机械系毕业设计论文6000 [机械类x年毕业设计论文]

机械系毕业设计论文6000 机械类x年毕业设计论文 继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书摘要设计在明确设计要求的前提下，对钻床主轴的作用以及工艺进行了认真分析；分析确定了毛坯的制造形式，分析各工序定位基准并对定位基面进行了选择，制定工艺路线方案并进行分析比较确定最优工艺路线，对各工序机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸进行计算和确定，计算确定各工序的切削用量以及基本工时；在这些工作的基础上完成了机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片等机械加工工艺规程文件，同时完成了零件图的设计。钻床主轴的结构及特点、钻床主轴毛坯材料的选择、毛坯的热处理、工艺尺寸的选择、工时的计算，劳动生产率的确定，工艺路线的拟定、工艺流程的编制和加工中应该注意的问题，其次是根据工艺分析出钻床主轴的机械加工工艺过程，最后是根据工艺分析和钻床主轴的机械加工工艺过程绘制对应的加工所需的工艺附图。本次设计的重点是工艺分析和工序安排，根据设计图纸上的要求合理安排工艺，其中包括加工方法的选择、加工工序的安排、加工余量的确定等等。关键词：钻床主轴 加工工艺 基准- 1 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书目 录前 言 . 1 第一章 零件图分析 . 21.1图样分析 . 2 1.1.1尺寸精度分析 . 2 1.2材料分析 . 3 1.3功能分析 . 3 1.4 零件生产类型 . 3 第二章 选择装备 . 32.1 机床选择 . 3 2.2 夹具选择 . 4 2.3 量具选择 . 4 2.4刀具选择 . 4 2.5切削用量选择 . 5 2.6毛胚类型的选择 . 7 第三章 拟定零件加工工艺路线分析 . 73.1 选择零件各表面的加工方法 . 7 3.1.1估算毛坯加工余量 . 7 3.1.2零件加工工艺路线的拟定 . 8 3.1.3保证尺寸精度的方法 . 8 3.2 毛坯的热处理 . 9 3.3加工工艺过程卡 . 9 3.4原点与换刀点 . - 14 - 第四章 零件的定位基准选择 . - 14 -第五章 加工中的难点与解决方案 . 13- 2 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书第六章 结论与展望6.1 成品的自检数据 . 13 6.1.1 数控车床操作注意事项 . 14 设计小结 . 15 致 谢 . - 19 - 参考文献 . 错误！未定义书签。- 3 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书前 言毕业设计是 在学完了机械设计、机械制造工艺与夹具、机械加工工艺、计算机基础、CAD制图、等课程后，是学生在校期间十分重要的综合性实践环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行研究（或设计）的综合训练，旨在培养学生的专业研究素养，提高分析和解决问题的能力，使学生的创新意识和专业素质得到提升，使学生的创造性得以发挥随着科技的发展，数控机床的用途十分广阔，在国民经济中所起的作用极为重要。可以说，机床生产的水平是衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术四个现代化水平的重要标志。机械产品结构越来越合理，其性能，精度和效率日趋提高，更新换代频繁，生产类型由大批量生产向多种小批量转化。因此，对专业人才的需求也日益增大，对专业人才的技术掌握也日趋提高，看我们掌握了多少专业知识，毕业设计是一个检验我们是否掌握了专业知识、掌握了多少专业知识。毕业设计是一个，理论向实践转化的过渡。把理论和实践有机的联合起来。本设计以熟练掌握数控车床，数控铣车，磨床等，在认真分析零件工艺的基础上，综合运用所学的机械制图数控加工工艺公差配合与技术测量金属材料与热处理数控技术数控加工与编程等课，综合数控实习，按照机械加工工艺规程的内容，制定出的零件加工工艺的说明书。本说明书中包括零件图的分析，生产类型，如何选择设备，加工工艺路线，毛坯的热处理，定位，加工中的难点，自检等内容，总之，本设计写有比较全面的加工过程。限于水平和经验，设计难免出现错误和不妥之处，敬请老师批评指正.- 4 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书第一章 零件图分析1.1图样分析零件属于细长轴类，其刚性较差，在加工中易弯曲变形，造成较大的加工误差，降低加工精度。