青岛滨海学院机械设计制造及其自动化专业《机械制造工艺学》课程设计说明书班级∶姓名∶学号∶2012指导老师∶孙2015 年6月28日目录1零件简介 (2)1.1 零件的作用 (2)1.2 零件分析 (2)2 毛坯的选择 (3)2.1选择毛坯 (3)2.2确定机加工余量毛坯尺寸和公差 (3)2.3确定机械加工余量 (4)2.4确定毛坯尺寸 (4)2.5确定锻件毛坯尺寸公差 (5)2.6设计毛坯 (5)3 定位基准的确定 (7)3.1定位基准分析 (7)3.2确定零件的各表面的加工方法 (7)3.3制定工艺路线 (8)4 加工工艺过程 (9)5工序尺寸的计算，加工余量的确定 (10)5.1车外圆加工余量 (10)5.2 铣削加工余量 (14)6 确定切削用量 (15)6.1粗车工序切削用量的确定 (15)6.2半精加工的切削用量 (19)6.3车螺纹的切削用量 (19)6.4铣扁方和方头的切削用量 (20)7 选择切削液 (22)7.1车削时切削液的选用 (22)7.2铣削时切削液的选用 (22)7.3具体选用 (23)总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录1零件简介1.1 零件的作用挂轮架轴是机床上的一种零件，是用来安装挂轮的。
在车削加工中需要自动进给，就要用到挂轮。
挂轮将主轴的旋转运动传递给进给箱而产生车刀的进给运动。
在车床挂轮轴的工艺规程设计中，依据现有的加工工艺方法，制定科学合理加工工艺规程及选用经济合理的生产加工设备使其具有较合理的先进性和适用性，对于提高该零件产品的生产效率及节约生产成本将会有很好的效果。
并有希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。
1.2 零件分析该零件名称为挂轮架轴；选用的材料为45钢；生产方式为小批生产；技术要求为150035.+和方头处淬火45～50HRC ；未注倒角︒⨯451，退刀槽宽为3mm 。
零件的作用：支撑传动件齿轮和传动力矩。
结构工艺性较好，结构简单，刚性好。
设计基准：M16-7h 、02004025.-.-φ、M16-6h 外圆表面等径向尺寸均以 02004025.-.-φ的中心线C 为设计基准。
50φ外圆俩轴肩互为基准。
2 毛坯的选择2.1选择毛坯该零件材料为45钢。
考虑到车床在车削螺纹中要经常正反转，该零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。
由于零件属于小批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成形。
这从提高生产率、保证加工精度上考虑。
2.2确定机加工余量毛坯尺寸和公差查参考书]1[得，钢制模锻件的工差及机械加工余量按GB/T 12362-2003确定。
要确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量，确定如下各项因素。
1.锻件公差等级 由该零件的公用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。
2.锻件质量f m 根据零件基本尺寸估算为kg .m f 410=。
3.锻件的形状复杂系数S 。
N f m m s =该锻件为圆形，假设最大直径为55mm,,长110mm,则由公式ρπh d m N 24=3/857 cm g .=ρ，kg.107.8511055m 6- N 052242=⨯⨯⨯⨯=π19700522410... m m sN f ===由于0.197介于0.16和0.32之间，故零件的复杂系数S 属于S3级。
4.锻件的材质系数M 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属于M1级。
5.零件的表面粗糙度 由零件25φ的为m .a R μ40其他的轴段加工表面为m .Ra μ61≥。
2.3确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查参考书]1[，由此查得各外径的单边余量为 1.5mm-2.0mm,各轴向尺寸的单面加工余量为1.5mm-2.0mm 。
2.4确定毛坯尺寸分析本零件，除25φmm 的轴段为m Ra μ4.0以外，其余各加工表面为m .Ra μ61≥，因此这些表面的毛坯 只需将零件的尺寸加上所查的余量值即可。
25φ的轴段需加工达到m Ra μ4.0，参考磨削余量确定精车单面余量为0.5mm 。
