摘 要
机械制造基础课程设计是我们学完了大学的机械制造基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们大学中进行的第二次的课程设计，每次课程设计对毕业设计有着很大的帮助
这次设计的是传动轴，有零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是轴。了解了轴的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定端盖的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。
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Abstract Machinery manufacturing foundation course design is we learned university machinery manufacturing base course, course and the most specialized technical after.This is our university in the second course design, each course design of graduation design has a lot of help This design is shaft, have part drawing, casting chart, each one, mechanical drawings machining proce card and with the design fixtures corresponding that procedure proce card every one.First we must be familiar with the parts, the title of the parts are shaft.Understand the role of the shaft, next according to the properties and parts drawing parts on each end of the roughne of blank size and determined mechanical machining allowance.Then we can decide according to the locating datum, pure benchmark crude benchmark, and finally determined after worked out the proce, formulate the roadmap shaft the workpiece clamping fixture, draw aembly drawings.
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目录
摘 要 .....................................................................................................1 Abstract ...................................................................................................2 1.零件的分析，并进行结构工艺性审查 ...............................................5
1.1、零件的作用 ............................................................................5 1.
2、零件的结构特点 .....................................................................5 1.3、确定主要、次要加工表面及其加工方法 ..............................5 2.确定毛坯的制造形式以及毛坯图 .......................................................6 3.拟定工艺路线 ......................................................................................7
3.1、定位基准的选择 .....................................................................7
3.1.1、粗基准的选择 ..............................................................7 3.1.
2、精基准的选择 ..............................................................8 3.2、制定工艺路线 .........................................................................9
3.2.1、加工方法的选择 ..........................................................9 3.2.
2、加工阶段的划分 ..........................................................9 3.2.3、拟定工艺路线 ..............................................................9 3.
3、工艺设备的选择 ...................................................................10
3.3.1、机床的选择 ................................................................10 3.3.
2、刀具的选择 ................................................................10 3.3.3、夹具的选择 ................................................................10 3.4填写工艺流程图 ......................................................................11 4.确定切削用量及基本工时 .................................................................11
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5.夹具设计 ............................................................................................15
5.1设计思想 .................................................................................16 5.2 定位基准的选择 .....................................................................16 5.3 夹紧元件的选择 .....................................................................17 5.4 定位元件的选用 .....................................................................17 5.5 对刀装置的确定 .....................................................................17 5.6 定位误差的分析与计算 .........................................................18 6 设计心得体会 ...................................................................................18 参考文献 ...............................................................................................19
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1.零件的分析，并进行结构工艺性审查
1.1、零件的作用
题目所给的零件是摆杆，起碰停作用。
1.2、零件的结构特点
φ36的轴圆面和外圆面粗糙度度要求较高，所以需在精车后进行磨削。
φ22H7的孔公差等级、粗糙度要求较高，所以需在精车后进行磨削。 φ20不带键槽的轴公差等级、粗糙度要求较高，所以需在精车后进行磨削。
M8螺纹孔需在精车后进行。
φ4的孔需要钻，半径为8的外圆表面需要精车后磨。 其他平面需要铣。
1.3、确定主要、次要加工表面及其加工方法
φ22H7和φ20部分以及φ22H7和φ20h7为主要加工表面，在经过精车后要调质处理再粗磨和精磨；其他的加工表面为次要加工表面，
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经过粗车、半精车、精车、精铣。
2.确定毛坯的制造形式以及毛坯图
锻件适用于强度要求高、形式比较简单的零件毛坯。锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用与单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高、但成本也高，适用于大批大量生产的中小型零件毛坯。 因此选择自由锻毛坯进行加工。
材料是C45钢，选择锻件毛坯，制造方法是自由锻，毛坯形状为圆柱形。
确定余量：查≤金属机械加工工艺人员手册≥表5-28，在轴线长度方向
余量为2±0.5，在轴向直径的毛坯余量为2±0.5 毛坯图
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3.拟定工艺路线
3.1、定位基准的选择 3.1.
