380输出轴课程设计

1、设计题目设计工作量（课程设计完成后应交的资料）1 .绘制零件图一张（手绘 A4或者机绘）。2 .绘制毛坯-零件合图一张（计算机绘图 A4或者手绘）。3 .设计说明书1份（手写20页左右一采用“A4纸”）。4 .说明书中包括机械加工工艺卡片一套、机械加工工序卡片5张以上。5 .重要工序的夹具设计。设计"*" 零件（图1）机械加工工艺规程。年产 5000件。3、输出轴，毛坯为 90棒料27 / 201.调质处理2832HRC。技术要求3.未注圆角R1o2材料45。4、保留中心孔。课程设计任务书题目：输曲轴的机械加工工艺规程与夹具设计生产类型：大批量生产设计内容：1、零件图1张2

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1张7、课程设计说明书1份班 级姓 名学 号指导教师机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：输曲轴的机械加工工艺规程与夹具设计学 生指导教师目录机械制造工艺学课程设计任务书 1序言 3一、零件的工艺分析 31.1 零件的作用 31.2 零件的工艺分析 3二、工艺规程设计 32.1 确定毛坯的制造形式 32.2 基面的选择 42.3 制定工艺路线 42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 42.5 确定切削用量及基本工时 6三、夹具设计 35四、总结 35五、参考文献36二、设计任务分析输出轴的技术

3、要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程, 填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。三.输曲轴零件的工艺分析1 .零件的作用题目所给定的零件是车床的输出轴， 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。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。2 .零件的图样分析(1)两个060制24mm的同轴度公差为 00.02mm。(2) 054.4W.°5mm 与 0601.024 mm 的同轴度公差为 00.02mm。(3) 0801.002mm 与 060 制24mm 的同轴度公差为 00.02mm。(4)保

4、留两端中心孔A1 , A2 o(5)调质处理28-32HRC。四.工艺规程设计1 .确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到机床在运行中药经常正反转，以及加速转动，所以零件在工作过程中则承受交变载荷及冲击载荷，选择锻件，以使金属纤维尽量 不被切断，保证零件工作可靠。2 .基面的选择(1)粗基准的选择。对于一般输出轴零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理 的，按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面 作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度 较高的不加工表面作为粗基准，现选取输出轴的两端作为粗基准。(2)精基准的选择。主要应该考虑基准重合的

5、问题。当设计基准与工艺基准不 重合时应该进行尺寸换算。3 .制定工艺路线(1)工艺路线方案一工序1 下料棒料090mmM 400mm工序2热处理调质处理2832HRC工序3车 夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔 B2.5,粗车各端各部一 88见圆即可，其余均留精加工余量 3mm工序4精车 夹左端，顶右端，精车右端各部，其中 0 601.024mmM35mm、0801002 mm父78mm处分别留磨削余量0.8mm工序5 车倒头装夹工件，车端面保证总长 380mm,钻中心孔B2.5,粗车外圆各部，留精加工余量3mm,与工序3相接工序6精车 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中 0 54305mm

6、M 85mm、060瑞:mmx77mm处分别留磨削余量0.8mm工序7磨 用两顶尖装夹工件，磨削060曹24mm两处，080端02mm至图样 要求尺寸工序8磨 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削 0 54岁5 mmM 85mm至图样要求尺寸工序9划线 划两键槽线工序10铳铳018 t.043 mm键槽两处工序11检验 按图样检查各部尺寸精度工序12入库油封入库(2)工艺路线方案二工序1 下料棒料090mmM400mm工序2车夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔 B2.5,粗车各端各部.一 88见圆即可，其余均留精加工余量 3mm工序3 车倒头装夹工件，车端面保证总长 380mm,钻中心孔B2.5,粗

7、车外圆各部，留精加工余量3mm,与工序3相接工序4精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中 0 60筌24 mmM 35mm、080慧02 mm 乂 78mm处分别留磨削余量0.8mm工序5精车 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中 0 54鲁5mmM 85mm、060t°24 mm父77mm处分别留磨削余量0.8mm工序6磨 用两顶尖装夹工件，磨削060；024 mm两处，080；.002mm至图样 要求尺寸工序7磨 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削 0 54：05 mmM 85mm至图样要求尺寸工序8划线 划两键槽线工序9铳铳018：043 mm键槽两处工序10热处理调质处理2832HR

