机械制造工艺学课程设计论文

洛阳理工学院

课程设计说明书

课程名称机械制造工艺学

设计课题轴的机械加工工艺规程设计专业机械设计制造及其自动化班级B110234

姓名苏亚坤

学号B11023423

课程设计任务书

机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名苏亚坤班级B110234 学号B11023423 课程名称：机械制造工艺学

设计题目：轴的机械加工工艺规程设计

设计内容：

1．产品零件图1张

2．毛坯图1张

3．机械加工工艺过程综合卡片1份

4．机械加工工艺工序卡片1份

5．课程设计说明书1份

设计要求：

大批生产

设计（论文）开始日期年月日

设计（论文）完成日期年月日

指导老师

课程设计评语

机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名苏亚坤班级B110234 学号B11023423

课程名称：机械制造工艺学

设计题目：轴的机械加工工艺规程设计

课程设计篇幅：

图纸共 2 张

说明书共19 页指导老师评语：

年月日指导老师

目录

第一章序言 (1)

1.1 课题 (1)

1.2、设计要求 (2)

第二章有关零件的分析 (3)

2.1、零件工艺分析 (3)

2.2、零件的结构特点 (3)

2.3、确定零件毛胚 (4)

第三章基准的选择 (5)

3.1、有关基准的选择说明 (5)

3.1.1、粗基准的选用原则 (5)

3.1.2、精基准的选用原则 (5)

3.2、确定零件的定位基准 (5)

第四章轴类零件的材料、毛坯及热处理 (6)

4.1、轴类零件的材料 (6)

4.2、轴类毛坯 (6)

4.3、轴类零件的热处理 (6)

第五章制定加工工艺路线 (7)

5.1主轴加工工艺过程分析 (7)

5.2、工艺路线的拟定 (7)

5.3、加工余量的确定 (9)

第六章心得体会 (16)

第七章参考文献 (17)

第一章序言

1.1 课题

机械制造工艺课程设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。

我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！

从后面安装的手动定位销轴由于其同心精度要求很高，加工时必须注意其精度。

零件材料：45钢

技术要求：

1、φ22gs6、φ25f7 、φ30gs6相互之间的跳动不大于0.08。

3、2xφ8销孔在装配时作。

生产批量：中等批量

零件数据：（见零件图）

图1 从后面安装的手动定位销轴

1.2、设计要求

要求编制一个车床主轴零件的机械加工工艺规程，按照老师的设计，并编写设计说明书。具体内容如下：

1、选择毛胚的制造方法，指定毛胚的技术要求。

2、拟定车床主轴的机械加工工艺过程。

3、合理选择各工序的定位定位基准。

4、确定各工序所用的加工设备。

5、确定刀具材料、类型和规定量具的种类。

6、确定一个加工表面的工序余量和总余量。

7、计算一个工件的单件工时。

第二章 有关零件的分析

2.1、零件工艺分析

图1所示轴属于纯粹的阶梯轴类零件，由圆柱面、砂轮越程槽、端面和倒角组成，该轴共有两组加工表面：

1、四段外圆表面和砂轮越程槽；

2、两端面和倒角。

由零件图可以看出这两组加工表面没有任何位置度的相互要求，但是表面粗糙度的要求还是比较高的，需要用磨削才能达到要求，所以考虑用粗车-半精车-粗磨-精磨这个加工路线。其中，左端轴段的配合关系为6722js H φ，轴表面达到6级精度，显然车是不能完成的，而且，与轴套相连的轴段表面粗糙度R a 0.8，所

以考虑最后加工方法为磨削。

25φ轴段与法兰的内孔配合关系为6725k H φ的过渡配合，表面粗糙度要求最高R a 0.4，这就必须得经过磨削了。右端25φ的轴颈与左端有同样的精度要求。中间6730js H φ的过渡配合为轴与推杆杠杆之间的配合。最后也需要磨削加工。两端面的粗糙度R a 3.2，车削即可达到这样的表面粗糙度的要求，而且这两个面与其他的面也没有配合关系，不需要加工的太精确。

2.2、零件的结构特点

图1所示零件是从后面安装的手动定位销轴，它属于台阶型轴类零件，由圆柱面、轴肩、退刀槽和销孔等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置；销孔用于固定，以保证各零件相互配合。

从图1所示的从后面安装的手动定位销轴的两孔是装配基准，故对装配的两段轴颈的加工提出了很高的要求。主轴的支撑轴颈、配合轴颈、锥孔、前端圆锥面及端面是轴的主要加工表面。其中配合端颈本身的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度和表面粗糙度尤为重要。

2.3、确定零件毛胚

考虑到零件的经济性和综合性能要求，零件材料为45钢。综合考虑尺寸具体如下图

图2毛坯图

第三章基准的选择

3.1、有关基准的选择说明

3.1.1、粗基准的选用原则

1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。

2、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。

3.1.2、精基准的选用原则

1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。

2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。

3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。

4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的定位基准。

3.2、确定零件的定位基准

主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则

考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。为了保证φ22gs6、φ25f7 、φ30gs6相互之间的跳动不大于0.08。，宜按互为基准的原则选择基准面。

第四章轴类零件的材料、毛坯及热

处理

4.1、轴类零件的材料

常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。

4.2、轴类毛坯

常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。4.3、轴类零件的热处理

锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理均，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进

行低温时效处理。

第五章制定加工工艺路线

5.1主轴加工工艺过程分析

车φ25端面及粗车、半精车外圆、钻中心孔、倒角1×45°→车φ22端面、钻中心孔→粗车的各段外圆、倒角φ22端1×45°→半精车各段外圆、车砂轮越程槽→精车φ30端面→粗磨各段、精磨φ25f7及φ30段50mm段外圆→φ8锥孔加工（装配时加工）。

5.2、工艺路线的拟定

为保证几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须判定合理的工艺路线。

工艺路线