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摘 要
工藝過程是指改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。
制訂工藝規(guī)程的程序
1、 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查。
3、 制定毛坯的各類、形狀、尺寸及精度。
4、 擬訂工藝路線（劃分工藝過程的組成、選擇定位基準、選擇零件表面 的加工方法、安排加工順序、選擇機床設備等）。
5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差，選擇工藝裝備，計算時間定額等）。
6、 確定工序的技術(shù)要求及檢驗方法，填寫工藝文件。
1.零件的工藝分析
零件共有六級加工表面，現(xiàn)分述如下：
1. Φ40f7外圓面和其左端面及Φ13f6外圓面。
2. 左20.5退刀槽
3. Φ40f7右端面、Φ13f7外圓面
4. 右端20.5退刀槽，Φ11外圓面長71
5. 長度25表面
6. 滾齒
分析如表：
項目
公差等級
尺寸及偏差mm
粗糙度um
左端Φ13f6外圓面（基準B）
IT6
Φ13f6
0.8
Φ40f7外圓面
IT7
Φ40f7
1.6
右端Φ13 f6外圓面（基準A）
IT6
Φ13f6
0.8
Φ11外圓面
IT9
Φ11
3.2
左端Φ13端面
IT9
11
6.3
右端Φ11端面
IT9
71
6.3
2.機械加工工藝設計
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為45，分析零件可知，采用棒料，棒材一般指橫截面形狀為圓形、方形、六角形、八角形等簡單圖形、長度相對橫截面尺寸來說比較大并且通常都是以直條狀提供的一種材料產(chǎn)品。棒材一般都可進行機械加工。
毛坯工藝．確定毛坯的尺寸公差和加工余量
鑄造類型（砂型）
基本尺寸
毛坯直徑
加工余量
Φ13
13
15
2
Φ40
40
43
3
Φ13
13
15
2
Φ11
11
14
3
2.2基面
定位基準分為粗基準、精基準和輔助基準。
2.2.1? 粗基面的選擇
粗基準選擇應當滿足以下要求：
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。
4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
由上及對主動齒輪軸的分析可知，選用基準面A（即Φ13f6外圓面）作為定位粗基準。
2.2.2? 精基面的選擇
1） 用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。
2） 當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。
3） 當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。
5） 有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準。
由上及零件圖知，選用基準面B（即左端Φ13f6）及基準面A（即右端Φ13f6）作為定位精基準。
3.制訂機械加工工藝路線
生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的準備、運輸和保存，生產(chǎn)的準備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機械的質(zhì)量檢查及其運行試驗、調(diào)試，機械的油漆與包裝等。
工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。機械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程，稱為直接生產(chǎn)過程，是生產(chǎn)過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過程，如生產(chǎn)準備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生
????由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由若干個順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。
1. 工序
??工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。
??工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定
3.1表面加工方法的確定
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》P20、P21頁表1.4-6、表1.4-8，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
主動齒輪軸零件各表面加工方案
加工項目
尺寸公差等級
粗糙度
加工方案
備注
左端Φ13f6
IT6
0.8
粗車——半精車——精車
表1.4-6
Φ40f7
IT7
1.6
粗車——半精車——精車
表1.4-6
右端Φ13f6
IT6
0.8
粗車——半精車——精車
表1.4-6
Φ11
IT9
3.2
粗車——半精車
表1.4-6
左端Φ13f6端面
IT9
6.3
車
表1.4-8
Φ11端面
IT9
6.3
車
表1.4-8
3.2工序順序的安排
機械加工工序
（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——曲柄左端面和右端面。
（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面
（4）遵循“先面后孔”原則，先加工曲柄端面，再加工孔，確定工藝路。
3.3確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了主動齒輪軸的工藝路線。
工序號
工序名稱
機床裝備
刀具
量具
01
棒料
02
調(diào)質(zhì)220～240HBS
03
粗車、半精車Φ40f7外圓面和其左端面及Φ13f6外圓面
車床
車刀
游標卡尺
04
車左端20.5退刀槽
車床
車刀
游標卡尺
05
粗車、半精車Φ40f7右端面、Φ13f7外圓面
車床
車刀
游標卡尺
06
車右端20.5退刀槽，Φ11外圓面長71
車床
車刀
游標卡尺
07
銑面長度25
銑床
銑刀
塞規(guī).卡尺
08
滾齒
滾齒機
滾刀
游標卡尺
09
精車Φ13f6外圓面及其端面（基準B）
車床
車刀
游標卡尺
10
精車Φ13f6外圓面（基準A）
車床
車刀
游標卡尺
11
車Φ11端面
車床
車刀
游標卡尺
12
去毛刺
13
檢驗至圖紙要求
14
入庫
加工設備和工藝設備
1 機床的選擇：采用CA6140臥式車床、X51立式銑床。
2 選擇夾具：主動齒輪軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
3 選擇刀具：在車床上加工的各工序，采用高速車刀即可保證加工質(zhì)量。
4選擇量具：采用游標卡尺。
4.機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
4.1 工序01：材料
4.2 工序02：調(diào)質(zhì)220～240HBS
4.3 工序03：粗車、半精車Φ40f7外圓面和其左端面及Φ13f6外圓面
工件材料：45 δb=220MPa 棒料
加工要求：粗車、半精車Φ40f7外圓面和其左端面及Φ13f6外圓面
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計算切削用量
1)=1.0mm
2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm,<3mm,以及工件直徑為13時，f =0.2~0.6mm/r
按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.4mm/r
3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=58.6(m/min)
4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1436r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與1436r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1400r/min及1500r/min。現(xiàn)選取=1400r/min。
所以實際切削速度v=57.1r/min/。
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
L=13mm , =1.0mm, =0, =0
tm===0.121(min)
4.4 工序04：車左端20.5退刀槽
工件材料：45 δb=220MPa 棒料
加工要求：車左端20.5退刀槽
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計算切削用量
1)=0.5mm
2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm,<3mm,以及工件直徑為13時，f =0.2~0.6mm/r
