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1、机械制造造工艺学学课程设计计说明书书设计题目目： 输出轴轴零件机机械加工工工艺规规程设计计 学 生： 石见见白 学 号：机电工工程学院院班 级： 机械械设计008-44 指导教师师：付 敏 副教教授目 录1 零件件的分析析 111.1零零件结构构工艺性性分析111.2 零件的的技术要要求分析析12 毛坯坯的选择择 22.1 毛坯种种类的选选择22.2毛毛坯制造造方法的的选择22.3毛毛坯形状状及尺寸寸的确定定 23 工艺艺路线的的拟定 33.1 定位基基准的选选择33.2零零件表面面加工方方案的选选择33.3加加工顺序序的安排排 43.3.1加工工阶段的的划分 43.3.2机械械加工顺顺序的安
2、安排 43.3.3热处处理工序序的安排排 43.3.4辅助助工序的的安排 54 工序序设计 64.1 机床和和工艺装装备的选选择64.2工工序设计计 95 总结结 106参考文文件 101. 零件的分分析。1.1零零件结构构工艺性性分析。 从从零件图图上看，该该零件是是典型的的轴类零零件，结结构比较较简单，其其主要加加工的面面有555、600、655、7551766的外圆圆柱面，50、80、104的内圆柱面，10个20的通孔，2个8的斜孔，及1个键槽。图中所给给的尺寸寸精度较较高，大大部分是是IT77级；粗粗糙度方方面：880内圆圆柱面、轴轴两端面面、键槽槽两侧面面、及220内圆圆柱表面面均为
3、RRa2.5umm；555、600、655、755外圆柱柱面为RRa1.25uum，其其余均为为Ra220umm。 位位置精度度要求较较严格：55、660的外外圆柱面面及800的内圆圆柱面对对75、665外圆圆轴线的的圆跳动动量为00.044mm；25孔孔的轴线线对755、655外圆轴轴线的位位置精度度为0.05mmm；键键槽对555外圆圆轴线的的对称度度为0.08mmm。零件图 1.2零件件的技术术要求分分析 零零件需要要调质处处理到22172555HB，保保持均匀匀。2、毛坯坯的选择择。 2.1毛坯坯种类的的选择 根据据零件的的形状、材材料分析析，材料料为455号钢轴轴类零件件，适合合型材
4、或或锻件，但但从经济济方面着着想，如如用型材材棒料加加工余量量太大，这这样浪费费材料，也也增加机机床、刀刀具等的的损耗；而且从从零件的的用途分分析，输输出轴将将传递较较大的扭扭矩，性性能要求求高，而而锻件具具有较高高的抗拉拉抗弯和和抗扭强强度，冲冲击韧性性大，故故综合考考虑选用用锻件。 2.2毛坯坯制造方方法的选选择 分析析零件可可知，轴轴为阶梯梯轴，有有一段斜斜度，从从生产类类型来看看为中批批生产，因因此综合合考虑毛毛坯选用用模锻的的方法锻锻造。 2.3毛坯坯形状及及尺寸的的确定根据该零零件的加加工精度度要求和和个表面面的加工工方法确确定毛胚胚的加工工余量和和尺寸。查查机械制制造工艺艺学课本
5、本表2.10和和表2.11。零零件的毛毛胚尺寸寸如下：主要面尺尺寸零件尺寸寸（mmm）总余量(mm)毛胚尺寸寸(mmm)圆柱尺寸寸1764180圆柱尺寸寸1164120阶梯圆柱柱尺寸551570阶梯圆柱柱尺寸601070阶梯圆柱柱尺寸65570阶梯圆柱柱尺寸70580零件长度度尺寸2446250毛胚图如如下：3、工艺艺路线的的拟定。3.1定定位基准准的选择择 粗基基准的选选择。对对于一般般的轴类类零件而而言，以以外圆作作为粗基基准是完完全合理理的。本本零件就就是先以以大端为为基准加加工小端端端面和和中心孔孔，然后后夹大端端，顶小小端粗车车各外圆圆。然后后以外圆圆为基准准粗加工工各孔。这这样可以
