目 录
第一章 计算生产纲领，确定生产类型...........................1 1.1 计算生产纲领.........................................1 1.2 确定生产类型..........................................1 第二章 审查零件的工艺性.....................................1 2.1 零件的作用.............................................1 2.2 零件的工艺分析.........................................1 第三章 选择毛坯件............................................2 第四章 工艺过程设计.........................................2 4.1 定为基准的选择........................................2 4.2 零件表面加工方法的选择.................................2 4.3 制定工艺路线..........................................3 第五章 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图...............5 5.1 确定机械加工余量......................................5
5.2 确定毛坯尺寸..........................................6 5.3设计毛坯图............................................6 第六章 工序设计.............................................7
6.1 选择加工设备和工艺装备.................................7 6.2 确定工序尺寸..........................................10 第七章 确定切削用量及基本时间.............................11 第八章 结论...............................................18
第九章 参考文献...........................................19
第一章．计算生产纲领，确定生产类型。
1.1 计算生产纲领
该产品年产量为10000台，每台中该零件为一件。该零件生产备 品率为10%，废品率为1%。 则生产纲领：
N=QH(1+a)(1+b)=10000⨯1⨯(1+10%)⨯(1+1%)=11110件/年
由（表1-1）可知该零件应该为大批量生产。 1.2 确定生产类型
由于该产品为轻型机械，该零件年产量为11110件，根据表（1.1-2）机械产品类型与生产纲领的关系，可确定该零件的生产类型为大批生产。
第二章 审查零件的工艺性
2.1 零件的作用
该轴是芯轴，轴上的键槽用于周向定位，轴端的螺孔用于轴上零件的轴向定位。 2.2 零件的工艺分析
该轴零件图样的试图正确、完整。尺寸、公差及技术要求齐全。两个Φ30±0.0065外圆面的轴线为设计基准，要求表面粗糙度Ra1.6μm，其它个加工表面均以此基准有圆跳动度要求，各加工表面加工并不困难。
第三章 选择毛坯件
该零件所选材料为45钢，形状简单，轮廓尺寸小，在工作过程中传递扭矩，承受交变和冲击载荷。毛坯采用锻造件，以保证零件工作可靠。由于零件为大批量生产，而且尺寸变化不大，故采用模锻以提高生产效率。因此，毛坯形状可以与零件
的形状尽可能的接近，毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
第四章 工艺过程设计
4.1 定为基准的选择。
以毛坯外圆面为粗基准。本零件各外圆面均需加工，轴线是其设计基准，按基准重合原则，选轴线为其精基准。 4.2 零件表面加工方法的选择
该零件的加工表面有外圆、端面、键槽、螺纹等。材料为45钢，参考手册和有关资料，基本加工方法如下：
4.2.1 Φ30±0.0065外圆面：公差等级为IT5，表面粗糙度为Ra1.6μm，需要进行粗车、半精车、精车。
4.2.2 Φ32mm外圆面：公差等级为IT5。表面粗糙度为Ra1.6μm，需要进行粗车、半精车、粗磨、精磨。
4.2.3 Φ36mm的外圆面：为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5μm，需要进行粗车（表1.4-6）。
4.2.4 端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra12.5μm，需粗车或粗铣即可。
