機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計

機械設(shè)計課程設(shè)計（論文）題目：設(shè)計蝸桿的機械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備學生姓名專業(yè)_機械設(shè)計制造及其自動化學號班級—200級班指導(dǎo)教師成績20年目錄TOC\o"1-5"\h\z引言1正文12.1零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工藝分析12.2工藝規(guī)程設(shè)計22.1確定毛坯的制造形式22.2.2基面的選擇22.3制定工藝路線32.2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定52.2.5確定切削用量62.3夾具設(shè)計132.3.1問題的提出132.3.2夾具設(shè)計13參考文獻15致謝15引言機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)后的教學環(huán)節(jié)，它一方面要求學生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，另外，也為以后做好畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓(xùn)練和準備。學生應(yīng)當通過機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計在下述各方面得到鍛煉：能熟練運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學生通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、既經(jīng)濟合理乂能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱出處、能夠做到熟練運用。⑶正文2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目說給定的零件是ZA蝸桿軸，位于傳動系統(tǒng)中，一般與蝸輪配合使用。主要作用是用于空間交借的兩軸間傳遞運動和動力的傳動機構(gòu)。零件上有兩個的軸段，用于與軸承內(nèi)圈相配合，其支承作用。零件上有帶鍵槽的的軸頭用于與聯(lián)軸器相連接傳遞運動和動力。2.1.2零件的工藝分析蝸桿軸這個零件從P108頁E零件圖上可以看出，它一共有四組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下：以兩端中心孔為中心的加工表面這一組的加工表面包括：兩端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面為兩端中心孔，這要是因為中心孔的軸線要用作后面加工的定位和工序基準。以軸頭外圓面為中心的加工表面這一組的加工表面包括：軸段外圓面、一個的鍵槽、軸段外圓面。其中主要加工表面為軸段外圓面、一個的鍵槽，這是用來連接聯(lián)軸器的。以兩個軸段外圓面為中心的加工表面這一組的加工表面包括：兩個軸段的外圓面及左邊倒角、右邊定位軸肩。其主要加工表面為兩個軸段的外圓面，這是用來與軸承內(nèi)圈配合用于支承的。以分度圓直徑為的ZA蝸桿螺旋而為中心的加工表面這一組的加工表面包括：分度圓直徑為的ZA蝸桿螺旋面、軸段外圓面及兩側(cè)的退刀槽。主要加工表面為分度圓直徑為的ZA蝸桿螺旋面，這是用來與蝸輪配合用于傳遞運動和動力的。這四組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面把兩端中心孔軸線A-B作為公共基準，有圓跳動要求。鍵槽兩側(cè)面相對于公共基準A-B有對稱度要求。由以上分析可知，對于這四組加工表面而言，我們可以先加工兩端中心孔這一組加工表面，然后以其軸線為基準，借助夾具進行其他三組表面的加工，并且保證它們之間的形狀精度要求。2.2工藝規(guī)程設(shè)計2.2.1確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼，考慮到蝸桿在傳動過程中收到的振動，載荷，受力等方面的影響，因此應(yīng)該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件產(chǎn)量為中大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行?！?]（1）粗基準的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對于本零件來說,所有表面都需要加工，按照有關(guān)粗基準的選擇原則，選取最大外圓面作為粗基準。(2)精基準的選擇主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。設(shè)計基準，工序基準，定位基準相重合，可以減少定位誤差和基準不重合引起的誤差，因此選擇兩中心孔的公共中心線作為精基準。2.2.3制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當是使零件的兒何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)己確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案一工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：鐵端面，打中心孔工藝四：粗車外圓，以中心軸線為精基準。