按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.4mm/r
3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=58.6(m/min)
4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1436r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與1436r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1400r/min及1500r/min。現(xiàn)選取=1400r/min。
所以實際切削速度v=57.1r/min/。
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
L=2mm , =0.5mm, =0, =0
tm===0.004(min)
4.5 工序05：粗車、半精車Φ40f7右端面、Φ13f7外圓面
工件材料：45 δb=220MPa 棒料
加工要求：粗車、半精車Φ40f7右端面、Φ13f7外圓面
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計算切削用量
1)=1.0mm
2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm,<3mm,以及工件直徑為13時，f =0.2~0.6mm/r
按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.4mm/r
3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=58.6(m/min)
4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1436r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與1436r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1400r/min及1500r/min?，F(xiàn)選取=1400r/min。
所以實際切削速度v=57.1r/min/。
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
L=131mm , =1.0mm, =0, =0
tm===0.471(min)
4.6 工序06：車右端20.5退刀槽，Φ11外圓面長71
工件材料：45 δb=220MPa 棒料
加工要求：車右端20.5退刀槽，Φ11外圓面長71
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計算切削用量
1)=1.0mm
2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm,<3mm,以及工件直徑為13時，f =0.2~0.6mm/r
按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.4mm/r
3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=58.6(m/min)
4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1436r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與1436r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1400r/min及1500r/min?，F(xiàn)選取=1400r/min。
所以實際切削速度v=57.1r/min/。
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
L=71mm , =1.0mm, =0, =0
tm===0.129(min)
4.7 工序07：銑面長度25
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?200
當＝1200r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
4.8 工序08：滾齒
（1）加工條件：
工件材料：45
加工要求：滾齒
機床：滾齒機Y3180H
刀具：采用滾刀
量具：游標卡尺
（2）計算滾削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=5.63mm，粗糙度為Ra3.2
根據(jù)表4.2-49，Y3180H，加工齒輪模數(shù)m=2.5,齒形角a=20°、齒數(shù)14、齒距極限偏差0.014，主軸轉(zhuǎn)速n=63~318r/min,取n=100r/min;f=0.1~1.13mm/r,取f=0.25mm/r
L===18.26mm
T===9.864min
4.9 工序09：精車Φ13f6外圓面及其端面（基準B）
工件材料：45 δb=220MPa 棒料
加工要求：精車Φ13f6外圓面及其端面（基準B）
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計算切削用量
1)=0.1mm
2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm,<1mm,以及工件直徑為13時，f =0.1~0.3mm/r
按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.2mm/r
3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=58.6(m/min)
4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1436r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與1436r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1400r/min及1500r/min?，F(xiàn)選取=1400r/min。
所以實際切削速度v=57.1r/min/。
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
L=13mm , =0.1mm, =6.5, =0
tm===0.070(min)
4.10 工序10：精車Φ13f6外圓面（基準A）
工件材料：45 δb=220MPa 棒料
加工要求：精車Φ13f6外圓面（基準A）
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計算切削用量
1)=0.1mm
2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm,<3mm,以及工件直徑為13時，f =0.1~0.3mm/r
按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.2mm/r
3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=58.6(m/min)
4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1436r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與1436r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1400r/min及1500r/min。現(xiàn)選取=1400r/min。
所以實際切削速度v=57.1r/min/。
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
L=60mm , =0.1mm, =0, =0
tm===0.215(min)
4.11 工序11：車Φ11端面
1） 車削深度，選擇ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s
則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(5.5+2.0)/(4750.16)=0.099min。
4.12 工序12：去毛刺
4.13 工序13：檢驗至圖紙要求
4.14 工序14：入庫
5.心得體會
為期兩周的機械制造工藝學設計即將結(jié)束了，兩周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這兩周的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和資料，為我們的設計打下了好的基礎(chǔ)。
設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們設計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
最后，衷心的感謝老師的精心指導和悉心幫助，使我順利的完成此次設計。謝謝?。。。?
參考文獻
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