输出轴机械加工工艺规程及10×φ20孔夹具设计说明书

机械制造技术基础课程设计题目输出轴机械加工工艺规程及1020孔夹具设计班级机械113班完成日期6月27日任务书一、设计题目输出轴机械加工工艺规程及1020孔夹具设计二、原始资料1被加工零件的零件图1张2生产类型（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图1张2毛坯图1张3编制机械加工工艺过程卡片1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5绘制夹具装配图（A0或A1）1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约50008000字）1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第L2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写。综合评定成绩指导教师日期摘要机械制造技术基础课程设计是在学过机械制造技术基础课程，并进行生产实习基础上进行的一个教学环节。随着现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺的设计与改良已成为相关企业生存和发展的必要条件。为了锻炼分析问题、解决问题的能力，进行了这次课程设计。根据六点定位原理，对零件夹具进行设计，把零件完全定位后，再进行加工。设计时，首先大致观察零件图，对夹具初步设计，再根据要求进行更改，以达到要求，把几个重要表面加工，具有一定的尺寸、形状、位置。本文首先介绍了输出轴的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了然后进行了工艺规程设计，最后对1020的孔进行了夹具设计。ABSTRACTMECHANICALMANUFACTURINGTECHNOLOGYFOUNDATIONCOURSEDESIGNISBASICCOURSEINALLLEARNEDMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGY,ANDONTHEBASISOFPRODUCTIONPRACTICETEACHINGLINKWITHMODERNMACHINERYPROCESSINGINDUSTRYHASAPROFOUNDSTRUCTURALCHANGES,PROCESSDESIGNANDIMPROVEMENTOFRELATEDENTERPRISESURVIVALANDDEVELOPMENTHASBECOMEANECESSARYCONDITIONINORDERTOEXERCISETHEIRANALYSISPROBLEM,PROBLEMSOLVINGABILITY,INTHECOURSEDESIGNACCORDINGTOTHEPRINCIPLEOFLOCATINGATSIXTODESIGNOFFIXTURE,THEPARTSAFTERCOMPLETEORIENTATION,THENCARRYONTHEPROCESSINGPARTDRAWINGDESIGN,THEFRISTGENERALOBSERVATION,THEPRELIMINARYDESIGNOFTHEFIXTURE,THECHANGESACCORDINGTOTHEREQUIREMENT,INORDERTOACHIEVETHEREQUIREMENTS,THEPROCESSING,THESURFACEOFSEVERALIMPORTANTHASACERTAINSIZE,SHAPE,LOCATIONTHISARTICLEFIRSTINTRODUCEDTHEOUTPUTSHAFTFUNCTIONANDTHECRAFTANALYSIS,NEXTTHEDEFINITESEMIFINISHEDMATERIALSSIZE,THENHASCARRIEDONTHETECHNOLOGICALPROCESSDESIGN,FINALLY,1020HOLESFORFIXTUREDESIGN目录1输出轴零件工艺分析111输出轴零件的作用112输出轴零件的工艺性分析12确定毛坯121选择毛坯122确定毛坯尺寸13工艺路线的确定331选择定位基准332各表面加工方法的选择333确定工艺路线44加工余量和工序尺寸的确定441加工余量和工序尺寸及毛坯尺寸的确定45切削用量和基本时间的确定751切削用量的确定752时间定额的确定96机床夹具设计1061定位分析与定位误差分析1062夹紧机构与夹紧力分析计算1063对刀及导引装置设计1164夹具方案设计与装配图117参考文献121输出轴零件工艺分析11输出轴零件的作用1传递转矩，使车床主轴获得旋转动力。二工作过程经常承受载荷。三支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用的碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。综合全部技术要求，选择锻件。由于是大批量生产，采用模锻12输出轴零件的工艺性分析从零件分析，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类件。其结构复杂程度一般，其有三个过渡台阶，一个锥度台阶。根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工根围粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。此零件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。2确定毛坯21选择毛坯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。本零件生产批量为大批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻22确定毛坯尺寸初步估算毛坯质量约8KG，查机械制造技术基础课程设计指导书，锻件尺寸如下名称基本尺寸加工余量155252260252365252475252550406802527104262水平方向尺寸801021271972442252竖直方向尺寸1161762252模锻外圆角半径2MM毛坯简图如下3工艺路线的确定31选择定位基准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。