机械制造技术基础课程设计模板

1机械制造技术基础课程设计课程设计名称：传动轴机械加工工艺规程设计学生姓名：颜君波学院：机电工程学院专业及班级：08级材料成型及控制1班学号：0803040114指导教师：胡忠举2010年12月18日2目录1、封面····································2、目录····································3、设计任务书······························4、零件的工艺分析及生产类型的确定··········5、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图······6、选择加工方法，制定工艺路线··············7、工序设计································8、确定切削用量及基本时间··················9、夹具设计································10、零件图··································11、装配图··································12、机械加工工艺过程卡······················13、机械加工工序卡片一套····················14、设计心得体会····························15、参考文献································31.目录2.设计任务书3.序言4.对零件的工艺分析，包括零件的作用、结构特点、结构工艺性、主要表面的技术要求分析等。5.工艺设计与计算（1）毛坯选择与毛坯图说明（2）工艺路线的确定（3）加工余量、切削用量工时定额的确定（4）工序尺寸与公差的确定6.夹具设计7.设计心得体会8.参考文献4序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。5零件的工艺分析及生产类型的确定1.零件的结构特点及作用轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。图示传动轴零件属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。2.零件的工艺分析传动轴毛坯材料为45。该材料属于优质碳素钢，经热处理（淬火加高温回火）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的的强度和较高的塑性、韧性，一般用来制作机床主轴，机床齿轮和其他受力不大的轴类零件。主要技术要求如下：根据工作性能与条件，该传动轴图样规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩E有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q及轴肩E的加工。3.零件的生产类型零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它6对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。附表2—各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产≤5≤20≤100小批生产5～10020～200100～500中批生产100～300200～500500～5000大批生产300～1000500～50005000～50000大量生产＞1000＞5000＞50000依设计题目知：Q=200件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%，代入下列公式：N=Qm（1+a%）（1+b%）式中N——零件的生产纲领（件/年）；7Q——产品的年产量（台，辆/年）；每台（辆）产品中该零件的数量（件/台，辆）；a%备品率，一般取2%~4%；b%废品率，一般取0.3%~0.7%。计算得：N=Qm（1+a%）（1+b%）=200x1x（1+3%）（1+0.5%）/年=207件/年传动轴的重量估计值为1.31kg，[45钢，密度7.85kg/m3，长215mm，最大直径：40mm,M=（π/4）*[(30)2*32+(35)2*33+(40)2*46+(30)2*46+(25)2*38+(20)2*20]*7.85*10-6-（20*5.2+25*4.8）*7.85*10-6）≈1.31kg查表1-3（《机械制造技术基础课程设计指导教程》书，）该传动轴属于轻型机械类零件，根据生产纲领（200件/年）及零件类型（轻型机械），由附表2可查出，传动轴的生产类型为小批生产。传动轴的生产纲领和生产类型名称结果生产纲领200件/年生产类型小批生产8工艺特征（1）毛坯采用自由锻造，精度低，余量大（2）加工设备采用通用机床（3）工艺装备采用通用夹具或组合夹具、通用刀具、通用量具、标准附件；（4）工艺文件需编制简单的加工工艺过程卡片（5）加工采用划线、试切等方法保证尺寸，生产效率低，要求操作工人技术熟练选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1.选择毛坯45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，调质处理后表面硬度可达220～240HBS。