1、全套图纸 Q 153893706毕 业 设 计 说 明 书专 业 机械制造及自动化 全套图纸 Q 153893706目 录第一部分 工艺设计说明书2第二部分 第 XX 号工序夹具设计说明书 3第三部分 第 XX 号工序刀具设计说明书第四部分 第 XX 号工序量具设计说明书第五部分 毕业设计体会第六部分 参考资料全套图纸 Q 153893706第一部分 工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1 零件结构功用分析从传动轴的受力分析可知，它受扭转一弯曲复合作用力，由于其承受中等载荷，工作又较平稳，冲击力很小，所以可采用优质碳素结构钢的 45 号钢，坯料用热轧圆钢。为了改善组织、提高力学性能，坯料要经
2、过正火热处理1.2 零件技术条件分析外圆尺寸精度 ：30k6，30f7 两节，25k6，20h6，及 M24X1.5 的螺纹；外圆形状位置精度 ：要求为 30f7 两轴节相对 30k6，20h6，25k630f7 两轴节表面需高频淬火；外圆表面质量 ：30k6，30f7 两节，25k6，20h6 的表面质量要求 Ra 均为 0.8um，其它面 Ra 为 12.5um1.3 零件结构工艺性分析轴的锻件强度较高，形状比较简单，外轮廓尺寸不大，在轴径 30k6，30f7 两节，25k6，20h6，及 M24X1.5 的螺纹上均开有键槽，且轴两端带有 B 型中心孔。结论：轴的结构较规则，在加工键槽和
3、B 型中心孔时，采用专用夹具定位和夹紧，螺纹加工安排在半精加工后，精加工前进行。2.毛坯选择2.1 毛坯类型在传递力矩过程时要承受很强的冲击力和很大的交变载荷, 要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性,而且其轮廓形状不复杂,故采用锻件；零件尺寸不大，而且零件属于批量生产,故采用模锻。2.2 毛坯余量确定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。2.2.11）.锻件公差等级：由该零件的功能和技术确定其锻件公差等级为普通级；2）.锻件
4、质量 Mf ：根据锻件成品质量 1.94g 估算；3）.分析锻件形状复杂系数 s：S=Mf/Mn该零件为圆形，假设其最大直径 37 长为 375 则在：Mn=/4 d2 hS=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195 mm /316300.05mm =0.72633由于 0.726 介于 0.63 和 1 之间，故该零件的形状复杂系数 S 属 S 1 级。4）.锻件材质系数 M：由于该零件材料为 45 钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属 M 1 级； 5）.零件表面粗糙度 由零件图知，除 30k6，30f7 两节，25k6，20h6 的表面质量 Ra 为0.8
5、um外，其余各加工表面 Ra 为 12.5um；2.2.2 初步确定机加工余量及毛坯尺寸，初选毛坯尺寸公差根据毛坯尺寸公差，锻件质量，材质系数，形状复杂系数，初步确定本零件毛坯尺寸允许偏差，全套图纸 Q 153893706根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查参考书1中表 5-9，由此查得单边余量：零件尺寸初选厚度方向单边加工余量初选水平方向单边加工余量确定厚度方向单边加工余量确定水平方向单边加工余量初选锻件尺寸 偏差30k6 1.72.2 2.02.5 2 34 +1.2 -0.630f7 两节 1.72.2 2.02.5 2 34 +1.2 -0.629 1.72.2 2.02.5
6、2 34 +1.2 -0.625k6 1.72.2 2.02.5 2 29 +1.1 -0.5 24 1.72.2 2.02.5 2 29 +1.1 -0.5115 1.72.2 2.02.5 2.5 115 +1.4 -0.620h6 1.72.2 2.02.5 2 24 +1.1 -0.532 1.72.2 2.02.5 2.5 33 +1.2 -0.633 1.72.2 2.02.5 2 37 +1.2 -0.6370 1.72.2 2.02.5 2.5 375 +1.7 -0.85 1.72.2 2.02.5 2.5 10 +1.1 -0.52.2.3 验证上述余量是否满足要求计算同上
