CA6140机床输出轴设计说明书

1、南昌航空大学科技学院目录序言2一、零件的分析31.1课题背景知识31.2零件的作用101.3零件的工艺分析10二、工艺规程设计122.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状122.2基准的选择142.3零件表面加工方法的选择152.4制定工艺路线162.5选择加工设备及刀具、夹具、量具172.6加工工序设计19三、夹具设计223.1问题的提出223.2夹具设计23四、设计小结25五、参考文献26序言机械制造技术是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，本次课程设计的课题是输出轴加工工艺规程及某一工序专用夹具设计，

2、主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。最后，设计第七道工序的夹具。先提出设计问题，再选择定位

3、基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。通过以上的概述，整个设计基本完成。这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（输出轴）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。一、零件的分析1.1课题背景知识1.1.1机械制造工艺相关知识基本概念（1）生产过程是指从原材料到产品出厂的全部劳动过程。（2）机械加工工艺过

4、程是机械产品生产过程的一部分，是对零件采用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸、和表面质量等，使之成为合格零件的过程。（3）工序:一个（或一组）工人在一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。（4）安装:如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那一部分内容称为一个安装。（5）工位:在工件的一次装夹后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。（6）工步:在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。（7）走刀:切削刀具在加工表面上切削一次所完成的

5、工步内容，称为一次走刀。  （8）生产纲领是在计划期内生产的产品产量和进度计划。   （9）生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化的程度分类。一般分为单件生产、成批生产和大批量生产三种类型。机械加工工艺规程（1）机械加工工艺规程有：机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片、标准零件或典型零件工艺过程卡片、单轴自动车床调整卡片、多轴自动车床调整卡片、机械加工工序操作指导卡片、检验卡片等。（2）制定工艺规程的基本要求是：在保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率和降低成本，并充分利用现有生产条件，保证工人具有良好而安全的劳动条件。 （

6、3）制定工艺规程的步骤：  收集和熟悉制定工艺规程的有关资料图样，进行零件的结构工艺性分析；确定毛坯的类型及制造方法；选择定位基准；拟定工艺路线； 确定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；确定各工序的设备、刀具、夹具、量具和辅助工具；确定各工序的切削用量及时间定额；确定主要工序的技术要求及检验方法；进行技术经济分析；编制工艺文件。机械加工工艺规程制定中应注意的问题 （1）选择零件毛坯时，主要考虑下列因素：零件的材料（包括牌号及标准号）及其机械性能、零件的结构形状及外形尺寸、生产纲领、生产条件、积极推广应用新工艺、新技术和新材料。（2）基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何

7、关系所依据的那些点、线、面。从设计和工艺两个方面看可分为设计基准和工艺基准两大类。工艺基准又可进一步分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。定位基准又有粗基准和精基准之分。 （3）粗基准的选择原则有：保证相互位置要求的原则、保证加工表面加工余量合理分配的原则、粗基准不重复使用的原则、便于工件装夹的原则。（4）精基准的选择原则有：基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则、便于装夹的原则。（5）加工经济精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间），所能保证的加工精度和表面粗糙度。（6）选择加工方法时考虑的主要因素：工件的加工精度

8、、表面粗糙度和其他技术要求，工件材料的性质，工件的形状和尺寸，生产类型、生产率和经济性，本厂设备、人员情况等。（7）根据精度要求的不同，整个工艺过程可划分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段、超精密加工阶段。划分加工阶段的原因主要有：保证加工质量；合理使用机床设备；便于及时发现毛坯缺陷，避免精加工表面损伤；便于安排热处理工序，使冷、热加工配合协调。（8）机械加工工序的安排原则：基面先行；先粗后精；先主后次；先面后孔。（9）热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目的。预备热处理安排在机械加工之前；去除内应力的热处理安排在粗加工之后，精加工之前；最终热处理安

