1、1毕 业 设 计 说 明 书专 业：机械制造与自动化班 级：机制 3092 班 姓 名：徐宏伟 学 号：11309213 指导老师: 崔德敏 陕 西 国 防 工 业 职 业 技 术 学 院2目 录第一部分 工艺设计说明书 4第二部分 第 55 道工序 夹具设计说明书 13第三部分 第 20 道工序 刀具设计说明书 14第四部分 第 55 道工序 量具设计说明书 16第五部分 毕业设计体会18第六部分 参考资料193二零一二届毕业设计（论文）任务书 专业：机械制造与自动化 班级：机制 3092 班 姓名：徐宏伟 学号：11309213一、设计题目（附图）： 蜗杆 零件机械加工工艺规程制订及第_5
2、5/20/55 _工序工艺装备设计二、设计条件： 1、零件图 2、生产批量：中批量生产三、设计内容： 零件图分析： 1、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析） ；2、绘制零件图。 毛坯选择 机械加工工艺路线确定：1、加工方案分析及确定 2、基准的选择 3、绘制加工工艺流程图 工序尺寸及其公差确定1、基准重合时（工序尺寸关系图绘制） ；2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 设备及其工艺装备的确定 切削用量及工时定额确定： 确定全部工序切削用量及工时定额。 工艺文件制订：1、编写工艺文件设计说明书： 2、编写工艺规程： 指定工序机床夹具设计1、 工序
3、图分析； 2、定位方案确定；3、定位误差计算； 4、夹具总装图绘制； 刀具、量具设计四 设计任务（工作量）： 1、 零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；2、 工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图） ；3、 机床夹具设计说明书一份；4、 夹具总装图一张（A4 图纸） ；零件图、毛坯图各一张；5、 刀量具设计说明书一份；6、 刀具工作图一张（A4 图纸） ；量具图一张（A4 图纸） 。六指导教师： 崔德敏七审核批准教研室主任： 系主任：八设计评语： 年 月 日九设计成绩： 年 月 日4第一部分 工艺设计说明书1. 零件图工艺性分析1.1 零件结构功用分析：该零件为蜗
4、杆，有两端边长为 14 的方柱，安装后方便转动；20 圆柱面是轴肩 42右侧面垂直度的基准面；36 圆柱面和 22 圆柱面为安装轴承的面；分度圆为 30 的齿其齿顶面的轴线与 22 有同轴度要求，M20x1.5 的螺纹为连接装置。1.2 零件技术条件分析：1.2.1、尺寸精度、形状精度和表面粗糙分析：外圆柱面及孔：22 尺寸精度 IT7 表面粗糙：Ra0.8017.236 尺寸精度 IT8 表面粗糙度 Ra1.6045.42 尺寸精度 IT8 表面粗糙度 Ra1.627.36 尺寸精度 IT9 表面粗糙度 Ra=6.31.2.2、位置精度：28 外圆相对 20 外圆的同轴度为：0.03mm。1
5、.3、零件结构工艺：该零件为轴类零件，刚性好，有台阶，螺纹以及轮齿，此轴为动力轴，低速，综合机械特性复杂。52.毛坯选择2.1 毛坯类型：蜗杆为细长杆，要保证一定的强度和刚度，同时必须具有良好的耐磨性，减磨性和抗胶合性，材料一般用碳钢或合金钢，因此选用 45 刚。2.2 毛坯余量确定：简化零件结构细节，由于零件为中批生产，故毛坯精度取普通级。该毛坯为一段台阶圆棒料。由书机械加工工艺设计资料表 1.2-10 查得毛坯单边加工余量为 2.5，毛坯尺寸偏差由表 1.2-2 查得为 0.5。2.3 毛坯零件合图：3.机加工工艺路线确定3.1 加工方法分析确定：36 外圆 尺寸精度 IT7 表面粗糙 R
6、a0.8017.2粗车(Ra12.5 IT11)半精车（Ra3.2 IT8）精车（Ra1.6 IT8）磨削（Ra0.8 IT7）18 外圆 尺寸精度 IT14 表面粗糙度 Ra6.3045.粗车(Ra12.5 IT11)半精车（Ra3.2 IT8）36 外圆 尺寸精度 IT9 表面粗糙度 Ra1.6027.粗车(Ra12.5 IT11)半精车（Ra3.2 IT8）精车（Ra1.6 IT8）4 外圆 尺寸精度 IT7 表面粗糙 Ra0.8粗车(Ra12.5 IT11)半精车（Ra3.2 IT8）精车（Ra1.6 IT8）磨削（Ra0.8 6IT7）3.2 加工顺序的安排：先以左端 36 外圆为粗