8、C工序11检验 按图样检查各部尺寸精度工序12入库油封入库(3)工艺方案的比例与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先热处理，调质处理，然后再加 工输出轴的各部的尺寸。方案二则相反，先是加工轴的各部尺寸，然后热处理。 两种方案比较可以看出，方案一先热处理可以使加工精度更精确， 减少了加工误 差，不受热处理影响尺寸，方案二选择先加工，后热处理，零件加工后受到热处 理影响，使零件尺寸产生变形，故而先加工后热处理这种方案不合理， 然而对于 方案一与方案二比较，方案一得工序4和工序5与方案二的刚好相反，方案一得 先精车一头后车另一头，更不合理，方案二的工序5和工序6这样的顺序更加合 理，因为先车后

9、精车相对于垂直度误差之类的更小，而方案一，加工导致形位误差更加严重。因此综上所述，最后的加工路线如下： 工序1 下料棒料090mmM 400mm工序2热处理调质处理2832HRC工序3车夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔 B2.5,粗车各端各部.一 88见圆即可，其余均留精加工余量 3mm工序4 车倒头装夹工件，车端面保证总长 380mm,钻中心孔B2.5,粗车外圆各部，留精加工余量3mm,与工序3相接工序5精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中 0 60、.024mmM35mm、080*02mm x 78mm处分别留磨削余量0.8mm工序6精车 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中 0541

10、.05mmM 85mm、060：024 mm父77mm处分别留磨削余量0.8mm工序7磨 用两顶尖装夹工件，磨削060：02：mm两处，080：.022mm至图样 要求尺寸工序8磨 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削 0 54曹5 mmM 85mm至图样要求 尺寸工序9划线 划两键槽线工序10铳铳018丸43 mm键槽两处工序11检验按图样检查各部尺寸精度工序12入库油封入库以上工艺过程详见附表1 “机械加工工艺过程卡”。4 .机械加工余量及工序尺寸的确定“输出轴”零件材料为45钢，硬度为28-32HRC,生产类型为单件小批量生 产，采用锻件。根据原始数据及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量

11、， 工序尺寸 如下：1 .外圆表面(。88)考虑加工长度为400mm,由于原来的非加工表面的直径为 90,且。88表面为自由尺寸公差，表面粗糙度为12.5,只要求粗加工，此时直径余量2Z=2mm已能满足加工要求。2 .两070外圆加工表面由于上述的外圆表面已加工成 088 ,故而先把其经过粗加工加工成 0 73 , 留了 3mm精加工余量，然后经过经过精加工达到加工要求。确定如下工序尺寸 及余量为：粗车:090 mm粗车:088 mm2Z=2mm粗车:073mm2Z=15mm精加工：070mm2Z=3mm3 .两个 060端24mm、一个 080 制02 mm、一个 0 54.4010.05

12、mm 力口工表面由于上述的外圆表面均要经过磨削, 要求，故而确定如下工序尺寸及余量：4 1)两个060端24 mm加工表面粗车：-90 mm粗车：一 88 mm粗车：.一 73mm粗车：363mm精力口工：-60.8mm磨肖U: 一 60mm5 2)一个080端02 mm加工表面粗车:一 90 mm粗车：-88 mm粗车:.83mm精力口工：-80.8mm磨肖U: - 80mm使其表面粗糙度达到1.6,才能满足2Z=2mm 2Z=15mm 2Z=10mm 2Z=2.2mm2Z=0.8mm2Z=2mm2Z=5mm2Z=2.2mm2Z=0.8mm6 3) 一个 054.40°.05mm

13、加工表面粗车：一 90 mm粗车088mm2Z=2mm粗车073mm2Z=15mm粗车063mm2Z=10mm粗车057.4mm2Z=5.6mm精加工055.2mm2Z=2.2mm磨削054.4mm2Z=0.8mm5 .确定切削用量及基本工时工序1:下料，棒料090mmM 400mm工序2:热处理，调制处理使工件硬度达到 2832HRC,查看相关热处理手册， 调质处理应该是淬火+高温回火，钢件的淬火温度应该 A3+(3050) C, 1 , 加热时间t =cKD =0.5父90M2 = 90min，保温时间应该比加热时间长 一左右。5工件的高温回火温度加热温度通常为560600 C ,回火时间

14、一般定在一个小时左右。就能使工件硬度达到2832HRC。工序3:夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2.5，粗车各端各部088见圆即可，其余均留精加工余量3mm。1）车右端面，已知棒料长度 400mm,直径为90.mm,车削端面见平即 可，由于表面粗糙度要求为12.5,故为粗加工即可，由于最大加工余量Z max =90 -88 = 2mm。可以一次性加工，加工长度设置在 380mm。2）进给量f根据切削用量简明手册，表1.4,当刀杆尺寸为16mmM 25mm, a p W 3mm 以及工件直径为 60mm 时，f = 0.50.7mm/r,按 车床C620车床说明书取f = 0.5mm/r,

