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1、辽 宁 工 业 大 学 机械制造基础 课程设计（论文）题目： 小轴机械加工工艺规程及其夹具设计 学 院： 新能源学院 专业班级： 机械设计制造及其自动化142班学 号： 5 学生姓名： 赵旭东 指导教师： 李晓丹 教师职称： 副教授 起止时刻： 课程设计（论文）任务及评语学 院：机械工程与自动化学院 教研室：机制教研室学 号5学生姓名赵旭东专业班级机械142班课程设计（论 文）题 目小轴机械加工工艺规程及其工装设计课程设计（论文）任务1.设计内容 （1）设计对象来源于生产实践，用于机床，属轴类或盘套类零件； （2）针对指定零件，利用相应工程软件（WORD,EXCEL,CAXA电子图版（或其它C
2、AD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书等。2.技术参数与要求设备年产量1万件，废品率、备品率各%，每台设备含该零件件数：1；主要技术指标，包括产品规格、外型尺寸、重量和各种技术数据见零件图（零件图见附页）；3.工作量画零件图制订零件加工工艺规程机床夹具设计编写设计说明书指导教师评语及成绩图纸( 20)说明书( 20)答辩( 40)平时( 20)成绩： 指导教师签字： 年 月 日目 录第一章 零件加工工艺规程设计1工艺分析及生产类型确信 2小轴的技术要求 2确信毛坯 3确信工艺线路 3表面加工方式确信
3、3加工时期划分 3工序顺序安排 3工艺线路及设备、工装选用 4加工余量、工序尺寸及公差的确信 4切削用量的计算及定额时刻的确信5 工序粗车、半精车端面，粗车、半精车20外圆、倒角，打中心孔 5 工序平端面，粗车、半精车18外圆，粗车外圆，倒角、打心孔8 工序钻、扩、粗铰、精铰12径向孔11 工序铣键槽 14 工序热处置 15 工序磨18外圆、磨20外圆 15第二章 专用夹具设计 17 钻床夹具的设计 17参考文献 18第一章、零件机械加工工艺规程设计工艺分析及生产类型确信用途：小轴在机床的进给系统中起着传递的扭矩的作用，因此对其传递精度要求很高即加工精度高。生产类型：本产品要求年产量为1000
4、0件，为大量量生产。工艺性：本题目小轴零件材料优质碳素结构钢代号为45 , 其力学性能: 。毛坯形式为直径23mm的模锻件，生产批量为1万件/年，生产纲领为大量生产。零件的要紧作用是承载机床进给系统中扭矩和转速的传递。从零件图上取得安装小轴的接触表面有很高的粗糙度要求达到，轴颈有键槽要求IT9 ，两头面IT9 ，其余加工表面质量要求，零件的平均精度中上档，工序数量较少集中在车削工序上。零件的加工表面简单，多采纳车削和磨削加工方式。零件的加工多采纳中心孔为基准，定位靠得住，基准统一。小轴的技术要求 加工表面尺寸及公差公差及精度等级表面粗糙度两端面20/18IT9右端20表面20IT7左端18表面
5、18IT7非重要表面IT11键槽距底端IT9大端径向孔12IT9确信毛坯毛坯：要求为45号钢，工件为小轴，直径最大处20mm，因此为节省材料和提高生产效率取直径为23mm长度为153mm的45号钢模锻钢。确信工艺线路基准选择粗基准的选择：第一要加工的是端面，打中心孔，将轴的一侧加工出粗基准，完成粗车，保证下步加工的粗基准。精基准的选择：选择上步加工的外圆表面及中心孔，能够定其中心为此步加工的精基准，在加工键槽利用半精车加工的外圆面作为精基准。以右端面为精基准能够加工12径向孔表面加工方式确信：轴表面部份粗糙度要求品级IT7，即粗车半精车-磨削。周端面表面粗糙度要求，经粗车半精车即可。12径向孔
6、表面粗糙度要求，可经钻-扩-粗铰-精铰达到。键槽要求IT9表面粗糙度为，铣键槽即可。加工时期划分：分为粗加工，半精加工，精加工几个时期。在粗加工时期，将精基准预备好的同时尽可能的去除材料取得更多的精基准，使后面一个工序工步能够采纳精基准，保证他们的加工表面的精度要求；而后进行热处置，径向孔部份加工完成；对小轴轴进行铣键槽，应用工序一取得的精基准加工键槽，打装配时配钻孔，然后上磨床进行磨削。工序顺序安排：1机械加工工序（1） 先基准后其他，先加工精基准右面轴颈。（2） 先粗后精，先粗加工后精加工。（3） 先面后孔，先轴表面，后加工径向孔、键槽。2热处置综上所述，该小轴工序安排顺序为：基准加工表面
