1、重慶機電職業技術學院課程設計說明書設計名稱： 機械制造工藝與機床夾具課程設計 題 目：設計“軸件”零件的機械加工工藝規程（生產綱領：5000件） 學生姓名 專 業： 汽車制造與裝配技術 班 級： 學 號： 指導教師： 日 期： 2017 年 4 月 23 日重慶機電職業技術學院課程設計任務書汽車制造與裝配技術 專 業 年級 班 一、設計題目設計下圖所示“軸件”零件的機械加工工藝規程（生產綱領：10000件）。材料：45，整體調質處理：241269HBW。二、主要內容1.繪制產品零件圖，了解零件的結構特點和技術要求，對零件進行結構分析和工藝分析。2.確定毛坯的種類及制造方法。3.擬定零件的機械加

2、工工藝過程，選擇各工序的加工設備和工藝裝備，確定各工序的加工余量和工序尺寸及其公差，計算各工序的切削用量和工時定額。4.填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片。撰寫設計說明書。三、具體要求產品零件圖 1張產品毛坯圖 1張機械加工工藝過程卡片 1份機械加工工序卡片 1套課程設計說明書 1份四、進度安排第一階段：繪制零件圖，工藝卡片（2天）第二階段：查閱資料，工藝方案比較，確定加工路線（2天）第三階段：確定各工序的加工余量和工序尺寸，計算各工序的切削用量和工時定額（3天）第四階段：整理說明書，填寫工藝卡片（3天）五、成績評定指導教師 簽名 日期 年 月 日系主任 審核 日期 年 月 日重慶機電

3、職業技術學院課程設計用紙序言 機械制造工藝學課程設計是在我們完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合 性的鏈接，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力同，為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基礎。 由于能所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。目 錄第1版序言一、傳動軸的工藝性分析1. 零件的結構特點及應用.2.零件的工藝分析二、選擇毛坯、確定毛坯尺

4、寸、設計毛坯圖. 1.選擇毛坯三 選擇傳動軸的加工方法，制定工藝路線1.定位基準的選擇.2.零件表面加工方法的選擇.四制定工藝路線五.熱處理工序安排.六機床設備的選用 1.選擇機床. 2. 選用工藝設備.七課程設計心得體會.八參考文獻.一、傳動軸的工藝性分析 1.零件的結構特點及應用 軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機器中主要用于支承齒輪，帶輪，凸輪以及連桿等傳動件，以及傳遞扭矩。按結構形式不同，軸可以分為階梯軸，錐度分軸，空心軸，曲軸，凸輪軸，偏心軸，各種絲桿等。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面，圓錐面，內

5、孔和螺紋及相應的端面所組成。軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數軸介于兩者之間。 圖示傳動軸零件屬于臺階軸零件，各外圓的直徑相差不大，由圓柱面，螺紋，退刀槽，越程槽，鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上的零件的軸向位置，各槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調整螺母。2.零件的工藝分析 傳動軸毛坯材料為45鋼。該材料屬于優質碳素鋼，經熱處理后具有良好的綜合力學性能，即有較高的強度和較高的塑性，韌性，一般用來制作機床主軸，機床齒輪和其它受力不大的軸類零件。主要技術要求如下： 根據

6、工作性能與條件，該軸圖樣規定了主要的尺寸，位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術要求必須在加工中給予保證。二、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖 1.選擇毛坯 45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質后，可得到較好的切削性能，而且能夠獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，調質后表面硬度可達241-269HBS。軸類毛坯，常用圓棒料和鍛件，根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。毛坯經過加熱鍛造后，可使金屬內部纖維組織表面均勻分布，獲得較高的抗拉，抗彎及抗扭強度；鍛造后的毛坯，能改善金屬內部組織，提高其抗拉，抗彎等機械性能。同時，因鍛件的形狀和尺寸與零件相近，可

