机械制造工艺学实验报告

一. 实践目的及主要内容

（1）了解生产现场机床的类型及其布局；

（2）了解生产现场工人使用的工艺文件（主要工序卡）形式；

（3）了解生产现场的夹具类型；

（4）重点了解一个零件的机械加工过程（加工路线、加工阶段划分等）及一副夹具的工作原理；

（5）完成实践报告。

二.实践时间

第八周第十周星期五

三.实践单位简介

黄石中兴气动机械有限公司是国内领先的全系列气动马达及延伸产品专业生产厂家。主要经营气动马达、减速气动马达、气动启动器、气动葫芦、潜孔钻机、锚杆钻机、帮锚杆钻机、气动绞车、气动泵、及气控阀等。公司拥有一支高素质、专业、执着的团队，始终活跃在行业前列，多年来致力于气动机械的研究、开发、制造，产品具有结构紧凑、耐磨、低噪声等优异品质；以专业的态度、优异的品质赢得了广大朋友的信赖与支持，也赢得了广阔、稳定的市场，用户遍及国内二十多个省市自治区，并远销韩国、日本、印度、泰国、巴基斯坦、越南、土耳其等国。

为加强企业发展后劲，向高科技型企业迈进，公司整体搬迁至千亩青翠的青龙山下、万顷碧波的磁湖畔，与科研实力雄厚、加工设备精良、检测设备齐全的黄石理工学院强强联合，合作成立学、产、研基地，使公司整体实力跃上一个新台阶。

公司拥有一支高素质、专业、执着的团队，多年来致力于气动机械的研究、开发、制造，缔造了“中兴”气动马达卓越的品质，以专业的态度，优异的品质赢得了朋友的信赖与支持，也赢得了广阔，稳定的市场。气动马达是公司的专业根基。公司有叶片式、齿轮式、活塞式三大系列气动马达。由气动马达延伸的产品有叶片式、齿轮式、活塞式减速气动马达、气动葫芦、气动卷扬机、气动锚杆钻机、潜孔钻机、气动隔膜泵……九大类百余种气动产品。公司可根据用户不同功率、转速、安装空间需要，设计提供各式国内外专用成套减速气动马达及其配套设备。在为矿山、钢铁、金属冶炼、石油、化工、造纸、海洋流体输送、水电工程等领域服务中，业内的创新攻坚，性价比优势不断显现。

公司一贯以科技为动力，着力开发新产品，研究新工艺、新技术，让客户不仅获得优良的产品品质还可以得到具竞争性的价格。创立“中兴”国内顶尖品牌是该公司的追求，公司目标是达到甚至超越国际一流品牌。

四.齿轮轴机械加工过程分析

（一）材料的选择

该轴包括圆柱、齿轮、键槽等表面。轴是组成减速器的重要零件之一，它本身要求有足够的强度和刚度，足够精确的尺寸和较高的表面粗糙度，与轴承配合处的轴颈表面还有高的硬度，因而材料应具有优良的综合机械性能。碳素钢价格低廉、锻造工艺性能好、对载荷较大，较为重要的场合，以45号钢最为常用。为确保使用性能，我们选用45钢作为齿轮轴的材料。

（二）毛坯的选择

在选择毛坯时应注意以下因素:

（1）零件材料及其机械性能

（2）零件的形状和尺寸

（3）生产类型

（4）具体生产条件

（5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性

考虑上述因素综合分析，零件材料为45钢，各台阶直径相差较大，采用棒料浪费材料，而且零件在工作中经常承受较大的冲击性载荷，因此应选用锻件。由于零件为大量生产，而且零件的轮廓也较简单，尺寸不大，故采用模锻成型。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。经综合考虑，选用φ35mmX200mm的45钢模锻成型作毛坯。

（三）零件的技术要求

为了使材料得到高强度、高塑性和高韧性的性能，对齿轮轴进行调质处理，选用IT7级精度，对于外圆表面粗糙度Ra0.8,键槽底部粗糙度Ra6.3,键槽侧面Ra3.2，齿轮精度IT7级，齿面粗糙度Ra3.2，端面表面粗糙度Ra3.2，尺寸精度、位置精度、几何形状精度等技术要求见零件图纸

