机械制造工艺学输出轴课程设计.docx
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机械制造工艺学输出轴课程设计
机械制造工艺学输出轴课程设计
机械制造工艺课程设计……………………………………1一、序言……………………………………………………………3二、设计任务……………………………………………………………4三、输出轴零件的工艺分析……………………………………………4
1.零件的作用……………………………………………………….4
2.零件的图样分析………………………………………………….4四、工艺规程设计……………………………………………………….4
1.确定毛坯的制造形式……………………………………………4
2.基面的选择………………………………………………………4
3.制定工艺路线……………………………………………………4
4.机械加工余量及工序尺寸的确定……………………………....6
5.确定切削用量及基本工时………………………………………7五、参考文献……………………………………………………………17
1
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，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～
2
二、设计任务
分析输出轴的技术要求，并绘制零件图。
设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。
设计零件机械加工工艺装备。
三.输出轴零件的工艺分析
1.零件的作用
题目所给定的零件是车床的输出轴，主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力;二是工作过程中经常承受载荷;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。
2（零件的图样分析
，0.024
（1）两个mm的同轴度公差为mm。
60,0.02，0.011
，0.05，0.024
（2）mm与mm的同轴度公差为mm。
54.4,60,0.02，0，0.011
，0.021，0.024（3）mm与mm的同轴度公差为mm。
80,60,0.02，0.002，0.011
（4）保留两端中心孔A1，A2。
（5）调质处理28-32HRC。
四（工艺规程设计
1.确定毛坯的制造形式
零件材料为45钢。
考虑到机床在运行中药经常正反转，以及加速转动，所以零件在工作过程中则承受交变载荷及冲击载荷，选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。
2.基面的选择
（1）粗基准的选择。
对于一般输出轴零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的，按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，现选取输出轴的两端作为粗基准。
（2）精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工艺基准不重合时应该进行尺寸换算。
3（制定工艺路线
（1）工艺路线方案一
工序1下料棒料,，90400mmmm
工序2热处理调质处理28~32HRC
工序3车夹左端，车右端面，见平即可。
钻中心孔B2.5,粗车各端各部
见圆即可，其余均留精加工余量3mm,88
，0.024工序4精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、,，6035mmmm，0.011
，0.021处分别留磨削余量0.8mm,，8078mmmm，0.002
3
工序5车倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗
车外圆各部，留精加工余量3mm，与工序3相接
，0.05工序6精车倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、,，5485mmmm，0
，0.024处分别留磨削余量0.8mm,，6077mmmm，0.011
，0.024，0.021工序7磨用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样,60mm,80mm，0.011，0.002
要求尺寸
，0.05工序8磨倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求,，5485mmmm，0
尺寸
工序9划线划两键槽线
，0工序10铣铣键槽两处,18mm,0.043
工序11检验按图样检查各部尺寸精度
油封入库工序12入库
）工艺路线方案二（2
工序1下料棒料,，90400mmmm
工序2车夹左端，车右端面，见平即可。
钻中心孔B2.5,粗车各端各部
见圆即可，其余均留精加工余量3mm,88
工序3车倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗
车外圆各部，留精加工余量3mm，与工序3相接
，0.024工序4精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、,，6035mmmm，0.011
，0.021处分别留磨削余量0.8mm,，8078mmmm，0.002
