《2022年机械制造课程设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机械制造课程设计方案.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品学习资源一、零件的分析1.1 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；依据轴的承担载荷不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类；工作中既承担弯矩又承担扭矩的轴成为转轴，只承担弯矩的 轴称为心轴，只承担扭矩而不承担弯矩的轴称为传动轴；1.2 轴的工艺分析该轴主要采纳 40Cr 钢能承担肯定的载荷与冲击；此轴为阶梯轴类零件，尺寸精度， 形位精度要求均较高； 21， 22.5 ， 24， 22.55为主要协作面，精度均要求较高， 需通过磨削得到；轴线直线度为 0.01 ，两键槽有同轴度要求；在加工过程中须严格掌握；1）该轴采纳合金结构钢40Cr，中等精度，转速较高；经调质处理后具有良好的
2、综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性；2）该轴为阶梯轴，其结构复杂程度中等，其有多个过渡台阶，依据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，这样经多次加工以后逐步削减了零件的变形误差；3）零件毛坯采纳模锻，锻造后支配正火处理；4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度；5）在精车前支配了热处理工艺，以提高轴的疲惫强度和保证零件的内应力削减，稳固尺寸、削减零件变形；并能保证工件变形之后能在半精车时订正；6）同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命；在两端面钻中心孔进行固定装
3、夹可以有效防止径向圆跳动、保证其同轴 度；欢迎下载精品学习资源零件图如下欢迎下载精品学习资源轴的各表面粗糙度、公差及偏差见表一轴段 1IT61.6轴段 2IT81.6轴段 2 端面3.2轴段 330未注12.5轴段 3 端面3.2轴段 4IT61.6轴段 4 端面3.2轴段 5未注1.6键槽 2IT73.2键槽 5IT73.2加工表面尺寸及偏差mm）公差及精度等级表面粗糙度Ram）形位公差轴线直线度为轴线直线度为轴线直线度为轴线直线度为轴线直线度为表一二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式阶梯轴材料为 40Cr 钢，要求强度较高，且工件的外形比较简洁，毛坯精度低，加工余量大，因年产 500
4、0 件，所以达到批量生产水平；综上考虑，采纳锻件，其锻造方法为模锻，毛坯的尺寸精度要求为 IT12 以下；2.2 定位基准的挑选正确的挑选定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关欢迎下载精品学习资源键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的挑选；粗基准的挑选；1） 粗基准的挑选应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理安排各加工面的余量，为后续工序供应精基准；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，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定位基准；用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较便利，一般用卡盘装夹；为了保证重要表面的粗加工余量小而匀称，应选该
5、表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度；依据粗基准的挑选原就，挑选次要加工表面为粗基准；又考虑到阶梯轴的工艺特点，所以挑选30 的外圆及一端面为粗基准；2）精基准的挑选依据轴的技术要求，轴的中心线为设计基准，也是测量基准，依据基准重合原就及加工要求，应选轴心线及一端面为精基准，其他各面都能以此为定位，从而也表达了基准统一的原就；2.3 拟定轴的工艺路线2.3.1 零件表面加工方法的挑选本零件的加工面有外圆、端面、键槽等，材料为40Cr，参考有关资料，加工方法挑选如下：30 外圆面：为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra12.5m，需进行粗车、半精车；外圆面：公差等级为 IT
6、8 ，表面粗糙度为 Ra1.6m，需进行粗车、半精车、精车；外圆面：公差等级为IT6 ，表面粗糙度为Ra1.6m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Ra3.2m，需进行粗车、半精车；键槽：槽宽公差等级为IT7 ，槽深公差等级未注，表面粗糙度为Ra3.2m，需采纳三面刃铣刀，粗铣、半精铣2.3.2 工艺次序的支配一） 机械加工工序欢迎下载精品学习资源1）遵循先基准平面后其他的原就：机械加工工艺支配是总是先加工好定位基准面，所以应先支配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）遵循先粗后精的原就：先支配粗加
7、工工序，后支配精加工工序；先支配精度要求较高的各主要表面，后支配精加工；3）遵循先主后次的原就 : 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，先大后小原就：先加工外圆再以外圆定位加工内孔，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支配在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前；6）对于轴右端及中间轴段加工质量要求较高的表面，支配在后面，并在前几道工序中留意形位公差，在加工过程中不断调整、保证其形位公差；7）依据先面后孔的原就：先加工端面，再铣键槽；二）热处理工序的支配在切削加工前宜支配正火处理，能提高改善轴
8、的硬度，排除毛坯的内应力，改善其切削性能；在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能；最终热处理支配在半精车之后磨削加工之前；其能提高材料强度、表面硬度和耐磨性；在精加工之前支配表面淬 火，这样可以订正因淬火引起的局部变形，提高表面耐磨性；三）帮助工序的支配在粗加工和热处理后，支配校直工序；在半精车加工之后支配去毛刺和中间检验工序；在精加工之后支配去毛刺、清洗和终检工序；综上所述，该轴的工序支配次序为：下料锻造预备热处理；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检验；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；1、在
