1、1毕 业 设 计 说 明 书专 业： 机械制造及自动化 班 级： 机制 3106 班 姓 名： 董丹 学 号： 11310612 指导老师： 黄雨田 陕 西 国 防 工 业 职 业 技 术 学 院2二 O 一三 届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造及自动化 班级：机制 3106 姓名：董丹 学号：11310612一、设计题目(附图)：ZJ091-B 零件机械加工工艺规程制订及第 21 工序工艺装备设计。二、设计条件： l、零件图； 2、生产批量：中批量生产。三、设计内容：1、零件图分析：l） 、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析） ；2） 、绘制零件图；2、毛坯选择： 1） 、毛坯类
2、型； 2） 、余量确定； 3） 、毛坯图。3、机械加工工艺路线确定： 1） 、加工方案分析及确定； 2） 、基准的选择；3） 、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案） 。4、工艺尺寸及其公差确定： 1） 、基准重合时（工序尺寸关系图绘制） ； 2） 、利用尺寸关系图计算工序尺寸； 3） 、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。5、设备及其工艺装备确定：6、切削用量及工时定额确定： 确定每道工序切削用量及工时定额。7、工艺文件制订： 1） 、编写工艺设计说明书； 2） 、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）8、指定工序机床夹具设计： 1） 、工序图分析； 2） 、定位方案确定； 3）
3、、定位误差计算； 4） 、夹具总装图绘制。 9、指定工序刀具、量具没计。 （绘制刀具量具工作图）四、上交资料（全部为电子文稿）：1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图） ；3、零件图、毛坯图各一张；零件三维图、毛坯三维图各一张；3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写）4、夹具总装图一张（A4 图纸） ；夹具总装三维图一张；全部零件图（A4 图纸） ；5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）6、刀具工作图一张（A4 图纸） ；量具工作图一张（A4 图纸） 。五、起止日期：2 012 年 11 月 1
4、2 日一 2 012 年 12 月 28 日(共 7 周)六、指导教师：七、审核批准： 教研室主任： 系主任：年 月 日八、设计评语：3目 录第一部分 工艺设计说明书4第二部分 第 21 号工序夹具设计说明书12第三部分 第 11 号工序刀具设计说明书15第四部分 第 31 号工序量具设计说明书18第五部分 毕业设计体会20第六部分 参考资料214第一部分 工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1 零件结构功用分析由图可以看出零件为轴类零件，其长径比 LD2.3 毛坯零件合图草图3机加工工艺路线确定3.1 加工方法分析确定1）主要表面加工方案确定（1）外圆柱表面18 ，Ra0.8：粗车（IT1
5、1;Ra12.5)-半精车（ IT9;Ra3.2)-粗磨（IT8;Ra1.6)-精磨06.6（IT6;Ra0.8)25 , Ra0.8: 粗车（IT11;Ra12.5)-半精车（IT9;Ra3.2)-粗磨（IT8;Ra1.6)-精磨017.2（IT6;Ra0.8)25 , Ra0.8: 粗车（IT11;Ra12.5)-半精车（IT9;Ra3.2)-粗磨（IT8;Ra1.6)-精磨014.（IT6;Ra0.8)23 , Ra1.6: 粗车（IT11;Ra12.5)-半精车（ IT10;Ra3.2)-粗磨（IT10;Ra1.6)042.24 ; Ra12.5: 粗车（IT11;Ra12.5)(2)
6、8 键槽； Ra3.2:粗铣 半精铣03.（3）螺纹：半精车后加工(4)其余表面一次加工保证3.2 加工顺序的安排该轴为阶梯轴，应将粗 精加工分开，先完成个表面的粗加工，再完成各表面的半精加工，主要表面精加工放最后进行。外圆表面的加工顺序，应先大径后小径，以免降低工件的刚度。键槽，螺纹次要表面放在外圆半精车后进行。3.3 定位基准选择该类零件主要技术要求是保证各外圆的同轴度要求，精加工阶段应予以保证。在加工该零件时，先以外圆为粗基准，车外圆端面及打中心孔。半精车采用一加一顶。因为所用毛坯为锻件，为了避免轴线与外圆偏离，故采用两中心孔作为精基准，符合基准重合与基准统一的原则。精加工阶段必须以两中