7、得，锻件形状复杂系数 s= S=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195 mm /316300.05mm =0.72633，S 属于 S 1 级；查表得，机械加工余量与上述相同，满足要求。2.3 毛坯零件合图草图全套图纸 Q 1538937063机加工工艺路线确定3.1 加工方法分析确定（1）30k6 外圆-粗车（IT12 级，Ra12.5um）-半精车（IT9 级，Ra3.2um）-铣键槽（IT9 级，Ra12.5um）-粗磨（IT8 级，Ra0.8um）-精磨（IT6 级，Ra0.8um）（2）25k6 外圆-粗车（IT12 级，Ra12.5um）-半精车（IT9 级，Ra3.2um）
8、-铣键槽（IT9 级，Ra12.5um）-粗磨（IT8 级，Ra0.8um）-精磨（IT6 级，Ra0.8um）（3）20h6 外圆-粗车（IT12 级，Ra12.5um）-半精车（IT9 级，Ra3.2um）-铣键槽（IT9 级，Ra12.5um）-粗磨（IT8 级，Ra0.8um）-精磨（IT6 级，Ra0.8um）（4）30f7 外圆-粗车（ IT12 级，Ra12.5um）-半精车（IT9 级，Ra3.2um）- 热处理（30f7 两节外圆表面局部高频淬火）-磨削（IT7 级，Ra0.8um）（5）2M24X1.5 螺纹-粗车（IT12 级，Ra12.5um）-半精车（IT9 级，Ra
9、3.2um）-铣键槽（IT9 级，Ra12.5um）-车螺纹（配螺母）3.2 加工顺序的安排铣端面钻中心孔保证总长 370mm，粗车各外圆和台阶端面，半精车各段外圆和切各段 3X0.5 退刀槽，全套图纸 Q 153893706加工 30k6，25k6，20h6，及 24 各段的键槽，随后车 M24X1.5 的螺纹，局部热处理 30f7两节表面进行高频淬火，最后粗精磨 30k6，25k6，20h6 外圆及 30f7 两节外圆表面，保证表面质量 Ra 为 0.8um。3.3 定位基准选择3.3.1 粗基准的选择：粗车时以外圆和两侧端面为粗基准；3.3.2 精基准的选择：以两侧端面中心孔为精基准定位
10、。3.4 加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段为工序 3、5、10；半精加工阶段为工序 15，20，25，30；精加工阶段为工序 35，40；方案讨论：M24X1.5 的螺纹加工安排在半精加工后，精加工前进行，故放到半精加工阶段来实现。3.5 主要机加工工序简图工序 3.铣左端面，钻中心孔工序 5.铣右端面，钻中心孔 工序 10. 粗车各段外圆及端面工序 15 半精车各段外圆及端面全套图纸 Q 153893706工序20 铣30k6，25k6，20h6，24各段外圆的键槽工序 25. 车 M24X1.5 的螺纹工序 30.30f7 两节外圆表面需高频淬火 hrc40-45工序 35.粗磨
11、 30k6，25k6，20h6，30f7 两节，各段外圆全套图纸 Q 153893706工序 40 精磨 30k6，25k6，20h6 ，各段外圆工序 45 去毛刺；工序 50 检验；工序 55 入库.4.工序尺寸及其公差确定4.1 工序尺寸确定工序余量（双边） 工序尺寸及公差 表面粗糙度/um加工表面 粗 半精 粗磨 精磨 粗 半精 粗磨 精磨 粗 半精 粗磨 精磨30k6外圆2.6 1.0 0.3 0.1 31.4150 -0.3930.4150 -0.06230.1150 -0.02530.0150 -0.013Ra12.5 Ra3.2 Ra0.8 Ra0.825k6外圆2.6 1.0
12、0.3 0.1 26.4150 -0.3325.4150 -0.05225.1150 -0.02125.0150 -0.013Ra12.5 Ra3.2 Ra0.8 Ra0.820h6外圆2.6 1.0 0.3 0.1 21.40 -0.3320.40 -0.05220.10 -0.021200 -0.013Ra12.5 Ra3.2 Ra0.8 Ra0.8全套图纸 Q 15389370630f7外圆2.6 1.0 0.3 31.380 -0.4630.380 -0.05229.980 -0.021Ra12.5 Ra3.2 Ra0.8工序余量（双边） 工序尺寸及公差 表面粗糙度 /um加工表面 粗
13、车 半精车半精车粗车 半精车 半精车 粗车 半精车半精车29 2.6 1.0 1.4 31.40 -0.4630.40 -0.062290 -0.052Ra12.5 Ra3.2 Ra3.224 2.6 1.0 1.4 26.40 -0.3325.40 -0.052240 -0.052Ra12.5 Ra3.2 Ra3.2115 1.5（单边）1.0（单边）1140 -0.541150 -0.54Ra12.5 Ra3.232 1.5（单边）1.0（单边）310 -0.39320 -0.39Ra12.5 Ra3.25 1.5（单边）1.0（单边）60 -0.1850 -0.18Ra12.5 Ra3.