9、排在精加工前后，变形较大的热处理应安排在精加工之前，变形较小的热处理应安排在精加工之后；表面的装饰性镀层和发蓝工序一般安排在工件精加工后；电镀工序后应进行抛光，耐磨性镀铬则放在粗磨和精磨之间。（10）辅助工序包括检查、检验工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，检验工序是主要的辅助工序。除了在每道工序中操作者自检外，还必须在下列情况下安排单独的检验工序： 粗加工阶段结束后；关键工序前后；零件从一个车间转到另一个车间前后；   零件全部加工结束之后。（11）工序组合的原则：大批大量生产、零件结构叫复杂，适于采用工序集中地原则，对一些结构简单的产品，也可采用分散的原

10、则。成批生产宜采用适当集中的原则，单件小批生产适于采用工序集中的原则；产品品种较多，又经常变换，适于采用工序分散的原则； 零件加工质量、技术要求较高时一般采用工序分散的原则；零件尺寸、质量较大，不易运输和安装的，应采用工序集中地原则。（12）选择设备时应考虑下列问题：机床的精度与工序要求的精度相适应；机床的规格与工件的外形尺寸，本工序的切削用量相适应；机床的生产率与被加工零件或产品的生产类型相适应；选择的设备尽可能与工厂现有条件相适应。（13）加工余量是指加工过程中所切除的金属层厚度。加工余量可分为加工总余量（毛坯余量）和工序余量。加工总余量等于各工序余量之和。影响工序余量的因素有：

11、上工序的各种表面缺陷和误差因素，包括表面粗糙度和缺陷层、尺寸公差和形位公差；本工序加工时的装夹误差。确定加工余量的方法有：分析计算法、查表法、经验估算法。（14）工艺装备的选择包括确定各工序所需的夹具、刀具和计量器具等。夹具主要根据生产类型和加工要求来确定。刀具的选择主要取决于各工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求，生产率和经济性等。计量器具主要根据生产类型和工件的加工精度来选取。  时间定额与提高劳动生产率的工艺途径（1）时间定额Tt包括：基本时间Tm、辅助时间Ta、布置工作地时间Ts、休息与生理需要时间Tr、准备与终结时间Te 。单件

12、和成批生产的单件时间定Tt= Ts+Ta+Tr+Tm+Tp+Te/n= Te/n大批量生产的单件时间定Tr=Ta+Tm+Ts+Tt（2）提高劳动生产率的工艺途径有：缩短时间定额。缩短基本时间的措施有：提高切削用量和减少切削行程长度； 缩短辅助时间的措施有：采用先进夹具、提高机床的自动化程度、采用先进的检测手段等直接缩短辅助时间，使基本时间与辅助时间重合等。推广应用新工艺和新方法。 提高机械加工自动化程度。 工艺过程的技术经济分析（1）工艺成本是指生产成本中与工艺过程有关的那一部分费用。按照与年产量的关系分为可变费用V和不变费用 C。（2）若工件的年产量为

13、N，则工件的全年工艺成本S（元/年）为 ,单件 工艺成本S=VN+C ,单件工艺成本Sp=V+C/N1.1.2机床夹具设计基础知识在机械制造的各个加工工艺工程中，必须使工件在工艺系统中处于正确的位置，以保证加工质量，并提高生产效率。把为了使工件处于正确位置上所使用的各种工艺装备称为夹具，如检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。在机床上对工件进行切削加工时，为了保证加工精度，必须正确地安放工件，使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，这一过程称为“定位”。为了保证这个正确位置在加工过程中稳定不变，应该对工件施加一定的夹紧力，这个过程称为“夹紧”。这两个过程总称为“安装”。在

14、机床上实现安装过程的工艺装备，就是“机床夹具”。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广泛的是通用夹具，如车床上用的三爪自定心卡盘和铣床上用的平口虎钳等。这类夹具的规格尺寸已经标准化，由专业厂家进行生产。而用于批量生产，专门为工件某加工工序服务的专用夹具，则必须由各个制造厂自行设计制造。由于专用夹具的设计制造在很大程度上影响加工质量、生产率、劳动条件和生产成本，因此，它是各机械制造厂新产品投资、老产品改进和工艺更新中的一项重要生产技术准备工作，也是每一个从事机械加工工艺的技术人员必须掌握的基础知识。（1）机床夹具在机械加工中起着重要的作用，所以应用十分广泛。归纳起来有以下几个方面的作用：保证工件

