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1、 洛陽理工學院 課程設計說明書 課 程 名 稱 機械制造工藝學 設 計 課 題 軸的機械加工工藝規(guī)程設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B110234 姓 名 蘇亞坤 學 號 B11023423 洛陽理

2、工學院課程設計 課 程 設 計 任 務 書 機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 學生姓名 蘇亞坤 班級 B110234 學號 B11023423 課程名稱： 機械制造工藝學 設計題目： 軸的機械加工工藝規(guī)程設計 設計內容： 1．產品零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．機械加工工藝過程綜合卡片 1份 4．機械加工工藝工序卡片 1份 5．課程設計說明書

3、 1份 設計要求： 大批生產 設計（論文）開始日期 年 月 日 設計（論文）完成日期 年 月 日 指導老師 課程設計評語 機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 學生姓名 蘇亞坤 班級 B110234 學號 B11023423 課程名稱： 機械制造工藝學 設計題目： 軸的機械加工工藝規(guī)程設計

4、 課程設計篇幅： 圖紙共 2 張 說明書共 19 頁 指導老師評語： 年 月 日 指導老師 目　錄 第一章 序言 4 1.1 課題 4 1.2、設計要求 5 第二章 有關零件的分析 6 2.1、零件工藝分析 6 2.2、零件

5、的結構特點 6 2.3、確定零件毛胚 7 第三章 基準的選擇 8 3.1、有關基準的選擇說明 8 3.1.1、粗基準的選用原則 8 3.1.2、精基準的選用原則 8 3.2、確定零件的定位基準 8 第四章 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 9 4.1、軸類零件的材料 9 4.2、軸類毛坯 9 4.3、軸類零件的熱處理 9 第五章 制定加工工藝路線 10 5.1主軸加工工藝過程分析 10 5.2、工藝路線的擬定 10 5.3、加工余量的確定 11 第六章 心得體會 18 第七章 參 考 文 獻 19 第一章 序言 1.1 課題

6、機械制造工藝課程設計是我們完成本專業(yè)教學計劃的一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練。 我們在完成課程設計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術資料，國家標準，有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎，所以我們要認真對待這次綜合能力運用的機會！ 從后面安裝的手動定位銷軸由于其同心精度要求很高，加工時必須注意其精度。 零件材料： 45鋼 技術要求： 1、22gs6、25f7 、30gs6相互之間的跳動不大于0.08。 3、2x

7、8銷孔在裝配時作。 生產批量： 中等批量 零件數據： （見零件圖） 圖1 從后面安裝的手動定位銷軸 1.2、設計要求 要求編制一個車床主軸零件的機械加工工藝規(guī)程，按照老師的設計，并編寫設計說明書。具體內容如下： 1、 選擇毛胚的制造方法，指定毛胚的技術要求。 2、 擬定車床主軸的機械加工工藝過程。 3、 合理選擇各工序的定位定位基準。 4、 確定各工序所用的加工設備。 5、 確定刀具材料、類型和規(guī)定量具的種類。 6、 確定一個加工表面的工序余量和總余量。 7、 計算一個工件的單件工時。 第二章 有關零件的分析 2.1、零件工藝分析 圖1所示軸屬

8、于純粹的階梯軸類零件，由圓柱面、砂輪越程槽、端面和倒角組成，該軸共有兩組加工表面： 1、四段外圓表面和砂輪越程槽； 2、兩端面和倒角。 由零件圖可以看出這兩組加工表面沒有任何位置度的相互要求，但是表面粗糙度的要求還是比較高的，需要用磨削才能達到要求，所以考慮用粗車-半精車-粗磨-精磨這個加工路線。其中，左端軸段的配合關系為，軸表面達到6級精度，顯然車是不能完成的，而且，與軸套相連的軸段表面粗糙度0.8，所以考慮最后加工方法為磨削。軸段與法蘭的內孔配合關系為的過渡配合，表面粗糙度要求最高0.4，這就必須得經過磨削了。右端的軸頸與左端有同樣的精度要求。中間的過渡配合為軸與推桿杠桿之間的配合。

