2022年输出轴机械加工工艺规程及夹具设计方案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用机 械 制 造 工 艺 学课 程 设 计设计题目：输出轴机械加工工艺规程制定及学钻孔姓名专用夹具设计生班导教级学号指师教 研 室 主 任名师归纳总结 起止日期第 1 页,共 24 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用设计运算说明书设计题目：输出轴机械加工工艺规程制定及钻孔 专用夹具设计设 计 技 术 参 数如下列图是输出轴简图；毛坯材料为45 钢中批量生产,采纳通用名师归纳总结 机床进行加工；热处理方式为调质,处理后硬度要求为200-230HBW；试第

2、 2 页,共 24 页完成该零件的机械加工工艺设计及加工1020 孔钻床夹具设计；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 一、个人资料整理仅限学习使用设计者必需发挥独立摸索才能,禁止抄袭他人成果,不答应雷同；积极主动与指导老师流,每一进展阶段至少与指导老师沟通二次；设 计要 求二、设计成果：1、夹具装配图一张, A1 ；2、设计说明书一份；3、工艺规程卡一套,工序卡3-5 张；设计说明书应包括以下内容：（1）封面（2）目录（3）摘要和关键词、（4）设计任务书（5）机械加工工艺规程制定的具体过程主要包括：）零件的结构分析 ）生产类型的确定 ）毛坯的挑选与毛坯简

3、图的绘制 ）工艺路线的拟定 ）各工序的加工余量及工序尺寸的确定；）切削用量的运算和确定 ）时间定额的运算和确定 6）专用夹具设计的具体过程 1）明确夹具的功用,挑选夹具的类型 2）定位方案的挑选、分析、比较和确定 3）夹紧方案的挑选、分析、比较和确定 4）对定方案的挑选、分析、比较和确定 5）夹具各部分元件的挑选 6）夹具的精度分析 7）夹具的特点 7）参考文献 要包含资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版 年月）；三、 定稿完成后,依据学校要求打印、装订,装袋,并和电子稿一起交给老师,并 预备答辩；名师归纳总结 工1、夹具装配图一张, A1 ；3-5 张；第 3 页,共 24 页作2

4、、设计说明书一份；量3、工艺规程卡一套,工序卡- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 序号环节个人资料整理仅限学习使用时间安排备注工 作 计 划参 考 资 料指导老师签字1 设计预备工作0.5 2 机械加工工艺规程制定1.0 3 填写机械加工工艺卡片0.5 4 专用夹具设计2 5 撰写设计说明书0.5 6 答辩0.5 小计5 天1、金属切削加工手册；2、机床夹具设计手册；3、机械制造工艺学；4、机械制造工艺学课程设计指导书；李玉平教研室主任签字说明：此表一式叁份,同学、指导老师、二级学院各一份；年月日目 录前言 1一. 零件的工艺分析及生产类型的确定 11.

5、 技术要求分析 12. 零件的工艺分析 1二. 挑选毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图 21. 挑选毛坯 2名师归纳总结 2. 毛坯尺寸的确定23第 4 页,共 24 页三. 挑选加工方法,制定加工艺路线- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 定位基准的挑选3个人资料整理仅限学习使用2. 加工方法的挑选 3 四. 工序设计 5 1. 挑选加工设备与工艺装备 52. 选用夹具 5 3. 选用刀具 5 4. 挑选量具 5 5. 确定工序尺寸 6 五. 确定切削用量及基本工时 8 1. 切削用量 8 2. 基本时间 15 六. 夹具设计 15 1. 确定定位方式

6、,挑选定位元件 15 2. 确定导向装置 16 3. 切削力和夹紧力的运算 16 4. 确定工件夹紧方案,设计夹紧机构 16 5. 确定夹具总体结构和尺寸 17 6. 夹具使用说明 17 七. 结论 18 八. 参考文献 18名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 6 页,共 24 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用输出轴加工工艺及钻床夹具设计摘 要：机械制造业的进展对世界经济起着特别重要的作用,而机械加工工艺