15、的加工精度，稳定产品质量夹具在机械加工中的基本作用就是保证工件的相对位置精度。由于采用了能直接定位的夹具，因此，可以准确地确定工件相对于道具和机床切削成形运动中的相互位置关系，不受或者少受各种主观因素的影响，可以稳定可靠地保证加工质量。 提高劳动生产率和降低加工成本提高劳动生产率，降低单件时间定额的主要技术措施是增大切削用量和压缩辅助时间。采用机床夹具，既可以提高工件加工时的刚度，有利于采用较大的切削用量，又可以省去划线找正等工作，使安装工作的辅助工时大大减小，因此能显著地提高劳动生产率和降低成本。改善工人劳动条件  采用夹具后，工件的装卸显然比不用夹具方便、省力、安全。使

16、用专用夹具安装工件，定位方便、迅速，夹紧可采用增力、机动等装置，因此可以减轻工人的劳动强度。还可设计保护装置，确保操作者安全。 在流水线生产中，便于平衡生产节拍  工艺工程中，当某些工件所需要工序时间特别长时，可以采用多工位或高效夹具等，以提高生产效率，使生产节拍能够比较平衡。（2）机床夹具分类专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的一定工序而专门设计的。因为不需要考虑通用性，所以夹具可以设计得结构紧凑、操作方便。还可以按需要采用各种省力机构、动力装置、分度装置等。因此，此类夹具可以保证较高的加工精度和劳动生产率。但是，由于这类夹具的专用性很强，并且设计和制造周期较长

17、，制造费用也较高，当产品变更时，往往因无法再使用而报废。因此，这类夹具主要在产品固定和工艺稳定的较大批量生产中应用。 可调式夹具 可调式夹具的特点是：加工完一种零件后，通过调整或更换夹具中的个别元件，即可加工形状相似、尺寸和加工工件相近的多种零件。可调式夹具又可以分为通用可调夹具和专用可调夹具。通用可调夹具如滑柱式钻模等，使用范围较大。专门化可调夹具常称为成组夹具，通常配合成组技术，用于装夹和加工一组结构与工艺相似的工件。因为这类夹具是在专门夹具基础上少量更换或调整夹具元件，所以只能到达有限目标的通用化。即使这样，也极大提高了专用夹具在多品种、中小批量生产中使用的经济性。专门化拼装夹具 专门化

18、拼装夹具是针对其工件的特定工序加工要求，由实现制造好的通用性较强的标准化元件和部件拼装组成。从这个特点来看，这类夹具具有很大的通用性，但同时又是为某一种特定工序而专门拼装的夹具。因此，这类夹具又具有专门夹具的优点。自动化生产用夹具 自动化生产用夹具主要是自动线上所使用的夹具。基本上分为两类：一类是固定式夹具，它与一般专用夹具相似；一类是随行夹具，它除了具有一般夹具所担负的安装工件任务外，还担负着沿自动线输送工件的任务，即随着工件从一个工位移动到下一个工位。故称为“随行夹具”。属于自动化生产夹具的还有数控机床夹具。 （3）夹具设计的特点和基本要求夹具设计的特点针对性强。设计人员必须全面

19、掌握工艺和生产现场的实际情况。专用夹具是为某零件的某道工序设计的，设计人员必须全面了解和掌握产品零件的要求，工艺工程的安排以及所使用的机床、刀具，辅具的具体情况才可能提出合理可行的最佳方案，确定最合理的定位、夹紧装置。保证加工质量和劳动生产率是夹具设计的两项主要任务，而保证加工质量又是第一位的。因此，设计时应重点把住定位方案的确定和精度分析这两道关。对于制造精度要求不高的零件，其夹具设计应该重点保证提高劳动生产率和改善劳动条件。夹紧机构对整个夹具结构起决定性作用。夹紧装置的结构形式和种类很多，选用的灵活性很大，特别是夹紧装置中力源及传动机构的设计对夹具结构影响最大。因此，在同样能保证工序要求的