9、最后也需要磨削加工。兩端面的粗糙度3.2，車削即可達到這樣的表面粗糙度的要求，而且這兩個面與其他的面也沒有配合關系，不需要加工的太精確。 2.2、零件的結構特點 圖1所示零件是從后面安裝的手動定位銷軸，它屬于臺階型軸類零件，由圓柱面、軸肩、退刀槽和銷孔等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置；銷孔用于固定，以保證各零件相互配合。 從圖1所示的從后面安裝的手動定位銷軸的兩孔是裝配基準，故對裝配的兩段軸頸的加工提出了很高的要求。主軸的支撐軸頸、配合軸頸、錐孔、前端圓錐面及端面是軸的主要加工表面。其中配合端頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度尤為重要。 2.3、確

10、定零件毛胚 考慮到零件的經濟性和綜合性能要求，零件材料為45鋼。綜合考慮尺寸具體如下圖 圖2毛坯圖 第三章 基準的選擇 3.1、有關基準的選擇說明 3.1.1、粗基準的選用原則 1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準。 2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應選擇重要加工表面為粗基準。 3.1.2、精基準的選用原則 1、基準重合原則。盡可能使設計基準和定位基準重合，以減少定位

11、誤差。 2、基準統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準加工個表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準。 3、互為基準原則。當兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為基準的原則反復加工。 4、自為基準的原則。當要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的定位基準。 3.2、確定零件的定位基準 主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統(tǒng)一和互為基準等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。由于主軸外圓表面的設計基準是主軸軸心線，根據基準重合的原則考慮應選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位

12、，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端面加工出來，有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔。為了保證22gs6、25f7 、30gs6相互之間的跳動不大于0.08。，宜按互為基準的原則選擇基準面。 第四章 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 4.1、軸類零件的材料 常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。 4.2、軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結構復雜的軸采用鑄件。毛坯經過加熱鍛造后，可使金屬內部纖維組織

13、沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。 4.3、軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理均，使鋼材內部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調質一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。 第五章 制定加工工藝路線 5.1主軸加工工藝過程分析 車φ25端面及粗車、半精車外圓、鉆中心孔 、倒角145 →車φ22端面、鉆中心孔→粗車的各段外圓、倒角φ22端145→半精車

14、各段外圓、車砂輪越程槽→精車φ30端面→粗磨各段、精磨φ25f7及φ30段50mm段外圓→φ8錐孔加工（裝配時加工）。 5.2、工藝路線的擬定 為保證幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須判定合理的工藝路線。 工藝路線 序號 工序名稱 工 序 內 容 定位基準 設 備 1 備 料 2 鍛 造 立式精鍛機 3 熱處理 正 火 回火爐 4 鋸 鋸，保持總長為265 mm 鋸 床 5 車 車φ25端面及粗車、半精車外圓、鉆中心孔 、倒角145 22段外圓 車床 6 車 車φ22端面、

15、鉆中心孔 25段外圓及中心孔 車 床 7 車 粗車各段外徑，均放余量為2.5～3mm 、倒22段角1X45 兩中心孔及25外圓 車 床 8 車 半精車各段、車砂輪越程槽 同上 車床 9 車 精車 φ30端面 同上 銑床 10 磨 粗磨各段、精磨φ25f7及φ30段50mm段 兩端頂尖 磨 床 11 鉆 裝配時鉆φ8錐銷孔 專用夾具 鉆床 12 檢驗 5.3、加工余量的確定 工藝路線擬定以后，應確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過程中，每個工序加工應保證的尺寸，工序尺寸允許的變動范圍就是工