7、的 编制是机械制造技术的重要组成部分和关键工作；本文论述的是输出轴的加工工艺和 夹具设计,着重于几个重要表面的加工,具有肯定的尺寸、外形、位置要求,仍有一 些强度、表面粗糙度要求等,然而这些都会在文中得以表达；前 言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了高校的全部基础课、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化的综合性 的链接,也是一次理论联系实际训练；因此,它在我们的高校学习生活中占有特别重 要的位置；就我个人而言,我期望能通过这次课程设计对自己将来将从事的工作进行 一次适应性训练,从锤炼自己分析问题、解决问题的才能,为今后参与祖国的现代化 建设打

8、下一个良好的基础；我也信任通过课程设计能将零碎的学问点都联系起来,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学问的一个实际应用过程；由于学问和体会所限,设计会有很多不足之处,所以恳请老师赐予指导；一. 零件的工艺分析及生产类型的确定1. 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,使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中常常承担载荷；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,淬透性低,水淬时易生裂纹；综合技术要求等文件,选用铸件；2. 零件的工艺分析从

9、零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简洁,其主要加工的面有 55、 60、 65、 75、 176 的外圆柱面,50、 80、 104 的内圆柱表面,10 个 20 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、 80 内圆柱表面为 Ra3.2um,大端端面为 Ra3.2um,其余为 Ra12.5um,要求名师归纳总结 不高；位置要求较严格,表现在 55 的左端面、 80 内孔圆柱面对 75、 60 外第 7 页,共 24 页圆轴线的跳动量为0.04mm, 20 孔的轴线对 80 内孔轴线的位置度为 0.05mm,键槽对 55 外圆轴线的对称度为 .0.0

10、8mm；热处理方面需要调质处理,到200HBW,保- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用持匀称；通过分析该零件,其布局合理,便利加工,我们通过径向夹紧可保证其加工要求,整个图面清楚,尺寸完整合理,能够完整表达物体的外形和大小,符合要求；二. 挑选毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图1. 挑选毛坯毛坯种类的挑选打算与零件的实际作用,材料、外形、生产性质以及在生产中获得可能性,毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材 2、锻造 3、铸造 4、焊接 5、其他毛坯；依据零件的材料,举荐用型材或锻件,但从经济方面着想,如用型材中的 棒料,加工余量太

11、大,这样不仅铺张材料,而且仍增加机床,刀具及能源等消耗,而 锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度,冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零 件；本零件生产批量为中批量,所以综上所叙挑选锻件中的模锻；2. 毛坯尺寸的确定 毛坯锻件）图是依据产品零件设计的,经查机械加工工艺手册金属机械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 ；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：外圆角半径：；内圆角半径：；按表 5-11 ,外模锻斜度,内模锻斜度；下图为本零件的毛坯图毛坯图名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页精选学习资料

12、 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用三. 挑选加工方法,制定加工艺路线1. 定位基准的挑选本零件为带孔的轴类零件,孔是其设计基准亦是装配基准和测量基准）,为避免由于基准不重合而产生的误差,应选回转轴线为定位基准,即遵守“ 基准重合” 的 原就；具体而言,即选 孔及一端面作为精基准；由于本零件全部表面都需要加工,而孔作为精基准,应先进行加工,因此应选外圆及一端面为粗基准；2. 加工方法的挑选回转体表面面的加工：面的加工方法有很多,本零件主要是加工外圆面和端面； 55、 60 外圆面的加工精度采纳 7 级精度可以满意要求,故可实行粗车- 半精车- 精车的加工方式； 65

13、、 75 外圆面的加工精度要采纳 6 级精度才能达到要求,故采纳粗车 - 半精车 - 粗磨 - 精磨的加工方式；孔的加工：孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等；对于内孔实行在车床上镗孔的方式；缘由是结构紧凑,重量不大,适用于车削加工；通孔 10 20 采纳在车床上镗孔的方式,斜孔2 8 在钻床床钻孔；键槽的加工：零件上的键槽在铣床上铣；其公差等级为 IT7 ,两侧的粗糙度为 Ra3.2 m,槽底面的粗糙度为Ra6.3 m；可采纳粗铣 - 精铣的加工方式；两端面的加工 ：端面的加工在铣床上进行,其公差等级为 IT7 ,粗糙度的 要求分别为 Ra25 m,Ra,12.5 m；3. 制定工艺路线 制定