20、情况下，每个人设计的结构可能大不相同。而不同复杂程度的夹具在不同的生产规模条件下其经济效果也不一样，设计人员必须使自己的设计和生产规模相适应，不可片面追求高精度而忽视了经济性。夹具的制造多属于单件生产。因此，设计时应考虑采用组合加工，修配和调整等措施来保证夹具的制造精度，尽可能地考虑设置修配和调整环节，而不能完全依靠用完全互换的办法保证制造精度。设计周期短，一般不进行强度刚度计算。夹具设计是直接为产品生产服务的生产技术准备工作，其设计周期要求短，因此设计时多采用参照法或是凭经验确定的办法来保证受力件的强度和刚度，通常不进行详细计算，有时采用简便公式或用图表作为设计参考。要注意的是在设计一些具有

21、较高精度的夹具时，应该对定位精度、夹紧力等进行必要的计算和分析。设计的基本要求夹具设计的原则是经济和实用，它可以概括为“好用、好造、好修”这六个字，其中好用是主要的，但好用也必须以不脱离生产现场的实际制造和维修水平为前提。具体要求为：(a)夹具的结构应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。(b)保证工件精度。(c)保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。(d)注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应全面考虑，以降低制造成本。1.2零件的作用题目所给定的零件是输出轴，该零件年产量为4000件，查

22、表可知该产品为中批生产。图3-5所示为动力输出装置中的主要零件。80mm孔与动力源（电动机主轴等）配合起定心作用。用10-20mm销将动力传至该轴。再由55mm处通过键将动力输出。A,B是两段支轴颈。 3-51.3零件的工艺分析一、分析、审查产品的零件图和装配图制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。二、零件的结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性是指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。 从图示零件分析，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件。主要由有55

23、、60、65、75、176的外圆柱面、50、80、104的内圆柱表面和10个20的孔、2个8的斜孔和一个16的键槽组成。为了保证输出轴旋转是的速度，表面粗糙度有较高的要求，外圆的粗糙度要求都为Ra0.8um, 内圆的粗糙度为Ra3.2um，其余为Ra12.5um。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，55，60 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。由图3-5所示得知：其零件材料为45钢，调质处理200HBS，此为低碳钢具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性适用于较大应力，要求耐磨的零件。该零

24、件的主要加工面为轴的表面和孔10-20mm的销。轴的表面会直接影响配合的接触精度和密封。键槽的平行度也直接影响配合的精度。10-20mm销的精度要求很高也是该零件 加工的关键所在。该零件上的平行度为008，圆度为0。05和圆跳读0。04。由参考文献中有关资料所得和机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的工艺性是可行的。二、工艺规程设计2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状在拟订机械加工工艺规程时，毛坯选择得是否正确，不仅直接影响毛坯的制造工艺及费用，而且对零件的机械加工工艺、设备、工具以及工时的消耗都有很大影响。毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，但毛

25、坯制造的成本可能会越高。由于原材料消耗的减少，会抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以，应根据生产纲领、零件的材料、形状、尺寸、精度、表面质量及具体的生产条件等作综合考虑，以选择毛坯。在毛坯选择时，应充分注意到采用新工艺、新技术、新材料的可能性，以降低成本、提高质量和生产率。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。毛坯的种类包括：铸件、锻件、型材、冲压件、冷或热压制件、焊接件等。合理的

