設(shè)計“輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆右端銷孔的鉆床夾具參考Word

1、目目 錄錄 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書 產(chǎn)品圖產(chǎn)品圖 一、輸出軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定一、輸出軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1 二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖2 三、擬訂輸出軸的工藝路線三、擬訂輸出軸的工藝路線3 四、加工余量、工序尺寸和公差的確定四、加工余量、工序尺寸和公差的確定6 五、切削用量的計算五、切削用量的計算7 六、夾具分析六、夾具分析 8 七、設(shè)計小結(jié)七、設(shè)計小結(jié) 12 八、八、 參考資料參考資料13 一、輸出軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定一、輸出軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.輸出軸的用途輸出軸的用途 該輸出軸應(yīng)用在動力輸出裝置中，是動力輸出的關(guān)鍵零件之一。該

2、輸出軸在 工作中需要承受一定沖擊載荷和較大的扭距，因此該零件應(yīng)具有足夠的耐磨性 和抗扭強(qiáng)度。 2.輸出軸的技術(shù)要求輸出軸的技術(shù)要求 該輸出軸的全部技術(shù)要求如下表： 加工表面尺寸及偏差 mm 公差及精度等 級 表面粗糙度 Ra m 形位公差/mm 右外圓表面 023 . 0 003 . 0 55 IT712.5 鍵槽兩側(cè)面 0 043 . 0 16 IT73.2 10-20 孔 019 . 0 042. 0 20 IT73.2 孔內(nèi)表面80 042 . 0 012 . 0 80 IT83.2 孔60 065 . 0 045 . 0 60 IT812.5 孔75 023 . 0 003 . 0 7

3、5 IT712.5 該輸出軸結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的階梯軸類零件。為實現(xiàn)速度的正常輸出，因 此加工精度要求較高。輸出軸在工作中需要承受一定沖擊載荷和較大的扭距， 為增強(qiáng)其耐磨性和抗扭強(qiáng)度，該軸要求進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為 200HBS；為了 保證55 軸段與外接零件受力均勻，要求其外圓平面徑向跳動小于 0.04mm； 為了保證鍵槽與鍵配合正常，要求鍵槽兩側(cè)面平行度 0.08mm；為了保證80 的內(nèi)圓與 A-B 同軸要求80 圓的跳動為 0.04mm。 綜上所述，該輸出軸的各項技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件的功用。 3.審查輸出軸的工藝性審查輸出軸的工藝性 分析零件圖可知，輸出軸的兩端均要求切削加工，并

4、且右端面還要求進(jìn)行 精車，這樣才能保證右端面于動力源主軸配合；%20 和%8 的孔是均勻分布 的，這樣可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。只要表面的加 工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保證質(zhì)量 地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 4.確定輸出軸的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=6000 件/年，m=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 a%和廢 品率 b%分別取 3% 和 5%。代入公式 N=Qm(1+a%)(1+b%)得 N=6000 件/年*（1+3%）*（1+5%）=6489 件/年 輸出軸的重量為 6Kg，由此可知，該輸出軸屬輕型零件；生產(chǎn)類型屬

5、大批生產(chǎn)。 二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 1.選擇毛坯選擇毛坯 由于該輸出軸在工作過程中要承受沖擊載荷和扭距，為增強(qiáng)輸出軸的強(qiáng)度， 剛度和沖擊韌性，毛坯選擇鍛件。該輸出軸的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大 批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。毛坯的拔模斜 度為。 5 2.確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。 2.1 公差等級 由輸出軸的功用和技術(shù)要求，確定該輸出軸的公差等級為普通級。 2.2 鍛件的重量 已知機(jī)械加工后輸出軸的重量為 6kg。由此可初步估計機(jī)械加工前鍛

6、件的重 量為 8kg。 2.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對輸出軸零件圖進(jìn)行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度 和高度，即 h=244mm,d=176mm 可計算出該輸出軸的形狀復(fù)雜系數(shù) S= =0.466)4/14 . 3 /(6/ 2 hdmm Nt 由于 0.466 介于 0.32 和 0.63 之間，故該輸出軸的形狀復(fù)雜系數(shù)屬 s2 級。 2.4 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該輸出軸為 45 鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 0.65%的碳素鋼，故該鍛件的 材質(zhì)系數(shù)屬 m1 級。 2.5 零件表面粗糙度 由零件圖可知，該輸出軸各加工表面的粗糙度 Ra 均大于 1.6。m 3.繪制輸出軸鍛造毛坯簡圖繪制

