输出轴的机械加工工艺规程及夹具设计

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！课程设计说明书课程名称：题目名称：输出轴加工工艺及夹具设计班级：20级姓名：专业班学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：20年月日2222233344467777778致1输出轴加工工艺及夹具设计学摘要：关键词：前言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。零件的工艺分析及生产类型的确定技术要求分析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45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。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φ55、个φ20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、φ80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2要求较严格，表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm,φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55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。选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获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，而锻本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻。毛坯尺寸的确定加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量<或查表得到>,见表１。铸件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按5-13确定。结果为：外圆角r2R3。57下图为本零件的毛坯图图11t3定位基准的选择4①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φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱表面。②半精加工阶段：其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φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面，φ80、φ20孔等。③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。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φ55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。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，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。先面后孔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φ75外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。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，并且利于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5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。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840℃温度中保持30分钟释放应力。制定艺路线按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。工序1工序2工序3粗车圆柱面φ176及端面。粗车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。精车φ176外圆柱面及倒角。工序4半精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。工序5工序6工序7工序8工序9精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。倒角。粗镗内孔φ50、φ80、φ104。精镗内孔φ50、φ80、φ104。钻孔10×φ20。工序10扩孔10×φ20。工序11铰孔10×φ20。工序12工序13工序15工序15铣键槽16×10。钻斜孔2×φ8。去毛刺。终检。6工序设计选择加工设备与工艺装备选择机床根据工序选择机床（1）工序1、2、3、4和5是粗车和精车。各工序的工步数不多，大批大量生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，选用最常用的CA6140型卧式车床。（2）工序7、8为镗削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔，选用C616A型卧式车床。（3）工序12铣削。工序工步简单，外廓尺寸不大，考虑本零件属成批大量生产，所选机床使用范围较广泛为宜，故可选常用用的X61W型铣床能满足加工要求。（4）工序9、10和11是扩、钻、铰孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选用Z525。选用夹具本零件除铣销，钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前车销工序用三爪自定心卡盘和心轴。选用刀具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，所以正确的选择刀具材料是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。由于零件车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15YT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钢这种材料时采用硬质合金的刀具。粗车外圆柱面：90°半精车，精车外圆柱面：前角为90°的车刀。钻头：高速钢刀具，直径为φ30；直径为φ18；扩孔钻：直径为φ19.8；铰刀：直径为φ20。镗刀，刀杆长度为200.B×H＝16×25。选择量具本零件属大批大量生产，一般配情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度7范围0～150游标卡尺，读数值0.01、测量范围0～150游标卡尺。读数值0.01、测量范围50～125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的外径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的内径百分表（表确定工序尺寸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3工序Ra1762341791812表4工序55Ra552.5±20.0193.256560.12057.56057.50.32表工序60RmaIT61.66008IT10IT12±23.26.36162.5656102.562.502表工序65RmaIT6IT10IT12±21.63.26.36502.56666067.57067.502表工序75Rμ/maIT6IT10IT12±21.63.26.37502.57676077.58077.502表工序104RmaIT7IT10±23.26.31040103.299103.202表工序9RmaIT7IT10±23.26.38078.57680078.502表工序/mRμaIT7IT10±23.26.35048.54650048.50.102确定切削用量及基本工时切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序是确定a、f，再pp确定v。本说明书选取工序1粗车外圆55mm为例确定其切削用量及基本时间。切削用量。本工序为粗车。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。确定55mm外圆的切削用量。所选刀具为YT15CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-133，选1269000副偏角10、刃倾角0、刀尖圆弧半径0.8mm。s（1）确定背吃刀量a由于粗车双边余量为2.5mm，则a＝2.25mm。pp（2）确定进给量f根据表5-114，在粗车钢件、刀杆尺寸为16mm25mm、a3mm、工件直径为60~100mm时，f~0.9/r。按CA6140机床的进给量p选择f0.65/r。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据表5-55，CA6140机床进给机构允许的进给力F3530N。根据表570~670MPaa2.0f0.75/r45，bPrv65m/min(预计)时，进给力F760N。f10F的修正系数为k，k，k,故实际进给力为fF0FfsfkFfF7601.17N889.2N，由于FF，所选的f0.65/r可用。ff（3）选择车刀磨钝标准及耐用度根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度60min。T（4）确定切削速度v根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，a2.0，f0.75/r时，切削速度v97m/min。P切削速度的修正系数为0.8，0.65，0.811.01.0表v2-9。则有：970.80.650.81/min40.9/minvmm1000v100040.9nr/min203.4r/mind64按CA6140机床的转速选择n185r/min3.08r/s,则实际切削速度v37.2m/min。最后确定切削用量为：a1.25mm，f0.65/r，n185r/min，v37.2m/min。p基本时间确定粗车外圆的基本时间t根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为：根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为：LlllTi12ija式中：l83.4mml(2~2mml0，f0.65/rn3.08r/min，ptan12i183.42则Tjs43s0.653.08其余工步切削用量及基本工时计算从略11本夹具是第11道工序钻28通孔的专用夹具。刀具为直柄麻花钻8-LGB/T定位方案分度设计通过分度盘来实现。拧紧螺母，并通过开口垫圈将工件夹紧。转动手柄，可将分度盘松开。此时用捏手将定位销从定位套中拔出，使分度盘连同工件一起回转180°，将定位销重新插入定位套中，即实现了分度。再将手柄转回，销紧分度盘，即可进行加工。切削力和夹紧力的计算本工序加工是钻削可估算其夹紧力，其为螺旋夹紧机构。实际效果可以保证可靠的卡紧。根据公式：1MW[rr``2QK1Z0M——原动力（N·mm）QW——实际所需夹紧力K`—