9、粗加工阶段，粗车外圆，以高生产效率去除毛坯余量；欢迎下载精品学习资源2、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，使加工面达到肯定的精度，为精加工做好预备；3、精加工阶段，、 30、外圆面表面粗糙度要求为Ra1.6m，对其进行精车以达到要求；而对于外圆面其公差等级为IT6 ，表面粗糙度要求为Ra1.6 m支配粗磨、精磨；2.3.4 确定工艺路线依据以上的加工工艺过程的分析确定零件的工艺路线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； 粗车轴段 3 外圆，以其端面为基准面，依次粗车
10、轴段1、2 外40粗车圆；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60半精车0.5 的 2 个；调头再以轴段 3 外圆为基准半精车轴段4、5 外欢迎下载精品学习资源70精车80车端面圆；半精车槽深 0.5 ；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； 车端面保持长 122；倒角 1X45调头车另一端面保持全长120；倒角 1X45 度，车槽深 0.3欢迎下载精品学习资源90粗铣键槽铣两个宽为 7 的键槽半精铣键欢迎下载精品学习资源100槽半精铣两个键槽欢迎
11、下载精品学习资源110热处理表面淬火欢迎下载精品学习资源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检验表二2.4 加工工序的设计2.4.1 加工余量的确定加工余量见表三欢迎下载精品学习资源加工表面工序名工序称余量工序尺寸精度等级欢迎下载精品学习资源轴段 3粗车430IT11欢迎下载精品学习资源半精磨0.1 22.5+0.0055 ，-0.0055 ）IT6欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴段 1、4外圆面粗磨 0.25 22.60 ， -0.018 ） IT7 精车 0.25 22.850 ，-0.027 ） IT8 半精车 2.223.10 ， -
12、0.043 ） IT9 粗车 8.725.30 ，-0.11 ） IT11欢迎下载精品学习资源轴段 2 外圆面轴段 5 外圆面键槽精车0.3 24+0.012， +0.001 ）IT8半精车1.524.30 ， -0.043）IT9粗车8.225.8IT8半精车1.521.30,-0.043IT9粗车8.222.80,-0.011IT11半精铣1.57.50 ，-0.03 ）IT7粗铣690，-0.075 ）IT11表三欢迎下载精品学习资源2.4.2 毛坯尺寸及公差等级由工艺人员手册可查得锻件单边余量厚度方向1.5-2mm，取 2mm，水平方向为2.0- 2.7mm，取 2.5mm.锻件质量小
13、于 1kg，长度等于 120mm，取其上偏差 +0.17mm，下偏差 -0.08mm；锻件厚度尺寸小于40mm，取其上偏差 +0.12mm，下偏差 -0.04mm；B/H1, 故取起偏角为 5 度；就锻件毛坯长度尺寸为，直径尺寸为；依据零件图各部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为一般级，故取IT=12 级；2.4.3 毛坯图的绘制依据零件图可知该轴各加工表面的粗糙度至少为12.5 m；综上，锻件毛坯图如下所示；2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量的原就：第一应选取尽可能大的背吃刀量，其次在机床动力和刚度答应的条件下，又满意以加工表面粗糙度的情形下，选取尽可能
14、大的进给量；最终依据公式确定正确切削速度；1） 工序 30，粗车轴的左右端面该工序为两个工步，工步1 是以左边定位；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；错误 .背吃刀量的确定：依据加工余量，工步1 和工步 2 的背吃刀量都为 0.5mm欢迎下载精品学习资源 进给量的确定：本设计采纳的是硬质合金车刀，工件材料是40Cr，查表取进给量 f 0.5mm/r 切削速度的运算：硬质合金车刀切削 40Cr 时，取切削速度 V 为 50m/min，依据公式，可得车床 转速 n=1000 50/ 34） r/min=663r/
15、min ， 查表 CA6140 的 主轴 转速范畴 为101400，14001580 3）工序 40、60 的过渡面部分粗车半精车尺寸为 30 的轴肩两端面粗车轴段 2 与轴段 1 的过渡端面，其切削用量与上述结论类似，不再运算4）工序 90、100 粗铣及半精铣键槽粗铣 取 f=2mm/r Vc=60m/min n=118 r/min半精铣取 f=0.8mm/r Vc=74m/min n=200 r/min 5）工序 120、130 粗磨、精磨加工轴段 1、4 外圆面查表取粗磨、精磨深度进给量为分别为0.032mm， 0.008mm工件的运动速度为 15m/min，18m/min背吃刀量等于
16、磨削余量 0.25mm及 0.1mm 6）其余工序粗车加工时，取 f=0.81mm/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3.1 各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具表四，表五）欢迎下载精品学习资源表四欢迎下载精品学习资源表五3.2 机床设备的选用由以上的表四、五，结合零件轴的生产类型为大批量生产，可以选用较高效率的专用欢迎下载精品学习资源机床和自动机床；依据该轴尺寸的大小要求，选用数控车床CK6140，外圆磨床 M1432,铣床 X083；3.3 机床夹具设计
17、1） 刀具挑选由于该传动轴为阶梯轴，所以选用90 度角外圆车刀 车台阶）材料为YT15，45刀倒角）和切槽刀 切槽）；工序号机床设备刀具量具10游标卡尺2030CK614090刀游标卡尺40CK614090刀游标卡尺5060CK614090刀游标卡尺70CK614090刀游标卡尺80CK614090刀游标卡尺90铣床 X083铣刀游标卡尺100铣床 X083铣刀游标卡尺110120M1432砂轮130M1432砂轮140游标卡尺2） 量具挑选由于该轴最大长度为124，所以选用量程 0-200 ，精度 0.05 游标卡尺；各工序详细所用工艺设备见下表3） 夹具挑选机床夹具的作用及分类： 错误 .
