shè)計(jì)過，因此，在開始的設(shè)計(jì)過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計(jì)，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)資料，終于將它設(shè)計(jì)了出來，我感到很高興，因?yàn)樵谶@之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。 在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)一個(gè)零件，也因此，我了解了設(shè)計(jì)人員的思想，每一個(gè)零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計(jì)出來，再加工的，因此，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過程中一點(diǎn)不能馬虎，每個(gè)步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)

28、計(jì)一個(gè)零件，需要花好長時(shí)間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價(jià)的。我們也要用心去體會(huì)每個(gè)設(shè)計(jì)者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計(jì)出好的作品。 在這次械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。特別感謝康老師對我的諄諄教導(dǎo)! 第七章 參 考 文 獻(xiàn) 1. 顧崇衍等．機(jī)械制造工藝學(xué)．陜西：科技技術(shù)出版社，1981． 2. 倪森壽．機(jī)械制造工藝與裝備．化學(xué)工業(yè)出版社，2001． 3. 張進(jìn)生 ．機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)．機(jī)械工業(yè)出版社，1994． 4. 姜敏鳳 ．工程材料及熱成型工藝．高等教育出版社，2003． 5. 王先奎 ．機(jī)械制造工藝學(xué)．機(jī)械工業(yè)出版社，2006. 6. 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊上．機(jī)械工業(yè)出版社，1998.3 7. 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊下．機(jī)械工業(yè)出版社，1998.3 16