機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化課程設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)說明書題目： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 院 （系）： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2010 年 月 日目錄1.序言- 1 -2.計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。- 1 -3.零件的工藝分析- 1 -4.確定毛坯- 2 -4.1確定毛坯種類- 2 -4.2確定加工余量，毛坯尺寸及公差- 2 -5.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)- 3 -5.1定位基準(zhǔn)選擇- 3 -5.2確定工藝路線- 3 -表面加工方法選擇- 4 -工藝路線的確定- 4 -5.3.機(jī)械加工余量，工序尺寸及公差的確定- 6 -5.4 加工設(shè)備及工藝裝備的選擇- 8 -5.4.1 機(jī)床的選擇- 8 -5.4.2 夾具的選擇- 8 -5.4.3 刀具的選擇

2、- 8 -5.4.4 量具的選擇- 8 -5.5 切削用量及時間定額的確定- 9 -6. 設(shè)計(jì)心得體會- 10 -7. 參考文獻(xiàn)- 11 -1.序言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)了大部分的機(jī)械知識之后進(jìn)行的一次課程設(shè)計(jì)，通過該課程設(shè)計(jì)能使我們綜合用學(xué)習(xí)過的各類知識，使我們活學(xué)活用，是用理論的知識來解決實(shí)際的問題的一次檢驗(yàn)，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，走上工作崗位進(jìn)行一次較為綜合全面訓(xùn)練和準(zhǔn)備。這門課程設(shè)計(jì)要求我們?nèi)娴木C合運(yùn)用課程知識及先修課的知識，進(jìn)行零件的加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，通過本次課程設(shè)計(jì)，能夠培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用機(jī)械制造工程原理和專業(yè)課的理論知識，集合以前進(jìn)行的金工實(shí)習(xí)中學(xué)到的

3、實(shí)踐知識，獨(dú)立的分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的零件工藝規(guī)程的能力，以及使我們熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊，圖標(biāo)，規(guī)范等進(jìn)行查詢的能力。提高了我們識圖，制圖，運(yùn)算和編寫技術(shù)文件的能力，培養(yǎng)我們獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，為以后走向社會從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 這次課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的一個階段性的總結(jié)，是對課堂中學(xué)習(xí)的理論知識的一個實(shí)際應(yīng)用過程，由于我們都是缺少很多的知識和經(jīng)驗(yàn)，所以所做的實(shí)際中還有許多的不足之處，懇請老師對我們的錯誤提出批評，給予指導(dǎo)。2.計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。由題目知，該輸出軸為輕型零件，產(chǎn)量為200件。由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(以下簡稱

4、簡明手冊)中得知，該零件是成批，小批量生產(chǎn)。確定該零件為小批量生產(chǎn)，初步確定工藝方案為：工藝過程劃分階段，工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備以通用設(shè)備為主采用通用夾具生產(chǎn).3.零件的工藝分析題目中給出的為輸出軸，其作用是：傳遞內(nèi)部的轉(zhuǎn)矩，是外部獲得一定的轉(zhuǎn)動力；此過程有一定的載荷；而且它是是支承傳動的零部件。從該零件圖中的各個尺寸及公差等級可知其中的主要加工面有54.4，60，80及外端60的外圓柱面，這幾個外圓面的精要求較高，由于他們要與外部配合或者要與軸承配合，因此應(yīng)較精細(xì)加工，尺寸的精度等級為IT5級.IT6級.IT8級。在粗糙度方面，由于所給的公差等級為5級，普通的車削工藝不能滿足要求，因此考慮在

5、最后的工藝進(jìn)行磨削，以保證其公差等級的要求，而在磨削之后的表面粗糙度已經(jīng)可以達(dá)到0.4-0.8，而零件圖中最高的粗糙度僅要求為Ra=1.6。因此這個粗糙度是不合理的標(biāo)注。按上述的工藝，將1.6改為0.8，既可以滿足零件使用要求，又合理的利用了工藝，是一種比較好的標(biāo)注方式，其余各端面及外圓均無過高粗糙度要求，通過粗車半精車即可。 注意零件上54.46080的外端與右端60外圓之間有同軸度的要求，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)姆绞揭员ＷC同軸度。熱處理方面，零件的技術(shù)要求為調(diào)質(zhì)28RC32HRC，打出中心孔，保留，經(jīng)過上述的分析和修改后，該零件的其他工藝要求合理且較易加工，通過卡盤夾緊和頂端頂緊后，可保證其加工要求，

