機(jī)械制造工藝學(xué)實驗報告

1、實踐目的及主要內(nèi)容（1）了解生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)床的類型及其布局；（2）了解生產(chǎn)現(xiàn)場工人使用的工藝文件（主要工序卡）形式；（3）了解生產(chǎn)現(xiàn)場的夾具類型；（4）重點了解一個零件的機(jī)械加工過程（加工路線、加工階段劃分等）及一副夾具 的工作原理；（5）完成實踐報告。二. 實踐時間第八周 第十周 星期五三. 實踐單位簡介 黃石中興氣動機(jī)械有限公司是國內(nèi)領(lǐng)先的全系列氣動馬達(dá)及延伸產(chǎn)品專業(yè)生產(chǎn)廠 家。主要經(jīng)營氣動馬達(dá)、 減速氣動馬達(dá)、氣動啟動器、氣動葫蘆、 潛孔鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)、 幫錨桿鉆機(jī)、氣動絞車、氣動泵、及氣控閥等。公司擁有一支高素質(zhì)、專業(yè)、執(zhí)著的團(tuán) 隊，始終活躍在行業(yè)前列，多年來致力于氣動機(jī)械的研究、開發(fā)、制

2、造，產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu) 緊湊、耐磨、低噪聲等優(yōu)異品質(zhì)；以專業(yè)的態(tài)度、優(yōu)異的品質(zhì)贏得了廣大朋友的信賴與 支持，也贏得了廣闊、穩(wěn)定的市場，用戶遍及國內(nèi)二十多個省市自治區(qū)，并遠(yuǎn)銷韓國、 日本、印度、泰國、巴基斯坦、越南、土耳其等國。為加強(qiáng)企業(yè)發(fā)展后勁， 向高科技型企業(yè)邁進(jìn)， 公司整體搬遷至千畝青翠的青龍山下、 萬頃碧波的磁湖畔，與科研實力雄厚、加工設(shè)備精良、檢測設(shè)備齊全的黃石理工學(xué)院強(qiáng) 強(qiáng)聯(lián)合，合作成立學(xué)、產(chǎn)、研基地，使公司整體實力躍上一個新臺階。公司擁有一支高素質(zhì)、專業(yè)、執(zhí)著的團(tuán)隊，多年來致力于氣動機(jī)械的研究、開發(fā)、 制造，締造了“中興”氣動馬達(dá)卓越的品質(zhì)，以專業(yè)的態(tài)度，優(yōu)異的品質(zhì)贏得了朋友的 信賴與支

3、持， 也贏得了廣闊， 穩(wěn)定的市場。氣動馬達(dá)是公司的專業(yè)根基。 公司有葉片式、 齒輪式、活塞式三大系列氣動馬達(dá)。由氣動馬達(dá)延伸的產(chǎn)品有葉片式、齒輪式、活塞式 減速氣動馬達(dá)、氣動葫蘆、氣動卷揚(yáng)機(jī)、氣動錨桿鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)、氣動隔膜泵九 大類百余種氣動產(chǎn)品。公司可根據(jù)用戶不同功率、轉(zhuǎn)速、安裝空間需要，設(shè)計提供各式 國內(nèi)外專用成套減速氣動馬達(dá)及其配套設(shè)備。 在為礦山、 鋼鐵、金屬冶煉、 石油、化工、 造紙、海洋流體輸送、 水電工程等領(lǐng)域服務(wù)中， 業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新攻堅， 性價比優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)。公司一貫以科技為動力，著力開發(fā)新產(chǎn)品，研究新工藝、新技術(shù)，讓客戶不僅獲得 優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)還可以得到具競爭性的價格。創(chuàng)立“中

4、興”國內(nèi)頂尖品牌是該公司的追 求，公司目標(biāo)是達(dá)到甚至超越國際一流品牌。四. 齒輪軸機(jī)械加工過程分析（一）材料的選擇 該軸包括圓柱、齒輪、鍵槽等表面。軸是組成減速器的重要零件之一，它本身要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，足夠精確的尺寸和較高的表面粗糙度，與軸承配合處的軸頸表面 還有高的硬度，因而材料應(yīng)具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。碳素鋼價格低廉、鍛造工藝性能 好、對載荷較大，較為重要的場合，以 45 號鋼最為常用。為確保使用性能，我們選用 45 鋼作為齒輪軸的材料。（二）毛坯的選擇在選擇毛坯時應(yīng)注意以下因素 :（1）零件材料及其機(jī)械性能（2）零件的形狀和尺寸（3）生產(chǎn)類型（4）具體生產(chǎn)條件（5）充分考慮利用新工

