机械制造课程设计《输出轴》.docx

机械制造课程设计《输出轴》题目名称 班级 姓名 学号 指导教师名目一•零件的工艺分析及生产类型的确定 31 技术要求分析……………………………………………………………………………………32 零件的工艺分析…………………………………………………………………………………33 轴类零件的装夹………………………………………………………………………………..3二•选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 •. .31 选择毛坯………………………………………………………………………………………..32 毛坯尺寸的确定…………………………………………………………………………………4三•选择加工方法，制定加工艺路线 •• .41 定位基准的选择………………………………………………………………………………..52零件表面加工方法的选择 53制定艺路线 •• .5四•工序设计 ：.61选择机床 依照工序选择机床 •• 62选用夹具 73选用刀具 74确定工序尺寸 •••6五•夹具设计 •••91定位方案 92分度设计 93定位误差分析 9输出轴加工工艺及夹具设计学 生： 指导老师： 一•零件的工艺分析及生产类型的确定1 技术要求分析题目所给定的零件输出轴，其要紧作用：一是传递转矩，使主轴获得旋转 的动力；二是工作过程中承担载荷；三是支撑传动零部件。

零件的材料为 45 钢， 是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，淬火时易生裂纹综合技 术要求等文件，选用铸件由因此大批量生产，故采纳模锻2 零件的工艺分析结构比较简单，其要紧加工的面有©55、©60、©65、©75、©176的外圆 柱面，©50、©80、©104的内圆柱表面，10个©20的通孔，图中所给的尺寸 精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、© 80内圆柱表面为Ra3.2um，大端端面为 Ra3.2um，其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格表现在©55的左端面、©80内孔圆柱面对©75、©60外圆轴线的跳动量为0.04mm, © 20孔的轴线对©80内孔轴线的位置度为© 0.05mm, 键槽对© 55外圆轴线的对称度为.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到200HBS，保持平均通过分析该零件，其布 局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸 完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求3 轴类零件的装夹轴类零件的加工通常采纳三爪卡盘，三爪卡盘能自动定心，装卸工件快然 而由于夹具的制造和装夹误差，其定心精度约为0.05—0.10mm左右。

由于零件 较长，常采纳一夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另 一端用尾座顶尖支撑，如此就克服了刚性差不能承担重切削的缺点，为进一步提 高加工精度，可采纳中心架作中间辅助支撑，适用于半精加工和精加工二•选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1 选择毛坯轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴〔如曲 轴〕，在质量承诺下采纳锻件由于毛坯通过加热，锻造后能使金属内部的纤维 组织表面均与分布，可获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，因此除光轴外直径相 差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷轧棒料，一样比较重要的轴大部分都采纳锻 件，如此既能够改善力学性能，又能节约材料，减少机械加工量依照生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻自由锻多用于中小 批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效 率高，能够锻造形状复杂的毛坯本零件生产批量为大批量，因此综上所叙选择 模锻2 毛坯尺寸的确定毛坯〔锻件〕图是依照产品零件设计的，经查«机械加工工艺手册»«金属机 械加工工艺人员手册»知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量结果为： 外圆角半径：r = 2 ;内圆角半径：R = 3。

外模锻斜度a = 5内模锻斜度a = 7 以下图为本零件的毛坯图 图 1三•选择加工方法，制定加工艺路线1 定位基准的选择本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准〔亦是装配基准和测量基准〕， 为幸免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守〝基准重合〞 的原那么具体而言，即选 48 孔及一端面作为精基准由于本零件全部表面都 需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准2 零件表面加工方法的选择当零件的加工质量要求较高时 ,往往不可能用一道工序来满足要求 ,而要用 几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程 通常按工序性质不同,能够分为粗加工,半精加工,精加工三个时期① 粗加工时期：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零 件成品，因此，要紧目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分 余量，并为后续工序提供精基准，如加工©176、©55、©60、©65、©75外圆 柱表面② 半精加工时期：其任务是使要紧表面达到一定的精加工余量，为要紧表面的精 加工做好预备，如©55、©60、©65、©75外圆柱面，©80、©20孔等。

