课程设计说明书设计题目: 制定轴套零件的机械加工工艺规程及设计夹具设计者学号指导教师物理与机电工程学院年月日《机械制造技术基础》课程设计指导书（机械设计制造及自动化专业）物机学院机电系2012年6月目录1.零件分析 (4)1.1零件的作用 (4)1.2零件的工艺分析 (4)1.3确定零件的生产类型 (4)2.确定毛坯类型绘制毛坯简图 (5)2.1选择毛坯 (5)2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (5)2.3绘制轴套锻造的毛胚图 (6)3.工艺规程设计 (6)3.1定位基准的选择 (6)3.2拟定工艺路线 (7)3.3加工设备及工艺装备的选用 (10)3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定 (11)3.5切削用量的计算 (12)3.6时间定额的计算 (15)4.专用钻床夹具设计 (17)4.1夹具设计任务 (17)4.2拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图 (18)4.3绘制夹具装配总图 (19)4.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 (19)4.5夹具专用零件图设计绘制 (21)5.实训小结 (23)6.参考文献 (23)7.导师评语 (24)零件参考图如图所示轴套零件，试制定该零件的机械加工工艺规程及设计加工锁销孔12H9的钻床夹具。

§1 零件分析§1.1零件的作用轴套是一种常用零件，设备在运动部件中，因为长期的磨擦而造成零件的磨损，当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套，这样可以减少轴和座的磨损，当轴套或衬套磨损到一定程度进行更换，这样可以节约因更换轴或座的成本。

轴套用在不同的场合会有不同的用途,可以轴向定位,可以减磨减振。

§1.2零件的工艺分析由零件图1可知，其材料为45钢。

该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力的工作条件。

该轴套结构简单，属于典型的轴类零件。

为实现轴向定位，其轴套孔与轴没有配合要求，因此加工精度不高。

轴套孔40Φ在工作中需要承受冲击载荷，为增强去耐磨性该表面要求高频淬火处理，硬度为48~58HRC ；为保证轴套两端面在钻孔时受力均匀，要求A 基准与B 基准的平行度要求为0.05mm 。

为了保证轴套在轴上有准确的定位，采用锁销定位。

锁销孔的尺寸为912H Φ,且锁销孔的中心线与A 基准的垂直度为0.05mm 。

该零件的主要工作表面为轴套的两端面、轴套孔021.0040+Φm m （H7）和锁销孔912H Φmm ，在设计工艺规程时应重点予以保证。

§1.3 确定生产类型年产量为5000件/年，备品率α和废品率β分别为3%和0.5%，故零件年产量 N=5000×1×（1+3%）×（1+0.5%）=5175.75件/年轴套质量为1.6kg ，查《机械制造技术基础课程设计》表2.2的“机械加工零件生产分类”知，轴套属轻型零件。

查表2.3知，该轴套的生产类型为大批生产。

§2 确定毛坯类型绘制毛坯简图§2.1 选择毛坯由于该轴套在工作过程中要承受冲击载荷，为增强轴套的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。

该轴套轮廓尺寸不大，且生产类型属于大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜用模锻方法制造毛坯。

毛坯材料为45钢，起模斜度为5º。

§2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1. 锻件的公差等级由轴套的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。

2. 锻件质量轴套质量为1.6 kg，初步估计机械加工前锻件毛坯质量为：体积×密度=2 kg 。

3. 锻件形状复杂系数对轴套零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，即l=80 mm，b=70 mm，h=70mm；该轴套锻件的形状复杂系数为S = mt /mN=2/（lbhp）= 2 kg/(80mm×70mm×70mm×7.8×106 kg/mm3)≈ 0.7由于0.7介于0.32和0.63之间，故该轴套的形状复杂系数属1S级。

4.锻件材质系数由于采用45钢，含碳量质量分数小于0.65%的碳素钢，故材质系数属M1级。

5. 锻件分模线形状根据该轴套件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。

6. 零件表面粗糙度该轴套零件各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6 um。

根据上述诸因素，确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，见表2-1。

表2-1 轴套机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差§2.3 绘制轴套零件锻造毛坯简图§3 工艺规程设计§3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。