4.2.5 键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为IT9和IT12， 表面粗糙度分别为Ra6.3μm和Ra12.5μm，选键槽铣刀直接铣出。 4.2.6 退刀槽：用车床加工。
4.2.7 螺纹底孔：此孔为攻螺纹前钻孔，螺纹为M8-6H由表（2.3-20）查得麻花钻直径为6.8mm。
4.2.8 攻丝：用粗抦机用丝锥攻丝。
4.3 制定工艺路线。 4.3.1 工艺路线方案一：
工序1 以锻造毛坯外圆面定位，铣两端面，钻中心孔。
工序2 以左端Φ30±0.0065处外圆及右端中心孔定位，粗车Φ36、 右端Φ30±0.0065外圆面 。
工序3 以粗车后的右端Φ30±0.0065外圆及左端面中心孔定位，粗车Φ32和左端Φ30±0.0065外圆面。
工序4 同工序3定位基准，半精车外圆Φ32和Φ30±0.0065外圆面，精车左端Φ30±0.0065外圆，倒角1×45°，切退刀槽。
工序5 以左右两端Φ30±0.0065处外圆定位，铣键槽b×h×l=8×4 ×63。 工序6 以两端中心孔定位粗磨、精磨Φ32外圆面。
工序7 以粗车后的Φ36外圆面定位，钻M8mm的底孔Φ6.8mm，倒角1×45°。 工序8 以左端Φ30±0.0065处外圆及右端中心孔定位，精车右端外圆Φ30±0.0065。
工序9 以粗车后的Φ36外圆面定位，钻M8mm的底孔Φ6.8mm，倒角1×45°。 工序10 以Φ36外圆面定位攻螺纹M8mm。 工序11 钳工去毛刺。 工序12 终检。
4.3.2 工艺路线方案二：
工序1 粗铣轴的两端面，钻中心孔，粗基准为锻造毛坯外圆面。
工序2 以左端Φ30±0.0065处外圆及右端中心孔定位，粗车Φ36、 右端Φ30±0.0065外圆面 。
工序3 以粗车后的右端Φ30±0.0065外圆及左端面中心孔定位，粗车Φ32和左端Φ30±0.0065外圆面。
工序4 同工序3定位基准，半精车外圆Φ32和Φ30±0.0065外圆面。
工序5 以半精车后的左端Φ30处外圆及右端中心孔定位，半精车、精车右端Φ30±0.0065外圆，倒角1×45°，切退刀槽。
工序6 以精车后的右端Φ30±0.0065处外圆及左端中心孔定位，精车左端Φ30±0.0065外圆，倒角1×45°，切退刀槽。
工序7 以左右两端Φ30±0.0065处外圆定位，铣键槽b×h×l=8×4 ×63。 工序8 以两端中心孔定位粗磨Φ32外圆面。 工序9 以两端中心孔定位精磨Φ32外圆面。
工序10 以粗车后的Φ36外圆面定位，钻M8mm的底孔Φ6.8mm，倒角1×45°。 工序11 以Φ36外圆面定位攻螺纹M8mm。 工序12 钳工去毛刺。 工序13 终检。
4.3.3 工艺方案的比较与分析：
分析上述两个的工艺方案：方案1采用车床车两端面，钻中心孔，这样增加装夹时间，降低效率。在车削时不符合互为基准原则，这样加工精度较低。方案2采用组合机床同时铣两端面，并同时钻两中心孔。在车削时两端互为基准，并且选两端较高精度面定位，这有利于提高加工精度但增加了装夹时间，并且采用互为基准定位原则，保证了加工精度。
因此通过以上分析最终确定方案2为工艺路线。
第五章 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图
5.1 确定机械加工余量 （1） （2） （3）
锻件质量：根据零件图估算为m
锻件=
2.2kg。
加工精度：此零件加工精度为F1。 锻件形状复杂系数s s=m
外廓包容体=
锻件
/m
外廓包容体。假设锻件最大直径为Φ
40mm，长27.5mm. m
π⨯
2.2⎛4.0⎫
=0.812。按表kg。S=⎪⨯27.5⨯7.85=2.711
2.7112⎝⎭
2.2-10可定形状复杂系数为S1，属简单级别。 （4）
机械加工余量：根据m锻件、F1、S1查表2.2-25得直径方向为1.7-2.2mm,
水平方向为1.7-2.2mm（单边）。 5.2 确定毛坯尺寸
分析该零件各表面皆为Ra≥1.6μm，因此这些所有表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可（粗加工表面取较小值，精加工时可取较大值）。 毛坯尺寸如下表所示： （mm）
5.3 设计毛坯图
5.3.1 确定毛坯尺寸公差：
毛坯公差尺寸根据锻件质量、形状复杂系数、分模线形状种类及锻件精度等级从有关表中查得。该零件锻件重2.2kg，形状复杂系数为S1，45钢含碳量为0.42% - 0.5%，其最高含碳量为0.5%，按表2.2-11，锻件材质系数为m1,采取水平分模线，锻件为普通精度等级则毛坯尺寸公差可以从表2.2-13查得，具体数值如上表所示。毛坯同轴度允许偏差为0.8mm，残留允许偏差也为0.8mm。 5.3.2 确定圆角半径：
该锻件各部分的HB都小于2，根据表2.2-22可得： 外圆半径r=0.05H+0.5 内圆角半径：R=2.5r+0.5 为简便起见，以最大H进行计算：
r=(0.05⨯17+0.5)mm=1.35mm r 圆整为1.35mm
R=(2.5⨯1.5+0.5)mm=4.2mm R 圆整为4.5mm
此圆角半径数值能保证各表面加工余量。 5.3.3 确定拔模角：
