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1、设计说明书主动轴（一）零件机械加工工艺规程设计系部：专业班级：学号：姓名：指导老师：2022年6月1绪论32主动轴零件的分析52.1 主动轴零件的作用52.2 主动轴零件的分析52.2.1主动轴零件的工艺分析52.2.2主动轴零件结构分析62.2.3技术要求分析62.2.4主动轴零件的组成表面62. 2.5主动轴零件的技术要求73主动轴零件工艺规程的设计82.1 主动轴零件生产类型的确定82.2 确定主动轴零件的材料及制造方式82.3 选择加工的定位基准92.4 加工顺序的选择103. 4.1孔和平面的加工顺序103.1 加工工艺路线选择、比较与确定113.2 加工方法、加工刀具及量具的选用1
2、23.7 确定切削用量及基本工时12第5章结论18参考文献191绪论我国目前是一个加工大国，因为人力成本低，大部分的发达国家的加工厂都设置在我们国内，虽然我们已经成为了一个加工制造大国，但是我们的机械加工技术还是远远落后于欧美发达国家，所以我们研究其机械加工技艺还是很有必要的，既可以使我们的加工技艺也可以加以改善并提高我们的加工效率，如果我们能够掌握世界上最先进的机加工工艺，我们就可以早日降低对西方发达国家的依赖程度，我们的传统制造业会更早口迎来自己的辉煌，早日实现我们的机械强国梦，早日成为世界强国和发达国家，机械工一业的发展也必将带动其他技术及行业的发展。我更应该为国家的发展做出自己的一份贡
3、献。我的发展意向为成为一名工作在超精密加工领域的优秀工程师。一方面是由于我的方向为机械制造及其自动化；并且通过学习我认识到我国的超精密加工方面虽然最近几年取得了累累硕果，但是仍与发达国家存在差距，不能满足我国尖端领域的需要，我希望通过自己的努力可以为该领域的发展与进步做出自己的一份贡献；还有超精密的美感深深吸引了我，看到一个个零件的精度达到微米甚至纳米级，我感到它是那么神奇，零件就像是完美的艺术品，毫无瑕疵。目前金属切削机床在机械制造中起着至关重要的决定性作用，乃至不可分割。设计合理的机床夹具，可以有效保障机械加工中的加工质量。其次，在提高生产效率的前提下，尽可能的减轻工人的劳动强度。且其可以
4、使雇工者不用过多的对工人的技术要求过高。同时，设计合理的机床夹具是自动化生产过程中尤为关键的工艺装备之一。在机械制造业中，机床夹具被广泛应用。且大批量的生产需要大量的专用机床夹具加持，才能发挥重要作用。在机床制造和修理的过程中，经常会碰见需要在圆柱上打横穿槽的工件。但是加工前，这些工件的槽或是螺纹孔的中心线是平行的。故而，在加工前需要提前车好圆柱后再装配。然后，画好孔的位置线。最后，按照画好的线去加工孔和螺纹。在往常的机械加工中，通常需要先在工件上画好线条。安装时，根据画好的线条去使用四爪卡盘加工，最后再去加工内孔。这种加工方法往往会有些许弊端，校对改正就显得格外的明显。校对改正时，先移动夹在
5、卡盘上的两个机械爪。然后旋转需加工的工件，使得工件中心线呈现水平状态，乃至与卡盘相垂直。这样加工，产品的废品率肯定是会不断增加的。因此，聪明的先辈设计出了一个叫做夹具的辅助产品。而经过三十年的优化使用，其效果尤为显著。在机械加工工艺中，从夹具设计的作用和地位来看，其显得极为重要。而其重要的方面主要表现为以下几点。1、减少了人工干涉时间，稳定增加企业的劳动生产量，降低了产生的废品率。2、保证并提高了加工精度和减少了加工后的质量问题。3、保证安全生产的前提下，减少了人工的使用。4、工艺范围扩大了，即可实现了一机多能的效果。5、自动化与流水线共存发展，保证了生产效率的提高。2主动轴零件的分析2.1主
6、动轴零件的作用主动轴是我此次需要设计的零件。18mm外圆装配合零件。主动轴的外圆面,需要通过主动轴用与配件相连。结构图如图2.1所示：图2.1主动轴零件图2.2主动轴零件的分析2.2.1主动轴零件的工艺分析为了保证主动轴零件的机械加工工艺规程合理合规且能够正常实现加工工序。所以，先要参考已有的产品装配图去拆分得到主动轴零件图，再去分析主动轴零件图。由主动轴零件图可知此主动轴零件所使用的材料45钢，硬度为2427HRC、齿部硬度为5156HRC,同时为了充分了解掌握该工件的使用环境、自身特性等后。再去确保工件中的元件是否处在正确位置，以及其相互间的关系。然后结合已有技术条件，标出重要的要求以及关