5、藝、新技術(shù)和新材料的可能性 考慮上述因素綜合分析，零件材料為 45 鋼，各臺階直徑相差較大，采用棒料浪費 材料，而且零件在工作中經(jīng)常承受較大的沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件。由于零件為大 量生產(chǎn)，而且零件的輪廓也較簡單，尺寸不大，故采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)率、 保證加工質(zhì)量也是有利的。經(jīng)綜合考慮，選用© 35mmX200mm 45鋼模鍛成型作毛坯。（三）零件的技術(shù)要求為了使材料得到高強(qiáng)度、 高塑性和高韌性的性能， 對齒輪軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理， 選用 IT7 級精度，對于外圓表面粗糙度 ,鍵槽底部粗糙度 ,鍵槽側(cè)面，齒輪精度 IT7 級，齒面粗糙 度，端面表面粗糙度，尺寸精度、位置精度、幾何

6、形狀精度等技術(shù)要求見零件圖紙（四）工藝分析1、零件使用性能分析 從傳動軸的受力分析可知，它受扭轉(zhuǎn) -彎曲復(fù)合作用力，承受中等載荷，工作教平 穩(wěn)，沖擊力小，所以，可以采用 45 鋼，為了改善組織，提高力學(xué)性能，坯料需進(jìn)行正 火熱處理。2、零件技術(shù)條件分析外圓尺寸精度：© 24h7mm© 25h7mm© 20h7mm© 16h7mm© 12h7mm© 10mn， 及M32m的螺紋。外圓形狀位置精度：© 32、© 25、© 20、© 16相對© 12外圓表面質(zhì)量：所有外圓表面質(zhì)量要求，兩鍵槽

7、側(cè)面要求，底部，齒輪齒面。3、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析軸的鍛件強(qiáng)度較高，形狀比較簡單，外輪廓尺寸不大，在©20h7©和12h7兩節(jié)軸上均開有鍵槽，且軸兩端帶有中心孔?？偟膩碚f，軸的結(jié)構(gòu)較規(guī)則，在加工鍵槽和中心 孔時，采用頂尖和三爪卡盤夾緊定位。4. 毛坯選擇的合理性分析在傳遞力矩過程時要承受很強(qiáng)的沖擊力和很大的交變載荷，要求材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性，而且輪廓形狀不復(fù)雜，故采用鍛件適宜。零件尺寸 不大，且為批量生產(chǎn)，故采用模鍛適宜。5. 毛坯余量確定毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，即毛坯的精度越高，貝U零件的機(jī)械加工勞動量 越少，材料消耗越少，可充分提高勞動生

8、產(chǎn)率，降低成本，因而，在確定毛坯時，應(yīng)根 據(jù)機(jī)械加工和毛坯制造兩方面考慮。毛坯余量尺寸©?25mm?20?16mm?12_ 一項目32mmmmmm粗車余量（直徑）111519半精車余量（直徑）2精車余量（直徑）1111磨削余量（直徑）總余量（直徑）310151923（五）機(jī)械加工工藝過程1. 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)是加工中用來使工件在機(jī)床或夾具上定位的所依據(jù)的工件上的點、線、面基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要部分， 基準(zhǔn)選擇的合理與否直接影響零件的加工質(zhì) 量，甚至還有可能造成零件的報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。按工件用作定位的表面狀況 把定位基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)，以及輔助基準(zhǔn)。在起始工序

9、中，只能選用未經(jīng)加工過的 毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面所作的定位基準(zhǔn)稱為精 基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇原則：1）對于同時具有加工表面和不加工表面的零件，當(dāng)必須保證不加工表面與加工表面的 互為位置時，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。如果零件上有多個不加工表面，應(yīng)選擇其中 與加工表面互為位置要求高的表面為粗基準(zhǔn)。2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作組基準(zhǔn)。4）作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5）粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向只允許使用一次。精基準(zhǔn)的選擇原則：1）

10、基準(zhǔn)重合原則2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3) 自為基準(zhǔn)原則4) 互為基準(zhǔn)原則5) 所選擇精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確，裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單適用。綜上因 素，粗車時以外圓和兩側(cè)端面為粗基準(zhǔn)，以兩側(cè)端面中心孔為精基準(zhǔn)定位。2. 表面加工方法的選擇 加工方法的選擇需考慮經(jīng)濟(jì)加工精度、工件材料性質(zhì)、工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、生 產(chǎn)類型和經(jīng)濟(jì)性以及現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)條件等因素， 根據(jù)各表面加工要求和各加工方 法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：尺寸© 25h7mn及© 16h7mm粗車 半精車磨削尺寸© 20h7mn及© 12h7mm粗車半精車銑鍵槽磨削大徑為©