③ 精加工时期：其任务确实是保证各要紧表面达到规定的尺寸精度，留一定的精 加工余量，为要紧表面的精加工做好预备，并可完成一些次要表面的加工如精 度和表面粗糙度要求，要紧目标是全面保证加工质量④ 热处理工序的安排:热处理的目的是提高材料力学性能，排除残余应力和改善 金属的加工性能热处理要紧分:预备热处理，最终热处理和内应力处理等本 零件输出轴材料为 45 钢，在加工过程中预备热处理是在毛坯锻造之后排除零件 的内应力基面先行原那么 该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因 为左端面和©55外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更 准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时刻内将工件表面上 的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量平均性 要求，假设粗车后留余量的平均性满足不了精加工的要求时，那么要安排半精车，以此为精车做预备先面后孔 对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，如此安排加工顺序，一方面是利用加 工过的平面定位，稳固可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易， 并能提高孔的加工精度，因此关于输出轴来讲先加工©75外圆柱面，做为定位 基准再来加工其余各孔。

工序划分的确定 工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完 成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，如此就减少了安装次数， 能够使装夹时刻减少，减少夹具数目，同时利于采纳高生产率的机床工序分散 是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容专门少，最少时每道 工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单， 机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些综上所述：考虑到工件是中批量生产的情形，采纳工序分散 辅助工序的安排：辅助工序一样包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验 等3 制定艺路线按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原那么，该零件加工可按下述工 艺路线进行:备料---模锻---车端面打中心孔 ---粗车外圆 ---调质---车端面修中心孔---高频淬火---精车外圆---粗磨---铣键槽---精磨四•工序设计1 选择机床 依照工序选择机床〔1〕工序 5.9.10 是粗车和精车各工序的工步数不多，大批大量生产不要 求专门高的生产率，应选用卧式车床就能满足要求本零件外廓尺寸不大，选用 最常用的 CA6140 型卧式车床。

〔2〕工序 6、11 为镗削由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故 宜在车床上镗孔，选用 C6140 型卧式车床〔3〕工序 15 铣削工序工步简单，外廓尺寸不大，考虑本零件属成批大量 生产，所选机床使用范畴较广泛为宜，故可选常用用的 X6132 型铣床能满足加工 要求〔4〕工序 14 是扩、钻、铰孔可采纳专用的分度夹具在立式钻床上加工， 应选用 Z552 选用夹具本零件除铣销，钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即 可前车销工序用三爪自定心卡盘和心轴3 选用刀具由于刀具材料的切削性能直截了当阻碍着生产率，工件的加工精度，已加工 表面质量，刀具的磨损和加工成本，因此正确的选择刀具材料是加工工艺的一个 重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性， 良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳固性由于零件车床输出轴材料为 45 钢，举荐用硬质合金中的 YT15 类刀具，因为加工该类零件时摩擦严峻,切削 温度高,而 YT 类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,专门具有高的耐热性,在高 速切削钢料时刀具磨损小寿命长,因此加工 45 钢这种材料时采纳硬质合金的刀 具。

粗车外圆柱面： 90°半精车，精车外圆柱面：前角为 90°的车刀钻头： 高速钢刀具，直径为©30；直径为©18；扩孔钻：直径为©19.8；铰刀：直径 为©20镗刀，刀杆长度为200.BXH=16X254 确定工序尺寸确定圆柱面的工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关 前面已确定各圆柱面的总加工余量〔毛坯余量〕，应将毛坯余量分为各工序加工 余量，然后由后往前运算工序尺寸中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度 确定本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：为便于工序的描述，现预先定义各段直径的字母代号：C45C C60B C 65E C75A C176D序号工序名称工序简述加工设备1备料2精锻如图1立式精锻机3热处理正火4打中心孔打轴两端中心孔卧式车床CA61405粗车F段加工余量2.8A.B.E段加工余量2.5C段加工余量2.3卧式车床CA61406镗孔C 140段加工余量2.5C 104段加工余量1.80 80段加工余量10 50段加工余量0.5镗床7热处理调质200HBS8热处理C段轴颈淬火至45-50HBC9半精车各外圆F段加工余量2.3A.B.C.E段加工余量2.0CA614010车右端面450锥面加工余量2.011半精镗0 140段加工余量0.50 104段加工余量0.40 80段加工余量0.40 50段加工余量0.3镗床12粗磨各外圆F段加工余量0.5A.B.E.C段加工余量0.3万能外圆磨床13粗磨阶梯孔0 140段加工余量0.30 104段加工余量0.30 80段加工余量0.30 50段加工余量0.2内圆磨床14钻右大端面各孔钻10*0 20各孔钻18扩 19.8精磨20Z55钻床15铣键槽X6132铣床16精磨0 75余量 0.50 60余量 0.517钻孔C 8设计专用夹具Z55钻床18终检按图样技术要求项目检查五•夹具设计本夹具是第17道工序钻28通孔的专用夹具。

刀具为直柄麻花钻8-L GB/T6135.3－1996在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定 位要求较低因此，本设计的重点应在卡紧的方便性与快速。