输出轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计gelf.docx
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1、中北大学学X X X XX 说 明 书书学生姓名名：学 号：学 院：专 业：题 目： 输出出轴的机机械加工工工艺规规程与夹夹具设计计指导教师师： 职职称: 职称:20*年122月5日日前言机械制造造工艺学学课程设设计是在在我们学学完了大大学的全全部基础础课、技技术基础础课以及及大部分分专业之之后进行行的。这这是我们们进行毕毕业设计计之前对对所学各各课程的的一次深深入的综综合性的的链接，也也是一次次理论联联系实际际训练。因因此，它它在我们们的大学学学习生生活中占占有十分分重要的的地位。就就我个人人而言，我我希望能能通过这这次课程程设计对对自己未未来将从从事的工工作进行行一次适适应性训训练，从从锻
2、炼自自己分析析问题、解解决问题题的能力力，为今今后参加加祖国的的现代化化建设打打下一个个良好的的基础。我我也相信信通过课课程设计计能将零零碎的知知识点都都联系起起来，系系统而全全面的做做好设计计。本次课程程设计是是机械制制造工艺艺学这门门课程的的一个阶阶段总结结，是对对课堂中中学习的的基本理理论和在在生产实实习中学学到的实实践知识识的一个个实际应应用过程程。由于于知识和和经验所所限，设设计会有许多多不足之之处，所所以恳请请老师给给予指导导。目录前言2一零件件的工艺艺分析及及生产类类型的确确定3（二）零零件的材材料及其其力学性性能3二选择择毛坯，确确定毛坯坯尺寸，设设计毛坯坯图41选择毛毛坯42
3、毛坯尺尺寸的确确定4四工序序设计991选择机机床根据据工序选选择机床床92 选用用夹具993 选用用刀具994确定工工序尺寸寸9五、夹具具设计118六、设计计心得221七、参考考文献222一零件件的工艺艺分析及及生产类类型的确确定（一） 零件的作作用题目所给给定的零零件为CCA61140车车床输出出轴，其其主要作作用，一一是传递递转矩，使使车床主主轴获得得旋转的的动力；二是工工作过程程中经常常承受载载荷；三三是支撑撑传动零零部件。（二）零零件的材材料及其其力学性性能零件的材材料为445钢，是是最常用用中碳调调质钢，综综合力学学性能良良好，淬淬透性低低，水淬淬时易生生裂纹。小小型件宜宜采用调调质
4、处理理，大型型件宜采采用正火火处理。其其价格较较便宜，经经过调质质或正火火后可得得到较好好的切削削性能，而而且能获获得较高高的强度度和韧性性等综合合机械性性能，局局部淬火火后再回回火，表表面硬度度可达552HRRC-445HRRC.1技术要要求分析析题目所所给定的的零件输输出轴，其其主要作作用：一一是传递递转矩，使使主轴获获得旋转转的动力力；二是是工作过过程中承承受载荷荷；三是是支撑传传动零部部件。零零件的材材料为445钢，是是最常用用中碳调调质钢，综综合力学学性能良良好，淬淬透性低低，淬火火时易生生裂纹。综综合技术术要求等等文件，选选用铸件件。由于于是大批批量生产产，故采采用模锻锻。2零件的
5、的工艺分分析结构比较较简单，其其主要加加工的面面有55、60、65、75、1766的外圆圆柱面，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；粗糙度方方面表现现在键槽槽两侧面面、80内内圆柱表表面为RRa3.2umm,大端端端面为为Ra33.2uum,其其余为RRa122.5uum，要要求不高高；位置要求求较严格格表现在在55的的左端面面、80内内孔圆柱柱面对75、60外外圆轴线线的跳动动量为00.044mm, 20孔孔的轴线线对80内内孔轴线线的位置置度为0.005mmm,键槽槽对55外外圆轴线线的对称称度为.0.008mmm；热处理方方面需要要调