工藝五：半精車外圓，倒角，車退刀槽工藝六：鐵鍵槽工藝七：車螺紋工藝八：粗磨外圓工藝九：精磨軸頸及軸頭，螺紋面工藝十：研磨螺紋面工藝十一：去毛刺工藝十二：檢驗入庫工藝路線方案二工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：鐵端面，打中心孔工藝四：粗車外圓，倒角，車退刀槽工藝五：半精車外圓面工藝六：鐵鍵槽工藝七：粗磨無粗糙度要求外圓面工藝八：粗磨，精磨軸頸，軸頭工藝九：車螺紋工藝十：粗磨，精磨螺紋面工藝十一：研磨螺紋面工藝十二：去毛刺工藝十三：檢驗入庫工藝路線方案的比較與分析上述兩個工藝路線方案的特點在于：方案一對于整個蝸桿軸一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時在加工過程中有效防止了加工產(chǎn)生的應(yīng)力對后加工工序的影響；方案二對不同部位進行粗、半精、精加工，不能對一臺機床進行連續(xù)運用。綜合比較選擇工藝路線方案一。工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：以作外圓面為粗基準車端面，打中心孔。選擇六角車床工藝四：粗車蝸桿軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床工藝五：半精車外圓，倒角，車退刀槽，以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床工藝六：銃鍵槽，選擇兩個外圓面作為基準，選擇普通立式疑床，采用專用夾具。工藝七：車螺紋，選擇兩個外圓面作為基準，選擇普通車床，采用專用夾具。工藝八：粗磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準。采用普通磨床。工藝九：精磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準。采用普通磨床。工藝十：研磨螺紋面工藝十一：去毛刺工藝十二：檢驗入庫考慮到本零件在結(jié)構(gòu)上的特點，顯然上述方案還有一些欠考慮之處。例如加工與軸承配合軸段的定位軸肩時，定位軸肩在模鍛上不易直接加工出來，采用車床加工更合適，因此，這應(yīng)該列為單獨的一道工序。綜合考慮，工藝路線方案為：工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：以作外圓面為粗基準車端面，打中心孔。選擇六角車床工藝四：粗車蝸桿軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床工藝五：車制兩個定位軸肩，以及兩個軸段退刀槽，以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床工藝六：調(diào)制工藝七：半精車外圓，控制軸線方向的各個軸段的長度。以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床工藝八：倒角工藝九：銃鍵槽，選擇兩個外圓面作為基準，選擇普通立式鐵床，采用專用夾具。工藝十：車螺紋，選擇兩個外圓面作為基準，選擇普通車床，采用專用夾具。工藝^一：淬火工藝十二：粗磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以及磨制過渡圓角，以兩中心孔軸心線為基準。采用普通磨床。工藝十三：精磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準。采用普通磨床。工藝十四：研磨螺紋面工藝十五：去毛刺工藝十六：檢驗入庫2.2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定蝸桿零件材料為45鋼，硬度為217~255HBS,生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，采用普通模鍛，精度IT13o根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:軸段外圓面這段軸表面粗糙度為1.6,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨加工。直徑加工余量為2Z=7mm。軸段沿軸線長度方向的加工余量長度余量取4mm，模鍛斜度為5。直徑25軸段外圓面這段軸無表面粗糙度要求，需要粗車，半精車，直徑加工余量為2Z=7mm。4直徑25軸段沿軸線長度方向的加工余量長度余量取3.5mm,模鍛斜度為5,外圓角為R4。外圓表面（直徑30及直徑36及直徑30）考慮外圓表而直徑30加工長度為18,與其連接的外圓表面直徑為36mm且加工長度為7,為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接根據(jù)外圓面直徑36取毛坯直徑，此段需粗車，半精車。直徑加工余量為2Z=7mm°6外圓表面（直徑30及直徑36及直徑30）沿軸線長度方向的加工余量長度余量取3.5mm,模鍛斜度為5,外圓角為R4蝸桿外圓面直徑60這段軸表面粗糙度為0.8,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨，粗研加工。直徑加工余量為2Z=10mm。蝸桿外圓面直徑60沿軸線長度方向的加工余量長度余量取3.5mm,模鍛斜度為20,外圓角為R6。9外圓表面（①30及直徑36及直徑30）考慮到與直徑30連接的外圓表面直徑為36mm且加工長度為7,為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接根據(jù)外圓面直徑36取毛坯直徑，此段需粗車，半精車。直徑加工余量為2Z=7mm。10外圓表面（＜D30及直徑36及直徑30）沿軸線長度方向的加工余量長度余量取4mm，模鍛斜度為5,外圓角為R6。2.2.5確定切削用量1）車外圓面

