机械制造工艺学
课程设计
设计题目：输出轴机械加工工艺规程制定及钻孔专用夹具设计
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起止日期
设计计算说明书
设计题目：输出轴机械加工工艺规程制定及钻孔专用夹具设计
说明：此表一式叁份，学生、指导教师、二级学院各一份。
年月日
目录
前言1
一.零件的工艺分析及生产类型的确定1
1.技术要求分析1
2.零件的工艺分析1
二.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2
1.选择毛坯2
2.毛坯尺寸的确定2
三.选择加工方法，制定加工艺路线3
1.定位基准的选择3
2.加工方法的选择3
四.工序设计5
1.选择加工设备与工艺装备5
2.选用夹具5
3.选用刀具5
4.选择量具5
5.确定工序尺寸6
五.确定切削用量及基本工时8
1.切削用量8
2.基本时间15
六.夹具设计15
1.确定定位方式，选择定位元件15
2.确定导向装置16
3.切削力和夹紧力的计算16
4.确定工件夹紧方案，设计夹紧机构16
5.确定夹具总体结构和尺寸17
6.夹具使用说明17
七.结论18
八.参考文献18
输出轴加工工艺及钻床夹具设计
摘要：机械制造业的发展对世界经济起着非常重要的作用，而机械加工工艺的编制是机械制造技术的重要组成部分和关键工作。本文论述的是输出轴的加工工艺和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。
前言
机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。
本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。
一.零件的工艺分析及生产类型的确定
1.技术要求分析
题目所给定的零件车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。
2.零件的工艺分析
从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到200HBW，保
持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
二.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
1.选择毛坯
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻。
2.毛坯尺寸的确定
毛坯<锻件）图是根据产品零件设计的，经查《机械加工工艺手册》《金属机械加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量<或查表得到>。铸件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按5-13确定。结果为：外圆角半径：
；内圆角半径：。按表5-11，外模锻斜度，内模锻斜度。下图为本零件的毛坯图
毛坯图
三.选择加工方法，制定加工艺路线
1.定位基准的选择
本零件为带孔的轴类零件，孔是其设计基准<亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选回转轴线为定位基准，即遵守“基准重合”的
原则。具体而言，即选孔及一端面作为精基准。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。
2.加工方法的选择
⑴回转体表面面的加工：面的加工方法有很多，本零件主要是加工外圆面和端面。φ55、φ60外圆面的加工精度采用7级精度可以满足要求，故可采取粗车-半精车-精车的加工方式。φ65、φ75外圆面的加工精度要采用6级精度才能达到要求，故采用粗车-半精车-粗磨-精磨的加工方式。
⑵孔的加工：孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。对于内孔采取在车床上镗孔的方式。原因是结构紧凑，重量不大，适用于车削加工。
通孔10×φ20采用在车床上镗孔的方式，斜孔2×φ8在钻床床钻孔。
⑶键槽的加工：零件上的键槽在铣床上铣。其公差等级为IT7，两侧的粗糙度为Ra3.2μm，槽底面的粗糙度为Ra6.3μm。可采用粗铣-精铣的加工方式。
⑷两端面的加工：端面的加工在铣床上进行，其公差等级为IT7，粗糙度的
要求分别为Ra25μm，Ra,12.5μm。
3.制定工艺路线
制定工艺路线是制定工艺规程最重要的工作，也体现了工艺师工艺水平的重要方面。其原则是，在保证零件的几何形状、尺寸精度、表面质量的前提下，尽可能提高生产率，降低成本，取得好的经济效益。
工艺路线的确定：
⑴基准先行原则该零件加工时应该先φ55端面为粗基准加工φ176外圆面及其端面，再以φ176为基准加工φ55端面及其外圆面。
⑵先粗后精原则先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精加工。
⑶先面后孔原则对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度。
⑷先主后次原则先加工主要表面，后加工次要表面。这里的主要表面是指基准面，主要工作面。次要表面是指键槽、内孔等其他表面。次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求。因此，在主要表面达到一定的精度之后，再以主要表面定位加工次要表面。
工艺路线安排如下：⒈工序05备料、模锻。⒉工序10用三爪卡盘定位φ55回转体表面，粗车φ176外圆和粗铣φ176端面。⒊工序15用三爪卡盘定位φ176回转体表面,并且粗铣φ55端面和粗车φ55、φ60、φ65、φ75的回转体表面。
⒋工序20 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，半精车φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆。
⒌工序25 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，粗磨φ65、φ75的外圆表面。
⒍工序30 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，粗车、半精车过度锥面。
⒎工序35 以轴的回转轴线为基准，粗镗内孔φ50、φ80、φ104。
⒏工序40 以轴的回转轴线为基准，半精镗内孔φ50、φ80、φ104。
⒐工序45 以φ80孔的中心线为基准，钻、扩、铰孔10×φ20。
⒑工序50 钻斜孔2×φ8。
⒒工序55 以轴的回转轴线为基准，粗铣键槽。
⒓工序60 热处理：调质处理硬度为200-230HBW。
⒔工序65 精车φ65、φ75的外圆及锥面。
⒕工序70 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，精磨φ65、φ75的外圆表面。
⒖工序75 以轴的回转轴线为基准，精铣键槽，用三爪卡盘定位φ55回转体表面，精铣φ176端面；用三爪卡盘定位φ176回转体表面, 精铣φ55端面。
⒗工序80 去毛刺、清洗、检验。
四.工序设计
1.选择加工设备与工艺装备
选择机床根据工序选择机床
选择加工设备及选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方式，机床的类型也随之确定。至于机床的型号，取决于现场的设备情况。最终选择的机床，其经济精度应与零件表面的设计要求相适应，初步选定的机床如下：
工序10、15、60、80中进行的操作分别是粗铣φ176端面、铣φ55端面、粗铣键槽、精铣键槽，精铣φ176端面，精铣φ55端面，用的设备是X53T立式铣床。
工序50中钻、扩、铰孔10×φ20，工序55中钻斜孔2×φ8，选用Z3025摇臂钻床。
其余工序如加工端面和外圆，都可以在CA6140卧式车床进行。
2.选用夹具
本零件除铣销，钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前车销工序用三爪自定心卡盘和心轴。
3.选用刀具
由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。粗车外圆柱面：90°半精车，精车外圆柱面：前角为90°的车刀。钻头：高速钢刀具，直径为φ30；直径为φ18；扩孔钻：直径为φ19.8；铰刀：直径为φ20。镗刀，刀杆长度为200.B×H＝16×25。
4.选择量具
本零件属大批大量生产，一般配情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考参考文献[4]》相关资料，选择如下：读数值0.02、测量范围0～150游标卡尺，读数值0.01、测量范围0～150游标卡尺。读数值0.01、测量范围50～125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的外径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的内径百分表。
