机械制造工艺学输出轴课程设计

1、机械制造工艺学输出轴课程设计LI录1 一、序机械制造丄艺课程设计3二、设计任4三、输出轴零件的工艺分析41. 零件的作用.42零件的图样分析.4四、工艺规程设计.41. 确定毛坯的制造形式42. 基面的选择43. 制定工艺路线44. 机械加工余量及工序尺寸的确定.65. 确定切削用量及基本工时7五、参考文献171一、序言机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业 课以及参加了生产实习之后进行的。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复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的 大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方

2、面的锻炼:1. 能熟练运用机械制造丄艺设计中的基本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。2. 通过绘制零件图和工序图，提高自己的il算机绘图能力.3. 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、 能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册和国家标准等。最重要的是综合运用所学 理论知识，解决现代实际工艺设讣问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设讣过 程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。本说明书主要

3、是CA6140卧式车床上的输出轴的有关工艺规程的设计说明，由于 自身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢2二、设计任务分析输出轴的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填 写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。三. 输出轴零件的工艺分析1零件的作用题LI所给定的零件是车床的输出轴，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。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。2(零件的图样分析,0. 024(1)两个 mm 的同轴度公差为 mm。，60,0.02, 0.011,0. 05

4、, 0. 024(2)nun 与 mm 的同轴度公差为 mm。,54.4,60,0.02, 0, 0. 011,0. 021, 0. 024 (3)mm 与 mm 的同轴度公差为 mm。,80,60,0.02, 0. 002,0. 011(4) 保留两端中心孔Al, A2o(5) 调质处理28-32HRC。四(工艺规程设计1. 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到机床在运行中药经常正反转，以及加速转动，所以 零件在工作过程中则承受交变载荷及冲击载荷，选择锻件，以使金属纤维尽量不被 切断，保证零件工作可靠。2. 基面的选择(1)粗基准的选择。对于一般输出轴零件而言，以外圆作为粗基准是完全合

5、理 的，按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作 粗基准;若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高 的不加工表面作为粗基准，现选取输出轴的两端作为粗基准。(2)精基准的选择。 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工艺基准不重合时应该进行尺寸换 算。3(制定丄艺路线(1)工艺路线方案一工序1下料棒料，90400mmmm工序2热处理 调质处理2832HRC工序3车 夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2. 5,粗车各端各部见圆即可，其余均留精加工余量3mm ,88,0.024工序4精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、， 6035mmmm

6、, 0. 011,0. 021 处分别留磨削余量 0. 8mm , , 8078mmmm, 0. 0023工序5车倒头装夹工件，车端面保证总长380mm,钻中心孔B2. 5,粗车外圆各部，留精加工余量3mm,与工序3相接,0. 05 L序6精车倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、，5485mmmm, 0,0. 024 处分别留磨削余量 0.8mm , , 6077mmmm, 0.011,0.024, 0.021工序7磨用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样,60mm, 80mm, 0. Oil, 0. 002要求尺寸,0.03工序8磨 倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求，5485mmnim,

7、0 尺寸工序9划线划两键槽线,0工序10铳 铳键槽两处，18mm, 0. 043工序11检验按图样检查各部尺寸精度油封入库工序12入库）工艺路线方案二（2工序1下料 棒料，90400mmmm工序2车 夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2. 5,粗车各端各部见圆即可，其余均留精加工余量3mm ,88工序3车倒头装夹工件，车端面保证总长380mm,钻中心孔B2. 5,粗车外圆各部，留精加工余量3mm,与工序3相接,0.024工序4精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、， 6035mmnim? 0. 011,0. 021 处分别留磨削余量 0. 8mm , , 8078mmmm, 0. 002

8、,0. 03工序5精车倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、，5485mmmm,0. 024 处分别留磨削余量 0. 8mm , 6077mmmm, 0. 011,0. 024, 0.021工序6磨用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样,60mm, 80mm, 0. 011, 0. 002要求尺寸,0. 05 J2序7磨倒头，用两顶尖装夹件，磨削至图样要求，5485mmmm, 0尺寸丄序8划线划两键槽线,0工序9铳 铳键槽两处，18mm, 0. 043丄序10热处理调质处理2832HRC工序11检验按图样检查各部尺寸精度工序12入库油封入库4(3)11艺方案的比例与分析上述两个工艺方案的特点在于:方