7、粗加工、半精加工要紧部份（键槽、径向孔）加工热处置重要表面磨削。工艺线路及设备、工装选用：序号工序名称机床设备刀具量具车右端面，打中心孔，粗车、半精车外圆CA6140端面车刀、中心钻、硬质合金车刀、外圆车刀游标卡尺车左端面，打中心孔，粗车、半精车外圆CA6140端面车刀、中心钻、硬质合金车刀、外圆车刀游标卡尺钻-扩-粗铰-精铰12径向孔Z525麻花钻、扩孔钻、铰刀游标卡尺塞规铣键槽X5012键槽铣刀游标卡尺20h6处高频淬火高频淬火机磨18、20外圆M1412砂轮千分尺加工余量、工序尺寸和公差的确信端面余量：两头面皆为毛坯余量两次走刀加工而成，粗车余量,半精车余量外圆余量：分为粗加工余量，半精
8、加工余量，磨削余量。由毛坯23到外圆余量别离为2mm的粗车余量，的半精加工余量，的磨削余量。由毛坯到外圆余量别离为的粗车余量，的半精车余量，的磨削余量。由毛坯到的外圆的粗加工余量为。切削用量的计算工序平右端面，打中心孔、粗车、半精车外圆，倒角加工条件:工件材料：45 机 床：CA6140 夹 具：三角夹盘量 具：游标卡尺（量程0150 精度）加工要求：IT9 ，刀 具：90外圆车刀中心钻（A型2中心钻）硬质合金车刀（P类YT15）工步1 粗车端面：一、背吃刀量的确信：车端面，因毛坯轴向余量为一刀切的话，因此mm。二、进给量确信：保证端面精度，毛坯厚度方向粗加工余量取mm/r3、走刀长度：30m
9、m4、车削速度计算：车端面车转速取由表查得取 vc=50m/min 机床主轴转速n= =100050/（23）=692r/min由机床转速表4-2 取=710得实际=71023/1000=mim=710=213m/min由表查得大体时刻Tj=Li/vf =(30+2+2)/213=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步2半精车端面：1.毛坯厚度方向半精加工余量ap= 2.由表查得取fz =r3.由表查得取 vc=70m/min机床主轴转速n= =100070/（23）=min由机床转速表取=900得实际=90023/1000=450m/mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量
10、:=900=840mm/min由表查得大体时刻Tj=Li/vf =(30+2+2)/450=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步3粗车20外圆：一、背吃刀量的确信：20外圆的粗加工余量为2mm,走刀92mm保证加工效率和精度的双标准，因此走1刀,mm。二、进给量确信：查表取fz =r3、由表查得取 vc=50m/min机床主轴转速n= =100050/（23）=692/min由机床转速表取=710得实际=71023/1000=mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量:=710=213mm/min由表查得大体时刻Tj=Li/vf =(90+2+2)/213=辅助时刻Tf=Tj
11、x20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步4半精车20外圆：一、背吃刀量的确信：粗车后给半精车的余量为，因此取mm二、进给量确信：查表得进给量fz =r3、由表查得取=60m/min机床主轴转速n= =100060/（23）=830/min由机床转速表取=900得实际=90023/1000=65m/mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量:=900=180mm/min由表查得大体时刻Tj=Li/vf =(90+2+2)/180=辅助时刻Tf=Tj20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=打s工步5打右中心孔：一、切削深度： mm二、进给量确信：查表得进给量f=r3、在车床尾座上手摇钻孔，车削速度计算：查表
12、得=20m/min机床主轴转速n= =100020/（23）=277/min由机床转速表取=2504.时刻定额的计算:每分钟进给量:=710=213mm/min由表查得走刀长度= =14 取=2 l=大体时刻Tj=Li/vf=(l+)i/nf=+2+1/25=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=打s工序平端面，粗车、半精车18外圆，粗车外圆，倒角、打心孔加工条件工件材料：45 机 床：CA6140 夹 具：三角夹盘量 具：游标卡尺（量程0150 精度）加工要求：IT9 ，刀 具：90外圆车刀中心钻（A型2中心钻）硬质合金车刀（P类YT15）工步1 粗车端面：一、背吃刀量的确信