32各表面加工方法的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。1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。2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。3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。4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。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。33确定工艺路线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。由于生产类型为中批量生产，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。工艺路线方案工序1粗车圆柱面176及端面工序2粗车圆柱面55，60，65，75及台阶面工序3精车圆柱面176及倒角工序4半精车圆柱面55，60，65，75及台阶面工序5精车圆柱面55，60，65，75及台阶面工序6倒角工序7粗镗内孔50，80，104工序8精镗内孔50，80，104工序9钻孔1020，扩孔1020，铰孔1020工序10铣键槽工序11钻斜孔28工序12去毛刺工序13终检4加工余量和工序尺寸的确定41加工余量和工序尺寸及毛坯尺寸的确定确定圆柱面工序尺寸，圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表外圆柱面176轴段加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗车3IT12125178178004精车2IT101251761760016毛坯21811812外圆柱面55轴段加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗车25IT126357557500。3半精车15IT1032565600。12精车10IT616555500019毛坯260602外圆柱面60轴段加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗车25IT126362562500。3半精车15IT1032616100。12精车10IT608606000019毛坯265652外圆柱面65轴段加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗车25IT126367567500。3半精车15IT1032666600。12精车10IT608656500019毛坯270702外圆柱面75轴段加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗车25IT126377577500。3半精车15IT1032767600。12精车10IT608757500019毛坯280802104孔加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗镗32IT1212510181018040精镗2IT73210410400035毛坯29999280孔加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗镗3IT121257777040精镗2IT732808000035毛坯27575250孔加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM粗镗25IT12125495475040精镗15IT732505000035毛坯24846220孔加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM精铰006IT732202000190042粗铰014IT10631994199400084扩孔18IT111251981980013钻孔18IT1218180018毛坯08孔加工余量计算工序名称工序间余量/MM精度等级/MM表面粗糙度RA/UM工序基本尺寸/MM标注工序尺寸公差/MM钻孔8IT121258800。15毛坯05切削用量和基本时间的确定51切削用量的确定工序1粗车圆柱面176及端面粗车前181MM，背吃刀量AP为（181178）/215MM。采用硬质合金车刀YT15，查表52，F071MM/R,取081MM/R，切削速度V5065M/MIN,初取60M/MIN。可求出主轴转速N1086,取110R/MIN。实际速度为608M/MIN。粗车右端面，背吃刀量AP为4MM，采用硬质合金车刀YT15，查表52，F071MM/R,取081MM/R，切削速度V5065M/MIN,初取60M/MIN。可求出主轴转速N1086,取110R/MIN。实际速度为608M/MIN。工序2粗车圆柱面55，60，65，75及台阶面背吃刀量AP都为125MM，与176圆柱面相同，可求出主轴转速分别为3323R/MIN,3057R/MIN,2831R/MIN,2466R/MIN，分别取340R/MIN，310R/MIN，290R/MIN，250R/MIN实际速度分别614M/MIN,608M/MIN，615M/MIN，608M/MIN。，工序3精车圆柱面176及倒角背吃刀量AP为（178176）/21MM，采用硬质合金车刀YT15，查表52，F0103MM/R,取02MM/R，切削速度V110130M/MIN,初取120M/MIN。可求出主轴转速N2171R/MIN,取220R/MIN。实际速度为1216M/MIN。工序4半精车圆柱面55，60，65，75及台阶面背吃刀量AP都为075MM，采用硬质合金车刀YT15，查表52，F035065MM/R,取05MM/R，切削速度V80100M/MIN,初取90M/MIN。