摘 要 這次設(shè)計(jì)的是 CA6140 車(chē)床輸出軸，包括被加工工件的零件圖、 工件的毛坯圖、夾具裝配圖、夾具體圖各一張，機(jī)械加工工藝過(guò)程 卡片和與工序卡片各一張。輸出軸作為動(dòng)力裝置的主要零件，工藝 工裝的設(shè)計(jì)與改良直接影響著其質(zhì)量與性能。 本文首先介紹了輸出軸的作用和工藝分析.然后，根據(jù)零件的性 質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后 擬定鉆孔的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫(huà)出夾具裝配圖。 本次課程設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)，是一次深入的綜合性 的總復(fù)習(xí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工 藝過(guò)程，鞏固和加深已學(xué)過(guò)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián) 系實(shí)際，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后的工作 打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。 目 錄 1 零 件 的 工 藝 分 析 及 生 產(chǎn) 類(lèi) 型 的 確 定 - 2 - 1.1 零 件 的 用 途 - 2 - 1.2 零 件 的 工 藝 性 - 2 - 1.2.1 分 析 、 審 查 產(chǎn) 品 的 零 件 圖 和 裝 配 圖 - 3 - 1.2.2 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 分 析 - 3 - 1.3 確 定 零 件 的 生 產(chǎn) 類(lèi) 型 - 3 - 2 確 定 毛 胚 、 繪 制 毛 胚 簡(jiǎn) 圖 - 3 - 2.1 選 擇 毛 胚 - 3 - 2.2 確 定 毛 胚 的 機(jī) 械 加 工 余 量 和 尺 寸 公 差 - 3 - 2.2.1 毛 胚 的 機(jī) 械 加 工 余 量 - 3 - 2.2.2 毛 胚 的 尺 寸 公 差 - 4 - 2.2.3 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 工 差 的 確 定 - 4 - 2.2.3 繪 制 零 件 毛 坯 簡(jiǎn) 圖 .-5 - 3 擬 定 零 件 的 工 藝 路 線 - 6 - 3.1 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 .- 6- 3.1.1 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 - 6 - 3.1.2 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 - 6 - 3.2 表 面 加 工 方 法 的 確 定 - 6 - 3.3 工 序 的 安 排 .-7 - 3.3.1 加 工 階 段 的 劃 分 - 7 - 3.3.2 基 面 先 行 原 則 8。 3.3.3 先 粗 后 精 - 8 - 3.3.4 先 面 后 孔 - 8 - 3.4 工 序 順 序 的 安 排 .-8 - 3.4.1 機(jī) 械 加 工 工 序 - 8 - 3.4.2 熱 處 理 工 序 - 8 - 3.5 確 定 工 藝 路 線 .-8 - 3.6 選 擇 加 工 設(shè) 備 及 刀 、 夾 、 量 具 .- 8 - 4 零 件 加 工 設(shè) 計(jì) .- 8 - 5 夾 具 設(shè) 計(jì) - 9 - 5.1 計(jì) 算 夾 緊 力 并 確 定 螺 桿 的 直 徑 - 9 - 5.2 對(duì) 稱(chēng) 精 度 的 分 析 .- 10 - 5.3 確 定 夾 具 方 案 -10 - 6 設(shè) 計(jì) 心 得 .- 11 - 7 參 考 文 獻(xiàn) .- 12 - 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 一、課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械加工技術(shù)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械加工技術(shù)課程教學(xué)的一個(gè)不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是學(xué) 生全面運(yùn)用本課程及其有關(guān)選修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一 次重要實(shí)踐。它對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，為以后搞好 畢業(yè)設(shè)計(jì)和到工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)具有重要意義。本課程設(shè)計(jì)的目的在于： （1） 、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程（工程材料與熱處理。機(jī)械設(shè) 計(jì)、互換性與測(cè)量技術(shù)、金屬切削加工及裝備等）的理論知識(shí)，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí) 中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決機(jī)械加工工藝問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度零 件的工藝規(guī)程的能力。 （2） 、能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具 設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理的專(zhuān) 用夾具的能力。 （3） 、使學(xué)生熟悉和能夠應(yīng)用相關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料，指導(dǎo)學(xué)生分析零件加 工的技術(shù)要求和本企業(yè)具備的加工條件，掌握從事工藝設(shè)計(jì)的方法和步驟。 （4） 、近進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編寫(xiě)技術(shù)文件等的基本技能。 （5） 、培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)心細(xì)致、科學(xué)分析、周密思考、吃苦耐勞的良好習(xí)慣。 (6)培養(yǎng)學(xué)生接解決工藝問(wèn)題的能力，為學(xué)生今后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和去工廠從事工藝與夾 具設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。 二、課程設(shè)計(jì)的要求 本科程設(shè)計(jì)要求就一個(gè)中等復(fù)雜程度的零件編制一套機(jī)械加工工藝規(guī)程，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū)。學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下，認(rèn)真的、有計(jì)劃的、獨(dú)立按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)生對(duì)待自 己的設(shè)計(jì)任務(wù)必須如同在工廠接受設(shè)計(jì)任務(wù)一樣，對(duì)于自己所做的技術(shù)方案、數(shù)據(jù)選擇和 計(jì)算結(jié)果必須高度負(fù)責(zé)，注意理論和實(shí)踐相結(jié)合，以期使整個(gè)設(shè)計(jì)技術(shù)上是先進(jìn)的、在經(jīng) 濟(jì)上是合理的、在生產(chǎn)中是可行的。 設(shè)計(jì)題目： 生產(chǎn)綱領(lǐng)： 生產(chǎn)類(lèi)型： 具體要求： 產(chǎn)品零件圖 1 張 產(chǎn)品毛坯圖 1 張 機(jī)械加工工工藝過(guò)程卡片 1 套 機(jī)械加工工序卡片 1 套 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（5000-8000 字） 1 份 1 零 件 的 工 藝 分 析 及 生 產(chǎn) 類(lèi) 型 的 確 定 1.1 零 件 的 用 途 題目所給定的零件為輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力； 二是工作過(guò)程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動(dòng)零部件。 圖 1-1 所示為輸出軸的零件圖。結(jié)合圖分析可得，φ80mm 孔與動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)主軸等） 配合起定心作用，用 10-φ20mm 銷(xiāo)將動(dòng)力傳至該軸，再由 φ55mm 處通過(guò)鍵將動(dòng)力輸出， A、B 是兩段支軸頸。 圖 1-1 輸出軸零件圖 1.2 零 件 的 工 藝 性 1.2.1 分 析 、 審 查 產(chǎn) 品 的 零 件 圖 和 裝 配 圖 制定工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件 中的作用及零件的技術(shù)要求，找出其主要的技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采取適當(dāng)?shù)?措施加以保證。 1.2.2 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 分 析 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計(jì)的零件在滿(mǎn)足使用要求的前提下，其制造的可行性與 經(jīng)濟(jì)性。 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其主要加工的面有 φ55、φ60、φ65、φ75、φ176 的外圓柱面，φ50、φ80、φ104 的內(nèi)圓柱表面，10 個(gè) φ20 的通孔，2 個(gè) φ8 的斜孔。 圖中所給的尺寸精度高，大部分是 IT6 級(jí)；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80 內(nèi)圓 柱表面為 Ra3.2um, φ55 外圓柱面、大端端面為 Ra1.6um, φ60、φ75 外圓柱面為 Ra0.8um，其余為 Ra6.3um，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(duì) φ75、φ60 外圓軸線的跳動(dòng)量為 0.04mm, φ25 孔的軸線對(duì) φ80 內(nèi)孔軸線的位 置度為 φ0.05mm,鍵槽對(duì) φ55 外圓軸線的對(duì)稱(chēng)度為 0.08mm；熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到 200HBW，保持均勻。 通過(guò)分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過(guò)徑向夾緊可保證其加工要求，整 個(gè)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。 1.3 確 定 零 件 的 生 產(chǎn) 類(lèi) 型 題目給出，該輸出軸材料為 45 鋼。根據(jù)公式質(zhì)量公式，可計(jì)算輸出軸重量為 15.7kg，查表可知，輸出軸屬于重型零件，則該零件的生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)。 2 確 定 毛 胚 、 繪 制 毛 胚 簡(jiǎn) 圖 2.1 選 擇 毛 胚 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個(gè)比較重要的 階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對(duì)機(jī)械加工的難易、工序數(shù)量的多 少有直接影響。因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確 定也是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。在毛坯選擇時(shí)，應(yīng)充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料 的可能性，以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。 