输出轴的机械加工工艺规程设计.doc

输出轴零件机械加工工艺规程制订及工艺装备设计目录设计（论文）任务书4第一部分工艺设计说明书61.零件图工艺性分析61.1零件结构功用分析61.2零件技术条件分析61.3零件结构工艺性分析62.毛坯选择62.1毛坯类型62.2毛坯余量确定62.3毛坯零件合图草图73机加工工艺路线确定73.1加工方法分析确定73.2加工顺序的安排83.3定位基准选择83.4加工阶段的划分说明83.5主要机加工工序简图84.工序尺寸及其公差确定154.1基准重合时工序尺寸确定164.2基准不重合时工序尺寸确定175.设备及其工艺装备确定186切削用量及工时定额确定187工艺设计总结19第二部分第80号工序夹具设计说明书201.工序尺寸精度分析202.定位方案确定203.定位元件确定204.定位误差分析计算205.夹紧方案及元件确定206.夹具总装草图211.工序尺寸精度分析222.刀具类型确定223.刀具设计参数确定224.刀具工作草图231.工序尺寸精度分析242.量具类型确定243.极限量具尺寸公差确定244.极限量具尺寸公差带图245. 极限量具结构设计25第五部分毕业设计体会26第六部分 参考资料27设计（论文）任务书专业： 班级： 姓名： 学号：一、设计题目（附图）： 输出轴 零件机械加工工艺规程制订及工艺装备设计二、设计条件： 1、输出轴 2、生产批量：大批量生产三、设计内容： 零件图分析： 1、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析）； 2、绘制零件图。 毛坯选择 机械加工工艺路线确定： 1、加工方案分析及确定 2、基准的选择 3、绘制加工工艺流程图 工序尺寸及其公差确定 1、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 设备及其工艺装备的确定 切削用量及工时定额确定： 确定全部工序切削用量及工时定额。 工艺文件制订： 1、编写工艺文件设计说明书： 2、编写工艺规程： 指定工序机床夹具设计1、 工序图分析； 2、定位方案确定；3、定位误差计算； 4、夹具总装图绘制； 刀具、量具设计四 设计任务（工作量）： 1、 零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；2、 工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图）；3、 机床夹具设计说明书一份；4、 夹具总装图一张（a2图纸）；零件图两张（a4图纸）；5、 刀量具设计说明书一份；6、 刀具工作图一张（a3图纸）；量具图一张（a4图纸）。五起止日期： （共8周）六指导教师： 张征祥七审核批准教研室主任： 系主任：八设计评语： 年 月 日九设计成绩： 年 月 日第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析零件在机床中起传递扭矩，输出传动力的作用。1.2零件技术条件分析1）外圆 55+0.023 +0.003，精度it6，粗糙度1.6微米，相对于基准ab有0.04的圆跳动要求。60+0.045 +0.065，精度it9，粗糙度0.8微米，相对于基准ab有0.04的圆跳动要求。65+0.023 +0.003，精度it6。75+0.023 +0.003，精度it6，粗糙度0.8微米。2）内圆 80+0.042 -0.012，精度it7，粗糙度3.2微米，相对于基准ab有0.04的圆跳动要求。3）孔 10*20+0.019 +0.042，精度it7，粗糙度3.2微米，相对于基准d有0.05的位置度要求。4）键槽 槽宽是16-0.043 0，精度it7，粗糙度3.2微米，相对于基准c有0.05的平行度要求。5）直径为8的斜孔中心线与轴线有45度夹角。6）材料：45钢；调制处理200hbs。1.3零件结构工艺性分析2)此输出轴在形状和位置精度方面有较高的要求，结构较复杂，各圆柱面要求it6-it7的尺寸精度，有0.04的圆跳动要求，表面粗糙度要求高。如：，80内孔相对基准ab有0.04的位置度要求。直径是20相对80的孔中心线有0.05的同轴度要求，加工斜孔需要专用夹具等。所以该零件在基准选择和加工工艺路线安排上有较高的要求。2.毛坯选择2.1毛坯类型该输出轴结构较为复杂，精度要求较高，加工工序较为集中，且为中批量生产，所以毛坯采取精密模锻。2.2毛坯余量确定1. 毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，但是毛坯制造费用会提高，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。