机械设计及自动化毕业设计

教育大论文下载中心 为你整理1福建 xxxx 学院毕业设计报告题目 CA6140 车床输出轴的加工工艺设计 机电工程 系 机械制造与自动化 专业 09 级 机自 1 班学 号 41 号 姓 名 指导教师 完成日期 教育大论文下载中心 为你整理2摘 要机械制造业的发展对世界经济起着非常重要的作用，而机械加工工艺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，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。关键词：制造；输出轴；加工工艺；夹具。教育大论文下载中心 为你整理3目 录一零件的工艺设计4(一)零件的工艺分析 4(二)选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图5(三)选择加工方法，制定加工艺路线6二工序设计13(一)选择机床 根据工序选择机床13(二)选用夹具 14(三)选用刀具 14(四)选用量具 14(五)确定工序尺寸 14三夹具设计17(一)定位方案 17(二)分度设计 18(三)切削力和夹紧力的计算18教育大论文下载中心 为你整理4四确定切削用量及基本工时19(一)切屑用量 19(二)基本工时 20五设计总结21六参考文献22一、零件的工艺设计（一） 、零件的工艺分析1零件结构功用分析该零件车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。2零件技术条件分析零件的材料为 45 钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，淬火时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。教育大论文下载中心 为你整理53零件结构工艺性分析该零件结构比较简单，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,大端端面为 Ra3.2um,其余为 Ra12.5um，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, 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.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到 200HBS，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。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。4轴类零件的装夹轴类零件的加工通常采用三爪卡盘，三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹误差，其定心精度约为 0.050.10mm 左右。由于零件较长，常采用一教育大论文下载中心 为你整理6夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另一端用尾座顶尖支撑，这样就克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，可采用中心架作中间辅助支撑，适用于半精加工和精加工。(二)、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1选择毛坯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。本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻。2确定毛坯尺寸，设计毛坯图毛坯（锻件）图是根据产品零件设计的，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,见表。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：r=2内圆角半径：R=2。按表 5-11，外模锻斜度 =5 。 ，内模锻斜度 =7 。 。下图为本零件的毛坯图：教育大论文下载中心 为你整理7（三） 、选择加工方法，制定加工艺路线1零件加工方法选择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。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。 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。本零件输出轴材料为 45 钢，在加工过程中预备热处理是在毛坯锻造之后消除零件的内应力。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。教育大论文下载中心 为你整理8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。先面后孔对该零件应该先加工圆柱表面，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。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，并且利于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。 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定位基准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。教育大论文下载中心 为你整理9表 1 机械加工工艺过程卡片产品型号 零件图号福建电力职业技术学院机械加工工艺过程卡片 产品名称输出轴 零件名称 输出轴共 2 页 第 1 页材 料 牌 号毛 坯 种 类锻件 毛坯外形尺寸每毛坯件数 每 台 件 数备 注工 时工序号 工 名序 称工 序 内 容 车间工段设 备 工 艺 装 备准终 单件00 车 粗车圆柱面 176 及端面 CA6140 YT15 硬质合金车刀，游标卡尺，外经千分尺05 车 粗车圆柱面 60、65 和75 及台阶面。CA6140 YT15 硬质合金车刀，游标卡尺，外经千分尺10 车 精车 176 外圆柱面及倒角。 CA6140 YT15 硬质合金车刀，游标卡尺，外经千分尺15 车 半精车圆柱面55、60、65 和 75 及台阶面。CA6140 YT15 硬质合金车刀，游标卡尺，外经千分尺20 车 精车圆柱面 55、60、65和 75 及台阶面，倒角。CA6140 YT15 硬质合金车刀，游标卡尺，外经千分尺25 镗 粗镗内孔50、80、104。C616A 镗刀，内径千分尺，三爪自定心卡盘30 镗 半精镗内孔50、80、104。C616A 镗刀，内径千分尺，三爪自定心卡盘35 钻 钻中心孔。 Z525 中心钻，内径千分尺标记 处数 更改文签字日 期标记处数更改文件号签 字日 期设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)教育大论文下载中心 为你整理10件号表 2 机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号福建电力职业技术学院 机械加工工艺过程卡片产品名称零件名称输出轴 共 2 页 第 2 页材 料 牌 号