機械制造工藝課程設(shè)計報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 機械制造工藝課程設(shè)計說 明 書題 目 名 稱： 錐齒輪軸的工藝課程設(shè)計 專 業(yè)： 機械工程及自動化 班 級： 學號 2 學 生 姓 名： 嚴天富 指導教師姓名： 日 期： 2011-12-28 -2012-1- 4 評 定 成 績： 機電工程系機械制造工藝課程設(shè)計說明書指導教師評語從課程設(shè)計工作態(tài)度、工作量，說明書結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)處理、論點論據(jù)，工藝過程卡片、工序卡片內(nèi)容和格式，圖紙質(zhì)量及存在不足的綜合評語： 指導教師評閱成績（按五級評分）： 指導教師: （簽名） 年 月 日目錄一：第1章 零件的分析1.1零件的作用1.2 零件的工藝分析二：工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的

2、制造形式2.2 基準的選擇2.3 指定工藝路線 2.3.1 加工方法的選擇 2.3.2 加工順序的安排 2.3.3 加工設(shè)備的選擇及刀具的選擇2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定2.5 確定切削用量及功率的校核三：夾具設(shè)計四：設(shè)計心得五：參考文獻 第1章 零件的分析1.1 零件的作用這個題目所給定的零件為輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動零部件。1.2 零件的工藝分析從零件圖片上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，其主要加工的面有45，52，55，45，55，69，的外圓柱面，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方

3、面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)，45圓柱表面Ra1.6um，52，55圓柱表面Ra0.8um,倒角的表面粗糙度值為Ra25um,其余圓柱表面，兩端面都為Ra6.3um，要求不高。位置要求比較嚴格，齒輪輪齒外表面對軸心線的圓跳動公差為0.015mm 55+0.002+0.021右端面對軸心線的圓跳動公差為0.015mm；熱處理方面需要正火，到220-250HBS,保持均勻。通過分析該零件，起布局合理，方便加工，我們通過徑向加緊可保證起加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理。能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。第二章工藝規(guī)程的設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之

4、一，也是一個比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機械加工的難易，工序數(shù)量的多少有直接的影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料，形狀，生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有一下幾種：1、型材2、鍛造、3鑄造、4焊接、5其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具以及能源等小號，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。2.2、基準的選擇

5、工件在加工第一道或最初記到工序時，一般選毛坯上未加工的便面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用56外圓柱作為粗基準來加工75外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的余量最小原則，便于裝夾原則。在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準，75的外圓柱面和右端作為定位基準，這個基準就是精基準。在選精基準時采用基準重合，基準統(tǒng)一，這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。2.3 制定工藝路線2.3.1加工方法的選擇：市場經(jīng)濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動效率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求前提下，譯稿工件的加工效率和經(jīng)濟性，而在具

6、體的選擇上，一般根據(jù)加工資料和工人經(jīng)驗來確定，由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工方案。同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮工件的具體情況，一般我們按加工順序闡述加工方案。加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法右端面Ra6.3自由公差粗車左端面Ra1.6IT6粗車-精車69mmRa6.3自由公差粗車55mmRa0.8IT6粗車-精車45mmRa1.6IT6粗車-精車52mmRa0.8IT6粗車-精車鍵槽Ra3.2IT9粗銑-精銑錐齒Ra6.3自由公差粗刨倒角Ra6.3自由公差粗車2.3.2 加工順序的安排 分析零件圖可以得到該零件的加工順序安

7、排如下。加工順序遵循以下原則：1、 粗加工-（半精加工）-精加工2、 基面先行原則（才能使定位基準更準確，從而保證各位置的精度要求）3、 配合相應(yīng)的熱處理，才能去除材料的力學性能，消除殘余應(yīng)力改善金屬加工性能。然后得到這個零件的加工工藝路線如下工序號工序名稱工序內(nèi)容工序裝備1下料棒料60mm×350mm鋸床2鍛造鍛造尺寸為56mm×290mm+75mm×65mm3熱處理正火4粗車夾56mm×290mm一端，粗車右端，車端面，見平即可，車外圓至72mm,長62mm,轉(zhuǎn)中心孔A5/10.6CA61405粗車倒頭夾72mm外圓（中間工藝尺寸）并按外圓趙正，車左

8、端，車端面，?？傞L345mm,車外圓至56mm與72mm接刀，轉(zhuǎn)中心孔A5/10.6CA61406精車以兩中心孔定位裝夾工件，精車右端齒輪部分錐面保角度20 度04分。大段外圓尺寸為69-00mmCA61407精車倒頭，以兩中心孔定位裝夾工件，精車左端各部，45+0.034-0.05mm外圓留磨量0.5mm,55+0.02-0.021mm兩處外圓留磨量0.5（兩處尺寸要求一致）。車72度09分（齒部左端面），保證尺寸（60mm）.車圓角R5,60mm,500mm尺寸留磨余量0.3。車52和45，兩處至圖樣要求倒角2×45。CA61408劃線劃14-0.0430mm鍵槽線9銑以兩處45