可求出主轴转速分别为4985R/MIN,4586R/MIN,4247R/MIN,3699R/MIN,分别取500R/MIN,460R/MIN,430R/MIN,370R/MIN，实际速度为903M/MIN,903M/MIN,911M/MIN,9004M/MIN。工序5精车圆柱面55，60，65，75及台阶面背吃刀量AP都为05MM,采用硬质合金车刀YT15，查表52，F0103MM/R,取02MM/R，切削速度V110130M/MIN,初取120M/MIN。可求出主轴转速为6646R/MIN,6114R/MIN,5662R/MIN,4932R/MIN，分别取670R/MIN,620R/MIN,570R/MIN,500R/MIN，实际速度分别为1210M/MIN,1217M/MIN,1208M/MIN,1217M/MIN。工序7粗镗内孔50，80，104选用硬质合金镗刀，背吃刀量AP分别为15MM,15MM,16MM,查表530，F0310MM/R，取081MM/R，切削速度V4060M/MIN,初取50M/MIN，可求出主轴速度分别为5095R/MIN,3185R/MIN,245R/MIN,分别取510R/MIN，320R/MIN，250R/MIN，实际速度分别为801M/MIN,804M/MIN,816M/MIN。工序8精镗内孔50，80，104背吃刀量AP分别为05MM,10MM,10MM,查表530，F01505MM/R，取03MM/R，切削速度V60100M/MIN,初取,80M/MIN，可求出主轴速度分别为3217R/MIN,2016R/MIN,1546R/MIN,分别取330R/MIN，210R/MIN，160R/MIN，实际速度分别为513M/MIN,521M/MIN,517M/MIN。工序9钻孔1020钻孔,直径18MM,背吃刀量AP为9MM，查表522，F020030MM/R，取028MM/R，切削速度V1825M/MIN，取20M/MIN，可求出主轴转速为353R/MIN，取392R/MIN，实际速度为222M/MIN。扩孔1020背吃刀量AP为09MM，查表523，F0607MM/R，取062MM/R，查表524,切削速度约53M/MIN，可求出主轴转速为859R/MIN，取960R/MIN，实际速度为585M/MIN。铰孔1020用高速钢铰刀，粗铰背吃刀量AP为003MM，查表531，F040060MM/R，取048MM/R，切削速度125M/MIN，取4M/MIN，可求出主轴转速为637R/MIN，取97R/MIN，实际速度为61M/MIN。工序11铣键槽用高速钢立铣刀，查表514，F002004MM/R，取003MM/R,查表515,切削速度44M/MIN,可求出主轴转速为2548R/MIN,取255R/MIN，实际速度为441M/MIN。工序12钻斜孔28背吃刀量AP为4MM，查表522，F010020MM/R，取015MM/R，切削速度1825M/MIN，取20M/MIN，,可求出主轴转速为7961R/MIN，取960R/MIN，实际转速为241M/MIN。52时间定额的确定基本时间TJLL1L2/FNI表539，L2为35，取4，L1AP/TANKR23，辅助时间TF为（0102）TJ，取015，布置工作的时间TB为（002007）TJ，取005，休息和生理需要时间为TX（002004）TJ，取003，准备和中结时间TZ（003005）TJ，取003。工序1粗车圆柱面176及端面刀具为90车刀，I取6，基本时间为732S，TF1098S,TB366S,TXTZ22S。粗车右端面，基本时间为138S，TF207S,TB7S,TXTZ41S。工序2粗车圆柱面55，60，65，75及台阶面粗车圆柱面55，基本时间TJ105S,，TF16S,TB53S,TXTZ32S。粗车圆柱面60，基本时间TJ318S,，TF47S,TB16S,TXTZ1S。粗车圆柱面65，基本时间TJ396S,，TF6S,TB2S,TXTZ12S。粗车圆柱面75，基本时间TJ126S,，TF192S,TB66S,TXTZ36S。工序3精车圆柱面176及倒角基本时间TJ1458S,，TF219S,TB738S,TXTZ438S。工序4半精车圆柱面55，60，65，75及台阶面半精车圆柱面55，基本时间TJ120S,，TF18S,TB6S,TXTZ36S。半精车圆柱面60，基本时间TJ36S,，TF54S,TB18S,TXTZ48S。半精车圆柱面65，基本时间TJ438S,，TF66S,TB22S,TXTZ13S。半精车圆柱面75，基本时间TJ138S,，TF21S,TB72S,TXTZ42S。工序5精车圆柱面55，60，65，75及台阶面精车圆柱面55，基本时间TJ222S,，TF306S,TB114S,TXTZ66S。精车圆柱面60，基本时间TJ66S,，TF102S,TB36S,TXTZ2S。精车圆柱面65，基本时间TJ84S,，TF126S,TB42S,TXTZ24S。精车圆柱面75，基本时间TJ252S,，TF378S,TB126S,TXTZ48S。工序7粗镗内孔50，80，10450孔，基本时间TJ69S,，TF12S,TB36S,TXTZ21S。80孔，基本时间TJ108S,，TF18S,TB6S,TXTZ32S。104孔，基本时间TJ144S,，TF24S,TB72S,TXTZ42S。工序8精镗内孔50，80，10450孔，基本时间TJ288S,，TF432S,TB144S,TXTZ86S。80孔，基本时间TJ4443S,，TF666S,TB222S,TXTZ133S。104孔，基本时间TJ6075S,，TF911S,TB304S,TXTZ182S。钻，扩，铰，孔基本时间TJLL1L2/FN，L1D/2COTKR12,L20工序9钻孔1020钻孔基本时间TJ175S,，TF26S,TB09S,TXTZ05S。扩孔1020基本时间TJ32S,，TF05S,TB016S,TXTZ01S。铰孔1020基本时间TJ707S,，TF106S,TB35S,TXTZ21S。工序11铣键槽基本时间TJLL1L2/FNI表539，L2为13，取2，L105D12，辅助时间TF为（0102）TJ，取015，布置工作的时间TB为（002007）TJ，取005，休息和生理需要时间为TX（002004）TJ，取003，准备和中结时间TZ（003005）T