7、基准粗车右端 18，22, 36，22掉头粗车左端各尺寸，半精车 36，18掉头半精车右端各尺寸，成形 M20x1.5 螺纹掉头精车 36，车蜗杆啮合齿，磨 36，再磨 22，最后铣方柱。 3.3 定位基准的选择：轴类零件的定位基准，一般都选轴的中心线。因为轴类零件各外圆表面的同轴度以是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线。如果用两端中心孔定位，就能符合基准重合的原则。而且用中心孔作为定位基准，就能够最大限度的在一次安装加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一的原则。所以，应尽量采用中心孔作为轴加工的定位基准。 3.4 加工阶段的说明：1.粗加工：去除较大余量，为后续
8、机加工提供较高精度的基准； 2.半精加工：进一步去除余量，提高基准精度；3.精加工：对主要加工面进行精加工；4.磨削：对外圆表面初磨，达到设计要求；零件精度要求较高，应划分阶段进行加工。各面粗车为粗加工阶段，半精车为半精加工阶段，磨削为精加工阶段3.5 主要机加工工序简图：序号 工序名 工序简图 01 锻 模锻,正火热处理05 车 车两端面、钻中心孔710 车 粗车右端外圆15 车 车左端外圆，调质处理820 车 半精车右端各外圆，倒角，切槽25 车 半精车左端外圆，倒角930 车 成形螺纹35 车 成形蜗杆40 磨 成形蜗杆.成形螺纹1045 铣 铣右端方柱50 铣 铣左端方柱1155 磨
9、磨 36，22 外圆. 磨蜗杆60 钳 去毛刺65 检 终检2. 工序尺寸及公差确定22 014.工艺路线 基本尺寸 工序余量（双边） 公差等级 工序尺寸及公差和 Ra锻 27 2.5x2 270.5粗车 24 1.5x2 IT11 24 Ra=12.50.16半精车 22.8 0.6x2 IT9 22.8 Ra=6.3027.精车 22.2 0.3x2 IT8 22.2 Ra=3.2.磨 22 0.1x2 IT7 22 Ra=0.8017.25.设备及工艺装备确定5.1 机床设备的选择：1.在车削中选 CA61402.在磨削中选 M2103.在铣削中选 X52K125.2 工艺装备确定：1.
10、量具：游标卡尺（精度 0.02） 专用卡规2.刀具：90 度外圆车刀 成形车刀 铣刀 3.夹具：三爪卡盘、顶尖 6.切削用量及工时定额确半精车直径为 22 的外圆1.切削用量 查表 5.3-2 得切深 =1mm进给量=0.25mm/r切削速度 （m/min ）vyxpMcfaTCv查表 5.3-55.3-6 得 T=60minm=0.20=291vc=0.15x=0.20vy所以 =164（m/min）vyxpMcfaTC主轴转速 n 有公式 得3180dncn=164x318/48=800r/min 走刀次数为 加工余量/切深=1/1=1 次2.工时定额1.辅助时间 查表 3.3-1 3.3
11、-2 3.3-3 3.3-4 得 1.装夹时间：0.05 min2.卸下时间：0.03 min3.测量时间：0.09 min查表 5.4-1 4.刀架快速引进时间： 0.025 min5.刀架快退时间：0.04 min6.对刀时间：0.02 min辅助总时间 t=0.05+0.03+0.09+0.025+0.04+0.02=0.255min2.机动时间：t=11+5+5/fxn=11+5+5/0.25x800=0.08min13第二部分 第 55 道工序 夹具设计说明书1. 尺寸精度分析工序由图可知，本道工序加工主要保证分度表面粗糙度。该工序在立式铣床上加工。2. 定位方案确定根据该工件的加工
12、要求可知，该道工序必须限制;x 移动，y 移动，y 转动，x 转动，z 移动，共计五个自由度。采用 36 外圆轴线和左端面作为定位基准来保证尺寸 14，可以使定位基准与设计基准重合。二确定定位方案 用一个 V 型块与活动支撑钉限制 X 轴的移动转动、Y 轴的转动和移动。Z 轴的移动， 用压板与工件的接触来限制，X 轴的移动端面与夹具体凸台接触作为辅定位。 所以该方案所用的定位元件限制 X 轴的移动转动、 Y 轴的移动转动， Z 轴的移动。共 5 个自由度，符合此道工序加工的定位要求。确定定位误差（1）尺寸 22 db =0.707x0.014=0.0099 jb=0 dw =jb+db =0.