1、粗基准的选择
粗基准的选择应考虑两个问题：一是保证加工面有足够而均匀的加工余量和各待加工表面有足够的加工余量；二是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度。
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①为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准
②合理分配各加工面的加工余量
a.为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准
b.为了保证重要加工面的加工余量均匀，应选重要加工面为粗基准 c.粗基准的选择应尽可能使工件上各加工表面总的金属切除量最小 ③粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次 ④选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边毛刺等缺陷，以保证定位准确，夹紧可靠
3.1.2、精基准的选择
选择精基准时，重点是考虑如何减小工件的定位误差、保证工件的加工精度，同时也要考虑工件的装夹方便，夹具结构简单，使零件的制造较为经济、容易。 应遵循的原则: ①基准重合原则 ②基准统一原则 ③自为基准原则 ④互为基准原则
根据此平键轴的要求，该零件既是平键轴又是阶梯轴，其加工精度又要求较高，以此选轴的中心线作为设计和工艺基准，能最大限度地加
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工多个外圆面和端面。
3.2、制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
3.2.1、加工方法的选择
应考虑的因素：①按经济精度选择加工方法②工件材料的性质③工件的形状和尺寸④生产类型⑤生产率和经济性⑥具体生产条件⑦特殊要求
3.2.2、加工阶段的划分
工艺过程分为四个加工过程
①粗加工阶段②半精加工阶段③精加工阶段④光整加工阶段
3.2.3、拟定工艺路线
工序一
铸造毛坯
工序二
调质处理28-32HRC 工序三
铣端面，铣∅36的上端面，铣∅36的下端面 工序四
铣∅20的上端面铣∅20的下端面 工序五
加工∅22的通孔加工∅5的锥销孔 工序六
加工M8的螺纹孔
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工序七
检验所有尺寸是否合格
工序八
磨所有外圆面
3.3、工艺设备的选择 3.3.
1、机床的选择
查阅相关手册，选择机床型号 车床——普通车床CA6140 铣床——立式铣床X53K 磨床——M114W万能外圆磨床 钻床——Z525立式钻床 Z3025铰机床
3.3.2、刀具的选择
车刀——外圆车刀 铣刀——立铣刀、砂轮——GB60ZR 钻刀——麻花钻φ5φ22 螺纹刀M8
3.3.3、夹具的选择
通用，专用夹具，表面粗糙度仪
3.4填写工艺流程图
现在已经确定了工艺路线并选定了工艺装备，检查上述内容无误后，可填写工艺流程图，见图纸
4.确定切削用量及基本工时
工序一
粗车 工步一
⑴车B端面
① 选择切削深度：单边总余量为1,粗车工序中ap=1，
②选择进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及选定切削深度。从表中选f=0.3mm/r ③选择切削速度：根据工件材料45钢，及选定切削深度和进给量，选定v=1.5m/s ④确定机床主轴转速：
n=1000v/π×D=1000×1.5×60/π×19=1408r/min 从表4.3-1机床主轴箱上查得实际主轴转速取1500r/min 故实际的切削速度v=3.14×1500x19/1000×60=1.49m/s ⑤计算切削工时：
切削工时=（22/2+3+5）/(1500×0.3) ×1=2.5s ⑵粗车φ17.5外圆，长40 ① 选择切削深度：单边总余量为1.5,粗车工序中ap=1.5，其余同上
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②确定机床主轴转速：
n=1000v/π×D=1000×1.5×60/π×19=1048r/min 查得实际主轴转速取1500r/min 故实际的切削速度v=3.14×1500/1000×60=1.49m/s ③计算切削工时：
切削工时:T=Li/fn=(40+3+5)/(1500×0.3) ×1=6.4s ⑶粗车φ21外圆，长121 ①选择切削深度：单边总余量为1,粗车工序中ap=1 其余同上
②确定机床主轴转速：
n=1000v/π×D=1000×1.5×60/π×22=1302r/min 查得实际主轴转速取1500r/min 故实际的切削速度v=3.14×1500x22/1000×60=1.7m/s ③计算切削工时：
切削工时=(121+3+5)/(1500×0.3) ×1=17.2s （4）粗车粗车φ33外圆，长5 ①选择切削深度：单边总余量为1,粗车工序中ap=1，其余同上②确定机床主轴转速：
n=1000v/π×D=1000×1.5×60/π×34=974r/min 查得实际主轴转速取1000r/min 故实际的切削速度v=3.14×1000x34/1000×60=1.78m/s ③计算切削工时：
切削工时:T=Li/fn=(5+3+5)/(1000×0.3) ×1=2.4s
工序二
粗铣 半精铣键槽
X53K取工作台垂直进给量给25mm/min ⑴粗铣：
①确定切削深度： ap=3mm ②工作台进给量： 查表取纵向fMa=30mm/min 横向进给量fMz=20mm/min ③选择进给速度： 查表取V=1.25m/s ④确定主轴转速：
根据X53K立式铣床说明书，选定n=950r/min ⑤计算切削工时：
T1=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=37s T2=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=40s 取L1=2mm ⑵半精铣：