5.确定工序尺寸
确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量<毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：
⑴外圆柱面φ176轴段加工余量计算
⑵外圆柱面φ55轴段加工余量计算
⑶φ60
轴段加工余量计算
⑷φ65轴段加工余量计算
⑸φ75轴段加工余量计算
⑹φ104内孔加工余量计算
⑺φ80内孔加工余量计算
⑻φ50内孔加工余量计算
五.确定切削用量及基本工时
切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。确定顺序是确定、，
再确定。本说明书选取工序1粗车外圆为例确定其切削用量及基本时间。
1.切削用量
本工序为粗车。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。
确定外圆的切削用量。
所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀，根据表5-112，由于CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-133，
选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角，后角、主偏角
、,副偏角、刃倾角、刀尖圆弧半径。
⑴确定背吃刀量由于粗车双边余量为2.5mm，则＝2.25mm。
⑵确定进给量 f 根据表5-114，在粗车钢件、刀杆尺寸为、
、工件直径为时，。按CA6140机床的进给
量选择。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。
根据表5-55，CA6140机床进给机构允许的进给力。
根据表5-123，当钢材、、，， (预计>时，进给力。
的修正系数为，，,故实际进给力为F
f
，由于，所选的可用。
⑶选择车刀磨钝标准及耐用度根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度。
⑷确定切削速度v 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，
，时，切削速度。
切削速度的修正系数为，，，，
表2-9。则有：
切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项，确定方法是先确定背吃刀量、进给量，最后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在选择切削用量时，考虑的侧重点也不同。
粗加工时，一般优先选用尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具的耐用度情况选择合适的切削速度。
精加工时，一般选择小得背吃刀量和进给量，从而尽可能的提高切削速度。
⑴粗车φ55＋0.028－0.003外圆的切削用量
本工序为粗车外圆φ55，机床采用最常用的CA6140卧式车床。
已知：加工材料：4５钢，，锻件，有外皮；
工件尺寸：坯件D=60㎜，车削后D=57.5㎜，加工长度㎜；
加工要求：车削后表面粗糙度 6.3μm。
根据《机械加工工艺手册》表 7-4
选用的刀具为YT5牌号硬质合金车刀，选择的参数为：
主偏角，副偏角，后角，前角，刃倾角，刀尖圆弧半径。
选择切削用量：
确定背吃刀量a
p
由于粗加工的余量为2.5mm,可以再一次走刀内完成，故a
=2.5/2=1.25mm。
p
确定进给量f
由于零件本次加工的加工余量小，根据《机械加工工艺手册》表 1.1-47及《机
械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.51mm/r 。选择车刀磨钝标准和耐用度
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，后刀面最大磨损限度取1.1mm,刀具的耐用度为T=60 Min 。 确定切削速度v 和工作台每分钟进给量V f 本零件的材料为45钢，
，a p =1.25mm ，f=0.51mm/r ，根据《机械制造工
艺学课程设计指导书》表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min,得修正系数K Tv =1.0；根据工件材料的强度，得修正系数K Mv =1.0；根据毛坯状态得修正系数K sv =0.8；刀具的材料为YT5，得修正系数为：K tv =0.65。此处为车削，得修正系数K Kv =1.0；得修正系数为主偏角为60o 得修正系数为K KrV =0.92。 所以，K Tv =1.0，K Mv =1.0，K sv =0.8 ，K tv =0.65，K Kv =1.0，K KrV =0.92 切削速度的公式为V=C v /(T m ×a p Xv ×f yv >
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43，取数值： C v =291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。
V=C v /(T m ×a p Xv ×f yv >×K Tv ×K Mv ×K sv ×K tv ×K Kv ×K KrV 所以带入数据后可算得V=67.92 m/min
转速n=1000V/πd=1000×67.92/π×60=360.32 r/min
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择320 r/min ，则实际切削速度为V=πdn/1000=π×60×320/1000=60.32 m/min
检验机床功率
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-45,查得切削力Fz 和切削功率Pm 的计算公式如下：
F z =C Fz ×a p xFz ×f yFz ×V nFz ×K Fz (N> Pm= FzV/60×1000 式中，C Fz =2650,x Fz =1.0, y Fz =0.75，n Fz ,=-0.15，K Fz =K TFz ×K MFz ×K KrFz ×K r.Fz ， 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数K TFz = 1.0；与工件材料有关的系数K MFz =1.0；与主偏角有关的修正系数K KrFz =0.94；与前角有关的修正系数K r.Fz =1.10。因此总的修正系数为 K Fz =K TFz ×K MFz ×K KrFz ×K r.Fz =1.034 所以,切削力为 F z =2650×1.251.0×0.510.75×60.32-0.15×1.034=1118.5 N 切削功率为 Pm =1118.5×60.32/60×1000KW =1.124 KW 根据《机械加工工艺手册》，查得CA1640卧式车床主动机功率P E =7.5 KW ，因为 Pm＜P E ,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为： a p =1.25mm； f=0.51mm/r V=60.32 m/min ⑵半精车φ55＋0.028－0.003外圆的切削用量 本工序为半精车外圆φ55，原来的直径为57.5㎜，车削后D=56㎜机床采用最常用的CA6140卧式车床。 根据《机械加工工艺手册》表 7-4 选用的刀具为YT15牌号硬质合金车刀，选择的参数为： 主偏角Kr=45o,副偏角K, r=10o,前角γ。=10o，刃倾角λs=-5o，后角α。=6o， 车刀刀尖圆弧半径r ε =0.6mm。 选择切削用量： 确定背吃刀量a p 由于粗加工的余量为1.5mm,可以再一次走刀内完成，故a p =1.5/2=0.75mm。 确定进给量f 由于零件本次加工的加工余量小，根据《机械加工工艺手册》表 1.1-47及《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.30mm/r。 选择车刀磨钝标准和耐用度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，后刀面最大磨损限度取0.8mm,刀具的耐用度为T=60 Min。 