26、选择毛坯，通常从下面几个方面综合考虑：1、零件材料的工艺特性；2、生产纲领的大小；3、零件的形状和尺寸；4、现有的生产条件和经济条件。根据零件材料确定此毛坯为锻件，又由题目已知零件的生产纲领为4000/年。锻造时应安排人工调质处理200HBS参考文献，1表2。3-7，该锻件的尺寸公差等级为IT7-13级加工精度要求高的地方：例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2), 精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8). 毛坯简图 根据该零件的各加工精度要求，经过查表得锻造的毛坯尺寸为各加工表面都留有加工余量4mm，因此为圆柱所以保留加工余量为8mm。加工表面基本尺寸加工余量等级加工余

27、量数值 176 176mm H 4 (mm) 140 140mm H 480+0.042/+0.012 80 mm G 4 50 50 mm H 475+0.023/+0.003 75 mm G 465+0.023/+0.003 65 mm G 460+0.065/+0.045 60 mm G 455+0.023/+0.003 55 mm G 4 16+0/-0.043 16 mm G 410-20-0.019/-0.042 20 mm G 4 2-8 8 mm H 4 2-B6/5 H 以上为各加工表面的总余量。锻件直接锻造出此大概形状，参考文献（1）表2.3-6。用查表法确定各个加工的总余

28、量如上图所示。由参考文献（1）2.3-9可得锻件主要尺寸的公差如下表所示：主要毛坯尺寸及公差 （mm） 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT锻件的长度尺寸 244 8 252 锻件的宽度尺寸 176 8 184 各阶梯圆柱尺寸 55 4+4 63 3.2 60 4+4 68 3.2 65 4+4 73 3.2 75 8 83 3.2 凹槽尺寸 50 8 58 2.1.1零件的生产纲领选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造

29、及自由锻造。根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为45号钢，首先分析45号钢材料的性能，45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工。调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等；其次，观察零件图知，本设计零件为轴类零件（毛坯一般为棒料和锻件），各直径尺寸相差较大，且该轴在工作过程中要承受冲击载荷和扭矩，是变速器主要的动力输出元件，故为增强其强度、刚度和冲击韧性，毛坯选择锻件；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产。因此，本零件的毛坯种类以模锻方法获得。2.2基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作

30、之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1粗基准的选择考虑到以下几点要求，选择零件的重要孔的毛坯孔和轴面作粗基准：1、在保证各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；2保证定位准确、夹紧可靠。2.2.2精基准的选择加工输出轴，通过了解零件结构特点和加工精度要求，可以初步选定车各阶梯圆柱面时分别以不加工面为基准。选定A面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单，可靠，操作方便，使用夹具即可。利用钻顶尖孔可以对精加工面进行自由度的限制确保加工达到要求精度。选择精基准的出发点

31、是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可靠。其选择的原则如下：1、基准重合原则；2、基准统一原则；3、自为基准原则；4、互为基准原则；5、所选精基准 应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用。2.3零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。  根据输出轴零件图上的各加工表

32、面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：表3-1 加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度(Ra/um )加工方案55外圆柱表面IT6 1.6 粗车-半精车-精车60外圆柱面IT6 0.8粗车-半精车-精车65外圆柱面IT6 0.8粗车-半精车-精车75外圆柱面IT6 0.8粗车-半精车-精车80内孔自由公差12.5 粗铣20通孔IT73.2钻孔-扩孔-粗铰-精铰104内孔IT143.2粗镗-半精镗50内孔IT143.2粗镗-半精镗8孔IT14钻孔左端面自由公差1.6粗车右端面IT6

33、0;3.2粗车-精车 键槽IT9 6.3粗铣-精铣倒角自由公差3.22.4制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.4.1工艺路线的确定 基面先行原则： 该零件进行加工时，同时铣两端面打中心孔，再以中心轴线为基准来加工，因为两端面和f75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

34、余部分加工出来。先粗后精原则 ：我们先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工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，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精加工。先面后孔原则：对该零件应该先加工圆柱表面，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。根据毛坯的结构特点，制订出如下工艺路线：1 粗车大端面，都以面积最大的阶梯圆柱面为定位基准，限制4个