9、案一是先热处理，调质处理，然后再加工输 出轴的各部的尺寸。方案二则相反，先是加工轴的各部尺寸，然后热处理。两种方 案比较可以看出，方案一先热处理可以使加工精度更精确，减少了加工误差，不受 热处理影响尺寸，方案二选择先加工，后热处理，零件加工后受到热处理影响，使 零件尺寸产生变形，故而先加工后热处理这种方案不合理，然而对于方案一与方案 二比较，方案一得工序4和工序5与方案二的刚好相反，方案一得先精车一头后车 另一头，更不合理，方案二的工序5和工序6这样的顺序更加合理，因为先车后精车相对于垂直度误差之类的更小，而方案一，加工导致形位误差更加严重。因此综 上所述，最后的加工路线如下：丄序1下料棒料，

10、90400mmmm工序2热处理 调质处理28、32HRC工序3车 夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2. 5,粗车各端各部见圆即可，其余均留精加工余量3mm ,88工序4车 倒头装夹工件，车端面保证总长380mm,钻中心孔B2. 5,粗车外圆各部，留精加工余量3mm,与工序3相接,0.024工序5精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、，6035mmmm, 0. 011,0. 021 处分别留磨削余量 0. 8mm , , 8078mmnim, 0. 002,0. 03工序6精车倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、，5485mmmm,0,0. 024 处分别留磨削余量 0.8mm , 60

11、77mmmm, 0.011,0. 024, 0.021工序7磨用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样,60mm, 80mm, 0. Oil, 0. 002要求尺寸,0. 03工序8磨倒头，用两顶尖装夹丄件，磨削至图样要求，5485mmmm, 0 尺寸工序9划线划两键槽线,0工序10铳 铳键槽两处，18mm, 0. 043工序11检验按图样检查各部尺寸精度工序12入库油封入库以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡”。4.机械加工余量及工序尺寸的确定“输岀轴”零件材料为45钢，硬度为28-32HRC,生产类型为单件小批量生 产，采用锻件。根据原始数据及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工

12、序尺寸 如下：1. 夕卜圆表面(),88考虑加工长度为400mm,山于原来的非加工表面的直径为90,且表，88面为自由尺寸公差，表面粗糙度为12.5,只要求粗加工，此时直径余量2Z二2mm5已能满足加工要求。2. 两外圆加工表面，70由于上述的外圆表面已加工成，故而先把其经过粗加工加工成，88, 73留了3mm精加工余量，然后经过经过精加工达到加工要求。确定如下工序尺寸及余量为:粗车:mm ,90粗车:mm 2Z=2mm , 88粗车:mm 2Z二 15mm ,73精加工:mm 2Z=3mm ,70,0.024, 0.021, 0. 053.两个 mm、一个 mm、一个 mm 加丄表面,60,

13、 80, 54. 40, 0. 011, 0. 002由于上述的外圆表面均要经过磨削，使其表面粗糙度达到1.6,才能满足要求，故而确定如下工序尺寸及余量：,0. 024(1)两个 mm 加工表面，60, 0. 011粗车:mm ,90粗车:mm 2Z=2mm , 88mm 2Z=15mm 粗车：，73粗车：mm 2Z=10mm ,63精加工:mm 2Z=2. 2mm , 60. 8mm 2Z=0. 8mm 磨削：，60,0. 021(2) 一个 mm 加工表面,80, 0. 002粗车:mm ,90粗车:mm 2Z二2mm , 88粗车:mm 2Z=5mm , 83精加工:mm 2Z=2. 2