13、：车端面，因毛坯轴向余量为一刀切的话，因此mm。二、进给量确信：保证端面精度，毛坯厚度方向粗加工余量取mm/r3、走刀长度：30mm4、车削速度计算：车端面车转速取由表查得取 vc=50m/min 机床主轴转速n= =100050/（23）=692r/min由机床转速表4-2 取=710得实际=71023/1000=mim=710=213m/min由表查得大体时刻Tj=Li/ =(30+2+2)/213=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步2粗车18外圆：一、背吃刀量的确信：20外圆的粗加工余量为,走刀70mm保证加工效率和精度的双标准，因此走1刀,mm。二、进给量确信：
14、查表取fz =r3、由表查得取 vc=40m/min机床主轴转速n= =100040/（23）=554/min由机床转速表取=560得实际=56023/1000=mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量:=560=112mm/min由表查得大体时刻Tj=Li/ =(70+2+2)/112=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步3半精车18外圆：一、背吃刀量的确信：粗车后给半精车的余量为，因此取mm二、进给量确信：查表得进给量fz =r3、由表查得取=70m/min机床主轴转速n= =100070/（23）=969/min由机床转速表取=900得实际=90023/1000=65
15、m/mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量:=900=270mm/min由表查得大体时刻Tj=Li/vf =(70+2+2)/270=辅助时刻Tf=Tj20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步4粗车外圆：一、背吃刀量的确信：粗车后给半精车的余量为，因此取mm二、进给量确信：查表得进给量fz =r3、由表查得取=50m/min机床主轴转速n= =100050/（23）=692/min由机床转速表取=710得实际=71023/1000=mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量:=710=284mm/min由表查得大体时刻Tj=Li/vf =(60+2+2)/284=辅助时刻Tf=Tj20%=作业时刻T
16、z=Tj+Tf=打s打s工步5打右中心孔：一、切削深度： mm二、进给量确信：查表得进给量f=r3、在车床尾座上手摇钻孔，车削速度计算：查表得=20m/min机床主轴转速n= =100020/（23）=277/min由机床转速表取=2504.时刻定额的计算:每分钟进给量:=710=213mm/min由表查得：走刀长度= =14 取=2 l=大体时刻Tj=Li/vf=(l+)i/nf=+2+1/25=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工序钻-扩-粗铰-精铰12径向孔工步1钻12孔：一、刀具：11麻花钻2、切削深度：mm3、进给量确信：查表得进给量f=r4、车削速度计算：查表得
17、=20m/min机床主轴转速n= =100020/（11）=579m/min由机床转速表取=545得实际=54511/1000=mim5.时刻定额的计算:每分钟进给量:=545=min由表查得走刀长度= =0 l=20大体时刻Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(20+1/=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步2扩12孔：一、刀具：扩孔钻2、切削深度：mm3、进给量确信：查表得进给量f=r4、车削速度计算：查表得=34m/min机床主轴转速n= =100034/（）=921m/min由机床转速表取=960得实际=9601000=mim5.时刻定额的计算:每分钟进给量:=9
