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1、 机械制造技术课程设计说明书 机械制造技术课程设计说明书设计题目：设计输出轴零件的机械加工工艺规程及钻28孔工序的专用夹具 姓 名： 李荣荣 学 号： 班 级： 指导教师： 程雪利 河南机电高等专科学校2012年1月6日机械制造技术课程设计任务书题目：设计输出轴零件的机械加工工艺规程及钻28孔工序的专用夹具内容：（1）零件毛坯合图 1张 （2）机械加工工艺规程卡片 1套 （3）夹具装配图 1张 （4）夹具体零件图 1张 （5）课程设计说明书 1份原始资料：该零件图样一张；生产纲领为8000件/年；每日一班。 姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 程雪利 2011年12月19日目 录第1章
2、零件的工艺分析11.1 技术要求分析11.2 零件的工艺分析11.3 轴类零件的装夹1第2章 选择毛坯、确定毛坯尺寸22.1 选择毛坯22.2 毛坯尺寸的确定2第3章 选择加工方法，制定加工艺路线33.1 定位基准的选择33.2 加工顺序的安排33.3 制定工艺路线5第4章 工序设计84.1 选择机床 根据工序选择机床84.2 选用夹具84.3 选用刀具84.4 确定工序尺寸94.4 确定切削用量 （切削深度、切削速度、进给量）12第5章 夹具设计185.1 定位方案185.2 夹紧机构设计与夹紧力分析计算：195.3夹具方案设计及装配图绘制：195.4分度设计195.5定位误差分析19设计心
3、得20参考文献21第1章 零件的工艺分析1.1 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。1.2 零件的工艺分析结构比较简单，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,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra
4、12.5um，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, 20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。1.3 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0.050.10mm左右。由于零件较长，常采用一夹一顶的装夹法，即
5、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。第2章 选择毛坯、确定毛坯尺寸2.1 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
6、。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 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。结果为：外圆角半径：；内圆角半径：。外模锻斜度，内模锻斜度。图1为本零件的毛坯零件合图。（见附图1） 第3章 选择加工方法，制定加工艺路线3.1 定位基准的选择(1) 精基准的选择以55外圆以及其端面为精基准。(2) 粗基准的选择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
7、，因此应选外圆及一端面为粗基准。具体而言，即选176外圆及一端面作为精基准。3.2 加工顺序的安排 3.2.1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
8、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
9、，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。3.2.2 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，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分
10、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。3.2.3 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。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在84
11、0温度中保持30分钟释放应力。3.2.4 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3.2.5 加工设备的选择、工序三采用CA6140普通车床，车床的参数如下：型号TYPE CA6140中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回转直径400 mm，马鞍内最大工作回转路径550 mm，横拖板上最大回转直径214mm，主轴孔径52 mm，主轴内锥孔MT6#，主轴速度级数16级，主轴速度范围20-1800r.p.m，公制螺
12、纹（30种）0.45-20 mm（30种），英制螺纹（30种）40-0.875t.p.i（30种），模数螺纹0.125-5mm，径节螺纹160-4D.P，横拖板行程239mm小刀架行程150mm，尾坐套孔锥度MT5#，套筒行程120mm，主电机功率4/5.5KW，外形尺寸235010201250mm、工序7、8、9采用数控车床CK7150A，车床参数如下：8工位电动转塔刀架，可实现自动换刀，数控装置：FANUCOI，最大回转直径590mm，最大加工直径500 mm，最大加工长度1000 mm，主轴转速范围30-2000RMP/min，主轴电机功率7.5KW，主要精度X定位精度0.016 mm,
13、Z定位精度0.025 mm,X重复定位精度0.007 mm,Z重复定位精度0.01 mm、工序11、12采用X51，铣床的参数如下：型号X51,主轴孔锥度7:24,主轴孔径25mm。主轴转速651800r/min。工作台面积(长宽)1000250。工作台最大行程:纵向(手动/机动)620mm,横向手动190mm、机动170mm，升降手动370mm、机动350mm。工作台进给量:纵向35980mm/min、横向25765mm/min、升降12380mm/min。工作台快速移动速度:纵向2900mm/min、横向2300mm/min、升降1150mm/min。工作台T型槽数:槽数3、宽度14、槽距50。主电机功率7.5KW。3.3 制定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、普车 粗、精车右端面 钻中心孔4、普车 粗176外圆柱面 倒角5、普车 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、数控车 半精车、精车各外圆柱面到要求 倒角8、数控车 钻30的底孔，车104，车80孔留镗孔余量9、数控车 镗80孔到要求，倒角10、数控车 倒角11、数
