1、输出轴的工艺工装设计设计说明书目 录引言3第一章 零件的分析41.1 零件的作用41.2 零件的工艺分析4第二章 确定毛坯，画毛坯图5第三章 工艺规程设计 8 3.1 定位基准的选择8 3.2 制定工艺路线8 3.3 选择加工设备及刀，夹，量具9 3.4 加工工序设计10第四章 夹具设计124.1 夹具设计方案124.1 第1套夹具设计134.2 第2套夹具设计14结论16致谢17参考文献18一、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
2、，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，应该得到下述各方面的锻炼：1. 能熟练运用机械制造工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,提高自己的计算机绘图能力.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计问题，巩固和加深了所学到的东
3、西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。本说明书主要是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！第一章 零件的分析1.1 零件的作用下面所示为动力输出装置中的主要零件。80mm孔与动力源（电动机主轴等）配合起定心作用。用10-20mm销将动力传至该轴。再由55mm处通过键将动力输出。A,B是两段支轴颈。1.2 零件的工艺分析：一、分析、审查产品的零件图和装配图制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规
4、程时采取适当的措施加以保证。二、零件的结构工艺性分析 所谓零件的结构工艺性是指设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。 由图3-5所示得知：其零件材料为45钢，调质处理200HBS，此为低碳钢具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性适用于较大应力，要求耐磨的零件。该零件的主要加工面为轴的表面和孔10-20mm的销。轴的表面会直接影响配合的接触精度和密封。键槽的平行度也直接影响配合的精度。10-20mm销的精度要求很高也是该零件 加工的关键所在。该零件上的平行度为008，圆度为0。05和圆跳读0。04。由参考文献中有关资料所得和机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的
5、，零件的工艺性是可行的。第二章 确定毛坯，画毛坯图 在拟订机械加工工艺规程时，毛坯选择得是否正确，不仅直接影响毛坯的制造工艺及费用，而且对零件的机械加工工艺、设备、工具以及工时的消耗都有很大影响。毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，但毛坯制造的成本可能会越高。由于原材料消耗的减少，会抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以，应根据生产纲领、零件的材料、形状、尺寸、精度、表面质量及具体的生产条件等作综合考虑，以选择毛坯。在毛坯选择时，应充分注意到采用新工艺、新技术、新材料的可能性，以降低成本、提高质量和生产率。毛坯的种类包括：铸件、锻件、型材、冲压件、冷或热压制件、焊接件等。合理的
6、选择毛坯，通常从下面几个方面综合考虑：1、零件材料的工艺特性；2、生产纲领的大小；3、零件的形状和尺寸；4、现有的生产条件。根据零件材料确定此毛坯为锻件，又由题目已知零件的生产纲领为6000/年。锻造时应安排人工调质处理200HBS参考文献，1表2。3-7，该锻件的尺寸公差等级为IT7-13级加工精度要求高的地方：例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2), 精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8). 根据该零件的各加工精度要求，经过查表得锻造的毛坯尺寸为各加工表面都留有加工余量4mm，因此为圆柱所以保留加工余量为8mm.。 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 1
7、76 176mm H 4 (mm) 140 140mm H 480+0.042/+0.012 80 mm G 4 50 50 mm H 475+0.023/+0.003 75 mm G 465+0.023/+0.003 65 mm G 460+0.065/+0.045 60 mm G 455+0.023/+0.003 55 mm G 4 16+0/-0.043 16 mm G 410-20-0.019/-0.042 20 mm G 4 2-8 8 mm H 4 2-B6/5 H 以上为各加工表面的总余量。锻件直接锻造出此大概形状，参考文献（1）表2.3-6。用查表法确定各个加工的总余量如上图所