18、60=480mm/min由表查得:走刀长度= =3 l=20大体时刻Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(20+3+1/480=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步3粗铰12孔：一、刀具：铰刀2、切削深度：mm3、进给量确信：查表得进给量f=r4、车削速度计算：查表得=10m/min机床主轴转速n= =100010/（）=min由机床转速表取=272得实际=2721000=mim5.时刻定额的计算:大体时刻Tj=Li/vf=(l+)i/nf=(20+15+1/272=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步4精铰12孔：一、刀具：12铰刀2、切削深度：m
19、m3、进给量确信：查表得进给量f=r4、车削速度计算：查表得=15m/min机床主轴转速n= =100015/（12）=398m/min由机床转速表取=392得实际=39212/1000=mim5.时刻定额的计算:每分钟进给量:=392=min大体时刻Tj=Li/vf=(l+)i/ =(20+12+1/=辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工序 铣键槽加工条件工件材料：45 机 床：X5012 夹 具：组合夹具量 具：游标卡尺（量程0150 精度）加工要求：IT9 ，刀 具：3直柄键槽铣刀、5直柄键槽铣刀工步1粗铣键槽切削用量的计算：一、背吃刀量的确信：mm二、进给量确信：查
20、表得进给量=r f=z=2=r3、铣削速度计算：查表得=7m/min机床主轴转速n= =10007/（3）=849m/min由机床转速表取=855得实际=8553/1000=8m/mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量:=2855=342m/min大体时刻Tj= =(14-3)/342+2)/342= 辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工步2半精铣键槽切削用量的计算：一、背吃刀量的确信：mm二、进给量确信：查表得进给量=r f=z=2=r3、铣削速度计算：查表得=20m/min机床主轴转速n= =100020/（5）=1273m/min由机床转速表取=1180得实际=118
21、05/1000=mim4.时刻定额的计算:每分钟进给量:=21180=236m/min大体时刻Tj= =(14-5)/236+2)/236= 辅助时刻Tf=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf=工序20h6处热处置20h6处高频淬火。达到HRC40即可工序磨削加工条件工件材料：45 机 床：M1412 夹 具：双顶尖机心夹头量 具：外径千分尺加工要求：IT7，刀 具：宽25mm直径300mm砂轮切削用量的计算：1.工件回转的圆周速度=20m/min2.砂轮速度3.工件转速4.磨削铸件 进给速度 6.径向进给量=7.工时定额的计算大体时刻Tj=Li/ =(l+)i/nf =941/=辅助时刻T
22、f=Tjx20%=作业时刻Tz=Tj+Tf= min第二章、专用夹具设计钻床夹具的设计：钻床夹具的用途是来完成钻孔工序的，通过一次装夹，完成零件的钻孔的加工。本套夹具为固定式钻模，这种钻模在利用进程中，是固定在钻床工作台上的，本道工序在小轴之大端实现钻-扩-铰多个工步，工序图已确信定位基准长，钻模上采纳双V形块及其端面定位的方式，利用偏心轮夹紧，由于本道工序实现钻-扩-铰多个工步，且为大量量生产，故钻模采纳快换钻套，夹具体周围留有供夹紧用的凸缘，知足实际加工要求。夹具设计要紧参考了金属切削机床夹具设计手册。夹具中的V形块、压板、钻套、螺母、垫圈、弹簧、螺钉等均依照标准件表选取的。夹具应用在Z5
23、25机床上，与机床的连接部份按机床主轴的联系尺寸设计。夹具的具体结构见夹具工程图。夹具的设计如下：参考资料1.邹青、呼咏主编.机械制造技术基础课程设计指导教程（第二版）.机械工业出版社，20142.徐鸿本、曹甜东主编 .车削工艺手册.机械工业出版社，20113.陈宏钧、方向明主编.典型零件机械加工生产实例（第二版）/机械工业出版社,2010,第2版4.陈根琴、关月华主编.机械零件加工工艺编制及机床夹具/ -南京:南京大学出版社,5.王启平主编.机床夹具设计/ -哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,6.秦宝荣主编.机械制造工艺学与机床夹具设计/ -中国建材工业出版社，1998 7.王喜祥主编.经常使用工夹具典型结构图册/ -国防工业出版社，