9、+0.034-0.05mm(工藝尺寸相同的磨量)定位，按線趙正，裝夾工件，銑鍵槽14-0.0430mm至圖樣尺寸，保證與軸線對稱X51組合夾具10刨齒以45+0.034-0.05mm軸徑定位裝夾工件，精刨齒m=3.5,z=19至圖樣尺寸要求Y23611熱處理調(diào)質(zhì)處理12磨以兩中心孔定位裝夾工件，磨兩處45+0.034-0.05mm ，兩處55+0.02-0.021mm至圖樣要求尺寸。M143213檢驗按圖樣要求檢驗各部尺寸及精度14入庫入庫2.3.3加工設(shè)備的選擇和加工刀具的選擇加工設(shè)備：1.根據(jù)自己的加工零件的要求選擇采用CA6140普通車床.2.根據(jù)零件要求采用X51銑床加工鍵槽。3.根據(jù)

10、齒輪的要求用Y236滾齒機滾齒4根據(jù)零件要求選擇磨床M1432磨零件專心-專注-專業(yè)刀具選擇：1 粗車外圓柱面：刀具號為T0101，90°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為VCUMR-A4,刀具型號為PVJCR2525-16Q.2 精車外圓柱面：刀具號為T0202，75°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1,刀片型號為WNUMEL-A2，刀具型號為PCRC2020-16Q3 粗銑鍵槽：刀具號為T0303，4 精銑鍵槽：刀具號為T04045 刨 齒：刀具號為T0505 綜合科做成刀具表如下：加工表面刀具號刀具名稱刀具參數(shù)粗車外圓柱面T0101可轉(zhuǎn)位車刀90°，r=1精車外圓柱

11、面T0202可轉(zhuǎn)位車刀90°，r=1粗銑鍵槽T0303銑刀13.5精銑鍵槽T0404銑刀14刨 齒T0505刨齒刀2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定根據(jù)資料及指定的零件加工工藝路線，采用計算和查表結(jié)合的方法確定各個工序的加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工便面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圓柱面69工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精車1.0IT9693.2粗車6IT1271.96.3毛坯8.175外圓柱面55精車1.0IT6550.8毛坯56外圓柱面52精車1.0IT6520.8粗車4IT1054.93.2毛坯6.

12、156外圓柱面45精車1.0IT7451.6粗車10IT1047.93.2毛坯12.156錐面粗車IT12大頭69，角度206.3毛坯69加工鍵槽精銑IT9141.6粗銑IT1213.53.22.5確定切削用量及功率的校核切削用量(ap、f、v)選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具切削性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。粗車時，首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇一個較大的進給量f ，最后確定一個合適的切削速度v。增大背吃刀量ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量f有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是有利

13、的。 精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此選擇精車切削用量時，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。因此精車時應(yīng)選用較?。ǖ惶。┑谋吵缘读縜p和進給量f，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度v。 1背吃刀量ap的確定 在工藝系統(tǒng)剛度和機床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)。當零件精度要求較高時，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量一般比普通車削時所留余量小，常取0.10.5。 2進給量f（有些數(shù)控機床用進給速度Vf） 進給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，

14、可以選擇較高的進給速度（2000/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時，應(yīng)選擇較低的進給速度。當?shù)毒呖招谐烫貏e是遠距離“回零”時，可以設(shè)定盡量高的進給速度。 粗車時，一般取f=0.30.8/r，精車時常取f=0.10.3/r，切斷時f=0.050.2/r。 3主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速 光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。 切削速度除了計算和查表選取外，還可以根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。需要注意的是，交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。 切削速度確定后，用公式n =1000 vc/d計算主軸轉(zhuǎn)

15、速n（r/min）。表5-9為硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值。 如何確定加工時的切削速度，除了可參考表5-6列出的數(shù)值外，主要根據(jù)實踐經(jīng)驗進行確定。 表5-6  硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值 工件材料熱處理狀態(tài)ap/(0.3,2(2,6（6,10f/（ .r-1）(0.08,0.3(0.3,0.6（0.6,1）vc（m.min-1）低碳鋼、易切鋼熱軋140-180100-12070-90中碳鋼熱軋130-16090-11060-80調(diào)質(zhì)100-13070-9050-70合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋100-13070-9050-70調(diào)質(zhì)80-11050-7040-60工具鋼退火90-12060

16、-8050-70灰鑄鐵HBS19090-12060-8050-70HBS=190-22580-11050-7040-60高錳鋼  10-20 銅及銅合金 200-250120-18090-120鋁及鋁合金 300-600200-400150-200鑄鋁合金（wsi13%） 100-18080-15060-100注：切削鋼及灰鑄鐵時刀具耐用度約為60min。 （2）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主

