机械制造课程设计

《机械制造课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造课程设计（18页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、一、零件的分析轴的作用 轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。依照轴的经受载荷不同， 轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既经受弯矩又经受扭矩的轴成为转轴， 只经受弯矩的轴称为心轴，只经受扭矩而不经受弯矩的轴称为传动轴。轴的工艺分析该轴主要采用 40Cr 钢能经受必然的载荷与冲击。此轴为阶梯轴类零件，尺 寸精度，形位精度要求均较高。21,甲，甲24,为主要配合面，精度均要求较 高，需通过磨削取得。轴线直线度为甲，两键槽有同轴度要求。在加工进程中须 严格控制。（1）该轴采用合金结构钢40Cr，中等精度，转速较高。经调质处置后具有 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

2、）该轴为阶梯轴，其结构复杂程度中等，其有多个过渡台阶，按照表面 粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工、半精加工和精加工。加工时应把 精加工、半精加工和粗加工分开，如此经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误 差。（3）零件毛坯采用模锻，锻造后安排正火处置。（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置工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应 力减少，稳固尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形以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致使轴承装置时歪斜，影响轴的 同轴度和轴承的利用寿命。在两头面钻中心孔进行固定装夹能够有效避免径向圆跳动、保证其同

3、轴度。零件图如下ST33,06SUJSO HJCI-A.1JILJ0Rlnmo-I LflsmTn.ljlua36其余.L2.5 -r-AB-B轴比的111轴的各表面粗糙度、公差及误差见表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra (Mm)形位公差轴段1Q 22.5 +0.0055-0.0055IT6轴线直线度为0轴段20 24 + 0.012+ 0.001IT8轴线直线度为0轴段2端面轴段30 30未注轴线直线度为0轴段3端面轴段40 22.5 +0.0055-0.0055IT6轴线直线度为0轴段4端面轴段50 21 0-0.01未注轴线直线度为0键槽270-0.03IT7键槽5

4、70-0.03IT7表一二、工艺规程设计肯定毛坯的制造形式阶梯轴材料为 40Cr 钢，要求强度较高，且工件的形状比较简单，毛坯精度低， 加工余量大，因年产 5000 件，所以达到批量生产水平。综上考虑，采用锻件， 其锻造方式为模锻，毛坯的尺寸精度要求为 IT12 以下。定位基准的选择正确的选择定位基准是设计工艺进程中的一项重要的内容，也是保证加工 精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。 粗基准的选择。（1）粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分派各加工面的余量，为 后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定 位基准，或用外

5、圆表面和顶尖孔一路作为定位基准。用外圆表面定位时，因基准 面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余 量小而均匀，应选该表面为粗基准，而且要保证工件加工面与其他不加工表面之 间的位置精度。依照粗基准的选择原则，选择次要加工表面为粗基准。又考虑到 阶梯轴的工艺特点，所以选择30的外圆及一端面为粗基准。（2）精基准的选择按照轴的技术要求，轴的中心线为设计基准，也是测量基准，依照基准重 合原则及加工要求，应选轴心线及一端面为精基准，其他各面都能以此为定位， 从而也表现了基准统一的原则。拟定轴的工艺线路2.3.1 零件表面加工方式的选择本零件的加工面有外圆、端面、键槽等，材

6、料为40Cr，参考有关资料，加工方式选择如下：30外圆面：为未注公差尺寸，表面粗糙度为Um，需进行粗车、半精车。+ 0.012+ 0.001外圆面：公差品级为IT8,表面粗糙度为Um,需进行粗车、半精车、精车。0 22.5 +0.0055-0.0055外圆面：公差品级为IT6，表面粗糙度为Um需进行粗车、半精车、精车、粗磨、精磨。 端面：本零件端面为回转体端面,尺寸精度都要求不高,表面粗糙度为 Um, 需进行粗车、半精车。键槽：槽宽公差品级为IT7,槽深公差品级未注，表面粗糙度为Um,需米用 三面刃铣刀,粗铣、半精铣2.3.2 工艺顺序的安排（一）机械加工工序（1）遵循先基准平面后其他的原则：

