機械制造技術基礎課程設計例

機械制造技術基礎課程設計例機械制造技術基礎課程設計說明書設計題目車床主軸加工工藝規(guī)程設計專業(yè)班級姓名學號指導老師成績評定等級評閱簽字評閱日期湖北文理學院理工學院機械與汽車工程系年月序言機械制造技術基礎課程設計是我們完成本專業(yè)教學計劃的一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練。我們在完成課程設計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術資料，國家標準，有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎，所以我們要認真對待這次綜合能力運用的機會！其主要目的是：1.培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程問題的獨立能力，拓寬和深化所學的知識。2.培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，設計思維，掌握工程設計的一般程序，規(guī)范和方法。3.培養(yǎng)學生正確的使用技術知識，國家標準，有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力和技巧。4.培養(yǎng)學生進行調整研究，面向實際，面向生產，向工人和工程技術人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。其中支撐軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度尤為重要。2.2、加工工藝性次零件的技術要求不高，用車床、銑床和鉆床就可以加工出來，精度要求一般是7到8級，而且表面粗糙度要求也不太高，是一個較好加工的零件。2.3、確定零件毛胚考慮到零件的經濟性和綜合性能要求，零件材料為45鋼。第三章基準的選擇3.1、有關基準的選擇說明1、粗基準的選用原則1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準。2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應選擇重要加工表面為粗基準。3、粗基準不重復使用的原則。粗基準的精度低，粗糙度數值大，重復使用會造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準，通常只允許使用一次。2、精基準的選用原則1、基準重合原則。盡可能使設計基準和定位基準重合，以減少定位誤差。2、基準統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準加工個表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準。3、互為基準原則。當兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為基準的原則反復加工。4、自為基準的原則。當要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的定位基準。3.2、確定零件的定位基準主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統(tǒng)一和互為基準等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。由于主軸外圓表面的設計基準是主軸軸心線，根據基準重合的原則考慮應選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端面加工出來，有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔。為了保證支承軸頸與主軸內錐面的同軸度要求，宜按互為基準的原則選擇基準面。如車小端1∶20錐孔和大端莫氏6號內錐孔時，以與前支承軸頸相鄰而它們又是用同一基準加工出來的外圓柱面為定位基準面（因支承軸頸系外錐面不便裝夾）；在精車各外圓（包括兩個支承軸頸）時，以前、后錐孔內所配錐堵的頂尖孔為定位基面；在粗磨莫氏6號內錐孔時，又以兩圓柱面為定位基準面；粗、精磨兩個支承軸頸的1∶12錐面時，再次用錐堵頂尖孔定位；最后精磨莫氏6號錐孔時，直接以精磨后的前支承軸頸和另一圓柱面定位。定位基準每轉換一次，都使主軸的加工精度提高一步。第四章軸類零件的材料、毛坯及熱處理4.1、軸類零件的材料常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。4.2、軸類毛坯

