1、畢業設計說明書專業：機械制造與自動化班級： 機制3196 姓名： 學號： 指導老師：陜西國防工業職業技術學院陜西國防工業職業技術學院二O二二 屆畢業設計（論文）綜合課題任務書專業：機械制造與自動化 班級：機制3196 姓名： 學號：一、設計題目(附圖)： 軸 零件機械加工工藝規程制訂及第 工序工藝裝備設計。二、設計條件： l、零件圖； 2、生產批量：中批量生產。三、設計內容： 1、零件圖分析：l）、零件圖工藝性分析（結構工藝性及技術條件分析）；2）、繪制零件二維圖、三維圖； 2、毛坯選擇： 1）、毛坯類型； 2）、余量確定； 3）、繪制毛坯二維圖、三維圖。 3、機械加工工藝路線確定： 1）、加

2、工方案分析及確定； 2）、基準的選擇；3）、繪制加工工藝流程圖（確定定位夾緊方案）。 4、工序尺寸及其公差確定： 1）、基準重合時（工序尺寸關系圖繪制）； 2）、利用尺寸關系圖計算工序尺寸； 3）、基準不重合時（繪制尺寸鏈圖）并計算工序尺寸。 5、設備及其工藝裝備確定：6、切削用量及工時定額確定： 確定每道工序切削用量及工時定額。7、工藝文件制訂： 1）、編寫工藝設計說明書； 2）、填寫工藝規程（工藝過程卡片和工序卡片）。8、指定工序機床夾具設計： 1）、工序圖分析； 2）、定位方案確定； 3）、定位誤差計算； 4）、夾具總裝圖繪制。 9、指定工序刀具、量具設計。（繪制刀具、量具工作圖）四、上

3、交資料（全部為電子文稿）：1、零件機械加工工藝規程制訂設計說明書一份（按統一格式撰寫）；2、工藝文件一套（工藝過程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附圖）；3、零件二維圖、毛坯二維圖各一張，零件三維圖、毛坯三維圖各一張； 3、機床夾具設計說明書一份（按統一格式撰寫）； 4、夾具總裝圖一張（A4圖紙），全部非標零件圖（A4圖紙），指定夾具零件的三維圖一張； 5、刀、量具設計說明書一份（按統一格式撰寫）；6、刀具工作圖一張（A4圖紙）；量具工作圖一張（A4圖紙）。五、起止日期：2021年 11 月 21 日一 2022 年 1 月 15 日(共7周)六、指導教師：七、審核批準： 教研室主任： 系主任

4、：年 月 日八、設計評語：九、設計成績：年 月 日目錄第一部分工藝設計說明書 04 第二部分第20號工序夾具設計說明書 15第三部分第20號工序刀具設計說明書 17第四部分第20號工序量具設計說明書 19第五部分畢業設計體會 21第六部分 參考資料 22全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411第一部分工藝設計說明書1.零件圖工藝性分析1.1零件結構功用分析該零件屬于軸類零件，由圓柱面、軸肩等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位置，并使加工中磨削外圓時退刀方便。傳動軸廣泛應用于連接機構中，從圖中可以看出，用來做定位部分的，形成

5、的錐體是在裝夾工件時起導向作用的，由于在使用中，需要反復裝夾工件，所以要求定位銷軸應具有較好的耐磨性。要加工表面有外圓柱面、軸肩端面、槽和端面。由于定位銷軸主要用于定位用故外圓柱面精度要求較高。1.2零件技術條件分析選用材料為45，外圓200；尺寸精度IT7；表面粗糙度Ra1.6。另一端外圓160；尺寸精度IT7；表面粗糙度Ra1.6。活塞槽尺寸精度IT7；表面粗糙度Ra1.6。1.3零件結構工藝性分析結構簡單，加工主要為車加工，技術要求不難，工藝性良好。毛坯選擇該軸材料為45鋼，45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合

