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1、Time will pierce the surface or youth, will be on the beauty of the ditch dug a shallow groove ； Jane will eat rare.A born beauty, anything to escape his sickle sweep.-Shakespeare机械制造工艺学课程设计任务书题目：车床主轴的零件机械加工工艺规程设计内容：1、车床主轴的零件图1 张2、机械加工工艺过程综合卡片2 张3、机械加工工序卡25 张4、课程设计说明书1 份班 级： 060316 班姓 名： 吴 微 萍指导老师：姚
2、 坤 弟序言机械制造工艺及设备毕业设计是我们完成本专业教案方案的一个极为重要的实践性教案环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本学问与基本技能去解决专业范畴内的工程技术问题而进行的一次基本训练；我们在完成课程设计的同时，也培育了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计运算，数据处理，编写技术文件等方面的工作才能，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要仔细对待这次综合才能运用的机会！其主要目的是：1. 培育同学综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立才能，拓宽和深化所学的学问；2. 培育同学树立正确的设计思想，设计思维，把握工程设计的一般程序，规范和方法；3.
3、培育同学正确的使用技术学问，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计运算，数据处理，编写技术文件等方面的工作才能和技巧；4. 培育同学进行调整讨论，面对实际，面对生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法；第一章课题介绍1.1 、课题车床主轴是车床的主要零件，它的头端装有夹具、工件或刀具，工作时要承担扭曲和弯矩，所以要求有足够的刚性、耐磨性和抗振性，并要求很高的回转精度；所以主轴的加工质量对机床的工作精度和使用寿命有很大的影响；其原始资料如下： 零件材料： 45钢技术要求：1、莫氏锥度及 1： 12 锥面用涂色法检查，接触率为大于等于70% ；2、莫氏 6 号锥孔对主轴
4、端面的位移为 +2 ；3、用环规紧贴 C面，环规端面与 D端面的间隙为 0.05 0.1；4、花键不等分积存误差和键对定心直径中心的偏移为0.02；生产批量：中等批量零件数据： （见零件图）图 1车床主轴零件图1.2 、设计要求要求编制一个车床主轴零件的机械加工工艺规程，依据老师的设计，并编写设计说明书；详细内容如下：1、 挑选毛胚的制造方法，指定毛胚的技术要求；2、 拟定车床主轴的机械加工工艺过程；3、 合理挑选各工序的定位定位基准；4、 确定各工序所用的加工设备；5、 确定刀具材料、类型和规定量具的种类；6、 确定一个加工表面的工序余量和总余量；7、 确定一个工序的切削用量；8、 确定工序
5、尺寸，正确拟定工序技术要求；9、 运算一个工件的单件工时；10、 编写工艺文件；11、 编写设计说明书；其次章有关零件的分析依据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： 尺寸精度 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈协作的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺 寸精度要求较高，通常为 IT 5IT7 ；另一类为与各类传动件协作的轴颈，即协作轴颈，其精度稍低，常为IT6IT9 ； 几何外形精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度；其误差一般应限制在尺寸公差范畴内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何外形精度； 相互位置精度包括内、外表面、重要
6、轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等； 表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般依据加工的可能性和经济性来确定；支承轴颈常为0.21.6 m，传动件协作轴颈为 0.43.2 m； 其他 热处理及外观修饰等要求；2.1 、零件的结构特点图 1 所示零件是车床的主轴，它属于台阶型轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、退刀槽和键槽等组成；轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置；键槽是便于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母；从图 1 所示的车床主轴零件的支撑轴颈A、B 是装配基准，故对A、B 两段轴颈的加工提出了很高的要求；主轴的支撑轴颈、协作轴颈
