某某工厂-专业生产加工、定做各种金属工艺品

　　PAGE 1 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 序 言 2 第一节 零件的分析 3 一 轴的用途 3 二 技术要求 3 第二节 机械加工工艺规程的制定 5 一 毛坯的选择和热处理 5 二 零件加工方法的选择 5 三 定位基准的选择 6 四 制定工艺路线 五 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 7 总 结 25 第五节 参考文献 26  序 言 在大三上学期，我们学习了《机械制造技术基础》这门课程，在课堂上，通过老师的讲解使我们对刀具、零件的各种加工方法以及多种多样的加工设备有了一个初步的了解，形成了一种比较理性的认识。紧接着在大三下学期我们又开始金工实习。从而进一步巩固了课堂所学知识，并在这种实践中对以前所学的理论知识有了新的理解，印象更加深刻。为了让我们在毕业设计之前对所学各课程有一次深入的综合性的总复习,有一次理论联系实际的机会，我们进行了本次课程设计。 通过本次课程设计，让我们对自己未来将从事的工作有了一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，同时，在完成课程设计过程中，我们通过认真查阅资料手册，不断重温过去学过的知识，切实地提高了我们自我学习的能力。在设计过程中，由于老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。 在设计中，由于经验不足，能力有限，尚有许多不足之处，恳请老师给予批评指正。  第一节 零件的分析 一 轴的用途 轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件（如齿轮、蜗杆登），都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。按照轴的承受载荷不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴成为转轴，只承受弯矩的轴称为心轴，只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。 该轴采用45钢能承受一定的载荷与冲击。此轴为台阶类零件，尺寸精度，形位精度要求不高。Φ36，φ54外圆面精度要求较高，需通过精车得到。轴线。 二 技术要求 轴通常是由支承轴颈支承在机器的机架或箱体上，实现运动传递和动力传递的功能。支承轴颈表面的精度及其与轴上传动件配合表面的位置精度对轴的工作状态和精度有直接的影响。其技术要求包括以下内容： 尺寸精度 轴段Φ36，φ54尺寸精度要求较高公差等级为IT7，其余各尺寸公差等级均在IT10~IT12。 形状精度 该轴公共轴线。其圆度及圆柱度无特殊要求，但应控制在尺寸公差范围内。 位置精度 零件对位置精度要求较低，无特别要求。 表面粗糙度 除Φ36，φ54要求较高，表面粗糙度为1.6μm，其余各面粗糙度要求均较低，为3.2μm。  第二节 机械加工工艺规程的制定 一 毛坯的选择和热处理 该零件为单件小批量生产的轴类零件，零件外形较为规则，材料为45钢，可选择棒料，初定尺寸为Φ100×80mm。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。 二 零件加工方法的选择 本零件加工面有外圆表面、平面、螺纹、锥孔、内孔以及平键，材料为45钢,由于该零件大多机加表面、孔及锪平面粗糙度Ra3.2，再结合公差等级，参考《机械制造技术基础课程设计指南》第128页的表5-14、5-15、5-16、5-17及5-19，其加工方法选择如下： （1）外圆面 Φ86mm和Φ70mm的外圆，公差等级为IT11—IT12级，表面粗糙度均为Ra3.2，需进行“粗车—精车”加工；Φ54mm和Φ36mm的外圆，公差等级为IT7级，表面粗糙度为Ra1.6，需进行“粗车—精车”加工； （2）平面 本零件的端面为平面，尺寸精度不高，表面粗糙度为Ra3.2，故可按“粗铣—半精铣”加工即可达到； （3）圆孔 Φ35mm的圆孔，深度43.5mm，公差等级为IT11—IT12级，表面粗糙度均为Ra3.2，由于孔径稍大，故可按“钻孔—粗镗”加工；Φ7mm的圆孔，深度为2mm，公差等级为IT11—IT12级，表面粗糙度均为Ra3.2，可 “钻孔—扩孔”实现； （4）螺纹孔 M8和M5的螺纹孔，公差等级为IT11—IT12级，表面粗糙度均为Ra3.2，可进行“钻孔—攻丝”加工； （5）莫氏6°锥孔 大径为12.5mm，公差等级为IT11—IT12级，表面粗糙度均为Ra3.2，可进行精车加工； （6）槽 槽宽为11mm,公差为上偏差+0.1，下偏差-0.1的对称公差，公差等级为IT12—IT13级，表面粗糙度为Ra3.2，应采用立式铣刀，“粗铣—半精铣”； 三 定位基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出现问题，更为严重的还会造成零件大批量的报废，使生产无法正常进行。 