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1、零件的加工工艺设计与实施课程设计系别专业班级学生姓名指导教师完成日期 2010 年 4 月 29 日、八冃U言随着我国改革开放深入的发展，全国的机械制造业发展迅速，特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。数控技术是-种集机、电、液、光、计算机、自动控制技术为一体的知识密集型技术，它是制造业实现现 代化、柔性化、集成化生产的基础，同时也是提高产品质量，提高生产率必不可少的物质手段。它广泛应用于机械制造及自动化领域，较好地解决了多品种， 小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。机械制造业是国民经济的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用
2、消费品的产业。数控技术作为先进生产力的代表，在科研和生产上极大地促进了生产力的发展。 数控加工技术的应用从整体上改善了传统制造业的发展面貌。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， 是一次理论联系实际训练。因此，我觉得它在我的大学学习生活中占有十分重要的地位。目录前言一、设计任务书 4二、输出轴工艺分析2.1分析零件图 52.2分析零件的结构工艺性 6三、确定毛坯选择毛坯材料 7毛坯简图四、定位基准的选择4.1粗基准的选择 74.2精基准的选择 8五、加工工艺路线的拟定 75.1 过
3、程简析 85.2加工方法的选择 105.3工序方法的确定 11六、工艺装备的选择 126.1机床的选择 126.2刀具的选择 146.3夹具的选择 146.4量具的选择 15七、工序设计 157.1加工余量的计算 157.2切削用量 187.3工时定额 19八、走刀路线的确定 19九、设计小结 22十、参考文献 23附工艺过程卡、机械加工工序卡、数控加工工序卡、刀具卡数控加工工艺课程设计任务书1、设计题目零件制造工艺设计2、计划任务图示零件为设计指导书附录（典型零件图精选）中的输出轴零件，此零件为 45钢，中批量生产类型，进行机械加工工艺设计，完成以下任务：a、对零件进行工艺分析，拟定工艺方案
4、，绘制零件工作图一张。b、确定毛坯种类及制造方法，绘制毛配图一张。c、拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、 辅具），确定工序的切削用量及工序尺寸。编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡、工序 卡和刀具卡）一套。3、设计要求a零件图标尽量采用 1:1比例，画上标准标题栏，原图如有错误或缺线改正。b、视图表达、零件材料、加工规范等一律采用新标准。c、 必须以科学务实和诚信负责的态度对待自己所做的技术决定、数据和计算结果，培养良 好的工作作风。d、全部资料完成后打包上交给老师批阅。二、零件工艺分析在正式制定零件的机械加工工艺规程前，先要进行零件的工艺性分析。零件
5、的工艺分 析主要是从加工制造的角度对零件进行可行性分析，主要包括零件图纸分析和零件的结构工艺分析两方面内容。（1） 分析零件图通过零件图了解零件形状为输出轴，输出轴主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一。其主要作用是传递转矩， 使主轴获得旋转的动力， 其工作中要承受较大的冲 击载荷和扭矩。因此，该零件需具有足够的耐磨性和抗扭强度。加工内容包括圆柱、斜面、 键槽、孔以及倒角。1. 分析零件图样上规定的技术要求，即尺寸及其公差、表面粗糙度形状和位置公差等，并 分析其合理性。t公差为0.02t精度等级为IT6t公差为0.02 t精度等级为IT6t公差为0.02 t精度等级为IT6t公差为
6、0.02 t精度等级为IT6T公差为0.03 t精度等级为IT7T公差为0.23 t精度等级为IT7七023 75 0.0030.023 65 0.0030.065 60 0.045七023 55 0.003内孔80豔0.019 20 =0.042表面粗糙度均为1.25 um表面粗糙度度均为2.5 um键槽16爲43 T公差为0.043精度等级为IT9其余各表面的粗糙度为 20um.t输出轴左端圆柱的园跳动为0.04mm，基准是A、B两轴的实际轴线所构成的【勺公共轴线。p, F-s /1/ 1 h/t线。输出轴左端55 0003的键槽对称度为0.08mm，基准是 55的轴140t理论正确尺寸为
7、140mm.0.05mmt在最大实体状态下，10个201042孔的轴线必须位于直线为且以75的轴线和65 ：023的轴线为公共轴线的圆柱面内。2分析零件材料及热处理要求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前，按规范在840 C温度中保持30分钟释放应力。3找出重要的加工表面和某些需要特殊工艺技术的表面：30斜台及2 8的孔，分析其可行性、可考性，以确保零件机械加工工艺过程最终能顺利实施。通过
