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机械制造技术基础课程设计说明书设计题目专业班级姓名学号指导老师刘呈呈成绩评定等级评阅签字评阅日期湖北文理学院理工学院机械与汽车工程系年月目录序言一零件图分析1.1零件的作用1.2零件的材料及其力学性能1.3零件的结构工艺分析二工艺规程设计2.1确定毛胚的制造形式2.1.1毛坯的选择2.1.2毛坯图分析2.2基准的选择2.2.1定位基准的选择2.2.2加工方法的确定2.3工序的安排2.4拟定加工工艺路线2.5加工设备的选择2.6刀具的选择2.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定基本时间其余工步切削用量及基本工时计算从略三专用夹具设计3.1制定艺路线3.2机床、夹具、刀具、量具的选择3.3确定工序尺寸四、夹具设计4.1定位方案4.2分度设计4.3切削力和夹紧力的计算序言机械制造技术基础课程设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！其主要目的是：1.培养学生综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学的知识。2.培养学生树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规范和方法。3.培养学生正确的使用技术知识，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。4.培养学生进行调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。一零件图分析1.1零件的作用题目所给定的零件为CA6140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。1.2零件的材料及其力学性能零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC-45HRC.1.3零件的结构工艺分析由零件图可知:该零件是典型的轴类零件，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3度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,φ55外圆柱面、大端端面为Ra1.6um,φ60、φ75外圆柱面为Ra0.8um，其余为Ra6.3um，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,φ25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。二工艺规程设计2.1毛坯图分析毛坯（锻件）图是根据产品零件设计的，经查《机械加工工艺手册》《金属机械加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量或查表得到,2.2基准的选择2.2.1定位基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用φ55外圆柱面作为粗基准来加工φ176外圆柱面和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，φ176的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。2.2.2加工方法的确定考虑到工件的具体情况和我们学校的具体加工条件，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法φ176外圆柱面Ra6.3自由公差粗车-半精车φ55外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车φ60外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车φ65外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车φ75外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车φ50内圆柱面Ra6.3自由公差粗铣φ80孔Ra3.2IT7钻孔-车孔-铰孔φ104孔Ra6.3自由公差钻孔-车孔φ20孔Ra3.2IT7钻孔-铰孔左端面Ra6.3自由公差粗车右端面Ra1.6自由公差粗车键槽Ra3.2IT9粗铣-精铣倒角Ra6.3自由公差2.3工序的安排(1)、加工阶段的划分零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。①粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱表面。②半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面，φ80、φ20孔等。③精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。2.4拟定加工工艺路线由零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线如下：方案一1备料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3普车粗、精车右端面钻中心孔4普车粗φ176外圆柱面倒角5普车粗车各外圆柱面留半精车、精车余量，左端面6热处理调质7数控车半精车、精车各外圆柱面到要求倒角8数控车钻φ30的底孔，车φ104，车φ80孔留镗孔余量9数控车镗φ80孔到要求，倒角10数控车倒角11数控铣铣φ50、钻、扩、铰φ20到要求12数控铣铣键槽13去毛刺14检验方案二1备料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3普车粗车各圆柱面留半精车、精车余量以及左端面4普车粗、精车右端面钻中心孔5普车粗车φ176外圆柱面倒角6热处理调质7数控车半精车左端各圆柱面到要求8数控车精车左端台阶到要求并倒角9数控车钻φ30的底孔，车φ104，车φ80孔留镗孔余量10数控车铰φ80孔到要求，倒角11数控车倒角12铣铣φ50、钻、扩、铰φ20到要求13铣铣键槽14去毛刺15检验综上所述：两个工艺方案的特点在于工序集中和工序分散和加工顺序，从零件本身来考虑，由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求，所以采用方案二。2.5加工设备的选择工序三采用CA6140普通车床工序7、8、9采用数控车床CK7150A工序11、12采用X51，2.6刀具的选择加工表面刀具名称刀具参数粗车外圆柱面可转位车刀90°半精，精车外圆柱面可转位车刀75°钻Φ30的孔钻头Φ30钻φ18孔钻头φ18扩φ19.8扩孔钻φ19.8铰φ20铰刀φ20车内孔内孔车刀镗Φ50的盲孔镗刀粗铣键槽铣刀Φ15.4精铣键槽铣刀Φ162.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(1)加工余量，工序尺寸，及其公差的确定由计算与查表得:外圆柱面φ176工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度粗车5IT12φ1766.3毛坯φ187外圆柱面φ55工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6φ551.6半精车1.1IT10φ563.2粗车15IT12φ57.96.3毛坯17.1φ70外圆柱面φ60工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6Φ601.6半精车1.1IT10φ613.2粗车10IT12Φ62.96.3毛坯12.1φ70外圆柱面φ65工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6Φ651.6半精车1.1IT10φ663.2粗车5IT12Φ67.96.3毛坯7.5φ70外圆柱面φ75工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6Φ751.6半精车1.1IT10Φ763.2粗车5IT12Φ77.96.3毛坯7.5Φ80内圆柱面φ80工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度镗车3IT7Φ801.6车孔47IT12Φ776.3钻孔30IT12Φ306.3加工通孔φ20工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度铰10IT7Φ201.6扩9.9IT9Φ19.83.2钻孔9IT12Φ186.3加工键槽工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精铣IT9Φ161.6粗铣IT12Φ123.2(2)确定切削用量加工外圆柱面φ176:粗车：查《机械加工工艺设计手册》P433得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/rap=2.5mm,查《金属切削手册》知Vc=70～90m/min取Vc=80m/min则n=1000Vc/d=195.85r/min由CA6140说明书取n=125r/min,故实际切削速度：Vc=nd/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min,校核功率：Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=73.4m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r加工外圆柱面φ55:粗车：确定进给量f：查《金属机械加工工艺人员手册》f=0.6～0.9mm/r结合CA6140说明书取f=0.71mm/rap=2.5mm查《金属切削手册》知Vc=70～90m/min取Vc=75m/min则n=1000Vc/d=341.22r/min由CA6140说明书取n=320r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min，功率Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min，n=320r/minf=0.71mm/r半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433得知：f=0.25～0.35mm/r取f=0.30mm/rap=0.9mm取Vc=120m/min,故n=1000Vc/d=660.04r/min圆整得n=660r/min,功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min，n=660r/minf=0.3mm/r精车：Vc=150～160m/min取Vc=160m/minf=0.18mm/r,ap=0.55mm则n=1000Vc/d=908.29r/min圆整得n=910r/min，功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.55×0.18×160/60000=0.6Kw，由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=160m/min，n=910r/minf=0.18mm/r加工外圆柱面φ60：粗车：d=70确定进给量f：f=0.6～0.9mm/r取f=0.71，Vc=70～90m/min取Vc=75m/min则n=1000Vc/d=341.2r/min由CA6140说明书取n=320r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min取ap=2.5mm，校核