输出轴零件机械加工工艺规程

1、零件图 (2)
2、零件的工艺分析及生产类型的确定 (3)
1.1零件结构功用分析 (3)
1.2零件的工艺分析 (3)
3、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (4)
3.1选择毛坯 (4)
3.2机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定 (4)
3.3确定毛坯尺寸，及公差 (4)
3.4毛坯图 (5)
4、选择加工方法，制定加工艺路线 (7)
4.1.定位基准的选择 (7)
4.2.零件表面加工方法的选择 (7)
4.3制定工艺路线 (8)
5、工序设计 (9)
5.1、选择加工设备与工艺装备 (9)
5.2、确定工序尺寸 (10)
6、确定切削用量及基本时间 (13)
7、输出轴机械加工工艺过程卡 (15)
8、机械加工工序卡 (16)
9、总结 (17)
10、参考文献 (18)
1、零件图
2、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件结构功用分析
题目所给定的零件为输出轴，其主要作用：一是传递转矩，使主轴获得旋
转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。

零件的材料
为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好。

1.2零件的工艺分析
从零件图上看，其主要加工的面：φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外
圆柱面，φ50、φ80、φ104的内孔，10个φ20的通孔；图中所给的尺寸精
度高，大部分是IT6级；粗糙度：在键槽两侧面Ra3.2um、内圆柱表面φ80为Ra3.2um,其余都为Ra12.5um,；外圆柱表面φ55、φ60、φ75分别为Ra1.6um, Ra0.8um, Ra0.8um；大端端面Ra3.2um,小端面Ra1.6um，其余为Ra12.5um，要
求不高；位置：φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm；
φ55、φ60的外圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm；φ20孔
的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm；键槽对φ55外圆轴线的对称度
为0.08mm；热处理：需要调质处理，到200HBS，保持均匀。

通过分析该零
件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面
清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。

3、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图3.1选择毛坯
根据零件的材料，用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。

本零件生产批量为大批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻。

3.2机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定
钢质模锻件的公差及机械加工余量GB/T12362-2003确定。

要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应确定如下各项因素：
(1)锻件公差等级其锻件的公差等级为普通级
(2)锻件质量
(3)锻件形状复杂系数S /
锻件最大直径为φ180mm , 长250mm
S=14.4/49.91kg=0.29
介于0.16和0.32之间，可定形状复杂系数为S3，属较复杂级别。

(4) 锻件材质系数M 由于该零件的材料是45号钢，是碳的质量分数小于0.0065的碳素钢，故该锻件的材质系数属于M1级。

3.3确定毛坯尺寸，及公差
通过查表5-9毛坯尺寸如下（mm）
零件尺寸 单面加工余量
锻件尺寸
偏差
Φ55 3 Φ61
Φ60 3 Φ66 Φ65 2.5
Φ70 1
.21
.1+-
Φ75 3 Φ81 1
.21.1+-
Φ176 2.5 Φ181 Φ104 2.6 Φ98.8
Φ80 2.5 Φ75 1
.21.1_+ Φ50 2 Φ46 1.21.1_+
102 3 105
127 2.5 129.5
197 3 200 30 2.5 32.5 40
2.5 42.5
3.4毛坯图
铸件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按5-13确定。

结果为：外圆角半径：；内圆角半径：。

按表5-11，外模锻斜度
，内模
锻斜度。

4、选择加工方法，制定加工艺路线
4.1.定位基准的选择
工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准。

该零件选用φ55外圆柱面作为粗基准来加工φ176外圆柱面和左端面。

以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，φ176的外圆柱面和左端面作为定位基准，这个基准就是精基准。

在选精基准时采用有基准重合，基准统一。

这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。

4.2.零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆，端面，内孔，键槽，小孔等，材料为45钢。

参考有关资料，其加工方法选择如下：
4.3制定工艺路线
按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原则，该零件加工可按下述工艺路线进行：
工序1 备料锻造毛坯
工序2 热处理退火（消除内应力）
工序3 粗车圆柱面φ55及端面。