本零件应以端面为定位基准加工外圆面以及其他的零件轮廓外形，由于毛坯设计为一规则形状的棒料，故按“基准统一”原则以零件的前端面A1和钻的中心孔为主要的定位基准，。 四 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，因当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能达到合理的保证。在生产纲领以确定的为单件小批生产的条件下，可以考虑采用立式铣床加工。除此之外，还应当考虑所 选定的加工方法能否达到所需的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。 按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下属工艺路线，钻中心孔 工序20 粗车、半精车Φ86mm和Φ70mm的外圆 定位基准：前端面A1，中心孔 工序25 粗车、精车Φ54mm的外圆 定位基准：前端面A1，中心孔 工序30 在A1面钻4×M8的螺纹孔和Φ35mm的圆孔 定位基准：前端面A1，中心孔 工序35 在Φ86mm的外圆面钻2×Φ7mm的圆孔 定位基准：前端面A1，Φ86mm的外圆面 工序40 掉头 工序45 半精铣后端面A5，钻中心孔 定位基准：前端面A1，中心孔 工序50 粗车、精车Φ36mm的外圆 定位基准：后端面A5，中心孔 工序55 半精车台阶面A2、A3、A4 定位基准：前端面A1 工序60 在A4面钻6×M5的螺纹孔 定位基准：A4面，零件外形轮廓 工序65 精车莫氏6°锥孔 定位基准：后端面A5 中心孔及零件外形轮廓 工序70 半精铣键槽 定位基准：R12.5mm的莫氏锥孔孔，后端面A5以及零件外形轮廓 工序75 去毛刺，磨倒角 工序80 检验 五 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 确定工艺尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工工序就能保证设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标注也按设计规定。当加工表面精度较高时，往往要经过数道工序才能达到要求，此时分为两种情况。 若某表面的数道加工工序均能使用统一的定位基准，并且定位基准与该工序的工序基准重合，则各个工序尺寸只与各工序的加工余量有关。工序尺寸的确定采用的是由后往前推算的方法，由加工表面的最后工序及设计尺寸开始，逐次加上每道加工工序余量，分别得到各工序基本尺寸。各工序加工余量可查手册得到，工序尺寸的公差带宽度按经济精度确定，上下偏差按“入体”原则标注，最后一道工序的公差按设计要求标注。 若加工表面的定位基准语与其序基准不重合，或者由于工艺的原因其定位基准多次转经换，则要根据尺寸链原理计算，从而确定工序尺寸的基本尺寸和公差。 根据以上原则以及前面的数据资料，且所有未注公差均按m级处理，可初步确定各加工表面及加工孔的工序尺寸和公差如下表。  加工表面 加工内容 加工余量 精度等级 工序尺寸 表面粗糙度 前端面A1 粗铣 3mm IT12 Ra12.5 半精铣 0.7mm IT10 Ra3.2 后端面A5 粗铣 3mm IT12 73.3 Ra12.5 半精铣 0.8mm IT10 72.5 Ra3.2 Φ86mm的圆柱面 粗车 11.8 IT12 Φ Ra12.5 半精车 2.2 IT10 Φ Ra3.2 Φ70mm的圆柱面 粗车 12.7 IT12 Φ Ra12.5 半精车 3.3 IT10 Φ Ra3.2 Φ54mm的圆柱面 粗车 12.8 IT12 Φ Ra12.5 半精车 2.2 IT10 Φ Ra3.2 精车 1 IT7 Φ Ra1.6 Φ36mm的圆柱面 粗车 14.8 IT12 Φ Ra12.5 半精车 2.2 IT10 Φ Ra3.2 精车 1 IT7 Φ Ra1.6 Φ35mm的孔 钻孔 33 IT12 Φ Ra12.5 粗镗 2 IT10 Φ Ra3.2 Φ7mm的孔 钻孔 6 IT12 Φ Ra12.5 半精镗 1 IT11 Φ Ra3.2 M8的螺纹孔 钻孔 6.9 IT12 Φ Ra12.5 攻丝 M8 Ra3.2 M5的螺纹孔 钻孔 4.2 IT12 Φ Ra12.5 攻丝 M5 Ra3.2 莫氏6°锥孔 精镗 IT7 R12.5 Ra1.6 A2面 半精铣 IT10 16 Ra3.2 A3面 半精铣 IT10 17 Ra3.2 A4面 半精铣 IT10 50 Ra3.2 工序05 下料 选用Φ100*80棒料 工序10 热处理 调制处理 工序15 半精铣前端面A1 工件固定在平台上，用划线mm，钻中心孔，保证平面度0.1mm。 