7、机械加工工艺安排是老是先加工好定 位基准面,所以应先安排为后续工序预备好定为基准。先加工精基准面,钻中心 孔及车表面的外圆。（2）遵循先粗后精的原则：先安排粗加工工序,后安排精加工工序。先安 排精度要求较高的各主要表面,后安排精加工。（3）遵循先主后次的原则:先加工主要表面,如车外圆各个表面,端面等。 后加工次要表面,如铣键槽等。（4）遵循外后内,先大后小原则：先加工外圆再之外圆定位加工内孔,加 工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的外圆。（5）次要表面的加工：键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨 以后,精磨外圆之前。（6）对于轴右端及中间轴段022.5+-00.00005555加

8、工质量要求较高的表面,安排在后面,并在前几道工序中注意形位公差,在加工进程中不断调整、保证其形位公差。（7）依照先面后孔的原则：先加工端面,再铣键槽。（二）热处置工序的安排在切削加工前宜安排正火处置,能提高改善轴的硬度,消除毛坯的内应力改善其切削性能。在粗加工后进行调质处置,能提高轴的综合性能。最终热处置 安排在半精车以后磨削加工之前。其能提高材料强度、表面硬度和耐磨性。在精 加工之前安排表面淬火，如此能够纠正因淬火引发的局部变形，提高表面耐磨性。（三）辅助工序的安排在粗加工和热处置后，安排校直工序。在半精车加工以后安排去毛刺和中间 查验工序。在精加工以后安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，

9、该轴的工序安排顺序为： 下料锻造预备热处置。 该轴的加工工序:车端面粗车调质半精车精车车端面 铣键槽淬火磨外圆精磨查验。2.3.3 加工阶段的划分该轴精度要求较高，其加工阶段可划分为粗加工、半精加工、精加工阶段。 一、在粗加工阶段，粗车外圆，以高生产效率去除毛坯余量。二、在半精加工阶段，对外圆进行半精车，铣键槽等，减小粗加工中留下的 误差，使加工面达到必然的精度，为精加工做好预备。3、精加工阶段，*22.510.0055、 30、e21爲外圆面表面粗糙度要求为卩m, 对其进行精车以达到要求。而对于*22.5-0Z?外圆面其公差品级为IT6,表面粗 糙度要求为Mm安排粗磨、精磨。2.3.4 肯定

10、工艺线路按照以上的加工工艺进程的分析肯定零件的工艺线路如表二工序号工序名称工序内容10模锻毛坯锻造加工20热处理正火30车端面车断头及端面保证端面尺寸，钻中心孔；调头车另一端面，钻 中心孔；40粗车粗车轴段3外圆，以其端面为基准面，依次粗车轴段1、2外 圆；调头再以轴段3右端面为基准粗车轴段4、5；粗车各退刀槽50热处理调质60半精车以轴段3外圆为基准依次半精车轴段1、2外圆；半精车槽深 的2个；调头再以轴段3外圆为基准半精车轴段4、5外圆； 半精车槽深。70精车用调整法找正以顶尖中心线为基准精车轴段1；精车轴段2;调头精车轴段4；精车轴段5；80车端面车端面保持长122；倒角1X45调头车另

11、 端面保持全长120； 倒角1X45度，车槽深90粗铳键槽铳两个宽为7的键槽100半精铳键槽半精铳两个键槽110热处理表面淬火120粗磨粗磨轴段1；调头粗磨轴段4130精磨精磨轴段4；调头精磨轴段1140检验表二加工工序的设计2.4.1 加工余量的肯定加工余量见表三加工表面工序名称工序余量工序尺寸精度等级轴段3粗车430IT11轴段1、4外圆面半精磨（+,）IT6粗磨（0,）IT7精车（0,）IT8半精车（0,）IT9粗车（0,）IT11轴段2外圆面精车24 (+, +)IT8半精车（0,）IT9粗车（0,）IT11轴段5外圆面精车21(0,IT8半精车（0,IT9粗车（0,IT11键槽半精铳

12、(0,)IT7粗铳69 (0,)IT11表三2.4.2 毛坯尺寸及公差品级由工艺人员手册可查得锻件单边余量厚度方向-2mm,取2mm,水平方向为-2.7mm,取2.5mm.锻件质量小于1kg，长度等于120mm，取其上误差+0.17mm，下误差-0.08mm。锻件厚度尺寸小于40mm,取其上误差+0.12mm,下误差-0.04mm。B/H1,故取起偏角为5度。则锻件毛坯长度尺寸为124 +0.17mm，直径尺寸为34 +o2mm。-0.08-0.04按照零件图各部份的加工精度要求,锻件的尺寸公差品级为8-12级,加工余量 品级为普通级，故取IT=12级。2.4.3 毛坯图的绘制按照零件图可知该