7、键部位。如此，便可确保使用合适的措施来保证加工的准确性。最后，着重对主动轴零件进行结构分析。同时，对其技术要求需要核验一下是否满足。2. 2.2主动轴零件结构分析主动轴零件的结构分析包括以下三方面：1、主动轴零件表面的组成和基本类型虽然说主动轴零件的结构组成各式各样，但还是可以通过形体来进行分类区分和分析。而尤为可见的就是基础和特有形态的表面。在具体分析主动轴零件的结构时，可以就主动轴零件表面决定结定结构的特点，去挑选与之相匹配的加工方法和路线。比如通常通过车削或是磨削来加工外圆表面。亦或是通过钻、扩、较、键和铳削等去加工内孔表面。2、主要表面与次要表面区分通常情况下，由于主动轴零件各加工表面
8、要求不一样。故而，也就可以把其分为主要和次要加工表面。如此，就可以确保工艺路线能够使得加工精度更加准确无误。也就是说必要的区分，可以促进工艺路线的完善实施。3、主动轴零件的结构工艺性工艺性简而言之就是让结构满足生产，且能够节约成本。可以实现最终效果的主动轴零件，其本身的结构工艺性也极有可能会有巨大的变化。而一般造价相对低廉的主动轴零件，往往其工艺就特别好。2. 2.3技术要求分析一般情况下，主动轴零件图上的技术要求。既要加工合理，又要满足技术要求。要求如下：1、尺寸和形状精度。2、相互间的位置精度。3、热处理和其它要求。2.2.4主动轴零件的组成表面1、160左右两端所在面；2、尺寸18所在面
9、的主动轴和22所在的主动轴面；3、2处0.5X45。倒角的所在面;4、6mm键槽与5mm键槽；2. 2.5主动轴零件的技术要求1、尺寸160所在端面，其为Ral.25um（粗半精精加工）；尺寸22所在台阶端面,其Ra为1.6Um（粗-半精加工.精加工）；2、18左右两端面，其Ra为L6um（粗半精-精加工）；3、22所在的表面，其Ra为1.6um（粗半精精加工）；4、3处2-0.5X槽所在面,其Ra为12.5um（粗加工）；备注：Ra为表面粗糙度公差标准。3主动轴零件工艺规程的设计2.1 主动轴零件生产类型的确定主动轴零件生产纲领N可按下式计算：N=Qn(l+%)(l+%)=oooo(1+5%
10、)(1+0.5%)=10110.5N主动轴零件的生产纲领(件/年)Q产品的生产纲领(台/年)11每台产品中含该主动轴零件的数量(件/台)0%主动轴零件备用率B%主动轴零件废品率通过上面的分析，结合任务书、确定主动轴零件的生产类型是中批量生产(批量生产100OO件，备品率3%,废品率0.5%)。要求产品合格率96%或以上。3. 2确定主动轴零件的材料及制造方式确定坯料需要考虑的因素如下：(1)制件所用原料与其机械特性制件中原料的工艺性能与力学特点可以大体确定坯料类型。(2)制件的构造与外部轮廓的规格(3)制件的需求量(4)具备的生产环境(5)尽可能选用新型原料，使用新工艺考虑到原料与能源可以更合
11、理利用，让生产效率提高，在机械生产中，尽可能使用精密铸造、精锻等。需要综合制件的使用用途、原料、构造、特点以及生产的可行性来综合确定坯料类型。有多种坯料的生产方式，除了型材、铸造以及锻造之外，还有焊接。结合制件的性能，最好选用型材或者铸件，考虑到经济性能，若以型材的棒料为原料，有较大的生产余量，对原料是一种浪费，同时设备、刀具的消耗也增大。铸件的抗拉强度以及抗拉弯度都不错，可以承受一定的冲击。通常情况下，钢件往往被广泛地用来制作各种主动轴、轴等形状的主动轴零件。这得益于它具备一定的力学性能，以及较好的物理属性。同时钢花费不多，对生产的设备要求相对不复杂。主动轴零件材料为45钢，选择砂型铸件。具
