机械制造技术课程设计-阶梯轴机械加工工艺规程及铣键槽夹具设计.docx

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1、序言1第1章工艺规程制订211机械加工工艺规程制订212机械加工工艺规程的组成2第2章零件的分析21. 1零件的作用22. 2零件的分析3第3章工艺规程设计33. 1确定毛坯制造形式33. 2基面的选择41. 2.1粗基准的选择原则43. 2.2精基准选择的原则43.3确定各工序的加工余量534pj-1*53.5确定切削用量以及时间定额64-134.1问题的提出134.2定位基准的选择134.3定位误差分析134. 4切削力和夹紧力的计算155. 5夹具设计及操作简要说明15总结16参考文献17机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既

2、可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。阶梯轴的加工工艺规程的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。

3、因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本设计选用阶梯轴来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。第1章工艺规程制订1.1机械加工工艺规程制订1、工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2、制订工艺规程的原则保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。3、制订工艺规程的原始资料4、制订工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛

4、坯的种类、形状、尺寸及精度；拟订工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。1.2机械加工工艺规程的组成工艺过程由若干个按着一定顺序排列的工序组成。工序是工艺过程的基本单元，也是生产组织和计划的基本单元。工序又可细分为若干个安装、工位及工步等。1、工序一个或一组人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的一部分工艺过程。2、安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序3、工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后

5、，工件与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分占据每一位置所完成的那部分工序。4、工步在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序5、走刀在一个工步内当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。第2章零件的分析2.1 零件的作用题目所给的零件是阶梯轴，阶梯轴指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上2.2 零件的分析图2-1阶梯轴零件图阶梯轴共有二组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：1、以外圆为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：左端面、右端

6、面及两端中心孔2、以两端中心孔的一组加工表面这一组加工表面有：除左端面、右端面之外的所有外圆、端面和键槽等。第3章工艺规程设计3.1 确定毛坯制造形式零件材料为45钢，特性为中碳调质结构钢,考虑到中碳调质结构钢的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点，因此应该选用锻件，以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为4000件，已达到成批生产的水平，而且模锻，免除了砂模和制模的设备，以及减少了锻工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的锻件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用模锻,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规

7、程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.2.1 粗基准的选择原则1如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2 .如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3 .如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4 .选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5 .粗基准一般只能使用一次

8、，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及阶梯轴零件图知，选用工件外圆作为定位粗基准。3.2.2精基准选择的原则1用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2 .当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3 .当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4 .为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5 .有多种方案可供选择时应选

9、择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及阶梯轴零件图知，选择两中心孔作为定位精基准。3.3 确定各工序的加工余量锻件重为0.93kg,在1600t热模锻压力机上生产，零件有磨削精加工工序，锻件复杂系数为S?,长度为15Omm时，查出该零件余量是：43mm154mro3.4 图3-1阶梯轴毛坯图3.5 制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工件集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下

10、降。工艺路线方案工序01：下料43x154工序02：调质处理工序03：车右端面；钻中心孔工序04：车左端面；钻中心孔工序05：粗车各外圆（留余量0.5mm）工序06：车2x1退刀槽；半精车20、35、25外圆工序07：磨20、35、25外圆工序08：粗铳、精铳宽8键槽工序09：去毛刺工序10：检验至图纸要求并入库3.6 确定切削用量以及时间定额工序03：车右端面；钻中心孔工步一：车右端面1 .切削用量确定切削深度与由于单边余量为2.Omm,可在1次走刀内切完。确定进给量/根据表14,7=0.11.6mmr按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择/=0.8Imm/r选择车刀磨钝标准

11、及耐用度根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为Imm,可转位车刀耐用度T=30min.确定切削速度U切削速度的修正系数为以尸08,=0.65,从=0.81,心=1.15,&、=七,1.0（均见表128）,=500.80.650.811.15mmin24mminI（X）OV100024/.10z.n=r/min=178rnd/TX43按C620-1机床的转速（表4.2-8）,选择九二185rInin2 .确定粗车右端面的基本时间T.3=-Z,1=-+1+2+373Jh2I23式中d=43mm,i1=0mm,1=2.Omm,2=4mm,/3=0mm,f=0.81mmr,/z-185rmin,i=1

12、d-d_243-02mm=21.5mm21.5+2.0+4+00.81185Imin0.184min工步二：钻中心孔工序04：车左端面；钻中心孔工步一：车左端面1 .切削用量确定切削深度与由于单边余量为2.0mm,可在1次走刀内切完。确定进给量/根据表1.4,f=0.11.6mmr按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择/=0.8Imm/r选择车刀磨钝标准及耐用度根据表19,车刀后刀面最大磨损量取为Imm,可转位车刀耐用度T=30min.确定切削速度U切削速度的修正系数为七二08,院=0.65,从二0.81,加=1.15,心二1o（均见表128）,=500.80.65x0.811

13、.15mmin24mminIOooV1000x24,.z.n=rmnQI78rmnd乃X43按C620-1机床的转速（表4.2-8）,选择=185rInin2 .确定粗车左端面的基本时间T1.Tdd.Tj=了I,1=-F1+23式中d=43mm,-Omm,1=2.0mm,2=4mm,I3=Ommtf-0.81mmr,n=185rmin,Z-I_21.5+2.0+4+0.八io.Tn=Imm0.184mm730.81185工步二：钻中心孔工序05：粗车各外圆（留余量0.5mm）1切削用量确定切削深度。P切削深度为=1.5mm确定进给量/根据表14,f=0.1z1.6mmr按C620T型卧式车床的

14、进给量（表4.2-9）,选择/=0.8Imm/r选择车刀磨钝标准及耐用度根据表19,车刀后刀面最大磨损量取为Imm,可转位车刀耐用度T=30min.确定切削速度U切削速度的修正系数为40.8,ktx=0.65,kk=0.81,kv=1.15,kMv=kkv=1.0（均见表128）,=500.80.650.811.15mmin24mminIOOoV1000x24,.1n1z.n=rmnQ191rmnm140按C620-1机床的转速（表4.2-8）,选择犀二185rmin2 .确定粗车各外圆的基本时间Tj3=而i，1=/+1+2+Z3式中=555mm,1=1.5mm,I2=4mm,/3=0mm,/=0.81mmr,=185rmin,i=1则T=S+15+4+（）XImjnss3.74Omin,30.81185工序06：半精车中20、35、25外圆；车2x1退刀槽工步一：半精车各外圆3 .切削用量确定切削深度.切削深度为=0.4mm确定进给量/根据表14,7=0.11.6mmr按C620T型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择了=0.4Imm/r选择车