7、、锥孔、前端圆锥面及端面、锁紧螺纹等表面是轴的主要加工表面；其中支撑轴颈本身的尺寸精度、几何外形精度、相互位置精度和表面粗糙度尤为重要；2.2 、加工工艺性次零件的技术要求不高，用车床、铣床和钻床就可以加工出 来，精度要求一般是 7 到 8 级，而且表面粗糙度要求也不太高，是一个较好加工的零件；2.3 、确定零件毛胚考虑到零件的经济性和综合性能要求，零件材料为45 钢；第三章基准的挑选3.1 、有关基准的挑选说明1、粗基准的选用原就1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原就；当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不挑选加工表面作为粗基准；2、保证各加工表面的加工余量合理安排的原
8、就；应挑选重要加工表面为粗基准；3、粗基准不重复使用的原就；粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只答应使用一次；2、精基准的选用原就1、基准重合原就；尽可能使设计基准和定位基准重合，以削减定位误差；2、基准统一原就；尽可能使用同肯定位基准加工个表面，以保证各表面的位置精度；如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准；3、互为基准原就；当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原就反复加工；4、自为基准的原就；当要求加工余量小而匀称时，可挑选加工表面作为自身的定位基准；3.2 、确定零件的定位基准主轴加工中，为了保证各主要表
9、面的相互位置精度，挑选定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原就，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面；由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，依据基准重合的原就考虑应挑选主轴两端的顶尖孔作为精基准面；用顶尖孔定位， 仍能在一次装夹中将很多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度；所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔；为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原就挑选基准面；如车小端 1 20 锥孔和大端莫氏 6 号内锥孔时，以与前支承轴颈相邻而它们又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面（因支承轴颈系外锥面不便装夹）；在精车各外圆（包括两个支承轴颈
10、）时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定 位基面；在粗磨莫氏 6 号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面； 粗、精磨两个支承轴颈的 1 12 锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位； 最终精磨莫氏 6 号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位；定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步；第四章 轴类零件的材料、毛坯及热处理4.1 、轴类零件的材料常用 45 钢，精度较高的轴可选用 40Cr、轴承钢 GCr15、弹簧钢 65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢或 38CrMoAl 氮化钢；4.2 、轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴
11、或结构复杂的轴采纳铸件；毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面匀称分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度；4.3 、轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前，均需支配正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，排除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能；调质一般支配在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能；表面淬火一般支配在精加工之前，这样可以订正因淬火引起的局部变形；精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，仍需进行低温时效处理；第五章 制定加工工艺路线拟订零件的加工路线是制定工艺规程的总体布局，主要任务是挑选各表面的加工方法，及定位基准，确定加工次序，各工序采纳的机床设备和工艺装备等；5.1