14、工艺路线是制定工艺规程最重要的工作,也表达了工艺师工艺水平的重要 方面；其原就是,在保证零件的几何外形、尺寸精度、表面质量的前提下,尽可能提 高生产率,降低成本,取得好的经济效益；工艺路线的确定：基准先行原就 该零件加工时应当先 55 端面为粗基准加工 176 外圆面及 其端面,再以 176 为基准加工 55 端面及其外圆面；先粗后精原就 先支配粗加工工序,再支配精加工工序,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,另一方面满意精车 的余量匀称性要求,如粗加工后留余量的匀称性满意不了精加工的要求时,就要支配 半精加工；名师归纳总结 - - - - - - -第

15、 9 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用先面后孔原就 对该零件应当先加工圆柱表面,后加工孔,这样支配加工顺序,一方面是利用加工过的平面定位,稳固牢靠,另一方面是在加工过的平面上加工孔,比较简洁,并能提高孔的加工精度；先主后次原就 先加工主要表面,后加工次要表面；这里的主要表面是指基准面,主要工作面；次要表面是指键槽、内孔等其他表面；次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求；因此,在主要表面达到肯定的精度之后,再以主要表面定位加工次要表面 ；工艺路线安排如下：工序 05备料、模锻；工序10用三爪卡盘定位55 回转体表面,粗车176 外圆和

16、粗铣 176 端面；工序15用三爪卡盘定位176 回转体表面 , 并且粗铣 55 端面和粗车 55、 60、 65、 75 的回转体表面；工序 20 用三爪卡盘定位55 回转体表面,半精车55、 60、 65、 75、176 的外圆；工序 25 用三爪卡盘定位55 回转体表面,粗磨65、 75 的外圆表面；工序 30 用三爪卡盘定位55 回转体表面,粗车、半精车过度锥面；工序 35 以轴的回转轴线为基准,粗镗内孔 50、 80、 104；工序 40 以轴的回转轴线为基准,半精镗内孔50、 80、 104；工序 45 以 80 孔的中心线为基准,钻、扩、铰孔 10 20；工序 50 钻斜孔 2

17、8；工序 55 以轴的回转轴线为基准,粗铣键槽；工序 60 热处理：调质处理硬度为 200-230HBW；工序 65 精车 65、 75 的外圆及锥面；工序 70 用三爪卡盘定位 55 回转体表面,精磨 65、 75 的外圆表面；工序 75 以轴的回转轴线为基准,精铣键槽,用三爪卡盘定位 55 回转体表面,精铣 176 端面；用三爪卡盘定位176 回转体表面 , 精铣 55 端面；工序 80 去毛刺、清洗、检验；四. 工序设计1. 挑选加工设备与工艺装备名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用

18、挑选机床 依据工序挑选机床挑选加工设备及挑选机床类型；由于已经依据零件的外形、精度特点,挑选了加工方式,机床的类型也随之确定；至于机床的型号,取决于现场的设备情形；最终选择的机床,其经济精度应与零件表面的设计要求相适应,初步选定的机床如下：工序 10、15、60、80 中进行的操作分别是粗铣 176 端面、铣 55 端面、粗铣键槽、精铣键槽,精铣 176 端面,精铣 55 端面,用的设备是 X53T立式铣床；工序 50 中钻、扩、铰孔 钻床；10 20,工序 55 中钻斜孔 2 8,选用 Z3025 摇臂其余工序如加工端面和外圆,都可以在 CA6140卧式车床进行；2. 选用夹具 本零件除铣销

19、,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；3. 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,所以正确的挑选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,化学稳固性；由于零件车床输出轴材料为45 钢,举荐用硬质合金中的 YT15类刀具,由于加工该类零件时摩擦严峻 , 切削温度高 , 而 YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性 , 特别具有高的耐热性 , 在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长 ,所以加工 45 钢这