8、示。由参考文献（1）2.3-9可得锻件主要尺寸的公差如下表所示： 主要毛坯尺寸及公差 （mm） 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT锻件的长度尺寸 244 8 252 锻件的宽度尺寸 176 8 184 各阶梯圆柱尺寸 55 4+4 63 3.2 60 4+4 68 3.2 65 4+4 73 3.2 75 8 83 3.2 凹槽尺寸 50 8 58 第三章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择：粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要孔的毛坯孔和轴面作粗基准：1、在保证各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；2保证定位准确、夹紧可靠。选择精基准的出发点是保证加工精度
9、，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可靠。其选择的原则如下：1、基准重合原则；2、基准统一原则；3、自为基准原则；4、互为基准原则；5、所选精基准 应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用。精基准的选择：加工输出轴，通过了解零件结构特点和加工精度要求，可以初步选定车各阶梯圆柱面时分别以不加工面为基准。选定A面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单，可靠，操作方便，使用夹具即可。利用钻顶尖孔可以对精加工面进行自由度的限制确保加工达到要求精度。3.2 制定工艺路线根据毛坯的结构特点，制订出如下工艺路线。1 粗车大端面，都以面积最大的阶梯圆柱面为定位基准，限制4个自由度加
10、工大端面。2 粗车各阶梯圆柱面，以176为定位基准，限制其4个自由度，粗车小端面3 镗凹槽：以最大面积圆柱面为基准在车床上镗出阶梯凹槽4 半精车各阶梯圆柱面5 铣键槽6 钻孔：10-20-0.019/-0.042 用设计出的夹具来加工7 钻孔：2-8 用设计出的夹具来加工8 精车各阶梯圆柱面具体的工艺路线如下：10 锻造毛坯20 时效 消除应力30粗车外圆176大端面40粗车外圆75+0.023/+o.oo365+0.023/+0.00360+0.065/+0.04555+0.023/+0.00350 车阶梯凹槽：车镗10480+0.042/+0.01250半精车80+0.042/+0.012
11、精车80+0.042/+0.01260半精车外圆75+0.023/+o.oo365+0.023/+0.00360+0.065/+0.04555+0.023/+0.00370 铣键槽80 钻孔：钻 10-20-0.019/-0.042 扩 10-20-0.019/-0.042 铰 10-20-0.019/-0.04290 钻孔 2-8100 检验110 入库3.3 选择加工设备及，刀，夹，量具 由于生产类型大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用机床及专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床的的装卸及各机床间的传送均由工人完成。车各外圆时，多是用
12、车床完成，夹紧方案为专用车夹具及三爪卡盘定位。 铣键槽也可以用车床完成。C6。 只有钻孔10-20-0.019/-0.042 和孔 2-8 时要求工人自己设计夹具在钻床上完成，量具选用游标卡尺即可。工序80钻孔10-20-0.019/-0.042，孔倒角为1*45度 要分钻，扩，铰三道工序才能达到20-0.019/-0.042 的要求所以选用角铢式钻床夹具。选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔是倒角。选用锥柄机用铰刀，专用夹具。快换夹头，游标卡尺。 工序90钻孔2-8 选用人工设计夹具锥柄麻花钻一次性加工完毕。3.4 加工工序设计工序20粗车外圆176端面（最大） 粗加工公差等级为IT11-I
