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1、机 械 制 造 工 艺课程设计说明书设计题目：设计“车床丝杠”零件的机械加工工艺规程专业：机械工程及自动化班级：2023211403学学生：号：李坤 殷大山 扬帆指导教师：北京邮电大学课程设计报告课程设计车床丝杠零件的机名称械加工工艺规程学 院自动化指导教师李端玲08212734学生姓名李坤 殷大山 扬帆班 级2023211403学 号0821184508212844课程设计内容学生课程设计报告附页课程设计本课程设计培育学生分析生产实际加工过程中的具体工艺问题，并能初步提出改进产品质量、提高生产率与降低本钱的工艺途径和方法的力量。为后续课程的学习及毕业设计和将来从事机械设计、机械制造技术工作打
2、下根底。依据机械制造根底课程中学过的根底理论学问，对丝杠零件进展工艺分析，设计有关机械制造工艺及工艺过程文件，并对各个工序的具体内容进展设计。1. 对零件进展工艺分析，画零件图,了解零件的性能、用途和工作条件。对零件主要加工外表的尺寸、外形及位置精度、外表粗糙度以及设计基准等进展分析。对零件的材料、热处理及机械加工的工艺性进展分析,正确选择毛坯。2. 拟订工艺路线正确选择基准。 确定加工方法和划分加工阶段。安排加工挨次。3. 选定各工序所承受的设备，既要保证加工质量，又要经济合理。4.确定指定工序的加工余量、工序尺寸和公差。5. 确定指定工序的切削用量。6. 计算代表性工序的单件工时。7. 填
3、写工艺文件。分工: 李坤绘制三维二维零件图 殷大山工艺路线拟定、切削用量计算 扬帆工步工序安排遵照实践教学大纲并依据以下四方面综合评定成绩：1、课程设计目的任务明确，选题符合教学要求，份量及难易程度2、团队分工是否恰当与合理3、综合运用所学学问，提高分析问题、解决问题及实践动手力量的效果4、是否认真、独立完成属于自己的课程设计内容，课程设计报告是否思路清楚、文字通顺、书写标准评语:成绩:北京邮电大学机 械 制 造 工 艺课程设计任务书题目：设计“车床丝杠”零件的机械加工工艺规程内容：1、零件图2、毛坯图3、机械加工工艺规程4、构造设计装配图不要求，如做，加分5、构造设计零件图不要求，如做，加分
4、6、课程设计说明书专业：机械工程及自动化班级：2023211403前言课程设计是我们在学完机械制造根底课程、进展了生产实习之后，对机械加工工艺过程， 和机械零件构造设计进一步了解的一个综合性和实践性很强的教学环节。学生通过课程设 计，能综合运用所学根本理论以及在生产实习中学到的实践学问进展工艺及构造设计的根本 训练，把握中等简单程度的机械零件制造工艺设计和工艺装备选用，机械制造过程中的加工 方法、加工装备等根本学问，确定各工序的工装与设备等方面的综合学问。本课程设计培育学生分析生产实际加工过程中的具体工艺问题，并能初步提出改进产品质量、提高生产率与降低本钱的工艺途径和方法的力量。为后续课程的学
5、习及毕业设计和将来从事机械设计、机械制造技术工作打下根底。由于力量有限，设计尚有很多缺乏之处，恳请各位教师赐予指正。一、 零件的分析一、零件的作用题目给定的零件是丝杠，丝杠是将旋转运动变成直线运动的传动副零件，它被用来完成机床的进给运动。机床丝杠不仅要能传递准确的运动，而且还要能传递肯定的动力。所以它在精度、强度以及耐磨性各个方面，都有肯定的要求。其功用为支承传动零件齿轮、皮带轮等、传动扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴 上的工件或刀具具有肯定的回转精度。外表特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔。二、零件的工艺分析丝杠是细而长的柔性轴，它的长径比往往很大，一般都在 2050 左右，刚度很差
6、。加上其构造外形比较简单，有要求很高的螺纹外表，又有阶梯及沟槽，因此，在加工过程中，很简洁产生变形。这是丝杠加工中影响精度的一个主要冲突。主要技术要求：1、尺寸精度轴颈是轴类零件的主要外表，它影响轴的回转精度及工作状态。轴颈的直径精度依据零件的外表工作部位的不同，可有不同的外表粗糙度值，例如一般机床主轴支承轴颈的外表粗糙度为Ra0.160.63um，协作轴颈的外表粗糙度为Ra0.632.5um，随着机器运转速度的增大和周密程度的提高，轴类零件外表粗糙度值要求也将越来越小。轴类零件的加工工艺因其用途、构造外形、技术要求、产量大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工作。轴类零