6、以保证各各重要加加工表面面加工余余量充足足，而且且使重要要加工表表面的加加工余量量尽量均均匀。 经基基准的选选择。选选择精基基准的出出发点是是保证加加工精度度，特别别是加工工表面的的相互位位置精度度，以及及安装的的方便可可靠。其其选择的的原则要要遵从基基准重合合，基准准统一，自自为基准准，互为为基准等等原则。加加工输出出轴时，主主要体现现的是基基准统一一和自为为为基准准原则。以以大端外外圆为基基准加工工各外圆圆，然后后以外圆圆为基准准加工各各孔，再再以外圆圆轴线为为基准磨磨外圆。 3.2零件件加工表表面方案案的选择择根据输出出轴零件件图上的的各加工工表面的的尺寸精精度和表表面粗糙糙度，参参考机
7、机械精度度设计和和机械械制造工工艺学，确定各表面加工方法，如下：加工表面面尺寸精度度等级表面粗糙糙度Raa/umm加工方案案55外圆圆柱表面面IT6级级1.255粗车精精车磨60外圆圆柱表面面IT6级级1.255粗车精精车磨65外圆圆柱表面面IT6级级1.255粗车精精车磨75外圆圆柱表面面IT6级级1.255粗车精精车磨50内圆圆柱表面面自由公差差20粗车半半精车80孔IT7级级2.5粗车半半精车精车104孔孔自由公差差20粗车半半精车20通孔孔IT7级级2.5钻半精精镗精镗8斜孔自由公差差20钻孔176外外圆表面面自由公差差20粗车半半精车116斜斜面自由公差差20粗车半半精车左端面自由公
8、差差2.5粗车半半精车精车右端面自由公差差2.5粗车半半精车精车键槽IT92.5粗铣精精铣倒角自由公差差203.3加加工顺序序的安排排3.3.1加工工阶段的的划分 根据零零件加工工表面要要求，加加工阶段段分为：粗加工工阶段半精精加工阶阶段精加工工阶段粗加工阶阶段：其其任务是是切除毛毛坯上大大部分余余量，使使毛坯在在形状和和尺寸上上接近零零件成品品，因此此，主要要目标是是提高生生产率，去去除内孔孔，端面面以及外外圆表面面的大部部分余量量，并为为后续工工序提供供精基准准，如加加工1176、55、60、65、75外外圆柱表表面。半精加工工阶段：其任务务是使主主要表面面达到一一定的精精加工余余量，为为
9、主要表表面的精精加工做做好准备备，如55、60、65、75外外圆柱面面，880、20孔孔等。精加工阶阶段：其其任务就就是保证证各主要要表面达达到规定定的尺寸寸精度，留留一定的的精加工工余量，为为主要表表面的精精加工做做好准备备，并可可完成一一些次要要表面的的加工。如如精度和和表面粗粗糙度要要求，主主要目标标是全面面保证加加工质量量。3.3.2机械械加工顺顺序的安安排基面先行行。该零零件先加加工左端端面并打打中心孔孔，然后后以左端端面和右右外圆柱柱面为基基准加工工阶梯轴轴外圆。因因为左端端面和665外圆圆柱面为为后续经经基准表表面加工工而设定定的，才才能是定定位基准准更准确确。 先粗粗后精。先先
10、安排粗粗加工，在在短时间间内将工工件表面面的大部部分余量量切掉，以以提高效效率，为为精加工工做好准准备，也也避免了了粗加工工对已经经精加工工表面的的质量的的影响。 先面面后孔。先先加工右右端面后后加工其其上的孔孔，从而而使定位位可靠，并并提高孔孔的加工工精度。3.3.3热处处理工序序的安排排 锻锻造毛胚胚，进行行正火处处理，去去掉锻造造过程中中形成的的内应力力。 粗粗加工进行行调质半精精加工。调调质处理理使零件件具有较较好的综综合机械械性能，为为精加工工做好准准备。3.3.4辅助助工序的的安排 各外圆圆柱倒角角和孔的的倒角均均安排在在相应圆圆柱和孔孔精加工工后。 3.44工艺路路线的确确定在综