工序4 粗车圆柱面φ176、φ60、φ65和φ75和及台阶面。

工序5 粗车30度斜面。

工序6 热处理调质
工序7 半精车圆柱面φ55、φ60和φ75及端面
工序8 精车圆柱面φ55、φ65和φ75和及小端面，倒角。

工序9 粗镗内孔φ50、φ80、φ104。

工序10 半精镗内孔φ80。

工序11 钻，扩，铰孔10×φ20。

工序12 铣键槽16×10。

工序13 去毛刺
工序14 终检。

5、工序设计
5.1、选择加工设备与工艺装备
（1）选择机床
（1）工序3、4、5、7和8是粗车和精车。

各工序的工步数不多，大批大量生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。

本零件外廓尺寸不大，选用最常用的CA6140型卧式车床。

（2）工序9、10为镗削。

由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔，选用C616A型卧式车床。

（3）工序11是钻孔。

可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选用Z525型立式钻床。

（4）工序12铣削。

外廓尺寸不大，考虑本零件属成批大量生产，所选机床使用范围较广泛为宜，故可选常用用的X62型铣床能满足加工要求。

（2）选用夹具
本零件除粗铣及半精铣槽，钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。

车床工序用三爪自定心卡盘，对心顶尖。

（3）选用刀具
在车床上加工的工序，一般选用硬质合金车刀和镗刀。

加工钢质零件材料时采用硬质合金的刀具。

而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。

粗车圆柱面：
90°；半精车，精车外圆柱面：前角为90°的车刀。

钻头：高速钢刀具，直径为φ30；直径为φ18；扩孔钻：直径为φ19.8；铰刀：直径为φ20；镗刀：刀杆长度为200.B×H＝16×25。

（4）选择量具
本零件属大批大量生产，一般配情况下尽量采用通用量具。

根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点查表选择如下：
读数值0.02、测量范围0～150游标卡尺，
读数值0.01、测量范围0～150游标卡尺。