7、件加工的主要问题：轴类零件加工的主要问题是如何保证各加工外表的尺寸精度、外表粗糙度和主要外表之间的相互位置精度。具体指标有：（1） 单个螺距允差（2） 中径圆度允差；（3） 外径相等性允差；（4） 外径跳动允差；（5） 牙形半角允差；（6） 中径为尺寸公差；（7） 外径为尺寸公差；（8） 内径为尺寸公差。二、 工艺规程设计一、确定毛坯的制造形式题目给定的零件是丝杠，轴类零件可依据使用要求、生产类型、设备条件及构造，选用 棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又削减机械加工的工作量，还可改 善机械性能。轴
8、类零件的材料和毛坯,合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。1、轴类零件的材料一般轴类零件常用 45 钢，依据不同的工作条件承受不同的热处理标准如正火、调质、淬火等，以获得肯定的强度、韧性和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用 40Cr 等合金钢。这类钢经调质和外表淬火处理后，具有较高的综合力学件能。精度较高的轴，有时还用轴承钢GCrls 和弹簧钢 65Mn等材料，它们通过调质和外表淬火处理后，具有更高耐磨性和耐疲乏性能。二、基面的选择基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得
9、以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至会造成零件的大批报废，使生产无法正常运行。1粗基准的选择。对于本零件而言，依据粗基准的选择原则，以外圆为粗基准是完全合理的。（2） 精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，以工件端面中心孔为精基准。三、制订工艺路线1. 工艺路线方案一毛坯热处理校直车端面打中心孔外圆粗加工校直热处理重打中心孔修 正外圆半精加工加工螺纹校直、低温时效修正中心孔外圆、螺纹精加工。工序毛坯热处理工序校直工序车端面打中心孔工序外圆粗加工工序校直热处理工序重打中心孔修正 工序外圆半精加工工序加工螺纹工序校直、低温时效工序修正中心孔工序 外圆、螺纹精加
10、工2. 工艺路线方案二工序锻造弯曲度不超过 5mm 工序球面退火工序车端面打中心孔工序车外圆工序 V粗车梯形螺纹槽工序VI半精车外圆效热处理以消退工件的剩余应力，保证工件加工精度的稳定性。一般状况下，需安排三 次。一次是校直及高温时效，它安排在粗车外圆以后，还有两次是校直及低温时效，它们分别安排在螺纹的粗加工及半精加工以后。2、定位基准面的加工： 丝杠两端的中心孔是定位基准面，在安排工艺路线时，应一首先将它加工出来，中心孔的精度对加工质量有很大影响，丝杠多项选择用带有 120。保护锥的中心孔。此外，在热处理后，最终精车螺纹以前，还应适当修整中心孔以保持其精度。丝杠加工的定位基准面除中心孔外，还
11、要用丝杠外圆外表作为关心基准面，以便在加工 中承受跟刀架，增加刚度。3、螺纹的粗、精加工 粗车螺纹工序一般安排在精车外圆以后，半精车及精车螺纹工序则分别安排在粗磨及精磨外圆以后。不淬硬丝杜一般承受车削工艺，经屡次加工，渐渐 削减切削力和内应力；对于淬硬丝杠，则承受“先车后磨”或“全磨”两种不同的工艺。后者是从淬硬后的光杜上直接用单线或多线砂轮粗磨出螺纹，然后用单线砂轮精磨螺 纹。4、重钻中心孔：工件热处理后，会产生变形。其外圆面需要增加的加工余量，为削减其加工余量，而承受重钻中心孔的方法。在重钻中心孔之前，先找出工件上径向圆跳动为最大值的一半的两点，以这两点后作为定位基准面，用个端面的方法切去
12、原来的中心孔，重钻中心孔。当使用的中心孔定位时，工件所必需切会的额外的加工余量将削减到原有值。由于该丝杠为单件生产，要求较高，故加工工艺过程严格依据工序划分阶段的原则， 将整个工艺过程分为五个阶段：预备和预先热处理阶段(工序 16)，粗加工阶段(工序 713)，半精加工阶段(工序 1423)，精加工阶段(工序 2425)，终加工阶段(工序 26 28)。为了消退剩余应力，整个工艺过程安排了四次消退剩余应力的热处理，并严格规 定机械加工和热处理后不准冷校直，以防止产生剩余应力。为了消退加工过程中的变形， 每次加工后工件应垂直吊放，并承受留加工余量分层加工的方法，经过多道工序逐步消 除加工过程中引
13、起的变形。所以选择方案一为最正确方案。四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定1. 车端面取总长 2391mm 修正两端面中心孔2. 车外圆，左端 60mm 到 400.008mm，再回车一小径为 36mm 长度为 2mm 的退刀槽，剩余长度到-0.0255-0.06,在距右端200mm 处9 车车床CA6140车小径为 40mm 长度为 15mm 的退刀槽；3. 车螺纹T5512大径至-0.032 ；10 粗磨11 热处理12 检验13 研14 粗磨15 半精磨16 热处理17 研18 半精磨19 精磨20 终磨55-0.0554. 车倒角，螺纹处圆跳动为 0.16mm,其余为0.02mm