零件总长1030mm，从右向左依次为380mm花键，30mm外螺纹，432mm外圆，138mm处有一内圆孔锥为莫氏四号。1.1.1尺寸精度分析1）70mm外圆柱面对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的圆跳动公差为0.01mm。0.0132）40+0.002mm外圆柱面的轴线对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的同轴度公差为0.008mm。0.0063）40+0.005mm外圆柱面对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的同轴度公差为0.008mm。0.0094）花键轴部份外圆32-0.025mm外圆柱面对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的圆跳动公差为0.03.mm。0.0095）花键轴的齿侧面对花键轴外圆32-0.025mm的轴线，对称度公差为0.012mm。6）在磨削莫氏4号锥孔时，利用基准轴径A做为支撑部位，用基准轴径B找正工件，保证了锥孔与基准轴的同轴度。7）莫氏4号的内圆锥孔对两处40外圆轴线所形成的公共轴 线的圆跳动公差为0.015mm。0.0138）40+0.002mm52mm的左端面对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的圆跳动公差为0.02mm。9）锥孔接触面涂色检查接解面75%。 10）热处理先调质处理269-298HB，尺寸70mm138mm部分淬火4248HRC。 11） 70外圆表面粗糙度要求为Ra1.6微米，公差等级为IT7级，查表可知 要粗车、半精车、精车方能达到要求。但是，应为70mm138mm部分淬火4248HRC，硬度比较硬，难以切削，磨损很大，改为磨销加工达到尺寸，所以该段加工为粗车、半精车、粗- 5 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书磨。12） 40外圆表面表面粗糙度为Ra0.8，公差等级为IT5级，查表可知 要粗车、半精车、粗磨、精磨方能达到要求。1.2材料分析本设计的材料为40cr钢，硬度比较弱，要正火调质处理后才能有良好的切削性能。 1.3功能分析0.0091）钻床主轴靠主轴上的花键轴传动，花键轴部对外圆32-0.025mm的轴线，有圆跳动公差和对称度公差，此处位置公差是为了保证，钻床主轴的传动精度。2）30的外圆表面：过渡作用，外螺纹M361.5和外圆32的衔接过度。 4.3）M361.5处的外螺纹：此处和钻床主轴箱的内螺纹配合，为了使主轴紧固在主轴箱内，与此处相配套使用的退刀槽一起有限位的作用。4）40圆柱外圆：40圆柱外圆与轴承相配合。40表面粗糙度0.8是为了减小与轴承配合的摩擦。该处的公差是为了保证传递的转矩不会造成圆跳动。 5）50的表面：该处表面与轴承起限位作用。 6）削莫氏4号锥孔：装夹刀具的地方。1.4 零件生产类型该零件生产50件，要求设计方案必须注重经济性，尽量选用通用工装及设备，减少实际生产加工中的外委加工。所以单件小批量生产符合任务书的条件要求。 选用单件小批量生产类型,要求经济性好、工艺性、使用性好。第二章 选择装备 2.1 机床选择根据工件的性能，通过查阅机械制造工艺与装备选择如下的机床：cjk6132数控机床，xk714数控铣床，M2110A磨床。2.2 夹具选择组合夹具与通用夹具，三抓自定心卡盘附带中心架，顶尖，平口钳，分度头等。- 6 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书2.3 量具选择（1）游标卡尺，量取轮廓的基本尺寸 （2）千分尺，量取轮廓的基本尺寸 （3）莫氏四号园锥量规（4）百分表，测轴类零件径向跳动误差 （5）对称度量规，检测键槽的对称度2.4刀具选择1）数控加工的刀具选择要求编程人员必须掌握刀具的加工参数，数控加工刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗车加工的刀具）精度高，抗振及热变形小。 互换性好便于快速换刀。 寿命高，切削性能稳定可靠。刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间。 刀具应能可靠的断屑和卷屑，以利于切削的排除。 系列化，标准化，以利于编程与刀具管理 2）刀具角度的作用：A.前角的作用：使刀刃锋利，便于切削加工和切屑流动。B.后角的作用：减小主后刀面与过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦，减轻刀具磨损。 C.主偏角的作用: 主要影响刀具耐用度、以加工表面粗糙度及切削力的大小。 D.副偏角：.