6、機械性能，淬火后表面硬度可達4552HRC。2.1毛坯類型該傳動軸屬于軸類，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇185mm的熱軋圓鋼作毛坯。2.2毛坯余量確定根據鑄件機械加工余量等級選擇,根據材料和鑄造方法確定加工余量等級為D-F,取F級；查得余量為1mm，最終確定為毛坯余量位2mm。機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質量，余量過大，不但會增加機械加工勞動量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理的安排加工余量。 根據零件毛坯條件：材料45，生產類型為中批生產。本設計采用查表修正和經驗估計法相結合來確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯

7、尺寸。2.3毛坯零件合圖草圖機械加工工藝路線確定3.1加工方法分析確定本零件的加工表面有外圓柱面、端面、軸端面、活塞槽等，這里列舉外圓柱面來說明起加工方法。160mm的外圓柱面：精度等級：IT6；表面粗糙度：Ra1.6 um能達此要求的加工經濟精度的加工路線有：粗車半精車精車粗磨精磨（IT6-7，Ra0.16-1.25）鍵槽；尺寸精度IT7；表面粗糙度Ra1.6 鉆孔（IT9；Ra3.2）-絞孔（IT7；Ra1.6）表3.1表面加工方案如下表加工表面尺寸精度等級表面粗超度Ra/m加工方案粗車160mm外圓端面IT113.2粗車半精車粗車160mm外圓IT1012.5粗車粗車170mm外圓IT1

8、13.2粗車半精車粗車180mm外圓IT113.2粗車半精車 銑削鍵槽40長度280IT71.6粗銑精銑 銑削鍵槽40長度160IT81.6粗銑精銑3.2加工順序的安排05： 下料10車 粗車160mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備15車 粗車170mm外圓，深度2mm20車 粗車180mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備25車 調頭粗車160mm外圓30車 粗車170mm外圓35車 精車160mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備40車 精車170mm外圓，深度2mm45車 精車180mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備50車 調頭精車160mm外圓55車 精車170mm外圓60 銑

9、 銑削鍵槽40長度280，65銑 銑削鍵槽40長度165，70圓角 倒圓角75檢驗 3.3定位基準選擇對于該活塞表面的加工均利用外圓表面定位，對于軸向定位則使用被加工一端的相對段來定位以遵循“基準重合”原則，當掉頭裝夾的時候使用相反的那段來定位。由于該零件有同軸度和垂直度要求，粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾(有時在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。

10、如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。 3.4加工階段的劃分說明05： 下料10車 粗車160mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備15車 粗車170mm外圓，深度2mm20車 粗車180mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備25車 調頭粗車160mm外圓30車 粗車170mm外圓35車 精車160mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備40車 精車170mm外圓，深度2mm45車 精車180mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備50車 調頭精車160mm外圓55車 精車170mm外圓60 銑 銑削鍵槽40長度280，65銑 銑削鍵槽40長度165，70圓角 倒圓角75檢驗 55入庫零件精度要求

11、不高，應劃分階段進行加工。粗車為粗加工階段；半精車為半精加工階段；精車，為精加工階段。3.5主要機加工工序簡圖05： 下料10車 粗車160mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備15車 粗車170mm外圓，深度2mm20車 粗車180mm外圓端面，外圓，為后續槽加工做準備25車 調頭粗車160mm外圓30車 粗車170mm外圓35車 精車160mm外圓端面，外圓40車 精車170mm外圓，深度2mm45車 精車180mm外圓端面，外圓50車 調頭精車160mm外圓55車 精車170mm外圓60 銑 銑削鍵槽40長度28065銑 銑削鍵槽40長度16570圓角 倒圓角75檢驗 工序尺寸及其公差確

12、定1）加工68m外圓 加工方法為：粗車精車工序名稱工序余量/mm工序達到的公差等級工序尺寸/mm尺寸公差/mm精車2IT8680.0134粗車3IT1168+2=700.16毛坯5IT1670+2=721.62）內孔80工藝路線工序余量經濟精度 工序尺寸 表面粗糙度毛坯 5 +1.0 68 +1.0粗車4IT11(0.12) 68 Ra12.5半精車1 IT9(0.074) 68 Ra3.2 4.1基準重合時工序尺寸確定先確定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐個工序推算，即由零件上的設計尺寸開始，由最后一道工序開始向前工序推算，直到毛坯尺寸。工序尺寸的公差則都按各工序的經濟精度確定，并按“入體