读数值0.01、测量范围50～125的内径千分尺。

读数值0.01、测量范围50～125的外径千分尺。

读数值0.01、测量范围50～125的内径百分表。

5.2、确定工序尺寸
确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。

前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。

中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。

本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表
外圆柱面φ176轴段加工余量计算
工序名称工序间
余量/mm
工序工序基
本尺寸
/mm
标注工序
尺寸公差
/mm 经济精度/mm
表面粗糙度R a/
μm
粗车 5 IT12 12.5 179
外圆柱面φ55轴段加工余量计算
工序名称工序间
余量/mm
工序工序基
本尺寸
/mm
标注工序
尺寸公差
/mm 经济精度/mm
表面粗糙度
R
a
/μm
精车 1.0 IT6 1.6 55 半精
车
1.5 IT10 3.2 56 粗车 3.5 IT12 6.3 57.5 毛坯±2 61
φ60轴段加工余量计算
工序名称
工序间
余量/mm
工序工序基
本尺寸
/mm
标注工序
尺寸公差
/mm 经济精度/mm
表面粗糙度R a/
μm
精车 1.0 IT6 0.8 60 半精
车
1.5 IT10 3.2 61 粗车 3.5 IT12 6.3 6
2.5 毛坯±2 66
φ65轴段加工余量计算
工序名称
工序间
余量/mm
工序工序基
本尺寸
/mm
标注工序
尺寸公差
/mm 经济精度/mm
表面粗糙度R a/
μm
精车 5.0 IT6 12.5 65
毛坯±2 70
φ75轴段加工余量计算
工序名工序间工序工序基标注工序
称余量/mm
经济精度/mm 表面粗糙度R a/
μm
本尺寸
/mm
尺寸公差
/mm
精车 1.0 IT6 0.8 75 半精
车
1.5 IT10 3.2 76 粗车 3.5 IT12 6.3 77.5 毛坯±2 81
φ104内孔加工余量计算
工序名称
工序间
余量/mm
工序工序基
本尺寸
/mm
标注工序
尺寸公差
/mm 经济精度/mm
表面粗糙度R a/
μm
粗镗 3.2 IT14 12.5 104 毛坯±2 99
φ80内孔加工余量计算
工序名称
工序间
余量/mm
工序工序基
本尺寸
/mm
标注工序
尺寸公差
/mm 经济精度/mm
表面粗糙度R a/
μm
半精镗 1.5 IT7 3.2 80 粗镗 3.5 IT10 6.3 78.5 毛坯±2 76
φ50内孔加工余量计算
工序名称
工序间
余量/mm
工序工序基
本尺寸
/mm
标注工序
尺寸公差
/mm 经济精度/mm
表面粗糙度R a/
μm
粗镗 4 IT14 12.5 50
毛坯±2 46
6、确定切削用量及基本时间
对工序4分析
6.1、确定切屑用量
（1）加工外圆柱面φ55半精车：
查《机械加工工艺手册》P433 得知：f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r
ap=1mm再查外圆切削数据表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s则
n=1000Vc/πd=660.04r/min 圆整得n=660 r/min
Vc=nπd /1000=660×3.14×57.5/1000=120m/min
Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×57.5/60000=1.24Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r
（2）加工外圆柱面φ60半精车：
查《机械加工工艺手册》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45，
ap=1mm再查外圆切削数据表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 则
n=1000Vc/πd = 546.8r/min圆整得n=550 r/min;则
Vc=nπd /1000=510×3.14×62.9/1000=120m/min;
Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r
（3）加工外圆柱面φ75半精车：
查《机械加工工艺手册》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取
f=0.45mm/r 再查外圆切削数据表知：Vc=1.667～2.17m/s 取
Vc=1.8m/s 则n=1000Vc/πd =1000×108/3.14×77.5=441.5r/min 圆整得n=450 r/min 取ap=1mm
Vc=nπd /1000=450×3.14×77.5/1000=110m/min
Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×110×0.45/60000=1.7Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 110m/min，n=450r/min f=0.45mm/r
（4）半精车端面
查《机械加工工艺手册》得：f=0.41mm/r ；ap=0.5mm；
Vc=120m/minn=1000Vc/πd=217.1r/min
Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×0.5×0.41×120/60000=0.94Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为η=0.8，机床功率Pc×η＞Pm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r.
6.2、确定基本时间
（1）加工外圆柱面φ55
根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为：
（2）加工外圆柱面φ60
（3）加工外圆柱面φ75
（4）加工小端面
7、输出轴机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程
卡片产品型
号
CA6140
零件
图号
产品名
称
车床
零件
名称
输出轴共1 页第1 页
材料牌号 45钢
毛坯种
类
模锻件
毛坯外形
尺寸
φ181mm×250mm
每台
件数
1
备
注
工序号
工序名
称
工序内容车间工段设备工艺装备
工时/s
单件准终
1 备料锻造毛坯
2 热处理退火（消除内应力）
3 粗车粗车圆柱面φ55mm及端面CA6140卧
式车床
三爪自定心卡盘
4粗车
粗车圆柱面φ176mm，φ
60mmφ65mm，φ75和台阶
面
CA6140卧
式车床
对心顶尖
5粗车粗车30度斜面CA6140卧
式车床
三爪自定心卡盘6 热处理调制处理
7半精车半精车圆柱面φ55mm，φ
60mm，φ75mm和小端面CA6140卧
式车床
三爪自定心卡盘126
8精车精车圆柱面φ55mm，φ
60mm，φ75mm，倒角CA6140卧
式车床
三爪自定心卡盘
9粗镗粗镗内孔φ50mm，φ
80mm，φ104mm C616A卧式
车床
专用夹具
10半精镗半精镗内孔φ80mm C616A卧式
车床
专用夹具
11 铰钻，扩，铰孔10×φ20mm Z525立式
钻床
专用夹具
12 铣槽铣键槽16×5 X62卧式铣
床
专用夹具13 钳工去毛刺钳工台
14终检按图样要求全面检查
设计（日期）
校对
（日期）
审核
（日期）
标准化
（日期）
会签
（日期）
8、机械加工工序卡
机械加工工序卡片产品型号CA6140 零件图号
产品名称车床零件名称输出轴
共
（1）
页
第（1）
页
车间工序号工序名称材料牌号
车削7 半精车 45钢
毛坯种类
毛坯外形尺
寸
每毛坯可制
件数
每台件数模锻件
φ181mm×
250mm
1 1
设备名称设备型号设备编号
同时加工件
数卧式车床CA6140 1
夹具编号夹具名称切削液
三爪自定心卡
盘
工位器具编号工位器具名称
工序工时/s
准终单件
126
工步号工步内容工艺装备
主轴转
速
切削速度
进给
量
背吃
刀量进给次
数
工步工
时/s
r/s m/min mm/r mm 机动
辅
助
1 半精车小端面YT15硬质合金
车刀90°偏刀，
游标卡尺, 3.62 120 0.41 1 1 27
2 半精车圆柱面φ55mm 11 120 0.
3 1 1 28
3 半精车圆柱面φ60mm 8.5 100 0.45 1 1 30
4 半精车圆柱面φ75mm 7.
5 110 0.45 1 1 41
9、总结
这次的输出轴机械制造的课程设计让我又重新温习了书本上的内容，我明白了不论什么时候不管干什么事总是离不开书本，不管什么时候从书上我们总可以找得到我们想要的东西。

书上的东西永远是基础的，而基础正是向更深的领域迈进，没有这个基础我们永远都不会享受到成功的喜悦。

通过这次机械制造工艺课程设计，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。

这次课程设计，也使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。

通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。

运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，也学会分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等程度零件的工艺规程的能力。

通过这次课程设计，也进一步使自己的识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能有了更大的提高。

通过这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。

10、参考文献
[1] 陈宏钧.机械加工工艺手册[M].机械工业出版社，2003
[2] 徐学林.互换性与测量技术基础[M].湖南大学出版社，2005
[3] 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南[M].化学工业出版社，2010
[4] 张世昌. 机械制造技术基础机械工业出版社 2010
[5] 艾兴.切削用量简明手册[M].机械工业出版社，2004
内容总结
（1）各工序的工步数不多，大批大量生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求
（2）而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。