11、合考考虑上述述工序安安排原则则的基础础上，拟拟定了两两条工艺艺路线,如下:工艺路线线一:工序号工序名称称安装工序内容容定位与夹夹紧机床1锻模锻2热处理正火3车1车小头端端面至图图纸要求求，钻中中心孔三抓自定定心夹盘盘夹大端端CA611402粗车各外外圆，留留加工余余量3mmm三抓自定定心夹盘盘夹大端端，顶尖尖顶小端端中心孔孔CA611404车粗车大端端1766mm外外圆，车车内肩孔孔，留加加工余量量3mmm，深度度至尺寸寸要求三抓自定定心夹盘盘夹A外外圆，顶顶尖顶左左端面中心心孔CA611405热处理调质HBB217725556车精车各外外圆，留留加工余余量0.3mmm，倒角角1x445三抓自
12、定定心夹盘盘夹夹大大端，顶顶尖顶小小端CA611407车精车1776外圆圆，500mm和和1044mm至至图纸要要求，孔孔口倒角角1x445，内孔孔80mmm，留留加工余余量1mmm，车车端面，取取总长，钻钻大端内内顶尖孔孔三抓自定定心夹盘盘夹夹CC外圆，顶针顶顶小端中中心孔CA611408车车30斜面三抓自定定心夹盘盘夹大端端CA611409钻钻10xx20mmm孔，留留加工余余量1mmm,孔孔口倒角角1x445立式钻床床专用夹夹具夹大端外外圆，顶顶尖顶端端面立式钻床床,内孔孔车床10磨磨小端各各外圆至至图纸要要求双顶尖顶顶两中心心孔平面磨床床M7113011车车80至至图纸要要求三抓自定定
13、心夹盘盘夹C外外圆，顶针顶顶小端孔孔CA6114012镗镗10xx20孔孔至图纸纸要求三抓自定定心夹盘盘外圆，顶顶尖顶端端面CA6114013铣铣键槽至至尺寸铣床专用用夹具夹夹C外圆圆，顶尖尖顶左端端面卧式铣床床14钻钻斜孔两两处8至至图纸要要求外圆，端端面立式钻床床15检验工艺路线线二:1. 锻毛坯2. 正火3. 铣两端面面,打中中心空4. 粗车外轮轮廓5. 大端面车车50mmm孔6. 大端面钻钻中心孔孔7. 粗镗880，1044的孔8. 调质处理理9. 精车555，60，65，75的的各台阶阶，并倒倒角10. 精镗880孔并并倒角11. 钻扩铰110-20孔孔并倒角角12. 钻2-8孔13
14、. 划键槽加加工线14. 铣键槽15. 终检经比较，发发现方案案二中有有些工序序比较散散乱，而而钻扩铰铰20的孔孔工序太太集中，而而且加工工精度难难以达到到图纸要要求。而而方案一一处理的的比较好好，因此此最终方方案选用用方案一一。4.工序序设计 4.1机床床，夹具具和刀具具的选择择 机机床的选选择。 由由于生产产类型为为中批量量生产，故故加工机机床宜用用通用机机床为主主。参考考机械械制造工工艺简明明手册，各各外圆和和端面都都可以在在通用车车床上车车削加工工，500，800，1004的孔孔以及键键槽也可可以在车车床上车车削加工工，故选选用通用用卧式车车床CAA61440。220的孔孔的粗加加工及
15、88的斜孔孔需钻床床钻孔，因因此选用用卧式钻钻床。镗镗20的的孔可以以在车床床上加工工。各外外圆的磨磨削加工工在平面面磨床上上加工，因因此选用用平面磨磨床M771300。夹具与量量具的选选择。夹具：根根据生产产类型（中中批量生生产）和和零件的的加工方方法和要要求，选选用卡盘盘，机床床专用夹夹具，铣铣键槽专专用夹具具，钻斜斜孔专用用夹具，镗镗大端面面孔专用用夹具。量具：选选用通用用量具，游游标卡尺尺，千分分尺，专专用量规规。刀具的选选择。由于刀具具材料的的切削性性能直接接影响着着生产率率，工件件的加工工精度，已已加工表表面质量量，刀具具的磨损损和加工工成本，所所以正确确的选择择刀具材材料是数数控
16、加工工工艺的的一个重重要部分分，刀具具应具有有高刚度度，足够够的强度度和韧度度，高耐耐磨性，良良好的导导热性，良良好的工工艺性和和经济性性，抗粘粘接性，化化学稳定定性。由由于输出出轴材料料为455钢，推推荐用硬硬质合金金中的YYT155类刀具具，因为为加工该该类零件件时摩擦擦严重,切削温温度高,而YTT类硬质质合金具具有较高高的硬度度和耐磨磨性,尤尤其具有有高的耐耐热性,在高速速切削钢钢料时刀刀具磨损损小寿命命长,所所以加工工45钢钢这种材材料时采采用硬质质合金的的刀具。 综上可做一刀具表如下：加工表面面刀具名称称车外圆柱柱面和端端面95偏偏头外圆圆车刀钻中心孔孔中心钻车内孔内孔车刀刀钻188