6、质处处理，到到2000HBSS，保持持均匀。 通过分分析该零零件，其其布局合合理，方方便加工工，我们们通过径径向夹紧紧可保证证其加工工要求，整整个图面面清晰，尺尺寸完整整合理，能能够完整整表达物物体的形形状和大大小，符符合要求求。3轴类零零件的装装夹轴类零件件的加工工通常采采用三爪爪卡盘，三三爪卡盘盘能自动动定心，装装卸工件件快。但但是由于于夹具的的制造和和装夹误误差，其其定心精精度约为为0.0050.110mmm左右。由由于零件件较长，常常采用一一夹一顶顶的装夹夹法，即即工件定定的一端端用车床床主轴上上的卡盘盘夹紧，另另一端用用尾座顶顶尖支撑撑，这样样就克服服了刚性性差不能能承受重重切削的的
7、缺点，为为进一步步提高加加工精度度，可采采用中心心架作中中间辅助助支撑，适适用于半半精加工工和精加加工。二选择择毛坯，确确定毛坯坯尺寸，设设计毛坯坯图1选择毛毛坯轴类零件件最常用用的毛坯坯是棒料料和锻件件，只有有某些大大型或结结构复杂杂的轴（如如曲轴），在在质量允允许下采采用锻件件。由于于毛坯经经过加热热，锻造造后能使使金属内内部的纤纤维组织织表面均均与分布布，可获获得较高高的抗拉拉，抗弯弯及抗扭扭强度，所所以除光光轴外直直径相差差不大的的阶梯轴轴可使用用热轧棒棒料或冷冷轧棒料料，一般般比较重重要的轴轴大部分分都采用用锻件，这这样既可可以改善善力学性性能，又又能节约约材料，减减少机械械加工量量
8、。根据生产产规模的的大小，毛毛坯的锻锻造方式式有自由由锻和模模锻。自自由锻多多用于中中小批量量生产；模锻适适用于大大批量生生产，而而且毛坯坯制造精精度高，加加工余量量小，生生产效率率高，可可以锻造造形状复复杂的毛毛坯。本本零件生生产批量量为大批批量，所所以综上上所叙选选择模锻锻。2毛坯尺尺寸的确确定毛坯（锻锻件）图图是根据据产品零零件设计计的，经经查机机械加工工工艺手手册金金属机械械加工工工艺人员员手册知知精车-半精车车-粗车车各余量量,从而而可得毛毛坯余量量。结果果为：外外圆角半半径：；内圆角角半径：。外模模锻斜度度，内模模锻斜度度。下图图为本零零件的毛毛坯图 毛坯图选加工方方法，制制定加工
9、工艺路线线1定位基基准的选选择本零件为为带孔的的管状零零件，孔孔是其设设计基准准（亦是是装配基基准和测测量基准准），为为避免由由于基准准不重合合而产生生的误差差，应选选孔为定定位基准准，即遵遵守“基准重重合”的原则则。由于于本零件件全部表表面都需需要加工工，而孔孔作为精精基准，应应先进行行加工，因因此应选选外圆及及一端面面为粗基基准。工工件在加加工第一一道或最最初几道道工序时时，一般般选毛坯坯上未加加工的表表面作为为定位基基准，这这个是粗粗基准，该该零件选选用555外圆圆柱面作作为粗基基准来加加工1176外外圆柱面面和右端端面。以以上选择择符合粗粗基准的的选择原原则中的的余量最最小原则则、便于
10、于装夹原原则，在在以后的的工序中中，则使使用经过过加工的的表面作作为定位位基准，1766的外圆圆柱面和和右端面面作为定定位基准准，这个个基准就就是精基基准。在在选精基基准时采采用有基基准重合合，基准准统一。这这样定位位比较简简单可靠靠，为以以后加工工重要表表面做好好准备。2零件表表面加工工方法的的选择当零件的的加工质质量要求求较高时时,往往往不可能能用一道道工序来来满足要要求,而而要用几几道工序序逐步达达到所要要求的加加工质量量和合理理地使用用设备、人人力,零零件的加加工过程程通常按按工序性性质不同同,可以以分为粗粗加工,半精加加工,精精加工三三个阶段段。粗加工工阶段：其任务务是切除除毛坯上上