13、T13。粗加工余量为1.8mm 查文献（1）表2.6-6其公差为TN-B粗=0.16所以 Xn-b粗=47.5 +_0.08mm。参考文献（1）2.4-73 取粗车每齿进给量fz为0.2mm/z 精车f=0.5mm/r 粗车走刀一次。ap=3.5mm精车走刀一次，ap=1.5mm粗车外圆进给量查表可得：粗车外圆 Ap(mm) F(mm/r) V(mm/r)176选刀杆直径16*25 3 0.6 34 75 5 0.5 38 65 5 0.5 38 60 5 0.5 38 55 3 0.4 44 半精车外圆75 3 0.7 31 65 3 0.7 31 60 3 0.7 31 55 3 0.7
14、31 精车外圆75 3 0.4 44 65 3 0.4 44 60 3 0.4 44 55 3 0.4 44 以上f为进给量 ap深度 v是速度 由V=dn得 粗车外圆176时 V=dn 34=176nn60 选择车床型号为CA6140。主轴正转转速范围是101400r/min 其中最常见的有 63、 80、100、 126、 287、 400、 630、 1000。 取n=63 v=3.14756354mm/r 粗车外圆75时 同上可得： 38=75nn115 取n=126 v=3.1475126=29mm/r 粗车外圆65时 38=3.1465nn186 取n=126 v=3.146512
15、6=25 mm/r 粗车外圆60时 38=3.1460nn201 取n=287 v=3.1460287=54 mm/r 粗车外圆55时 44=3.1455nn254 取n=287 v=3.1455287=49mm/r 半精加工外圆75时 31=3.1475nn131 取n=126 v=3.1475126=29mm/r 半精加工外圆65时 31=3.1465nn151 取n=126 v=3.1465126=25mm/r 半精加工外圆60时 31=3.1460nn164 取n=126 v=3.1460126=23mm/r 半精加工外圆55时 31=3.1455nn179 取n=126 v=3.14
16、55126=21mm/r 精加工外圆75时 44=3.1475nn186 取n=126 v=3.1475126=29mm/r 精加工外圆65时 44=3.1465nn215 取n=215 v=3.1465215=43mm/r 精加工外圆60时 44=3.1460nn233 取n=287 v=3.1460287=54mm/r 精加工外圆55时 44=3.1455nn254 取n=287 v=3.1455287=49mm/r钻孔10-20-0.019/-0.042：通过计算可得 粗钻 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r 扩孔 n=630r/min
17、f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45mm/r 铰孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r镗孔50 80+0.042/+0.012 104粗镗时 ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r N=1000v/d n1=100024/3.1450r/m=152r/min n2=100024/3.1480r/m=95r/min n3=100024/3.14104r/m=75r/min半精镗80+0.042/0.012时 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r n=100072/3.1480r/m=28
18、6r/min精镗80+0.042/0.012时 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r n=1000108/3.1480r/m=429r/min第四章 夹具设计本次设计的夹具为第,80道工序和第90道工序，钻-扩-铰20孔的钻夹具和的钻孔8mm夹具。1确定设计方案这道工序所在的孔在C面上，且与C面垂直。按照基准重合原则并考虑到目前只有C面加工过，为了避免重复使用粗基准，应以C面定位。又为避免钻头引偏，20孔应从C面钻孔。没有盲孔的存在，这样钻起来比较容易方便。从对工件的结构形状分析，若工件以C面朝下放置在支承板上，定位夹紧都比较稳定，可靠，也容易实现。待夹紧后，夹具以夹具体安装
19、面和定位孔，定位销定位。工件以C面在夹具上面定位，限制了三个自由度，其余三个自由度也必须限制。方案1 在20的孔的两头用销定位，一头用浮动销，另一头用固定销，再以长V形块限制N面。这种定位方案从定位原理上分析是合理的，夹具结构简单，操作方便。方案2 用两个圆弧型凸台夹住零件，并用V形块限制N面的四个自由度，用螺栓将V形块与凸台固定，即限制了移动自由度又限制了转动的自由度，这样结构简单，夹紧方便，操作也方便。2 计算夹紧力并确定螺杆的直径参考文献（3）表1-2-11，因为夹具的夹紧力与切削方向相反，实际所需要夹紧力F夹与切削力F之间的关系F夹=KF式中K为安全系数，参考文献（6），当夹紧力与切削