确定切削速度v和工作台每分钟进给量V f 本零件的材料为45钢，，a p =0.75mm，f=0.30mm/r，根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min,得 修正系数K Tv =1.0；根据工件材料的强度，得修正系数K Mv =1.0；根据毛坯状态得修正系数K sv =1.0；刀具的材料为YT15，得修正系数为：K tv =1.0。此处为车削，得修正系数K Kv =1.0；得修正系数为主偏角为45o 得修正系数为K KrV =1.0。 所以，K Tv =1.0，K Mv =1.0，K sv =1.0 ，K tv =1.0，K Kv =1.0，K KrV =1.0 切削速度的公式为V=C v /(T m ×a p Xv ×f yv > 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43，取数值： C v =291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。 V=C v /(T m ×a p Xv ×f yv >×K Tv ×K Mv ×K sv ×K tv ×K Kv ×K KrV 所以带入数据后可算得V=170.43 m/min 转速n=1000V/πd=1000×170.43/π×57.5=943.47 r/min 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择710r/min ，则实际切削速度为V=πdn/1000=π×57.5×710/1000=128.26 m/min 检验机床功率 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-45,查得切削力Fz 和切削功率Pm 的计算公式如下： F z =C Fz ×a p xFz ×f yFz ×V nFz ×K Fz (N> Pm= FzV/60×1000 式中，C Fz =2650,x Fz =1.0, y Fz =0.75，n Fz ,=-0.15，K Fz =K TFz ×K MFz ×K KrFz ×K r.Fz ， 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数K TFz = 1.0；与工件材料有关的系数K MFz =1.0；与主偏角有关的修正系数K KrFz =1.0；与前角有关的修正系数K r.Fz =1.04。因此总的修正系数为 K Fz =K TFz ×K MFz ×K KrFz ×K r.Fz =1.04 所以,切削力为 F z =2650×0.751.0×0.300.75×128.26-0.15×1.04=291.88 N 切削功率为 Pm =291.88×128.26/60×1000 KW =0.624 KW 根据《机械加工工艺手册》，查得CA1640卧式车床主动机功率P E =7.5 KW ，因为 Pm ＜P E ,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为： a p =0.75mm ； f=0.30mm/r V=128.26 m/min ⑶精车φ55＋0.028－0.003外圆的切削用量 本工序为半精车外圆φ55，原来的直径为56㎜，车削后D=55㎜，机床采用最常用的CA6140卧式车床。根据《机械加工工艺手册》表 7-4 选用的刀具为YT30牌号硬质合金车刀，选择的参数为： 主偏角Kr=30o ,副偏角K, r=5o ,前角γ。=10o ，刃倾角λs=0o ，后角α。=6o ，车刀刀尖圆弧半径r ε=0.4mm 。选择切削用量： 确定背吃刀量a p 由于粗加工的余量为1.0mm,故a p =1.0/2=0.5mm 。 确定进给量f 由于零件本次加工的加工余量小，根据《机械加工工艺手册》表 1.1-47及《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.08 mm/r 。选择车刀磨钝标准和耐用度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，后刀面最大磨损限度取0.5mm,刀具的耐用度为T=60 Min 。 确定切削速度v 和工作台每分钟进给量V f 本零件的材料为45钢， ，a p =0.50mm ，f=0.08mm/r ，根据《机械制造工 艺学课程设计指导书》表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min,得修正系数K Tv =1.0；根据工件材料的强度，得修正系数K Mv =1.0；根据毛坯状态得修正系数K sv =1.0；刀具的材料为YT30，得修正系数为：K tv =1.4。此处为车削，得修正系数K Kv =1.0；得修正系数为主偏角为30o 得修正系数为K KrV =1.13。 所以，K Tv =1.0，K Mv =1.0，K sv =1.0 ，K tv =1.4，K Kv =1.0，K KrV =1.13 切削速度的公式为V=C v /(T m ×a p Xv ×f yv > 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43，取数值： C v =291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。 V=C v /(T m×a p Xv×f yv>×K Tv ×K Mv ×K sv ×K tv ×K Kv ×K KrV 所以带入数据后可算得V=560.66 m/min 转速n=1000V/πd=1000×560.66/π×56=3186.85 r/min 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择1400 r/min，则实际切削速度为 V=πdn/1000=π×56×1400/1000=246.3 m/min 检验机床功率 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的计算公式如下： F z =C Fz×a p xFz×f yFz×V nFz×K Fz (N> Pm= FzV/60×1000 式中，C Fz=2650,x Fz =1.0, y Fz =0.75，n Fz ,=-0.15，K Fz =K TFz ×K MFz ×K KrFz ×K r.Fz ， 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数 K TFz = 1.0；与工件材料有关的系数K MFz =1.0；与主偏角有关的修正系数K KrFz =1.13； 与前角有关的修正系数K r.Fz =1.08。因此总的修正系数为 K Fz =K TFz ×K MFz ×K KrFz ×K r.Fz =1.2204 所以,切削力为 F z =2650×0.51.0×0.080.75×246.3-0.15×1.2204=106.2 N 切削功率为 Pm =106.2×246.3/60×1000 KW =0.0.436 KW 根据《机械加工工艺手册》，查得CA1640卧式车床主动机功率P E =7.5 KW ，因为 Pm＜P E ,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为： a p =0.5mm； f=0.08mm/r V=246.3 m/min ⑷粗车φ60+0.065 -0.045外圆的切削用量 按CA6140机床的转速选择,则实际切削速度。 最后确定切削用量为： 目录 第一章计算生产纲领，确定生产类型 (1) 1.1 计算生产纲领 (1) 1.2 确定生产类型 (1) 第二章审查零件的工艺性 (1) 2.1 零件的作用 (1) 2.2 零件的工艺分析 (1) 第三章选择毛坯件 (2) 第四章工艺过程设计 (2) 4.1 定为基准的选择 (2) 4.2 零件表面加工方法的选择 (2) 4.3 制定工艺路线 (3) 第五章确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 (5) 5.1 确定机械加工余量 (5) 5.2 确定毛坯尺寸 (6) 5.3设计毛坯图 (6) 第六章工序设计 (7) 6.1 选择加工设备和工艺装备 (7) 6.2 确定工序尺寸 (10) 第七章确定切削用量及基本时间 (11) 第八章结论 (18) 第九章参考文献 (19) 第一章．计算生产纲领，确定生产类型。 1.1 计算生产纲领 该产品年产量为10000台，每台中该零件为一件。该零件生产备品率为10%，废品率为1%。 则生产纲领： ()()()()11110 + ? ? + QH N件/年 ? a =b + = % 1 1 % 10 1 1= 1 10000 + 1 由（表1-1）可知该零件应该为大批量生产。 1.2 确定生产类型 由于该产品为轻型机械，该零件年产量为11110件，根据表（1.1-2）机械产品类型与生产纲领的关系，可确定该零件的生产类型为大批生产。 