常用圓棒料和鍛件；大型軸或結構復雜的軸采用鑄件。毛坯經過加熱鍛造后，可使金屬內部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。4.3、軸類零件的熱處理鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調質一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。第五章制定加工工藝路線擬訂零件的加工路線是制定工藝規(guī)程的總體布局，主要任務是選擇各表面的加工方法，及定位基準，確定加工順序，各工序采用的機床設備和工藝裝備等。5.1主軸加工工藝過程分析主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段（包括銑端面、加工頂尖孔、粗車外圓等）；半精加工階段（半精車外圓，鉆通孔，車錐面、錐孔，鉆大頭端面各孔，精車外圓等）；精加工階段（包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓、錐面、錐孔等）。在機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序，這就決定了主軸加工各主要表面總是循著以下順序的進行，即粗車→調質（預備熱處理）→半精車→精車→淬火-回火（最終熱處理）→粗磨→精磨。綜上所述，主軸主要表面的加工順序安排如下：外圓表面粗加工（以頂尖孔定位）→外圓表面半精加工（以頂尖孔定位）→鉆通孔（以半精加工過的外圓表面定位）→錐孔粗加工（以半精加工過的外圓表面定位，加工后配錐堵）→外圓表面精加工（以錐堵頂尖孔定位）→錐孔精加工（以精加工外圓面定位）。當主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。對主軸來說非主要表面指的是螺孔、鍵槽、螺紋等。這些表面加工一般不易出現廢品，所以盡量安排在后面工序進行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費工時。但這些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的對凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、鍵槽等，都應安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、鍵槽等一般在外圓精車之后，精磨之前進行加工。主軸螺紋，因它與主軸支承軸頸之間有一定的同軸度要求，所以螺紋安排在以非淬火-回火為最終熱處理工序之后的精加工階段進行，這樣半精加工后殘余應力所引起的變形和熱處理后的變形，就不會影響螺紋的加工精度。5.2、工藝路線的擬定為保證幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須判定合理的工藝路線。工藝路線方案一序號工序名稱工序內容定位基準設備5備料10鍛造磨鍛立式精鍛機15熱處理正火回火爐20鋸鋸小端，保持總長為890+2.5mm鋸床25銑端面打中心孔車端面鉆=5mm的中心孔小端外形銑床、鉆床30車粗車各段外徑，均放余量為2.5～3mm大端外形及斷面、小端中心孔車床35車粗車D、E面及165mm外圓，均放余量為2.5～3mm小端外形，115mm表面車床40車粗車大端后斷面及115mm外圓與上邊工序接平大端外形，小端中心孔車床45鉆鉆45mm的導向孔小端外形，115mm表面鉆床50鉆鉆45mm的通孔小端外形，115mm表面深孔鉆床55熱處理調質220～240HB60車車小端面，內孔光出即可，長度不少于10mm大端外形，89表面車床65車半精車各檔外圓及1：12錐面，均留0.5～0.6mm，螺紋外徑留磨量0.2～0.3mm大端外形，小端孔口仿形車床70車半精車大端D、E面及莫氏錐孔半精車大端后斷面，切割各槽大端外形，小端孔口車床75鉆擴48mm通孔大端外形，89表面深孔鉆床80熱處理按圖要求對各部位進行熱處理85車半精車大端D、E面車6號莫氏錐孔，精車端面小端外形車床90磨半精磨各檔外圓，1：12錐面，螺紋外圓，大端外圓及端面用錐套心軸夾持找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動不大于0.005mm外圓磨床95銑銑鍵槽12H980外圓3#萬能銑床100鉆大端面上各孔D、E面專用鉆床105車精車M74X1.5、M100X1.5、M115X1.5mm螺紋及大端面后端面大端外圓，小端孔口找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動小于0.005mm車床110磨精磨各檔外圓，D、E面及錐面錐套找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動小于0.005mm外圓磨床115磨精磨大端錐孔89mm、115mm外圓軸肩找正，徑向跳動小于0.005mm專用磨床120清除清洗去毛刺125檢查按圖樣技術要求項目檢查工藝路線方案二序號工序名稱工序內容定位基準設備5備料10鍛造磨鍛立式精鍛機15熱處理正火回火爐20鋸鋸小端，保持總長為890+2.5mm鋸床25銑端面打中心孔車端面鉆=5mm的中心孔小端外形銑床、鉆床30車粗車各段外徑，均放余量為2.5～3mm大端外形及斷面、小端中心孔車床35車粗車D、E面及165mm外圓，均放余量為2.5～3mm小端外形，115mm表面車床40車粗車大端后斷面及115mm外圓與上邊工序接平大端外形，小端中心孔車床45車車小端面，內孔光出即可，長度不少于10mm大端外形，89表面車床50車半精車各檔外圓及1：12錐面，均留0.5～0.6mm，螺紋外徑留磨量0.2～0.3mm大端外形，小端孔口仿形車床55車半精車大端D、E面及莫氏錐孔半精車大端后斷面，切割各槽大端外形，小端孔口車床60車半精車大端D、E面2、車6號莫氏錐孔，精車端面小端外形車床65鉆鉆45mm的導向孔小端外形，115mm表面鉆床70鉆鉆45mm的通孔小端外形，115mm表面深孔鉆床75熱處理調質220～240HB80鉆擴48mm通孔大端外形，89表面深