11、大部分分余量，使使毛坯在在形状和和尺寸上上接近零零件成品品，因此此，主要要目标是是提高生生产率，去去除内孔孔，端面面以及外外圆表面面的大部部分余量量，并为为后续工工序提供供精基准准，如加加工1766、55、60、65、75外外圆柱表表面。半精加加工阶段段：其任任务是使使主要表表面达到到一定的的精加工工余量，为为主要表表面的精精加工做做好准备备，如55、60、65、75外外圆柱面面，80、20孔孔等。精加工工阶段：其任务务就是保保证各主主要表面面达到规规定的尺尺寸精度度，留一一定的精精加工余余量，为为主要表表面的精精加工做做好准备备，并可可完成一一些次要要表面的的加工。如如精度和和表面粗粗糙度要
12、要求，主主要目标标是全面面保证加加工质量量。热处处理工序序的安排排:热处处理的目目的是提提高材料料力学性性能，消消除残余余应力和和改善金金属的加加工性能能。热处处理主要要分:预预备热处处理，最最终热处处理和内内应力处处理等。本本零件输输出轴材材料为445钢，在在加工过过程中预预备热处处理是在在毛坯锻锻造之后后消除零零件的内内应力。基面先行行原则该该零件进进行加工工时，要要将端面面先加工工，再以以左端面面、外圆圆柱面为为基准来来加工，因因为左端端面和55外外圆柱面面为后续续精基准准表面加加工而设设定的，才才能使定定位基准准更准确确，从而而保证各各位置精精度的要要求，然然后再把把其余部部分加工工出
13、来。先粗后精精即要先先安排粗粗加工工工序，再再安排精精加工工工序，粗粗车将在在较短时时间内将将工件表表面上的的大部分分余量切切掉，一一方面提提高金属属切削效效率，另另一方面面满足精精车的余余量均匀匀性要求求，若粗粗车后留留余量的的均匀性性满足不不了精加加工的要要求时，则则要安排排半精车车，以此此为精车车做准备备。先面后孔孔对该零件件应该先先加工圆圆柱表面面，后加加工孔，这这样安排排加工顺顺序，一一方面是是利用加加工过的的平面定定位，稳稳定可靠靠，另一一方面是是在加工工过的平平面上加加工孔，比比较容易易，并能能提高孔孔的加工工精度，所所以对于于输出轴轴来讲先先加工1766外圆柱柱面，做做为定位位
14、基准再再来加工工其余各各孔。工序划分分的确定定工序集集中与工工序分散散：工序序集中是是指将工工件的加加工集中中在少数数几道工工序内完完成每道道工序加加工内容容较多，工工序集中中使总工工序数减减少，这这样就减减少了安安装次数数，可以以使装夹夹时间减减少，减减少夹具具数目，并并且利于于采用高高生产率率的机床床。工序序分散是是将工件件的加工工分散在在较多的的工序中中进行，每每道工序序的内容容很少，最最少时每每道工序序只包括括一简单单工步，工工序分散散可使每每个工序序使用的的设备，刀刀具等比比较简单单，机床床调整工工作简化化，对操操作工人人的技术术水平也也要求低低些。同样在该该零件的的加工方方法的选选
15、择中，我我们考虑虑了工件件的具体体情况和和我们学学校的具具体加工工条件，一一般我们们按加工工顺序来来阐述加加工方案案：加工工表面 表面面粗糙度度 公公差/精精度等级级 加工方方法1176外外圆柱面面 RRa122.5 自由公公差 粗车1766端面 Ra33.2IIT7 粗粗车-半半精车55外外圆柱表表面 Ra11.6 ITT6 粗车-半精车车-精车车600外圆柱柱面 Ra00.8 ITT6 粗粗车-半半精车-精车65外外圆柱面面 RRa1.6 IT66 粗车车-半精精车-精精车775外圆圆柱面 Raa0.88 IIT6 粗车车-半精精车-精精车中心孔RRa1.6ITT6 钻孔-铰孔50内内圆柱