13、轴各加工表面的粗糙度至少为Um。综上,锻件毛坯图如下所示。肯定切削用量及大体工时肯定切削用量的原则：第一应选取尽可能大的背吃刀量，第二在机床动力和刚 度允许的条件下，又知足以加工表面粗糙度的情形下，选取尽可能大的进给量。 最后按照公式肯定最佳切削速度。1) 工序30，粗车轴的左右端面该工序为两个工步，工步1是以左侧定位。粗车右端面；工步2是以右边定 位，粗车左端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，故其 选用的切削用量相同。1背吃刀量的肯定：按照加工余量，工步1和工步2的背吃刀量都为0.5mm 进给量的肯定：本设计采用的是硬质合金车刀，工件材料是40Cr，查表取进给量f = 0

14、.5mm/r 切削速度的计算：硬质合金车刀切削40Cr时，取切削速度V为50m/min,按照公式n =1000v丘d , 可得车床转速n=1000X50/ (兀X34) r/min=663r/min，查表CA6140的主轴转 速范围为 101400，14001580 (r/min)，符合要求。2) 工序40粗车及工序60半精车 该工序为工步1粗车和工步2半精车，则背吃刀量依次为ap1=z=8.2mm，ap2=z=2.2mm 查表得 粗车 f1=0.81mm/r，取 Vc 为 60m/min，则 n=796r/min 半精车取 f2=0.4mm/r，Vc 为 90m/min，则 n=1194r/

15、min(n=1000Vc/兀 d)3) 工序40、60的过渡脸部份 粗车半精车尺寸为30的轴肩两头面粗车轴段2与轴段1的过渡端面，其切削用量与上述结论类似，再也不计算4）工序90、100粗铣及半精铣键槽粗铳取 f=2mm/r Vc=60m/min n=118 r/min半精铳取 f=0.8mm/r Vc=74m/min n=200 r/min5）工序120、130粗磨、精磨加工轴段一、4外圆面 查表取粗磨、精磨深度进给量为别离为0. 032mm，0. 008mm 工件的运动速度为15m/min, 18m/min背吃刀量等于磨削余量0.25mm及0.1mm6）其余工序 粗车加工时，取f=0.81

16、mm/r Vc=60m/min 半精车加工时，取f=0.51mm/r Vc=90m/min 精加工时，取f=0.2mm/r Vc=120m/min皆符合要求。三、机床设备的选用各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具（表四，表五）床最丸加工 宜桎忍丿川工5主铀转 速转旳y力口工质呈士电机功率K W不回柱 度锻度不平度普通车床C6132?nxRnn4TIJ加门n ninmo ni 5/1 so4CAfilO不回柱虞端面不平度相槌度軽卜式锂床T61724013-11600.020.02丁此24U2LMUUUU.U2JJUUU.J2JJUU桔密臣卜乍堂；!4J_I21036.1 .01立式金剛 铿 T

17、716165196000.010.01夕卜EL睦床M131瞎削言任3-315房削长瞠 10000.003Ci.OOu0.2/V內1副磨垛 M2120籍乩白徐50-200麻扌|,侏垮120-1600.00uO.OOjOO平床M7730K宽 1000X 300不平直0.015/1000无1磨床 W11LI4J磨削育袴亠如購削宽度LOJ楠画筈U.ULU十LB1护主度0.004初1床工杵台工件面 税长穴宽工件台是尢行程.qxtMx 垂直主铀转連 （转/分主电机功率 KW3臣卜式铳床X60300x200500X160X30050*22403臣卜式纸床X621250X320700 -255 x 36030

18、-15007.5寸式倉库X52K1250-320700-25537030-15007.5万能懺床Z=：r52W1250x320700 ?255 K 37030-15007.5机床師定扌宝丿吨）SA-1J 程洎枕行桿诛偿工件（半切）晅回（米旳）千电机功率C KW3立式内竝味L12DJH14111匸门八114臣1式內竝床LllO1012502-111A-2517臣卜式内竝味L612D1111HIII13 1八1JJ表四早旦右称ffl球&冲三巾陌药干尺巾十测呈工什的： 內伶外桎K度高彥那度公稔坝格侧呈范围读数值135 0.05Li-125UJJ5125X0.02Li-1250.LI2150X0.CI

