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机械制造工艺学
课程设计说明书
设计一个“二代变右半轴”零件的机械机工规程，该零件的年产量为中批或者大批。
学号
班级
学生
指导教师
机电工程学院
机械系
2011年7月
河南农业大学机电工程学院
机械制造工艺学课程设计任务书
设计“二代变右半轴”零件的机械加工工艺规程，且年产量为中批或大批。
内容:1.零件图1张
2.夹具零件图1张
3.夹具装配图1张
3.机械加工工艺规程1套
4.课程设计说明书1份
班级08机制3班
学生伊广辉
指导教师刘军
2011年7月
目录
这是一个单独的序言部分，没有具体内容的描述，仅表明存在一个序言。
第一章对零件进行了分析。
第一节零件具有其特定的作用。
第二节对零件进行工艺分析，其相关内容为……6
第二章是关于工艺规程的设计，其在相关内容中处于第 6 的位置。
第一节的任务是确定毛坯的制造形式。
第二节需要选择基准，这涉及到相关的内容和操作，具体为 6 所对应的部分。
第三节的任务是制定工艺路线。
第四节要确定机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸。
第五节要确定切削用量以及基本工时。
第三章进行夹具设计，该部分内容位于 19 处。
第一节夹具具有其结构组成。
第二节夹具的工作原理为：它通过特定的方式来实现其功能，在相关操作中发挥着重要作用，有着特定的工作机制和流程等，具体体现在 18 这个方面。
第三节主要进行零件加工定位误差的分析，该分析从相关方面展开，具体内容在第 18 处提及。
参考文献有很多，其中包括 19 这一相关内容。
序言
机械加工工艺规程是对零件机械加工工艺过程及操作方法进行规定的重要工艺文件。它在企业生产中是重要的技术文件，在机械制造过程中可用于指导生产、组织加工以及管理工作，同时也是新建和改建工厂或车间的基本资料。
本次课程设计是在完成机械制造技术课程的学习之后。我们将所学的基础知识与专业知识进行了综合。在老师的指导下，我们进行了一次综合性生产实践的检验，且这次检验是系统而全面的。
课程设计说明书介绍了设计过程。它对设计中的各部分内容进行了说明，进行了分析，进行了论证，还进行了必要的计算。它整理并表达了机械加工工艺设计过程中涉及的专业知识和基本要求。它表达了自己对工艺规程作用的见解。
本次设计中，因为生产经验和专业知识有所欠缺，所以设计中肯定存在着不足之处，恳请老师予以批评指正。
第一章零件的分析
第一节零件的作用
传动轴在各类机械或传动系统中被广泛应用，用于传递动力。它把减速器齿轮的动力传递给带轮，在传力的过程里主要承受着交变扭转负荷或者受到冲击，所以这个零件需要具备足够的强度、刚度以及韧性，以此来适应它的工作状况。对配合面的精度和粗糙度要求也比较高，在加工的时候应该予以保证。
第二节零件的工艺分析
传动轴零件技术要求:
表1
加工表面的尺寸及偏差以毫米为单位。精度等级有相应规定。表面粗糙度为微米级。形位公差也以毫米为单位。
左端有一个φ30 的外圆面，这个外圆面是与轴承配合的，其尺寸为φ30（+0.015 + 0.002），且该外圆面没有其他情况。
φ35外圆面（与带轮配合）φ35（0-0.025）.8
φ37 的外圆面，它与齿轮动轮相配合，其尺寸为φ37（0 - 0.025）.8 。
φ40外圆（与制动轮配合）φ40（0-0.025）.8
φ43外圆面φ.5无
右端有一个外圆面，其直径为φ30（与轴承配合），公差为φ30（+0.015 + 0.002），且该外圆面没有其他情况。
φ35外圆面上键槽宽10（+0.0360）.2
φ40外圆面上键槽宽12（+0.0430）.2
φ37外圆面上键槽宽10（+0.0360）.2
从零件图来看，该传动轴零件的形状是阶梯轴，且较为简单。从传动轴零件技术要求表来看，其结构也是简单的。为了实现轴能够准确地传递动力，以及轴与轴之间能够进行精密配合，所以需要很高的精度等级和表面粗糙度。其中，轴的两端与轴承配合的φ30外圆面，其精度等级要达到IT6，表面粗糙度为C Ra0.8；而φ35、φ37、φ40通过键槽配合的外圆面，其精度等级要达到IT7，表面粗糙度为Ra1.6；三个键槽的两个侧面，精度为IT9，表面粗糙度为Ra3.2。传动轴配合的表面较多。为保证各表面间的精密配合，就需严格保证中心轴线的形位误差。因此，要对重要表面或端面提出形位误差的要求，并在加工时严格保证。φ35、φ37 和 φ40 这三个重要外圆面存在相对中心轴线的端面圆跳动情况，需保证圆跳度在 0.02 以内。同时，这三个重要外圆面上键槽的两侧面相对中心轴线的同轴度误差也要保证在 0.03 以内。