35、自由度加工大端面。计出的夹具来加工2 精车各阶梯圆柱面具体的工艺路线如下：1锻造毛坯2 粗车各阶梯圆柱面，以176为定位基准，限制其4个自由度，粗车小端面3 镗凹槽：以最大面积圆柱面为基准在车床上镗出阶梯凹槽4 半精车各阶梯圆柱面5 铣键槽6 钻孔：10-20-0.019/-0.042 用专用的夹具来加工7 钻孔：2-8 用设计出的夹具来加工10时效 消除应力20粗车外圆176大端面30粗车外圆75+0.023/+o.oo365+0.023/+0.00360+0.065/+0.04555+0.023/+0.00340 镗阶梯凹槽：粗镗10480+0.042/+0.01250半精镗80+0.04

36、2/+0.012精镗80+0.042/+0.01250半精车外圆75+0.023/+o.oo365+0.023/+0.00360+0.065/+0.04555+0.023/+0.00360 铣键槽70 钻孔：钻 10-20-0.019/-0.042 扩 10-20-0.019/-0.042 铰 10-20-0.019/-0.04280 钻孔 2-890 检验100 入库2.5选择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用机床及专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床的的装卸及各机床间的传送均由工人完成。车各

37、外圆时，多是用车床完成，夹紧方案为专用车夹具及三爪卡盘定位。 铣键槽也可以用车床完成。C6。 只有钻孔2-8 时要求工人自己设计夹具在钻床上完成，量具选用游标卡尺即可。工序70钻孔10-20-0.019/-0.042，孔倒角为1*45度 要分钻，扩，铰三道工序才能达到20-0.019/-0.042 的要求所以选用角铢式钻床夹具。选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔是倒角。选用锥柄机用铰刀，专用夹具。快换夹头，游标卡尺。 工序80钻孔2-8 选用人工设计夹具锥柄麻花钻一次性加工完毕。2.5.1刀具的选择由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，

38、所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件CA6140车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢材料时采用硬质合金的刀具。 粗车外圆柱面：刀具号为T0101，90°可转位车刀，圆弧半径为1，刀片型号为VCUM160408R-A4，刀具型号为PVJCR2525-16Q  半精车，精车外圆柱面：刀

39、具号为T0202，75°可转位车刀，圆弧半径为1，刀片型号为WNUM080304EL-A2，刀具型号为PCRC2020-16Q   钻头：高速钢刀具 刀具号为T0303，直径为20;刀具号T0404，直径为8  粗铣键槽刀具号为T0909，精铣键槽  刀具号为T10102.5.2夹具的选择除钻孔和精车外圆，用设计夹具外，其它各工序使用专用夹具即可。2.5.3量具的选择本零件属中批大量生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考文献4相关资料，选择如下：读数值0.02、测量范围0150游标卡尺，读数值0

40、.01、测量范围0150游标卡尺。读数值0.01、测量范围50125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50125的外径千分尺，读数值0.01、测量范围50125的内径百分表（表5-108）。2.6加工工序设计工序20粗车外圆176端面（最大） 粗加工公差等级为IT11-IT13。粗加工余量为1.8mm 查文献（1）表2.6-6其公差为TN-B粗=0.16所以 Xn-b粗=47.5 +_0.08mm。参考文献（1）2.4-73 取粗车每齿进给量fz为0.2mm/z 精车f=0.5mm/r 粗车走刀一次。ap=3.5mm精车走刀一次，ap=1.5mm粗车外圆进给量查表可得：粗车外圆 Ap(mm

41、) F(mm/r) V(mm/r)176选刀杆直径16*25 3 0.6 34 75 5 0.5 38 65 5 0.5 38 60 5 0.5 38 55 3 0.4 44 半精车外圆75 3 0.7 31 65 3 0.7 31 60 3 0.7 31 55 3 0.7 31 精车外圆75 3 0.4 44 65 3 0.4 44 60 3 0.4 44 55 3 0.4 44 以上f为进给量 ap深度 v是速度 由V=dn得 粗车外圆176时 V=dn 34=×176nn60 选择车床型号为CA6140。主轴正转转速范围是101400r/min 其中最常见的有 63、 80、1

