机械制造工艺课设

机械制造工艺学课程设计说明书

题目：11#轴的零件机械加工工艺规程设计容：

1、车床主轴的零件图 1

2、机械加工工艺过程综合卡片 1

3、机械加工工序卡 6

4、夹具装配图 1

5、夹具零件图 1

6、课程设计说明书 1 份

班级：

姓名：

指导教师：

序言

机械制造工艺及设备毕业设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业围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，也培养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，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！

其主要目的是：

1.培养学生综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学的知识。

2. 培养学生树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规和方法。

3.培养学生正确的使用技术知识，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。

4. 培养学生进行调整研究，面向实际，面向生产，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

轴是机械中不可或缺的重要零件，可用来传递动力和运动，工作时要承受扭曲和弯矩，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。所以轴的加工质量对机构的工作情况和使用寿命有很大的影响。

其原始资料如下：

零件材料：45钢

生产纲领：中等批量

零件数据：（见零件图）

1.2、设计要求

要求编制一个轴类零件的机械加工工艺规程，按照老师的设计，并编写设计说明书。具体容如下：

1、选择毛胚的制造方法，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、合理选择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、确定工序尺寸，正确拟定工序技术要求。

9、计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。

第二章有关零件的分析

根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：

⑴尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的圈配合的外圆轴颈，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 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。

⑵几何形状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围，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。

⑶相互位置精度包括、外表面、重要轴面的同轴度、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。

⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。

⑸其他热处理及外观修饰等要求。

2.1、零件的结构特点

此零件是典型的轴类零件，它属于台阶型轴类零件，由圆柱面、轴肩、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。

从图所示的零件的可以看出，细轴段应该是与轴承配合，因此提出了很高的加工要求。粗轴段和连接件配合，有键槽。

2.2、加工工艺性

此零件的加工不仅要用到车床、铣床，由于其表面粗糙度要求较高，因此需另外用到磨床。

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。

第三章基准的选择

3.1、有关基准的选择说明

1、粗基准的选用原则

1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。

2、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。

3、粗基准不重复使用的原则。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，通常只允许使用一次。

2、精基准的选用原则

1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。

2、基准统一原则。尽可能使用同一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、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。

4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的定位基准。

3.2、确定零件的定位基准

轴的加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。

由于轴外圆表面的设计基准是轴的轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许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。

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；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属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。4.3、轴类零件的热处理

锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠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，还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，主要任务是选择各表面的加工方法，及定位基准，确定加工顺序，各工序采用的机床设备和工艺装备等。

5.1轴加工工艺过程分析

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，精车外圆等）；精加工阶段（包括精铣键槽，粗、精磨外圆等）。

在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即退火→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，此轴主要表面的加工顺序安排如下：