19、5Li-1500.LI5150-0.112S-15U0.LI2二用晞帚十足甲干沖iiarff半的 :2 00 -0.050-2000.05iAj-S夕卜社民哇jLILIXLI.LIji：i2000.LI2300X0.12150-3000.LI53LILI-0.112LI-3LIUU.LI2E 丁汕 1 时-r* A+ 斤!*1= f<i+I- r 半主2i：ii：iMri.i：i5IJ2IJO JJ5nnxn n0-2000.023i：ii：ixri.i：i5113000.LI5游林 R1? Hj -lJ-BJJ Sk_l_l 1 口1暇3丿七L叮UJiL f借3LILIXLLLI2Li-

20、3000J3250LIMU.1a-5ooLi.ljOOxO.Oj0j000.0 J5ijijxri.ij2a-5oo0JJ2悴虔:滩标七尺巾十侧呈丄什酌： 沟憎裸度 孔符-A n-r：-.-r 并 TH i=r -r-?t=： U .0022550IJ .00225-50 0.00125-500.001内從千妇尺用十恻呈秸幽专什旳内卷前沟50175501750JJ150-250502500.LI15057575 .1憎的内则面尺寸30-tfi：n：i50-000.LI1717J7175 .175575755750.LI1二小乌孑-1-分用十恻呈秸熄泾住旳内側尺寸现格11-20读数值0.ULI5

21、怦度-T另尺用于列呈丄件的沟*-孔的悴 度和台帕冃魔或裝似尺寸心 1口0150D.ai0.01旨至与于少兄用于测呈袞桔应度首.奁癸丞 rt旳里石 尺 寸-Z25 .i椿松!障千 F?用干训1呈帶帝 旳 率 廊卅 我+J?料 的哼虚尺寸0230Q1百沾表删早丁洋的几 冋亦扶和柏彳席 晋的止确性亜位稱呈.占用 比较注测呈工卄的尺寸U-3D-5 .1千妇羡呆用hh转刑早法我苹闕训|早決 侧呈自梏皮专件的儿何卅找申1 柏耳吊H的TFlife枠J5审桧早U- 10-2J.UUl3.005杠杆百-井击 杠杆干狞表：巾十侧呈丄忡旳儿河卅扶俣差 和柏互位虽的工确肚-特別适 于测呈走空问 晅制的工件M II対

22、儿凯动呈、诞僧、与執IZM耳 乐柏不1宙百朗7F确件等乂-称规搐删早曲用ztijXCLLIl0-LL80J31內讦百-井看 Fffll.l;和決刑 早T中的內符币 只几何卅扶的正确性诵iikg：论稱规榕曲1早范兩凋1礼滦用10-IE： 18*35 35*50JO-1QQ LOO-160 L60-250I0-1Eiri1S-3JS090 th-i nn-.luuluu-leuL夹具编号夹具名称切削液1n At,三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时（分）准终单件工步 号工步内容工艺装 备主轴转速r/min切削速 度 m/min进给量mm/r切削深度mm进给次 数工步工时10粗车轴段3, Ra=

23、 um90 o游标卡尺7966041机动辅助20粗车轴段1、2, Ra= um90 游标卡尺79660、105、330粗车轴段4、5，Ra= um90 游标卡尺79660、105、34050设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日 期）标记处数更改文件签字日期标记处数更改文件号签字日 期加工后零件的三维图设计小结通过这次课程设计,让我受益非浅,不仅培育了咱们发觉问题、分析问题、解决问题的逻辑思维能力,更重要的是学会了熟悉运用机械制造工艺学中的大体理论实际知识解决零件在加工中的定位，夹紧，和工艺线路安排，工艺尺寸肯定等问题保证加工质量。通过这次轴的设计,让咱们从机械基础到公差配合、从机械制图、运算机画图到机床设备应用，把机械制造进程中的各类知识综合整理，又有了更高层次的理解和发觉。在设计中,老师的细心指导 ,让咱们了解了自己在学习进程中的缺点 ,使咱 们进一步熟悉及应用机械制造中的理论研究,培育了咱们一丝不苟、严谨认真的 工作作风和良好适应!课程设计是咱们所学知识的总结及运用 ,同时也让咱们进 一步熟悉了运算机的操作,让咱们为毕业后工作有了信心。在此,感激老师的认真 指导!同时，在设计的进程中，咱们也碰到了很多问题，其中就有很多就是因为 自己的知识储蓄是很有限的，因此，我也加倍感受到了自己的不足并决心尽力克 服更正。