孔鉆床85熱處理按圖要求對各部位進行熱處理90磨半精磨各檔外圓，1：12錐面，螺紋外圓，大端外圓及端面用錐套心軸夾持找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動不大于0.005mm外圓磨床95銑銑鍵槽12H980外圓3#萬能銑床100鉆大端面上各孔D、E面專用鉆床105車精車M74X1.5、M100X1.5、M115X1.5mm螺紋及大端面后端面大端外圓，小端孔口找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動小于0.005mm車床110磨精磨各檔外圓，D、E面及錐面錐套找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動小于0.005mm外圓磨床115磨精磨大端錐孔89mm、115mm外圓軸肩找正，徑向跳動小于0.005mm專用磨床120清除清洗去毛刺125檢查按圖樣技術要求項目檢查兩個工藝路線的分析：相比工藝路線方案一，工藝路線方案二采用先銑面，后鉆孔的思路，符合工序集中和先面后孔的原則，但在加工右邊圓柱上平面和左邊圓柱下平面時不便于定位和裝夾，且不符合基準先行的原則；而加工方案一不僅符合先面后孔的原則和基準先行原則，而且便于定位和裝夾。另外，選擇方案時還應考慮工廠的具體條件等要素，如：設備能否借用工、夾、量具等。本次設計采用工藝路線一.5.3、車床主軸機械加工工藝過程卡序號工序名稱工序內容定位基準設備5備料10鍛造磨鍛立式精鍛機15熱處理正火回火爐20鋸鋸小端，保持總長為890+2.5mm鋸床25銑端面打中心孔車端面鉆=5mm的中心孔小端外形銑床、鉆床30車粗車各段外徑，均放余量為2.5～3mm大端外形及斷面、小端中心孔車床35車粗車D、E面及165mm外圓，均放余量為2.5～3mm小端外形，115mm表面車床40車粗車大端后斷面及115mm外圓與上邊工序接平大端外形，小端中心孔車床45鉆鉆45mm的導向孔小端外形，115mm表面鉆床50鉆鉆45mm的通孔小端外形，115mm表面深孔鉆床55熱處理調質220～240HB60車車小端面，內孔光出即可，長度不少于10mm大端外形，89表面車床65車半精車各檔外圓及1：12錐面，均留0.5～0.6mm，螺紋外徑留磨量0.2～0.3mm大端外形，小端孔口仿形車床70車半精車大端D、E面及莫氏錐孔半精車大端后斷面，切割各槽大端外形，小端孔口車床75鉆擴48mm通孔大端外形，89表面深孔鉆床80熱處理按圖要求對各部位進行熱處理85車半精車大端D、E面車6號莫氏錐孔，精車端面小端外形車床90磨半精磨各檔外圓，1：12錐面，螺紋外圓，大端外圓及端面用錐套心軸夾持找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動不大于0.005mm外圓磨床95銑銑鍵槽12H980外圓3#萬能銑床100鉆鉆大端面上各孔D、E面專用鉆床105車精車M74X1.5、M100X1.5、M115X1.5mm螺紋及大端面后端面大端外圓，小端孔口找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動小于0.005mm車床110磨精磨各檔外圓，D、E面及錐面錐套找正89mm、115mm外圓，徑向圓跳動小于0.005mm外圓磨床115磨精磨大端錐孔89mm、115mm外圓軸肩找正，徑向跳動小于0.005mm專用磨床120清除清洗去毛刺125檢查按圖樣技術要求項目檢查5.4、加工余量的確定工藝路線擬定以后，應確定每道工序的加工余量、工序尺寸及其公差。工序尺寸是工件加工過程中，每個工序加工應保證的尺寸，工序尺寸允許的變動范圍就是工序尺寸的公差。工序尺寸的確定與加工余量有著密切的關系。零件圖上的尺寸和公差就是最終的加工工序尺寸和公差。將此尺寸加上加工余量就是上一工序的工序尺寸。第六章軸類零件的檢驗6.1、加工中的檢驗自動測量裝置，作為輔助裝置安裝在機床上。這種檢驗方式能在不影響加工的情況下，根據測量結果，主動地控制機床的工作過程，如改變進給量，自動補償刀具磨損，自動退刀、停車等，使之適應加工條件的變化，防止產生廢品，故又稱為主動檢驗。主動檢驗屬在線檢測，即在設備運行，生產不停頓的情況下，根據信號處理的基本原理，掌握設備運行狀況，對生產過程進行預測預報及必要調整。在線檢測在機械制造中的應用越來越廣。6.2、加工后的檢驗單件小批生產中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗；大批大量生產時，常采用光滑極限量規(guī)檢驗，長度大而精度高的工件可用比較儀檢驗。表面粗糙度可用粗糙度樣板進行檢驗；要求較高時則用光學顯微鏡或輪廓儀檢驗。圓度誤差可用千分尺測出的工件同一截面內直徑的最大差值之半來確定，也可用千分表借助V形鐵來測量，若條件許可，可用圓度儀檢驗。圓柱度誤差通常用千分尺測出同一軸向剖面內最大與最小值之差的方法來確定。主軸相互位置精度檢驗一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準，在兩支承軸頸上方分別用千分表測量。總結時光飛逝，為期兩周的機械制造技術基礎課程設計已經接近尾聲?；厥走@段時間的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內根本就學不到的東西。受益匪淺！在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工