轴类毛坯，常用圆棒料和锻件，根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度；锻造后的毛坯，能改善金属的内部组织，提高其抗拉、抗弯等机械性能。同时，因锻件的形状和尺寸与零件相近，可以节约材料，减少切削加工的劳动量，降低生产成本。在选择锻件的制造方法时，并非是制造精度越高就越好，需要综合考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到零件制造总成本最低的目的。当生产批量较小、毛坯精度要求较低时，锻件9一般采用自由锻造法生产。根据传动轴的制造材料（45钢），查附表5可确定，毛坯类型可采用型材或锻件，现选用锻件；毛坯采用自由锻造法。2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）、公差等级由参考文献（1）查得该锻件的尺寸公差等级IT为13—15级，加工余量等级为普通级。故IT为15级，MA为普通级。（2）、锻件质量根据计算可得机械加工后零件的质量为传动轴的重量估计值为1.31kg。由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为2.5g。确定传动轴毛坯的余量根据阶梯轴的自由锻造机械加工余量计算公式（D65mm时，按65mm计算,L300mm时，按300mm计算），传动轴锻件余量计算如下：A＝0.26L0.2D0..5＝0.26×300*0.2×650.5＝6.56mm取整数7mm。=（π/4）*472*222=3.0kg（3）、锻件的形状复杂系数通过上面的计算已知毛坯和零件的质量，锻件的形状复杂系数10S=tm/Nm=2.5/3.0=0.83由于0.83介于0.63和1之间，故该锻件的形状复杂系数为1S级。（4）、锻件的材质系数M由于该传动轴零件材料是45钢，是碳的质量分数小于0.65％的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1。（5）、零件表面的粗糙度由零件图可知，该轴除Ｅ表面的粗糙度为0.3m外，其它各加工表面的粗糙度均大于等于0.8m，螺纹的表面粗糙度为3.2m，键槽的表面粗糙度也为3.2m。3.确定机械加工余量根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表５－９，由此查得单边余量在厚度方向3.5mm，平方向亦为3.5mm。不妨取锻件各外径的单边余量为3.5mm，各轴向尺寸的单边余量亦为3.5mm。4.确定毛坯尺寸传动轴毛坯锻件尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸Ф40h83.5Ф47Ф35h76.0Ф47Ф30h63.5Ф37Ф30h73.5Ф37Ф25h76.0Ф37Ф20h83.5Ф275.确定毛坯尺寸公差锻件尺寸极限偏差根据锻件尺寸极限偏差根据Ф47+1.4-0.432+1.2-0.6Ф37+1.479+1.211-0.4表5-7-0.6表5-6Ф27+1.2-0.484+1.4-0.620+1.1-0.56.设计毛坯图零件毛坯图如图纸所示。选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(N、M)及轴肩面(Q、P)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。（1）传动轴零件的精基准传动轴类零件的加工，以轴两端的中心孔作为定位精基准。因为轴的设计基准是中心线，12这样既符合基准重合原则，又符合基准统一原则，还能在一次装夹中最大限度地完成多个外圆及端面的加工，易于保证各轴颈间的同轴度以及端面的垂直度。（2）传动轴零件的粗基准轴类零件的粗加工，可选择外圆表面作为定位粗基准，以此定位加工两端面和中心孔，为后续工序准备精基准。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、端面、槽、螺纹面等，材料为45钢。根据传动轴零件图上各加工表面的尺寸精度和表面的粗糙度确定各加工方法，其加工方法选择如下：表1-2轴零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度aR（m）加工方法备注40h8外圆面81.6粗车—半精车—精车文献（1）表3-1035h7外圆面70.8粗车—半精车—磨削文献（1）表3-1030h6外圆面60.3粗车—半精车—粗磨—精磨文献（1）表3-1030h7外圆面70.8粗车—半精车—磨削文献（1）表3-101325h7外圆面70.8粗车—半精车—磨削文献（1）表3-1020h7外圆面81.6粗车—半精车—精车文献（1）表3-10左端面81.6粗车—半精车—精车文献（1）表3-12右端面81.6粗车—半精车—精车文献（1）表3-12轴肩面70.8粗车—半精车—磨削文献（1）表3-10螺纹73.2车削文献（1）表3-13左键槽83.2粗铣—精铣文献（1）表3-12右键槽83.2粗铣—精铣文献（1）表3-12(1)轴类零件外圆加工方法对于中小型铸铁和锻件，可直接进行粗车，经过粗车后工件的精度可达到IT10～IT12，表面粗糙度Ra值可12.5μm～25μm，粗车可切除毛坯的大部分余量。对经过粗车的工件，采用半精车可达到IT9～IT10级精度，表面粗糙度Ra值可6.3μm～12.5μm。对于中等精度的工件表面，半精车可作为终加工工序，也可作为磨削或精加工的预加工工序。精车可作为最终加工工序或光整工序的预加工，精车后工件表面可达IT7～IT8级精度，表面粗糙度Ra值可3.2μm～1.6μm。(2)键槽加工方法