主要影响加工表面的粗糙度，影响副切削刃与已加工表面之间的摩擦和刀具的强度。E.刃倾角：主要控制切屑的流动方向。 2）铣削加工时，立铣刀。立铣刀的主要参数：刀具直径为8 圆角半径 R0 总长80mm刃长12.1mm 切削刃数2， 前倾角零度 材料 ： 硬质合金 刀片材料的选择主要依据被加工工件的材料，被加工表面精度及表面质量的要求，切削载荷的大小及切削过程有无冲击和振动，故本次加工次零件选择硬质合金刀片，根据零件的- 7 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书外形结构，加工所需：硬质合金断面车刀，外切槽刀，外螺纹刀，内孔镗刀，30外圆尖刀，5mm中心钻，20标准麻花钻，8mm键槽铣刀 数控加工刀具卡2.5切削用量选择1切削深度（ap） ap=dn-dmr） 或 （M1000dnmin N=1000vcr;零件二粗加工外轮廓时ap取0.5，f取0.2mmr。粗镗f取0.12mmr。车螺纹时ap分别取0.8 mm，0.6 mm，0.3，0.16 mm；F取1.5 mmd 单位为r( x70),取300r( x40),取550r( x32),取700r( x70),取300r( x70),取350r( x40),取650r( x32),取800r( x70),取420r( x40),取750rp计算，n1200/1.5=8002.6毛胚类型的选择根据任务书可知零件属于单件小批量生产类型，查数控机床加工工艺铸件由于多种因素影响，常常会出现气孔.针孔.夹渣.裂纹.凹坑.等缺陷.自由气段的特点，工具简单通常性生产准备周期短，这两点很适合本次零件的毛坯气锻造，确定为自由锻件经过锻造后进- 9 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书行正火处理以处理以清除锻件在锻造过程中产生的内应力，提高材料性能，毛坯下料为801100mm.第三章 拟定零件加工工艺路线分析3.1 选择零件各表面的加工方法70的外圆柱表面：表面粗糙度为1.6属于IT7IT8级需要经过粗车、半精车、精车才能达到。但是因为该段淬火4248HRC。查机械工程材料第75页淬火 可知在淬火时工件会有很大的内应力，往往会引起工件的变形所以在淬火后腰安排磨销以修正变形的外圆。硬度又比较高，所以取消精车改为粗磨。40的外圆柱表面：表面粗糙度为0.8属于公差等级为IT5级需要经过粗车、半精车、粗磨、精磨才能达到。M361.56h外螺纹：该外螺纹在40的外圆柱表面上所以也要经过粗车、半精车、精车这三部才能进行螺纹切削。该处外表面车削要比图纸M361.56h的外圆直径小0.2mm，这样便于外螺纹的配合。外螺纹小径= 导程公称直径0.62=1.5360.62=33.48mm。30的外圆柱表面：此外圆没有标注粗糙度要求，也没有长度要求所以安自由公差来切削。32：表面粗糙度为1.6属于IT7IT8级需要经过粗车、半精车、精车才能达到。此处还有一个花键，要铣削。 3.1.1估算毛坯加工余量根据机械工人切削手册查询可得如下结果： 70 粗车 5mm 半精车 4mm 粗磨 0.6mm 40 粗车 3mm 半精车 1.2mm 粗磨 0.8mm 32 粗车 42mm 半精车 1.2mm 粗磨0.8mm 30 内孔 钻扩粗车精车莫氏锥孔 粗镗 0.8mm 半精镗0.5mm 精镗0.5mm 粗磨0.2mm 中心孔60锥角70外圆键槽 粗糙度ITT 粗车半精车精车 3.1.2零件加工工艺路线的拟定在数控加工中，刀具定位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线 1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高- 10 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书2）应尽量缩短加工践线，既可以减少程序段，又可以减少空程移动时间 3）应使数值计算简单，以减少编程工作量此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机度刀具刚度等情况，确定是一次走刀还是多次走刀完成工艺路线：准备毛坯正火夹一头钻中心孔粗车中心孔这头外圆调头夹另头钻中心孔粗车这端各处外圆调质吊挂半精车各处外圆铣，用分度头夹大端顶小端，铣两长孔，至图样要求热处理70mm138mm部分淬火4248HRC夹大端托小端精车各处外圆车螺纹M361.56h至图样要求分度头夹端、顶小端、粗铣、半精铣花键油煮吊挂夹小端，顶大端，粗磨大端外圆夹小端，中心架托大端70mm处，粗磨锥孔精磨各处 3.1.3保证尺寸精度的方法在机械加工中获得尺寸精度的方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法和主动测量法等五种。