1.粗铣前端面A1 工件材料：45钢，棒料，工件尺寸Φ100×80mm； 加工要求：粗铣前端面A1，加工余量为3mm； 机床：X51立式铣床； 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=4,故根据《机械制造艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。 2. 切削用量 (1)确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=3mm，一次走刀即可完成。 (2)确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YT15硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时： fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。 (3)确定刀具寿命及磨钝标准 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表2-17，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d 0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。 (4)计算切削速度v c和每分钟进给量v f 根据《切削手册》表3.15，当d0=125mm，Z=4 v 其中a 将以上数据代入公式得： V 确定机床主轴转速 n nc=300 因此，实际进给量和每分钟进给量为： v f (5)校验机床功率 根据《切削手册》表 3.24，近似为 Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率为Pcm=4.5×0.75=3.375Kw＞3.3Kw。故校验合格，最总确定各参数为： a 2.半精铣前端面A1 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：半精铣前端面A1，加工余量为0.7mm； 查《切削手册》表3.5，得进给量为fz=0.5~1.0mm/min， 现取fz=0.5mm/min。 参考有关手册，确定V=100m/min，采用dw=125mm ,Z=4 的硬质合金端铣刀，则： n 现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取n w=255r/min ，故实际切削速度为： v 当nw fm 取f 工序20 半精车外圆Φ86、Φ70 粗车外圆面B1，加工余量11.8mm，工序尺寸Φ88.2+0.013 +0.363；再对B1面进行半精车，加工余量2.2mm，工序尺寸Φ86 +0.153 +0.013，粗糙度Ra3.2。 粗车外圆面B2，加工余量 26.7mm，工序尺寸Φ73.3+0.311 +0.011；再对B2面进行半精车，加工余量3.3mm,工序尺寸Φ70 +0.121 +0.011，粗糙度Ra3.2，保证面A2到前端面A1距离为16+0.3 0。 1.粗车外圆Φ86 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：粗车外圆Φ86，加工余量为11.8mm； 粗车外圆B1至Φ88.2+0.013 +0.363，粗车加工余量11.8mm。 由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为ap=5mm,进给量f = 0.5mm/r , 刀具耐用度T=60min v= 其中，f=0.5, Cv=242,m=0.2, 所以计算得到v= 计算主轴转速n= 按机床选取n=380r/min 所以实际切削速度 v= 2.半精车外圆Φ86 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：半精车外圆Φ86，加工余量为11.8mm，粗糙度Ra3.2； 由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为ap=1.1mm,进给量f = 0.5mm/r , 刀具耐用度 v= 其中，f=0.5, Cv=242,m=0.2, 所以计算得到v= 计算主轴转速n= ?? ? ?? 按机床选取n=490r/min 所以实际切削速度 v= 3.