42、00、 126、 287、 400、 630、 1000。 取n=63 v=3.14×75×6354mm/r 粗车外圆75时 同上可得： 38=×75nn115 取n=126 v=3.14×75×126=29mm/r 粗车外圆65时 38=3.14×65nn186 取n=126 v=3.14×65×126=25 mm/r 粗车外圆60时 38=3.14×60nn201 取n=287 v=3.14×60×287=54 mm/r 粗车外圆55时 44=3.14×55nn254 取

43、n=287 v=3.14×55×287=49mm/r 半精加工外圆75时 31=3.14×75nn131 取n=126 v=3.14×75×126=29mm/r 半精加工外圆65时 31=3.14×65nn151 取n=126 v=3.14×65×126=25mm/r 半精加工外圆60时 31=3.14×60nn164 取n=126 v=3.14×60×126=23mm/r 半精加工外圆55时 31=3.14×55nn179 取n=126 v=3.14×55

44、5;126=21mm/r 精加工外圆75时 44=3.14×75nn186 取n=126 v=3.14×75×126=29mm/r 精加工外圆65时 44=3.14×65nn215 取n=215 v=3.14×65×215=43mm/r 精加工外圆60时 44=3.14×60nn233 取n=287 v=3.14×60×287=54mm/r 精加工外圆55时 44=3.14×55nn254 取n=287 v=3.14×55×287=49mm/r钻孔10-20-0.019/-0

45、.042：通过计算可得 粗钻 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r 扩孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45mm/r 铰孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r镗孔50 80+0.042/+0.012 104粗镗时 ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r N=1000v/d n1=1000×24/3.14×50r/m=152r/min n2=1000×24/3.14×80r/m=95r/min

46、n3=1000×24/3.14×104r/m=75r/min半精镗80+0.042/0.012时 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r n=1000×72/3.14×80r/m=286r/min精镗80+0.042/0.012时 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r n=1000×108/3.14×80r/m=429r/min三、夹具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。本次设计的夹具为第70道工序和第80道工序，钻-扩-铰20孔的钻夹具和的钻孔8mm夹具。3.1问题

47、的提出这道工序所在的孔在C面上，且与C面垂直。按照基准重合原则并考虑到目前只有C面加工过，为了避免重复使用粗基准，应以C面定位。又为避免钻头引偏，20孔应从C面钻孔。没有盲孔的存在，这样钻起来比较容易方便。从对工件的结构形状分析，若工件以C面朝下放置在支承板上，定位夹紧都比较稳定，可靠，也容易实现。待夹紧后，夹具以夹具体安装面和定位孔，定位销定位。工件以C面在夹具上面定位，限制了三个自由度，其余三个自由度也必须限制。3.1.1确定设计方案方案1 ： 在20的孔的两头用销定位，一头用浮动销，另一头用固定销，再以长V形块限制N面。这种定位方案从定位原理上分析是合理的，夹具结构简单，操作方便。方案2

48、 ： 用两个圆弧型凸台夹住零件，并用V形块限制N面的四个自由度，用螺栓将V形块与凸台固定，即限制了移动自由度又限制了转动的自由度，这样结构简单，夹紧方便，操作也方便。3.1.2计算夹紧力并确定螺杆的直径参考文献（3）表1-2-11，因为夹具的夹紧力与切削方向相反，实际所需要夹紧力F夹与切削力F之间的关系F夹=KF，式中K为安全系数，参考文献（6）。 当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3当前面的计算可知F夹=KF=3×2616=7848N参考文献（3）表1-24，从强度考虑，因为一个M10的螺栓能承受3924N的许用夹紧力，所以用M10的螺栓完全能满足强度要求。但是从夹具的刚度及整体结构的对称性考虑，这里选用M16的螺栓。3.1.3对称精度的分析2-8mm孔是在一次装夹下完成加工的，它们之间的位置精度由钻模套保证。由参考文献（3）表1-10-1，