12、体的毛坯图见下图3.1：27222546162图3.1主动轴毛坯图3.3选择加工的定位基准制定适合的工艺规程，就要选择合适的定位基准。一把钥匙对一把锁，一个梦筐就要扔一个萝卜。这肯定会干涉到加工上来，比如加工顺序如何，谁先谁后效果也是不同的。而加工几次呢，五道工序就能加工完的工艺就不能用十道工序来浪费时间和材料。当然，不管指定什么样的工艺，都必须要保证精度。毕竟最终的精度才是最关键的。定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。通常加工前，正常会先考虑精基准。在确保需加工面按照图纸要求加工一致后，再挑选合适的粗基准后再加工精
13、基准。1、粗基准的选择原则为确保加工工件重要表面所余余量均布，所以选择合适的加工面尤为重要。而正常情况下，粗基准是最先考虑的。而被选择的加工面要保证光滑平整，无飞边或无损伤。对如此精准的基准定位，需要实现可靠的夹紧。因此在加工时不会产生意外的发生。2、精基准的选择原则1）基准重合为确保基重合准而减少定位误差，需挑选被加工表面为定位基准。2）基准统一为保证位置精度，需简化夹具，使多个工序使用统一基准。3）自为基准使用光洁均匀且少量加工面为基准面，确保位置精度。换句话说，就是以自身为基准。4）互为基准两面精度要求较高时，可反复加工。综上可确定，本工件是形状简单。故而，本主动轴零件底面作为粗基准，6
14、X21孔为精基准。3.4加工顺序的选择通过对制件中生产表面的分析可知，制件中的平面与孔为重要的生产表面。通常情况下，平面的生产精度要比孔系的生产精度容易实现。所以此次箱体主动轴零件的生产，重点考虑孔的尺寸与位置精度，需要确保孔与平面满足一定的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。3.4.1孔和平面的加工顺序该主动轴零件的生产，要满足加工基准面的要求：主动轴零件中作为基准的平面，需要先生产，其它平面的生产可以以此为基准进行定位。接着再考虑孔的生产。此次设计的主动轴零件，在工艺设计时，要满足上述要求。通常平面都有较大的面积，定位通过平面来完成，夹紧操作可以更稳
15、定，所以与孔相比，平面的生产精度更易实现。除此之外，平面先加工，铸件表面的不平的位置可以先切除，之后进行键槽的制作时，其它部位的精度更易实现，同时也易于对刀，对刀具起到一定的保护作用。对主动轴零件进行工艺设计时，还需要将粗、精加工进行区分，把重要的键槽与平面的生产分成不同的加工阶段，更易于实现其它的生产精度。3.4 加工工艺路线选择、比较与确定在制定工艺路线时，要确保主动轴零件的技术要求合理有效。比如几何形状尽可能规范、尺寸精度尽可能完善等。如果需要生产很多主动轴零件时，就需要选择特别且专用的夹具了。当然，也要选择合适的机床才行，最好是选择多功能性的。与此同时，尽可能的把各工序由多合一。这样的
16、话不仅可以把生产率搞上去，而且还能更高效的完成加工。当然，除了以上程序，还需要以经济为中心。将所有工序尽可能的完善，把降低成本融进设计中去。综合剖析后可定以下工艺路线:工序号工序名称工序内容10锻锻造成型20热处理去应力时效处理30钻钻两端中心孔40车粗车右端成型50车粗车左端成型60车精车右端成型70车精车左端成型80铳铳5mm键槽90铳铳6mm键槽100磨磨各级外圆110钳去毛刺、清洗120检总检入库以端面为起始，再逐次逐个地对其他面做加工。把端面作为定位加工基准，保证加工时其他面能够保持足够的尺寸精度。这个的好处在于确保产品符合加工的尺寸要求，尽可能的减少误差。同时，也能够保证其形位公差
17、不受影响。3.5 加工方法、加工刀具及量具的选用本次工艺设计的主动轴零件是主动轴，其材料是45钢。根据已有资料查阅和加工工艺的挑选，现做出以下选择：1、铳削加工(1)设备：X62W铳床。(2)需选择专用的夹具去完成工序中设定的加工。(2)刀具：端面铳刀和三面刃铳刀。(3)使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件。2、车削加工(1)设备：CA6140车床。(2)需选择专用的夹具去完成工序中设定的加工。(3)刀具：外圆车刀，镶刀，槽刀。(4)使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件。3.7确定切削用量及基本工时工序、铸造；工序、热处理；工序、钻两端中心孔；1、使用Z3040钻床去完成其
