《机械制造工艺及夹具设计》
课程设计任务书
1、设计题目：
设计下表选定零件的机械加工工艺规程及指定关键工序的专用机床夹具。
2、设计要求：熟练使用计算机辅助（软件自选），独立完成
（1）毛坯图、零件－毛坯合图各一张（3或4号图）
（2）关键工序机械加工工艺规程卡片一张（4号图）
（3）指定工序夹具装配图一张（2或3号图）
（4）夹具部分零件图1～2张（图幅自定）
（5）设计说明书（一份）
（6）夹具3D效果图一张（4号图）
以上均需输出，以书面交作业，不收软盘。
3、原始资料：
零件图样一张（参见《课程设计指导书及习题》Page52～66）；
生产纲领为6000件/年。
所使用机床等根据需要自选，以通用机床为主。
前言
机械制造工艺学课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解；是在学完了机械制造技术基础的理论课程之后，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
第一章 工艺设计
一． 零件图的分析、研究
根据任务书所提供的设计题目，所设计的题目是输出轴的夹具设计，所提供的输出轴的零件图如下：
(一） 零件性能、用途、工作条件及所在部件中的作用
输出轴主要作用是传递动力和扭矩，把动力源的动力及转矩传递给执行原件
或减速机构。通过 042
.0012.080++φmm 孔与动力源配合起定心作用。用10x 20φmm 孔通过螺栓将动力源的动力传给输出轴，再由023.0003.055++Φmm 处通过键将动力输出。
A 、
B 是两段支承轴颈。该轴接在动力源上，因此处于高速转动状态。
（二）零件材料及其力学性能，选择毛坯种类和制造方法，以及确定切削用量，加工方法
零件材料为45钢。考虑到零件经常承受变载荷，因此需要较好的力学性能，又因为该轴为直径相差较大的阶梯轴，而根据相关的毛皮加工特点应该选用锻件，以保证零件工作可靠。由于零件年产量为6000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，工件形状不算太复杂故可采用普通模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是合理的。
（三）分析零件图上各项技术要求制订的依据，确定主要加工表面和次要表面，
找出关键技术问题
其技术要求是45钢调至处理200HBS，是根据其受力情况及工作条件来制订的。主要加工表面：A.B.C,其中A.B两柱面是两段支承轴有较高的配合要求，C 柱面为输出端与执行原件有高的配合要求。次要加工面：直径为50
∅的
∅，104孔，直径为176
∅的外圆。
（四）分析零件结构的工艺性
该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的圆度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和圆度。否则会影响机器设备的性能和精度。
由于零件的结构不是很复杂，加工时只需设计一个一盘夹具就可准确的定位，但需保持适当的夹紧力。
输出轴由车圆面及圆锥面，钻孔，铣键槽主要工序组成。
二、毛坯制造方式
（一）确定毛坯种类及加工方式
零件材料为45钢。考虑到零件为输出轴经常承受变载荷，因此需要较好的力学性能。与采用铸造相比锻造力学性能更好，因此选择锻造加工。又因为该轴为直径相差较大的阶梯轴，为了减少材料消耗和切削加工量则更适合采用锻件毛坯。由于零件年产量为6000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，工件形状不算太复杂故可采用普通模锻成型。
（二）确定各表面的总余量及余量公差
由所提供的输出轴的零件图可将零件的毛坯设计成两个直径不同的圆柱如下图所示：
由零件图可知小端长度为197，大端为47，小端直径为75，大端为176.粗略估算零件的毛坯的重量约为20kg。采用普通模锻成型制造毛坯。根据机械加工工艺手册（第三章表3.1-56）查得水平方向单边余量为2.0～2.5，取总余量为5.0。同样直径方向单边余量为2.0～2.5，取总余量为5.0。由此得出毛坯的
尺寸如下：
①总长为244+5=249，②大端直径为176+5=181，④小端直径为75+5=80。
三．拟订工艺路线
（一）基面选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得合理与否，将直接影响到所制定的零件加工工艺规程的质量。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
（1） 粗基准的选择。对于这种轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合
理的。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工期表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为基准），以φ176mm 表面作粗基准（三点定位）.
（2） 精基准的选择。主要应该考虑基准重合原则和基准统一原则问题。该
输出轴为轴类零件用两顶尖孔作统一精基准比较合适。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
（二）确定各表面加工方法
⑴由零件图可知55,60,65,75,176∅∅∅∅∅这五个外圆柱面都有偏差要求加工精度要求较高，因此需要外圆磨加工才能保证其加工精度，磨加工前还应半精车、粗车。
⑵80∅为后面20∅孔的基准，因此要求加工精度要求较高，应采用磨孔加工才能得以保证，且需先粗磨一次，磨加工前还应半精车、粗车。
⑶而50,104∅∅两内圆面要求精度较低，可直接用车削达到加工要求。 （三）拟定加工工艺路线
根据工件的形状及精度要求初步拟定加工工艺路线如下： 1、工艺路线方案一
工序Ⅰ：车外圆①0.023+0.00355+∅mm ②0.065+0.04560+∅mm ③0.023+0.00365+∅mm ④0.023
+0.00375+∅mm,倒
角,;
工序Ⅱ：换头车外圆176∅mm ，车圆锥面30116-∅,倒角；
工序Ⅲ：车内圆面①0.042
+0.01280+∅mm ②
50∅mm ③104∅mm ：倒角, 工序Ⅳ: 钻中心孔；
工序Ⅴ：粗铣键槽L50×S16×H5； 工序Ⅵ：精铣键槽L50×S16×H5；
工序Ⅶ：钻、扩、粗铰、精铰10 个-0.019-0.04220∅mm 通孔到图样尺寸，并锪倒角
20× 45；
