机械制造工艺与机床夹具课程设计说明书设计题目：设计“芯轴”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（生产纲领：5000件）班级：设计者：指导教师：评定成绩：设计日期2011年6月至10日目录设计任务书 (3)课程设计说明书正文 (6)序言 (6)一、零件的分析 (6)二、工艺规程设计 (6)（一）确定毛坯的制造形式 (6)（二）基面的选择 (6)（三）制定工艺路线 (7)（四）机械加工余量和工序尺寸以及毛坯尺寸的确定 (9)（五）确定切削用量及基本工时 (9)三、专用夹具设计 (17)（一）设计主旨 (17)（二）夹具设计 (17)四、课程设计的心得体会 (18)参考文献 (21)机械制造工艺与机床夹具课程设计任务书设计题目“芯轴”零件的机械加工工艺规程的编制及工序专用夹具的设计（生产纲领5000件）设计目的1．培养综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料与热处理，机械设计，互换性与测量技术，金属切削加工及装备等）的理论知识，结合金工实习，生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决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，初步具备设计中等、简单零件的工艺规程的能力。
2．能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。
3．使学生熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料，指导学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方法和步骤。
4．进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。
5．培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯。
6．培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进行毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。
设计内容1．产品零件图1张。
2．产品毛坯图1张。
3．机械加工工艺过程卡片1套。
4．机械加工工序卡片1套。
5．课程设计说明书1份。
设计要求1．要在教师的指导下，两人一组各自独立地进行设计并按时完成设计任务。
2．要耐心细致、科学分析、周密思考，按照实际加工的工艺过程进行相关理论计算，保证零件加工质量。
3．设计中要认真仔细，一丝不苟。
制图要符合国家标准，编写设计说明书的内容要正确，数据要准确，文字叙述要通顺，并附必要的算式和图表，字数5000~8000字。
4．对于自己的设计方案，数据选择和计算结果必须高度负责，注意理论与实践相结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产中是可行的。
编写说明书格式1．目录2．设计任务书3．前言4．对零件的工艺分析（零件的作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求分析等）。
5．工艺设计1）确定生产类型（年产量均为5000件）。
2）毛坯选择3）基面选择（粗、精基准的选择）。
4）制订工艺路线（各表面加工方法的确定、工序安排、加工设备与工艺装备的选择，不同方案的分析比较等）。
5）加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。
6．设计体会。
7．参考文献。
设计步骤及方法按照《机械加工技术》教材内容要求进行。
时间一周课程设计说明书正文序言机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节。
它是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，因此它是我们大学生全面综合运用本课程及其有类选修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。
该课程设计对于培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和到工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，对自己未来从事的工作进行一次适应性训练后，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力等，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
由于能力所限，该课程设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是芯轴。
芯轴是回转类零件，主要用于和别的零件进行装配。
所以芯轴要有一定的配合精度以及表面接触强度，还有要有足够的刚度和耐磨性，以满足使用要求。
（二）零件的工艺分析该零件是轴类零件，形状不太复杂，尺寸精度要求比较高。
零件的主要技术要求分析如下：(1)Φ35的外圆和Φ53的凹槽,都有很高的尺寸精度要求,主要是为了和其装配件很好的装配。
(2)在Φ77的外圆切了一个槽,槽的两面和Φ77的端面有一定的角度要求。
(3)在Φ77的端面上打了5个M8的螺纹孔,要注意他们的相互位置。
二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件的材料为45钢.考虑到芯轴在工作过程中会受到一定的载荷,因此选择锻件,以使金属纤维不被切断,保证零件工作可靠.由于零件年产量为5000件,已达到大批生产的水平.而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用模锻成型,这对于提高生产率,保证加工质量也是有利的。
(二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，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。