工步號工步內(nèi)容加工余量（mm）基本尺寸經(jīng)濟精度01粗車左端面227IT1202粗車右端面243IT1203粗車27外圓面227IT1204粗車032端面232IT1205粗車032外圓面232IT1206粗車043端面243IT1207粗車043外圓面243IT1208粗車039外圓面2.539IT1209粗車070左端面270IT1210粗車070外圓面370IT1211粗車070右端面270IT1212粗車043左端面243IT1213粗車043外圓面243IT1214粗車039外圓面2.539IT1215半精車左端面1.623IT1016半精車右端面1.634IT10

17半精車023外圓面1.3823IT1018半精車028端面1.528IT1019半精車028外圓面1.528IT1020半精車034端面1.534IT1021半精車034外圓面1.634IT1022半精車039外圓面1.539IT1023半精車034外圓面234IT1024半精車064左端面1.564.5IT1025半精車064外圓面1.664IT1026半精車060.8右端面1.560.8IT1027半精車034外圓面234IT1028半精車039外圓面1.539IT1029半精車034外圓面1.834IT1030粗磨左端面0.421.4IT831粗磨右端面0.430.4IT832粗磨030.4外圓面0.230.4IT833粗磨060.8外圓面0.2560.8IT834粗磨020.24外圓面0.1220.24IT835精磨060.3外圓面0.1560.3IT62）銖鍵槽統(tǒng)刀：直柄鍵槽鐵刀（根據(jù)GB/T1112.1-1997）d=6mm,l=10mm,L=45mm采用一次行程銳鍵槽，=3.5mm,垂直切入時=14mm/min,縱向切入時=47mm/min。3）蝸桿螺紋刀具：選螺紋刀，材料硬質(zhì)合金取f=5mm/r,兩次粗加工的加工余量=4mm,半精加工的加工余量=1.6mm,粗磨加工余量=0.25mm,精磨加工余量=0.15mm。4）工藝三：以作外圓面為粗基準車端面，打中心孔本工序采用計算方法加工條件工件材料：45鋼正火，，模鍛加工要求：車端面，打中心孔機床：普通車床C620-1刀具：刀具材料YT15,刀桿尺寸16X25mm2,,,,,刀尖半徑中心鉆：帶護錐的中心孔刀具，基本尺寸為d=4mm計算切削用量1）粗車右端面⑴選擇背吃刀量。根據(jù)己知條件，單邊余量Z=2mm,所以取=2mm.⑵選擇進給量。查表得，f=0.4mm/r。⑶選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當=2mm,f=0.4mm/r時，=100m/mino（4）確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100043=740.6r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為680r/min,故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1,故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW,由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW,取機床效率=0.8,則=3.25kW/0.8=4.06KW所以機床效率夠用。粗車左端面⑴選擇背吃刀量。根據(jù)己知條件，單邊余量Z=2mm,所以取=2mm.⑵選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當=2mm,f=0.3mm/r時，=100m/mino確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100027=1179.5r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min,故實際切削速度/1000=3.14校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1,故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW,由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW,取機床效率=0.8,則=2.35kW/0.8=2.93KW所以機床效率夠用粗車的外圓面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，肩軸采用一次切削，另兩個外圓面采用二次切削，取=2mm。⑵選擇進給量。查表得，f=0.4mm/r。⑶選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當=2mm,f=0.4mm/r時,=100m/mino確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100043=740.6r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為680r/min,故實際切削速度/1000=3.14校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1,故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW,由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW,取機床效率=0.8,則=3.25kW/0.8=4.06KW所以機床效率夠用。