7、心孔为基准进行加工。3.4 加工阶段的划分说明粗加工阶段：粗加工，车 18 外圆、三个 25 的外圆、两个 24 外圆、23 外圆、粗铣键槽8 。03.半精加工阶段：半精车 18 外圆、23 外圆、三个 25 的外圆及轴肩、切槽、倒角、车螺纹。精加工：磨 18、23 外圆、两个 25 的外圆，保证重要表面精度。3.5 主要机加工工序简图工艺流程图 序号 工序名称 工序内容 01 下料 03 锻造 自由锻05 热 正火07 铣 钻 铣两端面、钻中心孔，保证总长 197 mm 8.009 车 粗车右端 25mm 两个 24mm 外圆 711 车 粗车左端 18mm 25mm 外圆13 热 调质15
8、 车 半精车右端 25mm 24mm 外圆及端面，切槽 2.5x2 槽 3x1 车螺纹 倒角 17 车 半精车左端 18 25 23 外圆及端面，切槽 3x1 倒角19 检 检验21 铣 铣 8 的键槽23 检 检验达到图纸要求825 磨 粗磨 18 两个 25 外圆；粗磨 23 外圆至图纸要求27 磨 精磨 18 两个 25 外圆至图纸要求29 钳 去毛刺 清洗31 检 按图纸要求检查各部尺寸33 入库 油封入库4.工序尺寸及其公差确定4.1 基准重合时工序尺寸确定18 ；Ra0.8 外圆06.工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸锻造 0.7 29 29 0.7粗车 0.11 1
9、9.52 19.52 01.半精车 0.043 1.3 18.22 18.22 043.粗磨 0.027 0.12 18.1 18.1 27.精磨 0.012 0.1 18 18 06.25 ；Ra0.8 外圆 014.工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸锻造 0.729 29 0.7粗车 0.13 4 26.52 26.52 013.半精车 0.052 1.3 25.22 25.22 052.9粗磨 0.033 0.12 25.1 25.1 03.精磨 0.014 0.1 25 25 014.25 ；Ra0.8 外圆017.2工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸锻造
10、0.729 29 0.7粗车 0.13 4 26.52 26.52 013.半精车 0.052 1.3 25.22 25.22 052.粗磨 0.033 0.12 25.1 25.1 3.精磨 0.015 0.1 25 25 017.223 ；Ra1.6 外圆042.工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸锻造 0.729 29 0.7粗车 0.13 4.5 24.5 24.5 013.半精车 0.084 1.3 23.2 23.2 084.粗磨 0.084 0.2 23 23 2.4.2 基准不重合时工序尺寸确定封闭环为 20.5 ，增环为 25.2 ，减环为 H028.03.10基
11、本尺寸 H=25.2-20.5-0.1=4.6mm因为：下偏差 ESo= -lpES1miqI10=0-ei ei=0上偏差 EIo= -lpI1miq1-0.28=-0.033-es es=+0.247所以：H=4.6 mm247.05.设备及其工艺装备确定所用的设备有：卧式车床 CA6140，铣床 8126，磨床 M1432.夹具有：机床通用夹具、专用夹具。刀具有：90硬质合金外圆车刀、切槽刀，8mm 键槽铣刀。量具有：游标卡尺（0-200/0.02mm） ，外圆卡规等。6切削用量及工时定额确定1）切削用量确定（1）刀具有关数据确定：刀杆：截面尺寸：H B =25 16 ; 材料：45 钢
12、刀头材料：YT15 ； =200 ; =60 ; =900 ; =100 ; = 0 ；rkrs车刀耐用度取 60min 。工件材料 45 钢。（2）背吃刀量确定。 计算得知，粗车直径余量约为 4mm,故单 边最大余量约为 2mm，令 =2mm；pa（3）进给量确定。考虑到表面粗糙度要求为 Ra=12.5um，取 =0.8，因此进给量 f 不能大于 0.5mm,令 f=0.5。r（4）切削速度计算根据切削速度计算公式 Kv，计算速度。vyxpmfaTCv查表得： =242 ； =0.15 ； =0.35 ；m =0.20 vvvyKv= KMv Ktv Kkrv Ksv KTv KkvKvvy