7、以節約材料，減少切削加工的勞動量，降低生產成本。在選擇鍛件的制造方法時，并非是制造精度高就越好，需要綜合考慮機械加工成本和毛坯制造成本，以達到零件制造總成本最低的目的。當生產批量較小，毛坯精度要求較低時，鍛件一般采用自由鍛造法生產。根據傳動軸的制造材料（45鋼），毛坯類型可采用型材和鍛件，現選用鍛件；毛坯采用自由鍛造法。三 選擇傳動軸的加工方法，制定工藝路線1.定位基準的選擇 合理選擇定位基準，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動軸的幾個主要配合表面（R0.8）及軸肩面（R0.8）對基準軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端面中心孔為基準，

8、采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術要求。 （1）傳動軸零件的精基準 傳動軸零件的加工，以兩端的中心孔作為定位精基準。因為軸的設計基準是中心線，這樣既符合基準重合原則，又符合基準統一原則，還能在一次裝夾中最大限度地完成多個外圓及端面的加工，易于保證各軸頸間的同軸度以及端面的垂直度。 （2） 傳動軸零件的粗基準 軸類零件的粗加工，可選擇外圓表面作為定位粗基準，以此定位加工兩端面和中心孔，為后續工序準備精基準。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面，鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端面中心孔，而應該以毛坯外圓作為粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓

9、；然后以已車過的外圓作基準。用三爪自定心卡盤裝夾，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩孔中心同軸。2.零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓，端面，槽，螺紋面等，材料為45鋼。根據傳動軸零件上各加工表面的尺寸精度和表面的粗糙度確定各加工方法，其加工方法選擇如下軸類零件外圓加工方法 對于中小型鑄鐵和鍛件，可以直接進行粗車，經過粗車后工件的精度可達到IT11-IT13，表面粗糙度Ra值可50微米至100微米，粗車可切除毛坯的大部分余量。對經過粗車的工件，采用半精車可達到IT8-IT19級精度，表面粗糙度Ra值可3.2微米至6.3微米。對于中等精度的加工表面，半精車可作為終加工工序

10、，也可作為磨削或精加工的預加工工序。精車可作為最終加工工序或光整工序的預加工，精車后工件表面可達IT7-IT8級精度，表面粗糙度Ra值可0.8微米至1.6微米。（1） 鍵槽加工方法 鍵槽是軸類零件上常見的機構，其中以普通平鍵應用最廣泛，通常在普通立式銑床上用銑刀加工，我們不妨直接放到加工中心加工。（2） 主要表面的加工方法 傳動軸大都是回轉表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動軸的主要表面(Ra0.8)的公差等級（6）較高，表面粗糙度值（微米）較小，故車削后還需磨削。故主要外圓表面加工方案可為：粗車半精車磨削。四制定工藝路線（1）劃分加工階段 傳動軸主要表面的加工可劃分為粗加工，半精加工

11、，精加工三個階段。該傳動軸加工劃分為三個階段：粗車（粗車外圓，鉆中心孔等），半精車（半精車各處外圓，臺階和次要表面等），粗，精磨（粗，精磨各處外圓），各階段劃分大致以熱處理為界。（2）安排加工順序遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準鉆中心及車表面的外圓。 1.遵循“粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 2.遵循“先主后次”先加工主要表面車外圓各個表面，后加工次要表面銑鍵槽和加工各個小槽。 3.遵循“先面后孔”原則，先加工左右端面，再加工各個臺階面。（3）初步擬定工藝路線 定位基準面中心孔應在粗加工之前加工，在調質之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調質后修研中心孔為消

12、除中心孔的熱處理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位基準面的精度和減少圓柱面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工15mm，22mm，30mm，17mm外圓時，應車到圖樣規定的尺寸，同時加工出各退刀槽，倒角和螺紋；兩個鍵槽應該在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可以保證銑鍵槽時有精確的定位基準，又可避免在磨削后銑鍵槽時破壞已精工的外圓表面。五.熱處理工序安排（1） 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。（2） 調制一般安排在粗車之后，半精車之前，以獲得