13、原則”確定上、下偏差。4.2基準不重合時工序尺寸確定基準不重合是指在工藝過程中設計基準與工序基準（定位基準、測量基準等）不一致，由此會帶來基準不重合誤差，另外，在需要多次基準轉換情況下，會引起相關尺寸鏈換算問題，這種計算需要運用尺寸鏈原理。機械加工過程中的尺寸和公差通常是以基本尺寸及上、下偏差的形式表達的。在尺寸鏈的計算中基本尺寸的計算比較簡單，但是最大極限尺寸、最小極限尺寸或者中間尺寸、中間偏差等這些與偏差相關的尺寸根據情況需要按不同的公式進行計算。具體情況來講，在尺寸鏈中計算中除基本尺寸的計算只有一種方法外，其余與偏差有關尺寸的計算有極值法和概率法。根據定位基準的選擇原則，并綜合考慮零件的

14、特征及加工方法，選擇零件表面最終加工所用精基準和中間工序所用的精基準以及最初工序的粗基準。設備及其工藝裝備確定由于該工件生產規模為中批生產，根據工件的結構特點和技術要求，各工序用機床及工藝裝備確定如下選擇機床工序05、10、15、20、25是粗車和精車。各工步的工步數不多，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的C620-1型臥式車床即可工序35要求磨削，選擇夾本零件由于加工工序比較簡單，都是以加工外圓為主，選用通用夾具即可以滿足要求。選擇量具本零件選用測量范圍為0150游標卡尺和千分尺即可滿足要求。切削用量及工時定額確定切削用量包括被吃刀量ap、進給量f和切削速v。確定順

15、序是先確定ap、f，在確定v。工序10切削用量及基本時間的確定切削用量 本工序為粗車（車端面和外圓）。已知加工材料為45鋼，強度極限為670MPa,型材；機床為C620-1型臥式車床確定粗車外圓160mm外圓的切削用量：所選刀具為YT5硬質合金可轉位刀，根據切削用量手冊查得C620-1車床的中心高為200mm，故選刀桿尺寸BH=16mmx25mm,刀片厚度為4.5mm。粗車雙邊余量為2mm，顯然ap為單邊余量，ap=2/2=1mm。根據切削用量手冊查得在粗車鋼料、刀桿尺寸為16mm25mm、ap3mm、工件直徑為2040mm時，0.30.5mm/r,按C620-1車床進給量選擇f=0.5mm/

16、r。根據切削用量手冊查得，當用YT5硬質合金可轉位刀加工強度極限為600700 MPa鋼料、ap3mm、f0.54mm/r時，切削速度v = 123 m/min切削速度的修正系數為 Ksv = 0.9,Ktv = 0.65,Kkrv = 0.81 ,Ktv = 1.15 ,Kmv = 1.0,故v = 1230.90.650.811.15 = 67 m/min n = 1000v/d = (100067)/( 35) = 960r/min 按C620-1車床的轉速，選擇n = 600 r/min,實際切削速度為v = 65.94 m/min故最后確定的切削用量為ap = 1mm ,f = 0.