综上所述确定毛坯尺寸见表2-1。
表2-1 挂轮架轴毛坯尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸h -M 7162 h -M 72050φ2 54φ 02004025.-.-φ3 31φ 18φ 2 22φ13φ2 17φ105 2及1.5 108.5 27 2及1.5 27 5 2及1.5 8.5 35 2及1.5 35 23 2及1.5 23 152及1.5152.5确定锻件毛坯尺寸公差锻件毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数和形状复杂系数从书中 得到。
本零件毛坯尺寸允许偏差见表2-2。
表2-2 挂轮架轴毛坯尺寸允许偏差锻件尺寸偏差锻件尺寸偏差h - M 7160140..-+ 15 0140..-+ 50φ1150..-+ 37 1150..-+ 02004025.-.-φ0140..-+ 5 0140..-+ 18φ 0140..-+ 35 1150..-+ 13φ0140..-+ 23 0140..-+1052160..-+————2.6设计毛坯1.确定圆角半径锻件的外圆角半径查阅毛坯尺寸公差中锻件圆角半径表有关内容可确定。
本锻件各部分的外圆角半径均为52.R =。
2.确定模锻斜度查阅毛坯尺寸公差相关内容可以确定模锻斜度 5=α。
3.确定分模位置由于毛坯是D H <的零件，应采取轴向分模，这样可便于起模，也便于在模锻的过程中发现上下模发生错移。
选择最大直径的对称平面为分模面。
4.确定毛坯的热处理方式钢质零件经过锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，是不均匀化的金相组织通过重新结晶得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。
图2-1 毛坯设计图3 定位基准的确定3.1定位基准分析1.粗基准的选择粗基准的选择重点考虑如何保证各加工表面都能分配到合理的加工余量，保证加工表面与非加工表面的位置尺寸精度，还要同时为后续工序提供可靠的精基准，在加工端面时以毛坯的外圆表面为基准，用三抓卡盘加紧工件，进行端面的加工。
2.精基准的选择精基准选择重点考虑，是减少工件的定位误差，保证加工精度和加工表面之间的位置精度，同时要考虑装夹的方便、可靠、准确，因为轴为回转体，可选中心孔和另一端加工表面作为精基准，这样可能做到基准统一，以及基准重合，进而减小了基准不重合误差。
M16-7h 、02.004.025--φ、M16-6h 外圆表面等径向尺寸均以02.004.025--φ 的中心线C为设计基准。
50φ外圆俩轴肩互为基准。
3.2确定零件的各表面的加工方法1.加工螺纹M16-7h 的轴段要求表面粗糙度Ra ≤1.6um ，则选用粗车—半精车—车螺纹2. 50φ轴肩A 、B 加工方案粗车—半精车—磨削；50φ及其余表面加工方案为：加工50φ的外圆表面选择粗车—半精车 3.加工02004025.-.-φ 外圆表面粗糙度Ra ≤0.4，选择粗车—精车—精磨 4.加工18φ的外圆加工表面粗糙度没有要求，则选择粗车—半精车 5.加工螺纹M16-7h 的轴段表面粗糙度Ra ≤1.6，应选择粗车—精车—车螺纹 6.加工方头先加工13φ外圆采用粗车—半精车的方式，再进行铣削的加工方式3.3制定工艺路线1.车端面2.粗加工阶段车M16-7h 、50φ、 02004025.-.-φ、 18φ 、M16-6h 、13φ的外圆表面3.半精加工阶段精车 M16-7h 、50φ、 02004025.-.-φ、 18φ 、M16-6h 、13φ的外圆表面，切退刀槽、倒角4.车M16-7h 、M16-6h 轴段的螺纹5.在13φ轴段铣偏方和方头6.精加工阶段：磨削 50φ、 02004025.-.-φ 的外圆表面7.去毛刺 8.终检4 加工工艺过程表4-1 加工工序及内容工序号工序名称工序内容机床基准1 锻造模锻2 热处理正火3 车粗车右端面及外圆C620-1 左端面及未加工外圆表面4 车粗车左端面，保证总长及外圆CA6140 右端面5 热处理调制6 车半精车（右）外圆面，切槽，倒角CKA6136已经加工表面7 车半精车（左）外圆面，切槽，倒角CKA61368 车车（右）螺纹CKA61369 车车（左）螺纹CKA613610 铣铣扁方XD40 轴线11 铣铣方头XD40 轴线12 热处理表面淬硬13 磨磨削020425.-.-φ靠磨50φ轴肩B及方头MMB131225φ的轴线和50φ的两轴肩14 检验15 入库5工序尺寸的计算，加工余量的确定5.1车外圆加工余量圆柱面多次加工的工序尺寸与加工余量有关。
