機械制造畢業(yè)設(shè)計小軸零件設(shè)計DOC

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 機械制造基礎(chǔ) 課程設(shè)計（論文）題目： 小軸機械加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計 學(xué) 院： 新能源學(xué)院 專業(yè)班級： 機械設(shè)計制造及其自動化142班學(xué) 號： 141607055 學(xué)生姓名： 趙旭東 指導(dǎo)教師： 李曉丹 教師職稱： 副教授 起止時間： 課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語學(xué) 院：機械工程與自動化學(xué)院 教研室：機制教研室學(xué) 號141607055學(xué)生姓名趙旭東專業(yè)班級機械142班課程設(shè)計（論 文）題 目小軸機械加工工藝規(guī)程及其工裝設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)1.設(shè)計內(nèi)容 （1）設(shè)計對象來源于生產(chǎn)實踐，用于機床，屬軸類或盤套類零件； （2）針對指定零件，利用相應(yīng)工程軟件（WORD,EXC

2、EL,CAXA電子圖版（或其它CAD軟件）等）及相關(guān)參考資料（如工具書、指導(dǎo)書等）完成給定零件的工藝分析、制訂機械加工工藝過程綜合卡、設(shè)計夾具裝配圖，編寫設(shè)計說明書等。2.技術(shù)參數(shù)與要求設(shè)備年產(chǎn)量1萬件，廢品率、備品率各0.1%，每臺設(shè)備含該零件件數(shù)：1；主要技術(shù)指標(biāo)，包括產(chǎn)品規(guī)格、外型尺寸、重量和各種技術(shù)數(shù)據(jù)見零件圖（零件圖見附頁）；3.工作量畫零件圖制訂零件加工工藝規(guī)程機床夾具設(shè)計編寫設(shè)計說明書指導(dǎo)教師評語及成績圖紙( 20)說明書( 20)答辯( 40)平時( 20)成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日目 錄第一章 零件加工工藝規(guī)程設(shè)計11.1工藝分析及生產(chǎn)類型確定 21.2小軸的技術(shù)要求

3、 21.3確定毛坯 31.4確定工藝路線 31.5表面加工方法確定 31.6加工階段劃分 31.7工序順序安排 31.8工藝路線及設(shè)備、工裝選用 41.9加工余量、工序尺寸及公差的確定 41.10切削用量的計算及定額時間的確定5 1.10.1工序粗車、半精車端面，粗車、半精車20外圓、倒角，打中心孔 5 1.10.2工序平端面，粗車、半精車18外圓，粗車17.5外圓，倒角、打心孔8 1.10.3工序鉆、擴、粗鉸、精鉸12徑向孔11 1.10.4工序銑鍵槽 14 1.10.5工序熱處理 15 1.10.6 工序磨18外圓、磨20外圓 15第二章 專用夾具設(shè)計 17 2.1鉆床夾具的設(shè)計 17參考

4、文獻 18第一章、零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計1.1工藝分析及生產(chǎn)類型確定用途：小軸在機床的進給系統(tǒng)中起著傳遞的扭矩的作用，所以對其傳遞精度要求很高即加工精度高。生產(chǎn)類型：本產(chǎn)品要求年產(chǎn)量為10000件，為大批量生產(chǎn)。工藝性：本題目小軸零件材料優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼代號為45 , 其力學(xué)性能: 。毛坯形式為直徑23mm的模鍛件，生產(chǎn)批量為1萬件/年，生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)。零件的主要作用是承載機床進給系統(tǒng)中扭矩和轉(zhuǎn)速的傳遞。從零件圖上得到安裝小軸的接觸表面有很高的粗糙度要求達到Ra0.8，軸頸有鍵槽要求IT9 Ra3.2，兩端面IT9 Ra3.2，其余加工表面質(zhì)量要求Ra12.5，零件的平均精度中上檔，工序數(shù)

5、量較少集中在車削工序上。零件的加工表面簡單，多采用車削和磨削加工方式。零件的加工多采用中心孔為基準(zhǔn)，定位可靠，基準(zhǔn)統(tǒng)一。1.2小軸的技術(shù)要求加工表面尺寸及公差公差及精度等級表面粗糙度兩端面20/18IT93.2右端20表面20IT70.8左端18表面18IT70.8非重要17.5表面17.5IT1112.5鍵槽距底端12.8IT93.2大端徑向孔12IT91.61.3確定毛坯毛坯：要求為45號鋼，工件為小軸，直徑最大處20mm，所以為節(jié)省材料和提高生產(chǎn)效率取直徑為23mm長度為153mm的45號鋼模鍛鋼。1.4確定工藝路線基準(zhǔn)選擇粗基準(zhǔn)的選擇：首先要加工的是端面，打中心孔，將軸的一側(cè)加工出粗基

6、準(zhǔn)，完成粗車，保證下步加工的粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：選擇上步加工的外圓表面及中心孔，可以定其中心為此步加工的精基準(zhǔn)，在加工鍵槽利用半精車加工的外圓面作為精基準(zhǔn)。以右端面為精基準(zhǔn)可以加工12徑向孔1.5表面加工方法確定：軸表面部分粗糙度要求Ra0.8等級IT7，即粗車半精車-磨削。周端面表面粗糙度要求Ra3.2，經(jīng)粗車半精車即可。12徑向孔表面粗糙度要求Ra1.6，可經(jīng)鉆-擴-粗鉸-精鉸達到。鍵槽要求IT9表面粗糙度為Ra3.2，銑鍵槽即可。1.6加工階段劃分：分為粗加工，半精加工，精加工幾個階段。在粗加工階段，將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好的同時盡可能的去除材料得到更多的精基準(zhǔn)，使后面一個工序工步可以采用精基準(zhǔn)

7、，保證他們的加工表面的精度要求；而后進行熱處理，徑向孔部分加工完成；對小軸軸進行銑鍵槽，應(yīng)用工序一得到的精基準(zhǔn)加工鍵槽，打3.5裝配時配鉆孔，然后上磨床進行磨削。1.7工序順序安排：1機械加工工序（1） 先基準(zhǔn)后其他，先加工精基準(zhǔn)右面軸頸。（2） 先粗后精，先粗加工后精加工。（3） 先面后孔，先軸表面，后加工徑向孔、鍵槽。2熱處理綜上所述，該小軸工序安排順序為：基準(zhǔn)加工表面粗加工、半精加工主要部分（鍵槽、徑向孔）加工熱處理重要表面磨削。1.8工藝路線及設(shè)備、工裝選用：序號工序名稱機床設(shè)備刀具量具車右端面，打中心孔，粗車、半精車外圓CA6140端面車刀、中心鉆、硬質(zhì)合金車刀、外圓車刀游標(biāo)卡尺車左

8、端面，打中心孔，粗車、半精車外圓CA6140端面車刀、中心鉆、硬質(zhì)合金車刀、外圓車刀游標(biāo)卡尺鉆-擴-粗鉸-精鉸12徑向孔Z525麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀游標(biāo)卡尺塞規(guī)銑鍵槽X5012鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺20h6處高頻淬火高頻淬火機磨18、20外圓M1412砂輪千分尺1.9加工余量、工序尺寸和公差的確定端面余量：兩端面皆為毛坯余量兩次走刀加工而成，粗車余量1.5mm,半精車余量0.3mm外圓余量：分為粗加工余量，半精加工余量，磨削余量。由毛坯23到外圓余量分別為2mm的粗車余量，0.76mm的半精加工余量，0.24mm的磨削余量。由毛坯到外圓余量分別為3.5mm的粗車余量，1.26mm的半精車余量，0.2

9、4mm的磨削余量。由毛坯到17.5的外圓的粗加工余量為5.5mm。1.10切削用量的計算工序平右端面，打中心孔、粗車、半精車外圓，倒角加工條件:工件材料：45 機 床：CA6140 夾 具：三角夾盤量 具：游標(biāo)卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT9 ，Ra3.2刀 具：90°外圓車刀中心鉆（A型2中心鉆）硬質(zhì)合金車刀（P類YT15）工步1 粗車端面：1、背吃刀量的確定：車端面，因毛坯軸向余量為1.2mm一刀切的話，所以mm。2、進給量確定：保證端面精度，毛坯厚度方向粗加工余量取mm/r3、走刀長度：30mm4、車削速度計算：車端面車轉(zhuǎn)速取由表查得取 vc=50m/min

10、機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×50/（3.14×23）=692r/min由機床轉(zhuǎn)速表4-2 取=710得實際=710×3.14×23/1000=51.2m/mim=0.3×710=213m/min由表查得基本時間Tj=Li/vf =(30+2+2)/213=0.16min輔助時間Tf=Tjx20%=0.03min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.19min工步2半精車端面：1.毛坯厚度方向半精加工余量ap=0.3mm 2.由表查得取fz =0.5mm/r3.由表查得取 vc=70m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×70/（3.14&#

