《金属工艺及机制基础》三级项目.docx
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《金属工艺及机制基础》三级项目
《金属工艺及机制基础》三级项目报告
下压辊轴的加工工艺制定
班级：
机自2班
小组成员：
张浩翔、杨康、孙成安、杨斌、张本超
指导教师：
胡怡于辉
提交时间：
2014-7-10
目录
一、总体分析
1、零件的作用
2、零件的工艺分析
3、毛坯选择的原则
5、生产方法的确定
二、自由锻工艺设计
1、确定锻造变形工艺方案
2、选择设备
3、绘制锻件图
4、确定锻造温度范围
三、切削工艺设计
1、传动下压辊轴的主要表面及其技术要求
2、工艺分析
①主要表面加工方法
②确定定位基面
③热处理工序的安排
④拟定工艺过程
⑤上压辊轴加工工序
四、工艺卡片
五、小结
六、成员感想
七、参考文献
一、总体分析
1、零件的名称：
下压辊轴
2、零件的工艺分析
该下压辊轴为典型回转体构件，轴向尺寸上分布多个台阶，且图样对表面粗糙度，尺寸精度均有严格要求，易联想到需用精车精磨控制尺寸误差及表面粗糙度
3、毛坯选择原则
1）使用性原则
满足零件使用要求：
心部有足够韧度，表面有较高硬度，以获得较好的强度和耐磨性，延长使用寿命。
2）经济性原则
应从降低整体的生产成本考虑把满足使用要求和降低制造成本统一起来。
零件的制造成本包括材料费，能源费，工资和工资附加费，各种折旧费等
3）工艺性和技术性原则
制定生产方案必须与具体生产条件相结合
4，毛坯选择
考虑到该构件为细长轴类构件，横截面最大尺寸相差仅15mm，若用铸件胚料自由锻造成型，工艺难度大，耗时长，制造成本增加。
故我们选择热轧型钢获得胚料，此外，锻造工艺可获得锻造流线，能提高轴的强度。
此轴最大直径为50mm，查询型钢规格表，为获得较大加工余量，选择直径为60mm的圆钢为原料。
5、生产方法的确定
铸造，自由锻，切削加工
二、铸造工艺设计
1、工艺分析
该零件属于轴类件，端面质量要求较高，不允许有铸造缺陷。
2、选择造型方法
零件材料45号钢，小批量生产且结构简单，故选择手工造型。
3、选择浇注位置和分型面
浇注时零件轴线成水平位置，沿轴线水平分型，需采用分模造型。
4、确定加工余量
该件为回转体，基本尺寸取k120mm。
查表2-2取尺寸公差等级为CT13。
查表2-3得加工余量等级MA-J级。
查表2-4得加工余量6.5mm。
k120mm外圆为侧面，按基本尺寸120mm查表2-4得加工余量6.5mm。
5、确定取模斜度
根据表格2-5得取模斜度0°30′（选用金属模样）。
a为1mm。
6、确定线收缩率
对于中碳钢小型铸件查表得，线收缩率取1.6％。
7、确定浇注系统
浇注系统是金属液流入铸型型腔的通道。
8、绘制铸造工艺图
三、自由锻工艺设计
1、确定锻造变形工艺方案
拔长-压肩-锻台阶
2、选择设备
自由锻锤
3、绘制锻件图
5、确定锻造温度范围
确定合理的锻造温度规范，对改善金属的可锻性，对锻件的产量、质量以及坯料和金属的消耗都有直接影响。
查表含碳量0.3％~0.5％的碳素钢始锻温度是1150~1200℃。
终锻温度是750~800℃。
三、切削工艺设计
1、传动上压辊轴的主要表面及其技术要求
2、工艺分析
①主要表面加工方法
由于该轴大部分为回转表面，应以车削为主。
又因主要表面尺寸公差等级较高，表面粗糙度值最小为（Ra3.2μm），应以车削加工为主。
所以加工顺序为：
粗车——调质——半精车——精磨。
②确定定位基面
轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。
因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是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，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。
而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。
轴的两端中心孔要在粗车之前加工好。
③热处理工序的安排
在粗机加工完成后进行热处理——调质，采用850℃加热、油淬得到马氏体组织，然后再525℃回火。