第二章审查零件的工艺性 2.1 零件的作用 该轴是芯轴，轴上的键槽用于周向定位，轴端的螺孔用于轴上零件的轴向定位。 2.2 零件的工艺分析 该轴零件图样的试图正确、完整。尺寸、公差及技术要求齐全。两个Φ30±0.0065外圆面的轴线为设计基准，要求表面粗糙度Ra1.6μm，其它个加工表面均以此基准有圆跳动度要求，各加工表面加工并不困难。 第三章选择毛坯件 该零件所选材料为45钢，形状简单，轮廓尺寸小，在工作过程中传递扭矩，承受交变和冲击载荷。毛坯采用锻造件，以保证零件工作可靠。由于零件为大批量生产，而且尺寸变化不大，故采用模锻以提高生产效率。因此，毛坯形状可以与零件 输出轴(C A6140车床)设计说明书 精品文档 北华航天工业学院 《机械制造专业方向课程综合设计》课程设计报告 报告题目：机械制造专业方向课程综合设计 作者所在系部：机械工程系 作者所在专业：机械设计制造及其自动化 作者所在班级： B09111 作者姓名：符嗣星 指导教师姓名：王秋林 完成时间： 2012年12月 精品文档 摘要 这次设计的是CA6140车床输出轴2*Φ8斜孔，包括被加工工件的零件图、工件的毛坯图、夹具装配图、夹具体图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。输出轴作为动力装置的主要零件，工艺工装的设计与改良直接影响着其质量与性能。 本文首先介绍了输出轴的作用和工艺分析.然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定钻孔的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 本次课程设计主要是应用机械制造技术，是一次深入的综合性的总复习。通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。 目录 精品文档 1零件的工艺分析及生产类型的确定 (1) 1.1零件的用途 (1) 1.2零件的工艺性 (1) 1.2.1分析、审查产品的零件图和装配图 (1) 1.2.2零件的结构工艺性分析 (2) 1.3确定零件的生产类型 (2) 2确定毛胚、绘制毛胚简图 (2) 2.1选择毛胚 (2) 2.2确定毛胚的机械加工余量和尺寸公差 (3) 2.2.1毛胚的机械加工余量 (3) 2.2.2毛胚的尺寸公差 (3) 2.2.3加工余量、工序尺寸和工差的确定 (4) 2.2.3绘制零件毛坯简图 (5) 3拟定零件的工艺路线 (5) 3.1定位基准的选择 (5) 3.1.1精基准的选择 (5) 3.1.2粗基准的选择 (6) 3.2表面加工方法的确定 (6) 3.3工序的安排 (7) 3.3.1加工阶段的划分 (7) 3.3.2基面先行原则............... 错误!未定义书签。 3.3.3先粗后精 (8) 3.3.4先面后孔 (8) 3.4工序顺序的安排 (8) 3.4.1机械加工工序 (8) 3.4.2热处理工序 (9) 3.5确定工艺路线 (9) 3.6选择加工设备及刀、夹、量具 (10) 4 零件加工设计 (10) 毕业设计说明书手轮机械加工工艺规程 目录 第一部分工艺设计说明书 (3) 第二部分工序夹具设计说明书 (15) 第三部分工序刀具设计说明书 (17) 第四部分工序量具设计说明书 (19) 第五部分毕业设计体会 (20) 第六部分参考资料 (21) 第一部分工艺设计说明书 一、零件图工艺性分析 1、零件结构功用分析 横进给手轮是进给机构中用来传递动力的一个零件，其主要加工的是与手轮轴进行配合的孔，还有与中间体进行连接的端面和外圆。 2、零件技术条件分析 由于毛坯是铸件，因此加工前需要进行时效处理， 3、零件结构工艺性分析 零件图样中的视图、尺寸、公差和技术要求都选择的很合理，材料选择HT150，结构工艺性良好。 尺寸精度：φ8H9，φ8H9都是H7的精度等级，要求较高， 表面粗糙度：其中φ8的表面粗糙度为0.8um需要精铰才能达到，φ130的端面、外圆表面粗糙度为 1.6um需要精车，其它各孔和面均为3.2um、6.8um等。 热处理：对于铸件在加工前需要进行时效处理以便消除内应力 二、毛坯选择 1、毛坯类型 由材料可确定毛坯为铸件，其零件所要求的力学性能不高，且内腔形状复杂外形尺寸较大，又属于中批量生产，所以毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》查的铸件的公差等级采用CT10级 2、毛坯余量确定 由于此零件为中批量生产，再根据《金属机械加工工艺人员手册》可查得它各表面的加工余量。 底面：基本尺寸为130，加工余量等级为MA-G，查表可得其单侧加工余量为8mm 侧面：基本尺寸为100，双侧加工时单侧加工余量为3.5mm 顶面：基本尺寸为130，它的加工余量等级比底面和侧面低一级，查得它的单侧加工余量为5mm 孔：孔的加工余量等级与顶面的相同，所以可查得它的单侧加工余量为3mm 根据铸件的基本尺寸和公差等级查出铸件的尺寸公差，确定出它的毛坯尺寸。 3、毛坯－零件合图草图 三、机加工工艺路线确定 1、加工方法分析确定 要按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则来确定。 主要表面的加工方法： φ130的环形面和φ130的圆柱端面与外圆公差等级按IT18级算，表面粗糙度为1.6um，需要进行粗车，半精车，精车（成形车刀） φ51的内孔表面粗糙度为3.2um，粗扩，精扩。 φ8H7，表面粗糙度为1.6um，精度等级较高需要钻，精铰。 φ8H7，表面粗糙度为0.8um，钻，扩，粗铰，精铰。 φ18x9的台阶孔要钻孔和锪孔可达到。 φ28的台阶面，φ108的环形孔和φ70的台阶孔都需要粗车，半精车，精车。 3、加工顺序的安排 工序01 .：铸造 工序03. ：热处理 工序05 ：以φ130mm外圆端面定位，粗车φ130端面外圆，粗车φ28mm的台阶面、粗车φ70m的台阶孔。 工序07：以粗车后的φ130mm外圆及端面定位，粗车φ130端面外圆、粗车φ108环形槽，粗镗孔φ51mm 工序09：检验 工序11：以粗车后的φ130mm外圆及端面定位，半精车φ130端面外圆，半精车φ28mm的台阶面、半精车φ70mm的台阶孔。 工序13：以半精车后的φ130mm外圆及端面定位，半精车φ130mm外圆端面， 工序17：以φ130底面定位，钻φ8H7，同时扩和粗铰φ8H7的孔 制定机械加工工艺规程的步骤和方法 工艺规程是生产工人操作的依据 ,在加工过程中操 作 者要不折不扣地按照工艺规程进行生产。随着新技术、新设 备的不断出现 ,作为指导生产活动的工艺规程也必须与时俱 进,不断创新 ,不断完善。笔者就如何制定机械加工工艺规程 的步骤谈一下浅显的看法。 、机械加工工艺规程在生产过程中的作用 1. 工艺规程是指导生产的最基本、最主要的技术文件 应及时向有关人员反映 ,经该工艺规程的主管工艺人员更改 并经批准后才能执行 ,不能按照自己的想法随意更改。 件的工艺过程是一个整体 ,对过程中任何工序的更改都要从 整体的观点去分析。 2. 工艺规程是进行生产准备和生产管理的依据 工艺规程是由产品设计到加工制造的桥梁。为了把零件 的设计图样变成产品 ,必须在物资方面以及生产管理方面做 系列的准备工作。 3. 工艺规程是新厂建设和旧厂改造的重要技术资料 在执行过程中 ,如果发现工艺规程有错误或有好的建议 个零 在建设新厂或在老厂的基础上为某种新产品的投产扩 建车间时,工艺规程可以提供生产需要的机床和其他设备的 种类、规格、数量、各类设备的布局、建筑面积、生产工人的工种、数量以及必须具备的技术等级等数据。 、制定工艺规程所依据的技术资料 制定工艺规程的工作是从研究零件图及其技术条件开 始的。工艺人员在制定工艺规程时,首先要确定其内容,将这 些内容划分成工序,进而为各工序选择适当的设备,并根据零 件图和规定的生产纲领决定取得毛坯的方法。由此可见,制定 工艺规程应当具备以下主要技术资料。 1.产品零件图及有关部件图或总装图 产品零件图和与之相应的技术条件是规定对所制零件 要求的唯一文件,是零件制成后进行检验和验收的唯一依据。 因此,产品零件图应当正确而完善。工艺人员在为制定工艺规程而研究产品零件图时,其主要目的是认真领会零件图的各 项技术要求,并采取相应的对策以确保产品质量。 2.生产纲领 生产纲领是指在一定的时间内应当出产的产品数量。有 支架的机械加工工艺规程编制和专用夹具设计 作者：陈野 摘要：随着机械制造业的不断发展，社会对生产率的要求也越来越高，因此，大批量生产成为时代的需求，而组合机床就可以满足这一需求，我们有必要来研究他。另外，支架是主要起支撑作用的构架，承受较大的力，也有定位作用，使零件之间保持正确的位置。因此支架加工质量直接影响零件加工的精度性能，我们有必要对其进行研究。 机械制造毕业设计涉及的内容比较多，它是基础课、技术基础课以及专业课的综合，是学完机械制造技术基础（含机床夹具设计）和全部专业课，并进行了实训的基础上进行的，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年大学生活中占有重要的地位。 