17、軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為：                            n （1200/P）k               &#

18、160;         (5-1) 式中  P被加工螺紋螺距，；    k保險系數(shù)，一般取為80。 此外，在安排粗、精車削用量時，應(yīng)注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時的切削用量選擇。外圓柱面69工序余量切削深度ap/進給量f/（ .r-1）切削速度Vc精車1.00.5mm0.195粗車630.560外圓柱面55精車1.00.50.195外圓柱面52精車1.00.50.195粗車420.560外圓柱面45

19、精車1.00.50.195粗車1050.8451. 外圓柱面69：切削速度確定后，用公式n =1000 vc/d計算主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）粗加工：n=254.7（r/min）,切削深度ap/=3mm,進給量f/（ .r-1）=0.5,Vc=60m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 3.45kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.8，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。精加工：n=432.2（r/min）切削深度ap/=0.5mm,進給量f/（ .r-1）=0.1,Vc=95m/min , Pn=Kc×ap×

20、;Vc×f/60000= 0.18kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.75，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。2. 外圓柱面55: 切削速度確定后，用公式n =1000 vc/d計算主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）精加工：n=540.2（r/min）切削深度ap/=0.5mm,進給量f/（ .r-1）=0.1,Vc=95m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 0.18kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.75，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。3. 外圓柱面52：切削速度確定后，用公式n =1000

21、 vc/d計算主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）粗加工：n=341.4（r/min）切削深度ap/=2mm,進給量f/（ .r-1）=0.5,Vc=60m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 2.3kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.8，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。精加工：n=570.8（r/min）切削深度ap/=0.5mm,進給量f/（ .r-1）=0.1,Vc=95m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 0.18kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.75，機床功

22、率Pn<Pc,所以機床功率足夠。4. 外圓柱面45: 切削速度確定后，用公式n =1000 vc/d計算主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）粗加工：n=255.9（r/min）切削深度ap/=5mm,進給量f/（ .r-1）=0.8,Vc=45m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 5.91kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.8，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。精加工：n=657.8（r/min）切削深度ap/=0.5mm,進給量f/（ .r-1）=0.1,Vc=95m/min , Pn=Kc×ap×Vc&

23、#215;f/60000= 0.18kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.75，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。5. 加工兩端面：查機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導得到：粗車：f=0.66mm/r ，ap=2mm ， Vc=108m/min n=1000V/d=190（r/min），切削深度ap/=2mm,進給量f/（ .r-1）=0.66,Vc=108m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 5.47kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.8，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。精車：f=0.41mm/

24、r ，ap=0.5mm ，Vc=120m/min， n=1000V/d=217（r/min），切削深度ap/=0.5mm,進給量f/（ .r-1）=0.,41,Vc=120m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 0.94kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.75，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。6. 銑鍵槽：查機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導得到：粗銑：fz=0.12/r ,ap=5mm, Vc=90m/min, n=1000Vc/d=955.4r/min , Vf=n*fz=114.6mm/r，切削深度ap/=5mm,

25、進給量f/（ .r-1）=0.12,Vc=90m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000=2.07 kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw,效率為0.75，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。精銑：fz=0.10/r, ap=2mm, Vc=150m/min, n=1000Vc/d=1194.2r/min, Vf=n*fz=119.4mm/r，切削深度ap/=2mm,進給量f/（ .r-1）=0.1,Vc=150m/min , Pn=Kc×ap×Vc×f/60000= 1.15kw由于機床說明書查得Pc=7.5kw

26、,效率為0.75，機床功率Pn<Pc,所以機床功率足夠。第三章 夾具設(shè)計1.定位夾緊方案的確定：選擇對鍵槽的加工來設(shè)計專用夾具專用夾具定位元件為一個固定V形塊和一個支撐板，共限制了5個自由度，定位面為45軸頸外圓和小頭端面，定位基準即為軸心線；夾緊元件為一個活動V形塊，采用螺柱螺母來提供夾緊力。2、定位誤差分析：確定設(shè)計基準與定位基準 工件以外圓的圓柱面為定位面，在V形塊上定位此時定位基準是外圓軸線。由零件圖可知鍵槽的設(shè)計基準亦為外圓軸線。確定定位誤差 ，由于定位基準與設(shè)計基準重合，故，根據(jù)書目6表3-1，基準位移誤差為 ，式中 一次加工鍵槽。3.切削力和夾緊力的計算：由機械加工工藝手冊鉆削、擴削、鉸削加工表3.4-10，鉆孔時，軸向力：；轉(zhuǎn)矩：由機械加工工藝手冊鉆削、擴削、鉸削加工表3.4-10：；由機械加工工藝手冊鉆削、擴削、鉸削加工表3.4-11：所以 = =查金屬切削機床夾具設(shè)計手冊表3-21：為防止工件在切削扭矩的作用 下大打滑而轉(zhuǎn)動所需