毛坯種類(lèi)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)中獲得可 能性，毛坯的種類(lèi)包括：鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。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。材料為 45 鋼，鍛造時(shí)應(yīng)安排 人工調(diào)質(zhì)處理 200HBS。 2.2 確 定 毛 胚 的 機(jī) 械 加 工 余 量 和 尺 寸 公 差 2.2.1 毛 胚 的 機(jī) 械 加 工 余 量 由表 2-1 至表 2-5 可知，可確定毛胚的尺寸公差及機(jī)械加工余量。 該鍛件的尺寸公差等級(jí)為 IT7-13 級(jí)。加工精度要求高的地方，例如：粗，h10,IT9- IT10 (6.3-3.2)；精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8)。 根據(jù)該零件的各加工精度要求，經(jīng)過(guò)查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加 工余量 4mm，因此為圓柱所以保留加工余量為 8mm。 表 2-1 加工余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)值 φ80+0.042/+0.012 75 mm G 5 mm φ65+0.023/+0.003 65 mm G 5 mm φ60+0.065/+0.045 60 mm G 10 mm φ55+0.023/+0.003 55 mm G 15 mm 197 197 mm H 3 mm 鍛件直接鍛造出此大概形狀，用查表法確定各個(gè)加工的總余量如上圖所示。 2.2.2 毛 胚 的 尺 寸 公 差 鍛件主要尺寸的公差如下表所示： 表 2-2 主要毛坯尺寸及公差（mm） 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差 CT 鍛件的長(zhǎng)度尺寸 127 3 130 4 鍛件的長(zhǎng)度尺寸 30 3 33 3.6 鍛件的寬度尺寸 φ176 —— —— —— 各階梯圓柱尺寸 φ55 15 70 3.2 外圓柱面 φ60 φ60 10 70 3.2 外圓柱面 φ65 φ65 5 70 3.2 外圓柱面 φ75 φ75 5 80 3.2 2.2.3 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 工 差 的 確 定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工 余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)械 加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸總結(jié)如下： 1）外圓柱面 φ55（毛坯 17.1 φ70） 工序名稱(chēng) 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車(chē) 1.0 IT6 φ55 1.6 半精車(chē) 1.1 IT10 φ56 3.2 粗車(chē) 15 IT12 φ57.9 6.3 2）外圓柱面 φ60（毛坯 12.1 φ70） 工序名稱(chēng) 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車(chē) 1.0 IT6 φ60 1.6 半精車(chē) 1.1 IT10 φ61 3.2 粗車(chē) 10 IT12 φ62.9 6.3 3）外圓柱面 φ65（毛坯 7.5 φ70） 工序名稱(chēng) 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車(chē) 1.0 IT6 φ65 1.6 半精車(chē) 1.1 IT10 φ66 3.2 粗車(chē) 5 IT12 φ67.9 6.3 4)外圓柱面 φ75(毛坯 7.5 φ80) 工序名稱(chēng) 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車(chē) 1.0 IT6 φ75 1.6 半精車(chē) 1.1 IT10 φ76 3.2 粗車(chē) 5 IT12 φ77.9 6.3 5)加工通孔 φ20 工序名稱(chēng) 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鉸 10 IT7 φ20 1.6 擴(kuò) 9.9 IT9 φ19.8 3.2 鉆 9 IT12 φ18 6.3 6)加工鍵槽 工序名稱(chēng) 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 IT9 φ16 1.6 粗銑 IT12 φ12 3.2 2.2.3 繪制零件毛坯簡(jiǎn)圖 圖 2-1 零件毛坯圖 3 擬 定 零 件 的 工 藝 路 線 3.1 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 3.1.1 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的 方便可靠。其選擇的原則如下：1、基準(zhǔn)重合原則；2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；3、自為基準(zhǔn)原則； 4、互為基準(zhǔn)原則；5、所選精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單適用。 精基準(zhǔn)的選擇：加工輸出軸，通過(guò)了解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工精度要求，可以初步選定 車(chē)各階梯圓柱面時(shí)分別以不加工面為基準(zhǔn)。選定 A 面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案 比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方便，使用夾具即可。利用鉆頂尖孔可以對(duì)精加工面進(jìn)行自由度的 限制確保加工達(dá)到要求精度。 3.1.2 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準(zhǔn)： 1、在保證各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；2 保證定位準(zhǔn)確、夾緊可 靠。 