本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论，并结合生产实践中学到的技能知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件（支架）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 关键字：机械制造；毕业设计；零件； 一、 对零件进行工艺分析并画零件图 1.1 支架的作用及结构特点 支架是起支撑作用的构架，承受较大的力，也具有定位作用，使零件之间保持正确 的位置。 在支架高20mm 处两个R12mm 宽12mm 的凸出部位之间相隔2mm ，其中一个上有螺纹孔， 另一个上有通孔，则此处构造比较复杂，且在支架高36mm 处有2mm 宽的一个缺口，这两部分刚度比较低。中间有Ф30mm 的孔，属于套类结构，伸出部分为一平台，上有螺纹盲孔，在端部有倾斜60°的凸出部分，起定位作用，此处应力教集中，强度要好。在平台下面有增强其硬度的肋板。两个R12mm 凸出，2mm 宽36mm 高处缺口及R10mm 凸出部分为复杂结构，其加工存在一定的难度，要求较高，防止其损坏，需要对其进行必要的热处理。 1.2 零件的工艺分析 主要加工表面Ф30mm 中心孔及两端倒角，上、下端面，M6↓12螺纹盲孔，右端部倾斜60°凸出部分中间孔Ф8mm ，左端两个凸出部分外侧面及其中间M10螺纹孔和Ф11孔。 (1)选用灰铸铁HT150，硬度150～200HB ，负荷低，磨损无关重要，变形很小，经过正火处理。灰铸铁件的牌号和应用范围如表1-1所示。 （2）未标注圆角半径为R3mm 。 （3）加工表面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷，并应清理清洁。 （4）所有加工表面应光洁，不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物。 （5）上下表面应与中心孔轴线保持一定的垂直度0.06mm 和平面度0.05mm ，中心孔内表面表面粗糙度Ra ≤1.6μm ，左端两个凸出部分外表面Ra ≤6.3μm ，右端部倾斜60°凸出部分中间孔内表面Ra ≤1.6μm ，为较高精度，且Φ8015 .00 。 （6）在加工之前进行人工时效热处理，对毛坯预备性热处理，为降低零件硬度，在精加 第7章 机械加工工艺规程 习 题 7-1 T 形螺杆如图7-1所示。其工艺过程如下，请分出工序、安装、工位、工步及走刀。 ⑴ 在锯床上切断下料Φ35×125； ⑵ 在车床上夹一头车端面，打顶尖孔； ⑶ 用尾架后顶尖顶住工件后，车Φ30外圆及T20外圆（第一刀车至Φ24，第二刀车至 Φ20），车螺纹，倒角； ⑷ 在车床上车Φ18外圆及端面； ⑸ 在卧式铣床上用两把铣刀同时铣Φ18圆柱上的宽15的两个平面，将工件回转90°（利 用转台），铣另两个面，这样作出四方头。 图7-1 7-2 如图7-2所示套筒零件，加工表面A 时要求保证尺寸10+0.10mm ，若在铣床上采用静调整 法加工时以左端端面定位，试标注此工序的工序尺寸。 7-3 如图7-3所示定位套零件，在大批量生产时制定该零件的工艺过程是：先以工件的右端 端面及外圆定位加工左端端面、外圆及凸肩，保持尺寸5±0.05mm 及将来车右端端面时的加工余量 1.5mm ，然后再以已加工好的左端端面及外圆定位加工右端端面、外圆、凸肩及内孔，保持尺寸60－0.25 mm 。试标注这两道工序的工序尺寸。 图7-2 图7-3 2?45? 7-4 如图7-4所示为一锻造或铸造的轴套，通常是孔的加工余量较大，外圆的加工余量较小， 试选择粗、精基准。 7-5 试提出成批生产如图7-5所示零件的机械加工工艺过程（从工序到工步），并指出各工 序的定位基准。 7-6 图7-6所示的轴类零件，在卧式铣床上，采用调整法且用两把铣刀组合在一起同时加工 两个槽。当此工序以大端端面为轴向定位基准时，根据零件图，重新标注工序尺寸A 。 图 7-4 图 7-5 机械制造工艺学 课程设计说明书设计题目：设计带螺纹衬套零件的机械加工工艺规程 设计者：王震 指导教师：闻全意、陈集、徐长顺 齐齐哈尔大学机械工程学院机械系 机械064班 2009年12月14日 机械制造工艺学课程设计任务书 适用专业：机械设计制造及其自动化 设计题目：设计带螺纹衬套零件的机械加工工艺规程 一、设计前提：中批生产 二、设计内容： 1.零件图 1张 2.课程设计说明书 1份 3.机械加工工艺规程 1套 三、课程设计工作计划 第一周周一、二：绘制零件图 第一周周三、四、五：撰写课程设计说明书草稿 第二周周一、二：修订并完成课程设计说明书 第二周周三、四：制定机械加工工艺规程 第二周周五: 答辩 四、相关教材及参考书目： 1.《机械制造工艺学》，王启平主编，哈尔滨工业大学出版社 2．《机械制造工艺学课程设计手册》、《机械制造工艺学设计手册》、《机械加工工艺手册》、《机械加工工艺人员手册》等 指导教师签字: 系主任签字： 年 月 日 序言 机械制造工艺学课程设计是在我们进行了生产实习、学习完大学的全部基础课程及机械制造工艺学之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有重要地位。 我希望能通过本次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析的能力、解决问题的能力。就本次课程设计来说，会熟练地运用机械制造工艺学课程中的基本理论，以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧及合理安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。另外，还要学会使用手册及图表资料。 由于本人能力有限，设计尚有不足之处，希望各位老师给予指教。 一、 零件的分析 一） 零件的作用 , 分为普通型和锁紧型两种，是有高精度菱形截面的不锈钢丝精确加工而成的一种弹簧装内外螺纹同心体，锁紧型是在普通型的基础上增加一圈或几圈锁紧圈。钢丝螺套镶入铝、镁合金、铸铁、塑料等低强度工程材料的螺纹孔中，能形成标准的M ，MJ 螺纹！具有连接强度高、抗震、抗冲击、和耐磨勋的功能，并能分散应力保护基体螺纹 钢丝螺套还可以在原机体上的螺纹脱口或乱呀时，作为修复手段，不需要加大螺丝尺寸！能快速有效的修复到原始状态，而不至造成整个机体报废，修复快速经济。 零件的技术要求 带螺纹衬套的主要表面是内孔的梯形螺纹和外圆表面，直径为42mm φ和直径为0.110.19430mm φ--的外圆表面，采用过渡配合与压板相配合。直径为0.0770.06426mm φ+ +的外圆表面与羊眼螺钉和手轮相配合，其表面粗糙度均为 3.2a R =。 前言 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术课程以及大部分专业课之后进行的。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关绘图软件的一次深入的综合性复习，也是使我们综合运用所学过的基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。 就我个人而言，希望通过这次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下一个良好的基础。 一、零件的分析 1.1零件的作用 题目所给定的零件是一输出轴，其主要作用:一是传递转矩，主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一；二是工作过程中承受较大的冲击载荷和扭矩，故选用45钢作为毛坯的材料，并对工件进行调质处理使其硬度达到217～255HBS，以增强耐磨性和抗扭强度；三是支传动零部件。 1.2零件的工艺分析 从零件图上看，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件，轴向最大尺寸为244mm，径向最大尺寸为Φ176mm。零件的主要加工面有Φ55、Φ60、Φ65、Φ75、Φ176五段外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔组成。粗糙度方面表现在键槽两侧面、10个φ20的通孔内表面﹑φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端 面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在φ55的外圆柱面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 二、工艺规程的设计 2.1 确定毛坯的制造形式 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，该零件材料为45钢，考虑到零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选择锻件。 