7、輸出軸鍛造毛坯簡圖 輸出軸在各種傳動機(jī)構(gòu)中都起到非常重要的作用。傳動軸進(jìn)行工藝設(shè)計， 零件圖如下： 4.分析零件的特點：分析零件的特點： 輸出軸是動力輸出裝置的主要零件。80（+0.042/+0.012）mm 孔與動力 源（電動機(jī)主軸等）配合起定心作用。用 10-20mm 銷將動力傳至該軸，再由 55（+0.023/+0.003）處通過鍵將動力輸出。是動力輸出的關(guān)鍵零件之一。 輸出軸是單一軸線的階梯軸、又是剛性軸。主要加工表面是內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表 面，次要表面是鍵槽、端面結(jié)合孔等。它的機(jī)械加工主要是車削和磨削，其實 是銑削和鉆削。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和精度要求，在加工過程中，對定位基準(zhǔn)的選 擇、加工順序的

8、安排及熱處理工序等均應(yīng)給與足夠的重視。 三、擬訂輸出軸的工藝路線三、擬訂輸出軸的工藝路線 1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)與粗基準(zhǔn)和精進(jìn)準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 1.1 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該輸出軸的技術(shù)要求和裝配要求，選擇輸出軸的以兩頂尖孔作為定位 基準(zhǔn)，頂尖孔又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它們作為精基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合原則，又能 使基準(zhǔn)統(tǒng)一。實現(xiàn)軸類零件的中心孔定位原則。所以，只要有可能，盡量使用 頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。 軸類零件工序中粗車、半粗車、粗磨、精磨個中內(nèi)、外圓表面和端面、洗 鍵槽和車螺紋等工序，都是以頂尖孔作為定位基準(zhǔn)的。 兩頂尖孔的質(zhì)量好壞，對加工精度的影響很大，應(yīng)

9、該盡量做到兩頂尖孔軸 線重合，頂尖接觸面積大、表面粗糙度低。否則，將會因工件與頂尖間的接觸 剛度變化而產(chǎn)生加工誤差。因此經(jīng)常注意保持兩頂尖孔的質(zhì)量，是軸類零件加 工的關(guān)鍵問題之一。 當(dāng)零件外圓加工完畢并且以中心孔定位將外圓磨削加工完畢以后，可以以 外圓為精基準(zhǔn)外加工內(nèi)孔，由于前面的工序使用中心孔而磨削出來的輸出軸外 圓同軸度非常高，并且表面粗糙度等各項性能指標(biāo)都很高，故使用磨削后的外 圓作為精基準(zhǔn)而加工出來的孔和外圓的同軸度也非常高。 1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 由于工件是回轉(zhuǎn)體零件，屬于軸類零件，一般情況下都以外圓作為粗基準(zhǔn)， 保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三

10、爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一 般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加 工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準(zhǔn)，用三爪 自定心卡盤裝夾(有時在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。 如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。 2. 表面加工方法的確定表面加工方法的確定 根據(jù)輸出軸零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工工件各 表面的加工方法，如下表。 加工表面尺寸精度等級表面粗糙度 Ra/ m 加工方案 輸出軸左端面IT712.5粗車半精車 輸出軸的右端面IT73.2粗車半精車精車 輸出

11、軸的外圓表面IT712.5粗車半精車 104 孔 IT1212.5粗銑 80 孔 IT83.2粗銑半精銑精銑 50 孔 I T712.5粗銑 鍵槽內(nèi)側(cè)面IT73.2粗銑半精銑精銑 1020 孔 IT73.2粗鏜半精鏜 3.加工階段的劃分加工階段的劃分 對精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開，以保證零件的質(zhì)量。 該傳動軸加工劃分為三個階段：粗車(粗車外圓、鉆中心孔等)，半精車(半精 車各處外圓、臺階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精銑(粗、精銑各處內(nèi)圓)。 4.確定工藝路線確定工藝路線 根據(jù)機(jī)械加工工序應(yīng)遵守的“先基準(zhǔn)后其他” 、 “先粗后精” 、 “先主后次” 、 “先 面后空”原則。列出輸