16、序尺寸的公差。工序尺寸的確定與加工余量有著密切的關系。 零件圖上的尺寸和公差就是最終的加工工序尺寸和公差。將此尺寸加上加工余量就是上一工序的工序尺寸。 1、外圓表面。 其尺寸精度為IT6級，表面粗糙度為毛坯為鑄件。工藝路線為粗車-半精車-粗磨-精磨。 由《工藝手冊》查得，精磨余量0.1mm，粗磨余量為0.3mm，半精車余量為1.1mm，粗車余量為3.5mm。由《機械制造工藝學》公式（4-1）可得加工總余量為： 計算各加工工序基本尺寸。精磨之后工序基本尺寸為；其他各工序工序基本尺寸依次為： 粗磨 22mm+0.1mm=22.1mm 半精車 22.1mm+0

17、.3mm=22.4mm 粗車 22.4mm+1.1mm=23.5mm 毛坯 23.5mm+11.5mm=33mm 確定各工序的加工經濟度和表面粗糙度。由《機械制造工藝學》表4-7查得：精磨后選定為IT6，；粗磨后為IT8；；半精車后選定為IT11，；粗車之后選定為IT13，。 根據上述加工經濟度公差表，將查得的公差數值按“入體原則”標注在工序基本尺寸上。查《工藝手冊》可得鑄造毛坯公差為mm。 為清楚起見，把上述計算和查表結果匯總于表2-1中， 表2-1 工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余量 /mm 工 序 工序基本

18、尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm / 精磨 0.1 js6 0.8 22 粗磨 0.3 h8（） 1.25 22.1 半精車 1.1 h11（） 5 22.4 粗車 4.5 h13（） 16 23.5 毛坯 33 2、兩外圓表面。 其尺寸精度為IT6級，表面粗糙度為毛坯為鑄件。工藝路線為粗車-半精車-粗磨-精磨。 由《工藝手冊》查得，精磨余量0.1mm，粗磨余量為0.3mm，半精車余量為1.1mm，粗車余量為4.5mm。由《機械制造工藝學》公式（4-1）可得加工總余量為：

19、 計算各加工工序基本尺寸。精磨之后工序基本尺寸為；其他各工序工序基本尺寸依次為： 粗磨 25mm+0.1mm=25.1mm 半精車 25.1mm+0.3mm=25.4mm 粗車 25.4mm+1.1mm=26.5mm 毛坯 26.5mm+6.5mm=33mm 確定各工序的加工經濟度和表面粗糙度。由《機械制造工藝學》表4-7查得：精磨后選定為IT6，；粗磨后為IT8；；半精車后選定為IT11，；粗車之后選定為IT13，。 根據上述加工經濟度公差表，將查得的公差數值按“入體原則”標注在工序基本尺寸上。查《工藝手冊》可得鑄造毛坯公差為mm。為清楚起見，把上述

20、計算和查表結果匯總于表2-2中， 表2-2 工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余量 /mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm / 精磨 0.1 k6 0.8 25 粗磨 0.3 h8（） 1.25 25.1 半精車 1.1 h11（） 5 25.4 粗車 4.5 h13（） 16 26.5 毛坯 33 3、外圓表面。 其尺寸精度為IT6級，表面粗糙度為毛坯為鑄件。工藝路線為粗車-半精車-粗磨-精磨。 由《工藝手冊》

21、查得，精磨余量0.1mm，粗磨余量為0.3mm，半精車余量為1.1mm，粗車余量為4.5mm。把粗車余量修正為3.5mm。由《機械制造工藝學》公式（4-1）可得加工總余量為： 計算各加工工序基本尺寸。精磨之后工序基本尺寸為；其他各工序工序基本尺寸依次為： 粗磨 30mm+0.1mm=30.1mm 半精車 30.1mm+0.3mm=30.4mm 粗車 30.4mm+1.1mm=31.5mm 毛坯 31.5mm+3.5mm=35mm 確定各工序的加工經濟度和表面粗糙度。由《機械制造工藝學》表4-7查得：精磨后選定為IT6，；粗磨后為IT8；；半精車后選定為I