根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻多用于中小批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高，可以锻造形状复杂的毛坯。本零件生产批量为大批量，所以综上所叙选择模锻。 2.2基准选择 本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”的原则 (1) 精基准的选择 以φ55外圆以及其端面为精基准。 (2) 粗基准的选择 轴类零件机械加工工艺规程设计 零件图七 摘要 本设计所选的题目是有关轴类零件的设计与加工，通过设计编程，最终用数控机床加工出零件，数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，它是运用数控原理，数控工艺，数控编程，制图软件和数控机床实际操作等专业知识对零件进行设计，是对所学专业知识的一次全面训练。熟悉设计的过程有利于对加工与编程的具体掌握，通过设计会使我们学会相关学科的基本理论，基本知识，进行综合的运用，同时还会对本专业有较完善的系统的认识，从而达到巩固，扩大，深化知识的目的。 此次设计也是我们走出校园之前学校对我们的最后一次全面的检验以及提高我们的素质和能力。毕业设计和完成毕业论文也是我们获得毕业资格的必要条件。 设计是以实践为主，理论与实践相结合的，通过对零件的分析与加工工艺的设计，提高我们对零件图的分析能力和设计能力。达到一个毕业生应有的能力，使我们在学校所学的各项知识得以巩固，以更好的面对今后的各种挑战。 此次设计主要是围绕设计零件图七的加工工艺及操作加工零件来展开的，我们在现有的条件下保证质量，加工精度及以及生产的经济成本来完成，对我们来说具有一定的挑战性。其主要内容有：分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备，确定加工方案及装夹方案，刀具选择，切削用量的选择与计算，数据处理，对刀点和换刀点的确定，加工程序的编辑，加工时的实际操作，加工后的检验工作。撰写参考文献，组织附录等等。 关键词 加工工艺、工序、工步、切削用量：切削速度（m/min）、切削深度（mm）、进给量（mm/n、mm/r）。 目录 摘要 (2) Abstract (3) 引言 (4) 第一章零件的分析 (5) 零件的作用 (5) 零件的工艺分析 (5) 第二章确定毛坯，画毛坯图 (6) ) 第三章工艺规程设计 (8) 定位基准的选择 (8) 制定工艺路线 (8) 选择加工设备及刀，夹，量具 (9) 加工工序设计 (9) 第四章夹具设计 (11) 夹具设计方案 (11) 夹具设计 (12) 、 结论 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16) ~ 一、摘要 现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为相关企业生存和发展的必要条件。动力装置行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，这一行业呈现了新的发展趋势，由此对其动力装置的质量、性能产生了新的变化。输出轴作为动力装置的主要零件，工艺工装的设计与改良直接影响着其质量与性能。 本文首先介绍了输出轴的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后对第70道工序和第80道工序进行了夹具设计。 — 关键词：工艺分析工艺规程设计夹具设计 & . Abstract The modern machine-finishing profession is having the profound constitutive change, the craft work clothes design and the Improvement has become the correlation enterprise survival and the development essential condition. The power unit profession takes a tradition but the rich vigor profession, in the recent several years has obtained the development which progresses by leaps and bounds. In the new economical time, this profession has presented the recent development tendency, from this to its power unit quality; the performance has had the new change. The output shaft took the power unit the major parts, the craft work clothes design and the improvement directly is affecting its quality and the performance. This article first introduced the output shaft function and the craft analysis, next the definite semi finished materials size, then has carried on the technological process design, finally has carried on the jig design to the 70th working procedure and the 80th working procedure. Key words technical analyze the technical rules plan modular design [ 轴类零件机械加工工艺规程制定 发表时间：2013-12-03T10:54:32.420Z 来源：《赤子》2013年10月下总第292期供稿作者：江灵智[导读] 对一些适用于特殊场合、对其加工条件及方式存在多种限制的零部件，可对其进行此操作 江灵智 （浙江申林汽车部件有限公司，浙江温岭 317507） 摘要：在机械运动装置传递运动形式中，轴类零件是不可或缺的部件之一。各传动件不仅通过轴类零件传递扭矩带动运动，另外也通过其承受载荷。轴类零件的加工质量决定着它在机械运动中的性能，本文就轴类加工工艺规程予以讨论，以求获得更为完善的产品，提高其利用率，延长使用寿命。 关键词：轴类零件；加工工艺；规程 中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1671-6035（2013）10-0000-01 轴类零件是机械装置中的典型零件之一。它不仅是传动零部件的载体，还具有扭矩和运动形式传送的作用，实现机械装置间连续运动。轴类零件根据外形的差异，有直轴、曲轴和软轴之分，这里讨论的主要以直轴为主。其包括有光轴、阶梯轴等。由于轴类零件在机械传动中至关重要，其精度、表面粗糙度等需符合使用标准，因而其加工工艺流程必须经过严格的工艺规程。无论是加工光轴、阶梯轴或是空心轴等其他轴类零件，其加工工艺基本上是一致的，针对不同的结构，只需要在细节上做些处理。 一、毛坯及材料的选择 加工轴类零件之前，首先应该挑选使用哪种材料的毛坯。毛坯是否选取适当，将决定后期加工难度和工作量。轴类毛坯根据轴类现场使用场合、加工制造分类、加工预期成本、现有加工车床的限制等而定，一般常使用棒料、锻件等，棒料适用于阶梯不太明显趋近于光轴的轴类零件，相反地，若是外圆间变化较大的阶梯轴或是起到关键作用的轴类，通常是选取锻件毛坯。另在选择毛坯时，优先选择外形形状和大小贴近于制造零件的毛坯，这样可减少零件加工所需的冗余工作，提高生产效率，同时也降低了生产成本。毛坯材料的选择需根据实际使用中轴类零件工作而定，如其支承的传动件的重量，其传递的扭矩等。因而，在选择毛坯材料时，其抗变形能力、抗弯曲能力、耐磨度等是重要参数，并需经过不同的热处理来强化这些参数。[1] 二、定位及装夹方式的确定 待选定使用哪种毛坯后，需通过定位和装夹装置标记最优的加工点。基准表面及装夹方式的确定，决定着零件经过车削后其大小和切削位置与理论上的偏移程度。在选择参考平面用作基准时，主要有粗基准和精基准类型，根据零件各位置不同功能而定的误差范围值，选取合适的基准。一般粗基准使用可加工范围广、表面平滑、较为重要的未加工表面；优先使用已加工处理的表面作为精基准的参考面，尤其是其他未进行修改的面都能以此为准的表面。