20、力方向相反时，取K=3当前面的计算可知F夹=KF=32616=7848N参考文献（3）表1-24，从强度考虑，因为一个M10的螺栓能承受3924N的许用夹紧力，所以用M10的螺栓完全能满足强度要求。但是从夹具的刚度及整体结构的对称性考虑，这里选用M16的螺栓。3对称精度的分析2-8mm孔是在一次装夹下完成加工的，它们之间的位置精度由钻模套保证。由参考文献（3）表1-10-1，取公差等级的1/4，即夹具尺寸公差为0.125mm。同理，14的孔，故取夹具钻模板上相应的钻套孔相距760.013mm参考文献（3）表1-10-6，取衬套与夹具体模板的配合为H7/r6钻套，扩孔套和铰套与衬套的配合为H7/
21、g6钻，扩孔时刀具与导套内孔的配合F8/h64.1 第一套夹具本次的设计的夹具是第70道工序-10-20-0.019/-0.042。扩，铰并倒角145度。该夹具适用于角铁式车床夹具。确定设计方案 这道工序所加工的10个孔都是在大端面上加工，且是均布在其表面上的，并且此10个孔的加工精度要求很高。此零件长度为244mm而且是阶梯形圆柱输出轴所以只有从大端面上朝下加工。这样工件夹紧就好设计了。 根据工件的结构特点看，装夹方案如下：如图所示：1为与夹具体的V形块，2为可动V形块。夹具体的钻模板设计成圆形并且带有 10个钻套的，这样可以一次性把10个孔同时加工出来，具体的图形布局方案见夹具装配图。 从
22、上图可得到，此夹金方案限制了工件的5个自由度。1限制了四个自由度2限制了一个自由度。 为了能让工件卸装方便且在1和2之间设计了可活动螺栓。夹具体底部有四槽。4.2 第二套夹具本次的设计的夹具是第80道工序-2-8的斜孔粗钻该夹具使用于Z302钻床。确定夹具方案这道工序所加工的两个孔为斜孔与水平面夹角为30度两孔对称分布故在加工是应使此两孔的中心线与水平面垂直工件与夹具体底座成30度。工件底部是台阶孔故第一个104的孔与夹具体上的一高为10mm，直径约为104mm的圆柱凸台配合。圆柱凸台应小于孔直径104mm因为这样便于配合。这样工件夹紧就好设计了。根据工件的结构特点看，装夹方案如上图 ：如图所
23、示：用两个凸台夹住零件，V型块限制其自由度，用螺栓将V型块固定在凸台上。夹具体的钻模板设计为铰链式钻模板并且带有特殊钻套，以有利于对工件的加工夹紧机构为移动式压板，置于斜孔两侧不会影响孔的加工。具体的图形布局方案见夹具装配图。结论这次课程设计是对我在大学四年中所学知识的重要总结，它将我所学的科学理论知识与社会实践相结合，是我们大学生从学校步入社会的主要载体之一。也正因为如此，我们应该认真的面对，做到一丝不苟。在这两个月里，通过老师的细心指导，在同学的积极帮助和我的不懈努力下，我完成了这个重要的毕业设计。在这次设计中我遇到不少难以解决的问题，比如：夹具的设计问题、CAD的绘图问题以及说明书的编写
24、问题。通过对这些问题的认识，我知道自己的一些薄弱环节；也通过解决这些问题，我更进一步的对所学专业知识的巩固加深。所谓“温故而知新”，在这些知识的基础上还明白了许多课本所未涉及的知识，令人振奋！这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并能结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（输出轴）的工艺规程的能力和学到了夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，培养了我的熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养了我的识图、制图、图表和编写技术文件等基本技能，为未来从事的工作打下良好的基础。致 谢弹指
25、一挥间，大学生活瞬间即逝。在最后阶段，通过老师的认真指导和我的不懈努力我终于完成了课程设计。在这次毕业设计中，我将在课堂上所学到的相关的科学知识都运用到设计里面，又一次的巩固了所学内容，甚感欣慰。在完成这一设计的过程中，我遇到了许多困难。面对它们，我并没有心灰意冷，而是查资料、寻找别人的帮助。在老师的指导和同学的帮助下，我一个个的解决了它们，获得了最后胜利！在这里，对帮助我完成这次课程设计的指导老师和同学表示真诚的谢意。在此特别感谢殷晓中与陈兴和老师：这两个月来他们不断的引导我、教导我，让我在这次课程设计中学到了很多知识！对于我不懂的问题，只要我提出他们就毫不吝啬的、不厌其烦地帮我解决，殷老师和陈老师这两个月来付出了辛勤汗水，换来了我在这次设计中所学到知识！我会谨记两位老师的教诲，为社会贡献一份自己的力量。总之，没有你们的帮助，我很难完成这次设计，再一次表示我对你们最真诚的谢意。参考文献1、机械制造技术-黄鹤汀、吴善云主编2、机械制造工艺学-郑修本主编3、机床夹具设计手册-徐鸿本主编4、机床夹具设计图册-孟宪栋、刘彤安主编5机械加工工艺人员手册-赵如福主编