=274.=1 H==0.062
.4.4
按表2.2-23查得：外起模角α=5°，内起模角=β=7。
5.3.4 确定分模位置：
由于毛坯是轴类零件，故采取径向分模，分模线位于对称面上且为直线。 5.3.5 确定毛坯热处理方式：
钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组通过重新结晶而得到细化均匀的组织，从而改善加工性。 5.3.6 零件毛坯图：（见毛坯零件图）
第六章 工序设计
6.1 选择加工设备和工艺装备： 6.1.1 选择机床：
（1） 工序1 是粗铣和钻孔两个工步的组合，大批量生产，故选用铣端面钻中心孔机床，型号为XZ21.4（表4.2-46）。
（2） 工序2、3、4、5、6是粗车、半精车和精车，各工序工步数不多，大批量生产，故选用卧式车床，型号为C620-1。
（3） 工序7是用键槽铣刀铣键槽，应选立式升降台铣床，型号X51，能满足加工要求。
（4） 工序8、9是粗磨和精磨，选M114W型万能外圆磨床。 （5） 工序11是钻低孔Φ6.8mm，选用Z525立式钻床。 （6） 工序12采用钳工台。 6.1.2 选择夹具
工序1和7采用平口钳，工序10和11用专用夹具，车床上各工序均采用外拔顶尖和回转顶尖。 6.1.3 选择刀具：
（1） 在车床上加工的工序一般都选用硬质合金车刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工采用YT5，半精加工采用YT15，精加工采用YT30.为提高生产率及经济性可选用可转位车刀（GB5343.1-85、GB5343.2-85）。切槽刀应选用高速钢。 （2） 铣刀采用直柄键槽铣刀（GB1112-85），直径D为8mm。
（3） 在铣端面钻中心孔机床，选用d=2mm的A型不带护锥的中心钻（GB6078-85）。根据零件尺寸选用铣切深度为4mm，铣切宽度为60mm，铣刀直径为80mm的套式面铣刀，粗齿。。
（4） 磨具选用P100×20×30A60L5B35。
（5） 钻6.8小孔，由于带45度倒角，可采用复合钻一次钻出。 6.1.4 选择量具 （1） 选择外圆加工面量具：
工序中磨外圆Ø300-0.001达到图纸要求，现按计量器具的测量方法极限误差选择，由表（5.1-5）查得IT5的K=32.5%，则极限误差∆lim=KT=32.5%⨯0.001=0.0035mm。查表（5.1-6），选刻度值为0.001mm的千分表，测量范围为0~50mm。 按上述方法选择各外圆加工面的量具如下表：
（mm）
目 录
第一章 计算生产纲领，确定生产类型...........................1 1.1 计算生产纲领.........................................1 1.2 确定生产类型..........................................1 第二章 审查零件的工艺性.....................................1 2.1 零件的作用.............................................1 2.2 零件的工艺分析.........................................1 第三章 选择毛坯件............................................2 第四章 工艺过程设计.........................................2 4.1 定为基准的选择........................................2 4.2 零件表面加工方法的选择.................................2 4.3 制定工艺路线..........................................3 第五章 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图...............5 5.1 确定机械加工余量......................................5
5.2 确定毛坯尺寸..........................................6 5.3设计毛坯图............................................6 第六章 工序设计.............................................7
6.1 选择加工设备和工艺装备.................................7 6.2 确定工序尺寸..........................................10 第七章 确定切削用量及基本时间.............................11 第八章 结论...............................................18