在一些情况下，也可采用互为基准和自为基准等方式确定基准面。[2] 毛坯零件的装夹方式根据待加工零件的形状而定，针对矩形的零件，使用合适的平口钳夹住固定；针对圆状零件，使用三爪卡盘压在铣床床面上；针对特殊形状的零件，可制作专用的铣床夹具。 三、加工工艺分析 轴类零件加工遵循的原则与其他加工类似，切削工艺安排严格按照“先攻基准、先粗后精、先主后次、先面后孔”的原则执行。使用数控车床车削误差变化范围较小的零件时，起始位置点选择为轴的最右端。 1.首先分析零件样图。 零件图样中给出的一些使用参数，以及表面粗糙度、平行度、同心度等数值要求，是我们在作加工工艺的指导依据。 2.加工路线的拟定。 对零件图分析后，可确定零件的定位基准。根据加工工序中“基准先行”的规则要求，在设计中作为基准使用的外围面需优先进行，方便其他表面的加工。此加工可采用外圆车削的方式，包括有粗车、半粗车、精车等阶段；其次，根据“先主后次”的原则，优先处理尺寸接近于理想状态约束较多的零件外围部分。而轴上的矩形键槽、花型键槽及螺孔等在外围表面加工到某个精度后执行；再次，当零件要求钻孔时，需先加工端面，然后再钻孔，这样就可确保一些情况下指定的同心度、平行度等条件，提高孔的加工精度。 四、工艺过程 确定了轴类零件的主要基准面和实施方案，待毛坯正确地装上和固定时，其操作流程可开始执行。轴类零件常用的加工方法为车削和磨削。前者适用于粗加工场合，相反地，后者则在精加工上占有优势。零件成型历时三种时期，即预加工处理、半精加工处理、精加工处理时期，若是对零件的尺寸等有更严格限制，可再加上光整加工工序。[3] 1.毛坯的预加工。 在选择毛坯时，其与成品是有差别的，通过粗加工切除毛坯上的多余存量，使得毛坯的形状和大小接近于成品，为后续加工提供便利，节约生产成本。预加工主要包括有对毛坯的校正，主要针对毛坯在各种条件下产生的变形弯曲等情况；另有当使用棒料时，应切除毛坯与实际成品相比的多余部分；当一些零件需要钻孔时，需先切端面然后钻孔；若是使用锻件或是尺寸较大的铸件，还需拉荒处理，除去其表面的氧化层，减少加工余量。 2.轴类零件的半精加工。 半精加工方案实施在粗加工之后，进一步缩小与理论上的差距，使成品更接近于要求。在使用半精方式加工前，需添加一道工序，即对零件实行调质，改变物理结构，进而改善其抗弯曲和抗变形能力。 3.精加工。 零件经过半精加工后还会存在较小范围的误差，此时需要通过精加工处理零件，以符合零件图样中的指标。同样地，在进行精加工前，其物理结构也需改变，对零件的一些部分需进行加热升温处理；并通过对外圆表面和一些锥面进行精磨，以确保主轴中最重要表面的精度要求。精加工一般选择使用磨具，其对零件的切除操作影响甚微，可实现趋近与理想状态下的成品。 4.光整加工。 对一些适用于特殊场合、对其加工条件及方式存在多种限制的零部件，可对其进行此操作。 课程设计说明书 课程名称：机械制造工艺学 题目名称：输出轴加工工艺及夹具设计 班级：20 级专业班 姓名： 学号： 指导教师： 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20 年月日 目录 1引言 (2) 1.1 课题设计的目的和意义 (2) 1.2 课题背景知识 (3) 1.2.1 零件的作用 (3) 1.2.2 机械制造工艺相关知识 (3) 2.1 零件的工艺性分析及生产类型确定 (8) 2.1.1 零件的作用 (8) 2.1.2 零件的工艺分析 (9) 2.1.3 确定零件的生产类型 (10) 2.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图 (10) 2.2.1 选择毛坯种类 (10) 2.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工余量 (11) 2.2.3 绘制毛坯图 (12) 2.3 选择加工方法，拟定工艺路线 (12) 2.3.1 定位基准的选择 (12) 2.3.2 零件表面加工方法的选择 (13) 2.3.3 加工阶段的划分 (13) 2.3.4 工序的集中与分散 (14) 2.3.5 工序顺序的安排 (14) 2.3.6 确定工艺路线 (14) 2.3.7 加工设备及工艺装备选择 (15) 2.3.8 工序间余量和工序尺寸的确定 (16) 2.3.9 切削用量及基本时间定额的确定 (19) 3. 专用夹具设计 (35) 3.1 明确设计要求、收集设计资料 (35) 3.2 确定夹具结构方案 (36) 3.2.1 确定定位方式，选择定位元件 (36) 3.2.2 确定导向装置 (36) 3.2.3 确定工件夹紧方案，设计夹紧机构 (36) 3.2.4 确定夹具总体结构和尺寸 (37) 3.2.5 夹具使用说明 (39) 总结 (39) 参考文献 (40) 致谢...................................................... 错误！未定义书签。英文摘要 (41) 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目：十字轴零件的机械加工工艺规程及典型夹具设计（年度生产纲领为8000件） 机械制造工艺学课程设计任务书 题目：十字轴零件的机械加工工艺规程 及典型夹具设计（年产量为8000件） 内容： 1.零件图1张4# 2.毛坯图1张4# 3.机械加工工艺过程综合卡片1张4# 4.夹具装配图1张2# 5.夹具零件图1张1# 6.课程设计说明书1份 摘要 这次设计的是十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设计，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它位于车床变速机构中，主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。 一、零件的工艺分析 零件的材料为20GrMoTi，需要模锻，模锻性能优良，工艺较复杂，但尺寸精确，加工余量少，为此以下是十字轴需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、四处Φ25外圆及四个Φ8、Φ4的内孔、 2、右端面Φ50×60°内孔及M8丝孔。 3、Φ25外圆的同轴度为0.007，位置度为Φ0.02，两端的对称度均为0.05. 由上面分析可知，可以先上四爪卡盘粗车，然后上弯板采用专用夹具压紧、找正进行加工，并且保证形位公差精度要求。并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 二.机械加工工艺设计 1、确定生产类型 已知此十字轴零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是083Kg/个，查参考书可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主。 2、确定毛坯 零件材料为20GrMnTi，考虑到零件在工作过程中承受经常性的交变载荷，因此选用锻件，从而使金属纤维尽量不被切断，保证零件 第10章机械加工工艺规程 10.1 工艺过程 10.1.1 生产过程与工艺过程 (1) 生产过程 生产过程是指把原材料（半成品）转变为成品的全过程。机械产品的生产过程，一般包括：①生产与技术的准备,如工艺设计和专用工艺装备的设计和制造、生产计划的编制，生产资料的准备；②毛坯的制造，如铸造、锻造、冲压等；③零件的加工，如切削加工、热处理、表面处理等；④产品的装配，如总装，部装、调试检验和油漆等；⑤生产的服务，如原材料、外购件和工具的供应、运输、保管等。 机械产品的生产过程一般比较复杂，目前很多产品往往不是在一个工厂单独生产，而是由许多专业工厂共同完成的。例如：飞机制造工厂就需要用到许多其他工厂的产品（如发动机、电器设备、仪表等），相互协作共同完成一架飞机的生产过程。因此，生产过程即可以指整台机器的制造过程，也可以是某一零部件的制造过程。 (2) 工艺过程 工艺过程是指在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。如毛坯的制造，机械加工、热处理、装配等均为工艺过程。在工艺过程中，若用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺过程，称为机械加工工艺过程。同样，将加工好的零件装配成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。 机械加工工艺过程和装配工艺过程是机械制造工艺学研究的两项主要容。 10.1.2 机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀，毛坯就是依次通过这些工序的加工而变成为成品的。 (1) 工序 工序是指一个或一组工人，在一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。