15、3）计算切削速度 按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为ykv(mmin) vCvVc-mXvrT ap f修正系数kv见切削手册其中：Cv =242,xv =0.15y =0.35,m =0.2表 1.28, W kMv.44,ksv = 0.8,kkv=1.04,kkrv= 0.81kBv = 0.97。所以242Vc -0.2 0.150.3560 1 0.51.44 0.8 1.04 0.81 0.97 = 128(m/min)4）确定机床主轴转速ns1000vc 1000 128vc = =452.9(r/min)dw 3.14 90按工艺手册表4.2-8,与452.9r/min

16、相近的机床转速为460r/min.所以 实际切削速度v =130m/min.5）切削加工时，按工艺手册表 6.2-1。tml l1 l 2 l3382l1 l2 l3 = 2 =3.32(min)nwf460 0.56）粗车080外圆，l =67+ 20+35 = 122mm,留3mm精加工余量，最大加工余量Z max =88 -80 -3 = 5mm。由于粗糙度要求为12.5,故可一次性加工，同理单边余量 Z=2.5mm,进给量f = 0.5mm/r 。计算切削速度见切削手册表1.27 Y mCX"kv%n）所以T ap f计算得到_242c 02_0.15(v 60 5 0.5碣

17、 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97 =100.5(m/min)计算主轴转速ns1000Vc1000 100.5dw3.14 88= 363.7(r/min)按机床选取n=380r/min所以实际切削速度v = 105(m/min) 122 29切削工时 计算行到t=0.65(min)380 0.57)粗车070外圆，l =20+35 = 55mm,留3mm精加工余量，最大加工余量 Zmax=83- 70- 3= 1mm,单向切削深度 Z=5mm ,进给量 f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 vc=Ckv(mmin)所以Tmapxvf yv计算得到242 、

18、v = 父 1.44M 0.8父 1.04父 0.81父 0.97 = 100.5(m/min)。C0.20.150.3560 5 0.5、山"、士 1000” 确止王轴转速v =vcns dw1000 100.5二 83= 385.6(r/min)按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v = 115.5 (m/min)切削工时计算得到1= 55+2 =0.28(min) 460 0.58)粗车060外圆，l=35mm,留3mm精加工余量，最大加工余量7 max =73-60-3 = 10mm ,单向切削深度 Z=5mm,进给量 f = 0.5mm/r max计算切削速度 见

19、切削手册表1.27 vc=Ckv(mmin)所以 Tmapxvf yv计算得到242 、v = 父 1.44M 0.8M 1.04X 0.81 父 0.97 = 100.5(m/min)。C0.20.150.3560 5 0.5确定主轴转速ns1000vcdw1000 100.5二 73=438.4(r / min)按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v =105.4 (m/min)切削工时 计算得到t =卫工 =0.16(min)460 0.5工序4倒头装夹工件，车端面保证总长 380mm,钻中心孔B2.5,粗车外圆各 部，留精加工余量3mm,与工序3相接1)粗车070外圆，l =

20、77+75+85 = 237mm,留3mm精加工余量，最 大加工余量 Zmax=88-70 -3=15mm,单向切削深度 Z=7.5mm,进给 f = 0.5mm/r。7kv(mmin) 所以 yv计算切削速度见切削手册表1.27 Vc=-CV-T ap f计算得到V94.5。1000Vc确止王轴转速ns =vcn 41000 94.5二 88= 342(r/min)按机床选取n=370r/min所以实际切削速度v =102 (m/min)切削工时 计算得到t =空:2 =1.30(min)370 0.52)粗车060外圆，l =77 + 85 = 162mm,留3mm精加工余量，最大加工余量

21、 7max=73-60- 3= 1mm ,单向切削深度Z=5mm ,进给量 f =m a x0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 vc=CxkV(mmin)所以TmapXvf yv计算得到242 、v =02F50-35 父 1.44M 0.8M 1.04父 0.81 父 0.97 = 100.5(m/min)。c 60 5 0.51000vc 1000 100.5确TH主轴转速 v = v = 438.4(r / min)ns dw 7 X73按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v =105.4 (m/min)切削工时 计算得到t= 162.2 =0.71(min)4

