螺旋杆的加工工艺设计说明书讲解.docx
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螺旋杆的加工工艺设计说明书讲解
前言
实践工作对于每一位即将课程的课程生来说都是非常重要的，它对我们以后走上工作岗位很有帮助。
对于我们机电专业来说，在以后的工作中经常要做关于工艺的设计工作，在这里，我以轴零件为例，对它的工艺过程进行设计。
做课程设计可以把以前所学的知识加以综合运用，起到巩固学到的知识的作用，从而提高分析，解决问题的能力。
因此，认真的完成课程设计是很有必要的。
机械制造工艺规程的制定需选择机械加工余量，机械加工余量的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，而且也影响工艺装备的尺寸，设备的调整，材料的消耗，切削用量的选择，加工工时的多少。
因此，正确的确定机械加工余量，对于节约金属材料，降低刀具损耗，减少工时，从而降低产品制造成本，保证加工质量具有十分重要的意义。
本设计的任务
本设计的任务是：
设计零件的工艺规程进行结构分析与精度分析；通过设计使学生具有一定的设计工艺能力和分析生产中有关的技术问题的能力。
第一章．零件的工艺分析
1.1．零件的技术要求
该零件形状.结构简单，属典型的轴类零件。
从螺旋杆的零件图（见附图）上可以看出，它一共有两组加工表面，而且这两组加工表面之间有一定的位置度要求，现将这两组加工表面分析如下：
1.以φ22mm孔为中心的加工表面。
这一组表面包括：
的孔及其倒角，尺寸为22.5的与孔
垂直的两个端面。
其中
孔为主要加工表面。
2.以外圆为中心的加工表面
这一组表面包括：
7mm槽面及其倒角，两个外圆之间要保证一定的对称 度。
与两个
孔垂直的两个平面。
10mm的退刀槽和φ39mm的外圆表面，SR25的球面以及两个端面
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工出一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。
.
1.2.审查零件的工艺性
分析零件图可知，零件φ22mm孔两端面要求切削加工，并在轴向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了端面的接触刚度，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该件除主要工作表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件内下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
第二章确定毛坯
2.1．选择毛坯
1、 毛坯种类的确定。
常用毛坯种类有：
铸件、锻件、焊件、冲压件。
各种型材和工程塑料件等。
在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：
（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。
（2） 依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。
（3） 依据生产类型确定毛坯。
大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。
例如模锻、压力铸造等。
单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。
（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。
本零件是中批量的生产，材料为45钢，用锻造成型。
2．毛坯的形状及尺寸的确定：
毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。
毛坯的形状尽可能与零件相适应。
在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：
（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。
（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。
（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。
在确定毛坯时，要考虑经济性。
虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。
因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。
在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。
2.2．确定毛坯的尺寸公差和粗糙度
要确定毛坯的尺寸公差及其机械加工余量，应先确定如下各项因素：
1．公差等级
由零件的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
2．铸件重量
3．零件表面粗糙度由零件图可知，该件各加工表面的粗糙精度Ra均大于等于6.3㎜。
第三章拟订工艺路线
3.1．定位基准的选择
制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。
（1）选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素的影响。
一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其他次要表面的加工方法。
（2）在各表面加工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，妥善安排热处理工序及其他辅助工序。
（3）排加工路线图表。
定位基准有粗基准和精基准之分通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至会使零件大批量报废，使生产无法正常进行。
1.粗基准的选择
按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准；若零件上有若干不加工表面时，则应以与加工表面位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。
）
2.精基准的选择
精基准的选择原则主要考虑基准重合问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。
3.2．工序的集中与分散
该零件生产类型为批量生产，可以采用通用型机床配以专用夹具，以提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
3.3．工序顺序的安排
3.4.1.机械加工工序
1.遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准---左端面
2.遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序
3.遵循“先主后次”原则，先加工主要表面----左端面和孔，后加工次要表面。
4.遵循“先面后孔”原则
3.4.确定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是零件的尺寸精度与位置精度等技术要求能够妥善的得到保证。
在生产纲领已经确定为中批生产的前提下，可以考虑采用通用型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
具体工艺路线如下：
方案1
工序号
工名序称
工序内容
1
锻
锻造
2
热
热处理
3
钻
以右端φ50外圆为精基准钻扩Ф22孔
4
钻
以右端φ50外圆为精基准钻扩Ф22孔
5
车
以左端φ65外圆为粗基准，车右端φ50外圆
6
车
以左端φ50外圆为精基准车右端φ39各级外圆成型
7
车
以左端外圆为精基准车螺旋槽
8
钳工
钳工
9
检验
检验
方案2
工序号
工名序称
工序内容
1
锻
锻造
2
热
热处理
3
车
以左端φ65外圆为粗基准，车右端φ50外圆
4
车
以右端φ50外圆为精基准车左端φ39各级外圆成型
5
钻
以右端φ50外圆为精基准钻扩Ф22孔
6
钻
以右端φ50外圆为精基准钻扩Ф22孔
7
车
以左端外圆为精基准车螺旋槽
8
钳工
钳工
9
检验
检验
工艺路线方案的比较：
两种工艺路线方案的工序是一样，只是加工顺序不一样。
在第一个方案中，是车外圆面工序放在后面，先中工各孔，孔中工结束后，再加工外圆等其它部分，不够合理，而方案二侧是先把外圆加工放在前面，这样为后面的加工的孔确定了精基准，先把各级处圆加工好后再行各孔与螺旋槽的的加工，对于整个加工工艺路线看来,最后的加工工艺路线方案二更优。
第四章机床设备及工艺装备的选用
4.1.机床刀夹量具的选择
（一）机床的选择
工序右端φ50外圆，螺旋槽采用CA6140车床
工序钻孔采用Z535立式钻床
（二）选择夹具
该零件的生产纲领为中批生产，所以采用专用夹具。
（三）选择刀具
在车床上加工的各工序，采用车刀即可保证加工质量。
其它各也的加工用高高速钢麻花钻便可．
（四）选择量具
加工的孔均采用极限量规。
（五）其他
对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。
第五章切削用量的计算
.工序车左端φ39外圆成型
1.加工条件
工件材料：
45钢正火σb=0.6mp
模锻
加工要求：
车左端φ39外圆，表面粗糙度值R
均为3.2μm
机床选择：
CA6140车床
刀具选择：
刀具材料YT15刀杆尺寸20×30
kr=
=
查《机床加工工艺设计实用手册》12-7。
2.计算切削用量
车时分两次加工，粗加工为1次ap=1mm计长。
进给量f根据《机床加工工艺设计实用手册》表15-11
当刀杆尺寸为20×30
，ap为3~5时，以工件直径为39mm时f=0.5~0.7mm/r,取f=0.5mm/r.ap为5~8时，以及工件直径为400时，f=0.6~0.8mm/r.取f=0.6mm/r.