12、出軸的工藝路線于下表。 工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具 1車兩端面臥式車床車刀游標(biāo)卡尺 2打中心孔 3粗車各外圓臥式車床車刀游標(biāo)卡尺 4 粗銑1048050 孔 立式銑床銑刀卡尺、塞規(guī) 5粗銑鍵槽立式銑床銑刀卡尺、塞規(guī) 6 粗鏜 1020 孔 鏜床鏜刀卡尺、塞規(guī) 7調(diào)質(zhì) 8修研中心孔鉗工臺 9半精車各外圓倒角臥式車床車刀游標(biāo)卡尺 10精車右端面臥式車床車刀游標(biāo)卡尺 11 半精銑，精銑80 孔 立式銑床銑刀卡尺、塞規(guī) 12半精銑，精銑鍵槽兩側(cè)面立式銑床銑刀卡尺、塞規(guī) 13 半精鏜 1020 孔 鏜床鏜刀卡尺、塞規(guī) 14 鉆 2-8 孔 立式鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī) 15去毛刺鉗工臺平銼 16清洗清洗

13、機(jī) 17終檢卡尺、塞規(guī)、 百分表等 四、加工余量、工序尺寸和公差的確定四、加工余量、工序尺寸和公差的確定 1.工序 1輸出軸兩端面至設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 第 1 道工序的加工過程為： 1.1 以75 外圓定位，粗車右端面，保證工序尺寸 p1； 1.2 以176 外圓定位，粗車左端面，保證工序尺寸 p2； 1.3 以外圓定位，保證工序尺寸 P3； 精車的加工余量為 0.52.5,取 Z=2mm,已經(jīng)知道總的加工余量為 4,故粗 精 加工余量為 Z=4-2=2mm,精加工端面以內(nèi)孔外圓定位。 粗 X=179mm 精 0 63 . 0 故 X=1810.2mm 粗 校核加工余量:

14、 Z=180.8-179=1.8mm2mm 精n 故加工余量足夠。 2. 工序 12鍵槽兩側(cè)面至設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 第 12 道工序的加工過程為： 以75 和左斷面定位，半精銑，精銑鍵槽兩側(cè)面，以保證尺寸。由 0 043 . 0 16 機(jī)械設(shè)計手冊可知，精銑余量。銑鍵槽04 . 0 精銑 Z 由設(shè)計圖紙得,軸直徑為 55g6,鍵槽到軸底的尺寸為,建立尺寸鏈如 0 2 . 0 50 圖,設(shè)鍵槽加工余量為 A , 0 A =為增量; 1 023 . 0 003 . 0 55 A =50為減量; 2 0 2 . 0 所以 A =55-50=5 0 上偏差: ES=0.023-（

15、-0.2）=+0.223 下偏差: EI=0.003-0=0.003 所以加工工序尺寸 A =3。 0 3 . 0 02 . 0 五、切削用量的計算五、切削用量的計算 1.1.切削用量的計算切削用量的計算 1.1 工序 1粗車輸出軸兩端面 該工序分為 2 個工步，工步 1 是一外圓柱面定位，粗車左端面；工步 2 是掉頭 以外圓柱面為定位，粗車右端面。 2.1 背吃刀量的確定 工步 1 的背吃刀量為 Z1,Z1 等于毛坯總余量減去 Z3 余量； 工步 2 的背吃刀量取為 Z2。 2.2 進(jìn)給量的確定 按機(jī)床功率為 510KW，工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選 取，該工序的每次進(jìn)給量為 0.08mm/

16、z。 六、夾具分析六、夾具分析 1 1工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 ： 機(jī)械零件是由若干要素組成的，每個要素之間都有一定的尺寸和位置公差 要求，用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點，線，面稱為 基準(zhǔn)。在我們實際加工中，有時有些基準(zhǔn)在我們的工件上并不一定實際存在。 輸出軸的軸線在設(shè)計過程中就是作為一個精基準(zhǔn)的。 通過對零件圖的分析，我可以知道輸出軸定位基準(zhