機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計設(shè)計輸出軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程本科論文

機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計設(shè)計題目：設(shè)計輸出軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程班級：09機(jī)制學(xué)號：20091287姓名：指導(dǎo)教師：張永華云南農(nóng)業(yè)大學(xué)2012年12月29日目錄課程設(shè)計任務(wù)書………4輸出軸零件圖…………5設(shè)計要求………………6課程設(shè)計說明書………71.零件的分析……………81.1零件的作用……………………81.2零件的工藝性分析……………82.零件的生產(chǎn)類型………82.1生產(chǎn)綱領(lǐng)………82.2生產(chǎn)類型及工藝特征…………93.毛坯的確定…………93.1確定毛坯類型及制造方法…………………93.2估算毛坯的機(jī)械加工余量…………………93.3繪制毛坯簡圖………………104.定位基準(zhǔn)選擇………104.1選擇精基準(zhǔn)…………………104.2選擇粗基準(zhǔn)…………………105.擬定機(jī)械加工工藝路線……………105.1選擇加工方法………………105.2擬定機(jī)械加工工藝路線……115.2.1劃分加工階段……115.2.2熱處理工序的安排…………………115.2.3組合工序…………115.2.4安裝加工順序………115.2.5初步擬定工藝路線…………………116.加工余量及工序尺寸的確定………126.1確定φ54.4的加工余量及工序尺寸………126.2確定φ60的加工余量及工序尺寸…………126.3確定φ80的加工余量及工序尺寸…………136.4確定鍵槽寬18高47.5的加工余量及工序尺寸……………136.5確定鍵槽寬18高73的加工余量及工序尺寸尺…………137.鍵槽尺寸鏈的計算………………147.1計算鍵槽寬18高47.5的尺寸鏈……………147.2計算鍵槽寬18高73的尺寸鏈……………158.機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用………168.1機(jī)床設(shè)備的選用………………168.2工藝裝備的選用………………169.設(shè)計總結(jié)……………1610.參考文獻(xiàn)……………17機(jī)械加工工藝卡片……………………18機(jī)械加工工藝過程卡片………………19機(jī)械加工工序卡片……………………20云南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計輸出軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程內(nèi)容：1、零件圖1張2、毛坯圖1張3、機(jī)械加工工藝卡片1套4、課程設(shè)計說明書1份輸出軸的零件圖圖1設(shè)計要求1.產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)（1）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)為200臺/年，每臺產(chǎn)品輸出軸數(shù)量1件（2）輸出軸的備品百分率為5%，廢品百分率為1%2.生產(chǎn)條件和資源（1）毛坯為棒料（2）現(xiàn)可供選用的加工設(shè)備有：CY6140×1000普通車床多臺M1432A外圓磨床1臺X5032普通立式銑床1臺鋸床1臺各設(shè)備均達(dá)到機(jī)床規(guī)定的工作精度要求，不再增加設(shè)備機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計設(shè)計題目：設(shè)計輸出軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程班級：09機(jī)制學(xué)號：20091287姓名：指導(dǎo)教師：張永華云南農(nóng)業(yè)大學(xué)2012年12月29日1．零件的分析1.1零件的作用輸出軸零件圖采用了主視圖和對鍵槽的剖面圖表示其結(jié)構(gòu)，主視圖主要表述零件的結(jié)構(gòu)和各表面的軸向位置，鍵槽的剖面圖主要表述鍵槽的深度和寬度。從主視圖可以看出，一個臺階軸。輸出軸的作用是應(yīng)用在動力輸出裝置中，是輸出動力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸或的旋轉(zhuǎn)的動力，其工作中藥承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需要具有做夠的耐磨性和抗扭矩強(qiáng)度。1.2零件的工藝分析（1）從零件圖分析，該輸出軸結(jié)構(gòu)簡單，屬于階梯軸類零件。