16、面面 RRa6.3 自自由公差差 粗铣铣800孔 RRa3.2 ITT7 粗镗-半精镗镗-精镗镗1004孔 Raa6.33 自自由公差差 粗镗镗200通孔 Raa3.22 IIT7 钻孔-扩孔-铰孔左端面 Raa6.33 粗车车右端面面 RRa1.6 粗车车-精车车键槽 Raa3.22 IIT9 粗铣铣-半精精铣-精精铣倒角 Ra66.3 粗车 3制定艺艺路线按照先加加工基准准面，先先粗后精精，基准准统一等等原则，该该零件加加工可按按下述工工艺路线线进行:备料-模锻锻-车端面面打中心心孔-粗车车外圆-调调质-车端端面修中中心孔-精精车外圆圆-精镗孔孔钻均布布的孔铣键槽槽钻斜孔孔去毛刺刺检验考虑
17、到工工件是中中批量生生产的情情况，采采用工序序分散辅辅助工序序的安排排：辅助助工序一一般包括括去毛刺刺，倒棱棱角，清清洗，除除锈，退退磁，检检验等。可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下：方案% F, s+ C9 o0 Q4 d F3 B三维维网技术术论坛11 备料料锻造毛毛坯 I g5 H8 G: #* a: v11 M C# h三三2 粗车粗粗车右端端面及圆圆柱面，半半精镗50，80，1044的孔，钻钻中心孔孔3 粗车7 S22 x O Q77 G- cB( & s% r粗粗车555，60，65，75外外圆柱面面，300斜面，钻钻中心孔孔，倒角角4 调制处处理5 精铰中中心孔66. vv$
18、 ZZ5 gg# aa7 bb TT7 WW) GG67 半精精车半精精车1766端面，半半精镗80的的孔8 精镗镗精镗880的孔孔到达要要求7 半精精车半精精车55，60，65，75外外圆柱面面9 精精车精车555，60，65，75外外圆柱面面到达要要求10 钻孔4 S# E, T - e77 f三三维网技技术论坛坛钻20的底底孔，扩扩20的的孔，铰铰20的的孔到达达要求$ O$ I- O11 T99 r22 D( 三三维,ccad,机械,技术,汽车,cattia,proo/e,ug,invventtor,sollideedgee,sooliddworrks,caxxa,时时空,镇镇江11
19、铣键槽槽0 ff5 1 GG& PPcc, ?0 AA铣铣键槽到到规定的的要求112 钻钻斜孔钻8的的孔13 去去毛刺114 检检验工艺方案案的特点点在于工工序集中中和工序序分散和和加工顺顺序，从从零件本本身来考考虑，由由于轴类类零件在在切削加加工时易易产生弯弯曲变形形，如采采用工序序分散，在在加工时时零件的的位置精精度无法法保证，为为了同时时保证零零件图示示的圆跳跳动要求求。机械加工工工艺过过程。 四工序序设计1选择机机床 根根据工序序选择机机床（1）工工序2、3、6,7,9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
20、最常用的CA6140型卧式车床。（2）工工序2、8为镗镗削。由由于加工工的零件件外廓尺尺寸不大大，又是是回转体体，故宜宜在车床床上镗孔孔，选用用C6116A型型卧式车车床。（3）工工序111铣削。工工序工步步简单，外外廓尺寸寸不大，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）工工序100和12是扩、钻钻、铰孔孔。可采采用专用用的分度度夹具在在立式钻钻床上加加工，故故选用ZZ5255。2 选用用夹具本零件除除铣销，钻钻小孔等等工序需需要专用用夹具外外，其他他各工序序使用通通用夹具具即可。前前车销工工序用三三爪自定定心卡盘盘和心轴轴。3
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