3.计算切削速度
查《机械加工工艺手册》表8.4-8
当f=0.7时其中
得
确定机床主轴转速
按《机械加工工艺手册》表3.1-18，与400r/min相近的机床转速为315r/min和430r/min,所以选取430r/min。
实际切削速度为
大端得
确定机床主轴的转速
与245.6r/min相近的机床转速为250r/min，所以选取250r/min
故实际切削速度为
5.计算切削工时:
L
=45mm
L
=70mm
Tm
=
Tm
=
精车时：
确定机床转速：
按机床说明书《机械加工工艺手册》
选取nw
=500r/min
Nw
=350r/min
其实际切削速度为：
切削工时的计算：
工序：
车右端φ50外圆采用CA6140车床
采用硬质合金车刀，当为车外圆时，进给量为0.2～0.4，刀具耐用度为60～90min，d=90mm,ae=82mm。
=3mm,
=1mm/s,
=82mm（参考文献【1】表14-69）,刀具耐用度为t=60～90min，根据文献【1】，表14-67，
得：
v=
=37.51m/min
由机床转速数列，取n=600r/min
工序：
钻2-Ф22孔
钻22孔:
由文献【3】表4.2-16选Z525立式钻床
进给量f=0.28mm/r
由文献【3】表4.2-15取n=272r/min
由文献【3】表6.2-5
Tj=
Tj=
＝
扩
22孔至φ21.7:
由表6.2-1
Tj=
+（2~3）
主偏角为90°时，
=2－3mm∴取
1=3mm
2=3-5mm取
2=4mm
由文献【3】表4.2-21取f=0.27mm/r
文献【3】表4.2-20
选Z525钻床n=400r/min
Tj=
铰φ22:
由文献【3】表4.2-21取f=0.13mm/r
文献【3】表4.2-20取n=800r/min
Tj=
工序：
车螺旋槽
机床的选择CA6140车床
刀具的选用：
刀具：
刀具材料YT15刀杆尺寸20×30
，
进给量f=0.08mm/r查《机械加工工艺设计实用手册》表15-39
切削速度：
V=18m/min
按机床选取n
=2000r/min《机械加工工艺手册》表2.5-7
所以实际切削速度：
切削工时的计算：
查《机械加工工艺手册》表2.5-7
Tm
=
工序钳工，去毛刺
小结
机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。
对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。
生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。
总结
时光飞逝，为期两周的课程设计已经接近尾声。
回首这两周的设计过程，感慨万千。
使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。
受益匪浅！
在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。
使我真正感受到了知识的重要性。
这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。
在课程设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。
在课程设计中还用到了CAD制图和一些计算机软件，因为学的时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本。
但不久就能熟练的画了。
CAD制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。
因此，这次课程设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。
在这次课程设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。
而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零件，需要花好长时间。
亲自上阵后我才知道，做每件是都不是简简单单就能完成的，是要付出大量代价的。
因此，我们也要用心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作品。
在这次课程设计中，对我来说有所收获也存在着不足之处。
收获：
（1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所学的知识。
（2）学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册。
（3）学会了，分析问题，解决问题的能力。
不足之处：
（1）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进。
（2）有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进。
综上所述：
这次的课程设计对我以后的工作起了很大的帮助，我认识到，无论是工作还是学习都必须做到认真、谨慎，时时处处细心。
文献
【1】《机械加工工艺手册》，孟少农主编.机械工业大学出版社
【2】《金属机械加工工艺人员手册》组编．金属机械加工工艺人员手册．上海：
上海科学技术出版社，1979
【3】《机床夹具设计手册》东北重型机械学院、洛阳工学院、第一汽车制造厂职工大学编.上海科学技术出版社
【4】《机械制造工艺学课程设计指导书》，赵家齐主编，机械工业出版社
【5】《金属切削机床夹具图册》（下册专用夹具）南京市机械研究所主编.机械工业出版社
【6】《机械制造工艺学》，王启平主编.哈尔滨工业大学出版社
致谢
在这次课程设计中，我首先要感谢我的指导老师xxx，X老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。
我勤恳忘我地检查凝结学习的结晶，完成了这篇课程设计。
完成后，我没有丝毫的沾沾自喜，反倒是更多的忐忑不安，当我自以为懂得越多的时候，越来越多的知识是我所不明白的。
我发现由于我自身才疏学浅，专业深度不够，尽管指导老师费尽心思地指点我，可是我这个笨学生完成的课程设计仍有很多不到之处。
或许这是我个人能力的桎梏吧，肯请各位老师多加指点，让我大学期间的最后一次作业能给我带来更多的收获。
再次谢谢各位老师。
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