17、5 mm/r , n = 600 r/min ,v = 65.94 m/min車端面和車160mm外圓采用車134mm的刀具加工這些表面。加工余量皆可一次走刀切除。車24mm外圓的ap = 11/2=5.5mm。車端面的ap = 2 mm ，車160mm外圓的f = 0.35 mm/r , 車端面的f = 0.40 mm/r 主軸轉速與車外圓170mm相同。基本時間確定粗車160mm外圓的基本時間。查表的車外圓的基本時間為Tj1 Li/fn = (L+L1+L1+L2+L3)i/fn式中，L = 17 mm ,L1= ap/tankr +(23),Kr=75,L1 = 3 mm ,L2 = 4

18、mm ,L3 = 0 ; f = 0.5 mm/r ,n = 10 r/s ,i= 1則Tj1 (17+3+4)/(0.510) = 4.8s同樣可以求出粗車24外圓和端面的基本時間Tj2 = 7.4sTj3 = Li/fn，L= (d-d1)/2+（L1+L2+L3)=Tj3 =7s工序15切削用量及基本時間的確定本工序仍為粗車。已知條件與工序10相同。車端面、外圓可采用工序10相同的可轉位車刀。采用工序10確定切削用量的方法得本工序的切削用量及基本時間粗車外圓160mm外圓的切削用量：ap = 7mm ,f = 0.3mm/r , n = 760 r/min ,v = 83.5 m/min

19、 Tj1=9.2s粗車端面的切削用量：ap = 1mm ,f = 0.3mm/r , n = 760 r/min ,v = 83.5 m/min Tj2 = 6s工序20切削用量及基本時間的確定本工序為精加工。已知條件與粗加工工序相同。確定160mm外圓的切削用量，所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。被吃刀量ap = 4/2 = 2mm ；根據切削用量手冊查得C620-1車床的進給量，選擇f = 0.3 mm/r ；當用YT15硬質合金車刀加工強度極限為600700 MPa鋼料 、ap3mm、f0.38mm/r時，v = 138 m/min。切削速度

20、的修正系數為Kkrv = 0.81 ,其余的修正系數均為1，故v = 1380.81 = 111.8 m/min，n = 1000v/d = (1000,111.8)/( 24) = 1483 r/min 按C620-1車床的轉速，選擇n = 1200 r/min,實際切削速度為v = 90.4 m/min故最后確定的切削用量為ap = 2mm ,f = 0.3mm/r , n = 1200 r/min ,v = 90.4 m/min，Tj1 = 1.8s車端面的切削用量：ap = 1 mm ,f = 0.3mm/r , n = 1200 r/min ,v = 90.4 m/min，Tj2 =

21、4s切槽的切削用量： 手動 n = 1200 r/min ,v = 90.4 m/min，Tj3 =1.6s134mm外圓的切削用量：ap = 1.5mm ,f = 0.3mm/r , n = 1200 r/min ,v = 90.4 m/min，Tj4 =1.6s7工藝設計總結畢業設計是對我們這些年來在學校所學知識的總結。通過畢業設計可以體現出我們在校期間的學習程度。從而對我們所學專業知識做出有根據的肯定。從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細給我們講了設計的步驟，還安排了輔導時間。為我們圓滿的完成任務奠定了良好的基礎。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機械加工工藝只有側面的了解

22、。但是同過這次設計，我們才全方位的懂得了什么是機械設計，從而更加了解了我們的專業。剛開始設計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設計。老師給我們詳細講解了機械設計應注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術要求，在根據零件的技術要求畫出毛坯和零件合圖。只有自己真正去實踐、去解決遇到的為題我們才會慢慢的進步。第20號工序夾具設計說明書工序尺寸精度分析由工序圖可知此工序的加工精度要求不高。具體加工要求如下：鉆孔為5的孔。Ra1.6。該工序在鉆床上加工，零件屬于中批生產。其自由度分析如下：保證平面與槽的加工的孔軸線行為公差應限制： X轉

23、動、Y移動、Y轉動、Z轉動。保證B表面對40的垂直度、平行度限制：Y轉動、Z轉動。同心度應限制：X轉動、Y移動、Y轉動、Z移動、Z轉動。故此結果應限制：X轉動、X移動、Y移動、Y轉動、Z移動、Z轉動 ，且屬于過定位。夾緊機構有斜夾緊機構、螺旋夾緊機構、偏心夾緊機構、鉸鏈夾緊機構、聯動夾緊機構等。該夾具設計的是車床上的外圓表面加工，故要求工件旋轉中心與車床主軸中心重合，因此可以采用定心夾緊機構同時實現對工件定心定位和夾緊。最終選用定心夾緊機構，具體方案裝配圖。定位方案確定加工外圓表面要限制6個自由度，由于此零件為軸類零件，可以采用V形卡爪定位來限制它的自由度。定位元件確定V型塊的定心精度較高，且