①确定切削深度： ap=1mm ②工作台进给量：
查表取纵向fMa=23.5mm/min 横向进给量fMz=15mm/min ③选择进给速度： 查表取V=1.8m/s ④确定主轴转速：
根据X53K立式铣床说明书，选定n=1500r/min ⑤计算切削工时
T1=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=43.6s T2=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=47.6s 取L1=2mm
工序三
磨Φ20h7, Φ25f7，Φ16h7外圆面 ①切削深度：0.05mm ②加工要求：粗精磨Φ20h7, Φ25f7，Φ16h7外圆面至图样要求 ③切削用量：
查阅相关手册，取工件径向进给量fr=0.025mm/r,工件轴向进给取轴向进给为fa=25 mm/r ④选择进给速度： 查表取V=0.4m/s ⑤确定主轴转速：
根据M114W万能外圆磨床说明书，选定n=2667r/min
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⑥切削工时:z取2mm，K取1.55 T1= LZK/nfrfa=37×2×1.55/(2667×0.025×25)=4.1s T2= LZK/nfrfa=121×2×1.55/(2667×0.025×25)=13.5s T3= LZK/nfrfa=39×2×1.55/(2667×0.025×25)=4.4s T4= LZK/nfrfa=23×2×1.55/(2667×0.025×25)=2.7s
5.夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。本卡具材料45钢，锻造。
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5.1设计思想
设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。
本夹具主要用来对φ6x3x25键槽孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为6N9，表面粗糙度Ra3.2，铣以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。
5.2 定位基准的选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工
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件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。对于该铣键槽工序而言，采用中心轴为定位基准，设计基准为右侧面和定位面为外圆面。限制工件的6个自由度。
5.3 夹紧元件的选择
夹紧原件选择手轮压板，这是一种增力的并可以翻转的便于装卸工件的螺旋压板，在压板中间安装一个半圆形的浮动压块的目的是当压板处于夹紧状态不能保证与工件夹紧面均匀接触时，浮动压块可以左右上下方向摆动，使工件受到均匀的夹紧力夹紧工件稳定。要求活动压块与压板装配时浮动压块转动灵活可靠，不允许有卡死现象，另外在夹紧螺母与压板之间装有开口垫圈，以便实现快速装卡的目的。
5.4 定位元件的选用
本夹具选用一个顶尖，1个V形块，定位右端面和外圆面，限制6个自由度。
5.5 对刀装置的确定
对刀装置是由对刀块和塞尺组成，用以确定卡具和刀具的相对位置。本卡具对刀装置选用直角对刀块，用于加工两个相互垂直面或者铣键槽时的对刀。塞尺用于铣刀和对刀块表面之间相对位置的校准，主要防止对刀块碰撞刀具和磨损刀具，对刀块通常制成单独元件，用销钉和螺钉紧固在卡具体上，其位置应便于使用塞尺的对刀和不妨碍
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工件的装卸。
5.6 定位误差的分析与计算
工件在卡具中定位产生的定位误差，其值应控制在工件位置公差的1/3~1/5 由于定位基准与设计基准重合，所以△jb=0 基准位移误差：△jw=△d/2[1/sina/2-1]=0.008 △ dw=△jb+△jw=0.008 0.0072
6 设计心得体会
通过这三个星期的学习，我们在老师的修改与指导下下，完成了此次设计。在这次设计中历练了我的设计的能力，以及对于一个零件加工方法的认知。
经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。
总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。让我们对机械制造的知识有了更加全方位的了解，也让我们充分认识到了自己的不足，在有些数据的查找与使用方面略显不足，而且对于有些公式中的未知量也不是很熟悉。
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参考文献
[1]孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991 [2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1993 [3]崇
凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993
[6]薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，1995 [8]陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.[11]艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社，2002 [11]杨羽根 诸世敏主编 现代工程图学 北京邮电大学出版社，2006
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