3.2 表 面 加 工 方 法 的 確 定 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng)率為目的，同樣的加 工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性， 而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。由于方法的多種多樣， 工人在選擇時(shí)一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場(chǎng)的加工條件來(lái)確定最佳的加工方案。 根據(jù)輸出軸零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工 方法，如下表所示： 表 3-1 加工方案 加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度 Ra/um 加工方案 φ55 外圓柱表面 IT6 1.6 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) φ60 外圓柱面 IT6 0.8 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) φ60 外圓柱面 IT6 1.6 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) φ75 外圓柱面 IT6 0.8 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) φ50 內(nèi)圓柱面 自由公差 6.3 粗銑 φ80 孔 IT7 3.2 鉆孔-車(chē)孔-鉸孔 φ80 孔 自由公差 6.3 鉆孔-車(chē)孔 φ20 通孔 IT7 3.2 鉆孔-鉸孔 Φ8 斜孔 IT7 3.2 鉆孔 左端面 自由公差 6.3 粗車(chē) 右端面 IT6 1.6 粗車(chē)-精車(chē) 鍵槽 IT9 3.2 粗銑-精銑 倒角 自由公差 6.3 3.3 工 序 的 安 排 3.3.1 加 工 階 段 的 劃 分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來(lái)滿(mǎn)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(guò)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(gè)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)。 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。 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。 3.3.2 基 面 先 行 原 則 該 零 件 進(jìn) 行 加 工 時(shí) ， 要 將 端 面 先 加 工 ， 再 以 左 端 面 、 外 圓 柱 面 為 基 準(zhǔn) 來(lái) 加 工 ， 因 為 左 端 面 和 φ 55 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(lái) 。 3.3.3 先 粗 后 精 即 要 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 再 安 排 精 加 工 工 序 ， 粗 車(chē) 將 在 較 短 時(shí) 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(mǎn) 足 精 車(chē) 的 余 量 均 勻 性 要 求 ， 若 粗 車(chē) 后 留 余 量 的 均 勻 性 滿(mǎn) 足 不 了 精 加 工 的 要 求 時(shí) ， 則 要 安 排 半 精 車(chē) ， 以 此 為 精 車(chē) 做 準(zhǔn) 備 。 3.3.4 先 面 后 孔 對(duì) 該 零 件 應(yīng) 該 先 加 工 平 面 ， 后 加 工 孔 ， 這 樣 安 排 加 工 順 序 ， 一 方 面 是 利 用 加 工 過(guò) 的 平 面 定 位 ， 穩(wěn) 定 可 靠 ， 另 一 方 面 是 在 加 工 過(guò) 的 平 面 上 加 工 孔 ， 比 較 容 易 ， 并 能 提 高 孔 的 加 工 精 度 ， 所 以 對(duì) 于 CA6140 車(chē) 床 輸 出 軸 來(lái) 講 先 加 工 φ 75 外 圓 柱 面 ， 做 為 定 位 基 準(zhǔn) 再 來(lái) 加 工 其 余 各 孔 。 3.4 工 序 順 序 的 安 排 3.4.1 機(jī) 械 加 工 工 序 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(shí)間減 少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(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(shí)每道工序只包括一簡(jiǎn)單工步，工序分散可使 每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整工作簡(jiǎn)化，對(duì)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。 3.4.2 熱 處 理 工 序 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(chē)床輸出軸材料為 45 鋼， 在加工過(guò)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(chē)之后精 車(chē)之前，按規(guī)范在 840℃溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力。 3.5 確 定 工 藝 路 線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了輸出軸的工藝路線。 