输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计.doc

输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计 课程设计任务书题目: 输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计原始图纸（见附页）生产类型：中批量生产设计内容：1、零件图 1张2、毛坯图 1张3、机械加工工艺过程卡 1份4、机械加工工序卡 1份5、夹具装配图 1套6、夹具零件图 若干7、课程设计说明书 1份目 录前言一、零件的分析1.1零件的作用1.2零件的工艺分析二、工艺规程的设计 2.1确定毛坯的制造形式 2.2基准的选择 2.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.5确定孔的切削用量及基本工时3、 专用夹具的设计 3.1问题的提出 3.2夹具设计四、总结五、主要参考文献前言 机械制造工艺学课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。 就我个人而言，希望通过这次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下一个良好的基础。一、零件的分析1.1 零件的作用 题目所给定的零件车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床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,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，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 根据零件的材料，但从经济方面着想，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。本零件生产批量为中批量，所以选择锻件中的模锻。2.2基准选择本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”的原则。具体而言，即选孔及一端面作为精基准。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，因此应选外圆及一端面为粗基准。2.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产类型为大批量生产，故采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应降低生产成本。工艺路线方案；铸造，退火工序： 1、粗车176外圆柱面及端面 2、粗车、半精车、精车55、60、65、75的外圆柱面，倒角 3、扩、钻孔10*20 4、粗车右端面至30，倒角 5、钻右端面中心孔 6、粗镗内孔50、80、104；半精镗内孔80 7、铣键槽 8、钻斜孔2*8 9、去毛刺 10、检验 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定确定圆柱面的工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：表1外圆柱面176轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗车3IT106.3176176毛坯31791793表2外圆柱面55轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车 1.0IT61.65555半精车1.5IT103.25656粗车2.5IT126.357.557.5毛坯260表360轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车 1.0IT60.860半精车1.5IT103.261粗车2.5IT126.362.5毛坯265表465轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车 1.0IT61.665半精车1.5IT103.266粗车2.5IT126.367.5毛坯270表575轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车 1.0IT60.875半精车1.5IT103.276粗车2.5IT126.377.5毛坯280表6104内孔加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗镗2IT106.3104毛坯2100表780内孔加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m半精镗 1.5IT73.280粗镗2.5IT106.378.5毛坯276表850内孔加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m粗镗2IT106.350毛坯248 2.5确定12孔的切削用量及基本工时 粗车外圆至57.5 切削深度：单边余量ap=1.25 进给量：根据切削手册表1.4，选用f=0.65 计算切削速度：见切削手册表1.27 Vc=Cv*Kv/(T*apxv*fyv) =242*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97/(60*1.25*0.65)=108.6（m/min） 确定主轴转速：ns=1000vc/(dw)=1000*108.6/(60)=576(r/min) 按机床选取n=600r/min。 所以实际切削速度 V=dn/1000=*60*600/1000=113(m/min) 检验机床功率：主切削力Fc按切削手册表1.29所示公式计算 Fc=cFcapxFcfyFcvcnFckFc所以 Fc=2795*1.25*0.65*113*0.94*0.89=1016.1（N）切削时消耗功率Pc为 Pc=Fc*Vc/60000=1016.1*113/60000=2.25（kW） 由切削手册表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8kW，当主轴转速为600r/min时，主轴传递的最大功率为5.5kW,所以机床功率足够，可以正常加工基本工时：t=(L+L1+L2)/nf=（84+2+0）/600/0.65=0.22(min)3、 专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。觉定设计第四道工序-钻扩10*20mm的孔。本夹具将用于立式钻床上。3.1问题的提出本夹具主要用来钻扩10*20mm孔，且都需要均匀分布。在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2夹具设计（1） 定位基准的选择。由零件图可知，孔20对圆孔80有位置度要求，所以为了减小定位误差，甚至至于零，其设计基准为孔80及直径为75的一段轴。为了提高加工效率，现决定用高速钢刀具对孔进行加工。 （2）切削力及夹紧力的计算。刀具：高速钢麻花钻，钻头直径为19.98mm 钻孔时轴向力 （查切削手册）公式中=600，=1 , 0.7 ，是修正系数 所以 （3）定位误差的分析。定位误差主要取决于作为基准的内孔，以及夹具中钻套轴线与固定夹具中的孔的同轴度。 （4）夹具设计及操作的简要说明。如前所述，在夹具设计时，应该注意提高劳动生产率。设计时由于装夹时，可能会出现轴的旋转，因此需要足够的力来使轴固定住，因此在轴跟箱盖之间放一个弹簧来产生力，起到夹紧力的作用。保证夹具箱盖与轴不产生相应的位置滑动。夹具底部与钻床进行固定。四、总结通过这次机械制造工艺课程设计，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。