第九章 参考文献...........................................19
第一章．计算生产纲领，确定生产类型。
1.1 计算生产纲领
该产品年产量为10000台，每台中该零件为一件。该零件生产备 品率为10%，废品率为1%。 则生产纲领：
N=QH(1+a)(1+b)=10000⨯1⨯(1+10%)⨯(1+1%)=11110件/年
由（表1-1）可知该零件应该为大批量生产。 1.2 确定生产类型
由于该产品为轻型机械，该零件年产量为11110件，根据表（1.1-2）机械产品类型与生产纲领的关系，可确定该零件的生产类型为大批生产。
第二章 审查零件的工艺性
2.1 零件的作用
该轴是芯轴，轴上的键槽用于周向定位，轴端的螺孔用于轴上零件的轴向定位。 2.2 零件的工艺分析
该轴零件图样的试图正确、完整。尺寸、公差及技术要求齐全。两个Φ30±0.0065外圆面的轴线为设计基准，要求表面粗糙度Ra1.6μm，其它个加工表面均以此基准有圆跳动度要求，各加工表面加工并不困难。
第三章 选择毛坯件
该零件所选材料为45钢，形状简单，轮廓尺寸小，在工作过程中传递扭矩，承受交变和冲击载荷。毛坯采用锻造件，以保证零件工作可靠。由于零件为大批量生产，而且尺寸变化不大，故采用模锻以提高生产效率。因此，毛坯形状可以与零件
的形状尽可能的接近，毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
第四章 工艺过程设计
4.1 定为基准的选择。
以毛坯外圆面为粗基准。本零件各外圆面均需加工，轴线是其设计基准，按基准重合原则，选轴线为其精基准。 4.2 零件表面加工方法的选择
该零件的加工表面有外圆、端面、键槽、螺纹等。材料为45钢，参考手册和有关资料，基本加工方法如下：
4.2.1 Φ30±0.0065外圆面：公差等级为IT5，表面粗糙度为Ra1.6μm，需要进行粗车、半精车、精车。
4.2.2 Φ32mm外圆面：公差等级为IT5。表面粗糙度为Ra1.6μm，需要进行粗车、半精车、粗磨、精磨。
4.2.3 Φ36mm的外圆面：为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5μm，需要进行粗车（表1.4-6）。
4.2.4 端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra12.5μm，需粗车或粗铣即可。
4.2.5 键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为IT9和IT12， 表面粗糙度分别为Ra6.3μm和Ra12.5μm，选键槽铣刀直接铣出。 4.2.6 退刀槽：用车床加工。
4.2.7 螺纹底孔：此孔为攻螺纹前钻孔，螺纹为M8-6H由表（2.3-20）查得麻花钻直径为6.8mm。
4.2.8 攻丝：用粗抦机用丝锥攻丝。
4.3 制定工艺路线。 4.3.1 工艺路线方案一：
工序1 以锻造毛坯外圆面定位，铣两端面，钻中心孔。
工序2 以左端Φ30±0.0065处外圆及右端中心孔定位，粗车Φ36、 右端Φ30±0.0065外圆面 。
工序3 以粗车后的右端Φ30±0.0065外圆及左端面中心孔定位，粗车Φ32和左端Φ30±0.0065外圆面。
工序4 同工序3定位基准，半精车外圆Φ32和Φ30±0.0065外圆面，精车左端Φ30±0.0065外圆，倒角1×45°，切退刀槽。
工序5 以左右两端Φ30±0.0065处外圆定位，铣键槽b×h×l=8×4 ×63。 工序6 以两端中心孔定位粗磨、精磨Φ32外圆面。
工序7 以粗车后的Φ36外圆面定位，钻M8mm的底孔Φ6.8mm，倒角1×45°。 工序8 以左端Φ30±0.0065处外圆及右端中心孔定位，精车右端外圆Φ30±0.0065。
工序9 以粗车后的Φ36外圆面定位，钻M8mm的底孔Φ6.8mm，倒角1×45°。 工序10 以Φ36外圆面定位攻螺纹M8mm。 工序11 钳工去毛刺。 工序12 终检。
4.3.2 工艺路线方案二：
工序1 粗铣轴的两端面，钻中心孔，粗基准为锻造毛坯外圆面。
工序2 以左端Φ30±0.0065处外圆及右端中心孔定位，粗车Φ36、 右端Φ30±0.0065外圆面 。
工序3 以粗车后的右端Φ30±0.0065外圆及左端面中心孔定位，粗车Φ32和左端Φ30±0.0065外圆面。
工序4 同工序3定位基准，半精车外圆Φ32和Φ30±0.0065外圆面。
工序5 以半精车后的左端Φ30处外圆及右端中心孔定位，半精车、精车右端Φ30±0.0065外圆，倒角1×45°，切退刀槽。
工序6 以精车后的右端Φ30±0.0065处外圆及左端中心孔定位，精车左端Φ30±0.0065外圆，倒角1×45°，切退刀槽。
工序7 以左右两端Φ30±0.0065处外圆定位，铣键槽b×h×l=8×4 ×63。 工序8 以两端中心孔定位粗磨Φ32外圆面。 工序9 以两端中心孔定位精磨Φ32外圆面。
工序10 以粗车后的Φ36外圆面定位，钻M8mm的底孔Φ6.8mm，倒角1×45°。 工序11 以Φ36外圆面定位攻螺纹M8mm。 工序12 钳工去毛刺。 工序13 终检。