14、mm ,80.8磨削:mm 2Z=0. 8mm , 80,0. 05 (3)个 mm 加工表面,54.40粗车:mm ,90粗车:mm 2Z二2mm , 88粗车:mm 2Z=15mm ,73粗车：mm 2Z=10mm ,63粗车:mm 2Z=5. 6mm ,57.4精加工:mm 2Z=2. 2mm ,55.2磨削：mm 2Z=0. 8mm ,54.45(确定切削用量及基本工时工序1：下料，棒料， 90400mmmm工序2:热处理，调制处理使工件硬度达到2832HRC，查看相关热处理手册,调质处理应该是淬火+高温回火，钢件的淬火温度应该A3+(3050)?,1加热时间，保温时间应该比加热时间长

15、左右。, ,KD0.590290min5工件的高温回火温度加热温度通常为560600?,回火时间一般定在一个小时左右。就能使工件硬度达到2832HRC。工序3:夹左端，车右端面，见平即可。钻中心孔B2. 5,粗车各端各部见圆，88 即可，其余均留精加工余量3mm。1) 车右端面，已知棒料长度400mm,直径为90. nun,车削端面见平即可，由于 表面粗糙度要求为12.5,故为粗加工即可，由于最大加工余量。可以一次性加工，加工长度设置在380mm。, 90882mmZmax2) 进给量f根据切削用量简明手册，表1.4,当刀杆尺寸为以及 I】件直径为 60mm 时，f = 0. 5、0. 7mm

16、/r,按 1625, 3mmmmmm, , ap车床C620车床说明书取f = 0. 5mm/r,3) 计算切削速度按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为Cvm, () vkcvminxymvvfaTp,242, 0. 15, 0. 35, 0. 2m其中:。修正系数见切削手册yCxkvvvv表 1. 28,即。,1. 44, 0. 8, 1. 04, 0. 81, 0. 97kkkkkMvsvkvkrvBv 所以242 , ,ml.44O. 81. 040. 810. 97128(/min)vO. 20. 350. 15c600. 5110001000128, ver, 4)确定机床主轴

17、转速 452. 9 (/min) ns, 3. 1490, dw按工艺手册表4.2-8,与452. 9r/min相近的机床转速为460r/min.所以 实际切削速度v二130m/min.5) 切削加工时，按工艺手册表6.2-1。1, , , 382111123, , ,23. 32 (min) tmf4600. 5, nw6) 粗车外圆，留3mm精加工余量，最大加,801mm, , 672035122工余量。由于粗糙度要求为12.5,故可一次性加,888035mmZmax1',同理单边余量Z二2. 5mm,进给量f = 0. omm/r。Cvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27

18、所以vkcvminxymvvfaTp计算得到242 , , , , , , , ml. 440. 81. 040. 810. 97100. 5 (/min) v0. 20. 150. 35c6050. 5710001000100.5, vc 计算主轴转速 r , 363. 7 (/min)ns, 3. 1488, dw按机床选取n=380r/min所以实际切削速度v二105 (m/min)1222,切削工时计算得到t, ,0. 65(min) 3800. 5,外圆，留3mm精加工余量，最大加工7)粗车,701mm, , 203555余量，单向 切削深度 Z 二 5mm,进给量 f = , 83

19、703 lOmmZmax0. 5mm/roCvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到242。, ml. 440. 81. 040. 810. 97100. 5 (/min) vO. 20. 150. 35c6050. 510001000100.5, ver,确定主轴转速 385. 6 (/min) ns, 83dw按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v二115. 5 (m/min)552,切削工时计算得到t,0. 28(min)4600. 5,8)粗车外圆，留3mm精加工余量，最大加工余量,601mm, 35，单向切削深度 Z二5mm

20、,进给量 f 二 0., 73603lOmmZmaxCvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到,ml. 440. 81. 040. 810. 97100. 5 (/min) vO. 20. 150. 35c242。6050. 10001000100.5, ver, 438. 4 (/min)确定主轴转速 ns, 73dw按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v二105. 4 (m/min)352,切削工时 计算得到t, ,0. 16 (min)4600. 5,8工序4倒头装夹工件，车端面保证总长380mm,钻中心孔B2. 5,粗车外圆各

