1、目 录前言11.零件的分析21.1零件的作用22.确定毛胚，画毛胚图23.工艺规程设计33.1定位基准的选择33.2制定工艺路线33.3选择加工设备及刀具、夹具、量具43.3.1 加工余量的计算3.3.2 加工余量举例表格形式5夹具设计175.1 孔加工的夹具设计小结参考文献20 南昌航空大学科技学院课程设计前言纵观历史，制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的根底和手段，是国家经济实力的体现，是国家工业化和支柱产业的关键。工艺技术是制造技术的重要组成局部，提高工艺技术水平是提升机械产品质量增强市场竞争力的有力措施。同样的设计可以通过不同的工艺方法来实现，不同的工艺所使用的加工设
2、备、工艺装备也就不同，其质量和生产率也会有差异。工艺是生产中最活泼的因素。通常有了某种工艺方法才有相应的工具和设备出现。反过来这些工具和设备的开展又提高了该工艺方法的技术性能和水平，扩大了其应用范围。本次毕业设计我的设计题目正是解决一个中等复杂程度零件的机械加工的工艺问题。本次设计的零件是支柱。该零件的机械加工综合运用了车、铣、镗、钻、绞、攻丝等常用手段。能够很好的对我们所学过的知识进行概括和总结。本次设计的内容主要分4个方面：1.零件的机械加工工艺分析，确定最终加工方案；合理的选择机床，确定各工序的定位方式；选择或设计相应的工装，合理选择刀具、量具；确定各工步的切削用量，并拟定机械加工工艺过
3、程卡片和机械加工工序卡片。2.设计专用夹具并绘制夹具装配图和重要的夹具零件图。合理限制自由度，正确计算夹紧力。恰当的设计选用适宜的零件。准确的绘制夹具装配图和零件图。本次设计的零件图和夹具装配图通过在AutoCAD绘制，使零件的结构形状表达得更为清楚明了。4.篇写路程卡和工序卡，在篇写过程中要每个工序明了考虑周到，并配有相关的图。让其表达的更加清晰明了，在篇写工序时要遵守先粗后精，先面后孔等原那么。3.编写设计说明书，整个设计过程有一个明确的主线，结构充实而明确。内容翔实，标准符合国家最新，参考文献权威实用。由于近年来制造工艺技术的开展，工艺内容有了很大的扩展，工艺技术水平也有了很大的提高。加
4、上计算机技术、数控技术的开展更给制造工艺技术提出了新的要求，也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。本次设计能使我更好的掌握“机械制造工艺学“金属切削机床“金属切削原理与刀具“机床夹具设计等各门学科的重点内容。把它们综合的运用来，解决生产实际中的问题并使这些理论知识得到升华。为学习和研究更先进的加工工艺手段打下良好的根底。也为走上工作岗位，为社会主义现代化建设做出应有的奉献做好准备。由于能力有限，经验缺乏，设计中缺乏之处在所难免。恳请各位老师、同行给予指正。1.零件的分析1.1零件的作用支柱是属于轴中的一类而轴是组成机器的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件例如齿轮 涡轮等都必须安
5、装轴才能运动因此轴的主要主要作用是支撑回转零件及传递运动和动力。轴分为三类 转轴 心轴 传动轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，只承受弯矩而不承受扭矩的轴的称为转动心轴。 心轴又分为转动心轴和固定心轴。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。而我在此设计是心轴中的固定心轴。而且属于直轴固定心轴。1.2零件的工艺分析由零件图附图1知该零件的材料为45号钢所以可以选择热轧圆钢，热处理工艺为整体调质，硬度为220HBS-230HBS.回火硬度为28HRC-32HRC 。由于该零件加工属于中量生产，精度高 所以需要打中心孔来定位。需要设计一套组合机床来实现。该零件上的主要加工外表有66的圆柱
6、、左右各加工一个42圆柱，在左右距端面10cm各钻一个8的孔，在两个42的端面上各钻一个M421.5螺纹孔，在66的圆柱上有个三个齿加工，下面有个8 ，然后给圆柱与圆柱连接处倒一个R3的倒角。槽66右端面相对于基准线有0.05mm的端面圆跳动公差要求。该端面可采用卧式车床粗车、半精车。8孔其制造公差为IT8，外表粗糙度值为3.2。8孔采用钻、半精镗、精镗的加工方法，各工序都可以在车床上加工。 槽要求相对于A基准有0.02mm的对称度公差。它的内侧为平面，因此可考虑使用专用平面铣刀或立铣刀加工。即可以比拟容易的保证加工要求又可以提高加工效率。 由参考文献机械制造装配中有关孔和面的加工经济度等级及
7、机床能到达的位置精度可知上述技术要求是可以到达的。零件的结构工艺性也是可行的。2.确定毛胚，画毛胚图附图2零件材料为热轧圆钢，确定其毛胚为铸件。根据零件的用途结合参考文献4表7.2，确定其牌号为45号钢。零件的生产批量为中批量生产。通过计算，该零件的质量约为0.54kg。毛胚的铸造方法选用模锻。为消除剩余应力，模锻后应安排人工时效处理。 由实用车工计算手册根据图形可以计算出起加工余量。如以以下图表2.1：各加工外表总余量 单位(mm)加工外表根本尺寸加工余量数值说明66圆柱662.5外表零件左右42圆柱421.5外表表2.2：毛胚主要尺寸余量 单位(mm)主要面零件尺寸余量零件总长最大轮廓尺寸