主要有φ60,φ70,φ80,φ85，φ70,φ60，φ54.4的外圓柱面和2個鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉(zhuǎn)的速度，表面粗糙度由較高的要求，φ60，φ60,φ54.4,φ80的外圓柱面的粗糙度要求為Ral.6，其余Ral2.5（2）兩個φ60的同軸度公差為0.02（3）φ54.4與φ60的同軸度公差為0.02（4）φ80與φ60的同軸度公差為0.02(5)鍵槽18Ra6.3高Ra3.2對稱度為0.2(6)鍵槽18Ra6.3高Ra3.2對稱度為0.2（7）保留兩端中心孔A1，A2（8）調(diào)制處理28-32HRC2.零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)根據(jù)任務(wù)書已知：（1）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q=200臺/年。（2）每臺產(chǎn)品中輸出軸的數(shù)量n=1件/臺。（3）輸出軸的備品百分率a=5%。（4）輸出軸的廢品百分率b=1%。輸出軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)計算如下：N=Qn(1+a)(1+b)=200×1(1+5%)(1+1%)=212.1(件/年)2.2生產(chǎn)類型及工藝特點(diǎn)根據(jù)附表2《機(jī)加工工作各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點(diǎn)》可確定，輸出軸屬于輕型機(jī)械,以縫紉機(jī)為代表。根據(jù)輸出軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)（212.1件/年）及零件類型（輕型機(jī)械），由附表二可查出，輸出軸的生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，工藝特征如下：（1）自由鍛造，木模手工造型；毛坯精度低余量大。（2）通用機(jī)床按機(jī)群式排列；部分采用數(shù)控機(jī)床及柔性制造單元。（3）通用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件或組合夾具；畫線試切保證尺寸。（4）通用刀具，標(biāo)準(zhǔn)量具。（5）配對制造，互換性低多采用鉗工修配。（6）編制簡單的工藝過程卡片。（7）用傳統(tǒng)的加工方法，生產(chǎn)率低，用數(shù)控機(jī)床可提高生產(chǎn)率。（8）需要技術(shù)熟練的工人。3．毛坯的確定3.1確定毛坯類型及制造方法1、選擇材料：45鋼生產(chǎn)類型：小批量生產(chǎn)2、選擇毛坯：模鍛毛坯尺寸：384×Φ89（查手冊鍛造毛坯公差為±2）。選擇理由：①通過鍛件生產(chǎn)的零件力學(xué)性能高，使用壽命長；②通過鍛造能得到所需要的零件形狀且尺寸和精度很高；③生產(chǎn)效率高，操作過程簡單，個人勞動強(qiáng)度低，技術(shù)要求低。3.2估算毛胚的機(jī)械加工余量選取384×Φ89的模鍛件為毛胚，根據(jù)各加工表面的基本尺寸，可以算出Φ54.4的圓柱面的加工余量為3.5±2，Φ60的圓柱面的加工余量為4.8±2,Φ70的圓柱面的加工余量為4±2，Φ80的圓柱面的加工余量為4.8±2，Φ85的圓柱面加工余量為4±2。3.3繪制毛坯簡圖

圖24．定位基準(zhǔn)的選擇4.1選擇精基準(zhǔn)經(jīng)分析零件圖可知，φ60的端面是整個零件的設(shè)計基準(zhǔn)。根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選擇軸的兩端面的中心孔作為精基準(zhǔn)。這樣可以保證零件的同軸度要求。4.2選擇粗基準(zhǔn)選擇未加工的外圓面作為粗基準(zhǔn)，方便裝夾，方便加工φ60和φ54.4的端面和中心孔（精基準(zhǔn)），還可以保證整個零件的同軸度。外圓面在模鍛過程中直接成型為材料，較為平整光滑，符合粗基準(zhǔn)要求。5．?dāng)M定機(jī)械加工工藝路線5.1選擇加工方法根據(jù)加工表面的精度和表面的粗糙度要求，查附表12《外圓表面加工方案》，可得外圓的加工方案如下：加工表面精度要求表面粗糙度要求加工方案φ54.4外圓面IT81.6粗車→半精車→粗磨φ60外圓面IT51.6粗車→半精車→粗磨→精磨φ70外圓面──12.5粗車φ85外圓面──12.5粗車φ80外圓面IT61.6粗車→半精車→粗磨→精磨鍵槽IT93.2粗銑→精銑φ54.4外圓端面──12.5粗車φ60外圓端面──12.5粗車表5.15.2擬定機(jī)械加工工藝路線5.2.1劃分加工階段根據(jù)表5.1和相關(guān)知識可知，輸出軸主要加工可劃分為粗加工、半精加工、粗磨、精磨和熱處理五個階段。考慮到工序過于分散，裝夾次數(shù)太多，影響生產(chǎn)效率，故將其簡化為粗加工、半精加工、熱處理、和精磨四個階段。5.2.2熱處理工序的安排熱處理工序的安排：在切削加工前安排正火處理，能改善軸的表面硬度，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善其切削性能；半精加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合力學(xué)性能。