该传动轴的各项技术要求制订得较为合理，它符合该零件在实际中的功用。
第二章工艺规程设计
第一节确定毛坯的制造形式
传动轴要在传力过程中承受交变扭转负荷和冲击，所以需要有良好的力学综合性能。通常情况下，会对传动轴进行调质处理，若材料选用 45 号钢，就能达到它的使用要求。
第二节基面的选择
轴类零件的定位基面中，最为常用的是两中心孔。轴类零件的各外圆表面、同轴度以及端面对轴线的垂直度，是相互位置精度的主要项目。这些表面的设计基准通常都是轴的中心线。采用两中心孔定位，能够符合基准重合原则。多数工序采用中心孔作为定位基面，这样能最大限度地加工出多个外圆和端面，这符合基准统一原则。定位基准分为粗基准和精基准，通常先确定精基准，之后再确定粗基准。
一、精基准的选择
传动轴零件图的设计图纸要求定位基准与设计基准相重合，根据精基准的选择原则，这里选择传动轴的两端面中心孔作为定位基准。这样做可以方便地加工各轴肩端面和各外圆表面，同时能保证加工轴段φ35、φ37、φ40相对于中心轴线的圆跳动误差。总之，该传动轴零件结构简单，定位和装夹都很方便，有利于保证各项技术要求。
二、粗基准的选择
通常先选取外圆表面当作粗基准，接着加工出一个端面以及该端面的中心孔。之后，以加工好的端面为定位基准，去加工另一个端面及其中心孔，而不是通过外圆表面定位来同时加工两个端面。这样进行加工能够确保两端面中心线的同轴度。
第三节 制定工艺路线
表2
工序号工序内容车床设备
车削端面，接着钻中心孔；然后将工件调头，再车削另一端面，之后钻中心孔。使用的机床为 C620-1。
粗车直径分别为φ30、φ35、φ40的外圆柱面；然后进行调头操作，再粗车另一端面直径分别为φ30、φ37、φ43的外圆柱面。所用机床为 C620-1。
半精车直径分别为φ30、φ35、φ37的外圆柱面并进行倒角；然后调头，半精车另一端面直径为φ30、φ37的外圆柱面并进行倒角。使用的机床为 C620-1。
4在φ35、φ37、φ40外圆柱面上铣键槽。X53T
粗磨直径分别为φ30、φ35、φ40的外圆柱面；接着将工件调头，再粗磨另一端面，其直径为φ30、φ37的外圆柱面。 M115A
粗磨直径分别为φ30、φ35、φ40的外圆柱面；然后将工件调头，再粗磨另一端面，该端面直径为φ30、φ37的外圆柱面。M115A
7去毛刺,检验。钳工
第四节 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
零件的材料选用 45 钢。其硬度为 217 - 。理论质量是每米 14.2 千克。毛坯尺寸是直径 48 毫米、长度 573 毫米。毛坯质量是每米 8.2 千克。
由《机械加工工艺设计手册》可查的下面各个加工余量：
两轴端φ30外圆面的确定如下表：
表3
工序名称，其工序余量为/mm，加工的经济精度为/mm，表面粗糙度 Ra 为/um，工序的基本尺寸为/mm，公差为/mm。
精磨0.．830+0.015+0.002
粗磨0..630.080 -0.033
半精车1..330.20－0.13
粗车2..531.5 0－0.21
φ35外圆面的确定如下表：
表4
工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm公差/mm
精磨0.．8350-0.025
粗磨0..635.100 -0.039
半精车1..335.300－0.16
粗车2..536.800 －0.39
两轴端φ37外圆面的确定如下表：
表5
工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm公差/mm
精磨0.．8370-0.025
粗磨0..637.100 -0.039
半精车1..337.300－0.16
粗车2..538.800 －0.39
φ40外圆面的确定如下表：
表6
工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm公差/mm
精磨0.．8400-0.025
粗磨0..640.100 -0.039
半精车1..340.300－0.16
粗车2..541.800 －0.39
第五节 确定切削用量及工时