12、主轴加工工艺过程分析主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等）；半精加工阶段（半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻大头端面各孔，精车外圆等）；精加工阶段（包括精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等）；在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就打算了 主轴加工各主要表面总是循着以下次序的进行，即粗车调质（预 备热处理）半精车精车淬火 - 回火（最终热处理）粗磨精磨；综上所述，主轴主要表面的加工次序支配如下：外圆表面粗加工（以顶尖孔定位）外圆表面半精加工（以顶尖孔定位）钻通孔（以半精加工过的外圆表面定位）锥孔粗加工（以半精加工过的外圆表面定位，加工
13、后配锥堵）外圆表面精加工（以锥堵顶尖孔定位）锥孔精加工（以精加工外圆面定位）；当主要表面加工次序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序；对主轴来说非主要表面指的是螺孔、键槽、螺纹等；这些表面加工一般不易显现废品，所以尽量支配在后面工序进行，主要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以防止铺张工时；但这些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面过程中损耗已精加工过的对凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、键槽等，都应支配在淬 火前加工；非淬硬表面上螺孔、键槽等一般在外圆精车之后，精磨 之前进行加工；主轴螺纹，因它与主轴支承轴颈之间有肯定的同轴 度要求，所以螺纹支配在以非淬火
14、 - 回火为最终热处理工序之后的精加工阶段进行，这样半精加工后残余应力所引起的变形和热处理后 的变形，就不会影响螺纹的加工精度；5.2 、工艺路线的拟定为保证几何外形、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必需判定合理的工艺路线；序号工序名称工序内容定位基准设备立式精锻机回火炉工艺路线方案一5备料10锻造磨锻15热处理正火20锯铣端面打25中心孔30车35车40车锯小端，保持总长为890+2.5 mm车端面钻=5mm的中心孔粗车各段外径，均放余量为 2.5 3mm粗车 D、E 面及 165mm外圆，均放余量为2.5 3mm粗车大端后断面及115mm外圆与上边工序接平锯 床小端外形铣床、钻床大端外形
15、及断面、车 床小端中心孔 小端外形，车 床115mm表面大端外形，小端车 床中心孔小端外形，45钻钻 45mm的导向孔50钻钻 45mm的通孔115mm表面小端外形， 115mm表面钻 床深孔钻床55热处理调质 220 240HB车小端面，内孔光出大端外60车即可，长度不少于10mm形， 89表面车床65车70车半精车各档外圆及 1： 12 锥面，均留 0.5 0.6mm，螺纹外径留磨量 0.2 0.3mm1、 半精车大端 D、E面及莫氏锥孔2、 半精车大端后断面，切割各槽大 端 外形 ， 小 端孔口大端外形，小端孔口大端外仿形车床车 床75钻扩 48mm通孔按图要求对各部位进形， 89表面深
16、孔钻床80热处理85车90磨行热处理1、 半精车大端 D、E面2、 车 6 号莫氏锥孔，精车端面半精磨各档外圆， 1： 12 锥面，螺纹外圆， 大端外圆及端面小端外形车床用锥套心轴夹持找正 89mm、115mm外外圆磨床圆，径向圆跳动不大于0.005mm95铣铣键槽 12H980 外圆3#万能铣床100钻大端面上各孔D、E 面专用钻床大端外圆，小端精车 M74X1.5、孔口找正105车M100X1.5、M115X1.5mm螺纹及大89mm、115mm外车 床端面后端面圆，径向圆跳动小于 0.005mm锥套找正89mm、110磨精磨各档外圆， D、E面及锥面115mm外圆，径向外圆磨床圆跳动小于
17、 0.005mm89mm、115mm外115磨精磨大端锥孔圆轴肩找正，径向专用磨床跳动小于0.005mm120清除清洗去毛刺按图样技术要求工程125检 查检查工艺路线方案二序工序名称工 序内 容定位基准设 备号5备 料10锻 造磨锻立式精锻机15热处理正火回火炉20锯锯小端，保持总长为890+2.5 mm锯床25铣端面打中心孔车端面钻心孔=5mm的中小端外形铣床、钻床大端外形30车粗车各段外径，均放余量为 2.5 3mm及断面、小端中心车床孔35车粗车 D、E 面及 165mm外圆，均放余量为2.5 3mm小端外形， 115mm表面车床粗车大端后断面及大端外40车115mm外圆与上边工形，小端
