机械制造基础课程设计-“输出轴CA6140”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计（含图纸） .doc

图纸联系QQ153893706机械制造课程设计说明书题目“输出轴CA6140”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计院系晋中中学院机械学院专业机械设计制造及其自动化姓名xxx学号指导教师2011年6月机械制造基础课程设计任务书一、设计题目“输出轴（CA6140车床）”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计生产批量：中批生产二、设计工作量要求1、零件图1张：手绘、CAD（或SolidworksPro-E）绘制各一份（含相应格式电子文件）；2、毛坯图1张；3、机械加工工艺过程综合卡片1张；4、机械加工工艺工序卡片2张，（2个典型工序）；5、工艺装备（夹具）设计装配图1张；6、课程设计说明书1份（6000字以上）。三、设计目的1、能熟练运用机械制造技术基础、公差与测量技术、工程力学、机械设计基础、机械制图等课程中的基本知识与理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工过程中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量；熟悉该零件在机器中的工作原理；2、学会使用手册及图表资料；3、进一步培养识图、绘图、工艺运算和编写技术文件的基本功能。四、资料查阅与收集任务1、查阅和收集所给题目零件的零件图、该零件在产品或部件中的作用、材料及热处理特点、机械加工特性、主要加工表面的技术要求等；2、查阅和收集对应的毛坯图、了解毛坯的制造过程和要求等；3、查阅和收集该零件加工工艺规程编制的要求和主要注意特点；4、查阅和收集各工序所采用工、夹、量、刃具、设备；相应的切削加工用量等；5、查阅和收集相关加工方法的总余量、工序加工余量、工序尺寸及公差等；6、其他你认为应收集的相关资料。机械制造技术基础课程设计说明书2前言这次课程设计的是输出轴。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片一张与工序卡片两张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定输出轴的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。机械制造工艺学课程设计是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课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们大学生活中占有重要的地位。机械制造技术基础课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在进行毕业设计之前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，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下一个良好的基础,通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。此次课程设计的主要意义有：一进一步熟悉所学课程，并应用到实践，再从实践中反过来加强对所学知识的熟悉程度。二增强知识的综合运用的能力。此次课程设计，不但设计到机械制造技术基础这一门课程，更是对机械精度设计与检测、机械图学与机械设计等课程的一次全面复习，与综合运用能力的锻炼。三增强自主解决问题的能力与设计能力。机械制造技术基础课程设计说明书3目录机械制造基础课程设计任务书.1前言.2一、零件的分析.41.1零件的作用.41.2零件的工艺分析.4二、工艺规程的设计.42.1确定毛坯的制造形式.42.2基准的选择.42.3制定工艺路线.52.3.1加工方法的选择:.52.3.2加工顺序的安排.52.3.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析.72.4加工余量，工序尺寸，及其公差的确定.72.5定切削用量及功率的校核.102.6时间定额的计算.17三、专用夹具的设计.173.1问题的提出.173.2夹具设计.17总结.19参考文献.20机械制造技术基础课程设计说明书4一、零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；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,55外圆柱面、大端端面为Ra1.6um,60、75外圆柱面为Ra0.8um，其余为Ra6.3um，要求不高；位置要求较严格，表现在55的左端面、80内孔圆柱面对75、60外圆轴线的跳动量为0.04mm,25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.0.08mm；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确定毛坯的制造形式毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。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。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。2.2基准的选择本零件为带孔的管状零件，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，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”的原则。具体机械制造技术基础课程设计说明书5而言，即选48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。工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用55外圆柱面作为粗基准来加工176外圆柱面和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，176的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。2.3制定工艺路线2.3.1加工方法的选择:市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法176外圆柱面Ra6.3自由公差粗车-半精车55外圆柱表面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车60外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车-磨65外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车75外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车-磨50内圆柱面Ra6.3自由公差钻孔-镗孔80孔Ra3.2IT7钻孔-镗孔104孔Ra6.3自由公差钻孔-镗孔20通孔Ra3.2IT7钻孔-扩孔-镗孔右端面Ra1.6粗车-半精车-精车左端面Ra6.3粗车-半精车键槽Ra3.2IT9粗铣-精铣2.3.2加工顺序的安排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。机械制造技术基础课程设计说明书6由于生产类型为大批量生产，故采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应降低生产成本。工序的安排(1)、加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。1、加工阶段的划分粗加工阶段：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176、55、60、65、75外圆柱表面。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55、60、65、75外圆柱面，80、20孔等。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。2、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55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。3、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。4、先面后孔（1）对该零件应该先加工平面，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CA6140车床输出轴来讲先加工75外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。（2）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，并且利用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。（3）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。