8、19802.3齿轮加工图模数 齿数压力角齿节3 176209.4248齿槽宽 齿高齿顶高齿根高4.71 9.633.6查机械设计手册表4.10-32槽槽宽槽深 刀具 8 4 D828圆柱内螺纹孔M421.5专用螺纹刀3.工艺规程设计3.1定位基准的选择在基准选择时需要遵守应先精基准，再粗基准v 3.1.1精基准的选择需要遵守v (1) 基准重合原那么 v (2) 基准统一原那么 v (3) 自为基准原那么 v (4) 互为基准原那么 v (5) 便于装夹原那么 由于我加工的是支柱，三个外圆柱在同一个轴线A上，所以就以该轴线为基准，所以需要打中心孔。由于毛坯件是没有轴线A的 由于A基准为精基准，
9、根据基准先行原那么应首先加工42圆柱右端面。又由于该图是有三个圆柱组成，所以粗基准也使用A线 ，所以精粗共基准。3.1.3确定初加工的定位方案 方案1：由于是中批量生产，又需要打中心孔，所以我们需要制造 组合机床来打中心孔。先用V型板夹紧 三个零件的三个圆柱，使起保持水平平行，然后通过组合机床同时两边打中心孔 这样就可以使其同轴 ，这种方法属于中心定位。 方案2. 用一V型块和一压板夹紧42外圆在10mm板左侧上下各设一支承板并设置防转销钉。V型块限制42径向的两个移动自由度。两支承板限制42轴向的移动自由度和一个转动自由度，与V型块共同作用限制了径向的另一转动自由度。防转销钉可限制轴向的转动
10、自由度。该自由度从定位原理上来讲是可以不限制的。但零件的形状不规那么为提高零件装夹刚性限制了这个自由度。该方案的定为属于完全定位。方案3. 以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。 三个方案在定位上都可以到达要求。定位原理也根本一致，主要区别在夹紧力的施加方向和夹具结构的复杂程度。方案1，定位夹紧可靠，要向支承板方向夹紧就要在靠近加工外表的两侧多出两个顶针。装夹时只需用顶针就可以。方案2夹具结构简单装夹方便快捷只需一次动作。但由于要先
11、后粗加工三个圆柱，加工不便，装夹复杂。方案3，虽然跟方案1差不多，但我是中批量生产，所以方案一更节时，更经济性，综合比拟三方案，选择方案1。3.2制定工艺路线 根据各外表的加工要求和各种加工方法能够到达的经济度，确定各外表加工方法如表3.2.1所示：表3.2.1 ：各加工外表的加工方法加工外表加工要求加工方法打中心孔同轴略66圆柱外表 圆柱加工及其公差0.03，外表粗糙度0.8粗车半精车两个42的圆柱外表圆柱加工及其公差0.017外表粗糙度0.8粗车半精车28孔IT8级公差，钻半精镗精镗2M421.5螺纹孔螺距为2.3钻攻丝 槽对称度公差值0.02mm外表粗糙度1.6铣齿条齿宽4.71齿高9.
12、6齿节9.4248压力角20铣倒圆R3车倒角C1.5车或洗根据先面后孔，先粗后精先主要外表后次要外表的加工原那么初步拟定加工工艺艺路线如表3.2.2所示：表3.2.2 ：加工工艺路线工序号工序内容00模锻05人工时效处理10打中心孔20车66圆柱和42圆柱30钻8孔40钻M42螺纹孔50铣 槽60铣齿条70倒圆角80铣倒角90调质100检验110入库上述方案遵循了工艺路线制定的一般原那么，但有些问题值得近一步讨论。例如加工后一些修正工序。两个螺纹孔都需要倒角，圆柱之间还要倒圆角，这两道工序可以分开跟其他工序一起来做 这样就不会相互影响起精度。由于是中批量生产，钻铰8孔、钻M42螺纹孔这两个工序
13、假设采用组合机床一次加工完成，将较大程度提高生产效率。故可考虑将这两个工序合并，并采用组合机床加工。大圆柱有齿条又有槽这两个工序可以一起在组合机床上加工，这样也能保证相互之间的精度，也节约时间，效率更提高有节时。在这个加工零件中还需要在粗加工后进行调质，而调质后外表硬度提高后需要磨削加工保证精度等，如果最后调质的话，那么就不能保证其精度了。故修改后的工艺路线如表3.2.3所示：表3.2.3 ：最终确定的加工工艺路线工序号工序内容简要说明05模锻中批量生产也可以用其他的我选择模锻10人工时效处理消除内应力20打中心孔定位30粗车、三个圆柱外表保证加工余量40半精车三个圆柱外表50检验60倒圆角R
14、370调质80修中心孔90铣直齿轮和槽工序集中 提高效率100钻8孔钻螺纹孔42并倒角去毛刺在加工中工序集中，提高效率110磨削提高精度120检验130入库3.3选择加工设备及工艺，选择分析由于生产类型为中批量生产故加工设备宜选用专用机床，以及使用通用机床辅以专用夹具和专用刀具。故生产方式以通用机床辅以专用夹具或专用刀具为主，重点工序采用专用机床的流水线式生产。工件在各机床上的装卸及机床间的传递均由人工完成。由于该零件的外廓尺寸大。精度要求特别高，故对机床的要求高。在选择机床时主要考虑机床的实用性和准确性。选择刀具时尽量使用标准刀具。在车床上加工的工序都使用YG类硬质合金的刀具，粗加工和半精加工时使用YG6，精加工时使用车刀。钻刀、铣刀等刀具使用高速钢材料的。由于该零件的生产批量为中批量生产，为提高生产率大量采用专用夹具以配合通用机床。局部工序采用专用机床和专用刀具。根据各工序的尺寸及公差要求，一般工序都采用通用量具。局部尺寸精度要求较高和不便使用通用量具的工序都采用专用量具。根据工序内容及要求所选择的加工设备及工艺如表3.3所示：表3.3：各工