分析锻件形状复杂系数s：v工件=r2 h=3.14*30*88 +58*3.14*17+3.14*38*70+3.14*47*33+80*3.14*28=158.4102 cmw件=v= 158.4102cm*7.8 =1235.5996g=1.236kg 所以锻件复杂系数s=w件/w包=v件/v包=0.27.经查表只s0.63为简单件。所以该零件为复杂件。零件在加工中需要磨削，工序中有磨削加工工序，由锻件形状复杂系数s=w件/w包=0.27；经相关计算和查表得毛坯轴向余量为3.5mm，径向余量为3mm。对所查的余量进行校核计算：v工件=r2 h=158.41cm查表13-9该所查的的余量和效核前相同，加工余量根据机械工艺设计资料表1.2-7中查得各面的加工余量确定尺寸公差数值机械工艺设计资料表1.2-2查得如下表所示:零件尺寸加工余量尺寸的偏差毛坯尺寸553+1.5 -0.755+1.5 -0.7603+1.5 -0.763+1.5 -0.7653+1.5 -0.768+1.5 -0.7753+1.5 -0.778+1.5 -0.71163+1.7 -0.8119+1.7 -0.81763+1.9 -0.9179+1.9 -0.9305.5+1.5 -0.7 35.5+1.5 -0.72443.5+2.1 -1.1 247.5+2.1 -1.12.3毛坯零件合图草图3机加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定 加工方法有车，钻，磨，铣等。3.2加工顺序的安排该零件为轴类零件，先铣端面并打中心孔，以两中心孔为定位基准粗加工大端和小端各部，因为钻孔会引起大端面变形，所以先安排钻孔，再热处理去内应力。然后半精加工，精加工大端和小端各部，达到尺寸和精度要求，最后钻斜孔和铣键槽。3.3定位基准选择1）粗基准的选择：以直径为55与直径为176的圆柱面和两端中心孔定位。2）精基准的选择：采用已加工面装夹定位，便于位置精度的保证，为后续加工提供精基准。3.4加工阶段的划分说明粗加工阶段：粗车大端和小端各部，为后面加工提供精基准，并粗加工各孔。半精加工阶段：各非主要加工面达到尺寸要求。精加工阶段：精车，精磨各面达到精度要求。3.5主要机加工工序简图20.粗车大端25.打中心孔并粗车小端各部35.钻并粗车大端孔40.钻大端面各孔50.半精车大端55.半精车小端各部60.铣键槽65.磨小端70.精车大端内孔75.镗大端面孔80.钻斜孔4.工序尺寸及其公差确定车端面并打中心孔工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差锻7it14（+ -0.57）251251+ -0.57粗车大端面3 it12（+ -0.23）251-3=248248+ -0.23粗车小端面3it12（+ -0.23）248-3=245245+ -0.23精车小端面1 it7244244+ -0.023ra=1.6加工55外圆工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差锻4it14（+ -0.37）5959+ -0.37粗车2.9it12（+ -0.15）59-2.9=56.156.1+ -0.15精车1.1it7（+0.023 -0.003）56.1-1.1=5555+0.023 -0.003ra=1.6加工60外圆工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差锻4it14（+ -0.37）6464+ -0.37粗车2.5it12（+ -0.15）64-2.5=61.561.5+ -0.15精车1.1it7（+ -0.015）61.5-1.1=60.460.4+ -0.015磨0.4（+0.065 -0.045）60.4-0.4=6060+0.065 -0.045ra=0.8加工65外圆工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差锻4it14（+ -0.37）6969+ -0.37粗车2.9it12（+ -0.15）69-2.9=66.166.1+ -0.15精车1.1it7（+0.023 -0.003）66.1-1.1=6565+0.023 -0.003加工75外圆工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差锻5it14（+ -0.37）8080+ -0.37粗车3.5it12（+ -0.15）80-3.5=76.576.5+ -0.15精车1.1it7（+ -0.015）76.5-1.1=75.475.4+ -0.015磨0.4it7（+0.065 -0.045）75.4-0.4=7575+0.023 -0.003ra=0.8加工80内孔工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差钻40it14（+ -0.37）4040+ -0.37粗车38.9it12（+ -0.15）40+38.9=78.978.9+ -0.15精车1.1it8（+0.042 0.012）78.9+1.1=8080+0.042 -0.012ra=3.2加工20孔工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差钻18it14（+ -0.26）1818+ -0.26粗镗1.8it12（+ -0.10）18+1.8=19.819.8+ -0.1精镗0.2it7（+0.042 -0.019）19.8+0.2=2020+0.042 -0.019ra=3.24.1基准重合时工序尺寸确定加工176基准重合误差分析工序名称基本余量经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差锻7（+2 -2）177.2+5.8=183183+2 -2粗车5.8h13(0 -0.53)176+1.2=177.2177.20 -0.53半精车1.2h8(+0.9 -0.9)176176+0.9 -0.94.2基准不重合时工序尺寸确定工序名称基本余量公差工序尺寸l012（+4.6 -4.6）249-2=247l022.5（+4.6 -4.6）33-2.5=30.5l032（+4.6 -4.6）247-2=245l041（+1.1 -1.1）245-1=244l052.3（+4.6 -4.6）83-2.3=80.7l062.3（+4.6 -4.6）105-2.3=102.7l072.2（+4.6 -4.6）130-2.2=127.8l082.2（+4.6 -4.6）200-2.2=197.8l090.7（+1.1 -1.1）80.7-0.7=80l100.7（+1.1 -1.1）102.7-0.7=102l110.8（+1.1 -1.1）127.8-0.8=127l120.8（+1.1 -1.1）197.8-0.8=197l130.5（+1.1 -1.1）30.5-0.5=30尺寸链图：5.设备及其工艺装备确定1.夹具有：镗大端面孔专用夹具，钻斜孔专用夹具，铣键槽专用夹具，机床专用夹具，卡盘。2.刀具有：普通车刀，镗刀，键槽铣刀，成型砂轮，中心钻。3.量具有：游标卡尺，千分尺，专用量规。6切削用量及工时定额确定粗车外圆55的切削用量（机械制造工艺设计手册） 1.选择切削深度：由上步计算与查表得：粗车工序中ap=3。2.选择进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及已定的切削深度，从表3-13中选用f=0.6/r.3.选择切削速度：根据工件材料（45钢为中碳钢）、热处理状态（调质）及选定的切削深度和进给量，从表3-19中选取v=1.5m/s(90m/min).4.确定机床主轴转速：机床主轴转速n的计算值为1000v/3.14dw=(1000x1.5x60)/(3.14x61)=470r/min.从机床主轴箱标牌上查得，实际的主轴转速取450r/min.故实际的切削速度v=(3.14xdwxn)/1000=(3.14x61x450)/1000x60=1.14m/s。5.校验机床功率：由表3-2查得，单位切削功率ps=2305x10-6 kwxs/3 ,由表3-2查得，当f=0.6mm/r时，切削力的修正数值kf=0.9.故切削功率pm=psxvxapxfx1000xkf=2305x10-6x1.14x3x0.6x1000x0.9=4.26kw.查资料（现代机床设备）知：ca6140车床的电动机功率为pe=7.5kw，如取机床传动效率为b=0.8,则pm/b=4.26/0.8=5.3kwpe。故机床功率足够。粗车外圆55的工序时间tb=(ljxz)/(nxfxap)=(80+2+2)x3/(450x0.6x3)=0.31min 7工艺设计总结通过这次设计，了解了输出轴的加工过程，和工艺编制的步骤。对所学知识有了更深的理解。在设计中，我总结了几点的体会。要有很强的时间观念。 在设计过程中，我深深地感到了自己在时间观念的不足。记得老师经常说时间观念要强，这一点对我们将来很重要。要细心和认真设计过程中，会有很多的计算，比如解尺寸链、切削用量、切削时间、定位误差等，如果不能静下心来，细心和认真的去对待，会多走弯路。