，0.05工序5精车倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、,，5485mmmm，0
，0.024处分别留磨削余量0.8mm,，6077mmmm，0.011
，0.024，0.021工序6磨用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样,60mm,80mm，0.011，0.002
要求尺寸
，0.05工序7磨倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求,，5485mmmm，0
尺寸
工序8划线划两键槽线
，0工序9铣铣键槽两处,18mm,0.043
工序10热处理调质处理28~32HRC
工序11检验按图样检查各部尺寸精度
工序12入库油封入库
4
（3）工艺方案的比例与分析
上述两个工艺方案的特点在于:
方案一是先热处理，调质处理，然后再加工输出轴的各部的尺寸。
方案二则相反，先是加工轴的各部尺寸，然后热处理。
两种方案比较可以看出，方案一先热处理可以使加工精度更精确，减少了加工误差，不受热处理影响尺寸，方案二选择先加工，后热处理，零件加工后受到热处理影响，使零件尺寸产生变形，故而先加工后热处理这种方案不合理，然而对于方案一与方案二比较，方案一得工序4和工序5与方案二的刚好相反，方案一得先精车一头后车另一头，更不合理，方案二的工序5和工序6这样的顺序更加合理，因为先车后精车相对于垂直度误差之类的更小，而方案一，加工导致形位误差更加严重。
因此综上所述，最后的加工路线如下:
工序1下料棒料,，90400mmmm
工序2热处理调质处理28~32HRC
工序3车夹左端，车右端面，见平即可。
钻中心孔B2.5,粗车各端各部
见圆即可，其余均留精加工余量3mm,88
工序4车倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗
车外圆各部，留精加工余量3mm，与工序3相接
，0.024工序5精车夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、,，6035mmmm，0.011
，0.021处分别留磨削余量0.8mm,，8078mmmm，0.002
，0.05工序6精车倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、,，5485mmmm，0
，0.024处分别留磨削余量0.8mm,，6077mmmm，0.011
，0.024，0.021工序7磨用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样,60mm,80mm，0.011，0.002
要求尺寸
，0.05工序8磨倒头，用两顶尖装夹工件，磨削至图样要求,，5485mmmm，0
尺寸
工序9划线划两键槽线
，0工序10铣铣键槽两处,18mm,0.043
工序11检验按图样检查各部尺寸精度
工序12入库油封入库
以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡”。
4.机械加工余量及工序尺寸的确定
“输出轴”零件材料为45钢，硬度为28-32HRC，生产类型为单件小批量生产，采用锻件。
根据原始数据及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸如下:
1.外圆表面（）,88
考虑加工长度为400mm，由于原来的非加工表面的直径为90，且表,88面为自由尺寸公差，表面粗糙度为12.5，只要求粗加工，此时直径余量2Z=2mm
5
已能满足加工要求。
2.两外圆加工表面,70
由于上述的外圆表面已加工成，故而先把其经过粗加工加工成，,88,73留了3mm精加工余量，然后经过经过精加工达到加工要求。
确定如下工序尺寸及余量为:
粗车:
mm,90
粗车:
mm2Z=2mm,88
粗车:
mm2Z=15mm,73
精加工:
mm2Z=3mm,70
，0.024，0.021，0.053.两个mm、一个mm、一个mm加工表面,60,80,54.40，0.011，0.002
由于上述的外圆表面均要经过磨削，使其表面粗糙度达到1.6，才能满足要求，故而确定如下工序尺寸及余量:
，0.024
（1）两个mm加工表面,60，0.011
粗车:
mm,90
粗车:
mm2Z=2mm,88
mm2Z=15mm粗车:
73
粗车:
mm2Z=10mm,63
精加工:
mm2Z=2.2mm,60.8
mm2Z=0.8mm磨削:
60
，0.021
（2）一个mm加工表面,80，0.002
粗车:
mm,90
粗车:
mm2Z=2mm,88
粗车:
mm2Z=5mm,83
精加工:
mm2Z=2.2mm,80.8
磨削:
mm2Z=0.8mm,80
，0.05（3）一个mm加工表面,54.40
粗车:
mm,90
粗车:
mm2Z=2mm,88
粗车:
mm2Z=15mm,73
粗车:
mm2Z=10mm,63
粗车:
mm2Z==5.6mm,57.4
精加工:
mm2Z=2.2mm,55.2
磨削:
mm2Z=0.8mm,54.4
5（确定切削用量及基本工时
工序1:
下料，棒料,，90400mmmm
工序2:
热处理，调制处理使工件硬度达到28~32HRC，查看相关热处理手册，
调质处理应该是淬火+高温回火，钢件的淬火温度应该A3+（30~50）?
，
1加热时间，保温时间应该比加热时间长左右。
,,,，，,KD0.590290min5
工件的高温回火温度加热温度通常为560~600?