前面已经确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分给各工序加工余量，然后由后向前计算工序尺寸。
中间工序尺寸公差按加工方法的经济精度确定。
表5-1 轴的径向尺寸M16-7h 的工序尺寸工序名称工序余量/mm初定工序基本工序尺寸以入体单向公差标注调整后的工序尺寸 经济精度粗糙度Ra/mm工序尺寸粗糙度Ra/mm车螺纹 ——）（0018.07-h0.8————0018016.-φ0.8半精车 1.5）（0043.09-h 3.2 160043016.-φ0043016.-φ3.2粗车 2.5 ）（018.01-2h12.517.5=1.5+160105178.-.φ 0105178.-.φ12.5毛坯 4 —— —— 20=2.5+17.5——1020..4-+φ——表5-2 轴的径向尺寸50φ的工序尺寸工序名称工序余量/mm初定工序基本工序尺寸以入体单向公差标注调整后的工序尺寸经济精度粗糙度Ra/mm工序尺寸 粗糙度Ra/mm半精车1.5）（0043.09-h3.2 --0043050.-φ0043050.-φ3.2 粗车 2.5）（018.01-2h12.5.55 1.5510=+0105.518.-φ 0105.518.-φ12.5 毛坯 4 —— ——54=2.5+ 51.5——11054..5-+φ——表5-3 轴的径向尺寸02004025.-.-φ的工序尺寸 工序名称工序余量/mm初定工序 基本工序尺寸以入体单向公差标注 调整后的工序尺寸经济精度粗糙度Ra/mm 工序尺寸粗糙度Ra/mm 磨削 1）（002.07-h0.4—— ——02004025.-.-φ0.4半精车 2）（0052.09-h3.225+1=26 0052026.-φ 0052026.-φ3.2粗车 3）（021.01-2h12.526+2=28 020281.-φ 020281.-φ12.5毛坯 6 —— —— 28+3=31——01031..4-+φ——5-4 轴的径向尺寸18φ的工序尺寸工序名称工序余量/mm初定工序基本工序尺寸以入体单向公差标注调整后的工序尺寸经济精度粗糙度Ra/mm工序尺寸粗糙度Ra/m m半精车1.5）（0043.09-h3.2 180043018.-φ 0043018.-φ3.2粗车 2.5）（018.01-2h12.519.51.518=+0105198.-.φ 0105198.-.φ12.5毛坯 4 —— ——22=2.5+ 19.5——1022..4-+φ——表5-5 轴的径向尺寸M16-6h 的工序尺寸表5-6 轴的径向尺寸13φ的工序 尺寸工序名称 工序余量/mm初定工序基本工序尺寸以入体单向公差标注调整后的工序尺寸 经济精度粗糙度Ra/mm工序尺寸粗糙度Ra/mm车螺纹 —— ）（0018.07-h0.8————0018016.-φ0.8半精车 1.5 ）（0043.09-h3.2 160043016.-φ0043016.-φ3.2粗车 2.5 ）（018.01-2h 12.517.5=1.5+160105178.-.φ0105178.-.φ12.5毛坯4 ————20=2.5+17.5—— 01020..4-+φ——工序名称 工序余量/mm初定工序基本工序尺寸以入体单向公差标注调整后的工序尺寸经济精度粗糙度Ra/m m工序尺寸粗糙度Ra/mm半精车 1.5）（0043.09-h3.213043013.-φ0043013.-φ3.2粗车 2.5）（018.01-2h12.514.51.513=+105148.-.φ0105148.-.φ12.5毛坯4 —— —— 17=2.5+ 14.5——01017..4-+φ ——5.2 铣削加工余量图5-1 铣削方头及扁方加工余量尺寸链2.扁方中H 的计算：00.027-00.043-1918A ==2/ 00.055-00.11-281A ==2/6所以 0.0550.027-01A H +==方头中h 的计算：00.021-00.043-1613A ==2/ 00.055-00.11-2510A ==2/所以 0.0550.027-0 1.5A h +==6 确定切削用量6.1粗车工序切削用量的确定已知加工材料是45钢，Mp a b 670=σ，锻件，有外皮；机床为C620-1型卧式车床，工件在三爪自定心卡盘中。