1、 机械制造工艺课程设计说明书课程名称： 机械制造工艺课程设计 题目名称：设计“输出轴”零件的机械制造工艺规程班 级： 10 机设（4）班 姓 名： 罗振国 学 号： 201010310430 指导老师： 戴志华老师 第四组 2目录一、零件的工艺分析 -3二、毛坯的选择，确定毛坯尺寸 -3三、基准的选择 -4四、零件的机械加工工艺流程-5五、确定工序尺寸及加工余量-7六、选择机床、夹具、刀具-8七、参考文献-9第四组 3一、 零件图工艺分析我们的课题是输出轴的设计，输出轴是典型的阶梯轴，其作用主要用来传递转矩和动力。现对零件图的结构特点和技术要求进行分析：载荷分析：输出轴承受的载荷比较大，要求输
2、出轴材料应具有足够强的硬度和耐磨性能；尺寸公差分析：零件图上两个轴头 55 和 45 的公差分别为0.02mm、0.05mm,查公差表可知，其精度等级也都已达到了 IT7 精度，因此，我们在加工过程中要特别注意轴头的加工；位置度分析：两轴头的同轴度为 0.02mm,在加工过程中必须打中心空以保证同轴度，另外，对键槽的直线度也有要求。热处理：零件图要求调质处理 2832HRC。二、毛坯的选择 确定毛坯尺寸 （一） 确定毛坯种类毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状
3、，并绘出毛坯图。毛坯种类1）铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。2）锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。 3）型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较第四组
4、4大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。 4）焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。 5）其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。根据毛坯选择的原则，应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低生产成本，使产品在市场上具有竞争能力。因为输出轴的各段尺寸相差不大，而且尺寸较小，所以选 45 钢棒料。（二）确定毛坯尺寸因为零件图上的基本尺寸（最大尺寸）为 65mm，零件的长度为 291mm，选用直径为
5、 70mm,端面加工余量为 9mm,所以下料长度为 300mm.三、基准的选择机械零件表面之间的相对位置包括两方面的要求 ：一方面是表面间的位置尺寸精度；另一方面是相对位置精度。而表面间的尺寸精度和位置精度要求是离不开参考依据的基准。一、基准零件上用来确定其它点线面的位置，所依据的点、线、面叫做基准。1.设计基准在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。2.工艺基准零件在加工、检验和装配过程中所使用的基准为工艺基准。工艺基准分为定位基准、测量基准和装配基1.粗基准的选择(1)以不需要加工，但与加工表面有较高的位置精度要求的表面为粗基准 为了保证加工表面与不加工表面之间的相互要求
6、，一般选择不加工表面为粗基准。第四组 5粗基准选择原则：(1)以不需要加工，但与加工表面有较高的位置精度要求的表面为粗基准 为了保证加工表面与不加工表面之间的相互要求，一般选择不加工表面为粗基准。(2)应以要求加工余量小而均匀的表面作为粗基准 如车床导轨面的加工；(3)用毛坯制造中尺寸、位置比较可靠、平整光洁的表面为粗基准； (4)一般情况下，同一尺寸方向上的粗基准只能使用一次，即不重复使用。2.精基准的选择原则(1)基准重合 以设计基准为定位基准来避免基准不 重合而引起的误差。（2)基准统一 应尽可能选用统一的定位基准加工各 表面，以保证各表面间的相互位置精度，这称为基准统一。（3）自为基准
7、 某些精加工工序要求加工余量小而均匀，则应选择加工表面本身作为定位的精基准，称为“自为基准”。（4）互为基准 （5）以光洁、平整、大的平面为精基准，便于工件的定位和夹紧并使夹具结构简单，操作方便。四、 零件的机械加工工艺流程1) 车一端面，钻中心孔 B4 切断，长 295mm，车另一端面至长 291mm，钻中心孔 B4;2) 粗车外圆分别至 65*50、56*33, 半精车该端外面至 55.5*33,倒角2*45 粗车另一端外圆至 59*246,56*170，53*123，46*82 半精车该端外圆至 58.5*24655.5*17045.5*82;3) 粗 精铣键槽至 180 -0.043*
8、56,粗-精铣键槽至 140 -0.043*70;4) 粗磨一端外圆分别至 58+0.060 +0.04145+0.050 +0.0,精磨该端外圆分别至 58、45, 粗磨另一端外圆至 55,精磨该端外圆至 55，并保证尺寸 22mm;5) 调质 2*55+0.030 +0.02;6) 修孔口的锐边及毛刺.第四组 6制定加工工艺路线轴类加工一般是先加工端面，再加工外圆柱面，最后加工键槽。按照先加工基准面及先精后粗的原则，制定机械加工工艺路线方案如下：机械加工工艺流程：1：下料：选 45 圆钢 70mm300mm。2：热处理：调质处理 2832HRC。3：粗车：夹左端车右端面见平；打中心孔，车