14、2370 2.5 3700 -0.89Ra12.54.2 轴向尺寸的工序尺寸链图全套图纸 Q 1538937065.设备及其工艺装备确定5.1 选择机床和夹具1）.工序 03、05 是铣端面和钻中心孔，可采用专用夹具在 X53K 铣床上加工；2）.工序 10、15、25 是粗车、半精车、车螺纹各工序的工步数不多，成批生产，不要求很高的生产率，故选用卧式车床能够满足使用要求，又由于要求的精度较高，表面粗糙度值较小，需选用较精密的车床才能满足要求，因此选用 C620-1，使用通用夹具（两顶尖）装夹；3）工序 20 是铣键槽，可采用专用夹具在立式铣床上加工，故选 X53K；4）工序 40，45 是磨
15、削外圆， 使用专用磨床夹具，选用卧式磨床 M1432；5.2 选择刀具1）工序 03、05 在铣床上加工，一般都选用硬质合金端铣刀；2）工序 10、15、25 在车床上加工，一般都选用硬质合金车刀，加工刚质零件采用 YT 类硬质合金，粗加工用 YT5，半精加工用 YT15，为了提高生产率及经济性，选用 90 度车刀，螺纹车刀和镗刀，切槽刀宜选用高速钢；3）工序 20 铣键槽，零件要求铣切宽度分别为 5h9，6h9，8h9 故所选直柄键槽铣刀分别为 5e8 GB/T1112.1-1997，6e8 GB/T1112.1-1997，8e8 GB/T1112.1-1997；5.3 选择量具本零件属于成
16、批生产，一般采用通用量具全套图纸 Q 153893706工序 加工面尺寸 尺寸公差 选择量具31.4 0.39粗加工外圆26.4 0.33116 0.5433 0.39粗加工轴向尺寸6 0.18115 0.5432 0.39半精加工轴向尺寸5 0.18读数值 0.02，测量范围0150 游标卡尺30.4 0.06225.4 0.052半精加工外圆20.4 0.052读数值 0.01，测量范围75100 外径千分尺30k6 0.01325k6 0.01320h6 0.013粗，精磨外圆30f7 0.021选用单头双限卡规（GB632286）6切削用量及工时定额确定工序 10（参考书1）本道工序为
17、粗车（车台阶面和外圆）已知加工材料为 45 钢，6b=670mpa，锻件有外皮，机床为CA6140，工件采用两顶尖装夹。（1）.确定粗车外圆 33 的切削用量，所选刀具为 YT5 硬质合金车刀，刀杆尺寸BXH=16mmX25mm刀片厚为 4.5mm，根据1 表 5-113，选择刀具几何角度 s=00 ， o=120 ， o=60 o=40 r=90 0 ，r=100 ， =0.8mma.确定被吃刀量 ap 粗车双边余量为 2.6mm，则 ap=1.3mmb.确定进给量 f 根据表 5-114 在粗车钢料，刀杆尺寸 16X25mm，ap3mm ，工件直径在 2040mm时 f=0.30.5mm/
18、r，按 C620-1 车床的进给量 f=0.33mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的强度要求，故需进行校验：根据表 5-55，C620-1 车床进给机构允许的进给力 Fmax=3530N根据表 5-123，当钢料 6b=570670mpa，ap2mm，f 0.75mm/r，r=45 0 ，V=65m/min 时，进给力 Ff=760N。Ff 的修正系数为 Kr。Ff=1.0，KsFf=1.0， KkTFf=1.17 故实际进给力为 Ff=760X1.17=889.2NFfFmax，所选的进给量 f=0.33mm/r 可用。C .选择车刀磨钝标准及耐用度根据表 5-119，车刀后刀面最大磨
19、损量取 1m，车刀的耐用度为T=60min。d .确定切削速度 V根据表 5-120，当用 YT5 硬质合金车刀加工 6b=600-700mpa，钢料全套图纸 Q 153893706ap3mm，f 0.75mm/r，V=109m/min 切削速度的修正系数为 Ksv=0.8, Ktv=0.65, KKTv=0.81, KTv=1.0, Kmv=Kkv=1.0 故，V109X0.8X0.81=45.9m/min， n=1000v/3.14d=1000X45.9/3.14X37=395.1r/min按 C620-1 车床的转速，选择 n=380 r/min，则实际切削速度 V=44.1m/mine
20、.校验机床功率：由表 5-125，当 6b=580970mpa，HBS=166277，ap2mm ，f0.75mm/r，V=44.1m/min 时，Pc=1.7KW切削功率的修正系数为 KTrPc=1.13, KkrPc=1.17，Kr。Pc=KMPc=KkPc=1.0，KSPc=0.8，KtPc=0.65，故实际切削时的功率为 Pc=0.72KW根据表 5-29，当 n=120r/min 时，机床主轴允许功率 PE=5.9KW，Pc PE，故所选切削用量在 C620-1 车床上进行最后确定的切削用量为：ap=1.3mm，f=0.33mm/r，V=44.1m/min，n=380 r/min。（