17、的孔18的的钻头镗200的孔镗刀铣键槽铣刀钻8的的斜孔8的钻钻头4.2工工序设计计4.2.1个加加工表面面加工余余量确定定55外外圆柱表表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差锻15IT144700/-00.377粗车12IT12258+0.005/-0.005精车2.7IT655.33+0.0023/+0.0033磨0.3IT655+0.0023/+0.0033 Ra=11.25560外外圆柱表表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差锻10IT144700/-00.377粗车7IT12263+0.005/-0.005精车2.7IT660.33+0.0023/+0.0033磨0
18、.3IT660+0.0023/+0.0033Ra=11.25565外外圆柱表表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差锻5IT144700/-00.377粗车2IT12268+0.005/-0.005精车2.7IT665.33+0.0023/+0.0033磨0.3IT665+0.0023/+0.0033Ra=11.25575外外圆柱表表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差锻5IT144800/-00.377粗车2IT12278+0.005/-0.005精车2.7IT675.33+0.0023/+0.0033磨0.3IT675+0.0023/+0.0033Ra=11.255176
19、6外圆柱柱表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差锻4IT1441800/-00.377粗车2.5IT122177.5+0.005/-0.005半精车1.5IT9176+0.005/-0.005Ra=22050内内圆柱表表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差粗车47IT12247+0.005/-0.005半精车3IT950+0.005/-0.005Ra=2201044内圆柱柱表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差粗车101IT122101+0.005/-0.005半精车3IT9104+0.005/-0.005Ra=22080内内圆柱表表面工序名称称加工余量量经济精度
20、度工序尺寸寸公差粗车77IT12277+0.005/-0.005半精车2IT979+0.005/-0.005精车1IT780+0.0042/+0.0122Ra=22.51166斜面330工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差锻4IT1441200/-00.377粗车4IT122116Ra=220总长及两两端端面面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差锻6IT1442500/-00.377粗车2Z=44IT122246+0.005/-0.005精车2Z=22IT6244Ra=22.520内内圆柱表表面工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差钻18IT14418+0.226/-0.
