专业课程设计说明书设计题目输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计设计者何剑峰指导教师方淳台州学院机电与建筑工程学院2009年9月20日专业课程设计任务书题目: 输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计原始图纸（见附页）生产类型：中批量生产设计内容：1、零件图1张2、毛坯图1张3、机械加工工艺过程卡1份4、机械加工工序卡1份5、夹具装配图1套6、夹具零件图若干7、课程设计说明书1份班级06机械自动化2班姓名何剑峰学号0610210222指导教师方淳目录前言一、零件的分析1.1零件的作用1.2零件的工艺分析二、工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式2.2基准的选择2.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.5确定孔的切削用量及基本工时三、专用夹具的设计3.1问题的提出3.2夹具设计四、总结五、主要参考文献前言机械制造工艺学课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。
这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。
就我个人而言，希望通过这次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下一个良好的基础。
一、零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件车床输出轴，其主要作用，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。
1.2零件的工艺分析从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到200HBW，保持均匀。
通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
二、工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式根据零件的材料，但从经济方面着想，锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。
本零件生产批量为中批量，所以选择锻件中的模锻。
2.2基准选择本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”的原则。
具体而言，即选48φ孔及一端面作为精基准。
由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。
2.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。
由于生产类型为大批量生产，故采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并尽量使工序集中来提高生产效率。
除此之外，还应降低生产成本。
工艺路线方案；铸造，退火工序：1、粗车φ176外圆柱面及端面2、粗车、半精车、精车φ55、φ60、φ65、φ75的外圆柱面，倒角3、扩、钻孔10*φ204、粗车右端面至30，倒角5、钻右端面中心孔6、粗镗内孔φ50、φ80、φ104；半精镗内孔φ807、铣键槽8、钻斜孔2*φ89、去毛刺10、检验2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。
前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。
中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。
本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：表1外圆柱面φ176 轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度R a/μm粗车 3 IT10 6.3 176 Φ17603.0-毛坯±3 179 Φ179±3表2外圆柱面φ55轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序 工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm 经济精度/mm表面粗糙度R a /μm精车 1.0 IT6 1.655 Φ550019.0- 半精车 1.5IT10 3.256 φ560120.0- 粗车 2.5 IT126.357.5 φ57.503.0-毛坯±260260±φ表3φ60轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序 尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度R a /μm精车 1.0 IT6 0.8 60 0019.060-φ半精车 1.5IT10 3.2 61 0120.061-φ粗车 2.5 IT12 6.3 62.5 030.05.62-φ毛坯±265265±φ表4φ65轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度R a /μm精车 1.0 IT6 1.6 65 0019.065-φ 半精车 1.5IT10 3.2 66 0120.066-φ粗车 2.5 IT12 6.3 67.5 030.05.67-φ毛坯±270270±φ表5φ75轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度R a /μm精车 1.0 IT6 0.8 75 0019.075-φ 半精车 1.5IT10 3.2 76 0120.076-φ粗车 2.5 IT12 6.3 77.5 030.05.77-φ毛坯±280280±φ表6φ104内孔加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序 工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度R a /μm粗镗 2IT10 6.3 104 140.00104+φ毛坯±21002100±φ表7φ80内孔加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序 工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度R a /μm半精镗 1.5IT7 3.2 80 030.0080+φ 粗镗 2.5 IT10 6.3 78.5 12.005.78+φ毛坯±276276±φ表8φ50内孔加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序 尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度R a /μm粗镗 2 IT10 6.3 50 12.0050+φ毛坯±248248±φ2.5确定φ12孔的切削用量及基本工时 粗车外圆至φ57.5 切削深度：单边余量a p=1.25进给量：根据《切削手册》表1.4，选用f=0.65 计算切削速度：见《切削手册》表1.27V c=C v*K v/(T m*a pxv*f yv)=242*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97/(602.0*1.2515.0*0.6535.0) =108.6（m/min ）确定主轴转速：n s=1000v c/(πdw)=1000*108.6/(π60)=576(r/min) 按机床选取n=600r/min 。
所以实际切削速度V=πdn/1000=π*60*600/1000=113(m/min) 检验机床功率：主切削力Fc按《切削手册》表1.29所示公式计算Fc=c Fc a p^xFcfyFc v cnFckFc所以Fc=2795*1.25*0.6575.0*11315.0 *0.94*0.89=1016.1（N）切削时消耗功率Pc为Pc=Fc*Vc/60000=1016.1*113/60000=2.25（kW）由《切削手册》表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8kW，当主轴转速为600r/min时，主轴传递的最大功率为5.5kW,所以机床功率足够，可以正常加工基本工时：t=(L+L1+L2)/nf=（84+2+0）/600/0.65=0.22(min)三、专用夹具的设计5夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。
在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。
正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。
同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
本次的设计的夹具是第13道工序---2-φ8的斜孔粗钻该夹具使用于Z302钻床。
5.1计算夹紧力并确定螺杆的直径查表可知，因为夹具的夹紧力与切削方向相反，实际所需要夹紧力F夹与切削力F之间的关系F夹=KF式中K为安全系数，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3当前面的计算可知F夹=KF=3×2616=7848N查表，从强度考虑，因为一个M10的螺栓能承受3924N的许用夹紧力，所以用M10的螺栓完全能满足强度要求。
但是从夹具的刚度及整体结构的对称性考虑，这里选用M16的螺栓。
5.2对称精度的分析2-Φ8mm孔是在一次装夹下完成加工的，它们之间的位置精度由钻模套保证。
查表，取公差等级的1/4，即夹具尺寸公差为±0.125mm。
同理，Φ14的孔，故取夹具钻模板上相应的钻套孔相距76±0.013mm查表可取：衬套与夹具体模板的配合为H7/r6钻套，扩孔套和铰套与衬套的配合为H7/g6钻，扩孔时刀具与导套内孔的配合F8/h65.3确定夹具方案这道工序所加工的两个孔为斜孔与水平面夹角为30度两孔对称分布，在加工时应使此两孔的中心线与水平面垂直工件与夹具体底座成45度。
四、总结通过这次机械制造工艺课程设计，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。
这次课程设计，也使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。
通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。
运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，也学会分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等程度零件的工艺规程的能力。