1、#*湖 南 科 技 大 学机械制造技术基础课 程 设 计学 生 姓 名： 学 院： 专 业 及 班 级 ： 学 号： 指 导 教 师 ： 胡忠举 年 月 日- 1 -目录第 1 章 零件的工艺分析2（一） 轴类零件的用途2（二） 导杆的技术要求2第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法4（一）确定毛坯的总类4（二）机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸的确定4第 3 章 工艺路线设计6- 2 -（一）定位基准的选择6（二）制定工艺路线7（三）工序设计8第 4 章 选择机床和工艺设备10第 5 章 确定工序的基本余量11第 6 章 确定切削用量和时间定额14第 7 章 小结16- 3 -参考文献16第
2、1 章 零件的工艺分析（一）轴类零件的用途本次课程设计零件为一导杆，属轴类零件。轴 类 零 件 是 旋 转 体 零 件 ，其 长 度 大 于 直 径 ， 一 般 由 同 心 轴 的 外 圆 柱 面 、 圆 锥 面 、 内 孔 和 螺 纹 及 相应 的 端 面 所 组 成 。 导杆 主 要 用 来 支 承 传 动 零 部 件 ， 传 递 扭 矩 和 承 受 载荷 ， 故 其 广 泛 应 用 于 各 类 机 械 产 品 中 。（二）导杆的技术要求1. 导杆的技术要求全部技术要求绘制在图中。其表面要求热处理3036HRC；a、 孔 20 要满足以中心轴线 E 为基准的对称度要求为 0.1mm，垂直度
3、要求为0.05mm；b、轴右端 18 要满足以中心轴线 E 为基准的同轴度要求为 0.03mm；c、轴内螺纹孔 4xM6-6H 满足深度为 8，以中心轴线 D 为基准的位置度要求满足 0.3mm。2. 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，尺寸，公差及技术要求齐全。- 4 -零件图样分析（1） 该零件轴段的安排是呈阶梯型，其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，表面粗糙度最高达到了 0.4m。零件的中心轴是设计基准和工艺基准。（2） mm 对公共轴线的对称度为 0.1mm，垂直度为 0.05mm。021.（3） mm 的圆柱面对公共轴线的同轴度为 0.025mm。825.（4）4 M6
4、-6H 对公共轴线的的位置度为 0.3mm。 （5）零件的材料为 38Cr。（8）热处理 3036HRC。（9）轴大端加工出 C3 倒角，轴小端加工出 C2 倒角。该零件属于轴类零件，它的所有表面均需要切削加工，各个表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。该零件除工作表面外，其余表面加工精度较低，通过车削，钻削等的一次加工就可以达到加工要求，主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来，由此可见，该零件的工艺性较好。3.零件的工艺分析（1） 零件的毛坯材料为 45，是典型的轴用材料，综合机械性能良好。该材料是优质合金钢，经调制处理之后具有良好的力学
5、性能和切削加工性能。经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。（2） 根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工根围粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。- 5 -（3） 此零件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。（4） 该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。（5） 在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。（6） 同一轴心线上各轴 孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响导杆的同轴度和使用寿命。所以在车削磨削过程中，要
6、保证其同轴度。第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法(一) 确定毛坯的总类：选择毛坯，确定毛坯，绘制毛坯图（1）零件分析该零件材料为 38Cr，考虑到车床在加工过程中要经常正反向旋转，该零件在加工过程中要承受载荷作用，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。假设为批量生产，零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成形来制造毛坯。模锻成形后切边，进行调质，调质硬度合适，并进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯因脱碳而对机械加工带来的不利影响。(2)设计毛坯图毛坯图如图纸所示。(二)确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差参照课程设计指导教程第二章第二节确定模锻毛坯尺寸的公差