18、保证加工精度夹具可精确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度；错误 . 提高生产效率夹具可快速地将工件定位和夹紧，削减帮助时间； 错误 .减轻劳动强度采纳机械、气动、液压等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度； 错误 .扩大机床的工艺范畴采纳机床夹具可使机床的加工范畴扩大；机床夹具按应用范畴分为：通用夹具、专用夹具、组合夹具；以工序 40 挑选夹具，依据零件的功用、特点及材料，可挑选三爪卡盘进行零件的夹紧，定位基准选轴的一个端面，定位元件挑选浮动顶尖即可定位；欢迎下载精品学习资源机械加工工艺过程卡片产品型号产品名称零件图号阶梯轴零件名称阶梯轴共 1 页 第 1 页欢迎下载精品学习资源
19、材 料 牌 号Cr40毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸124x每毛坯件数1每 台 件1数欢迎下载精品学习资源工序号 工序名称工序内容车间工段设 备工艺 装 备工时准终单件欢迎下载精品学习资源10模锻毛坯锻造加工游标卡尺20热处理正火30车端面车端面钻中心孔，掉头另一端钻中心孔CK6140游标卡尺欢迎下载精品学习资源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CK6140游标卡尺欢迎下载精品学习资源50热处理调质以轴段 3 外圆为基准依次半精车轴段1、2外圆；半精车槽深 0.5 的 2 个；调头再以欢迎下载精品学
20、习资源60半精车轴段 3 外圆为基准半精车轴段4、5 外圆；半精车槽深 0.5 ；CK6140游标卡尺欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源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；CK6140游标卡尺欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源80车端面车端面保持长122 ；倒角 1X45 调头车另一端面保持全长 120；倒角 1X45 度，车槽深 0.3CK6140游标卡尺欢迎下载精品学习资源90粗铣槽铣两个宽为 7 的键槽铣床 X083铣刀 游标卡尺100半精铣槽半精铣两个键槽铣床 X083铣刀 游标卡尺110热处理表面淬火120粗磨粗
21、磨轴段1；调头粗磨轴段4M1432130精磨精磨轴段4；调头精磨轴段1M1432140检验游标卡尺设计 日 期）校对 日期）审核 日期）标准化 日期）会签 准终单件欢迎下载精品学习资源工步工步内容号工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度 mm进给次数工步工时欢迎下载精品学习资源796600.8141机动帮助796600.8111.5 、105、3796600.8111.5 、105、310粗车轴段 3， Ra=12.5 um游标卡尺20粗车轴段 1、2， Ra=1.6 um游标卡尺30粗车轴段 4、5，Ra=1.6 um游标卡尺40欢迎下载精品学习资源50处标记 数
22、更换文件签字日期标记 处数更换文件号设 计日 期）校 对 日期）签日期字审 核日期）标准化 日期）会 签日期）欢迎下载精品学习资源加工后零件的三维图欢迎下载精品学习资源设计小结通过此次课程设计 , 让我受益非浅 , 不仅培育了我们发觉问题、分析问题、解决问题的规律思维才能 , 更重要的是学会了熟识运用机械制造工艺学中的基本理论实际学问解决零件在加工中的定位，夹紧，以及工艺路线支配，工艺尺寸确定等问题保证加工质量； 通过这次轴的设计 , 让我们从机械基础到公差协作、从机械制图、运算机绘图到机床设备应用，把机械制造过程中的各种学问综合整理，又有了更高层次的懂得和发觉；在设计中 , 老师的细心指导 , 让我们明白了自己在学习过程中的缺陷, 使我们进一步熟识及应用机械制造中的理论讨论, 培育了我们一丝不苟、严谨仔细的工作作风和良好习惯. 课程设计是我们所学学问的总结及运用, 同时也让我们进一步熟识了运算机的操作, 让我们为毕业后工作有了信心；在此, 感谢老师的仔细指导 . 同时，在设计的过程中，我们也遇到了许多问题，其中就有不少就是由于自己的学问储备是很有限的，因此，我也更加感受到了自己的不足并决心努力克服改正；欢迎下载