一、加工条件
1、工件材料：45钢，=，圆钢。
机床方面有 C620-1 普通车床；立式铣床是 X53T；外圆磨床为 M125K。
3、 刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸mm，=90°，，，
圆柱柄键槽铣刀有 D = 10mm 和 D = 12mm 两种；平形砂轮的宽度为 30mm。
二、计算切削用量
工序1 粗车削轴两端面
轴端面的加工余量是 Z = 1.5mm，能够一次完成加工，所以背吃刀量为 1.5mm。
进给量 f 方面：因为背吃刀量为 1.5，且刀具直径 d 为φ48，所以选择 f 为 0.5mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表 21 可知：数值为 227，T 的值是 3600 秒，m 为 0.2，一个数值为 0.15，另一个数值为 0.35，还有两个相同的数值均为 0.99792。（《机械加工工艺设计手册》表 9 - 17）
==120 m/min (2m/s)
4）机床主轴转速：
==13.2r/s (792r/min)
按机床选取=12.6r/s (760r/min)
所以实际切削速度v=1.9m/s (114m/min)
5）切削工时：
=24 l1=2mm,l2=5,l3=0
==9.8s(0.16min)
工序2 粗车削阶梯轴各个外圆面
工步（1）粗车φ43外圆面
单边加工余量是 2.5mm，能够一次完成加工，背吃刀量为 2.5mm。
进给量 f 为：已知背吃刀量等于 2.5mm，直径 d 为φ48，所以选择 f 等于 0.5mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
切削速度 v：依据《机械加工工艺设计手册》表 21 可知，其值为 227，加工时间 T 为 3600s，切削深度 m 为 0.2，进给量为 0.15，切削宽度为 0.35，刀具耐用度修正系数均为 0.99792。（《机械加工工艺设计手册》表 9 - 17）
==111 m/min (1.85m/s)
4）机床主轴转速：
==12.3r/s (736r/min)
按机床选取=12.6r/s (760r/min)
所以实际切削速度v=1.9m/s (114m/min)
5）切削工时：
l=570 l1=2mm,l2=3mm,l3=5mm
==90s(1.5min)
工步（2）粗车φ37外圆面
单边加工余量是 Z = 3mm 时，可以一次完成加工，此时背吃刀量为 3mm。
进给量 f 方面，因为背吃刀量为 3mm，刀具直径 d 为φ43，所以选择 f 为 0.5mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
切削速度 v：从《机械加工工艺设计手册》表 21 可知，其值为 227，切削时间 T 为 3600s，切削深度 m 为 0.2，进给量 为 0.15，切削宽度 为 0.35，刀具耐用度修正系数 、 均为 0.99792（《机械加工工艺设计手册》表 9-17）
== 107m/min(1.78m/s)
4）机床主轴转速：
==13r/s (790r/min)
按机床选取=12.6r/s (760/min)
所以实际切削速度v=1.7m/s (102m/min)
5）切削工时：
l=130 l1=2mm,l2=0,l3=5mm
==21.7s(0.36min)
工步（3）粗车φ30外圆面
单边加工余量是 Z = 3.5mm 时，可以一次进行加工，此时背吃刀量为 3.5mm。
进给量 f 方面：因为背吃刀量为 3.5mm，刀具直径 d 为φ38.8，所以选择 f 为 0.4mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
切削速度 v：从《机械加工工艺设计手册》表 21 可知，其值为 227，加工时间 T 为 3600s，加工余量 m 为 0.2，刀具耐用度系数为 0.15，切削力系数为 0.35，刀具寿命系数均为 0.99792（参考《机械加工工艺设计手册》表 9 - 17）
== 112m/min(1.86m/s)
4）机床主轴转速：
==15.3r/s (923r/min)
按机床选取=16.1r/s (966/min)
所以实际切削速度v=1.96m/s (117m/min)
5）切削工时：