11、; 32mm勺齒輪：滾齒剃齒3. 加工階段的劃分 工件勺加工質(zhì)量要求較高時，都應(yīng)劃分加工階段。一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。粗加工階段是切除大部分加工余量并加工出精基準(zhǔn)，主要是提高生產(chǎn) 率。半精加工階段是為零件主要表面勺精加工做準(zhǔn)備，并完成一些次要表面勺加工，一 般在熱處理前進(jìn)行。 精加工階段從工件上切除較少余量， 所得精度和表面質(zhì)量都比較高。 因此，對齒輪軸勺加工階段劃分為：加工精基準(zhǔn)粗加工主要表面半精加工主要 表面精加工主要表面。4. 加工順序勺安排 一個零件有許多表面需要機(jī)械加工，此外還有熱處理工序和各種輔助工序。各工序勺安排應(yīng)遵循一些原則。機(jī)械加工工序勺安排應(yīng)遵循勺一般原

12、則：(1) 基面先行原則(2) 先粗后精原則(3) 先主后次原則(4) 先面后孔原則 而齒輪軸除了應(yīng)遵循加工順序安排勺一般原則，還應(yīng)注意 :(1) 外圓表面加工順序應(yīng)為，先加工大直徑外圓，然后再加工小直徑外圓，以免一開 始就降低了工件勺剛度。(2) 齒輪軸上勺退刀槽等表面勺加工應(yīng)在外圓精車之后，否則在精車外圓時產(chǎn)生斷續(xù) 切削，影響車削精度，也易損壞刀具。熱處理工序勺安排應(yīng)遵循一般原則：（1）預(yù)備熱處理如退火和正火，通常安排在粗加工之前進(jìn)行，調(diào)質(zhì)安排在粗加工以后 進(jìn)行。（2）最終熱處理通常安排在精加工之后和磨削加工之前，目的是提高材料強(qiáng)度、表面 硬度和耐磨性。常用的熱處理方法有調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬

13、火等。輔助工序的安排 : 輔助工序種類較多，包括檢驗、去毛刺、倒棱、清洗、防銹、去磁及平衡等。檢驗 工序分加工質(zhì)量檢驗和特種檢驗， 是工藝過程中必不可少的工序， 除了工序中的自檢外， 還需在下列場合單獨安排檢驗工序：（1）粗加工后；（2）重要工序前后；（3）轉(zhuǎn)車間前后；（4）全部加工工序完成后。綜上各種原則，齒輪軸的加工工序為：工序 10：下料工序 20：模鍛工序 30：正火工序 40：車端面、打中心孔工序 50：粗車各外圓工序 60：調(diào)質(zhì)處理工序 70:精車外圓？32mr，i ?20mr，i ?16mr，i ?12mr，i 倒角工序 80：銑鍵槽工序 90:磨各外圓工序 100:滾齒工序 1

14、10:剃齒工序 120:去毛刺工序 130:檢驗工序 140:入庫齒輪軸機(jī)械加工工藝過程卡片黃石理工學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號JS99-03共2頁產(chǎn)品名稱零件名稱齒輪軸第1頁材料牌號45毛坯種類鍛造毛坯外形尺寸?35mmiX200mmi每件毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工序 名 稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時準(zhǔn)終單件10下料棒料尺寸？35mmX200mm金工20模鍛鍛造毛坯30熱處理正火處理40車車端面，打中心孔金工CA6136YT1545°右偏刀，中心孔 鉆50車粗車外圓？32mm?25mm?20mm ?16mm ?12mm金工CA6136YT1590&#

15、176; 右偏刀、頂尖， 游標(biāo)卡尺60熱處理金工70車?12mr，i 倒角圓金工CA6136YT1590° 右偏刀、YT1545°右偏刀，頂尖，千分尺80銑銑鍵槽金工X5032直柄鍵槽銑刀、V形塊90磨以兩中心孔定位裝夾工 件，磨各外圓金工MI332BX 1500頂尖、平行砂 輪，千分尺100滾齒滾齒，最大直徑為？32mm金工Y3150K整體齒輪滾 刀（模數(shù)為3, 頭數(shù)2）彈簧夾頭、頂尖110剃齒剃齒金工Y4250剃齒刀黃石理工學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品類型零件圖號JS99-03共2頁產(chǎn)品名稱零件名稱齒輪軸第2頁描 圖120鉗工去毛刺金工銼刀130檢驗檢驗質(zhì)檢室千