，回火时间一般定在
6
一个小时左右。
就能使工件硬度达到28~32HRC。
工序3:
夹左端，车右端面，见平即可。
钻中心孔B2.5,粗车各端各部见圆,88即可，其余均留精加工余量3mm。
1）车右端面，已知棒料长度400mm，直径为90.mm，车削端面见平即可，由于表面粗糙度要求为12.5，故为粗加工即可，由于最大加工余量
。
可以一次性加工，加工长度设置在380mm。
,,90882mmZmax
2）进给量f根据《切削用量简明手册》，表1.4，当刀杆尺寸为
以及工件直径为60mm时，f=0.5~0.7mm/r,按1625,3mmmmmm，,ap
车床C620车床说明书取f=0.5mm/r,
3）计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为
Cvm,（）vkcvminxymvvfaTp
,,,242,0.15,0.35,0.2m其中:
。
修正系数见《切削手册》yCxkvvvv
表1.28，即。
,,,,1.44,0.8,1.04,0.81,0.97kkkkkMvsvkvkrvBv
所以
242,，，，，，,m1.440.81.040.810.97128（/min）v0.20.350.15c
600.51
10001000128，vcr,,,4）确定机床主轴转速452.9（/min）ns,3.1490，dw
按《工艺手册》表4.2-8，与452.9r/min相近的机床转速为460r/min.所以实际切削速度v=130m/min.
5）切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1。
l，，，382lll123,,，,23.32（min）tmf4600.5，nw
6）粗车外圆，,留3mm精加工余量，最大加,80lmm,，，,672035122
工余量。
由于粗糙度要求为12.5，故可一次性加,,,,888035mmZmax
工，同理单边余量Z=2.5mm，进给量f=0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp
计算得到
242,，，，，，,m1.440.81.040.810.97100.5（/min）v0.20.150.35c
6050.5
7
10001000100.5，vc计算主轴转速r,,,363.7（/min）ns,3.1488，dw
按机床选取n=380r/min所以实际切削速度v=105（m/min）
1222，切削工时计算得到t,,0.65（min）3800.5，
外圆，，留3mm精加工余量，最大加工7）粗车,70lmm,，,203555余量，单向切削深度Z=5mm，进给量f=,,,,8370310mmZmax
0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp
计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97100.5（/min）v0.20.150.35c
6050.5
10001000100.5，vcr,,,确定主轴转速385.6（/min）ns,,，83dw
按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v=115.5（m/min）
552，切削工时计算得到t,,0.28（min）4600.5，
8）粗车外圆，，留3mm精加工余量，最大加工余量,60lmm,35
，单向切削深度Z=5mm，进给量f=0.5mm/r。
,,,7360310mmZmax
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp
计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97100.5（/min）v0.20.150.35c
6050.5
10001000100.5，vcr,,,438.4（/min）确定主轴转速ns,,，73dw
按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v=105.4（m/min）
352，切削工时计算得到t,,0.16（min）4600.5，
8
工序4倒头装夹工件，车端面保证总长380mm，钻中心孔B2.5，粗车外圆各
部，留精加工余量3mm，与工序3相接1）粗车外圆，，留3mm精加工余量，最,70lmm,，，,777585237
大加工余量，单向切削深度Z=7.5mm，进给,,,,8870315mmZmax
f=0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到。
94.5/minmvc
1000100094.5，vc,,,342（/min）r确定主轴转速ns，88,,dw
按机床选取n=370r/min所以实际切削速度v=102（m/min）
2372，切削工时计算得到t,,1.30（min）3700.5，
2）粗车外圆，，留3mm精加工余量，最大加工,60lmm,，,7785162余量，单向切削深度Z=5mm，进给量f=,,,,7360310mmZmax
0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97100.5（/min）v0.20.150.35c
6050.5
10001000100.5，vcr,,,438.4（/min）确定主轴转速ns,,，73dw
按机床选取n=460r/min所以实际切削速度v=105.4（m/min）
1622，切削工时计算得到t,,0.71（min）4600.5，
3）粗车外圆，，留3mm精加工余量，最大加工余量,54.4lmm,85
，单向切削深度Z=2.8mm，进给量f=,,,,6354.435.6mmZmax
0.5mm/r。
9