区分工序的主要依据，是工作地点（或设备）是否变动和完成的那部分工艺容是否连续。如图4.1所示的零件，孔1需要进行钻孔和铰孔，如果一批工件中，每个工件都是在一台机床上依次地先钻孔，而后铰孔，则钻孔和铰孔就构成一个工序。如果将整批工件都是先进行钻孔，然后整批工件再进行铰孔，这样钻孔和铰孔就分成两个工序了。 工序不仅是组成工艺过程的基本单元，也是制订工时定额，配备工人，安排作业和进行质量检验的依据。 通常把仅列出主要工序名称的简略工艺过程称为工艺路线。 (2) 安装与工位 工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置(定位)，然后再夹紧的过程称为装夹。工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工艺容称为安装。在一道工序中可以有一个或多个安装。工件加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹就多一次装夹误差，而且增加了辅助时间。因此生产中常用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处于不同的位置加工。为完成—定的工序容，一次装夹工件后，工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位 课程设计说明书 题目名称： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 目录 一.零件的工艺分析及生产类型的确定 (3) 1技术要求分析 (3) 2零件的工艺分析 (3) 3轴类零件的装夹 (3) 二.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (3) 1选择毛坯 (3) 2毛坯尺寸的确定 (4) ..4 三·选择加工方法，制定加工艺路线…………………………………………………………． 1定位基准的选择 (5) 2零件表面加工方法的选择 (5) 3制定艺路线 (5) 四.工序设计 (6) 1选择机床根据工序选择机床 (6) 2选用夹具 (7) 3选用刀具 (7) 4确定工序尺寸 (6) 五.夹具设计 (9) 1定位方案 (9) 2分度设计 (9) 3定位误差分析 (9) 输出轴加工工艺及夹具设计 学生： 指导老师： 一·零件的工艺分析及生产类型的确定 1技术要求分析 题目所给定的零件输出轴，其主要作用：一是传递转矩，使主轴获得旋转 的动力；二是工作过程中承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，淬火时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。由于是大批量生产，故采用模锻。 2零件的工艺分析 结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级； 粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高； 位置要求较严格表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm； 热处理方面需要调质处理，到200HBS，保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 3轴类零件的装夹 轴类零件的加工通常采用三爪卡盘，三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹误差，其定心精度约为0.05—0.10mm左右。由于零件较长，常采用一夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另一端用尾座顶尖支撑，这样就克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，可采用中心架作中间辅助支撑，适用于半精加工和精加工。 二·选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 1选择毛坯 轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴（如曲轴），在质量允许下采用锻件。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均与分布，可获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，所以除光轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷轧棒料，一般比较重要的轴大部分都采用锻件，这样既可以改善力学性能，又能节约材料，减少机械加工量。 根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻多用于中小批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高，可以锻造形状复杂的毛坯。本零件生产批量为大批量，所以综上所． 叙选择模锻。 2毛坯尺寸的确定 毛坯（锻件）图是根据产品零件设计的，经查《机械加工工艺手册》《金属机械加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量。结??53?R?，内模锻。外模锻斜度；内圆角半径：果为：外圆角半径：2?r??7?。下图为本零件的毛坯图图斜度1 三·选择加工方法，制定加工艺路线 1定位基准的选择 本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避 第一章机械加工工艺规程的制定习题答案 一、填空题 1、生产过程包括：技术准备过程、生产过程、辅助生产过程、生产服务四过程。在生产过程中与机械加工有关的过程称为机械加工工艺过程，其文件固定形式称为机械加工工艺规程。 2、零件的机械加工工艺过程由若干个工序所组成；在每一个工序中可以包含一个或几个工步；又可以包含一个或几个安装，在每一个安装中可以包含一个或几个工位，每一个工位可能包含一个或几个工作行程。工序是依据工作地点是否变化和工作过程是否连续 来划分的。 3、获得尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸法和自动控制法。 4、机械加工中常用的毛坯有：铸件、锻件、型材、焊接件、冷冲压件毛坯和其它形式的毛坯。 5、根据基础基准的应用场合和作用不同，基准可分为：设计基准和工艺基准两大类。而工艺基准又可分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 6、精基准的选择原则有：基准重合原则、基准统一原则、作为定位基准应保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便、互为基准原则、自为基准原则。 7、在机械加工中，零件的加工阶段通常有：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段四个加工阶段。 8、机械加工中的预备热处理方法有：退火、正火、调质和时效处理四种。 9、机械加工中的最终热处理方法有：淬火、渗碳淬火和氮化处理三种。 10、在安排机械加工顺序时，一般应遵循的有：“先粗后精” 原则、“先主后次” 原则、“先基面后其它”原则和“先面后孔”的原则。 11、加工余量可分为工序余量和总加工余量。 12、标注工序尺寸公差时，一般毛坯尺寸公差采用双向对称标注；最后一道工序标注设计尺寸公差；而中间工序的工序尺寸公差一般按“入体”原则标注；即对包容表面（孔），其基本尺寸是最小工序尺寸，公差表现为上偏差；对被包容表面（轴），其基本尺寸是最大工序尺寸，公差表现为下偏差。 13、尺寸链由环组成，根据其性质不同可以将尺寸环分为组成环对封闭环；而根据组成环对封闭环的影响情况不同，又可以将组成环分为增环和减环。 14、确定加工余量的方法有：经验估计法、查表修正法和分析计算法三种，工序尺寸的确定除与设计尺寸、加工余量有关外，还与基准确定、转化有关，其解算方法有极值法和概率法两种。 15、在机械加工中，缩短基本时间的工艺措施有：提高切削用量、缩短切削行程和采用高生产率的加工方法等措施。 16、工艺成本是指生产成本中与工艺过程直接有关的那一部分成本，一般分为：可变费用和不变费用两种。 二、问答题轴零件的机械加工工艺规程制定
输出轴(CA6140车床)设计说明书知识分享
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第7章%20机械加工工艺规程[1]
设计带螺纹衬套零件的机械加工工艺规程(doc 13页)
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