21、部，留精加工余量3mm,与工序3相接1)粗车外圆，留3mm精加工余量，最，701mm, , , ,777585237大加工余量,单向切削深度Z二7. 5mm,进给,8870315mmZmaxf = 0. 5mm/roCvm, () IT算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp IT算得 到。，94. 5/minmvc1000100094.5, vc, 342(/min)r 确定主轴转速 ns, 88, dw按机床选取n=370r/min所以实际切削速度v =102(m/'min)2372,切削工时计算得到t, 1.30(min)3700. 5,2)粗车外圆

22、，留3mm精加工余量，最大加工,601mm, ,7785162余量，单向 切削深度 Z二5mm,进给量 f = , 73603lOmmZmax0. 5mm/roCvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp 算得 到242。, ,ml. 440.81.040. 810. 97100. 5 (/min) vO. 20. 150. 35c6050. 510001000100.5, ver, ,438. 4 (/min)确定主轴转速 ns, 73dw按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v二103. 4 (m/min)1622,切削工时 计算得到t,0.

23、 71 (min) 4600. 5,3)粗车外圆，留3mm精加工余量,最大加工余量,54. 41mm, 85,单向切削深度 Z二2. 8mm,进给量 f = , 6354. 435. 6mmZmax0. 5mm/ro9Cvm计算切削速度见切削手册表1. 27 ,()所以vkcvminxymvvfaTp计算得 到242。, ,ml. 440. 81.040. 810. 97110 (/min) v0. 20. 150. 35c602. 80. 510001000110, ver 确定主轴转速，556(/min)ns, » 63dw按机床选取n=600r/min所以实际切削速度v二118

24、.7(m/min)852,切削工时 计算得到t,0. 29(min)6000. 5,0. 024 12序5夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、， 6035mmmm,0. 011,0. 021 处分别留磨削余量 0. 8mm , , 8078mmmm, 0. 0021)精车外圆，留0.8mm磨削余量，最大加工余量,801mm, 67,单向切削深度 Z 二 1. lmm,进给量 f = , 83800. 82. 2mmZmax0. 5mm/roCvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp 算得 到242。, ,ml. 440. 81.040. 810.971

25、26. 6 (/min) vO. 20. 150. 35c601. 10. 510001000126.6, vc, ,485. 7 (/min) r 确定主轴转速 ns, 83, dw按机床选取n=480r/min所以实际切削速度v二125. 1 (m/min)672,切削工时 计算得到t, ,0. 28 (min)4800. 5,2)精车外圆，不留磨削余量，最大加匚余量,701mm, 20,单向切削深度 Z二 1. 5mm,进给量 f = 0. 5mm/r。, 73703mmZmaxCvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp10讣算得到242。, ,

26、ml. 440.81.040. 810. 97120. 5 (/min) v0. 20. 150. 35c601. 50. 510001000120.5, ver 确定主轴转速，525. 7(/min)ns, , 73dw按机床选取n=600r/min所以实际切削速度v二137. 5(m/min)202,切削工时 计算得到t, ,0. 07(min)6000. 5,3)精车外圆，留0. 8mm磨削余量，最大加工余量,601mm, 35,单向切削深度 Z 二 1. 1mm,进给量 f = , 63600. 82. 2mmZmax0. 5mm/r。Cvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所

27、以vkcvminxymvvfaTp 算得 到242。, ml. 440. 81. 040. 810. 97126. 6 (/min) vO. 20. 150. 35c601. 10. 510001000126. 6, ver,确定主轴转速 640(/min) ns, , 63dw按机床选取n=610r/min所以实际切削速度v二120. 7 (m/min)352,切削工时 计算得到t,0. 12(min)6100. 5,4) 精车倒角，倒角Cl,转速为68r/min,手动进给。，70,0. 05 2E序6倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、， 5485mmmm, 0,0. 024 处分别留磨削

28、余量 0. 8mm , , 6077mmmm, 0.0111) 精车外圆，不留磨削余量，最大加匚余量,701mm, 75，单向切削深度 Z二9mm,进给量 f = 0. 5mm/ro , 887018mmZmaxCvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp 1+算得 到11242。, ,ml.44O. 81.040. 810. 9792. 2 (/min) v0. 20. 150. 35c6090. 51000100092.2, vc, ,333. 7 (/min) r 确定主轴转速 ns, 88, dw按机床选取n=370r/min(m/min)所以实