21、226粗镗1.8IT12219.88+0.11/-00.1精镗0.2IT720-0.0019/-0.0422Ra=22.5键槽工序名称称加工余量量经济精度度工序尺寸寸公差粗铣15IT12215+0.005/-0.005精铣1IT9160/-00.055Ra=22.54.2.2切削削用量和和工时定定额的确确定切削用量量是机械械加工的的重要参参数，切切削用量量数值因因加工阶阶段不同同而不同同。选择择切削用用量主要要从保证证工件加加工表面面的质量量、提高高生产率率、维持持刀具耐耐用度以以及机床床功率限限制等因因素来综综合考虑虑。现以粗车车60的的外圆为为例进行行计算.(1) 确定切削削深度aap:由
22、于双双边余量量为7mm，单单边余量量为3.5mmm，可在在一次走走刀内完完成。所所以ap=3.5(2) 确定进给给量f:根据切切削用量量简明手手册表11.4，当当刀杆尺尺寸为，=35mm以及及工件的的直径为为601000mm时，f=0.44-0.7mm/rr,按CA661400机床的的进给量量（机械械制造工工艺学简简明手册册表4.2-99），选选择f=0.644mm/rr确定进给给量尚需需满足机机床进给给机构强强度的要要求，故故需进行行校验。根据表11.211*，当当钢材=57006770MPPa，4mm，f0.775mmm/r，=455，v=655m/mmin时时（预计计），进进给力=158
23、80N。的修正正系数为为=1.0，=1.11，=1.0，查查切削手手册表11.2992，故故实际进进给力为为=15880X11.111N=17753.8N。由于于切削时时进给力力小于机机床允许许的进给给力，故故所选的的f=0.64mmm/r可用用。（3） 确定切切削速度度v 切削削速度可可根据公公式计算算，也可可以直接接从表中中查出。现现采用查查表确定定。根据表11.100，当用用YT115硬质质合金车车刀加工工=60007700MMPa钢钢材，=377mm，f0.775mmm/r，切切削速度度v=977m/miin。切切削速度度修正系系数为=0.88，=0.65，=0.81，=1.15，=1
24、.0（见见切削手手册表11.288）故v=97x0.8x00.655x0.81xx1.115=446.998m/miin，所所以,按CA661400机床的的转速（机机械制造造工艺设设计手册册表4.2-88），选选择n=2500r/mmin。则则实际切切削速度度为v=54.995m/miin。最后决定定的切削削用量为为=3.5mmm，f=0.64mmm/r,n=2250rr/miin,vv=544.955m/miin。其余切削削用量的的选择：略。 （44）工时时定额确确定。 a.基本时时间的确确定根据表66.2-1，车车外圆基基本时间间为=，式中中l=25mm，其其中y+=6, ff=0.64m
25、mm/rr, n=2250rr/miin, i=1则 b.辅助时时间，布布置工作作地点的的时间，休休息与生生理需要要时间，准准备与终终了时间间的确定定，略。结论以上即为为自己此此次机械械制造工工艺学课课程设计计中关于于中批量量生产零零件输出出轴的工工艺设计计说明书书。在整整个设计计过程中中，如毛毛坯余量量的计算算、工序序设计、机机床刀具具的选择择等等环环节一开开始自己己做起来来完全不不知道从从何入手手，但通通过查资资料、问问老师和和同学等等途径比比较圆满满的完成成了此次次设计任任务，获获得了一一定的工工艺设计计经验，更更重要的的是明白白了自己己目前最最缺乏的的是什么么。参考文献献1.机机械制造造工艺手手册课程程设计指指导书，主主编：王王栋， 机机械工业业出版社社。2.机机械制造造工艺学学课程设设计指导导书， 主编：赵家齐齐， 机械械工业出出版社。3.机机械制造造工艺学学， 主编编：常同同立，杨杨家武，等等 清华大大学出版版社。4.机机械制造造工艺简简明手册册， 主编编：李益益明， 哈尔冰冰工业大大学出版版社。5.典典型零件件机械加加工手册册， 主主编：冯冯冠大， 机机械工业业出版社社。6切切削用量量简明手手册。7机机械精度度设计， 主编编：孟兆兆新， 科学学出版社社。