本设计在数控机床上完成的，所以选取自动控制法来保证尺寸精度，保证形状精度方法：轨迹发，成型法，仿型法，展成法本设计由于是以车削加工为主要加工方法，选用轨迹法来保证其形状精度，保证精度的方法： 一次安装法，多次安装法，直接安装法，找正安装法，夹具安装法，该工件要多次装夹才能完工，所以选用多次安装法，夹具安装法使用的夹具制造周期长，费用高。故广泛应用成批，大量生产。本次设计属于小批量，所以，不用此种方法。找正安装法也不适合，该工件有很多公差都与两外40外圆轴线所形成的公共轴线有关，所以保证加工表面与定位其面之间的精度选用互为基准来加工，所以选用直接安装法来保证精度。3.2 毛坯的热处理由于零件有热处理要求，40cr的材料硬度不适合切削，所以在毛坯切削以前先把毛坯- 11 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书进行正火处理，改善材料的切削性能并改善毛坯的内应力将毛坯加热至某一适当温度（ac线以上3050），保温一定时间后在空气中缓慢冷却，得到细化重组织晶粒，消除在锻，轧后的组织缺陷，改善毛坯强度，韧性，和塑性。3.3加工工艺过程卡- 12 - 13 -3.4原点与换刀点工件装夹试确定后，即可通过确定工件原点来确定工件 所有加工过程的数值处理都是通过对刀点来计算的 对刀点的设置原则是： 便于数值处理和简化程序编写引起的加工误差小，对刀点可以设置在加工零件上，基准或工艺基准上。换刀点的位置是指加工过程中需要换刀时的相对位置点，一般设在对刀点x z方向 x100 z150的位置第四章 零件的定位基准选择1、基准：指零件上用来确定其它点、线、面所依据的点、线、面。在选择基准时应要遵循以下几个原则： 2、基准分类：分为两大类：设计基准和工艺基准 其中，工艺基准又可分为： 工序基准：是工序图上用来确定本工序所加工表面加工后应达到的尺寸、形状、位- 14 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书置所用的基准。 定位基准：是在加工中确定工件位置所用的基准。 测量基准：测量时所采用的基准。 装配基准：是装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。 3、定位基准的选择粗基准：用未加工过的表面所作的定位基准。 精基准：用已加工过的表面所作的定位基准。 （1）粗基准的选择原则选择粗基准时，主要考虑的问题是如何使各道工序均有足够的加工余量以及工件安装的稳定性。选择原则为： 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准； 合理分配各加工表面的余量 尽量选用面积大而平整的表面为粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠。 粗基准一般不重复使用，同一尺寸方向的粗基准一般只能使用一次。 （2） 精基准的选择原则选择精基准时，主要考虑的问题是如何保证零件的加工精度以及安装可靠。 选择原则为： 基准重合原则。即选择设计基准作为定位基准，以避免基准不重合误差。 基准统一原则即尽可能选用统一的定位基准加工各个表面，以保证各表面间的位置精度。 自为基准原则当精加工某些重要表面时，常用其加工表面本身为定位基准。可以提高加工面本身的尺寸和形状精度，但不能提高加工面的位置精度。 互为基准对于有位置精度要求较高的表面，采用互为基准反复加工，更有利于精度的保证。 保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。在粗车的时候为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准；粗基准一般不重复使用，同一尺寸方向的粗基准一般只能使用一次。 在半精加工和精加工- 15 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书的时候即选择设计基准作为定位基准，以避免基准不重合误差。即尽可能选用统一的定位基准加工各个表面，以保证各表面间的位置精度。对于有位置精度要求较高的表面，采用互为基准反复加工，更有利于精度的保证。第五章 加工中的难点与解决方案这些要求主要通过选用合理的刀具及几何参数， 正确的粗精加工路线, 合理切削用量， 冷却液及工序的安排等措施来保证。 通过以上几点的分析措施有：1）钻床主轴结构比较复杂，又属细长轴类零件，其刚性较差。因此所有表面加工分为粗加工、半精加工和精加工三次，而且工序分得很细，这样经过多次加工以后，逐次减小了零件的变形误差。2）安排足够的热处理工序，也是保证消除零件内应力，减少零件变形的手段。 3）为了保证支撑轴和锥孔的同轴度，加工过程中，配用锥堵使外圆和锥孔的加工能达到圆跳动公差为0.015mm要求。