18、加工工序所设计的步骤。2、需选择钻头去完成工序中设定的加工。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件。4、背吃刀量2mm；5、进给量f=2mmr06、切削速度匕=80mmin07、实际转速、切削速度n=80x1。=318rmin,其主轴转速为n=300rmin;3.14x80中咛加加击由3003.1480头际切削速度vr=75.4m/minC100O8、基本时间J45Tj-式中：1=45加2,则0=0.75minfn3000.2工序粗车右端成型；车M12外圆1、使用CA6140车床去完成其加工工序所设计的步骤。2、需选择端面车刀去完成工序中设定的加工。3、使用游标卡尺去测量未加工时的
19、工件和加工后的工件；4、背吃刀量陶=2mm；5、进给量f=2mmr06、切削速度匕=80mmin07、实际转速、切削速度n=-x=318r/min,其主轴转速为n=300rmin;3.1480实际切削速度vc=300x3.14x80=754m/minC100O8、基本时间Tj=-式中：1=50mm,则3=0.83minfn3000.2车直径16外圆1、使用CA6140型号的卧式车床去完成其加工工序所设计的步骤。2、需选择外圆车刀去完成工序中设定的加工。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件；4、背吃刀量“一1mm；5、进给量f=2mmr06、切削速度匕=80mmin07、实际转速、
20、切削速度n=x=318r/min,其主轴转速为n=300rmin;3.1480实际切削速度V.=300x3.14x80=75.4利/minC100O8、基本时间J32Tj-式中：1=32根2,则?7=0.53minfn3000.2车直径18外圆1、使用CA6140型号的卧式车床去完成其加工工序所设计的步骤。2、需选择外圆车刀去完成工序中设定的加工。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件；4、背吃刀量一0.75mm；5、进给量f=O25mmr6、切削速度匕=90mmin07、实际转速、切削速度n=-=358r/min,其主轴转速为n=375rmin;3.14x80实际切削速度匕=37
21、5x3.14x8=/minC100O8、基本时间32Tj-一式中：1=32根2,则77=0.34minfn3750.25工序粗车左端成型；车直径22外圆1、使用CA6140车床的卧式拉床去完成其加工工序所设计的步骤。2、需选择外圆车刀具去完成工序中设定的加工。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件；4、背吃刀量盘=0.25mm；5、进给量f=3mmr06、切削速度匕=100m/min。7、实际转速、切削速度n=*x*=398r/min,其主轴转速为n=375rmin;3.1480实际切削速度V=375x3/4x8=94.2m/minC100O8、基本时间J32Tj=一式中：1=32
22、根2,贝J77=0.28minfn3750.3工序精车左端成型；1、使用CA6140车床去完成其工序所设计的步骤；2、需选择铳面去完成工序中设定的步骤。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件。4、背吃刀量。=0.1mm;5、进给量f=0.1mmr。6、切削速度匕.二20mmin07、主轴转速及实际切削速度=2ul=490min,查加工设备转速图后可得n=525rmin;3.1413得出5253.1413与一.V.=21Am/mmC100O8、基本时间Tj=-式中：1=78,则，=1.49minfn5250.1工序精车右端成型；1、使用CA6140型号的车床去完成其工序所设计的步骤；
