机械制造毕业设计小轴零件设计DOC.docx

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机械制造毕业设计小轴零件设计DOC

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辽宁工业大学

机械制造基础课程设计（论文）

题目：

小轴机械加工工艺规程及其夹具设计

学院：

新能源学院

专业班级：

机械设计制造及其自动化142班

学号：

141607055

学生姓名：

赵旭东

指导教师：

李晓丹

教师职称：

副教授

起止时间：

2015.12.21-2016.1.8

课程设计（论文）任务及评语

学院：

机械工程与自动化学院　　　　　　　　　　　　教研室：

机制教研室

学号

141607055

学生姓名

赵旭东

专业班级

机械142班

课程设计（论文）题目

小轴机械加工工艺规程及其工装设计

课程设计（论文）任务

1.设计内容

（1）设计对象来源于生产实践，用于机床，属轴类或盘套类零件；

（2）针对指定零件，利用相应工程软件（WORD,EXCEL,CAXA电子图版（或其它CAD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书等。

2.技术参数与要求

设备年产量1万件，废品率、备品率各0.1%，每台设备含该零件件数：

1；

主要技术指标，包括产品规格、外型尺寸、重量和各种技术数据见零件图（零件图见附页）；

3.工作量

画零件图

制订零件加工工艺规程

机床夹具设计

编写设计说明书

指导教师评语及成绩

图纸（20％）

说明书（20％）

答辩（40％）

平时（20％）

成绩：

指导教师签字：

年月日

第一章零件加工工艺规程设计……………………………………………1

1.1工艺分析及生产类型确定…………………………………………………………2

1.2小轴的技术要求………………………………………………………………2

1.3确定毛坯………………………………………………………………………………3

1.4确定工艺路线…………………………………………………………………………3

1.5表面加工方法确定……………………………………………………………………3

1.6加工阶段划分…………………………………………………………………………3

1.7工序顺序安排…………………………………………………………………………3

1.8工艺路线及设备、工装选用……………………………………………………………4

1.9加工余量、工序尺寸及公差的确定………………………………………………4

1.10切削用量的计算及定额时间的确定………………………………………………5

1.10.1工序Ⅰ粗车、半精车端面，粗车、半精车Ф20外圆、倒角，打中心孔…5

1.10.2工序Ⅱ平端面，粗车、半精车Ф18外圆，粗车Ф17.5外圆，倒角、打心孔…8

1.10.3工序Ⅲ钻、扩、粗铰、精铰Ф12径向孔…………………………………11

1.10.4工序Ⅳ铣键槽………………………………………………………………14

1.10.5工序Ⅴ热处理………………………………………………………………15

1.10.6工序Ⅵ磨Ф18外圆、磨Ф20外圆……………………………………………15

第二章专用夹具设计………………………………………………………………17

2.1钻床夹具的设计…………………………………………………………………17

参考文献………………………………………………………………………………18

第一章、零件机械加工工艺规程设计

1.1工艺分析及生产类型确定

用途：

小轴在机床的进给系统中起着传递的扭矩的作用，所以对其传递精度要求很高即加工精度高。

生产类型：

本产品要求年产量为10000件，为大批量生产。

工艺性：

本题目小轴零件材料优质碳素结构钢代号为45,其力学性能:

。

毛坯形式为直径23mm的模锻件，生产批量为1万件/年，生产纲领为大批生产。

零件的主要作用是承载机床进给系统中扭矩和转速的传递。

从零件图上得到安装小轴的接触表面有很高的粗糙度要求达到Ra0.8，轴颈有键槽要求IT9Ra3.2，两端面IT9Ra3.2，其余加工表面质量要求Ra12.5，零件的平均精度中上档，工序数量较少集中在车削工序上。

零件的加工表面简单，多采用车削和磨削加工方式。

零件的加工多采用中心孔为基准，定位可靠，基准统一。

1.2小轴的技术要求

加工表面

尺寸及公差

公差及精度等级

表面粗糙度

两端面

20/18

IT9

3.2

右端φ20表面

φ20

IT7

0.8

左端φ18表面

φ18

IT7

0.8

非重要φ17.5表面

φ17.5

IT11

12.5

键槽

距底端12.8

IT9

3.2

大端径向孔

φ12

IT9

1.6

1.3确定毛坯

毛坯：

要求为45号钢，工件为小轴，直径最大处20mm，所以为节省材料和提高生产效率取直径为23mm长度为153mm的45号钢模锻钢。

1.4确定工艺路线

基准选择

粗基准的选择：

首先要加工的是端面，打中心孔，将轴的一侧加工出粗基准，完成粗车，保证下步加工的粗基准。

精基准的选择：

选择上步加工的外圆表面及中心孔，可以定其中心为此步加工的精基准，在加工键槽利用半精车加工的外圆面作为精基准。

以右端面为精基准可以加工φ12径向孔

1.5表面加工方法确定：

轴表面部分粗糙度要求Ra0.8等级IT7，即粗车—半精车-磨削。

周端面表面粗糙度要求Ra3.2，经粗车—半精车即可。

φ12径向孔表面粗糙度要求Ra1.6，可经钻-扩-粗铰-精铰达到。

键槽要求IT9表面粗糙度为Ra3.2，铣键槽即可。

1.6加工阶段划分：

分为粗加工，半精加工，精加工几个阶段。

在粗加工阶段，将精基准准备好的同时尽可能的去除材料得到更多的精基准，使后面一个工序工步可以采用精基准，保证他们的加工表面的精度要求；而后进行热处理，径向孔部分加工完成；对小轴轴进行铣键槽，应用工序一得到的精基准加工键槽，打φ3.5装配时配钻孔，然后上磨床进行磨削。