20、种材料时采纳硬质合金的刀具；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 30；直径为 18；扩孔钻：直径为 19.8 ；铰刀：直径为 20；镗刀,刀杆长度为 200.B H16 25；4. 挑选量具本零件属大批大量生产,一般配情形下尽量采纳通用量具；依据零件表面的精度要求、尺寸和外形特点,参考参考文献 4 相关资料,挑选如下：读数值 0.02 、测量范畴 0150 游标卡尺,读数值 0.01 、测量范畴 0150 游标卡尺；读数值 0.01 、测量范畴 50125 的内径千分尺,读数值0.01 、测量范畴 50125 的外径千分尺,读数值 0.01

21、 、测量范畴 50125 的内径百分表；5. 确定工序尺寸名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用确定圆柱面的工序尺寸 已确定各圆柱面的总加工余量圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关；前面 时,进给力, 故 实 际 进 给 力 为Ff 的 修 正 系 数 为,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用,由于,所选的 可用；挑选车刀磨钝标准及耐用度 依据表 5-119,车刀后刀面最大磨损量取为 1mm,可转位车刀耐用度；确定切削速

22、度 v 依据 表 5-120 ,当 用 YT15 硬质合金车 刀加工钢材时,时,切削速度；切削速度的修正系数为,表 2-9 ；就有：切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项,确定方法是先确定背吃刀量、进给量,最终确定切削速度；不同的加工性质,对切削加工的要求是不一样的；因此,在挑选切削用量时,考虑的侧重点也不同；粗加工时,一般优先选用完可能大的背吃刀量,其次挑选较大的进给量,最终根据刀具的耐用度情形挑选合适的切削速度；精加工时,一般挑选小得背吃刀量和进给量,从而尽可能的提高切削速度；粗车 550.028 0.003 外圆的切削用量本工序为粗车外圆 55,机床采纳最常用的 CA6140卧式车床

23、；已知：加工材料： 4钢,锻件,有外皮；工件尺寸：坯件 D=60,车削后 D=57.5 ,加工长度；加工要求：车削后表面粗糙度 6.3 m；依据机械加工工艺手册表 7-4 选用的刀具为 YT5牌号硬质合金车刀,挑选的参数为：主偏角,副偏角,后角,前角,刃倾角,刀尖圆弧半径；挑选切削用量：确定背吃刀量 ap 由于粗加工的余量为2.5mm,可以再一次走刀内完成,故ap=2.5/2=1.25mm；确定进给量 f 名师归纳总结 由于零件本次加工的加工余量小,依据机械加工工艺手册表1.1-47及机第 15 页,共 24 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资

24、料整理 仅限学习使用械制造工艺学课程设计指导书表 挑选车刀磨钝标准和耐用度5-42,取 f=0.51mm/r ；依据机械制造工艺学课程设计指导书表5-40 ,后刀面最大磨损限度取1.1mm,刀具的耐用度为 T=60 Min；确定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Vf本零件的材料为 45 钢,ap=1.25mm,f=0.51mm/r ,依据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32 对车削速度进行修正：依据刀具的耐用度 T=60min,得修正系数 KTv=1.0；依据工件材料的强度,得修正系数KMv=1.0 ；依据毛坯状态得修正系数 Ksv=0.8 ；刀具的材料为 YT5,得修正系数为： Ktv

25、=0.65 ；此处为车削,得修正系数 KKv =1.0；得修正系数为主偏角为60 o得修正系数为 KKrV=0.92；所以, KTv=1.0 ,KMv=1.0,Ksv=0.8 ,Ktv =0.65,KKv =1.0 ,KKrV=0.92 切削速度的公式为 V=Cv/T m ap Xv f yv 依据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43,取数值：Cv=291,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2 ； V=C v/T m ap Xv f yv KTv KMv Ksv Ktv KKv KKrV所以带入数据后可算得 V=67.92 m/min 转速 n=1000V/ d=1000 67.92/