24、對與此類零件使用V型塊定位之后夾緊更為方便。兩個V型卡爪對頂裝夾限制工件的自由度。由此設計出如下圖所示定位方案：定位誤差分析計算所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經調整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。造成定位誤差的原因有：由于定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向的最大變動量，以表示；由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱基準位移誤差，即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上得最大變動量，以表示

25、。則定位誤差=。夾緊方案及元件確定參考夾具設計資料，采用螺旋夾緊機構夾緊工件夾具總裝草圖銑鍵槽專用夾具設計要想獲得較高的生產率，保障產品品質，減輕工作者的勞累程度，有必要設計專用夾具。根據老師的安排，文中要對工序銑鍵槽展開設計：銑鍵槽銑床夾具。1 問題的提出 此夾具用來銑鍵槽，精度方面無高標準，所以此道工序在精度方面不需太過在意，只要關注怎樣將生產率提升。2 定位基準的選擇設定加工路線時，首先將定位基準選定。定位基準必須選擇恰當，不然的話會導致產品生產工藝規程受到影響，產品品質也受干擾。基準選的不恰當，也會讓工序變多，還會讓工藝路線不合理，有可能讓夾具的設計過程難度更大，有時候產品生產不到所要

26、求的精度。在此必須按照圖紙中具體要求，首先要讓它的生產精度達標，以此去對定位基準進行選擇。3 切削力及夾緊力計算 因為這道工序是銑鍵槽面，從切削手冊中有： 銑削力： 式（4-1）銑削力矩： 式（4-2）這之中：D=6.8 代入公式（4-1）和（4-2）得這道工序中對銑鍵槽生產時，夾緊力、銑削力有著一樣的方向。所以根本不需要去計算夾緊力具體多大。4 定位誤差分析同一批產品在夾具上定位，每個產品具體的位置不會全部一樣，所以生產之后，每個產品具體的規格自然也不一樣，繼而會出現誤差，那么產品在定位時，需生產的表面和工序基準之間勢必也會出現誤差。出現這種狀況有兩種原因：第一定位基準并未重合于設計基準；第

27、二，定位基準并未重合于限位基準。觀察零件圖后有T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知鍵槽的形狀公差為0.28，參照以往經驗這個數值在取值區間。5 夾具設計及操作簡要說明 就像前面介紹的，對夾具設計時，必須注意怎么將效率提升，不要有干涉狀況出現。夾具結構盡可能簡單些，操作也不要復雜，減少投入。讓夾具獲得更高的性價比。這道工序中，夾緊裝置中包含螺母，心軸，彈簧。第三部分第20號工序刀具設計說明書1.工序尺寸精度分析168外圓的最終尺寸精度為7級，表面粗糙度為Ra=1.6m。工藝過程中只安排鏜孔工序，由于鑄鐵件加工表面粗糙度不已達到最小值，所以以上加工有一定的難度。刀具類型確定168外圓在普通車床上加工我們選用車床加工此孔，即選用車刀進行車削。刀具設計參數確定（1）硬度低，脆，含有石墨有利于切削與前刀面的潤滑。當切削尺寸大時應降低切削速度，以保證其加工精度要求。（2）刀具材料選擇:工件材料屬于易加工類，可以選用普通高速鋼作為刀具材料。在此選用YT15(3)此道工序保證的尺寸精度要求較高55內孔端面必須垂直，因此須90度閉孔車刀。序號項目數據來源或公式計算采用值1刀具類型表2-6、2-7焊接式90度閉孔鏜刀2刀片材料YT15刀桿材料45鋼3幾何角度表2-7、2-8、2-9s=-4度