【文章內(nèi)容簡介】 ：機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展對世界經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用，而機(jī)械加工工藝的編制是機(jī)械制造技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，著重于幾個重要表面的加工，具有一定的尺寸、形狀、位置要求，還有一些強(qiáng)度、表面粗糙度要求等，然而這些都會在文中得以體現(xiàn)。關(guān)鍵詞：制造；輸出軸；加工工藝；夾具；前言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計(jì)能將零碎的知識點(diǎn)都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝學(xué)這門課程的一個階段總結(jié)，是對課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識的一個實(shí)際應(yīng)用過程。由于知識和經(jīng)驗(yàn)所限，設(shè)計(jì)會有許多不足之處，所以懇請老師給予指導(dǎo)。零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定技術(shù)要求分析題目所給定的零件車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使車床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動零部件。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件，選用鑄件。零件的工藝分析從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，其主要加工的面有φ5φ60、φ6φ7φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面，10個φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、,，要求不高；位置要求較嚴(yán)格，表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對φ7, ,；熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到200HBW，保持均勻。通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖選擇毛坯毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲 3得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：型材鍛造鑄造焊接其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產(chǎn)批量為中批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。毛坯尺寸的確定毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊》《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》知精車半精車粗車各余量,從而可得毛坯余量,見表１。鑄件的外圓角半徑按表512確定，內(nèi)圓角半徑按513確定。結(jié)果為：外圓角半徑：r=2；內(nèi)圓角半徑：R=3。按表511，外模鍛斜度a=5176。，內(nèi)模鍛斜度a=7176。下圖為本零件的毛坯圖圖1毛坯圖Fig 1 t rough map選擇加工方法，制定加工藝路線定位基準(zhǔn)的選擇本零件為帶孔的管狀零件，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選f48孔及一端面作為精基準(zhǔn)。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作為精基準(zhǔn)，應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。零件表面加工方法的選擇加工階段的劃分當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。①粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工φ17φ5φ60、φ6φ75外圓柱表面。②半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，如φ5φ60、φ6φ75外圓柱面，φ80、φ20孔等。③精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量?；嫦刃性瓌t該零件進(jìn)行加工時，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來加工，因?yàn)樽蠖嗣婧挺?5外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。先粗后精即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精車，以此為精車做 5準(zhǔn)備。先面后孔對該零件應(yīng)該先加工圓柱表面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于輸出軸來講先加工φ75外圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來加工其余各孔。工序劃分的確定工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利于采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡單，機(jī)床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗(yàn)等。熱處理工序的安排熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在840℃溫度中保持30分鐘釋放應(yīng)力。制定藝路線按照先加工基準(zhǔn)面，先粗后精，基準(zhǔn)統(tǒng)一等原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行。工序1 粗車圓柱面φ176及端面。工序2 粗車圓柱面φ5φ60、φ65和φ75和及臺階面。工序3 精車φ176外圓柱面及倒角。工序4 半精車圓柱面φ5φ60、φ65和φ75和及臺階面。工序5 精車圓柱面φ5φ60、φ65和φ75和及臺階面。工序6 倒角。工序7 粗鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。工序8 精鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。工序9 鉆孔10179。φ20。工序10 擴(kuò)孔10179。φ20。工序11 鉸孔10179。φ20。工序12 銑鍵槽16179。10。工序13 鉆斜孔2179。φ8。工序15 去毛刺。工序15 終檢。工序設(shè)計(jì)選擇加工設(shè)備與工藝裝備選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床（1）工序4和5是粗車和精車。各工序的工步數(shù)不多，大批大量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的CA6140型臥式車床。（2）工序8為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車床上鏜孔，選用C616A型臥式車床。（3）工序12銑削。工序工步簡單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬成批大量生產(chǎn)，所選機(jī)床使用范圍較廣泛為宜，故可選常用用的X61W型銑床能滿足加工要求。（4）工序10和11是擴(kuò)、鉆、鉸孔?？刹捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工，故選用Z525。選用夾具本零件除銑銷，鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。選用刀具由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具，因?yàn)榧庸ぴ擃惲慵r摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。粗車外圓柱面： 90176。半精車，精車外圓柱面：前角為90176。的車刀。鉆頭：高速鋼刀具，直徑為φ30；直徑為φ18；擴(kuò)孔鉆：；鉸刀：直徑為φ20。鏜刀，179。H＝16179。25。選擇量具本零件屬大批大量生產(chǎn)，一般配情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考參考文獻(xiàn)[4]》相關(guān)資料，選擇如下：、測量范圍0～150游標(biāo)卡尺，、測量范圍0～150游標(biāo)卡尺。、測量范圍50～125的內(nèi)徑千分尺，、測量范圍50～125的外徑千分尺，、測量范圍50～125的內(nèi)徑百分表（表5108）。確定工序尺寸確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表：表3外圓柱面φ176 軸段加工余量計(jì)算Tab3工序間工序名稱余量/mm 精車 粗車 毛坯 2 3經(jīng)濟(jì)精度/mmIT10 IT12 177。2表面粗糙度Ra/μm 尺寸/mm 176 179 181尺寸公差/mm工 序工序基本標(biāo)注工序f181177。2表4外圓柱面φ55軸段加工余量計(jì)算Tab4工序間工序名稱余量/mm 精車 半精車 粗車 毛坯 經(jīng)濟(jì)精度/mmIT6 IT10 IT12表面粗糙度Ra/μm尺寸/mm尺寸公差/mm工 序工序基本標(biāo)注工序 60 f60177。2 177。2Tab5表5φ60軸段加工余量計(jì)算工序間工序名稱余量/mm 精車半精車粗車 毛坯 工序經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序 尺寸公差/mmIT6 IT10 IT12 177。2 65f65177。2表5φ65軸段加工余量計(jì)算Tab5工序間工序名稱余量/mm 精車半精車粗車 毛坯 經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/μm尺寸/mm尺寸公差/mm工序工序基本標(biāo)注工序IT6 IT10 IT12 177。2Tab5 70 f70177。2表5φ75軸段加工余量計(jì)算工序間工序名稱余量/mm 精車半精車 工序經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序 尺寸公差/mmIT6 IT10 76 粗車 毛坯 IT12 177。2 80f80177。2表5φ104內(nèi)孔加工余量計(jì)算Tab5工序間工序名稱余量/mm 精鏜粗鏜毛坯 經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/μm尺寸/mm尺寸公差/mm+ f1040工序 工序基本標(biāo)注工序IT7 IT10 177。2 99+ f99177。2表5φ80內(nèi)孔加工余量計(jì)算Tab5工