5.2.3組合工序由于輸出軸屬于小批量生產(chǎn)，組合工序應(yīng)采用工序集中原則。5.2.4安裝加工順序根據(jù)機(jī)械加工的安排原則，先安裝基準(zhǔn)和主要表面的粗加工，然后再安排基準(zhǔn)和主要表面的精加工。5.2.5初步擬定工藝路線根據(jù)以上分析，初步擬定以下加工工藝路線：工序1備料45鋼工序2模鍛工序3熱處理正火工序4車端面車φ60的端面，鉆端面的中心孔A1。工序5車端面車φ54.4的端面，鉆端面的中心孔A2。工序6粗車粗車所有外圓面以及所有倒角和退刀槽。工序7半精車半精車φ54.4、φ60x2、φ80的外圓面。工序8劃線根據(jù)尺寸畫出兩鍵槽的線。工序9粗銑粗銑出兩鍵槽。工序10精銑精銑兩鍵槽。工序11熱處理調(diào)質(zhì)處理28～32HRC。工序12研磨研磨兩中心孔A1、A2。工序13粗磨粗磨φ54.4、φ60x2、φ80的外圓面。工序14精磨精磨φ60x2、φ80的外圓面。工序15檢驗按圖樣技術(shù)要求項目檢查。6、加工余量及工序尺寸的確定6.1確定Φ54.4外圓面的加工余量及工序尺寸工序名稱工序間余量/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度/mm工序間尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm粗磨0.4h8（）Ra1.654.4Φ54.4半精車1.5h10（）Ra3.254.8Φ54.8粗車2.8h12（）Ra12.554.95Φ54.95毛坯±257.75Φ57.75±2表16.2確定Φ60外圓面的加工余量及工序尺寸工序名稱工序間余量/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度/mm工序間尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm精磨0.1h5（）Ra1.660φ60粗磨0.4h8（）Ra2.560.1φ60.1半精車1.5h10（）Ra3.260.5φ60.5粗車2.8h12（）Ra12.562φ62毛坯±264.8φ64.8±2表26.3確定Φ80外圓面的加工余量及工序尺寸工序名稱工序間余量/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度/mm工序間尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm精磨0.1h6（）Ra1.680Φ80粗磨0.4h8（）Ra2.580.1Φ80.1半精車1.5h10（）Ra3.280.5Φ80.5粗車2.8h12（）Ra12.582Φ82毛坯±284.8Φ84.8±2表36.4確定鍵槽寬18高47.5的加工余量及工序尺寸工序名稱工序間余量/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度/mm工序間尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm精銑0.4h9（）Ra3.27.17.1粗銑6.7h12（）Ra6.46.76.7表46.5確定鍵槽寬18高73的加工余量及工序尺寸工序名稱工序間余量/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度/mm工序間尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm精銑0.4h9（）Ra3.27.257.25粗銑6.85h12（）Ra6.46.856.85表57、鍵槽尺寸鏈的計算7.1計算鍵槽寬18高47.5的尺寸鏈圖3因為因為所以因為所以因此所以求得7.2計算鍵槽寬18高73的尺寸鏈圖4因為因為所以因為所以因此所以求得8、機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用8.1機(jī)床設(shè)備的選用在本方案中，輸出軸屬于輕型機(jī)械是小批量生產(chǎn)，只需要用通用機(jī)床即可加工。根據(jù)提供可選設(shè)備，選用CY6140×1000普通車床2臺M1432A外圓磨床1臺X5032普通立式銑床1臺鋸床1臺8.2工藝裝備的選用在小批量生產(chǎn)的條件下，所用的刀具有通用刀具和專用刀具，量具有游標(biāo)卡尺和百分表。還會用到夾具。9、設(shè)計總結(jié)機(jī)械制造工藝學(xué)是機(jī)械類專業(yè)的一門重要課程，對于我們機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)顯得更為重要。機(jī)械制造工藝為我們以后進(jìn)行實際的零件加工制造提供知識基礎(chǔ)，而機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計又能夠?qū)λ鶎W(xué)理論知識的掌握程度及運(yùn)用能力進(jìn)行檢驗。正所謂“學(xué)以致用”“實踐是檢驗真理的唯一