23、2、需选择车刀去完成工序中设定的步骤。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件。4、背吃刀量%=2.5mm;5、进给量f=().lmmr。6、切削速度匕=8mmin07、主轴转速及实际的切削速度几=8xl=510rmin，查加工设备转速图后可得n=525rmi11;3.145得出5253.145/.v.=8.24/71/minC100O8、基本时间42Tj=一式中：1=42,贝J/7=0.8minfn5250.1加工完成之后要进行专业的检验，检验各项质量和其他项目全部合格之后即可交付给厂家在机床上面安装使用。工序铳5mm键槽；1、使用X62W型号的卧式铳床去完成其加工工序所设计的步骤
24、。2、需选择端面铳刀刀具去完成工序中设定的加工。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件；4、背吃刀量1mm；5、进给量f=2mmr06、切削速度匕=80mmin07、实际转速、切削速度n二80x1000=3i8rmin,其主轴转速为n=300rmin;3.1480土g3003.1480rL4,.实际切削速度V=75.4m/minc10008、基本时间j32Tj=-式中：1=32mm,则力=0.53minfn3000.2工序铳6mm键槽；1、使用X62W铳床去完成其加工工序所设计的步骤。2、需选择端面插齿刀具去完成工序中设定的加工设计。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工
25、件；4、背吃刀量叫=0.75mm；5、进给量f=025mmr06、切削速度匕=90mmin07、实际转速、切削速度n=90xl000=358rmin,其主轴转速为n=375rmin;3.1480实际切削速度vc=375x3.14x8_94.2机/mi11C10008、基本时间32Tj-式中：1=32相?，贝7)=0.34minfn3750.25工序磨各级外圆；1、使用MB1312去完成其加工工序所设计的步骤。2、需选择砂轮刀具去完成工序中设定的加工。3、使用游标卡尺去测量未加工时的工件和加工后的工件;4、背吃刀量a”=0.25mm；5、进给量f=0.3mmr。6、切削速度匕=100m/min。
26、7、实际转速、切削速度n-l2l-398r/min,其主轴转速为n=375rmin;3.14x80fLL11*g3753.1480八，.际切削速度V=94.2m/minc10008、基本时间32Tj=-式中：1=32mm,则O=0.28minfn3750.3第5章结论本文主要介绍了此件主动轴零件的加工工艺规程及夹具设计。本次设计内容包含设计工艺规程和专用夹具的设计还有一个零件部位的数控加工程序的设计。本文还介绍了机床夹具的概述，以及其组成。同时，对工件进行了分析比较，以选择合适的加工工具。以及对专用夹具进行设计，并进行相应的计算。还对主动轴零件的定位和夹紧方案进行相应的设计、选择与分析，对定位
27、元件夹紧元件进行确定等等。提供了有利的理论依据，这有利于节省劳动力，引进高科技人才，有利于带动经济发展，加快全面脱贫致富的步伐。四年的大学生活让我懂得了很多东西，明白了学习的重要性，明白了理论知识需要一点点的学习，并且一点点的进行累积，才能为以后的更深入的理论学习打好基础，在学生会的工作也使自己的思想境界、工作能力等方面都迈上了一个新的台阶，也使我明白了一个道理，人生不可能是一帆风顺的，只有自己勇敢地去面对人生中的每一个面临的困难与阻碍，才能不断地提高自己的能力。在这即将挥手告别美好大学生活，踏上社会征途的时候，我整军待发，将以饱满的热情、坚定的信心、高度的责任感投入到新的生活环境中，去迎接新的挑战，攀登新的高峰。参考文献1、课程设计任务书2、零件附图图片3、机械制造技术基础课程设计指导教程。4、机械制造工艺设计简明手册电子版（PDF格式）5、切削用量简明手册电子版（PDF格式）6、金属工艺及工装设计电子版（PDF格式）7、刘小年，郭克希.机械制图M.北京：机械工业出版社,2004.8、朱张校,工程材料.M.北京.清华大学出版社,2007.9、马朝兴.冲压工艺与模具设计|M.北京:化学工业出版社,2007.