6、加工出符合圖樣規(guī)定的零件。4.確定毛坯4.1確定毛坯種類毛坯的種類選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料，生產(chǎn)性質(zhì)及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法有型材，鑄造，鍛造等。根據(jù)零件中的材料，選用型材或鍛件，由零件圖可知道，該零件軸的變化尺寸不大，而且45鋼是常用的材料，價格便宜，經(jīng)調(diào)質(zhì)后可以得到較好的切削性能而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性。若用鍛件會增加額外的機(jī)床，消耗更多的能源等，本零件為小批量生產(chǎn)所以選取為45鋼型材。4.2確定加工余量，毛坯尺寸及公差零件簡圖加工面代號基本尺寸（mm）加工余量等級加工余量(雙邊)（mm）D154.4H35.6D260H30D370H20D488H2D580H10D67

7、0H20D760H30毛坯圖的確定該零件為軸類回轉(zhuǎn)零件，根據(jù)所給條件選取90的圓棒料作為毛坯，根據(jù)簡明手冊查出毛坯的加工余量，確定出毛坯的形狀及尺寸。毛坯圖如下所示： 毛坯圖 毛坯為一個90385的圓棒料，其毛坯加工余量由簡明手冊可以查出來，如圖所示。5.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5.1定位基準(zhǔn)選擇本零件為一個輸出軸，為軸類零件，且有回轉(zhuǎn)度要求因此如下選擇基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)：選用加工過的面為粗基準(zhǔn)，因此選用任一斷外面圍粗基準(zhǔn)，輸出端面打出 輸出孔。精基準(zhǔn)：考慮零件的加工精度和形狀要求。依據(jù)“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。以經(jīng)過軸的中心線，采用兩個中心孔定位就符合上述原則，而零件中大多數(shù)工序都以中心孔作為定位基準(zhǔn)面

8、，可保證同軸度，且能最大的加工出多個外圓，這也符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。5.2確定工藝路線 按照先加工基準(zhǔn)面，“先粗后精”，“基準(zhǔn)統(tǒng)一”等工藝原則。根據(jù)該零件幾何形狀，尺寸基準(zhǔn)幾個加工方法的加工精度。該零件根據(jù)下面的工藝路線進(jìn)行：工序01 下料 90mm385mm工序02車端面，打出中心孔。粗車外圓89mm200mm。再依次車出三個臺階，直徑、長度方向均留出加工余量2mm工序03掉頭，裝夾工件，車端面保證總廠380mm，鉆出中心孔。粗車另外三個臺階，直徑、長度方向均留出加工余量2mm工序04 調(diào)制處理28-32HRC工序05 修研兩端中心孔工序06半精車四個臺階，70、88臺階車到圖樣規(guī)定尺寸，8

9、0、60臺階直徑方向上留余量0.3mm工序07掉頭，裝夾工件，半精車其余三個臺階，70臺階車到圖樣規(guī)定尺寸，60、54.4臺階直徑方向上留余量0.3mm工序08銑鍵槽，鍵槽深度比圖樣規(guī)定尺寸多銑0.15mm作為磨削余量。工序09 修研兩端中心孔工序10 中檢工序11粗磨80、60外圓，其中80磨到規(guī)定尺寸，60直徑上留余量0.10mm工序12掉頭，裝夾工件，粗磨54.4、60外圓，其中54.4磨到規(guī)定尺寸，60直徑上留余量0.10mm工序13 精磨兩個60外圓到規(guī)定尺寸工序14 終檢工序15 入庫5.2.1表面加工方法選擇 由于該零件為回轉(zhuǎn)體軸類零件，且表面質(zhì)量等級要求為IT5-IT8級，對于

10、普通的車削已經(jīng)不能滿足零件的工藝要求，因此對于零件中的54.4，60，80的各個外圓采用粗車，半精車及粗磨，半精磨的加工方法，而對其他外院沒有較高要求，可以采用粗車，半精車及適當(dāng)磨車即可，對于多端面，車削一次見平即可滿足要求，零件中還有調(diào)質(zhì)要求，為了保證其硬度應(yīng)對其在加工中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以滿足要求。對于零件上的鍵槽，采用銑床銑出的方法，可以保證加工的精度要求。5.2.2工藝路線的確定 加工階段的劃分： 該零件的加工質(zhì)量有較高的5級精度要求，因此一道工序不能滿足其要求，要采用多道工序逐步達(dá)到要求的加工質(zhì)量。因此對該零件劃分如下的加工階段：1. 粗車加工粗加工的任務(wù)是切除毛坯上大部分的余量，是毛坯