14、；粗磨螺纹大径，磨其它各外圆，均留磨量1.11.2um；中温回火，冰冷处理，全长弯度小于0.05mm； 检验硬度，磁性探伤，去磁；研磨两端中心孔，外表粗糙度Ra 为 0.63um； 磨 外 圆 ， 磨 螺 纹 大 经 ， 均 留 磨 量 为0.650.75um，磨出左端垂直度为 0.02mm 以及外圆外表粗糙度为 1.25um；半精磨螺纹，留精磨余量使用三针测量仪，齿形用样板透光检查，低温回火，消退磨削应力，要求全长弯曲小于0.10mm，不得冷校直；修研两端中心孔，外表粗糙度Ra 为 0.32um； 磨 55mm 以及 40mm 外圆至图样要求，要求圆跳动小于 0.02mm，磨其余外圆以及端面
15、； 精磨梯形螺纹 T5512至图样要求，齿间锥度为 1520，齿形按样板透光检查；终磨各外圆至图样要求，并涂防锈油；万能磨床M1432A车床CA6140万能磨床M1432A丝杆磨床S7432车床CA6140万能磨床M1432A丝杆磨床S7432万能外圆磨床M1432A五、确定切削用量及根本工时工序一： 粗车外圆= 1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5n = 157.6r/min按 CA6140 车床转速机械制造工艺设计简明手册表4.22选择与157.5r/min 相近似 的机 床转速 n =183r/min, 则 实际切 削速度 V = n /1000=
16、3.14 100 183/1000=57.5m/min。综上，此工步的切削用量为：a =2.5mm，f =0.56, n =183r/min, V =57.5m/min。(3) 计算根本工时： T=L+L1+L2+L3i/(fn)=(9+3+3+0)2/(0.76183)=0.22min。其中 L=9，L1=3，L2=3，L3=0，i=2工序二：倒角切削用量:背吃刀量asp=1.5,手动进给，一次走刀。V =80m/min, n =1000 V / =100080/3.14100=254.7r/min按 CA6140 说明书：n =238r/min, V = n /1000=3.1423810
17、0/1000=74.7根本工时：由工人操控，大约为0.03min。工序三：车 22 退刀槽(1) 选择刀具：选择90切槽刀，刀杆尺寸1625mm,刀片厚度取 3mm,选用YG6 刀具材料，前刀面外形为平面带倒棱型，前角为 10，后角 8，主偏角 90，副偏角 3，刀尖圆弧半径 0.2-0.5 取 0.5mm,刃倾角 0。(2) 确定切削用量： a 确定背吃刀深度 :=z=3.6mm,一次走刀完成。b 确定进给量f:依据切削手册切深 =3mm,属于=3mm,f=0.40.5mm/r.按工艺手册中 C365L 车床取f 机=0.41mm/r. c 选择车刀磨钝标准及耐用度：依据切削手册表10，取车
18、刀后面最大磨损量为 0.8-1.0,焊接刀耐用度T=60min。d 确定切削速度Vc:依据切削手册，YG6,182199, =4mm,f=0.41mm/r,Vc=1.50m/s, 修正系数： KTv=1.0,Kmv=0.89,Ksv=0.85,Ktv=1.0,Kkrv=1.0,则 Vc =1.50601.00.890.850.73 1.0=55.78m/min,(2) 确定进给量刀杆尺寸 16 25，as 1.1,工件直径为 40mm，则 f=0.20.4。由简明手册表 4.23 查取f =0.26mm。依据切削用量简明手册表 1.11 查取：VC=1.33(由 182199HBS、asp=2
19、.5、f =0.26mm/r、车刀为 YG 硬质合金),由于实际车削过程使用条件的转变，查取切削速度修正系数：K=1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则VC =VC 60V = VC K K K K KSV K= 1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5n = = =157.6r/min按 CA6140 车床转速机械制造工艺设计简明手册表4.22选择与157.5r/min 相近似 的机 床转速 n =183r/min, 则 实际切 削速度 V = n /1000=3.14 100
20、183/1000=57.5m/min。综上，此工步的切削用量为：a =2.5mm，f =0.26, n =183r/min, V =57.5m/min。(3) 计算根本工时： T=L+L1+L2+L3i/(fn)=(9+3+3+0)2/(0.26183)=0.022min。其中 L=9，L1=3，L2=3，L3=0，i=2工序五： 精车外圆右端(3) 确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为 1.1mm，一次走刀。Asp=1.1/2=0.55mm.(2) 确定进给量刀杆尺寸 16 25，as 1.1,工件直径为 55mm，则 f=0.20.4。由简明手册表 4.23 查取f =0.26mm。依据切削用