13、xpmfaTC11= 18.017.5.0264310 = 68.7mmin机床主轴转速 n = wdv.125 粗车时的理论转速 n = =705 rmin014. 314.0768然后，选择机床具有的与计算转速接近的额定转速作为实际采用的主轴工作转速。（5）机床主电机功率校核：粗加工阶段要切除的余量大，加工时需要较大的切削功率。所以，还要求对机床的功率进行核算。；查表得： =2650 ； =1.0 ； =0.75 ； = -ZFZFZnyxpz kvfaCZFCZFxZFyZFn0.15修正系数 = ；查表得：加工材料机械性能改变的修正系数ZFkMFkrosZTFkM= = =0.94 ；
14、刀具几何参数改变的修正系数 =0.89 ； =1.05 FMkfnb)650(75.0)9( Fkr Frok； =1.0 ；车削条件改变的修正系数 =1.0 ； =0.92 ；代入：s ZTFkZMFk=0.94 0.89 1.05 1.0 1.0 0.92=0.81ZFk=2650 2.5 0.81=1288 (N)75.03815.0故切削功率 2.79 (KW)416VFPZm432已知，CA6140 机床主电机功率为 7.5kw ，可以肯定，完全可以满足加工需求。（6）刀杆刚度校核：可承受切削力 3lJfEFSJZ弹性模量 =210 N/ ：惯性矩 J= = 20833 ;刀杆aSP
15、910232m123BH563伸出长度 1.5H=1.5 37.5mm ;允许绕度 f =0.1mml5故： =24888 (N)3.78.3JZF可见 ；J12故所确定的切削用量是合适的。本工序其它工步的主轴转速、进给量均取为与前相同（为减少机床调整时间） ；背吃刀量虽小有差异，但机床主电机功率完全满足加工需求。7工艺设计总结工艺设计是对我们这些年来在学校所学知识的总结。通过工艺设计可以体现出我们在校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出有力判断。从我们拿到零件图纸的第一天开始，我们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。我们以前所接触的
16、只是课本上的知识，对机械加工工艺只有侧面的了解。但是同过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解了我们的专业。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。第二部分 第 21 号工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析如图在一轴上铣一键槽，中批量生产，工件材料 45 钢。132.定位方案确定保证槽的上下位置要求:需限制 Y 的转动、Z 的移动、Z 的移动。保证槽的左右位置要求：必须限制 Y 的
17、移动、X 的移动、Z 的移动。槽宽由定尺寸刀具保证综合结果：应限制 XYZ 的移动，YZ 的转动 5 个自由度.3.定位元件确定该工件属于轴类零件，且封闭键槽所在圆柱面有较高的精度要求，故采用两等高 V 型块定位，限制 YZ 的移动，YZ 的转动 4 个自由度，再以轴肩定位限制 X 的移动.共限制 5 个自由度.4.定位误差分析计算141）深度方向：（1）外圆公差 Td=0.014 工序公差 T=0.2(2) 误差分析：1.基准不重合误差： jb= =0.0072Td2.基准位移误差： db=0.707Td=0.0098983.定位误差： dw=0.009898-0.007=0.002898工
18、序基准与接触点在定位基准的同侧，合成为“-” ，结论： dw=0.002898 满足要求，可以使用。3T2）宽度方向：（1）外圆公差 Td=0.014 工序误差 T=0.03（2）误差分析：1.基准不重合误差： jb=0 （基准重合）2.基准位移误差： db=0.707Td=0.009898结论 dw=0.002898 满足要求，可以使用。3T5.夹紧方案及元件确定考虑到轴类零件的特点，以及本工序加工特点，加工本工序的夹紧装置采用螺母压板。6.夹具总装草图1516第三部分 第 11 号工序刀具设计说明书1.工序尺寸精度分析26 Ra 12.5 :尺寸精度 IT11 ,表面粗糙度 Ra=12.5
19、 。013.19 Ra 12.5 ：尺寸精度 IT11 ，表面粗糙度 Ra=12.5 。.02.刀具类型确定3.刀具设计参数确定序号 项目 数据来源或公式计算 采用值1 车刀类型 表 3-6，表 3-7 焊接式，90外圆车刀2 刀片材料 硬质合金 YT15刀杆材料 结构钢 45 钢3 几何角度表 51 对细长轴车削，为减少切削和切削热适当增大前角表 52、53、54=-5 。=20 s。 =6 。 =6 r=90 r=104 前刀面型式 表 55（f=0.5mm/r） 正前角曲面带倒棱型 r=0.8mm5 过渡刃 表 56、57（ap=2mm） 圆弧过渡刃 r=0.8mm6 刃口形式 表 58