粗车外圆Φ70 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：粗车外圆B2，加工余量为12.7mm； 由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为ap=5mm,进给量f = 0.5mm/r , 刀具耐用度 v= 其中，f=0.5, Cv=242,m=0.2, 所以计算得到v= 计算主轴转速n= ?? ? ?? 按机床选取n=380r/min 所以实际切削速度 v= 4.半精车外圆Φ70 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：半精车外圆Φ70，加工余量为11.8mm，粗糙度Ra3.2，保证面A2到前端面A1距离为16+0.3 -0.3；； 由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为ap=1.5mm,进给量f = 0.5mm/r , 刀具耐用度 v= 其中，f=0.5, Cv=242,m=0.2, 所以计算得到 v= 计算主轴转速n= ?? ? ?? 按机床选取n=590r/min 所以实际切削速度 v= 工序25精车外圆Φ54 粗车外圆面B3，加工余量42.8mm，工序尺寸Φ57.20 -0.3；再对B3面进行半精车，加工余量2.2mm；工序尺寸Φ55 0 -0.013；最后进行精车，加工余量1mm，工序尺寸Φ54+0.002 -0.028，粗糙度Ra1.6；保证A2面到A1面距离17+0.3 0。 1.粗车外圆Φ54 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：粗车外圆B3，加工余量为12.8mm； 由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为ap=5mm,进给量f = 0.5mm/r , 刀具耐用度 v= 其中，f=0.5, Cv=242,m=0.2, 所以计算得到v= 计算主轴转速n= 按机床选取n=380r/min 所以实际切削速度 v= 2.半精车外圆Φ54 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：半精车外圆Φ54，加工余量为2.2mm； 由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为ap=1.5mm,进给量f = 0.5mm/r , 刀具耐用度 v= 其中，f=0.5, Cv=242,m=0.2, 所以计算得到v= 计算主轴转速n= 按机床选取n=725r/min 所以实际切削速度 v= 3.精车外圆Φ54 刀具：YT15硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 加工要求：精车外圆Φ54，加工余量为1mm； 由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为ap=1.1mm,进给量f = 0.5mm/r , 刀具耐用度 v= 其中，f=0.5, Cv=242,m=0.2, 所以计算得到v= 计算主轴转速n= ?? ? ?? 按机床选取n=725r/min 所以实际切削速度 v= 工序30 在A1面钻4个M8的螺纹孔和Φ35的孔 1．钻4个M8的螺纹孔 （1）钻螺纹底孔Φ6.9 mm 机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢麻花钻 根据《切削手册》查得，进给量为 f=0.18～0.22mm/z,现取f=0.18mm/z，v=21m/min，则： n 查《简明手册》表 4.2-15，取nw v= （2）攻螺纹 M8 机床：Z525立式钻床 刀具：丝锥 M8，P=1.5mm 切削速度选为： v=7m/min，机床主轴转速为：ns=300r/min ，按机床使用说明书选取： 2.钻Φ35的孔 钻孔加工余量33mm，工序尺寸Φ33 -0.009 -0.259；半精镗加工余量2mm，工序尺寸Φ35 -0.009 -0.109,孔深度43.5 +0.1 0粗糙度Ra3.2，保证垂直度误差不超过 0.2mm。 （1)选择钻头 根据《切削手册》表 2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头,do=33mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角 αo＝12°，二重刃长度 bε=3.5mm,横刀长 b=2mm,宽 l=4mm,棱带长度l1 （2）选择切削用量 eq \o\ac(○,1)确定进给量 按加工要求确定进给量：查《切削手册》， f=0.43~0.53mm/r,l/d=30/33=0.913,，由《切削手册》表 2.7,系数为 0.5,则： f=(0.43~0.53)×0

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