13、00991/3T 满足要求 故此方案可行。三、绘制总装图14夹具总装图第三部分 第 20 工序 刀具设计说明书1.设计计算步骤 序号项目 数据来源或公式计算 采用值1 刀具类型 来源于刀具课程设计指导书 表2-6 2-7焊接式 90 度强力外圆车刀刀片材料 YT52 刀杆材料 45 钢3 几何角度 表 2-8、2-9s=-10 度 o=20度 o=5 度 o=4度r=90 度 r=12 度 =0.8mm 4断削参数前面型式来源于刀具课程设计指导书表 2-11 2-12 估计 F=1mm/r带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5mo1=-20 度 br1=0.6 qn=9.35 过渡刃 表 2-1
14、3（ap=2.6mm） 直线过渡刃 Kre=45度 b=16 刀片型号 表 2-3A420L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1 e=0.87 车刀外型结构尺寸表 2-1、2-2、2-5 BxH=20x30 L=150 M=8(90 度弯头车刀)8 刀槽型式表 2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20 度-26.3 度Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24Bc=B-Ctg(o+c)j=26.3 度c=6.3 度Hc=24mm15=12-7tg(5+6.3)=10.6L
15、c=L-CCoso/ Cos(o+ c).tgo=20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5=20-7x0.08=19.4Bc=10.6mmLc=19.4mm2.刀具工作草图16第四部分 第 55 工序 量具说明书因为在齿轮轴的加工中 22 IT7 外圆表面公差等级最高，因此设计测017.2量具为：卡规。1.确定被测轴的极限偏差上偏差：es=+0.017 mm下偏差：ei=+0.002 mm2.确定工作量规的制造公差和位置公差值查表 6-1 得精度等级为 IT7，尺寸为 22 的量规公差为 T=0.0024mm，位置要素017.2Z=0.0034mm。322 轴用卡规017.2通规：上
16、偏差= es-Z+T/2=+0.017-0.0034+0.0024/2=+0.0148 mm下偏差= es-Z-T/2=+0.017-0.0034-0.0024/2=+0.0124m磨损极限= es=+0.017 mm止规：上偏差= ei+T=+0.002+0.0024=+0.0044 mm下偏差= ei=+0.002 mm4.绘制公差带图：175.极限量具结构设计18第五部分 毕业设计体会19这次的毕业设计非常重要，如今能顺利的完成，真是感到收获万千！以往的设计只是阶段性的考察，只是对我们学习的一个小阶段的复习。而这次毕业设计包含的更多内容，把我们以往所做设计衔接起来，我感觉是对知识的复习和
17、提高。从工艺分析到基准选择、从毛坯选择到工艺流程的拟订、从零件图到零件毛坯图、从工序卡的制定到工序俯图的选择，以及夹具、刀具和量具的设计与确定，一整套的设计都要完成，在做的过程中要严格要求自己。每道工序都要严格把关，在加工过程中要时刻联系实习生产。我们所设计的夹具、量具、刀具、工艺路线等都要符合实习的生产。因为这是指导生产的规程，这也是将理论与实践相结合好的途径。在设计期间，遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解
18、决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。按照老师的指导，先手工绘制绘制零件图来读懂图，再从专业角度对其进行分析，并且选择确定零件毛坯类型，并查阅资料，选择加工方法，确定加工路线，同时考虑选择工艺装备，经过这一系列的设计过程，让我不仅巩固了对以前所学的专业课程，而且培养了我的分析判断能力，从刀具切削到夹具选择设计再到工艺规程，使我的思想更加活跃，也让我真正认识到一个零件的所有设计、加工过程及其功能，而且考虑问题更加全面，更加细致。通过本次毕业设计，不但使自己的专业知识有所提高，而且对认识事物、看待问题、解决问题的能力也有所提高。这将对我以后的工作有极大的促进作用。第六部分 参考资料20（1） 机械加工工艺设计资料 主编： 张征祥（2） 机械制造工艺学 主编：郑修本（3） 公差配合与技术测量 主编：徐茂功 桂定一（4） 机床夹具设计 主编：张权民（5） 金属切屑原理与刀具 主编：陆剑中 孙家宁（6） 机床夹具设计手册 出版：上海科学出版社（7） 光面量规及技术条件 中华人民共和国第五工业部.部标准