这次课程设计，也使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，也学会分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等程度零件的工艺规程的能力。根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备了设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。通过这次课程设计，也进一步使自己的识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能有了更大的提高。通过这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。五、主要参考文献机床夹具设计手册 上海科学技术出版社 王光斗 主编机床专用夹具图册 哈尔滨工业大学出版社 李旦 邵东向 王杰 主编切削用量简明手册 机械工业出版社 艾兴 肖诗纲 主编实用机械制造工艺设计手册 机械工业出版社 王凡 主编机械制造工艺学 机械工业出版社 陈明 主编互换性与技术测量 中国计量出版社 廖念钊等 主编附件图纸夹具零件图毛坯图零件图装配图机械加工工序卡片台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第1页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间1粗车端面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车右端面至尺寸50车刀，游标卡尺18537.20.65212粗车外圆尺寸至176车刀，游标卡尺18537.20.6531 34 台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第2页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间2粗车外圆柱面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车外圆端面至266车刀，游标卡尺18537.20.65212粗车外圆柱面至57.5车刀，外径千分尺18537.20.652.513粗车外圆柱面至62.5车刀，外径千分尺18537.20.652.514粗车外圆柱面至67.5车刀，外径千分尺18537.20.652.515粗车外圆柱面至77.5车刀，外径千分尺18537.20.652.516半精车外圆端面至265车刀，游标卡尺18537.20.65117半精车外圆柱面至56车刀，外径千分尺18537.20.651.518半精车外圆柱面至61车刀，外径千分尺18537.20.651.519半精车外圆柱面至66车刀，外径千分尺18537.20.651.5110半精车外圆柱面至76车刀，外径千分尺18537.20.651.5111精车外圆端面至264车刀，游标卡尺18537.20.651112精车外圆柱面至55车刀，外径千分尺18537.20.651113精车外圆柱面至60车刀，外径千分尺18537.20.651114精车外圆柱面至65车刀，外径千分尺18537.20.651115精车外圆柱面至75车刀，外径千分尺18537.20.65114倒角18537.20.6511台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第3页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间3半精车外圆柱面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔10*20麻花钻，内径千分尺18537.20.6512扩孔10*20麻花钻，内径千分尺18537.20.651台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第4页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间4粗镗内孔45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床C616A1夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车右端面至30车刀，游标卡尺18537.20.652倒角车刀18537.20.651134台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第5页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间5半精镗内孔45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床C616A1夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻右端面中心孔中心钻18537.20.65234台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第6页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间6精车外圆柱面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗内孔至50车刀，内径千分尺18537.20.65212粗镗内孔至79车刀，内径千分尺18537.20.65213粗镗内孔至104车刀，内径千分尺18537.20.65214半精镗镗内孔至80车刀，内径千分尺18537.20.65115倒角车刀18537.20.65台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第7页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间7铣45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X61W型铣床1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣键槽16*10铣刀，游标卡尺18537.20.652.5223台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第8页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间8钻45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525立式钻床1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻斜孔至8麻花钻，内径千分尺18537.20.6512分度，钻另一个斜空至8麻花钻，内径千分尺18537.20.65134台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第9页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间9去毛刺45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1去毛刺18537.20.65234台州学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第10页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间10检45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