18、车床序接平中心孔车小端面，内孔光出大端外45车即可，长度不少于形， 89车床10mm表面50车半精车各档外圆及 1： 12 锥面，均留 0.5 0.6mm，螺纹外径留磨量 0.2 0.3mm大 端 外形 ， 小 端孔口仿形车床1、半精车大端D、E大端外55车2、面及莫氏锥孔 半精车大端后断形，小端孔口车床60车面，切割各槽1、 半精车大端 D、E面2、车 6 号莫氏锥孔， 精车端面小端外形车床小端外形，65钻钻 45mm的导向孔70钻钻 45mm的通孔75热处理调质 220 240HB80钻扩 48mm通孔按图要求对各部位进115mm表面小端外形， 115mm表面大端外 形， 89 表面钻 床
19、深孔钻床深孔钻床85热处理90磨行热处理半精磨各档外圆， 1： 12 锥面，螺纹外圆， 大端外圆及端面用锥套心轴夹持找正 89mm、115mm外圆，径向圆跳动不大于0.005mm外圆磨床95铣铣键槽 12H980 外圆3#万能铣床100钻大端面上各孔D、E 面专用钻床大端外圆，小端精车 M74X1.5、孔口找正105车M100X1.5、M115X1.5mm螺纹及大89mm、115mm外车 床端面后端面圆，径向圆跳动小于 0.005mm锥套找正89mm、110磨精磨各档外圆， D、E面及锥面115mm外圆，径向外圆磨床圆跳动小于 0.005mm89mm、115mm外115磨精磨大端锥孔圆轴肩找正
20、，径向专用磨床跳动小于0.005mm120清除清洗去毛刺125检查按图样技术要求工程检查两个工艺路线的分析：相比工艺路线方案一，工艺路线方案二采纳先铣面，后钻孔的思路，符合工序集中和先面后孔的原就，但在加工右边圆柱上平面和左边圆柱下平面时不便于定位和装夹，且不符合基准先行的原就；而加工方案一不仅符合先面后孔的原就和基准先行原就，而且便于定位和装夹；另外，挑选方案时仍应考虑工厂的详细条件等要素，如：设备能否借用工、夹、量具等；本次设计采纳工艺路线一.序号工序名称工序内容定位基准设备5.3 、车床主轴机械加工工艺过程卡5备料10锻造磨锻立式精锻机15热处理正火回火炉20锯锯小端，保持总长为890+
21、2.5 mm锯床25铣端面打中心孔车端面钻心孔=5mm的中小端外形铣床、钻床大端外形30车粗车各段外径，均放余量为 2.5 3mm及断面、小端中心车床孔35车粗车 D、E 面及 165mm外圆，均放余量为2.5 3mm小端外形， 115mm表面车床粗车大端后断面及大端外40车115mm外圆与上边工形，小端车床序接平中心孔45钻钻 45mm的导向孔小端外钻床形，115mm表面小端外50钻钻45mm的通孔形，115mm表深孔钻床面55热处理调质 220 240HB车小端面，内孔光出大端外60车即可，长度不少于形， 89车床10mm表面65车70车半精车各档外圆及 1： 12 锥面，均留 0.5 0
22、.6mm，螺纹外径留磨量 0.2 0.3mm1、 半精车大端 D、E面及莫氏锥孔2、 半精车大端后断面，切割各槽大 端 外形 ， 小 端孔口大端外形，小端孔口大端外仿形车床车 床75钻扩 48mm通孔按图要求对各部位进形， 89表面深孔钻床80热处理85车行热处理1、 半精车大端 D、E面2、 车 6 号莫氏锥小端外形车床孔，精车端面用锥套心轴夹持找90磨半精磨各档外圆， 1： 12 锥面，螺纹外圆， 大端外圆及端面正 89mm、 115mm外圆，径向圆跳动不外圆磨床大于0.005mm95铣铣键槽 12H980 外圆3#万能铣床100钻钻大端面上各孔D、E 面专用钻床大端外圆，小端精车 M74
23、X1.5、孔口找正105车M100X1.5、M115X1.5mm螺纹及大89mm、115mm外车 床端面后端面圆，径向圆跳动小于 0.005mm锥套找正89mm、110磨精磨各档外圆， D、E面及锥面115mm外圆，径向外圆磨床圆跳动小于 0.005mm115磨精磨大端锥孔89mm、115mm外专用磨床120清除清洗去毛刺按图样技术要求工程圆轴肩找正，径向跳动小于0.005mm125检 查检查5.4 、加工余量的确定工艺路线拟定以后，应确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过程中，每个工序加工应保证的尺 寸，工序尺寸答应的变动范畴就是工序尺寸的公差；工序尺寸的确定与加工余
24、量有着亲密的关系；零件图上的尺寸和公差就是最终的加工工序尺寸和公差；将此尺寸加上加工余量就是上一工序的工序尺寸；第六章 轴类零件的检验6.1 、加工中的检验自动测量装置，作为帮助装置安装在机床上；这种检验方式能在不影响加工的情形下，依据测量结果，主动地掌握机床的工作过程，如转变进给量，自动补偿刀具磨损，自动退刀、停车等，使之适应加工条件的变化，防止产生废品，故又称为主动检验；主动检验属在线检测，即在设备运行，生产不停顿的情形下，依据信号处理的基本原理，把握设备运行状况，对生产过程进行猜测预报及必要调整；在线检测在机械制造中的应用越来越广；6.2 、加工后的检验单件小批生产中，尺寸精度一般用外径