表 3-2 輸出軸的工藝路線 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 1 鍛造 鍛造毛胚 2 熱處理 正火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3 銑削 銑兩端面,并打中心孔 4 車(chē)削 粗車(chē)外輪廓 5 熱處理 調(diào)質(zhì) 220～240HBS 6 鉗工 修研兩端中心孔 7 鉆削 大端面鉆 Ф50mm 孔 8 鏜削 粗鏜 Ф80mm、Ф104mm 的孔 9 車(chē)削 精車(chē) A、B、C 各臺(tái)階面，倒角 1×45° 10 鏜削 精鏜 Ф80mm 孔，孔口倒角 1×45° 11 擴(kuò)孔 鉆擴(kuò)鉸 10-Ф20mm 孔，孔口倒角 1×45° 12 鉆削 鉆 2-Ф8mm 孔 13 鉗工 劃鍵槽加工線 14 銑削 銑鍵槽 15 鉗工 鉗去毛刺 16 去毛刺 去除全部毛刺 17 終檢 按零件圖樣要求全面檢查 3.6 選 擇 加 工 設(shè) 備 及 刀 、 夾 、 量 具 由于生產(chǎn)類(lèi)型大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床，其生產(chǎn) 方式為以通用機(jī)床及專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床的的 裝卸及各機(jī)床間的傳送均由工人完成。 車(chē)各外圓時(shí)，多是用車(chē)床完成，夾緊方案為專(zhuān)用車(chē)夾具及三爪卡盤(pán)定位。銑鍵槽也可 以用車(chē)床完成。只有鉆孔 10-φ20-0.019/-0.042 和孔 2-φ8 時(shí)要求工人自己設(shè)計(jì)夾具在 鉆床上完成，量具選用游標(biāo)卡尺即可。 工序 12 鉆孔 10-φ20-0.019/-0.042，孔倒角為 1*45 度 要分鉆，擴(kuò)，鉸三道工序才 能達(dá)到 φ20-0.019/-0.042 的要求所以選用角銖式鉆床夾具。選用錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔 復(fù)合鉆，擴(kuò)孔是倒角。選用錐柄機(jī)用鉸刀，專(zhuān)用夾具?？鞊Q夾頭，游標(biāo)卡尺。 工序 13 鉆孔 2-φ8 選用人工設(shè)計(jì)夾具錐柄麻花鉆一次性加工完畢。 4 零 件 加 工 設(shè) 計(jì) 表 4-1 粗車(chē)外圓進(jìn)給量查表結(jié)果 粗車(chē)外圓 Ap(mm) F(mm/r) V(mm/r) φ75 5 0.5 38 φ65 5 0.5 38 φ60 5 0.5 38 φ55 3 0.4 44 半精車(chē)外圓 φ75 3 0.7 31 φ65 3 0.7 31 φ60 3 0.7 31 φ55 3 0.7 31 精車(chē)外圓 φ75 3 0.4 44 φ65 3 0.4 44 φ60 3 0.4 44 φ55 3 0.4 44 以上 f 為進(jìn)給量 ap 為深度 v 是速度 粗車(chē)外圓 φ75 時(shí) 同上可得： 38=∏×75n→n≈115 ∴取 n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 粗車(chē)外圓 φ65 時(shí) 38=3.14×65n→n≈186 ∴取 n=126 ∴v=3.14×65×126=25 mm/r 粗車(chē)外圓 φ60 時(shí) 38=3.14×60n→n≈201 ∴取 n=287 ∴v=3.14×60×287=54 mm/r 粗車(chē)外圓 φ55 時(shí) 44=3.14×55n→n≈254 ∴取 n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r 半精加工外圓 φ75 時(shí) 31=3.14×75n→n≈131 ∴取 n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 半精加工外圓 φ65 時(shí) 31=3.14×65n→n≈151 ∴取 n=126 ∴v=3.14×65×126=25mm/r 半精加工外圓 φ60 時(shí) 31=3.14×60n→n≈164 ∴取 n=126 ∴v=3.14×60×126=23mm/r 半精加工外圓 φ55 時(shí) 31=3.14×55n→n≈179 ∴取 n=126 ∴v=3.14×55×126=21mm/r 精加工外圓 φ75 時(shí) 44=3.14×75n→n≈186 ∴取 n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 精加工外圓 φ65 時(shí) 44=3.14×65n→n≈215 ∴取 n=215 ∴v=3.14×65×215=43mm/r 精加工外圓 φ60 時(shí) 44=3.14×60n→n≈233 ∴取 n=287 ∴v=3.14×60×287=54mm/r 精加工外圓 φ55 時(shí) 44=3.14×55n→n≈254 ∴取 n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r 鉆孔 10-φ20-0.019/-0.042：通過(guò)計(jì)算可得 粗鉆 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r 擴(kuò)孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45mm/r 鉸孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r 鏜孔 φ50 φ80+0.042/+0.012 φ104 粗鏜時(shí) ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r N=1000v/∏d ∴n1=1000×24/3.14×50r/m=152r/min ∴n2=1000×24/3.14×80r/m=95r/min ∴n3=1000×24/3.14×104r/m=75r/min 半精鏜 φ80+0.042/0.0 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r ∴n=1000×72/3.14×80r/m=286r/min 精鏜 φ80+0.042/0.012 時(shí) ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r ∴n=1000×108/3.14×80r/m=429r/min 5 夾 具 設(shè) 計(jì) 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地 運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提 高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合 理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。 