1、精基准的选择轴套孔025.040+Φmm的轴线时轴套两端面和锁销孔015.012+Φmm的设计基准，轴套左端面是轴套轴向方向的设计基准。

选用轴套孔025.040+Φmm的轴线和轴套左端面作为精基准定位加工锁销孔锁销孔015.012+Φmm，设计基准和工艺基准的重合，保证表面加工零件尺寸机械加工余量毛坯公差毛坯尺寸轴套左右两端面80 1.7-2.2(两端面分别取1.7和2.2)7.15.0-2.2+7.15.0-9.83+轴套孔40Φ 1.7-2.2（取2）2.16.0-18+2.16.0-36+Φ轴套外圆70Φ 1.7-2.2（取2）5.15.0-0.2+5.15.0-74+Φ轴套锁销孔022.012+Φ 2.0 0.14.0-4.1+8±1.0了被加工表面的垂直度和平行度要求。

2、粗基准的选择选择轴套的外圆70Φmm 和轴套的右端面作为粗基准。

采用70Φmm 外圆面定位加工孔可保证孔的壁厚均匀；采用轴套右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。

§3.2 拟订工艺路线1、表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定轴套零件个表面的加工方法，如表3-1。

表3-1 轴套零件各表面加工方案2、现在进行加工阶段的划分：将加工阶段分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。

在粗加工阶段，首先将精基准（轴套孔025.0040+Φmm 的轴线和轴套左端面）准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工。

第一阶段：将轴上下两端固定，粗车轴套的右端面、轴套的外圆。

接着半精车这四个端面。

第二阶段：用夹具固定轴套的外圆，找出外圆的轴心线，进行大头扩孔。

此过程分为粗扩、精扩并对其倒角。

第三阶段：以轴套孔轴线为基准，由已知尺寸（025.0040+Φmm ）找出键槽的所在，并对其孔进行粗扩、精扩，并对其进行倒角。

第四阶段：用已经设计好的夹具和025.0040+Φmm 配合，对轴套锁销孔015.0012+Φmm 进行孔钻—粗铰—精铰。

3.工序的集中与分散选用工序集中原则安排轴套的加工工序。

该轴套的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

4.工序顺序的安排 （1）机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——轴套孔025.0040+Φmm 的轴线和轴套左端面；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——轴套左端面和轴套孔40Φmm ，后加工键槽表面；遵循“先面后孔”原则，先加工轴套外圆、轴套两端面，再加工轴套孔40Φmm 、钻12Φmm 。

由此初拟轴套机械加工工序安排，见表3-2。

表3-2 轴套机械加工工序安排（初拟）（2）热处理工序模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为241到285HBS，并进行酸洗、喷环处理。

喷环可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。

在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨行和在工作中承受冲击载荷的能力。

在表3-2的50和60之间增加热处理工序，即轴套孔40Φ进行热处理。

（3）辅助工序粗加工轴套和热处理后，应安排校直工序；半精加工后，去毛刺和中间检验工序。

综上所述，该轴套工序的安排顺序为：基准加工—主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工—主要表面半精加工—热处理。

5. 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定轴套的机械加工工艺路线，见表3-3。

表3-3 轴套机械加工工艺路线（修改后）§3.3加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。

§3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定1.工序10——粗车轴套左右两端面和工序20半精车轴套左端面现在计算轴套大头上下两面的工序尺寸：求解工序尺寸2L ：查表2.64平面加工余量，得半精车余量3Z =1mm ，由（c ）图知：L 3=L = 80 mm 。

从（b ）知，323L L Z -=,则332Z L L +==(80+1)mm=81mm 。

由于工序尺寸2L 是在粗车加工中保证的，查表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙度知，粗车工序的经济加工精度等级可达到右端面的最终加工要求IT9，因此确定该工序尺寸公差为IT9，其公差值为0.087mm ，故2L =81±0.0435mm 。

求解工序尺寸1L ：由于右端面的加工余量是经粗车一次切除的，故2Z 应等于右端面的毛坯余量，即7.12=Z mm 。

有图（b ）知，212L L Z -=,则5.827.181221=+=+=Z L L mm 由表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定该粗车工序的经济加工精度等级为IT11，其公差值为0.19mm ，故1L =83±0.095mm 。

故L 2=L 3+ Z 3= 22.5 + 0.5 = 23 mm ，由于L 2是在粗车中保证的，确定工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.21 mm ，为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。

余量3Z 的校核：在图（b ）所示尺寸链中，3Z 是封闭环，由竖式法计算可知：0435.1~9565.010435.00435.0-3==+Z mm 。

取3Z =1mm 。

由3Z 是封闭环，用竖式法：环名称基本尺寸上偏差下偏差2L （增环） 81 +0.0435 -0.0435余量2Z 校核：在图（a ）所示的尺寸链中，2Z 是封闭环，由竖式法计算可知：mm 8385.1~5615.1mm 7.11385.01385.02==+-Z由2Z 式封闭环，用竖式法：余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。