11、件在形狀和尺寸上都與零件較為接近，粗加工的主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)效率，并為后面的各個工序提供一個基準(zhǔn)，此零件中各個外圓應(yīng)先經(jīng)粗加工。2. 半粗車加工階段：半粗車加工是使一些主要的表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，留出一定的余量給精加工，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可以完成一些次要表面的加工。對于該零件中的70，88，各外圓可以在半精加工中加工至規(guī)定的尺寸。3. 粗磨階段：由該零件的質(zhì)量要求知道，再半粗車之后不能達(dá)到所需要求，因此應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行磨削加工，以滿足條件，因此在半粗車之后采用粗磨加工以保證零件重要尺寸的精確，并未精磨加工提供一定的余量。4. 精磨階段：在粗磨之后零件的重要外圓已經(jīng)接近要求尺寸，但其公

12、差等級還不能滿足要求，因此在粗磨之后進(jìn)行精磨加工，在這一過程中將各個表面的尺寸加工到規(guī)定的尺寸精度。在這一過程中保證零件的加工質(zhì)量。 加工順序的安排：該零件的加工中先進(jìn)行粗車，車出一端端面及打出中心孔，為后一步加工提供一個基準(zhǔn)。粗車完成之后，對零件進(jìn)行如處理，使其硬度和切削性提高，為后面加工提供便利，在粗車之后進(jìn)行半粗車加工。半粗車加工在如處理之后，可以除去熱處理之后殘留的氧化皮等。使零件外形光潔，并為磨削加工提供方便。粗磨安排在半粗車完成之后，可保證零件尺寸精度接近要求。精磨是最后一步加工工序，它是為了滿足零件的各個尺寸，在精磨中，將零件磨至圖紙所規(guī)定的尺寸。熱處理工序： 熱處理是為了提高材

13、料的力學(xué)性能，分為預(yù)先熱處理和加工過程中的熱處理，預(yù)先熱處理是為了消除材料中的加工應(yīng)力，加工過程中的熱處理是為了改善工件的加工性能。而在這個輸出軸零件中，由于采用的是45鋼棒料，因此不用進(jìn)行預(yù)先熱處理，只是在粗加工之后進(jìn)行一次調(diào)質(zhì)處理，提高其硬度，便于后續(xù)工序的磨削，同時也使其硬度達(dá)到28-32HRC滿足圖紙的技術(shù)要求。輔助工序：生產(chǎn)過程中有修研中心孔及檢驗(yàn)的輔助工序，在調(diào)質(zhì)處理之后，半精車之前安排一次修研中心孔的工序，是為了保證半精車加工中的同軸度，磨削之前也安排一次修研中心孔的工序，為了保證磨削之后各外圓能達(dá)到所要的位置公差要求，粗磨之前應(yīng)進(jìn)行一次檢驗(yàn)工序，因?yàn)槟ハ鳛檩^重要的加工，在此工序

14、之前檢驗(yàn)，可以提前發(fā)現(xiàn)加工中的缺陷，及時修整，防止產(chǎn)生廢品。在磨削完成后，再安排一次檢驗(yàn)工序，為終檢，此時完成了全部工序，檢驗(yàn)合格后產(chǎn)品入庫。5.3.機(jī)械加工余量，工序尺寸及公差的確定經(jīng)計(jì)算和查表，確定此零件的機(jī)械加工余量，工序尺寸如下：鍵槽機(jī)械加工余量以及工序尺寸的確定：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度棒料180粗銑16IT121612.5半精銑2IT96.3加工表面加工內(nèi)容加工余量等級精度工序尺寸表面粗糙度棒料90粗車28IT1212.5半精車1.7IT106.3粗磨0.2IT61.6精磨0.1IT50.8棒料90粗車18IT1212.5半精車2IT106.3棒料90粗車

15、8IT1212.5半精車1.7IT106.3粗磨0.3IT61.6棒料90粗車1IT1212.5半精車1IT106.3棒料90粗車33.6IT1212.5半精車1.7IT106.3粗磨0.3IT61.6外圓機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定 5.4 加工設(shè)備及工藝裝備的選擇5.4.1 機(jī)床的選擇1.工序1是鋸斷，選用G72弓鋸床2.工序2.3.5.6.7，為粗車和半精車階段，各工序的工步數(shù)也不多，小批量生產(chǎn)，選擇普通臥式機(jī)床就滿足要求，而且零件的尺寸不大，選用經(jīng)濟(jì)，最常見的C6132A型臥式機(jī)床。3.工序8為銑削，工序簡單，應(yīng)選用常用機(jī)床，因此選X62W型銑床。4.工序11.12.13是磨削，選用M