7、和机械加工余- 6 -量，查表 2-6表 2-9，首先确定下列因素。1锻件公差等级由于导杆的用途和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2锻件质量 mf假设零件成品质量为 1.5kg，估算 mf=2.5kg。3锻件形状复杂系数 S对导杆零件图进行分析计算，可大致确定锻件外扩的长度，宽度，高度。S=mf/mN该锻件为长轴形，其最大直径为 53.4mm，长 248mm，估计该零件的形状复杂系数为 S2 级。4 锻件材质系数由于该导杆材料为 38Cr， 38Cr 表示含碳量为 0.38%的合金结构钢，其中 Cr平均含量=1.6um.（1）确定机械加工余量根据锻件质量，零件表面粗糙度， ，形状复杂系
8、数查表 2-9，由此查的单边余量在厚度方向为 1.72.2mm，水平方向为 1.72.2mm,各轴向尺寸的单面余量为1.72.2mm，孔的单面加工余量查表 2-10 为 2.0mm。轴端面加工余量的确定：根据轴的尺寸长度与零件直径，查工艺手册得端面的加工余量为 2。（2） 毛坯尺寸和公差加工表面 毛坯尺寸 经济精度 单面加工余量- 7 -孔 20 24 IT7 2轴左端 50 56 IT7 2 及 1.7轴左端面 59 IT10 2 及 2轴左端右部 32 IT12 2 及 2轴左端 40 43.4 IT7 2 及 1.7轴右端 18 21.4 IT7 2 及 1.7轴右端 13.8 17 I
9、T6 2 及 1.7孔 4 8 IT9 2轴右端 24 IT14 2 及 2退刀槽 IT9 2 及 2右端螺纹 IT6轴内螺纹孔第 3 章工艺路线设计（一）定位基准的选择定为基准的选择：正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定为基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。（1）粗基准的选择粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆- 8 -表面为定为基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定为基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹
10、。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。（2）精基准的选择根据减速箱输出轴的技术要求和装配要求，应选择轴左端面端面 和中502.间端面 为精基准。零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。18025.可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。（二）制定工艺路线本零件加工面由外圆，内孔，外螺纹等，材料为 38Cr，参照工艺手册，并根据导杆零件图上个表
11、面的尺寸精度和粗糙度确定其加工方法选择如下：1 左端面：公差等级为 IT7，表面粗糙度为 1.6um，采用粗车半精车精车。2 右端面：公差等级为 IT7，表面粗糙度为 3.2um，采用粗车半精车3 左端 50 外圆表面：外圆表面粗糙度 0.4m 的要求，对其加工方案为粗车半精车磨削。4 40 的外圆表面：公差等级为 IT7，外圆表面粗糙度为 1.6m，确定其加工方案为：粗车半精车精车。5 18 外圆表面：公差等级为 IT7，表面粗糙度为 Ra0.8m ,确定其加工法案为：粗车半精车磨削。6 退刀槽：直槽车削7 右端螺纹：加工方法为粗车半精车车螺纹- 9 -8 左端 20 孔：公差等级 IT7，
12、内表面粗糙度为 0.8um，采用粗镗半精镗精镗9 右端 4 孔：公差等级为 IT7，内表面粗糙度为 3.2um，采用粗镗半精镗10 螺纹孔（4xM6）：加工方法为钻孔攻丝对于轴上孔加工应注意下面两个问题：1 应安排在调质以后加工，以免因调质处理变形较大而导致孔加工产生弯曲变形难以纠正，引起轴转动时的不平衡。2 应安排在外圆粗车或半精加工之后进行，这样可以有一个较精确的轴颈作为定位基面，从而保证孔与外圆同心，并使轴的壁厚均匀。加工阶段的划分该导杆的加工质量较高，可将加工分为粗加工，半精加工，精加工几个阶段（1） 粗加工阶段：这一阶段的主要目的是采用大切削用量切除部分加工余量，把毛皮加工至接近工件的最终形状和尺寸，只留下适当的加工余量。此外还可及早的发现锻件裂缝等缺陷，以便及时修补和做报废处理。主要包括：先粗铣导杆的左右断面，使后续工序采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。（2） 半精加工阶段：这一阶段主要为了精加工做好准备，尤其是做好基面准备，对于一些要求不高的表面应在这一阶段全部完成，达到图样规定的技术要求。（3） 精加工阶段：进行导杆的外表面，内孔的精铣等。工序的集中与分散工序的适当集中，以减少设备的实用更换次数，并尽量采用通用设备，关键工序必要时采用专用设备。较多采用夹具，在确保质量的前提下，尽量是生产具备较大的柔性。（三） 工序设计机械加工工艺