29、际切削速度v二102. 2752,切削工时 计算得到t,0. 42 (min) 3700. 5,2) 精车外圆，留0.8mm磨削余量，最大加工余量,601mm, 77,单向切削深度 Z 二 1. 1mm,进给量 f = , 63600. 82. 2mmZmax0. 5mm/r。Cvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp 算得 到242。, ml. 440. 81. 040. 810. 97126. 6 (/min) v0. 20. 150. 35c601. 10. 510001000126. 6, ver,确定主轴转速 640(/min) ns, ,

30、63dw按机床选取n=610r/min所以实际切削速度v二120. 7 (m/min)772,切削工时 计算得到t,0. 26 (min) 6100. 5,3)精车外圆，留0.8mm磨 削余量，最大加工余量,54. 41mm, 85,单向切削深度 Z二 1. 1mm,进给量 f = , 57. 454. 40. 82. 2mmZmax0. omm/roCvm,()计算切削速度 见切削手册表1. 27所以vkcvminxymvvfaTp 算得 到242。，, ml. 440. 81. 040. 810. 97126. 6 (/min) v0. 20. 150. 35c601. 10. 51210

31、001000126.6, vc 确定主轴转速 r , 702. 4(/min)ns, 57. 4dw按机床选取n=760r/min所以实际切削速度v =137(m/min)852,切削工时计算得到t,0. 29(min)7600. 5,、倒角，倒角Cl,转速为68r/min,手动进给。4)精车,70,60,54.4,0. 024, 0.021工序7用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样要求尺寸，60mm, 80mm, 0. Oil, 0. 002,0. 0211)磨削，至图样要求,80mmlmm, 78, 0. 002选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为WAKVP46635040127

32、,#其含义为:砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合46剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。35040127,切削用量的选择。砂轮转速n二1670r/min, -35m/s.,0. 520Bmm轴向进给量、工件速度,10/minmfwa,0. 015mm径向进给量fr2LbKZb,切削工时。当加工一个表面时(见工艺手册表6. 2-8) tUOOOvffar公式中 L二78mm, b二80mm, mm, K二 1. 1 , 0. 4Zb280781. 1, , , ,4.576（min）11100010200. 015,0. 0242）磨削，至图样要求35, 0. 011选择砂轮，见工艺

33、手册第三章中磨料选择各表，结果为WAKVP46635040127,#其含义为:砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合46剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。35040127,切削用量的选择。砂轮转速n = 1670r/min, V=35m/s.,0. 520Bmm轴向进给量、工件速度,10/minm fvwa,0. 015mm径向进给量fr2LbKZb,切削工时。当加工一个表面时（见工艺手册表6. 2-8） tUOOOvffar13公式中 L二35mm, b二60mm, mm, K二 1. 1 , 0. 4Zb235601. 1, , , min, ,1.54tll00010200.0

34、15,0. 0243）磨削，至图样要求,60mmlmm, 77, 0. 011选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为WAKVP46635040127,#其含义为:砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合46剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。35040127,切削用量的选择。砂轮转速n = 1670r/min, V=35m/s.,0. o20Bmm轴向进给量、工件速度，10/minmfvwa,0. 015mm径向进给量fr2LbKZb,切削工时。当加工一个表面时（见工艺手册表6. 2-8） tUOOOvffar公式中 L二77mm, b二60mm, mm, K二 1. 1 , 0. 4Zb277601. 1, , , , 3. 388（min）tll00010200. 015,0. 05 T序8倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求尺寸,5485mmmm? 01）磨削，至图样要求,54. 41mm, 85选择砂轮，见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为WAKVP46635040127,#其含义为:砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合46剂，6号组织平型砂轮，其尺寸为。35040127,切削用量的选择。砂轮转速n二1670r/min, V=35m/s.,0. 520Bmm轴向进给量、工件速度,10/mi