11、215;23）=969.2m/min由機床轉(zhuǎn)速表取=900得實際=900×3.14×23/1000=450m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.5×900=840mm/min由表查得基本時間Tj=Li/vf =(30+2+2)/450=0.075min輔助時間Tf=Tjx20%=0.015min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.09min工步3粗車20外圓：1、背吃刀量的確定：20外圓的粗加工余量為2mm,走刀92mm保證加工效率和精度的雙標(biāo)準(zhǔn)，所以走1刀,mm。2、進給量確定：查表取fz =0.3mm/r3、由表查得取 vc=50m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n

12、= =1000×50/（3.14×23）=692/min由機床轉(zhuǎn)速表取=710得實際=710×3.14×23/1000=51.2m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.3×710=213mm/min由表查得基本時間Tj=Li/vf =(90+2+2)/213=0.3min輔助時間Tf=Tjx20%=0.06min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.36min工步4半精車20外圓：1、背吃刀量的確定：粗車后給半精車的余量為0.3mm，所以取mm2、進給量確定：查表得進給量fz =0.2mm/r3、由表查得取=60m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =

13、1000×60/（3.14×23）=830/min由機床轉(zhuǎn)速表取=900得實際=900×3.14×23/1000=65m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.2×900=180mm/min由表查得基本時間Tj=Li/vf =(90+2+2)/180=0.52min輔助時間Tf=Tj×20%=0.1min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.62min打s工步5打右中心孔：1、切削深度：2.5mm mm2、進給量確定：查表得進給量f=0.1mm/r3、在車床尾座上手搖鉆孔，車削速度計算：查表得=20m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =100

14、0×20/（3.14×23）=277/min由機床轉(zhuǎn)速表取=2504.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.3×710=213mm/min由表查得走刀長度=2.56mm =14 取=2 l=2.5基本時間Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(2.56+2+2.5)×1/25=0.28min輔助時間Tf=Tjx20%=0.056min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.336min打s工序平端面，粗車、半精車18外圓，粗車17.5外圓，倒角、打心孔加工條件工件材料：45 機 床：CA6140 夾 具：三角夾盤量 具：游標(biāo)卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：

15、IT9 ，Ra3.2刀 具：90°外圓車刀中心鉆（A型2中心鉆）硬質(zhì)合金車刀（P類YT15）工步1 粗車端面：1、背吃刀量的確定：車端面，因毛坯軸向余量為1.5mm一刀切的話，所以mm。2、進給量確定：保證端面精度，毛坯厚度方向粗加工余量取mm/r3、走刀長度：30mm4、車削速度計算：車端面車轉(zhuǎn)速取由表查得取 vc=50m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×50/（3.14×23）=692r/min由機床轉(zhuǎn)速表4-2 取=710得實際=710×3.14×23/1000=51.2m/mim=0.3×710=213m/min由表查得

16、基本時間Tj=Li/ =(30+2+2)/213=0.16min輔助時間Tf=Tjx20%=0.03min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.19min工步2粗車18外圓：1、背吃刀量的確定：20外圓的粗加工余量為3.5mm,走刀70mm保證加工效率和精度的雙標(biāo)準(zhǔn)，所以走1刀,mm。2、進給量確定：查表取fz =0.2mm/r3、由表查得取 vc=40m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×40/（3.14×23）=554/min由機床轉(zhuǎn)速表取=560得實際=560×3.14×23/1000=40.4m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.2

17、5;560=112mm/min由表查得基本時間Tj=Li/ =(70+2+2)/112=0.66min輔助時間Tf=Tjx20%=0.132min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.792min工步3半精車18外圓：1、背吃刀量的確定：粗車后給半精車的余量為1.26mm，所以取mm2、進給量確定：查表得進給量fz =0.3mm/r3、由表查得取=70m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×70/（3.14×23）=969/min由機床轉(zhuǎn)速表取=900得實際=900×3.14×23/1000=65m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.3×9

18、00=270mm/min由表查得基本時間Tj=Li/vf =(70+2+2)/270=0.274min輔助時間Tf=Tj×20%=0.055min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.329min工步4粗車17.5外圓：1、背吃刀量的確定：粗車后給半精車的余量為5.5mm，所以取mm2、進給量確定：查表得進給量fz =0.4mm/r3、由表查得取=50m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×50/（3.14×23）=692/min由機床轉(zhuǎn)速表取=710得實際=710×3.14×23/1000=51.2m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.4