26、 60=360.32 r/min 依据机械制造工艺学课程设计指导书表5-44, 取 CA1640机床的主轴转速挑选320 r/min ,就实际切削速度为V= dn/1000= 60 320/1000=60.32 m/min 检验机床功率依据机械制造工艺学课程设计指导书表 算公式如下：5-45, 查得切削力 Fz 和切削功率 Pm的计 F z=C Fz ap xFz f yFz V nFz KFzN Pm= FzV/60 1000 KW）式中, C Fz=2650,x Fz=1.0, yFz=0.75 ,nFz,=-0.15 ,KFz =K TFz KMFz KKrFz Kr.Fz ,名师归纳总

27、结 依据机械制造工艺学课程设计指导书表5-32 得：与刀具耐用度有关的修正系数第 16 页,共 24 页KTFz= 1.0 ；与工件材料有关的系数KMFz =1.0 ；与主偏角有关的修正系数KKrFz =0.94 ；与前角有关的修正系数Kr.Fz =1.10 ；因此总的修正系数为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用KFz =K TFz KMFz KKrFz Kr.Fz =1.034 所以, 切削力为Fz =2650 1.251.0 0.510.75 60.32-0.15 1.034=1118.5 N切削功率为 Pm =1118.

28、5 60.32/60 1000KW =1.124 KW 依据机械加工工艺手册,查得CA1640卧式车床主动机功率PE =7.5 KW ,由于PmPE, 故上述切削用量可用；最终确定的切削用量为：ap=1.25mm； f=0.51mm/r V=60.32 m/min 依据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43,取数值：Cv=291,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2 ； V=C v/T m ap Xv f yv KTv KMv Ksv Ktv KKv KKrV所以带入数据后可算得 V=170.43 m/min 转速 n=1000V/ d=1000 170.43/ 57.5=943.47

29、r/min 依据机械制造工艺学课程设计指导书表 710r/min ,就实际切削速度为5-44, 取 CA1640 机床的主轴转速挑选V= dn/1000= 57.5 710/1000=128.26 m/min 检验机床功率依据机械制造工艺学课程设计指导书表 算公式如下：5-45, 查得切削力 Fz 和切削功率 Pm的计 F z=C Fz ap xFz f yFz V nFz KFzN Pm= FzV/60 1000 KW）式中, C Fz=2650,x Fz=1.0, yFz=0.75 ,nFz,=-0.15 ,KFz =K TFz KMFz KKrFz Kr.Fz ,依据机械制造工艺学课程设

30、计指导书表 5-32 得：与刀具耐用度有关的修正系数 KTFz= 1.0 ；与工件材料有关的系数 KMFz =1.0 ；与主偏角有关的修正系数 KKrFz =1.0 ；与前角有关的修正系数 Kr.Fz =1.04 ；因此总的修正系数为 KFz =K TFz KMFz KKrFz Kr.Fz =1.04 所以, 切削力为Fz =2650 0.751.0 0.300.75 128.26-0.15 1.04=291.88 N切削功率为 Pm =291.88 128.26/60 1000 KW =0.624 KW 依据机械加工工艺手册,查得CA1640卧式车床主动机功率PE =7.5 KW ,由于Pm

31、PE, 故上述切削用量可用；最终确定的切削用量为：名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用ap=0.75mm； f=0.30mm/r V=128.26 m/min n=710 r/min）精车 550.028 0.003 外圆的切削用量本工序为半精车外圆 用的 CA6140卧式车床；55,原先的直径为 56 ,车削后 D=55,机床采纳最常依据机械加工工艺手册表 7-4 选用的刀具为 YT30牌号硬质合金车刀,挑选的参数为：主偏角Kr=30 o, 副偏角K, r=5o, 前角 ； =10 o,刃倾角s=0 o,后角 ； =6 o,车刀刀尖圆弧半径 r =0.4mm；挑选切削用量：确定背吃刀量 ap 由于粗加工的余量为 1.0mm,故 ap=1.0/2=0.5mm；确定进给量 f 由于零件本次加工的加工余量小,依据机械加工工艺手册表1.1-47及机械制造工艺学课程设计指导书表 挑选车刀磨钝标准和耐用度5-42,取 f=0.08 mm/r ；依据机械制造工艺学课程设计指导书表5-40 ,后刀面最大磨损