为防止第二类回火脆性，在回火的冷却过程中采用水冷，最终使用状态下的组织为回火索氏体，调质后硬度可达HB220-250。
调质的目的是得到综合机械性能。
④拟定工艺过程
拟定该轴的工艺过程中在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工及热处理要求。
要求不高的外圆在半精车时就可加工到规定尺寸，倒角在半精车时加工。
键槽在半精车后进行划线和铣削，调质处理安排在粗车之后。
调质后一定要修研中心孔，以消除热处理变形和氧化皮，然后精车。
一般还应修研一次中心孔，以提高定位精度。
轴上的螺纹一般有较高的精度，在精车时加工。
四、工艺卡片（见附录）
五、小结
我们的这次三级设计项目结合了《金属工艺及机械制造基础》课堂上的学习和金工实习经验，通过这次设计，我们很好地复习和整理了课本上的复杂的知识，对课程有了更深的了解，而且这也是一次知识与实践结合的过程，更好地锻炼了我们的实践能力。
所以，这次设计对我们影响巨大。
通过此次设计，我们一方面锻炼了自己，同时也认识到了许多不足：
1、通过此次设计过程，我们体会到了，要想把所学知识完善的运用到生产实际中去并不是一件简单的事，能运用金属工艺及其有关课程的知识，结合生产实习中学到的知识，独立的分析和解决工艺问题，是一个合格的机械工程师所必须的。
2、通过此次设计，我们学会了一些简单的材料加工知识，比如，能根据零件的要求选择合适的原料，使其具有合格的强度和韧性，了解了更多的原料用途和其性能、能根据零件的要求选择正确的毛胚制作方法，并且使用一定的热加工工艺使其满足生产要求，学会拟定铸造、锻造设计方案，对热加工有进一步的认识。
3、由于实践能力和经验不足，水平有限，设计过程存在很多缺陷，希望指导老师多加指教。
六、成员感想
在拿到图样的时候，我们都觉得这个零件太复杂了，根本不知道从何入手，以至于迟迟没有开始设计，但是当我们静下心来认真看了一遍书本之后才发现其实也没有想象的那么难。
所以，我觉得做任何事都不能有畏难情绪，只要我们想做，没有什么困难是克服不了的。
——杨康
在完成项目的时候，我深深感受到，一个人的力量是有限的，一个人的想法也总是局限的，此次项单靠我们中的任何一个人恐怕都是不可能完成的。
通过此次实践让我更加认识到了团队合作的重要性。
——张浩翔
我们组内五个人齐心协力，各司其职，高效地按时完成了要求的各项任务。
进一步培养了我们的团队意识，让我们认识到团结互助、合作共赢的重要性。
同时，也加强了我们同学之间的交流，增进了我们之间的友谊。
——孙成安
通过本次三级项目，我们进一步了解了车床、铣床的使用知识，以及各种刀具的使用原则。
同时通过对上压辊轴的工艺流程设计，对课本上的知识有了更新的认识。
——杨斌
我意识到自我的不足之处，比如实际应用能力差，不能有效联系实际等问题，制图水平有待提高等等。
在以后的学习中，我需要理论联系实际，进一步锻炼我们的实际应用能力，提高绘图水平和效率。
——张本超
七、参考文献
《材料成型工艺基础》第二版清华大学出版社
《机械制造工艺基础》第二版清华大学出版社
《画法几何及机械制图》主编贾春玉中国标准
附录1：
下压辊轴工艺卡片
工序号
工种
工序内容
加工简图
设备
1
下料
选择圆柱45号钢型材，Ø60*410
2
锻
拔长
压肩
锻台阶
自由锻造锤
3
热
去应力退火去除锻造应力
4
车
三爪自定心卡盘夹持工件粗车，车端面见平，钻中心孔。
用尾架顶尖顶住，粗车两个个台阶，直径、长度均留余量2mm
车床
5
车
调头，三爪自定心卡盘夹持工件另一端，车端面保证总长399mm，用尾座顶尖顶住中心孔。
粗车另三个台阶，直径、长度余量2mm。
车床
6
热
调质处理HB220~250
7
钳
修研两端中心孔
车床
8
车
卡盘加顶尖装夹，半精车三个台阶，直径余量0.1mm。
倒角一个。
车床
9
车
调头，锥堵装夹，半精车余下一个台阶，直径留余量0.1mm。
倒角一个。
车床
10
钳
划三个键槽
11
铣
加工键槽，铣出两个键槽和一个止动垫圈槽。
键槽铣床或立铣
12
攻螺纹
手工丝锥攻出图样标准孔M10，M12。
满足深度要求。
手工
13
研磨
卡盘加顶尖装夹，精磨三个台阶，满足图样表面粗糙度及尺寸要求。
外圆磨床
14
铰孔
手工
15
验收
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