19、×710=284mm/min由表查得基本時間Tj=Li/vf =(60+2+2)/284=0.225min輔助時間Tf=Tj×20%=0.045min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.27min打s打s工步5打右中心孔：1、切削深度：2.5mm mm2、進給量確定：查表得進給量f=0.1mm/r3、在車床尾座上手搖鉆孔，車削速度計算：查表得=20m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×20/（3.14×23）=277/min由機床轉(zhuǎn)速表取=2504.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.3×710=213mm/min由表查得：走刀長度=2.56mm

20、=14 取=2 l=2.5基本時間Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(2.56+2+2.5)×1/25=0.28min輔助時間Tf=Tjx20%=0.056min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.336min工序鉆-擴-粗鉸-精鉸12徑向孔工步1鉆12孔：1、刀具：11麻花鉆2、切削深度：mm3、進給量確定：查表得進給量f=0.1mm/r4、車削速度計算：查表得=20m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×20/（3.14×11）=579m/min由機床轉(zhuǎn)速表取=545得實際=545×3.14×11/1000=18.8m/mim5.時間定額的計算

21、:每分鐘進給量:=0.1×545=54.5mm/min由表查得走刀長度=10.6mm =0 l=20基本時間Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(20+10.6)×1/54.5=0.56min輔助時間Tf=Tjx20%=0.11min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.67min工步2擴12孔：1、刀具：11.75擴孔鉆2、切削深度：mm3、進給量確定：查表得進給量f=0.5mm/r4、車削速度計算：查表得=34m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×34/（3.14×11.75）=921m/min由機床轉(zhuǎn)速表取=960得實際=960×3.14

22、15;11.75/1000=35.4m/mim5.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.5×960=480mm/min由表查得:走刀長度=2.57mm =3 l=20基本時間Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(20+3+2.57)×1/480=0.05min輔助時間Tf=Tjx20%=0.01min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.06min工步3粗鉸12孔：1、刀具：11.95鉸刀2、切削深度：mm3、進給量確定：查表得進給量f=0.2mm/r4、車削速度計算：查表得=10m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×10/（3.14×11.95）=266.5m

23、/min由機床轉(zhuǎn)速表取=272得實際=272×3.14×11.95/1000=10.2m/mim5.時間定額的計算:基本時間Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(20+15+1.9)×1/0.2×272=0.68min輔助時間Tf=Tjx20%=0.14min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.82min工步4精鉸12孔：1、刀具：12鉸刀2、切削深度：mm3、進給量確定：查表得進給量f=0.3mm/r4、車削速度計算：查表得=15m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×15/（3.14×12）=398m/min由機床轉(zhuǎn)速表取=392得實際

24、=392×3.14×12/1000=14.8m/mim5.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.3×392=117.6mm/min基本時間Tj=Li/vf=(l+)i/ =(20+12+0.95)×1/117.6=0.29min輔助時間Tf=Tjx20%=0.06min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.035min工序 銑鍵槽加工條件工件材料：45 機 床：X5012 夾 具：組合夾具量 具：游標(biāo)卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT9 ，Ra3.2刀 具：3直柄鍵槽銑刀、5直柄鍵槽銑刀工步1粗銑鍵槽切削用量的計算：1、背吃刀量的確定：mm2、進給量

25、確定：查表得進給量=0.1mm/r f=×z=0.1×2=0.2mm/r3、銑削速度計算：查表得=7m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×7/（3.14×3）=849m/min由機床轉(zhuǎn)速表取=855得實際=855×3.14×3/1000=8m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.2×2×855=342m/min基本時間Tj= =(14-3)/342+(5.2+2)/342= 0.053min輔助時間Tf=Tjx20%=0.011min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.064min工步2半精銑鍵槽切削用量的計

26、算：1、背吃刀量的確定：mm2、進給量確定：查表得進給量=0.05mm/r f=×z=0.05×2=0.1mm/r3、銑削速度計算：查表得=20m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n= =1000×20/（3.14×5）=1273m/min由機床轉(zhuǎn)速表取=1180得實際=1180×3.14×5/1000=18.5m/mim4.時間定額的計算:每分鐘進給量:=0.1×2×1180=236m/min基本時間Tj= =(14-5)/236+(5.2+2)/236= 0.069min輔助時間Tf=Tjx20%=0.014min作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.083min工序20h6處熱處理2