16、分尺、游標(biāo)卡尺、描校140入庫涂上防銹油底 圖 號設(shè)計（日審核（日 期）標(biāo)準(zhǔn) 化（日 期）會簽（日 期）_期）裝訂號標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件名簽 字日 期（六）主要機(jī)床1常用機(jī)床介紹1）車床車床是應(yīng)用最廣泛的金屬切削機(jī)床之一，它的加工范圍很廣。車床可以車削外圓、 車端面、切斷和切槽、鉆中心孔、鉆孔、鏜孔、鉸孔、車削各種螺紋、車削內(nèi)外圓錐面、 車削特形面、滾花以及盤繞彈簧等。2）鉆床鉆床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并沿主軸方向進(jìn)給，操作可以是手 動，也可以是機(jī)動。在鉆床上裝上不同的刀具可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、锪凸臺 等。5）銑床銑床是利用銑刀在工件上加工各種

17、表面的機(jī)床，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件或（和）銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。銑床的加工范圍與刨床相近，但比刨床加工范圍廣，因而在很大 程度上取代了刨床。銑刀是一種多齒刀具，銑刀上等每個刀齒是間歇參加工作的，因而 使得刀齒冷卻條件好，刀具耐用度高，有較高等生產(chǎn)率，因此在單件小批和成批大量生 產(chǎn)中，銑削都得到廣泛的應(yīng)用。銑床加工精度一般為IT9-IT7，表面粗糙度Ra值為。6）磨床磨床是為了適應(yīng)工件精密加工而出現(xiàn)的一種機(jī)床，它是精密加工機(jī)床的一種，磨床是用 非金屬的磨具或磨料加工工件各種表面的機(jī)床。通常磨具旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件的旋轉(zhuǎn)與 移動或磨具的移動為進(jìn)給運(yùn)動。通常把使用砂輪加工的機(jī)床稱為磨床，如外圓磨床，平

18、 面磨床，而把用油石、研磨料作為切削工具的機(jī)床稱為精磨機(jī)床。2、機(jī)床的選擇零件的加工精度和生產(chǎn)效率在很大程度上是由機(jī)床的使用性能決定的，在設(shè)計工藝 規(guī)程時，主要是選機(jī)床種類及型號，選項擇時間參照相關(guān)手冊，產(chǎn)品樣品，遵循以下原 則：（1）機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓尺寸相適應(yīng)（2）機(jī)床的精度應(yīng)與上件的精度要求相適應(yīng)；（3）機(jī)床生產(chǎn)類型應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)當(dāng)在車間沒有相適應(yīng)的機(jī)床設(shè)備時，就需要對已有的機(jī)床進(jìn)行設(shè)備的改裝，使其成為專用機(jī)床。在此，應(yīng)根據(jù)具體要加工的零件的要求提出設(shè)計任務(wù)書，包括：一些必要參數(shù)、精度要求，產(chǎn)品要求，產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益等。齒輪軸需經(jīng)過車、鉆、銑、滾齒等工序加工完

19、成。根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備具體安排如下：粗車兩端面，各部分外圓面選用 CA6136普通車床b. 半精車、精車外圓輪廓，鉆、選用 CA6136普通車床、鉆床c. 銑鍵槽選用X5032d. 齒輪加工選用滾齒機(jī)；滾齒機(jī)Y3150K參數(shù)：最大工件直徑X最大模數(shù)（mm滾刀至工作臺最小中心距（ mm工作臺尺寸（mm主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)范圍（轉(zhuǎn)/min）800X1050690945280電機(jī)外形尺寸長X寬X高（mm工作精度主電機(jī)總電容臺數(shù)等級粗糙度Ra73050X960X21505-6-7五.夾具工作原理分析機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位， 以使工件獲得相對于機(jī)床和刀具的正確位置，

20、并把工件可靠地夾緊。合理地選擇夾具， 能夠保證加工精度，提高生產(chǎn)率，減輕上人的勞動強(qiáng)度。1. 通用夾具通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。在通用機(jī) 床上一般都附有通用夾具，如車床上的三爪和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭、銑床上的平 口虎鉗、萬能分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺等；磨床上的磁力工作臺等。這些夾具有很大的通用 性，使用時無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以裝夾不同的工作。通用夾具一般作為機(jī)床附件供 應(yīng)給用戶，在單件小批生產(chǎn)中廣泛用于裝夾定位基準(zhǔn)面比較簡單（如外圓柱面、平面）的 工件。三爪卡盤：適合安裝較短的軸類或盤類工件。四爪卡盤：適合安裝方型、橢圓型 或不規(guī)則形狀的工件，裝夾時必須找正 , 定中心。中心架和跟刀架 ：在車削細(xì)長軸時， 為增加工件剛性防止工件振動采用中心架或跟刀架，作為附加支承。2. 專用夾具專用夾具是專為某一工件的某道工序的加工而設(shè)計制造的夾具。 專用夾具不必考慮 通用性，故可以設(shè)計得結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單、使用方便。但它的設(shè)計制造周期較長，成 本也較高，產(chǎn)品變