Cvm计算切削速度见《切削手册》表1.27,（）所以vkcvminxymvvfaTp计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97110（/min）v0.20.150.35c
602.80.5
10001000110，vcr确定主轴转速,,,556（/min）ns,,，63dw
按机床选取n=600r/min
所以实际切削速度v=118.7（m/min）
852，切削工时计算得到t,,0.29（min）6000.5，
，0.024工序5夹左端，顶右端，精车右端各部，其中、,，6035mmmm，0.011
，0.021处分别留磨削余量0.8mm,，8078mmmm，0.002
1）精车外圆，，留0.8mm磨削余量，最大加工余量,80lmm,67
，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f=,,,,83800.82.2mmZmax
0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97126.6（/min）v0.20.150.35c
601.10.5
10001000126.6，vc,,,485.7（/min）r确定主轴转速ns，83,,dw
按机床选取n=480r/min
所以实际切削速度v=125.1（m/min）
672，切削工时计算得到t,,0.28（min）4800.5，
2）精车外圆，，不留磨削余量，最大加工余量,70lmm,20
，单向切削深度Z=1.5mm，进给量f=0.5mm/r。
,,73703mmZmax
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp
10
计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97120.5（/min）v0.20.150.35c
601.50.5
10001000120.5，vcr确定主轴转速,,,525.7（/min）ns,,，73dw
按机床选取n=600r/min所以实际切削速度v=137.5（m/min）
202，切削工时计算得到t,,0.07（min）6000.5，3）精车外圆，，留0.8mm磨削余量，最大加工余量,60lmm,35
，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f=,,,,63600.82.2mmZmax
0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97126.6（/min）v0.20.150.35c
601.10.5
10001000126.6，vcr,,,确定主轴转速640（/min）ns,,，63dw
按机床选取n=610r/min所以实际切削速度v=120.7（m/min）
352，切削工时计算得到t,,0.12（min）6100.5，
4）精车倒角，倒角C1，转速为68r/min，手动进给。
70
，0.05工序6倒头，一头一顶精车另一端各部，其中、,，5485mmmm，0
，0.024处分别留磨削余量0.8mm,，6077mmmm，0.011
1）精车外圆，，不留磨削余量，最大加工余量,70lmm,75
，单向切削深度Z=9mm，进给量f=0.5mm/r。
,,887018mmZmax
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到
11
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.9792.2（/min）v0.20.150.35c
6090.5
1000100092.2，vc,,,333.7（/min）r确定主轴转速ns，88,,dw
按机床选取n=370r/min
（m/min）所以实际切削速度v=102.2
752，切削工时计算得到t,,0.42（min）3700.5，
2）精车外圆，，留0.8mm磨削余量，最大加工余量,60lmm,77
，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f=,,,,63600.82.2mmZmax
0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97126.6（/min）v0.20.150.35c
601.10.5
10001000126.6，vcr,,,确定主轴转速640（/min）ns,,，63dw
按机床选取n=610r/min所以实际切削速度v=120.7（m/min）
772，切削工时计算得到t,,0.26（min）6100.5，3）精车外圆，，留0.8mm磨削余量，最大加工余量,54.4lmm,85
，单向切削深度Z=1.1mm，进给量f=,,,,57.454.40.82.2mmZmax
0.5mm/r。
Cvm,（）计算切削速度见《切削手册》表1.27所以vkcvminxymvvfaTp计算得到
242。
，，，，，,m1.440.81.040.810.97126.6（/min）v0.20.150.35c
601.10.5
12
10001000126.6，vc确定主轴转速r,,,702.4（/min）ns,,，57.4dw
按机床选取n=760r/min
所以实际切削速度v=137（m/min）
852，切削工时计算得到t,,0.29（min）7600.5，
、、倒角，倒角C1，转速为68r/min，手动进给。
4）精车,70,60,54.4
，0.024，0.021工序7用两顶尖装夹工件，磨削两处，至图样要求尺寸,60mm,80mm，0.011，0.002
，0.0211）磨削，，至图样要求,80mmlmm,78，0.002
选择砂轮，见《工艺手册》第三章中磨料选择各表，结果为
WAKVP46635040127，，
#其含义为:
砂轮磨料为白刚玉，粒
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