4.3.3 工艺方案的比较与分析：
分析上述两个的工艺方案：方案1采用车床车两端面，钻中心孔，这样增加装夹时间，降低效率。在车削时不符合互为基准原则，这样加工精度较低。方案2采用组合机床同时铣两端面，并同时钻两中心孔。在车削时两端互为基准，并且选两端较高精度面定位，这有利于提高加工精度但增加了装夹时间，并且采用互为基准定位原则，保证了加工精度。
因此通过以上分析最终确定方案2为工艺路线。
第五章 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图
5.1 确定机械加工余量 （1） （2） （3）
锻件质量：根据零件图估算为m
锻件=
2.2kg。
加工精度：此零件加工精度为F1。 锻件形状复杂系数s s=m
外廓包容体=
锻件
/m
外廓包容体。假设锻件最大直径为Φ
40mm，长27.5mm. m
π⨯
2.2⎛4.0⎫
=0.812。按表kg。S=⎪⨯27.5⨯7.85=2.711
2.7112⎝⎭
2.2-10可定形状复杂系数为S1，属简单级别。 （4）
机械加工余量：根据m锻件、F1、S1查表2.2-25得直径方向为1.7-2.2mm,
水平方向为1.7-2.2mm（单边）。 5.2 确定毛坯尺寸
分析该零件各表面皆为Ra≥1.6μm，因此这些所有表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可（粗加工表面取较小值，精加工时可取较大值）。 毛坯尺寸如下表所示： （mm）
5.3 设计毛坯图
5.3.1 确定毛坯尺寸公差：
毛坯公差尺寸根据锻件质量、形状复杂系数、分模线形状种类及锻件精度等级从有关表中查得。该零件锻件重2.2kg，形状复杂系数为S1，45钢含碳量为0.42% - 0.5%，其最高含碳量为0.5%，按表2.2-11，锻件材质系数为m1,采取水平分模线，锻件为普通精度等级则毛坯尺寸公差可以从表2.2-13查得，具体数值如上表所示。毛坯同轴度允许偏差为0.8mm，残留允许偏差也为0.8mm。 5.3.2 确定圆角半径：
该锻件各部分的HB都小于2，根据表2.2-22可得： 外圆半径r=0.05H+0.5 内圆角半径：R=2.5r+0.5 为简便起见，以最大H进行计算：
r=(0.05⨯17+0.5)mm=1.35mm r 圆整为1.35mm
R=(2.5⨯1.5+0.5)mm=4.2mm R 圆整为4.5mm
此圆角半径数值能保证各表面加工余量。 5.3.3 确定拔模角：
=274.=1 H==0.062
.4.4
按表2.2-23查得：外起模角α=5°，内起模角=β=7。
5.3.4 确定分模位置：
由于毛坯是轴类零件，故采取径向分模，分模线位于对称面上且为直线。 5.3.5 确定毛坯热处理方式：
钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组通过重新结晶而得到细化均匀的组织，从而改善加工性。 5.3.6 零件毛坯图：（见毛坯零件图）
第六章 工序设计
6.1 选择加工设备和工艺装备： 6.1.1 选择机床：
（1） 工序1 是粗铣和钻孔两个工步的组合，大批量生产，故选用铣端面钻中心孔机床，型号为XZ21.4（表4.2-46）。
（2） 工序2、3、4、5、6是粗车、半精车和精车，各工序工步数不多，大批量生产，故选用卧式车床，型号为C620-1。
（3） 工序7是用键槽铣刀铣键槽，应选立式升降台铣床，型号X51，能满足加工要求。
（4） 工序8、9是粗磨和精磨，选M114W型万能外圆磨床。 （5） 工序11是钻低孔Φ6.8mm，选用Z525立式钻床。 （6） 工序12采用钳工台。 6.1.2 选择夹具
工序1和7采用平口钳，工序10和11用专用夹具，车床上各工序均采用外拔顶尖和回转顶尖。 6.1.3 选择刀具：
（1） 在车床上加工的工序一般都选用硬质合金车刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工采用YT5，半精加工采用YT15，精加工采用YT30.为提高生产率及经济性可选用可转位车刀（GB5343.1-85、GB5343.2-85）。切槽刀应选用高速钢。 （2） 铣刀采用直柄键槽铣刀（GB1112-85），直径D为8mm。
（3） 在铣端面钻中心孔机床，选用d=2mm的A型不带护锥的中心钻（GB6078-85）。根据零件尺寸选用铣切深度为4mm，铣切宽度为60mm，铣刀直径为80mm的套式面铣刀，粗齿。。
（4） 磨具选用P100×20×30A60L5B35。
（5） 钻6.8小孔，由于带45度倒角，可采用复合钻一次钻出。 6.1.4 选择量具 （1） 选择外圆加工面量具：
工序中磨外圆Ø300-0.001达到图纸要求，现按计量器具的测量方法极限误差选择，由表（5.1-5）查得IT5的K=32.5%，则极限误差∆lim=KT=32.5%⨯0.001=0.0035mm。查表（5.1-6），选刻度值为0.001mm的千分表，测量范围为0~50mm。 按上述方法选择各外圆加工面的量具如下表：
（mm）