21、2）. 确定粗车外圆 31.4mm 及台阶面的切削用量，采用车外圆 33 的刀具加工这些表面，加工余量皆可一次走刀切除，车外圆 31.4mm 的 ap=1.3mm，f1=0.33mm/r，台阶面的ap=1.5mm，f2=0.30mm/r，主轴转速与车外圆 33 的转速相同。（3）.确定粗车外圆 26.4mm 及台阶面的切削用量，采用车外圆 33 的刀具加工这些表面，加工余量皆可一次走刀切除，车外圆 26.4mm 的 ap=1.3mm，f1=0.33mm/r，台阶面的ap=1.5mm，f2=0.30mm/r，主轴转速与车外圆 33 的转速相同。（4）. 确定粗车外圆 21.4mm 及台阶面的切削
22、用量，采用车外圆 33 的刀具加工这些表面，加工余量皆可一次走刀切除，车外圆 21.4mm 的 ap=1.3mm，f1=0.33mm/r，台阶面的ap=1.5mm，f2=0.30mm/r，主轴转速与车外圆 33 的转速相同。基本时间（1） 确定粗车外圆 33 的基本时间，根据表 2-21 车外圆基本时间：Tj1=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=7.5mm,L1=ap/tankr+(2-3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f=0.33mm/r，n=380 r/min,i=1Tj1=7.5+2/0.33*380=4.5s（2） 确定粗车外圆 31.4 的基本时间，根
23、据表 2-21 车外圆基本时间：Tj2=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=250mm,L1=ap/tankr+(2-3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f1=0.33mm/r，f2=0.30mm/r，n=380 r/min, i=1Tj2=(250+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=122.97s（3） 确定粗车外圆 26.4 的基本时间，根据表 2-21 车外圆基本时间：Tj3=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=83mm,L1=ap/tankr+(2-3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f1=0.33mm/r
24、，f2=0.30mm/r，n=380 r/min, i=1全套图纸 Q 153893706Tj3=(83+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=43.04s（4） 确定粗车外圆 21.4 的基本时间，根据表 2-21 车外圆基本时间：Tj4=（L+L1+L2+L3）*i/nf，L=29.5mm,L1=ap/tankr+(2-3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f1=0.33mm/r，f2=0.30mm/r，n=380 r/min, i=1Tj4=(29.5+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=17.44s确定工序 10 的基本时
25、间：Tj= Tj1+ Tj2+ Tj3+ Tj4=（4.5+122.97+43.04+17.44）s=187.95s第二部分 第 20 号工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析工序加工要在轴 25.40 -0.052 的外圆表面上铣键槽保证尺寸 20.50 -0.52，键槽宽为6h9mm；无其它技术要求，该工序在立式铣床上加工，零件属中批量生产。2.定位方案确定理论上限制自由度分析：槽宽由定尺寸刀具保证；保证槽深应限制：x 移动、y 转动;保证键槽长度应限制：x 移动；保证键槽对称度应限制：y 移动,z 转动；综合结果限制：x 移动、y 移动、y 转动、z 转动,z 移动；实际上限制自由度分析
26、：V 形块定位 30.40 -0.052 限制：y 移动、z 移动、y 转动、z 转动，大头端面用定位销定位限制：x 移动；综合结果实际限制：x 移动、y 移动、y 转动、z 转动、z 移动；3.定位误差分析计算工件采用 V 形块定位，对称度分析：基准不重合误差为：jb=0.02mm，基准位移误差为：db=0则：dw=jb+db=0.02mm对尺寸 20.50 -0.52 分析：基准不重合误差为：jb=0.02+0.026=0.046mm基准位移误差为：db=0.707T （d）=0.707X0.062=0.044mm则：dw=jb+db=0.09mm由于 T=0.52 mm，T/3=0.17
