输出轴工艺课程设计说明书.docx
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输出轴工艺课程设计说明书
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
生产类型：
大批量生产
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：
输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计
学生
指导教师
河南农业大学机电工程学院机械系
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…………………………………………………3
1.1零件的作用……………………………………………………3
1.2零件的工艺分析………………………………………………3
二、工艺规程设计……………………………………………………3
2.1确定毛坯的制造形式…………………………………………3
2.2基面的选择……………………………………………………4
2.3制定工艺路线…………………………………………………4
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定………………4
2.5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
前言
机械制造工艺学课程设计是在学完机械制造工艺学课程后我们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锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后的工作学习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，使下一级零件获得旋转的动力；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φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10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。
二、工艺规程的设计
2.1确定毛坯的形式
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。
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基准选择
轴类零件加工时，为保证个主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应尽可能使其与设计基准重合并使各工序的基准统一，而且还要考虑一次安装中尽可能加工较多的面。
此零件加工时采用双顶尖定位。
这样可以实现基准统一，能在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面，所以采用两端的中心孔作为其基准。
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。
工序：
1、粗铣两头端面；
2、打中心孔；
3、粗车φ55、φ60、65、φ75的外圆柱面，倒角；
4、半精车粗车φ55、φ60、65、φ75的外圆柱面；
5、精车φ55、φ60、65、φ75的外圆柱面及φ55端面；
6、粗镗各阶梯孔；
7、精镗φ80内孔，精车φ176端面；
8、钻10×φ20孔；
9、铰10×φ20孔；
10、铣键槽；
11、去毛刺；
12、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φ176 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/μm
粗车
3
IT10
6.3
176
Φ176
毛坯
±3
179
Φ179±3
表2外圆柱面φ55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/μm
精车
1.0
IT6
1.6
55
Φ55
半精车
1.5
IT10
3.2
56
φ56
粗车
2.5
IT12
6.3
57.5
φ57.5
毛坯
±2
60
表3φ60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/μm
精车
1.0
IT6
0.8
60
半精车
1.5
IT10
3.2
61
粗车
2.5
IT12
6.3
62.5
毛坯
±2
65
表4φ65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/μm
精车
1.0
IT6
1.6
65
半精车
1.5
IT10
3.2
66
粗车
2.5
IT12
6.3
67.5
毛坯
±2
70
表5φ75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/μm
精车
1.0
IT6
0.8
75
半精车
1.5
IT10
3.2
76
粗车
2.5
IT12
6.3
77.5
毛坯
±2
80
表6φ104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/μm
粗镗
2
IT10
6.3
104
毛坯
±2
100
表7φ80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/μm
半精镗
1.5
IT7
3.2
80
粗镗
2.5
IT10
6.3
78.5
毛坯
±2
76
表8φ50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/μm
粗镗
2
IT10
6.3
50
毛坯
±2
48
2.5、确定切削用量及基本用时
1、工序1：
粗铣两头端面。
⑴选择切削用量
①铣削深度
②决定每齿进给量
采用对称端铣以提高效率。
查《切削用量简明手册》表3.5，=0.12~0.18mm/z,因采用不对称端铣，=0.18mm/z。
③选择铣刀磨钝标准及刀具寿命查《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0~1.2，取1.2，
查《切削用量简明手册》表3.8，由于，故刀具寿命T=240min。
④决定切削速度及每分钟进给量
查《切削用量简明手册》表3.15，当，z=8，，0.18mm/z时，，
，。
各修正系数，，故
查《机械制造工艺设计简明手册》表4-2-47，取n=162r/min,=235mm/min
（2）校验机床功率
查《切削用量简明手册》表3.23，当时，
，故所选之切削用量可在XZ21.4铣床上进行。
综上：
，=235mm/min，n=162r/min，，
（3）计算基本工时
，式中，查《切削用量简明手册》表3.26，当时，
入切量及超切量，则，
2、工序2：
粗车φ176外圆
（1）选择机床CA6140，双顶尖定位
（2）选择刀具
选择直头焊接式外圆车刀（可转位）
根据书目【4】表1.1，由于CA6140车床的中心高200㎜（表1.31），故选刀杆尺寸BH=16㎜25㎜，刀片厚度4.5㎜
根据书目【4】表1.2，粗车带外皮的锻件毛坯，选择YT5牌号硬质合金车刀
车刀几何形状有书目【4】表1.3，选择选择卷屑槽带倒棱前刀面，，，，，，
（3）选择切削用量
①确定切削深度
由于粗加工余量仅为5㎜，可在一次走刀内切完，故=5/2=2.5㎜
②确定进给量f
根据书目【4】表1.4，f=0.5~0.9㎜/r,按CA6140车床说明书，选择f=0.86㎜/r
确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。
根据CA6140车床说明书，
CA6140机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。
根据书目【4】表1.21，当钢的强度，
2.8㎜，f1.8㎜/r，，m/min（预计）时，进给力为。
根据表1.29-2，切削时的修正系数为，，，故实际进给力为
，所选的f=0.86㎜/r可用。
③选择车刀磨钝标准及寿命
由书目【4】表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=60min
⑷确定切削速度
根据书目【6】表5-2，，则
，
根据CA6140车床说明书，选择，则实际切削速度为，
⑸校验机床功率
根据书目【4】表1.24，当，2.8㎜，f0.96㎜/r，70㎜/min，kW.
切削功率的修正系数为，，，，，，故
kW,根据CA6140车床说明书，车床主电动机功率，，故所选之切削用量可在CA6140车床上进行
综上：
=2.5㎜，f=0.86㎜/r，=57.18m/min，n=100r/min
（6）计算基本工时
，式中，根据书目【4】表1.26，车削时的入
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