另外，在用计算机绘图时，也同样需要细心和认真。要勤于思考 在设计中很多的问题只有通过细心的思考和研究后，才能弄明白，才能成为自己的东西。要掌握解决问题的正确思路在遇到问题时，要解决它，首要的掌握思考怎样解决它的思维，这一点指导老师可以给我们莫大的帮助，因为这需要丰富的专业知识和实践经验。要善于和勤于和他人沟通我发现在设计过程中与他人沟通也非常的重要，这样不仅可以让你的设计质量更高一些，而且还大大的促进了自己的沟通和表达能力，增近了同学和老师的友情。要学会给自己找到化解压力的方法马上要走出校门，踏入社会了，我们面临的压力太多了。在这段时间里，经常听到一些同学埋怨、诉说自己的苦恼。这些压力的确不可避免，但我想我们完全可以消除它给我们带来的烦恼，给自己找个适合的缓解方法。我的做法是每天早晨矜持锻炼。第二部分第80号工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析键槽宽160 -0.043与夹具无关。键槽长50，需限制的自由度有x转动，z转动。到小端面距离需限制的自由度有x转动，z转动，y移动。键槽底步到下母线距离500 -0.2，需限制的自由度有x移动，z转动。0.08平行度要求需限制的自由度有z移动，x转动。因此，本工序加工所需限制的自由度有x移动，x转动，y移动，z移动，z转动。2.定位方案确定采用v型块和179台阶面定位。3.定位元件确定用v型块限制4个自由度，有179台阶面限制一个自由度。4.定位误差分析计算工序位置尺寸公差t=0.2定位基准75+0.023 +0.003轴中心线和179台阶面。工序基准为该段轴下母线和小端面中心线。一. 保证500 -0.2的基准不重合误差 jb=1/2（+0.023+0.003）=0.013基准位移误差 该工序用v型块定位，所以： db=td/2sin(a/2)=0.026/1.414=0.018 因工件的工序基准与工件和定位元件的定位接触点位于工件定位基准的同侧，所以： dw=db-jb=0.018-0.013=0.005小于1/3*t二.保证尺寸10的定位误差分析见尺寸链图a=179.23+0.0155 -0.035，不能符合要求，所以应提高尺寸197的加工精度为：it8时，又基准不重合误差db=0。所以定位误差dw小于1/3*t，才能符合要求。 5.夹紧方案及元件确定用u型压板夹紧75外圆面。6.夹具总装草图夹具总装图第三部分第20号工序刀具设计说明书1.工序尺寸精度分析粗车176公差等级为it12的外圆。2.刀具类型确定此到工序粗加工精度要求低，因此可用90度外圆车刀。（宋体、五号）3.刀具设计参数确定序号项目数据来源或公式计算采用值1刀具类型来源于刀具课程设计指导书 表2-6 2-7焊接式90度强力外圆车刀2刀片材料yt5刀杆材料45钢3几何角度表2-8、2-9s=-10度 o=20度 o=6度 o=4度r=90度r=5 度 =2mm 4断削参数前面型式来源于刀具课程设计指导书表 2-11 2-12 估计f=1mm/r带倒棱曲面圆弧卷削槽前面ln=8.5mo1=-20度 br1=0.6 qn=9.35过渡刃表2-13（ap=2.6mm）直线过渡刃 kre=45度 b=16刀片型号表2-3a420l=20 b=12 c=7 r=12.5 r=1 e=0.87车刀外型结构尺寸表2-1、2-2、2-5bxh=20x30 l=150 m=8(90度弯头车刀)8刀槽型式表2-4sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20度-26.3度hc=h+(12)-ccoso/cos(o+ c)=30+1-7cos5/cos(5+6.3)=31-7x1/1=24bc=b-ctg(o+c)=12-7tg(5+6.3)=10.6lc=l-ccoso/ cos(o+ c).tgo =20-7.cos5/ cos(5+6.3).tg5 =20-7x0.08=19.4j=26.3度c=6.3度hc=24mmbc=10.6mmlc=19.4mm（宋体、五号）4.刀具工作草图第四部分第80号工序量具设计说明书1.工序尺寸精度分析测量20+0.042 -0.019孔尺寸 精度为it7级，一般精度要求2.量具类型确定确定为板式塞规。3.极限量具尺寸公差确定3.1 确定工作量规制造公差和位置要素由表 6-1即公差配合与技术测量p88位置要素it7级，尺寸为20+0.042 -0.019量规公差t=0.0034 z=0.0053.2 计算工作量规的极限偏差20+0.042 -0.019通规 上偏差=ei+z+t/2 =（+0.019+0.005