21、量简明手册表 1.11 查取：VC=1.33(由 182199HBS、asp=2.5、f =0.26mm/r、车刀为 YG 硬质合金),由于实际车削过程使用条件的转变，查取切削速度修正系数：K=1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则VC =VC 60V = VC K K K K KSV K= 1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5n = = =157.6r/min按 CA6140 车床转速机械制造工艺设计简明手册表4.22选择与157.5r/min 相近似的机 床转速 n =18
22、3r/min, 则 实际切 削速度 V = n /1000=3.14 100三、 总结在开头做机械加工工艺设计前，我认真阅读了机械零件加工工艺指导书，对零件图进展 认真的分析，从而在设计前有一个清楚的思路，也为我的设计打下了根底，使我的开题报告 能顺当的完成。开题报告完成后，接着开头进展正文的撰写，设计也就正式开头了，首先我 们对零件进展了工艺分析，如毛坯尺寸大小确实定和材料确实定，选择适宜的加工方案法， 拟定加工方案，选择适宜的夹具、刀具与切削用量确实定等。在工艺分析上，让我们稳固了 在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与协作、金属工艺CAD 绘图等专业课程，是我更好把各专业课
23、相结合起来去完成毕业设计。随着丝杠零件加工工艺设计做完， 也将意味我的机械设计课程马上完毕，但在这段时间里面我觉得自己是努力并欢快的。在繁 忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真 正体会了很多，也感到了很多。在两年的大学生活里，我觉得大多数人对本专业的生疏还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习，为了更深入的理解并把握大学的专业学问，加强专业技能。我的机械加工工艺设计课程是：丝杠零件加工。通过次此的分析，需要对刀具的切削参数进展计算等方面的问题赐予考虑，这些方面的学问都需要我们去复习以前的学问，在对以前学的学问进展初步系统回忆之后，大脑形成
24、一初步的印象。各专业课之间相关联的学问也能很好的理解。我为我的小组感到骄傲，尽管过程中难免由于意见不合而争论不休，但是在找到最优方法的时候大家都是快活的欢快的，这次的机械加工工艺课程设计使得我们对机械零件的加工的设计，工艺流程，工艺选择，刀具，量具等个方面的学问得到拓展。-殷大山四、 总结本次机械课程设计是我们在学完机械制造根底课程、进展了参观生产实习之后，对机械加工工艺过程，和机械零件构造设计进一步了解的一个综合性和实践性很强的教学环节。我们通过这次课程设计，将能综合运用所学根本理论以及在生产实习中学到的实践学问进展工艺及构造设计的根本训练，并逐步把握中等简单程度的机械零件制造工艺设计和工艺
25、装备选用，机械制造过程中的加工方法、加工装备等根本学问，确定各工序的工装与设备等方面的综合学问。在开头做机械加工工艺设计前，我认真阅读了机械零件加工工艺指导书，对零件图进展 认真的分析，从而在设计前有一个清楚的思路，也为我的设计打下了根底，使我的开题报告 能顺当的完成。开题报告完成后，接着开头进展正文的撰写，设计也就正式开头了，首先我 们对零件进展了工艺分析，如毛坯尺寸大小确实定和材料确实定，选择适宜的加工方案法， 拟定加工方案，选择适宜的夹具、刀具与切削用量确实定等。在工艺分析上，让我们稳固了 在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与协作、金属工艺CAD 绘图等专业课程，是我更好
26、把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着丝杠零件加工工艺设计做完， 也将意味我的机械设计课程马上完毕，但在这段时间里面我觉得自己是努力并欢快的。在繁 忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真 正体会了很多，也感到了很多。本次我的机械加工工艺设计课程题目是：丝杠零件加工。我在小组中主要负责三维零件图、二维零件图以及二维毛坯图等一系列图形的绘制，这不仅稳固了我在大一所学习的工程图学，同时也为我们以后在相关行业的工作打下了坚实的根底；其次在对刀具和量具的选择过程中，也使我对刀具，量具等个方面的学问得到拓展。总之，这次机械加工工艺设计课程给我们的帮助是巨大的，通