13、良好的物理力學性能。（3） 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。（4）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。 傳動軸的熱處理要根據其材料和使用要求確定。對于傳動軸，正火，調質和表面淬火用得較多。該軸要求調制處理，并安排在粗車各外圓之后，半精車各外圓之前。綜合上述分析，傳動軸的工藝路線如下：下料車兩端面，鉆中心孔粗車調制半精車車槽，倒角，車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽精車修研中心孔磨削檢驗。六機床設備的選用 1.選擇機床 根據傳動軸的工藝特性，根據不同工藝選車床。工序3，4，7是粗車和半精車，成批生產不需要很高的生產率，故選用普通車床就可以，此選用CA

14、6140。銑床選用X51。該零件磨削精度不高，選用一般的磨床即可，選用M131W。 2. 選用工藝設備 （1）選擇夾具該零件的加工工藝不需要專用夾具。工藝裝備采用通用夾具（三爪卡盤及頂尖）。 （2）選擇刀具粗車，半精車采用YT5，精車用YT15類車刀，銑刀采用直徑為6mm的立式銑刀，切槽選用高速鋼。(3) 選擇量具 車削及鍵槽采用測量范圍為0-300mm，規格為300×0.05的雙面游標卡尺，磨削采用測量范圍為25-50mm，讀數值為0.01mm的外徑千分尺。七、 課程設計心得體會 課程設計心得體會在本次的機械課程設計中，我學到了很多，經過查閱很多資料，學會腳踏提升了我的自學能力和動

15、手能力。首先，在課程設計中，要謹慎，仔細，認真的對待每一個小的細節，一個小細節很可能導致總體的錯誤。在做每一件事時都要認真、細膩、不得半點馬虎，這樣會造成一些的錯誤。其次，在課程設計時，要多查找資料，多看書，通過多方比對來確定設計中的參數，多借一些相關書籍來參考，但不是越多越好。在這設計過程中，體現自己單獨設計的能力以及綜合運用知識的能力，體會學以致用，突出自己勞動自己勞動成果喜悅心情，從中發現自己平時學習的不足和薄弱環節。 這次設計將我以前學過的公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。 最后，在整個過程中也發現自己的不足，

16、而導致理論和實踐還不能結合，這也讓我在以后的工作和生活中確定自己的目標和方向。八確定工序的切削用量1.工序3，4粗車背尺刀量的確定 由于采用硬質YT5車刀，40軸段取背吃刀量ap1=1.85mm，左端35軸段ap2=4.85mm，左端30軸段ap3=2.3mm，右端30軸段ap4=2.35mm，右端25軸段ap5=4.85mm，M20軸段ap6=2.5mm。進給量的確定 取f=1mm/r。進給速度的確定 取v=65m/min。40軸段n=1000*65/3.14*47=690r/min，取710r/min，得切削實際速度v=710*3.14*47/1000=104.7m/min。左端35軸段同

17、40軸段。 左端30軸段，n=1000*65/3.14*37=559.4r/min， 取500r/min，得切削實際速度v=500*3.14*37/1000=58.1m/min。右端30軸段 ，25軸段同左端30軸段。右端20軸段n=1000*65/3.14*27=767r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*27/1000=67.8m/min。1. 工序7半精車 背吃刀量的確定 各軸段的背吃到量ap=1mm。 進給量的確定 取f=0.5mm/r。 進給速度的確定 取v=90m/min。40軸段n=1000*90/3.14*43.3=662r/min，取n=63

18、0r/min，得實際切削速度v=630*3.14*43.3/1000=85.7m/min。左端35軸段n=1000*90/3.14*37.3=768r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*37.3/1000=93.4m/min。左端30軸段，n=1000*90/3.14*32.4=885r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/min。右端30軸段，n=1000*90/3.14*32.3=887r/min，取n=800r/min，得實際切削速度v=800*3.14*32.4/1000=81.4m/min。右端25軸段，n=1000*90/3.14*27.3=1050r/min，取n=1000r/min，得實際切削速度v