9、7050mm 为 6850mm，车 6850mm 为 6650mm，车 6650mm 为 6550mm，车6533mm 为 6033，车 6033 为 5633mm，车5655mm 为 55.533mm。4：精车：夹左端车右端面见平，半精车该端外面至 55.533，倒角 245。5：粗车：夹紧右端车左端面见平，打中心孔，车 70246mm 为65246mm，车 65246mm 为 61246mm，车 61246mm为 59246mm。车 59170mm 为 56170mm，车56123mm 为 53123mm。. 车 53123mm 为 4982mm，车 4982mm 为 4682mm。6：精
10、车该端外圆至 58.5*246，55.5*170 ，45.5*82 。7：粗磨：顶住左右端面，粗磨一端外圆分别至 58.145.1，粗磨另一端外圆至 55。8：精磨：顶住左右端面，精磨该端外圆分别至 58+0.060 +0.04145+0.033 +0.017，精磨该端外圆至 55，并保证尺寸 22mm。9：划线：保证两键槽同一水平线。10：铣键槽：铣 180 -0.043*56，140 -0.043*70（键槽的精度等级为 IT9，一般一次铣完就能满足要求）11：修孔口的锐边及毛刺。12：调质 2*55+0.030 +0.0213：检验第四组 714：入库。附图：五、 确定工序尺寸及加工余量
11、根据工件尺寸及加工要求，选用 CA6140 车床，焊接式硬质合金外圆车刀，材料为 YT15，刀杆截面尺寸为 16 mm*25mm，几何参数：0=15o， 0=8o，r=75 o，r=10 o，s=6 o，r=1mm，b 1=0.3mm， 0=15o因粗糙度有一定要求，故分粗车和半精车两道工步加工。（1） 粗车加工1）确定背吃刀量 p 加工余量为 3mm，粗车加工取 p1=2.5mm，半精车 p2=0.5mm。2）确定进给量 f 工件材料，刀杆截面尺寸，工件直径及背刀量，查表的 f=0.40.5mm/r。按机床说明书实有的进给量，取 f=0.51mm/r。3）确定切削速度 v 切削速度可查表得。
12、现根据已知条件，得v=90m/min，然后求出机床主轴转速为n=1000v/dw=1000x90/3.14x70r/min=409r/min按机床说明书选取实际机床转速为 400r/min，实际切削速度为v=dwn/1000=3.14x50x560/1000m/min=62.8m/min（2） 精车工步1）确定背吃刀量 p p=0.5mm2）进给量 f 根据表面粗糙度 Ra3.2mm，r=1mm ，查表得f=0.30.35mm/r。按机床说明书实有的进给量，取 f=0.30mm/r。3）确定切削速度 v 切削速度可查表得。现根据已知条件，得第四组 8v=130m/min，然后求出机床主轴转速为
13、n=1000v/dw=1000x90/3.14x（70-5 ）r/min=441r/min按机床说明书选取实际机床转速为 450r/min，实际切削速度为v=3.14x（70-5）x450/1000m/min=91.95m/min（3）工时计算粗车：55 +0.041+0.060外圆1）55 +0.041+0.060外圆长 L=33mm2)进给量:根据手册 f=0.51mm/r3)确定主轴转速n=1000v/dw=1000x90/3.14x70r/min=409r/min车床 CA6140，选速度 n=450r/min4)工时：tm=6*L/(n*f)+t=6*33mm/(450r/min*0
14、.51mm/r)+10=10.9min精车：1）背吃刀量;单边余量 0.5mm2)进给量；根据手册 f=0.30mm/r3)确定主轴转速 n=1000v/dw=1000x90/3.14x（70-5 ）r/min=441r/min取 n=450r/min 4）工时:tm= L/(n*f)+t= 33mm/(450r/min*0.3mm/r) +5=5.24min六、 选择机床、夹具和刀具（一）机床选用1） 各工序的工步数不多，且批量生产对工件的生产效率不是很高，所以选卧式车床，本零件的轮廓尺寸不是很大，所以选用 CA6140 型卧式车床。2）工序 12 铣键槽，因为键槽尺寸不大，且该零件属批量生产，所以选通用的铣床为宜，因此选 X61W 万能铣床就能满足加工要求。3）工序 10 磨削，因为工件的外圆尺寸都不是很大，所以选通用的万能外圆磨床即可，型号为 M114W 足以满足要求。（二）夹具选用主要选用三爪卡盘。（三）刀具的选用选择常用车刀、铣刀和砂轮。第四组 9参考文献机械制造工艺设计简明手册哈尔滨工业大学 李益明主编使用机械加工手册辽宁科学技术出版社：2002 马智贤主编机械制造工艺学 （第二版）：机械工业出版社：2006 王先逵主编机械制造技术基础教育部机械职业教育教学委员会 王明耀主编