27、过这次学习，我们更加深入的理解并把握了大学的专业学问，加强了专业技能的熬炼。08 级 机械 3 班 李坤北京邮电大学机 械 制 造 工 艺 课 程 设 计机械加工工艺卡片零件名称：车床丝杠学生：李坤 殷大山 扬帆学号： 082127340821184508211844指导教师：李端玲2023 年 12 月 30 日13北京邮电大学机械工程及自动化专业工序工序名称机械加工工艺过程卡片设备夹具零件号零件名称车床丝杠刀具量具工时号1 备料2 热处理3 车4 磨5 检验6 热处理7 粗车8 热处理名称车床 平面磨床车床型号CA6140 M820CA6140名称规格名称90 焊接式直头外圆车刀平行砂轮硬
28、质合金切断刀规格YT15YT15名称规格米尺，游标卡尺米尺 千分表游标卡尺9 车车床CA6140硬质合金切断刀YT1514游标卡尺，外径千分尺，螺纹百分尺10粗磨万能磨床M1432A平行砂轮千分表11热处理12检验13研车床CA6140硬质合金顶尖14粗磨万能磨床M1432A平行砂轮千分表15半精磨丝杆磨床S7432三针测量仪16热处理17研车床CA6140硬质合金顶尖18半精磨万能磨床M1432A平行砂轮千分表19精磨丝杆磨床S7432平行砂轮千分表20终磨万能外圆磨床M1432A平行砂轮千分表15北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称粗车外圆零件名称车床丝杠工序号零件号9
29、零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具关心工具名称型号走刀安装工步安装及工步说明刀具量具长度卧式车床走刀次数CA切削深度6140进给量(mm/r)标准夹具主轴转速切削速度根本工时1粗车左端外圆90 焊接顶 尖2粗车右段外圆式直头外装夹3车倒角圆车刀4车退刀槽T0303(mm)452(mm)4.50.56157.6r/min57.5m/min(s)22233024.50.56151254.7r/min80m/min51.5游标卡尺千分尺设计者殷大山 扬帆 李坤指导教师共 5 页第 1 页16北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称粗车螺纹工序号
30、10零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具关心工具名称型号卧式车床CA6140标准夹具安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深进给量主轴度(mm)(mm/r)转速切削根本工时速度(s)1粗车梯形螺纹T55x12-T 型螺纹车刀P7螺纹环规181017.50.56254.780155设计者殷大山 扬帆 李坤指导教师共 5 页第 2 页17北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称打孔工序号10零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具关心工具名称型号立式
31、钻床Z4012标准夹具安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度根本工时(s)1钻 8 的通孔麻花钻游标卡尺40140643202035设计者殷大山 扬帆 李坤指导教师共 5页第 3 页18北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称精磨外圆工序号19零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具关心工具名称型号万能磨床M1432A标准夹具安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度根本工时(s)12精磨左端外圆精
32、磨右端外圆平行砂轮千分表60233020.250.1685.545.555设计者殷大山 扬帆 李坤指导教师共 5 页第 4 页19北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称精磨螺纹工序号20零件名称车床丝杠零件号零件重量同时加工零件数材料毛坯牌号硬度形式重量45HRC55棒料设备夹具关心工具名称型号丝杠磨床CS7432标准夹具安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速切削速度根本工时(s)1精磨螺纹平行砂轮千分表181010.050.0574.545.565设计者殷大山 扬帆 李坤指导教师共 5 页第 5 页20附图纸： 1、零件图2、毛坯图3、夹具设计装配图不要求，如做，加分4、构造设计零件图不要求，如做，加分由于零件图过长，承受分段赐予截图。2122232425262728