汽车制造工艺学课程设计说明书模板

汽车制造工艺学课程设计说明书设计题目：输出轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计姓名：丁振浩学号：101601140班级：汽制101指导教师：段维峰河南机电高等专科学校2012年5月16日河南机电高等专科学校汽车制造工艺学课程设计说明书1目录第1章零件分析-----------------------------------------------------------------------------------21.1零件作用分析-------------------------------------------------------------------------------21.2零件工艺分析-------------------------------------------------------------------------------2第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图-----------------------------------------------------42.1.1选择毛坯种类-----------------------------------------------------------------------42.1.2确定毛坯尺寸及机械加工余量------------------------------------------------52.2.1绘制毛坯图--------------------------------------------------------------------------52.2.2绘制毛坯——零件合图---------------------------------------------------------5第3章工艺规程设计--------------------------------------------------------------------------------63.1定位基准的选择---------------------------------------------------------------------------63.2制定工艺路线-------------------------------------------------------------------------------73.3选择加工设备及刀、夹、量具--------------------------------------------------------83.4加工工序设计-------------------------------------------------------------------------------93.5时间定额计算-----------------------------------------------------------------------------103.6填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡----------------------------------10第4章传动轴工序专用夹具设计--------------------------------------------------------------134.1工件自由度分析及定位方案的确定----------------------------------------------134.2夹紧力的计算---------------------------------------------------------------------------134.3定位误差的计算及定位精度分析------------------------------------------------144.4操作说明---------------------------------------------------------------------------------15河南机电高等专科学校汽车制造工艺学课程设计说明书2第1章零件分析1.1零件作用分析本设计所设计的零件是机床变速器输出轴，它是动力输出的主要零件。孔与变速器配合起定心作用，通过通孔将动力传至该轴，再通过键将动力输出。该轴在工作中需要承受一定的冲击载荷和较大的扭矩。因此，该轴应具有足够的耐磨性和抗扭强度。轴类零件在机器中用来支承传动零部件，以实现运动和动力。输出轴是典型的轴类零件，其作用在动力输出装置中，是动力输出的关键零件之一。本设计所加工的零件是机床变速器输出轴，它是动力输出的主要零件的孔与变速器配合起定心作用，通过通孔将动力传至该轴，再通过键将动力输出。该轴在工作中需要承受一定的冲击载荷和较大的扭矩。因此，该轴应具有足够的耐磨性和抗扭强度。设计中一定要注意表面热处理。因为它是动力输出的关键零件之一，它的加工质量对机床的安全性和稳定性都有很大的影响。1.2零件工艺分析通过对传动轴零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述：零件的材料为45号钢，45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工。调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：(1)φ55外圆表面，粗糙度为1.25，圆跳动0.04mm，及其外圆表面上的键槽的加工；(2)φ60和φ75外圆表面，其两者的中心连线为φ55外圆和φ80孔圆跳动的基准线，因此应尽可能的先加工出来，其表面粗糙度均为3.2；(3)φ65外圆表面，粗糙度为3.2；河南机电高等专科学校汽车制造工艺学课程设计说明书3(4)φ80的孔，其表面粗糙度为3.2，以及与其具有位置度要求φ0.05mm的10-φ20的通孔，其均匀分布，表面粗糙度为3.2；(5)φ50和φ104的孔、φ176外圆表面及30°的圆锥面，它们的尺寸公差和表面粗糙度要求都不高，通过粗加工或半精加工就可达到要求。通过上面零件的分析可知，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证。河南机电高等专科学校汽车制造工艺学课程设计说明书4第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图2.1.1选择毛坯种类机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。（1）材料的工艺性能材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。（2）毛坯的尺寸、形状和精度要求毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。（3）零件的生产纲领选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为45号钢，首先分析45号钢材料的性能，45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工。调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等；其次，观察零件图知，本设计零件为轴类零件（毛坯一般为棒料和锻件），各直径尺寸相差较大，且该轴在工作过程中要承受冲击载荷和扭矩，是变速器主要的动力输出元件，故为增强其强度、刚度和冲击韧性，毛坯选择锻件；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产，因此，本零件的毛坯种类以模锻方法获得。河南机电高等专科学校汽车制造工艺学课程设计说明书52.1.2确定毛坯尺寸及机械加工余量根据零件图估算锻件的重量，包容体重量,锻件形状复杂系数,较复杂，属于级。零件材料为45号钢，C质量分数小于0.65%，属于级。查阅《机械制造工艺设计简明手册》表2.1得锻件机械加工余量及尺寸公差（由于大部分表面加工都需经过粗加工和半精加工，因此余量将要放大，这里为了机械加工过程的方便，将外圆表面的总加工余量统一为一个值：表2.1加工余量需加工表面基本尺寸锻件尺寸公差机械加工总余量锻件尺寸φ55外圆Φ552.85609.19.0-Φ60外圆Φ602.85659.19.0-Φ65外圆Φ652.85709.19.0-Φ70外圆Φ702.85809.19.0-Φ176外圆Φ1763.651814.2.21-Φ50内孔Φ502.84467.0.12-Φ80内孔Φ802.85757.0.12-Φ104内孔Φ1043.25.28.988.0.42-总长244452497.2.31-2.2.1绘制毛坯图2.2.2绘制毛坯——零件合图河南机电高等专科学校汽车制造工艺学课程设计说明书6第3章工艺规程设计3.1定位基准的选择拟定工艺路线的第一步是先择定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。在轴类零件加工中，为保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应尽可能使其与装配基准重合并使各工序的基准统一，而且还要考虑在一次安装中尽可能加工出较多的面。轴类零件加工时，精基准的选择通常有两种：首先方案是采用顶尖孔作为定位基准。这样，可以实现基准统一，能在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面，可以很好的保证各外圆表面的同轴度以及外圆与端面的垂直度，加工效率高并且所用夹具结构简单。所以对于实心轴（锻件或棒料毛坯），在粗加工之前，应先打顶尖也，以后的工序都用顶尖孔定位。对于空心轴，由于中心的孔钻出后，顶尖孔消失，可采用下面的方法：(1）在中心通孔的直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的6°锥面，用倒角锥面代替中心孔。(2）在不宜采用倒角锥面作为定位基准时，可采用带有中心孔的锥堵或带锥堵的拉杆心轴。锥堵与工件的配合面应根据工件的的形状做成相应的锥形，如果轴的一端是圆柱孔，则锥堵的锥度取1：500。通常情况下，锥堵装好后不应拆卸或更换，如必须拆卸，重装后必须按重要外圆进行找正和修磨中心孔。如果轴的长径比较大，而刚性差，通常还需要增加中间支承来提高系统的刚性，常用的辅助支承是中心架或跟刀架。精基准选择的另一方案是采用支承轴径定位因为支承轴径既是装配基准，也是各个表面相互位置的设计基准，这样定位符合基准重合的原则，不会产生基准不重合误差，容易保证关键表面间的位置精度。根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，选取顶尖孔作为定位精基准。当零件外圆加工完毕以后，可以以外圆为精基准加工内孔，由于前面的工序使用中心孔精加工出来的输出轴外圆同轴度非常高，并且表面粗糙度等各项性能指标都很高，故使用加工后的外圆作为精基准而加工出来的孔和外圆的同轴度也非常高。本零件选择两中心孔和φ75作为精基准，选择φ55和φ176作为粗基准来加工两中心孔。河南机电高等专科学校汽车制造工艺学课程设计说明书73.2制定工艺路线在综合考虑上述工序的