l=40 l1=2mm,l2=0,l3=4mm
==22.7s(0.38min)
工步（4）调头，粗车φ40外圆面
单边加工余量是 Z = 2mm 时，可以一次进行加工，此时背吃刀量为 1mm。
进给量 f 方面：由于背吃刀量为 1mm，且直径 d 为φ43，所以选择了 f = 0.5mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9 - 12 ）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 136m/min(2.27m/s)
4）机床主轴转速：
==16.9r/s (1014r/min)
按机床选取=16.1r/s (966/min)
所以实际切削速度v=2.17m/s (130m/min)
5）切削工时：
l=227 l1=2mm,l2=0,l3=5mm
==36.3 s(0.61min)
工步（5）粗车φ35外圆面
单边加工余量为 Z=5mm 时可一次加工，此时背吃刀量为 2.5mm。
进给量 f 方面：由于背吃刀量为 2.5mm，且刀具直径 d 为φ41.8，所以选择 f 为 0.5mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 110m/min(1.83m/s)
4）机床主轴转速：
==13.9r/s (836r/min)
按机床选取=16.1r/s (966/min)
所以实际的切削速度 v 为 2.11 米每秒，换算后为 126.7 米每分钟。
5）切削工时：
l=187 l1=2mm,l2=0,l3=5mm
==30s (0.5min)
工步（6）粗车φ30外圆面
单边加工余量为 2.5mm 时，可一次完成加工，此时背吃刀量为 2.5mm。
进给量 f 方面：由于背吃刀量为 2.5mm，且刀具直径 d 为φ36.8，所以选择 f 为 0.4mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 119m/min(1.98m/s)
4）机床主轴转速：
==17r/s (1028/min)
按机床选取=16.1r/s (966/min)
所以实际的切削速度 v 为 1.86 米每秒（111.6 米每分钟）。
5）切削工时：
l=40 l1=2mm,l2=0,l3=4mm
==7.14s(0.11min)
工序3 半精车削阶梯轴各个外圆面
工步（1）半精车φ37外圆面
单边加工余量是 Z = 0.75mm，能够一次加工完成，此时背吃刀量为 0.75mm。
进给量 f 方面：因为背吃刀量为 0.75mm，刀具直径 d 为φ38.8，所以选择了 f 为 0.4mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 143.7m/min(2.4m/s)
4）机床主轴转速：
==19.6r/s (1181r/min)
按机床选取=20r/s (1200/min)
所以实际切削速度v=2.43m/s (146m/min)
5）切削工时：
l=130 l1=2mm,l2=0,l3=5mm
==17s(0.28min)
工步（3）半精车φ30外圆面
单边加工余量是 Z = 0.65mm，能够一次完成加工，此时背吃刀量为 0.65mm。
进给量 f 方面，由于背吃刀量为 0.65mm，刀具直径 d 为φ31.5，所以选择 f 为 0.4mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 146m/min(2.44m/s)
4）机床主轴转速：
==24.6r/s (1480r/min)
按机床选取=20r/s (1200/min)
所以实际切削速度v=2m/s (120m/min)
5）切削工时：
l=40 l1=2mm,l2=0,l3=4mm
==18.25s(0.3min)
工步（4）调头，半精车φ40外圆面
1）背吃刀量：单边加工余量为Z=0.75mm，可一次加工，背吃刀量=0.75mm。
进给量 f 方面，由于背吃刀量为 1mm，且刀具直径 d 为φ41.8，所以选择 f 为 0.5mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 131.8.6m/min(2.19m/s)
4）机床主轴转速：
==16.4r/s (1001r/min)