22、60 0.53)粗车054.4外圆，l=85mm,留3mm精加工余量，最大加工余量Zmax=63-54.4 3= 5.6mm ,单向切削深度 Z=2.8mm ,进给量 f max0.5mm/r。计算切削速度见切削手册表1.27 Vc =Cvm XvyvT ap fkv(mmin) 所以计算得到242Vc =02oi50父1.44M0.8父1.04M0.81父0.97 =110(m/ min)。v 60.2.8.051000Vc 1000 110确TE主轴转速 nq =v- = 556(r / min)ns dw 冗父 63按机床选取n=600r/min所以实际切削速度v =118.7 (m/m

23、in)切削工时 计算得到1= 85 +2 =0.29(min) 600 0.5工序5夹左端，顶右端，精车右端各部，其中 060端24mmM35mm、080跳2 mm父78mm处分别留磨削余量0.8mm1)精车080外圆，l =67mm,留0.8mm磨削余量，最大加工余量7max=83 -80 -0.8 = 2.2mm ,单向切削深度 Z=1.1mm,进给量 f = max0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 vc=Ckv(mmin)所以 TmapXvf yv计算得到242- ,.、v = -0-20-150-35 M 1.44父 0.8父 1.04父 0.81父 0.97 =12

24、6.6(m/ min)。C 60 1.1 0.51000 126.6二 83=485.7(r/min)生、""、士1000/确止王轴转速 v =vc ns dw按机床选取n=480r/min所以实际切削速度v =125.1 (m/min)切削工时 计算得到t =- =0.28(min)480 0.52 )精车070外圆，l =20mm ,不留磨削余量，最大加工余量Z max =73 -70 = 3mm ,单向切削深度 Z=1.5mm,进给量 f = 0.5mm/r max计算切削速度 见切削手册表1.27 vc=Ckv(mmin)所以TmapXvf yv计算得到242V =

25、0207505x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97 = 120.5(m/ min)。c 60.1.5. 0.5.1000Vc 1000 120.5确止王轴转速 nq =vc = =525.7(r/min)ns dw73按机床选取n=600r/min所以实际切削速度v =137.5 (m/min)切削工时 计算得到t =二0-2 =0.07(min)600 0.53)精车060外圆，l =35mm ,留0.8mm磨削余量，最大加工余量Z max = 63-600.8 =2.2mm ,单向切削深度 Z=1.1mm,进给量 f = max0.5mm/r。计算切削速度见切削手册表1.27

26、vc =mxv yvT ap fkv%n)所以计算得到242=0307505 父 1.44父 0.8父 1.04父 0.81父 0.97 =126.6(m/ min)。c.v 60 1.1 0.51000vc 1000 126.6确TH主轴转速 八q=- v = 640( r / min)nsdw n父63按机床选取n=610r/min所以实际切削速度v =120.7 (m/min)切削工时 计算得到t = 35+2 =0.12(min) 610 0.54)精车070倒角，倒角C1,转速为68r/min,手动进给。工序6 倒头，一头一顶精车另一端各部，其中0 5405 mmM 85mm、。60

27、梵24 mm父77mm处分别留磨削余量0.8mm1 )精车070外圆，l =75mm ,不留磨削余量，最大加工余量Zmax=8 8- 7 0 mm,单向切削深度 Z=9mm,进给量 f = 0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表1.27 vc=Ckv(mmin)所以Tmapxvf yv计算得到242Vc =0.2-0.150.35v 60 9 0.51.44 0.8 1.04 0.81 0.97 = 92.2(m/min)确定主轴转速= 333.7(r/min)1000vc 1000 92.2P w n父88 按机床选取n=370r/min所以实际切削速度v =102.2 (m/min)切

28、削工时计算得到t = 75 +2 =0.42(min)370 0.52)精车060外圆，l =77mm,留0.8mm磨削余量，最大加工余量Z max = 63-600.8 =2.2mm ,单向切削深度 Z=1.1mm,进给量 f = max0.5mm/r。计算切削速度见切削手册表1.27Vc =mXvV、T ap fkv%n)所以计算得到242=0T5015 M 1.44m 0.8父 1.04父 0.81父 0.97 =126.6(m/ min)。c.v 60 1.1 0.5确定主轴转速n .1000vc n dw1000 126.6二 63=640(r / min)按机床选取n=610r/m

29、in所以实际切削速度v =120.7 (m/min)77 29切削工时 计算行到t =0.26(min)610 0.53)精车054.4外圆，l =85mm ,留0.8mm磨削余量，最大加工余量7 max =57.4 -54.4 -0.8 = 2.2mm ,单向切削深度 Z=1.1mm,进给量 f = max0.5mm/r。计算切削速度 见切削手册表kv(mmin) 所以1.27 C tCVcmXv VvT ap f_242Vc 0.20.15 i60 1.1 0.5计算得到035 M1.44M 0.8父 1.04父 0.8俨 0.97 =126.6(m/ min)。确定主轴转速ns =10%