16、1332E/75C外圓磨床進(jìn)行。5.4.2 夾具的選擇 本零件為輸出軸，回轉(zhuǎn)類零件，因此可以在生產(chǎn)中采用通用夾具，裝夾即可，所需夾具為三抓卡盤，頂尖，V塊及壓板。5.4.3 刀具的選擇 刀具材料的切削性能直接影響生產(chǎn)率，工件的加工精度及加工表面的質(zhì)量，因此刀具應(yīng)具有良好的性能，有足夠的剛度及韌性，耐磨性等，由于零件為輸出軸，材料為45鋼，根據(jù)這些條件，選用硬質(zhì)和精鋼中的YT15類即YT5類刀具作為粗車和精車的刀具，因?yàn)榧庸み^程中會有嚴(yán)重摩擦，切削溫度提高，YT15類硬質(zhì)合金刀具有較好的硬度及耐磨性，在切削鋼料的時候刀具磨損小而且壽命長，因此加工45鋼選用這種材料的刀鋸。銑刀：選用YG6硬質(zhì)合金

17、銑刀，規(guī)格為d=18mm，L=80，l=32，d=18的直柄鍵槽銑刀。5.4.4 量具的選擇 本零件屬小批量生產(chǎn)，因此盡量選用通用量具，根據(jù)該零件的精度要求，尺寸和各種要求，選擇如下量具：讀數(shù)值為0.1，測量范圍為0600的鋼板尺，讀數(shù)值為0.02，測量范圍為0150的游標(biāo)卡尺，讀數(shù)為0.01，測量范圍為56125的外徑千分尺，測量范圍為00.2的標(biāo)桿千分尺，讀數(shù)為0.01，測量范圍為1620的內(nèi)徑千分尺。5.5 切削用量及時間定額的確定確定粗車70外圓的切削用量：所選刀具為YT5硬質(zhì)合金焊接車刀，刀桿尺寸BH=16mm25mm。刀片厚度為4.5mm。選擇車刀的幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前

18、角0=12。，后角0=6。，主偏角=90。，副偏角=10。，刃傾角s=0。（1） 確定背吃刀量 由于粗車雙邊余量為9mm，因此粗車分兩步進(jìn)行，第一次 ap1=7mm，第二次ap2=2mm（2） 確定進(jìn)給量f 在粗車鋼件，刀桿尺寸為16mm25mm，ap1。按機(jī)床說明書的實(shí)有進(jìn)給量取f=0.49mm/r。（3） 確定切削速度v根據(jù)已知的條件，可查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（一下簡稱基礎(chǔ)）表7-15，的v=75m/min由基礎(chǔ)的公式7-13求出機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 n=1000v d = 1000753.1490r/min =265r/min按機(jī)床說明書的實(shí)有轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速為250r/min故實(shí)際切削速度v=dn10

19、00 = 3/min=70.65m/min最后確定切削用量為：ap1=7mm ，f=0.49mm/r，n=265r/min，v=70.65m/min其余工序且需用量從機(jī)械手冊中查出時間定額的確定：確定粗車70外圓的時間定額根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊中的公式可知，車外圓基本時間為： Ti=Lfni=l+l1+l2fni式中：l=237mm，l1=aptan+23=2mm,l2=0,f=0.49mm/r ,n=4.42r/s, i=1 由于該粗車工序分為兩次進(jìn)刀，第一次ap1=7mm，時間定額計(jì)算如下： Ti1=237+20.494.42=110s第二次ap2=2mm

20、Ti2=237+20.494.42=110s 其余工步的切削用量及基本時間可以查出，計(jì)算從略。6. 設(shè)計(jì)心得體會這次的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工協(xié)作，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會腳踏實(shí)地邁開這一步

21、，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)通過這次工藝工程設(shè)計(jì)，我在多方面都有所提高。通過這次設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高我們的獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握機(jī)械加工零件工藝設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握基本的技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)工藝的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累。然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這3周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多， 令我有了一中“春眠不知曉”的感悟。 通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算有時不免令我感到有些心煩意亂，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，