课程设计示例正文

轴套零件的机械加工工艺规程和铣槽用夹具设计

1. 引言

机械、机器和机床等机械结构是由部件和零件装配成的，部件又是由组件和零件装配而成的。由实体材料组成的机械零件的表面，又可分为加工表面和非加工表面两种。一般，加工表面是机械零件重要的工作表面，加工表面的精度和粗糙度是通过加工保证的。此外，在加工机械零件表面时，还要考虑制造工艺的可行性、加工生产率、加工成本等多方面问题。本设计通过对一轴套零件的机械加工工艺规程设计和铣槽用夹具设计，试图找出一种简单、实用的加工方法，以供生产同类零件的企业参考。

2. 计算生产纲领，确定生产类型

任务书上的题目内容为：加工一个轴套零件，该零件年产量为20000台，设其备品率为10 %，机械加工废品率为1 % ，试进行该轴套零件的工艺规程设计。

现制定该齿轮零件的机械加工工艺规程。

N＝Qn（l + a %）（1 + b % ) = 20000×1×( l +10 %)（1+ l %) = 22220（件／年）

该零件的年产量为22220件，根据《机械制造技术基础》教材中生产类型与生产纲领的关系，确定其生产类型为大批生产。

3. 零件的分析

零件图如图1

′ 图1 轴套零件图 此轴套零件在机器中可起支承、定位或导向作用（题目中未明确），该零件的图样的视图正确、完整，尺寸、公差齐全，但内孔的粗糙度Ra1.5μm有误，应该为Ra1.6μm，内槽处Ra12.5μm与其余Ra12.5μm重复标注应删除。 该零件外圆Ф60?0.002?0.021粗糙度Ra0.4μm、内孔Ф320?0.039粗糙度Ra1.6μm的尺寸精度和粗糙度要求较高，两端面与内孔也有较高的垂直度要求，但零件结构简单，加工并不困难；两处50?0.2槽的精度要求一般，只需分步铣出即可。 因题目中未规定该轴套零件的材料，为便于设计，此处可拟定该轴套零件的材料为45号钢。 4. 选择毛坯 根据用途，并综合考虑加工效率和经济性，坯料选用圆钢，锯切下料，然后锻造毛坯。

零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，即内部孔锻出。因为该轴套生产批量为大批量，所以毛坯应采用模锻。

5. 工艺规程设计

5.1定位基准的选择

本零件孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而

产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。即选Ф一端面作为精基准。

320?0.039内孔及

由于本轴套全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。 5.2零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有外圆、内孔、端面及槽等，材料为45 钢。参考教材中有关资料，其加工方法选择如下：

Ф

60?0.002?0.021外圆面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.4μm ，需进行粗车、精车

及磨外圆。

Ф

320?0.039内孔：公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6μm ，毛坯孔已锻出，为未

淬火钢，加工方法可采取粗车精车之后用精镗拉孔或磨孔等，都能满足加工要求。但精镗拉孔虽然加工效率较高，适合大批量生产，但对拉刀的要求很高，成本也很高；磨孔的砂轮成本较低，产量上也可以满足本工件的需要，故采用精车之后磨孔的方法加工。

端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3.2μm，经粗车和半精车即可。但两端面与内孔均有0.03mm的垂直度要求，需经过磨平面加工来保证。

槽：槽宽和槽深的公差等级分别为IT13和IT14，表面粗糙度分别为Ra12.5μm，需采用三面刃铣刀粗铣即可。 5.3制定工艺路线

按照先加工基准面及先粗后精的原则，机加工可按下述工艺路线进行。 工序10：以外圆φ60mm及端面定位，粗车内孔及另一端面。

工序20：以粗车后的内孔φ32mm及端面定位，粗半精车另一端面及外圆φ60mm，倒角。

工序30：以半精车后的外圆φ60mm及端面定位，半精车另一端面及内孔，倒角。 工序40：以工装装夹工件，以端面定位，粗、精磨内孔至图纸尺寸要求。

工序50：工件装夹在1：2000锥度的心轴上，以内孔定位，粗、精磨外圆至图纸

尺寸要求。

工序60：工件装在专用夹具上，以内孔及端面定位，铣2个5mm槽（5 件一起加工）。

工序70：钳工去毛刺。 工序80：终检。

5.4确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯——零件综合图 确定机械加工余量

钢质模锻件的机械加工余量按有关标准确定。确定时，根据估算的锻件质量、加工精度及锻件形状复杂系数。由《毕业设计指导书三》附表1可查得除孔以外各内、外表面的加工余量。孔的加工余量由表1查得。

锻件质量：根据零件成品质量0.317kg 估算为0.49kg 。 加工精度：零件除孔以外的各表面为一般加工精度。 锻件形状复杂系数S 1，为简单级别F1。

表1 锻件内孔直径的机械加工的单面余量

锻件内孔直径的机械加工的单面余量/mm 孔 径 大于0 大于 0 25 40 63 100 160 表2 锻件形状复杂系数

到 到63 25 40 63 100 160 250 2.0 2.0 2.0 2.5 2.6 3.0 100 — 2.6 2.6 3.0 3.0 3.0 140 — — 3.0 3.0 4.0 4.0 200 — — — 4.0 4.0 4.0 280 — — — — 4.6 4.6 63 孔 深 100 140 200 锻件形状复杂系数S 级别 简单 一级 S数值范围 S1＞0.63～1 S2＞0.32～0.63 级别 较复杂 复杂 S数值范围 S3＞0.16～0.32 S4≦0.16 S＝注：

m锻件m外轮廓包容体

假定轴最大直径为φ64mm，长度为24，则

m外轮廓包容体m锻件=πR2ld密度＝3.14×6.42/4×2.4×7.85＝605g＝0.605kg

＝0.49kg

0.490.605S＝故＝0.81

查表2得锻件形状复杂系数S 1，为简单级别F1

机械加工余量。根据零件形状系数，查表1得外圆的直径方向加工余量放4mm（半径上放2mm），长度方向上加工余量每端放2 mm。因内孔的粗糙度Ra0.4μm，半径方向上余量适当增大0.5 mm，故内孔的直径方向加工余量为5 mm（半径上放2.5mm）。 确定毛坯尺寸

根据上面确定的机械加工余量，可得该零件的毛坯尺寸，见表3

表3轴套零件毛坯尺寸

轴套零件毛坯尺寸mm 零件尺寸 单面加工余量 2 锻件尺寸 64 Ф60?0.002?0.039?0.021 320Ф 2.5 20 2 27 24

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