机械制造工艺学课程设计_设计“齿轮轴”零件的机械加工工艺规程完整

机械制造工艺学课程设计

设计说明书

设计“齿轮轴”零件的

机械加工工艺规程

起止日期： 2011 年 12 月 19 日至 2011 年 12 月 25 日学生姓名

班学成级号绩

指导教师 (签字 )

机械工程学院（部）

2011年 12月19日

《机械制造工艺学》课程设计任务书2011—2012学年第一学期

机械工程学院机械工程及其自动化专业

机械制造工艺学课程设计机工091 班

课程名称：

设计题目：设计“齿轮轴”零件的机械加工工艺规程

完成期限：自 2011 年 12 月 19 日至 2011 年 12 月 25 日共 1 周

一、课程概述

课程名称: 机械制造工艺学课程设计

总学时数: 一周

课程类别: 必修专业课

授课专业: 机械设计制造与自动化专业

先修课程: 机械制图、机械设计、互换性与技术测量、机械制造工艺学等二、本课程的目的和任务

本课程设计是学生在学完机械制造工艺学课程、进行了生产实习之后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，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。

三、课程设计的基本内容

（一）对零件（中等复杂程度）进行工艺分析，画零件图。

（二）选择毛坯的制造方式。

（三）制订零件的机械加工工艺规程

1．选择加工方案，制订工艺路线；

2．选择定位基准；

3．选择各工序所用的机床设备和工艺装备（刀具、夹具、量具等）；

4．确定加工余量及工序间尺寸和公差；

5．确定切削用量

（四）填写工艺文件

1．填写机械加工工艺卡片；

2．填写机械加工工序卡片。

（五）编写设计说明书。

四、课程设计的基本要求

(一) 通过本课程设计，应使学生在以下几方面得到锻炼：

1．能运用机械制造工艺学课程中的基本理论和生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2.学会使用手册及图标资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称及用

途，做到熟练运用。

(二) 在规定时间内应完成以下任务：

1．机械加工工艺卡片一张；

2．机械加工工序卡片一套；

3．设计说明书一份。

五、设计说明书要求

设计说明书用统一纸张书写。内容包括设计任务书，零件的分析，加工工艺规程设计等。建议编写顺序如下：

（1）设计说明书封面

（2）设计任务书

（3）目录

（4）零件的分析

（5）加工工艺规程设计

（6）小结

一、零件的分析

该零件的零件图如图1所示，为一齿轮轴，主要用来传递运动和扭矩。假设

该零件的生产类型为单件小批生产（≤500 件）。该零件的加工表面主要由阶梯轴的外圆表面，外螺纹表面，锥面，普通平键键槽和齿轮表面等几部分组成。

图1

1) 阶梯轴的外圆表面

阶梯轴的外圆表面由两个Φ20±0.0065mm 的外圆表面，一个Φ24mm 的外圆表面，一个Φ21 mm的外圆表面和一个Φ18 mm的外圆表面组成。

2) 外螺纹表面

该齿轮轴的外螺纹为公称直径为Φ12mm 的粗牙普通螺纹，螺距为

1.75mm，螺纹长度为10mm。

3) 锥面

该锥面的大端直径为Φ18mm，锥度为1：10。锥面的轴向长度为28mm。

且该锥面围绕公共基准线A-B旋转的圆跳动公差为0.012mm，公差等级为

IT7级。

4) 普通平键键槽

与该齿轮轴配合的为普通平键A型，其尺寸为5mm×22mm，工作表面

.

的表面粗糙度为Ra3.2µm。键槽在轴上的深度t 3.0 mm。

5) 齿轮表面

该齿轮为标准圆柱直齿轮。其齿数z1=15，模数m=2，压力角ɑ=20°。

分度圆直径为Φ30mm，齿顶圆直径为∅34.

mm。

该齿轮轴除了由以上几部分组成之外，还包括四个尺寸为 C1 和两个尺寸为C2的倒角，两个尺寸为2mm×Φ18mm和一个尺寸为2mm×Φ10mm的退刀槽组成。绘制零件图如下图2。

图2

二、毛坯的确定

(一) 毛坯材料的选择

该齿轮轴零件的材料为 45 钢，为轴类零件。根据设计要求，其硬度需达到220~250HBS，经查表可得，45号热轧钢的硬度小于等于241HBS（黑p109）。

因为该齿轮轴的外圆直径变化不大，加工简单，且对其机械性能没有很高的

要求，且无须选用锻件，选择棒料即可。经过调质处理（淬火温度：820~840℃，淬火介质：水；回火温度：560~600℃，冷却介质：空气），其硬度为220~250HBS，符合设计要求（黑145）。故材料选择45号热轧钢，然后进行调质处理。

(二) 毛坯机械加工余量的确定

由零件图可知，零件的长度为 154mm，零件的最大直径为Φ34mm，两者之比 4.53，经查表（蓝 1034）可以确定毛坯的直径为Φ38mm。另外，因为毛坯是由45号热轧钢切断得到，经查表（蓝1038）和计算，一个零件

的毛坯长度L l K l 2n B 154 7 6 167mm。切断后，可以

得到长度为161mm，直径为Φ38mm的棒料。

(三) 毛坯的尺寸示意图（图3）

图 3