25、千分尺检验；大批大量生产时，常采纳光滑极限量规检验，长度大而精度高的工件可用比较仪检验；表面粗糙度可用粗糙度样板进行检验；要求较高时就用光学显微镜或轮廓仪检验；圆度误差可用千分尺测出的工件同一截面内直径的最大差值之半来确定，也可用千分表借助V形铁来测量，如条件许可，可用圆度仪检验；圆柱度误差通常用千分尺测出同一轴向剖面内最大与最小值之差的方法来确定；主轴相互位置精度检验一般以轴两端顶尖孔或工艺锥堵上的顶尖孔为定位基准，在两支承轴颈上方分别用千分表测量；总 结时间飞逝，为期一个月的机械制造工艺课程设计已经接近尾声；回首这段时间的设计过程，感叹万千；使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西；受益
26、匪浅！在这次设计过程中，使我真正的熟悉到自己的不足之处，以前上课没有学到的学问，在这次设计当中也涉及到了；使我真正感受到了学问的重要性；这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与协作、机械制图、工程材料与热处理工艺等学问很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学学问的作用；在机械制造工艺课程设计中，第一是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工， 加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的；在机械制造工艺课程设计中仍用到了CAD制图和一些运算机软件，由于学的时间长了，因此在开头画图的时候有很多问题，而且 不娴熟，需参阅
27、课本；但不久就能娴熟的画了；CAD制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮忙的；因此，这次真正将以前所学 的联系到实际应用中来了；在这次机械制造工艺课程设计中，仍有一个重要的就是关于专用夹具的设计，由于机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论学问讲的，并没有亲自设计过，因此，在开头的设计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我依据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，最终将它设计了出来，我感到很兴奋，由于在这之中我学到了以前没有学到的学问， 也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际；在这次机械制造工艺课程设计中，我学到了很多学问，有一点更是重要，就是我能作为一个设
28、计人员，设计一个零件，也因此， 我明白了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出 来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必需有理有据，不是凭空捏造的；而且，各种标准都要严格依据国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零件，需要花好长时间；亲自上阵后我才知道，做每件是都不是简简洁单就能完成的，是要付出大量代价的；因此，我们也要专心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作 品；在这次械制造工艺课程设计中，对我来说有所收成也存在着不足之处；收成：1） 能把以前所学的各种学问，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所学的学问；2） 学会了参
29、阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册；3） 学会了，分析问题，解决问题的才能；不足之处：1） 有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进；2） 有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积存体会，进一步改进；综上所述：这次的械制造工艺课程设计对我以后的工作起了很大的帮忙，我熟悉到，无论是工作仍是学习都必需做到仔细、谨 慎，时时到处细心；参考文献1、顾崇衍 等编著；机械制造工艺学；陕西：科技技术出版社， 1981；2、倪森寿 主编；机械制造工艺与装备；化学工业出版社，2001；3、张进生 主编；机械制造工艺与夹具设计指导；机械工业出版
30、社， 1994；4、姜敏凤 主编；工程材料及热成型工艺；高等训练出版社，2003；5. 机械制造工艺及设备设计手册编写组编；机械制造工艺及设备设计手册；机械工业出版社，1989；6、胡家秀 主编；简明机械零件设计有用手册；机械工业出版社， 1999；7、江南学院 肖继德 南京金陵职业高校 陈宁平 主编；机床夹具设计（其次版）；机械工业出版社， 1997；8、倪森寿 主编；机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书；化学工业出版社， 2001；9、刘越 主编；机械制造技术；化学工业出版社， 2001；10、赵如福主编；金属机械加工工艺人员手册（第三版）；上海科技技术出版社， 1981；11、南京工程学院陈于萍 主编 沈阳高校周兆元副主编；互换性与测量技术基础；机械工业出版社， 2004；