27、3mm,即dwT/3，故该夹具能够满足加工要求.4.夹紧方案及元件确定本套夹具采用铰链压板夹紧；全套图纸 Q 153893706工件在加工时所受的力主要是切削力 F，由机床夹具设计手册表 1-2-7 得切削力的计算公式：Fx=667Ds Kp=667x7x700 x650/7261083N7.07.0实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：(K 由表 1-2-2 查得为 1.15)F=KFx=1.15X1083=1245.45N5.夹具总装草图AXmJBTVMXx1.587全套图纸 Q 153893706第三部分 第 10 号工序刀具设计说明书1.工序尺寸精度分析粗车轴各段外圆保证尺寸 33，
28、31.4，26.4，21.4 公差等级为 IT12。2.刀具类型确定此道工序保证的尺寸精度要求不高可用游标卡尺测量，属粗加工，因此可用 90 度外圆车刀。3.刀具设计参数确定（数据来源参考书3）序号 项目数据来源或公式计算 采用值1 车刀外行 表 2-6、2-7 焊接式 900 强力外圆车刀刀片材料 YT52刀杆材料 45 钢3几何角度表 2-8、2-9 s=00 o=120 o=6 0 o=40 r=90 0 r=100 =0.8mm 4 断削参数前面型式表 2-11、2-12（f=0.33mm/r）带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5m,o 1= -200 br1=0.6 qn=9.35
29、过渡刃 表 2-13（ap=1.3mm）直线过渡刃 Kre=450 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 、2-5 BxH=20x30 L=150M=8(900 弯头车刀)全套图纸 Q 1538937068刀槽型式表 2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o- j=120 -18.30 Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(50 +6.30 )=31-7x1/1=24Bc=B-C*tg(o+ c)=12-7tg(60 +
30、5.30 )=10.6Lc=L-CCoso/Cos(o+c)*tg o=20-7.Cos5/Cos(60 +5.30 )*tg5=20-7x0.08=19.4j= 18.30 c= 5.30 Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm4.刀具工作草图全套图纸 Q 153893706 技 术 条 件（ 1） 、 刀 片 材 料 ， 刀 杆 45钢 ；（ 2） 、 刀 片 型 号 ： ；（ 3） 、 使 用 0号 焊 料 ， 焊 缝 不 大 于 0.2（ 4） 、 刃 口 不 得 有 崩 刀 ， 刀 面 不 得 有 裂 纹 。全套图纸 Q 153893706第四部分 第 40 号工序量具设
31、计说明书1.工序尺寸精度分析对轴外圆 30k6 选基孔制，首先确定被测轴的极限偏差，查4公差书第三章极限与配合标准得30k6 的上偏差 es= -0.009mm,下偏差 ei= -0.025mm。公差等级为 IT6。2.量具类型确定轴的外圆 30k6 的量具用卡规，量具测量面的材料用硬质合金，测量面的硬度为 58-65HRC，其它部分的材料为 45 钢。3.极限量具尺寸公差确定（1）确定工作量规的制造公差和位置要素值，由公差书表 6-1 得 IT6 尺寸 30k6 的量规公差为 T=0.0024mm,位置要素 Z=0.0028mm.。（2）计算工作量规的极限偏差：30k6通规：上偏差=es-Z
32、+T/2=-0.009-0.0028+0.0012=-0.0106mm下偏差=es-Z-T/2=-0.009-0.0028-0.0012=-0.013mm磨损极限= es=-0.009mm止规：上偏差=ei+T=-0.025+0.0024=-0.0226mm下偏差=ei=-0.025mm4.极限量具尺寸公差带图全套图纸 Q 1538937065. 极限量具结构设计全套图纸 Q 153893706第五部分 毕业设计体会全套图纸 Q 153893706第六部分 参考资料1机械制造技术基础课程设计指南： 主编： 崇凯 化学工业出版社2 机械制造工艺学： 主编： 郑修本 机械工业出版社3刀具课程设计 机械工业出版社4 公差配合与技术测量 主编： 徐茂功桂定一 机械工业出版社