22、T11，；粗車之后選定為IT13，。 根據上述加工經濟度公差表，將查得的公差數值按“入體原則”標注在工序基本尺寸上。查《工藝手冊》可得鑄造毛坯公差為mm。 為清楚起見，把上述計算和查表結果匯總于表2-3中， 表2-3 工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余量 /mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm / 精磨 0.1 js6 0.8 30 粗磨 0.3 h8（） 1.25 30.1 半精車 1.1 h11（） 5 30.4 粗車 4.5 h13（）

23、 16 31.5 毛坯 35 4、外圓表面沿軸線長度方向上的加工余量及公差 其長度方向的尺寸為259mm沒有精度要求，但兩端面表面粗糙度要求為，工藝路線為粗車-半精車-精車，由《工藝手冊》查得，半精車加工余量為1.5mm，粗車余量為4.5mm。由《機械制造工藝學》公式（4-1）可得加工總余量為：265 mm2.5 確定切削用量 粗車、半精車端面及鉆中心孔。選用端面車刀，粗車背吃刀量為，半精車背吃刀量為。查《切削手冊》表1.4，粗車進給量取f=0.5，半精車進給量取f=0.1，刀具壽命T=60min。機床選用臥式車床C 620-1。 切削速度 其中：，，，

24、。 所以 粗車、、段外圓，保證各軸段的長度。選90車刀。對外圓表面，單邊余量Z=1.75mm，可一次切除。根據《切削手冊》1.4，選用f=0.5。 切削速度 對外圓表面單邊余量Z=2.5mm，可一次切除。根據《切削手冊》1.4，選用f=0.5。 切削速度 對外圓表面單邊余量Z=2.01mm，可一次切除。根據《切削手冊》1.4，選用f=0.5。 切削速度 半精車、、外圓，留磨削余量。這三段外圓表面，單邊余量均為Z=0.55mm，一次切除。根據《切削手冊》1.4，選用f=0.2。 切削速度 粗磨，兩頂尖定位，粗磨各段外圓表面達到0.8。并

25、 且保證外圓和。 對、外圓表面，單邊余量Z=0.15mm。根據《工藝手冊》砂輪轉速，，軸向進給量，工件速度，徑向進給量。 精磨，兩頂尖定位，精磨兩軸段外圓表面達到表面粗 糙度0.4。并保證。 對外圓表面單邊余量Z=0.05mm。根據《工藝手冊》砂輪轉速，，軸向進給量，工件速度，徑向進給量。 第六章 心得體會 時光飛逝，大學期間最后的機械制造工藝課程設計已經接近尾聲?；厥走@段時間的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內根本就學不到的東西。受益匪淺！

26、在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。 在機械制造工藝課程設計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關重要的。 在這次機械制造工藝課程設計中，還有一個重要的就是關于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親

27、自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據步驟一步一步的設計，畫圖，查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。 在這次機械制造工藝課程設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設

28、計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。我們也要用心去體會每個設計者的心思，這樣才能像他們一樣設計出好的作品。 在這次械制造工藝課程設計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。特別感謝康老師對我的諄諄教導! 第七章 參 考 文 獻 1. 顧崇衍等．機械制造工藝學．陜西：科技技術出版社，1981． 2. 倪森壽．機械制造工藝與裝備．化學工業(yè)出版社，2001． 3. 張進生 ．機械制造工藝與夾具設計指導．機械工業(yè)出版社，1994． 4. 姜敏鳳 ．工程材料及熱成型工藝．高等教育出版社，2003． 5. 王先奎 ．機械制造工藝學．機械工業(yè)出版社，2006. 6. 孟少農.機械加工工藝手冊上．機械工業(yè)出版社，1998.3 7. 孟少農.機械加工工藝手冊下．機械工業(yè)出版社，1998.3 16