8、分析、研究零件图，对零件的主要工序、加工方法获得了初步概念，为具体设计工艺过程的各个阶段，做出必要的准备。（2） 分析零件的结构工艺性零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性，它是评价零件结构设计优劣的主要技术经济指标之一。根据相关分析，零件的结构工艺性主要表现在以下几个方面：1结构尺寸的标准化零件的结构尺寸（如轴径、孔径、键槽）应标准化，以便在生产中采用标准刀具和通用量具，使生产成本降低。2结构形状简单和布局合理a. 在加工表面应尽可能分布在同一轴线或同一平面上，有相互位置要求的表面，最好能在一 次装夹中加工出来；b. 各加工表面最好相互平行或垂直，使加
9、工和测量方便；c. 零件应便于安装，定位准确，夹紧可靠；d. 各加工表面或各加工表面与非加工表面应明显分开。3尽量减少切削加工工作量尽量减少加工表面（特别是精度高的表面）的数量和面积，合理地规定零件的精度和表面粗糙度。4保证足够的刚度 零件具有足够的刚度，才能承受夹紧力和切削力，提高切削用量，提高 工效。三、毛坯的确定根据图纸规定的材料及机械性能、零件的功能选择、生产类型的选择、 具体生产条件选择等各方面的选择，选择该零件的毛坯为模锻件，因为锻件适用于对力学性能有一定要求，形状比较简单的零件，锻件毛坯可以提高零件的强度、耐磨性等，且该零件的有些台阶的直 径相差较大，所以此零件毛坯选择模锻件。根
10、据图样分析，设计毛坯的形状、确定毛坯尺寸总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少无屑加工，使毛坯的形状力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。于此，毛坯设计简图如下图所示：四、定位基准的选择1粗基准的选择由于此零件为轴类零件，为了保证精度，根据粗基准的相互位置原则、余量最小原则、重要表面原则等选择原则，所以选择小端外圆作为粗基准面。首先选用三爪卡盘自动找正原理，夹紧。以外圆为粗基准面，加工外圆、端面、中心孔。然后用已加工过的 外圆作为基准，加工另外未加工的部分。2精基准的选择根据精基准的选择原则，因为精基准的选择对一个零件加工完成后的精度非常重要。此零件选用毛坯的大端0 176的外圆柱面作为精基
11、准。五、加工工艺路线的拟定对该零件图进行分析， 零件属于轴类零件， 大部分结构以中心对称分布，尺寸精度集中在055、0 60、0 65、0 75、0 176的外圆柱面、050、0 80、0 104的内圆柱表面和10个0 20的孔和一个16的键槽。外圆的粗糙度要求都为 Ra1.25um,内圆的粗糙度为 Ra2.5um , 其余为Ra20um。形位精度也比较高，为了外圆和外面零件的配合后受力均匀，0 55, 0 60的外圆的径向跳动量小于0.04mm, $ 80的跳动量小于0.04mm, $ 20孔的轴线的跳动量小于0.05mm,为了保证键槽和键的配合，键槽对 $ 55外圆的对称度为 0.08mm
12、。（1）过程简析a. 生产类型零件属中批量生产。b. 毛坯准备该零件从外部表面结构及尺寸看,采用模锻件。c. 加工方法该零件为轴类回转体零件,故主要以车加工为主再辅以其他的加工方式,即可完成整个零件的加工。该零件的外表面和内孔台阶均为回转体,加工表面的最高加工精度等级为IT6,表面粗糙度为1.25 um，采用加工方法为粗车t半精车t精车。10个均布的20的孔，表面加工精度等级为IT7，表面粗糙度为2.5 um，采用钻t扩t粗绞T精绞。2个8的通孔，表面加工精度等级为 IT14，表面粗糙度为20 um，采用钻孔。 键槽的加工精度等级为IT11，表面粗糙度为2.5 um，采用粗铳t半精铳t精铳。
13、各表面加工方法： 176外圆：粗车55外圆：粗车t半精车t精车60外圆：粗车t半精车t精车65外圆：粗车t半精车t精车75外圆：粗车t半精车t精车50内圆：粗铳80内圆：车孔-铰孔 104内圆：车孔20孔：钻孔-铰孔左端面：粗车右端面：粗车 键槽：粗铳t半精铳t精铳d. 拟定工艺路线1. 锻造毛坯2. 毛坯热处理退火（消除内应力）3. 普车粗车各外圆和左端面4. 普车粗、半精车右端面、176外圆5. 热处理调质6. 数控车精车176圆柱面，精车右端面7. 数控车精车左端各外圆8. 数控车钻45的孔，车50、80、104、80的留铰的余量9. 数控车铰80孔10. 数控铣钻20孔、铰孔11 数控
14、铣铣键槽12. 钳钻8的孔13. 去毛刺14. 检验e. 该零件在车加工时，使用三爪卡盘装夹，采用一夹一顶方式。（2） 加工方法的选择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0 176、$ 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