1.7工序顺序安排：

1．机械加工工序

（1）先基准后其他，先加工精基准右面轴颈。

（2）先粗后精，先粗加工后精加工。

（3）先面后孔，先轴表面，后加工径向孔、键槽。

2．热处理

综上所述，该小轴工序安排顺序为：

基准加工—表面粗加工、半精加工—主要部分（键槽、径向孔）加工—热处理—重要表面磨削。

1.8工艺路线及设备、工装选用：

序号

工序名称

机床设备

刀具

量具

Ⅰ

车右端面，打中心孔，粗车、半精车外圆

CA6140

端面车刀、中心钻、硬质合金车刀、外圆车刀

游标卡尺

Ⅱ

车左端面，打中心孔，粗车、半精车外圆

CA6140

端面车刀、中心钻、硬质合金车刀、外圆车刀

游标卡尺

Ⅲ

钻-扩-粗铰-精铰φ12径向孔

Z525

麻花钻、扩孔钻、铰刀

游标卡尺

塞规

Ⅳ

铣键槽

X5012

键槽铣刀

游标卡尺

Ⅴ

φ20h6处高频淬火

高频淬火机

Ⅵ

磨φ18、φ20外圆

M1412

砂轮

千分尺

1.9加工余量、工序尺寸和公差的确定

端面余量：

两端面皆为毛坯余量两次走刀加工而成，粗车余量1.5mm,半精车余量0.3mm

外圆余量：

分为粗加工余量，半精加工余量，磨削余量。

由毛坯φ23到外圆余量分别为2mm的粗车余量，0.76mm的半精加工余量，0.24mm的磨削余量。

由毛坯到外圆余量分别为3.5mm的粗车余量，1.26mm的半精车余量，0.24mm的磨削余量。

由毛坯到φ17.5的外圆的粗加工余量为5.5mm。

1.10切削用量的计算

1.10.1工序Ⅰ平右端面，打中心孔、粗车、半精车外圆，倒角

加工条件:

工件材料：

45

机床：

CA6140

夹具：

三角夹盘

量具：

游标卡尺（量程0～150精度0.02）

加工要求：

IT9，Ra3.2

刀具：

90°外圆车刀

中心钻（A型φ2中心钻）

硬质合金车刀（P类YT15）

工步1粗车端面：

1、背吃刀量的确定：

车端面，因毛坯轴向余量为1.2mm一刀切的话，所以mm。

2、进给量确定：

保证端面精度，毛坯厚度方向粗加工余量取mm/r

3、走刀长度：

30mm

4、车削速度计算：

车端面车转速取

由表查得取vc=50m/min

机床主轴转速n==1000×50/（3.14×23）=692r/min

由机床转速表4-2取=710

得实际=710×3.14×23/1000=51.2m/mim

=0.3×710=213m/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=（30+2+2）/213=0.16min

辅助时间Tf=Tjx20%=0.03min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.19min

工步2半精车端面：

1.毛坯厚度方向半精加工余量ap=0.3mm

2.由表查得取fz=0.5mm/r

3.由表查得取vc=70m/min

机床主轴转速n==1000×70/（3.14×23）=969.2m/min

由机床转速表取=900

得实际=900×3.14×23/1000=450m/mim

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.5×900=840mm/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=（30+2+2）/450=0.075min

辅助时间Tf=Tjx20%=0.015min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.09min

工步3粗车φ20外圆：

1、背吃刀量的确定：

φ20外圆的粗加工余量为2mm,走刀92mm保证加工效率和精度的双标准，所以走1刀,mm。

2、进给量确定：

查表取fz=0.3mm/r

3、由表查得取vc=50m/min

机床主轴转速n==1000×50/（3.14×23）=692/min

由机床转速表取=710

得实际=710×3.14×23/1000=51.2m/mim

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.3×710=213mm/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=（90+2+2）/213=0.3min

辅助时间Tf=Tjx20%=0.06min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.36min

工步4半精车φ20外圆：

1、背吃刀量的确定：

粗车后给半精车的余量为0.3mm，所以取mm

2、进给量确定：

查表得进给量fz=0.2mm/r

3、由表查得取=60m/min

机床主轴转速n==1000×60/（3.14×23）=830/min

由机床转速表取=900

得实际=900×3.14×23/1000=65m/mim

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.2×900=180mm/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=（90+2+2）/180=0.52min

辅助时间Tf=Tj×20%=0.1min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.62min

打s

工步5打右中心孔：

1、切削深度：

2.5mmmm

2、进给量确定：

查表得进给量f=0.1mm/r

3、在车床尾座上手摇钻孔，车削速度计算：

查表得=20m/min

机床主轴转速n==1000×20/（3.14×23）=277/min

由机床转速表取=250

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.3×710=213mm/min

由表查得

走刀长度==2.56mm

=1～4取=2

l=2.5

基本时间Tj=Li/vf=（l