粗車的外圓面⑴選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2.3mm,所以取=2.3mm。⑵選擇進給量。查表得，f=0.5mm/r。⑶選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當=2.3mm,f=0.5mm/r時，=100m/mino確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100070=454.96r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為500r/min,故實際切削速度/1000=3.14校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1,故主切削力=2305N切削功率=2958.23/60000KW=5.419KW,由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW,取機床效率=0.8,則=5.419kW/0.8=6.77KW所以機床效率夠用°粗車032外圓面⑴選擇背吃刀量。根據(jù)己知條件，單邊余量Z=2mm,所以取=2mm.⑵選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛,由表知,當=2mm,f=0.3mm/r時，=100m/mino確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100032=995r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min,故實際切削速度/1000=3.14校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1,故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.77KW,由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW,取機床效率=0.8,則=2.77kW/0.8=3.46KW所以機床效率夠用2)粗車027外圓面⑴選擇背吃刀量。根據(jù)己知條件，單邊余量Z=2mm,所以取=2mm.⑵選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛,由表知,當=2mm,f=0.3mm/r時，=100m/mino確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100027=1179.5r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min,故實際切削速度/1000=3.14校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1,故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW,由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW,取機床效率=0.8,則=2.35kW/0.8=2.93KW所以機床效率夠用2.3夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工蝸桿時，需要設(shè)計專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，經(jīng)過討論商榷，決定設(shè)計在車床上的專用夾具一一車制蝸桿上的螺紋。本夾具將用于C620-1普通臥式車床。刀具為一把硬質(zhì)合金螺紋刀，對蝸桿進行分度圓為，模數(shù)為5的螺紋加工。2.3.1問題的提出利用本夾具主要用來加工分度圓為，模數(shù)為5的外螺紋，這個螺紋面的粗糙度要求為七=0.8,在加工前己經(jīng)對蝸桿所有外圓表面進行了半精加工。通過車床車制螺紋，顯然達不到粗糙度要求，因此這道加工工序只是對螺紋面的粗加工，至于螺紋面的粗糙度則在后面工序里保證。即通過粗磨、研磨保證。同時該夾具還可用于普通外圓磨床對工件的定位和夾緊。因此，夾具設(shè)計主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時間提高生產(chǎn)率。2.3.2夾具設(shè)計定位基準的選擇由零件圖可知：7\八-\A的外圓面有相對于兩端中心孔公共軸線的圓跳動要求。而分度圓為的螺紋建立在這基礎(chǔ)上，因此也有相對于中心孔公共軸線的圓跳動要求，其設(shè)計基準為中心孔軸線。為了使基準重合誤差為零，應(yīng)該選擇中心孔軸線為定位基準的夾具。左端面選用固定頂尖，限制三個移動自由度，右端面選擇活動頂尖限制兩個轉(zhuǎn)動自由度，再以一個支承釘限制一個轉(zhuǎn)動自由度。夾具設(shè)計采用與機床主軸配合，工件隨夾具轉(zhuǎn)動。因此限制六個方向自由度。夾具配重設(shè)計在車床上進行加工時，工件隨夾具一起轉(zhuǎn)動，將受到很大的離心力作用，且離心力隨轉(zhuǎn)速的增加而急劇增大。所以在設(shè)計的過程中要合理的考慮到各個裝置的位置布局。防止震動帶來的加工精度對加工表面的質(zhì)量影響。夾緊裝置設(shè)計車床夾具在工作過程中要受到離心力和切削力的作用，其合力的大小與方向?qū)τ诠ぜ亩ㄎ换鶞蕘V是變化的，所以夾緊裝置要求夾緊裝置要