按机床选取=16.1r/s (966/min)
所以实际切削速度v=2.11m/s (126.7m/min)
5）切削工时：
l=227 l1=2mm,l2=0,l3=5mm
==36.3 s(0.61min)
工步（5）半精车φ35外圆面
1）背吃刀量：单边加工余量为Z=0.75mm，可一次加工，背吃刀量=0.75mm。
进给量 f 方面：由于背吃刀量为 1mm，且刀具直径 d 为φ36.8，所以选择 f 为 0.4mm/r 。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 143.7m/min(2.4m/s)
4）机床主轴转速：
==20.7r/s (1246r/min)
按机床选取=20r/s (1200/min)
所以实际切削速度 v 为 2.31 米每秒，换算后为 138.6 米每分钟。
5）切削工时：
l=187 l1=2mm,l2=0,l3=5mm
==24.5s (0.4min)
工步（6）半精车φ30外圆面
1）背吃刀量：单边加工余量为Z=0.65mm，可一次加工，背吃刀量=0.65mm。
2）进给量f：根据背吃刀量=0.65mm，d=φ31.5，选择 f=0.4 mm/r 。（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度v：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得： =227，T=3600s，m=0.2， =0.15，=0.35，==0.99792. （《机械加工工艺设计手册》表9-17）
== 146m/min(2.44m/s)
4）机床主轴转速：
==24.6r/s (1480r/min)
按机床选取=20r/s (1200/min)
所以实际切削速度v=2m/s (120m/min)
5）切削工时：
l=40 l1=2mm,l2=0,l3=4mm
==18.25s(0.3min)
工序4 粗磨各个外圆面
工步（1）粗磨φ30外圆面
1）纵向进给量：fa=0.5 x30=15mm/r，
横向进给量为 0 米每秒，单边加工余量是 0.06 毫米。
主轴转速 n 方面，由于 d = φ31.5，所以选择 n = 2r/s。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9 - 74）
4)切削工时：
=3.9s
工步（2）粗磨φ35外圆面
1）纵向进给量：fa=0.5 x30=15mm/r，
横向进给量为 0./s，单边加工余量是 0.1mm。
主轴转速 n 方面：由于 d=φ35.3，所以选择 n=3r/s。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-74）
4)切削工时：
=30s
工步（3）粗磨φ40外圆面
1）纵向进给量：fa=0.5 x30=15mm/r，
2）横向进给量: fr=0./s,单边加工余量为Z=0.1mm
主轴转速 n 方面：依据 d=φ31.5 这一条件，选取了 n=4r/s。（参考《机械加工工艺设计手册》表 9-74）
4) 切削工时：
=12.3s
工步（4）调头，粗磨另一端φ30外圆面
1）纵向进给量：fa=0.5 x30=15mm/r，
2）横向进给量: fr=0./s,单边加工余量为Z=0.06mm
3）主轴转速n：根据d=φ31.5，选择 n=2r/s。（《机械加工工艺设计手册》表9-74）
4) 切削工时：
=4.9
工步（4）粗磨φ37外圆面
1）纵向进给量：fa=0.5 x30=15mm/r，
横向进给量为 fr=0./s，单边加工余量的数值是 Z=0.1mm
主轴转速 n 方面：依据 d=φ37.3 这一条件，确定选择 n=4r/s。（参考《机械加工工艺设计手册》表 9-74）
4）切削工时：
=21s
工序5 精磨各个外圆面
工步（1）精磨φ30外圆面
1）纵向进给量: fa=0.8 x30=24mm/r，
横向进给量为 0./s，单边加工余量是 0.04mm
主轴转速 n 方面：由于 d 为φ30.08，所以选择 n 为 5r/s。（依据《机械加工工艺设计手册》表 9-75）
4) 切削工时：
=5.4s |
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发表于 2025-4-3 11:42:48
