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1、江南大学课 程 设 计 说 明 书题 目： 设计“输出轴”零件的机械加工工艺规程及工艺装备 学 院： 机械学院 专 业： 机械工程及自动化 学生姓名：胡晓磊 学 号： 0401060216指导教师 ： 袁艳玲 2009年7月2日 江南大学机械制造技术基础课程设计任务书内容：1.零件图 1张 2毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程综合卡片 1张 4.夹具装备图 1张 5.夹具体零件图 1张 6课程设计说明书 1份 目录1.零件的分析42.毛坯的设计53.选择加工方法，制定工艺路线64.夹具的设计195.设计心得206.参考文献20一零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一
2、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
3、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。2工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式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
4、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。二毛坯的设计1.选择毛坯该零件材料为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。2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）锻件公差等级 普通级（2）锻件质量mf根据零件材料密度7.85g/3零件的尺寸估算零件的成品质量为2.6kg估算mf为2.8
5、kg。该锻件质量Mn=/4*18*18*24.4*7.85=4.8kg（3）锻件的形状复杂系数sS=mf/mn=2.6/4.8=0.54由于0.54介于0.32和0.63之间，故该零件的复杂系数s属于s2级(4)锻件的材质系数M由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数为M1级（5）零件的表面粗糙度 由零件图可知除了6075的外圆表面为0.8和55的左端面为1.6和80的内孔为3.2之外其他的都是 12，53.确定机械加工余量根据锻件的质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9，由此查得单边余量在厚度方向为2.0至2.2。水平方向也是这么多。4.确定毛坯
6、尺寸上面查得的加工余量为表面粗糙度大于1.6的。当表面粗糙度小于1.6的，余量应选择大一些。零件尺寸单面加工余量锻件尺寸偏差65+0.003+0.0232.670.2+1.7-0.82442.1248.2+2.1-1.11762.1171.8+1.5-0.71042.0100+1.5-0.780+0.012+0.0422.076+1.5-0.7502.145.8+1.5-0.7302.134.2+1.4-0.675+0.003+0.0232.680.2+1.5-0.71272.1131.2+1.9-0.91162.1120.2+1.9-0.9三选择加工方法，制定工艺路线1.基准的选择工件在加工
7、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，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。2.零件表面加工方法的选择: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
8、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Ra1.6IT6粗车-半精车-精车60外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车65外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车75外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车50内圆柱面Ra6.3自由公差粗铣80孔 Ra3.2IT7钻孔-车孔-铰孔104孔 Ra6.3自由公差钻孔-车孔2
9、0通孔Ra3.2 IT7 钻孔-铰孔左端 Ra6.3粗车右端面 Ra1.6 粗车-精车键槽Ra3.2 IT9粗铣-精铣倒角Ra6.3 三定工艺路线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
10、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 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
11、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。 （2）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
12、夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。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。 （3）、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。
13、最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840温度中保持30分钟释放应力。 （4）、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：方案一1 备料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3车粗、精车右端面 钻中心孔4车粗176外圆柱面 倒角5车粗车各外圆柱面留半精车、精车余量，左端面6热处理调质7车半精车、精车各外圆柱面到要求 倒角8车钻30的底孔，车104，车80孔留镗孔余量9车镗80孔到要求，倒角10车倒角11铣铣50、钻、扩、铰20到要求12铣铣键槽13去毛刺14检验方案二1备料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3车初车右端面，176外圆柱面1048050内孔半精车以上表面。加工中心孔4车初车左端面及各外圆表面，加工左端端面中心孔5热处理调质处理6车精车80内孔