4）无论是车削还是磨削，工件夹紧力要适度，在保证工件无轴向窜动的条件下，应尽量减小夹紧力，避免工件产生弯曲弯形，特别是在最后精车、精磨时，更应重视这一点。第六章 结论与展望6.1 成品的自检数据零件的加工质量包括加工精度和表面质量：加工精度是指实际零件的形状，尺寸和理想零件的形状，尺寸相符合的程度，其中加工精度有尺寸精度，形状精度和位置精度，尺寸精度是指实际零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度，常用游标卡尺，百分尺，等来检验，零件的形状精度是指零件点线面的实际位置与理想位置的符合程度，位置精度常用游标卡尺，百分表，直角尺等检验，表面质量的指标有表面粗糙度，表面加工硬化的程度，残余应力的性质和大小，表面质量的主要指标是表面粗糙度，表面粗糙度用表面粗糙度样板测量。6.1.1 数控车床操作注意事项 （1）程序输入阶段程序输入时正确避免字母数字和符号的输入错误- 16 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书程序输入应复活系统格式 （2）加工阶段 检查开机是否回零安装车刀时注意刀号与程序编制一样严格按照数控机床设备安全操作规程要求操作结论：本设计在加工工艺上比较完善，在各个细节上都比较详细，全面。本设计新颖的地方在于把加工过程详细的描述了一遍，在定位选择，加工难点都给予了解决方案，在加工完成后还进行了数据检测，及加工注意事项以免意外发生。展望：机械工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。- 17 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书设计小结通过此次毕业设计，使自己对所学的专业有了一个系统的认识，也是一次温习以前所学专业知识，弄清楚以前一些，没有弄得明白的地方，通过这次毕业设计，我知道自己那些知识学好了、那些知识没有学的牢固、深入的了解各门课程的相互联系，增加了自己的设计能力，特别是对数控的加工工艺有了进一步的认识，对机床的工作原理及刀具都有了很大的了解，增加了自己对专业知识应用的信心，增加了自己的思考能力，懂得了自己还是要不断学习才能与时俱进，不断提高。这次设计在画图方面有了很大的提高，最重要的是又重新复习了以前学过的知识，把以前学过的东西又一次的印入了脑海里，并且更进一步的了解了课外知识。还有，在此次毕业设计的过程中我们一起共同努力，因此才能很好的完成此次毕业设计。总之，这次毕业设计和毕业论文还算成功，也见到了自己的成果，理清了零件的头绪，为我在以后的工作中有了 一定的借鉴，在此次设计中通过曹老师细心指导和帮助下才能顺利完成，在此特提出感谢。- 18 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书致 谢我的“钻床主轴加工工艺设计”在我的指导老师曹玉君老师悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅是我树立了远大的目标、掌握了基本的研究方法。从课题的选择到项目的最终完成，曹老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，每一步都是在曹老师的指导下完成了，倾注了曹老师大量的心血。在此，谨向曹玉君老师表示崇高的敬意和衷心的感谢!在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的每个可爱的同学们和尊敬的老师们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至设计的顺利完成。 在设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！谢谢你们！- 19 -继续教育学院 毕 业 设 计 说 明 书参考文献1.机修手册中国工程机械工程学会第一机械工业部.主编工艺.北京.机械工业出版社.1981.42.机修手册中国机械工程学会第一机械工业部.主编.北京.机械工业出版社.1977.6 3.公差配合与测量技术薛彦成.主编.机械工业出版社.x 4 .机械设计基础.刘颖.主编 北京:中央广播电视大学出版社.x 5 .机械制造工艺与装备倪森海.主编 北京:化学工业出版社.20036 .机械加工工序质量与公差手册马贤智.主编.北京:中国标准出版社.1994 7.机械制造工艺学课程设计指导书赵家奇.主编.北京:机械工业出版社.1993 8 .机械制图孙兰凤.主编. 北京. 中央广播电视大学出版社x9.实用金属切削加工工艺手册陈家茅.主编上海.上海科技技术出版社.x 10数控加工工艺徐宏涛.主编北京.中央广播电视大学出版社.x 11.机械制造技术李华.主编.高等教育出版社.x- 20 -