（四）工艺分析

1、零件使用性能分析

从传动轴的受力分析可知，它受扭转-弯曲复合作用力，承受中等载荷，工作教平

稳，冲击力小，所以，可以采用45钢，为了改善组织，提高力学性能，坯料需进行正火热处理。

2、零件技术条件分析

外圆尺寸精度：φ24h7mm、φ25h7mm、φ20h7mm、φ16h7mm、φ12h7mm、φ10mm，及M32mm的螺纹。

外圆形状位置精度：φ32、φ25、φ20、φ16相对φ12

外圆表面质量：所有外圆表面质量要求Ra0.8um，两键槽侧面要求Ra3.2，底部Ra6.3，齿轮齿面Ra3.2um。

3、零件结构工艺性分析

轴的锻件强度较高，形状比较简单，外轮廓尺寸不大，在φ20h7φ和12h7两节轴上均开有键槽，且轴两端带有中心孔。总的来说，轴的结构较规则，在加工键槽和中心孔时，采用顶尖和三爪卡盘夹紧定位。

4.毛坯选择的合理性分析

在传递力矩过程时要承受很强的冲击力和很大的交变载荷，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，而且轮廓形状不复杂，故采用锻件适宜。零件尺寸不大，且为批量生产，故采用模锻适宜。

5.毛坯余量确定

毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯的精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，因而，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。

（五）机械加工工艺过程

1.定位基准的选择

定位基准是加工中用来使工件在机床或夹具上定位的所依据的工件上的点、线、面。基准的选择是工艺规程设计中的重要部分，基准选择的合理与否直接影响零件的加工质量，甚至还有可能造成零件的报废，使生产无法正常进行。按工件用作定位的表面状况把定位基准为粗基准、精基准，以及辅助基准。在起始工序中，只能选用未经加工过的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面所作的定位基准称为精基准。

粗基准的选择原则:

1）对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，当必须保证不加工表面与加工表面的互为位置时，应选择不加工表面为粗基准。如果零件上有多个不加工表面，应选择其中与加工表面互为位置要求高的表面为粗基准。

2)如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作粗基准。

3)如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作组基准。

4)作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。

5)粗基准在同一尺寸方向只允许使用一次。

精基准的选择原则:

1）基准重合原则

2）基准统一原则

3）自为基准原则

4）互为基准原则

5）所选择精基准应能保证工件定位准确，装夹方便，夹具结构简单适用。综上因素，粗车时以外圆和两侧端面为粗基准，以两侧端面中心孔为精基准定位。

2.表面加工方法的选择

加工方法的选择需考虑经济加工精度、工件材料性质、工件的结构形状和尺寸、生产类型和经济性以及现有设备情况和技术条件等因素，根据各表面加工要求和各加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：

尺寸φ25h7mm及φ16h7mm:粗车——半精车——磨削

尺寸φ20h7mm及φ12h7mm：粗车——半精车——铣键槽——磨削

大径为φ32mm的齿轮：滚齿——剃齿

3.加工阶段的划分

工件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。粗加工阶段是切除大部分加工余量并加工出精基准，主要是提高生产率。半精加工阶段是为零件主要表面的精加工做准备，并完成一些次要表面的加工，一般在热处理前进行。精加工阶段从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都比较高。因此，对齿轮轴的加工阶段划分为：加工精基准——粗加工主要表面——半精加工主要表面——精加工主要表面。

4.加工顺序的安排

一个零件有许多表面需要机械加工，此外还有热处理工序和各种辅助工序。各工序的安排应遵循一些原则。机械加工工序的安排应遵循的一般原则：

(1)基面先行原则

(2)先粗后精原则

(3)先主后次原则

(4)先面后孔原则

而齿轮轴除了应遵循加工顺序安排的一般原则，还应注意:

(1)外圆表面加工顺序应为，先加工大直径外圆，然后再加工小直径外圆，以免一开始就降低了工件的刚度。

(2)齿轮轴上的退刀槽等表面的加工应在外圆精车之后，否则在精车外圆时产生断续切