同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 本次的設(shè)計(jì)的夾具是第 13 道工序---2-φ8 的斜孔粗鉆該夾具使用于 Z302 鉆床。 5.1 計(jì) 算 夾 緊 力 并 確 定 螺 桿 的 直 徑 查表可知，因?yàn)閵A具的夾緊力與切削方向相反，實(shí)際所需要夾緊力 F 夾與切削力 F 之 間的關(guān)系 F 夾=KF 式中 K 為安全系數(shù)，當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)，取 K=3 當(dāng)前面的計(jì)算可知 F 夾=KF=3×2616=7848N 查表，從強(qiáng)度考慮，因?yàn)橐粋€(gè) M10 的螺栓能承受 3924N 的許用夾緊力，所以用 M10 的 螺栓完全能滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。但是從夾具的剛度及整體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性考慮，這里選用 M16 的 螺栓。 5.2 對(duì) 稱(chēng) 精 度 的 分 析 2-Φ8mm 孔是在一次裝夾下完成加工的，它們之間的位置精度由鉆模套保證。查表， 取公差等級(jí)的 1/4，即夾具尺寸公差為±0.125mm。 同理，Φ14 的孔，故取夾具鉆模板上相應(yīng)的鉆套孔相距 76±0.013mm 查表可?。?襯套與夾具體模板的配合為 H7/r6 鉆套，擴(kuò)孔套和鉸套與襯套的配合為 H7/g6 鉆，擴(kuò)孔時(shí)刀具與導(dǎo)套內(nèi)孔的配合 F8/h6 5.3 確 定 夾 具 方 案 這道工序所加工的兩個(gè)孔為斜孔與水平面夾角為 30 度兩孔對(duì)稱(chēng)分布，在加工時(shí)應(yīng)使此 兩孔的中心線與水平面垂直工件與夾具體底座成 45 度。 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)看，裝夾方案如下圖。如圖所示：用兩個(gè)凸臺(tái)夾住零件，V 型塊 限制其自由度，用螺栓將 V 型塊固定在凸臺(tái)上。夾具體的鉆模板設(shè)計(jì)為鉸鏈?zhǔn)姐@模板并且 帶有特殊鉆套，以有利于對(duì)工件的加工夾緊機(jī)構(gòu)為移動(dòng)式壓板，置于斜孔兩側(cè)不會(huì)影響孔 的加工。具體的圖形布局方案見(jiàn)夾具裝配圖。 2-φ8 的斜孔粗鉆該夾具圖 6 設(shè) 計(jì) 心 得 本次的《機(jī)械制造工藝》課程設(shè)計(jì)，使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論， 并能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問(wèn)題，初步具備了設(shè)計(jì) 一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和學(xué)到了夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法， 擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、 圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識(shí)圖、制圖、圖表和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能， 提高了我的思考、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計(jì)中我遇到不少難以解決的問(wèn)題，比如：夾具的設(shè)計(jì)問(wèn)題、CAD 的繪圖問(wèn)題 以及說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié)；也通過(guò)解 決這些問(wèn)題，我更進(jìn)一步的對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的鞏固加深。而這些問(wèn)題讓我又重新溫習(xí)了書(shū) 本上的內(nèi)容，我明白了不論什么時(shí)候不管干什么事總是離不開(kāi)書(shū)本，不管什么時(shí)候從書(shū)上 我們總可以找得到我們想要的東西。書(shū)上的東西永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)的，而基礎(chǔ)正是向更深的領(lǐng)域 邁進(jìn)，沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)我們永遠(yuǎn)都不會(huì)享受到成功的喜悅。所謂“溫故而知新” ，在這些知識(shí) 的基礎(chǔ)上還明白了許多課本所未涉及的知識(shí)，令人振奮！ 在這一周里，通過(guò)老師的細(xì)心指導(dǎo)，在同學(xué)的積極幫助和我的不懈努力下，我完成了 這個(gè)重要的課程設(shè)計(jì)。本次的課程設(shè)計(jì)，老師要求得很?chē)?yán)格，很感謝老師對(duì)我們辛勤的輔 導(dǎo)，也感謝幫助我的同學(xué)們。 7 參 考 文 獻(xiàn) [1]孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [2] 弈繼昌主編. 機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì). 中國(guó)人民出版社，1991 [3]李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1993 [4]黃健求主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [5]黃如林主編.切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [6]田春霞主編.數(shù)控加工工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [7]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [8] 黃云清主編.公差配合與測(cè)量技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎(chǔ). 高等教育出版社，1991 [10] 秦國(guó)華、張衛(wèi)紅主編 《機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》 航空工業(yè)出版社 2006