30、 n dw1000 126.6二 57.4= 702.4(r/min)按机床选取n=760r/min所以实际切削速度v =137 （m/min）切削工时计算得到t = 85+2 =0.29（min）760 0.54）精车070、060、054.4倒角，倒角C1,转速为68r/min,手动进给工序7用两顶尖装夹工件，磨削0603024 mm两处，080能2mm至图样要求尺寸1）磨削801022mm, l=78mm,至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为WA46KV6P350 40 127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#,硬度为中软1级，陶瓷结合齐L 6号组织平型砂轮，

31、其尺寸为350 M 40 M127。切削用量的选择。砂轮转速 n = 1670r/min, V=35m/s.轴向进给量f =0.5B =20mm、工件速度vw = 10m/min径向进给量f = 0.015mm r切削工时。当加工一个表面时t1= 2LbZbK （见工艺手册表6.2-8） 1000v f f a r公式中 L=78mm , b=80mm, Zb = 0.4 mm, K=1,12 80 78 1.1t14.576(min)t1 1000 10 20 0.0152）磨削060；24mm, l =35mm,至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为WA46KV6P35

32、0 40 127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#,硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为350 M 40 M127。切削用量的选择。砂轮转速 n = 1670r/min, V=35m/s.轴向进给量f =0.5B =20mm、工件速度x/ = 10m/min avw径向进给量f = 0.015mm r切削工时。当加工一个表面时t1= 2LbZbK （见工艺手册表6.2-8） 1000vf f a r公式中 L=35mm, b=60mm, zb = 0.4 mm, K=1,12 35 60 1.11. =1.54 mint1 1000 10 20 0.0153）磨削060

33、端24mm, l =77mm,至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为WA46KV6P350 40 127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#,硬度为中软1级，陶瓷结合齐I，6号组织平型砂轮，其尺寸为350 M 40父127。切削用量的选择。砂轮转速 n = 1670r/min, V=35m/s.轴向进给量f a =0.5B =20mm、工件速度vw = 10m/min径向进给量f = 0.015mm r切削工时。当加工一个表面时t1= 2LbZbK（见工艺手册表6.2-8）1000vf fa r公式中 L=77mm , b=60mm, Zb = 0.4 mm, K=1.

34、12 77 60 1.1九二=3.388(min)t1 1000 10 20 0.015工序8倒头，用两顶尖装夹工件，磨削 054曹5mmM 85mm至图样要求尺寸1）磨削054.4, l=85mm,至图样要求选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为WA46KV6P350 40 127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#,硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为350 M 40 M127。切削用量的选择。砂轮转速 n = 1670r/min, V=35m/s.轴向进给量f =0.5B =20mm、工件速度= 10m/min avw径向进给量f = 0.015mm r切

35、削工时。当加工一个表面时t1= 2LbZbK（见工艺手册表6.2-8）1000vf fa r公式中 L=85mm, b=54.4mm, Zb = 0.4mm, K=1.1=3.39(min)_ 2 54.4 85 1.1 t1 1000 10 20 0.015工序9划两键槽线工序10铳0181043 mm键槽两处粗铳轴上两个键槽，保证尺寸1800.043 mm、47.500.2mm、7300.2mmf z=0.08mm/齿(参考切削手册表 3-3)切削速度：参考有关手册，确定 v = 0.45m/s,即v = 27m/min采用高速钢镶齿三面刃铳刀，22 = 225mm,齿数z = 20。则w

36、1000v 1000 27二 225=38(r / min)现采用X63卧式铳床，根据机床使用说明书(见工艺手册表4.2-39),1000取 nw=37.5r/min,故实际切削速度为 v =%wnw = 26.5(m/min)当n =37.5r/min时，工作台每分钟进给量 f 应为 nwmf - f zZnw-0.08 20 37.5 = 60(mm/min)查机床说明书，刚好有 f =60(mm/min),直接选用此值。 m切削工时：铳B-B中的键槽，铳刀的行程为l+l1 + l2 = 6.9 + 73 + 6.9 = 86.8mm60机动工时为 tm = 868 =1.45(min)(2)铳A-A中的键槽，铳刀的行程为l+l1+l2=7 + 67 + 7 = 81mm机动工时为tm =81 =1.35(min) 1m 60工序11按图样检查各部尺寸精度工序12油封入库最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械过程卡