20、、59选倒棱刃 =0.8mm 1br1=(0.30.8)f=0.4mm、外斜式 =8177 断屑槽参数表 511、Wn=10f、Rn=(0.40.7) Wn、 512直线圆弧形 Wn=5mm、Rn=3mm、=458 刀杆尺寸 表 518、513 BxH=16x25 L=125m=6mm 配用刀片 A3159 刀片 表 515、516、513 表 511 l=15mm、t=9mm、s=6mm 刀片厚度允许10 刀槽型式表 517hc=H+(12)- )56cos(o=25- =21.07mmBc=B-ctg(。+c)=9-6tg(6+5)=7.83mmLc=L-=15-tan)56cos(oo=
21、14.37mm6选半封闭槽c=5hc=21.07mmBc=7.83mmLc=14.37mm4.刀具工作草图18第四部分 第 31 号工序量具设计说明书设计检验 25 ，IT6 轴用工作卡规。017.21.工序尺寸精度分析该轴为 25 Ra 0.8 :尺寸精度 IT6,表面粗糙度 Ra=0.8 。017.22.量具类型确定读图得出尺寸 25 。参考机械制造技术基础课程设计指南 查表 5-11 轴用极限量规形017.2式和尺寸，得出量具类型为单头双极限卡规。3.极限量具尺寸公差确定根据互换性与测量技术书，由表 6-1 工作量规制造公差和位置要素值，得：制造公差 T=2um 位置要素 Z=2.4um
22、 ，形位公差值= =0.001mm2T计算 25 卡规的极限偏差：017.通规（T)：上偏差=es-Z+ =0.017-0.0024+0.001=0.0156下偏差=es-Z- =0.017-0.0024-0.001=0.01362T磨损极限=es=0.017止规(Z) ： 上偏差=ei+T=0.002+0.002=0.004下偏差=ei=0.0024.极限量具尺寸公差带图195.极限量具结构设计20第五部分 毕业设计体会毕业设计是对我们这些年来在学校所学知识的总结。通过毕业设计可以体现出我们在校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出有力判断。从我们拿到零件图纸的第一天开始，我们的老师就详
23、细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺只有侧面的了解。但是同过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解了我们的专业。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我有了很大提高。遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。同学之间虽然每个人的设计课题不
24、一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不仅学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他在设计期间为我们的解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。毕业设计是对我在大学三年所学知识的一个总结和综合运用的体现，这也意味着美好的大学生活就要永远的结束了，对于一个将要步入社会的我来说，心里有太多的舍不得，舍不得对我们一直谆谆教导的老师和同学，心里挺不是滋味的，这同时也意味着我已经长大了，要坚强的面对生活中的种种困难，要独立自主的适应生活中的所有挫折，做一个坚强勇敢的女孩，做一个做任何事都要端正态度，认真对待，持之以恒，坚持不懈的人，
25、感悟生活，迎难而上，我相信自己一定会成功的！21第六部分 参考资料【1】 黄雨田殷雪艳机械制造技术实训教程西安：西安电子科技大学出版社2008【2】 艾兴肖诗纲切削用量简明手册 北京：机械工业出版社1993【3】 张权民机床夹具设计 北京：科学出版社2006【4】 李益民机械制造工艺设计简明手册 北京：机械工业出版社1993【5】 陆剑中孙家宁金属切削原理与刀具 北京:机械工业出版社2005【6】 徐秀娟互换性与测量技术 北京：北京理工大学出版社2009【7】 郑修本机械制造工艺学 北京：机械工业出版社1999【8】 范崇洛，谢黎明机械加工工艺学 南京：东南大学出版社2002【9】 陈宏均使用金属切削手册 北京：机械工业出版社2005【10】 黄雨田金属切削与原理与刀具实训教程西安：西安电子科技大学出版社2006【11】 程晓宇工程材料与热加工技术 西安：西安电子科技大学出版社2006【12】 东北重型机械学院洛阳工学院第一汽车制造厂职工大学机床夹具设计手册上海：上海科技大学出版社1990【13】 任青剑贺敬宏机械零件课程设计 西安：陕西科学技术出版社2006【14】 王剑石机械加工常用量具量仪数据速查手册北京：机械工业出版社2006
