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1、机械制造技术课程设计机械制造技术课程设计说明书说明书设计题目：设计输出轴零件的机械加工工艺规程及钻设计题目：设计输出轴零件的机械加工工艺规程及钻1020 孔工序的专用夹具孔工序的专用夹具姓姓 名：名： 学学 号：号： 班班 级级: : 机电机电 141141 指导教师指导教师: 河南工学院河南工学院20162016 年年 1111 月月 1111 日日机械制造技术课程设计说明书2目录目录第第 1 章章 零件分析零件分析31.1 零件作用分析零件作用分析.31.2 零件工艺分析零件工艺分析.3第第 2 章章 确定毛坯、画毛坯确定毛坯、画毛坯零件合图零件合图4第第 3 章章 工艺规程设计工艺规程设
2、计63.1 定位基准的选择定位基准的选择63.2 制定工艺路线制定工艺路线.63.3 选择加工设备及刀、夹、量具选择加工设备及刀、夹、量具.93.4 加工工序设计加工工序设计.113.5 时间定额计算时间定额计算.153.6 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡.15第第 4 章章 钻钻 1020 孔工序专用夹具设计孔工序专用夹具设计164.1 工件自由度分析及定位方案的确定工件自由度分析及定位方案的确定164.2 夹紧力的计算夹紧力的计算.164.3 定位误差的计算及定位精度分析定位误差的计算及定位精度分析.164.4 操作说明操作说明.17设计心得体
3、会设计心得体会18参考文献参考文献19机械制造技术课程设计说明书3第第 1 章章 零件分析零件分析1.1 零件作用分析零件作用分析题目所给定的零件为输出轴，如图 1-1 所示，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。1.2 零件工艺分析零件工艺分析从图 1-1 上看，该零件是典型的轴类零件，结构比较简单，其主要加工的面有 55、60、65、75、176 的外圆柱面，50、80、104 的内圆柱表面，10 个 20 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、80 内圆柱表面为 Ra3.2um, 55 外
4、圆柱面、大端端面为 Ra1.6um, 60、75 外圆柱面为 Ra0.8um，其余为 Ra6.3um，要求不高；位置要求较严格，表现在 55 的左端面、80 内孔圆柱面对 75、60外圆轴线的跳动量为 0.04mm, 25 孔的轴线对 80 内孔轴线的位置度为0.05mm,键槽对 55 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。图 1-1 零件图机械制造技术课程设计说明书4第第 2 章章 确定毛坯、画毛坯确定毛
5、坯、画毛坯零件合图零件合图毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。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
6、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。材料为 45 钢，锻造时应安排人工调质处理229HBS。零件图如图 2-1，零件-毛坯图如图 2-2图 2-1 毛坯图机械制造技术课程设计说明书5图 2-2 零件-毛坯图机械制造技术课程设计说明书6第第 3 章章 工艺规程设计工艺规程设计3.1 定位基准的选择定位基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用 55 外圆柱面作为粗基准来加工 176 外圆柱面和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，
7、176 的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。3.2 制定工艺路线制定工艺路线 3.2.1 加工方法的选择加工方法的选择市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况，一般我们按加工顺序来
8、阐述加工方案：加工表面 表面粗糙度 公差/精度等级 加工方法176 外圆柱面 Ra6.3 自由公差 粗车-半精车55 外圆柱表面 Ra1.6 IT6 粗车-半精车-精车60 外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车65 外圆柱面 Ra1.6 IT6 粗车-半精车-精车75 外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车50 内圆柱面 Ra6.3 自由公差 粗铣80 孔 Ra3.2 IT7 钻孔-车孔-铰孔104 孔 Ra6.3 自由公差 钻孔-车孔20 通孔 Ra3.2 IT7 钻孔-铰孔左端 Ra6.3 粗车机械制造技术课程设计说明书7右端面 Ra1.6 粗车-精车键槽 Ra3.2
9、 IT9 粗铣-精铣倒角 Ra6.33.2.2 加工顺序的安排加工顺序的安排一、 工序的安排1、加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工176、55、60、65、75 外圆柱表面。半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做
10、好准备，如 55、60、65、75 外圆柱面，80、20 孔等。精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。2、基面先行原则该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和 55 外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。3、先粗后精即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车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
11、精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。4、先面后孔对该零件应该先加工平面，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，比较容机械制造技术课程设计说明书8易，并能提高孔的加工精度，所以对于 CA6140 车床输出轴来讲先加工 75 外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。二、 工序划分的确定工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产
12、率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。三、热处理工序的安排热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件 CA6140 车床输出轴材料为 45 钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之
13、前，按规范在 840温度中保持 30 分钟释放应力。四、拟定加工工艺路线根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下： 05 备料 锻造毛坯 10 热处理 退火 15 铣 夹 80 圆柱面，铣左右两端端面，使其总长为 244，同时打中心孔 20 车 粗车，半精车左端 55，60，65，75 四个圆柱面及台阶面，留 精车余量 25 车 夹 75 圆柱面，车 180 外圆面，车右端台阶面留精车余量 30 热处理 调质 35 车 夹 75 圆柱面修中心孔。 40 车 夹 176 的圆柱面，精车 55，60，65，75 四个圆柱面及台阶面。45 车 专用夹
14、具，夹 75 圆柱面精车 80 内圆柱面并倒角 50 钻 钻，扩，铰 10*20 的孔 55 磨 夹两端中心孔，磨左端 55，60，65，75 四个圆柱面 60 铣 铣键槽 机械制造技术课程设计说明书965 钻 2*8 的孔 70 去毛刺 75 检验 80 入库五、加工路线的确定确定刀具走刀路线主要是提高生产效率，正确的加工工艺程序，在确定走刀路线时主要考虑以下几个方面：1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度2、应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率3、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量3.3 选择加工设备及刀、夹、量具选择加工设备及刀、夹、量具 3.3.1 加工设备的选择加工设备的选择 工序 20，25 采用 CA6140 普通卧式车床。车床的参数如下：加工最大直径：在床身上 250mm；在刀架上 140mm；加工最大长度 350mm；主轴转速范围 10r/min1400r/min；最大横向行程 650mm；最大回转角度60；进给量 0.8 mm/r1.95mm/r、纵向 0.8mm/r1.95mm/r、横向0.04mm/r0.7