1.粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为基准是完全合理的。
按照有关粗基准的选择原则（即当零件又不加工表面时，应以这些不加工的表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现在应为都要加工就要结合加工工艺来确定粗基准，现取Φ77的外圆作为粗基准，利用三爪卡盘装夹。
利用不完全定位来加工工件。
2.精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
(三)工艺路线的制定制定工艺路线的相互发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度要求等技术能得到合理的保证.在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以采用万能机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率.除此以外,还应考虑经济效益,以便降低生产成本。
1.工艺路线方案一:工序1: 车端面,打中心孔, 车Φ77的外圆表面，倒角。
工序2: 调头车另一端面,打中心孔, 车Φ35+0.0160和Φ40的外圆，倒角。
工序3: 修研两端中心孔。
工序4: 半精车Φ35+0.0160的外圆表面并切槽。
工序5: 铣Φ53+0.0740的凹槽。
工序6：钻M8螺纹的底孔,倒角，攻螺纹工序7: 铣90度的槽。
工序8: 磨35+0.0160的外圆表面。
工序9：终检。
工序10：入库。
2.工艺路线方案二：工序1：铣端面，打中心孔。
工序2：掉头铣另一端面，打中心孔。
工序3：车Φ35+0.0160和Φ40的外圆，掉头车Φ77的外圆。
工序4: 半精车Φ35+0.0160的外圆表面并切槽。
工序5：钻M8螺纹的底孔，倒角，攻丝。
工序6: 铣Φ53+0.0740的凹槽。
工序7：铣90度的槽。
工序8: 磨35+0.0160的外圆表面。
工序9：终检。
工序10：入库.3.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是在车床上用三爪卡盘装夹，车一端面在打中细孔，然后用顶尖顶住来车外圆再掉头加工另一端，以此为基准来完成后面的工序。
方案二则与之不同，是先铣削好两个端面，打中心孔，以此为基准来加工余下的工序。
经比较可见，先加工好一端面和它所在端的外圆，以此为基准来加工后面的工序，这时的位置和尺寸精度较易保证，并且定位也较方便。
在加工螺纹和铣凹槽的时候，方案一中的工序6、7、8，虽然只是在加工的先后顺序不同，这样的话可能会造成钻孔时的让刀。
故决定将方案二中的工序5、6、7移入方案一。
具体工艺过程如下：工序1: 车端面,打中心孔,车Φ77的外圆表面，倒角。
工序2: 调头车另一端面,打中心孔,车Φ35+0.0160和Φ40的外圆，倒角。
工序3: 修研两端中心孔。
工序4: 半精车Φ35+0.0160的外圆表面并切槽。
工序5：钻M8螺纹的底孔，倒角，攻丝。
工序6：铣Φ53+0.0740的凹槽。
工序7：铣90度的槽。
工序8: 磨35+0.0160的外圆表面。
工序9：终检。
工序10：入库以上方案大致看来还是合理的。
但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能的加工手段之后，发现仍有问题，主要表现在螺纹加工以后加工90°的槽的时候零件定位困难，且夹具设计麻烦价格高。
如果先加工90°的槽的话不但夹具设计简单而且加工成本较低。
还有在铣Φ53的凹槽是铣刀直径太大，买的话价格较高。
故先铣一个较小的槽后在用车刀车到相应的尺寸。
因此，最后的加工路线确定如下：工序1: 车端面, 打中心孔,车Φ77的外圆表面，倒角。
工序2: 调头车另一端面, 打中心孔,车Φ35+0.0160和Φ40的外圆，倒角。
工序3: 修研两端中心孔。
工序4: 半精车Φ35+0.0160的外圆表面并切槽。
工序5：铣90度的槽。
工序6：钻M8螺纹的底孔，倒角，攻M8的螺纹。
工序7：铣Φ30的槽。
工序8: 车Φ53+0.0740的凹槽。
工序9: 磨Φ35+0.0160的外圆表面。
工序10：终检。
工序11：入库。
以上工艺过程详见附表机械加工工艺过程卡片和附表机械加工工序卡片。
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“芯轴”零件材料为45钢，生产类型为大批生产，可采用在锻锤上合模模锻毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（Φ35、Φ40和Φ77）查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.2-14，其中锻件重量为4kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（直径方向）＞180～315mm，其余量值规定为1.7～2.2mm，现取2.0mm。
2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差查《工艺手册》表2.2-25，其中锻件重量为4kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（直径方向）＞120～180mm，故长度方向偏差为（+1.2；-0.6）mm. 长度方向的余量查《工艺手册》表2.2-25，其余量值规定为1.7～2.2mm,现取2.0mm。
3.M8螺纹孔参照《工艺手册》表2.3-20确定M8螺纹的底孔直径为Φ7。
（五）确定切削用量及基本工时工序1：车端面, 打中心孔,车Φ77的外圆表面，倒角。
本工序采用计算法确定切削用量。
1.加工条件工件材料：45钢，正火，模锻。
加工要求：粗车Φ77端面及Φ77的外圆，Φ77的端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5。
机床：CA6140卧式车床。
刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90°,γo=15°,αo=8°,rε=0.5mm2.切削用量计算(1)车Φ77端面。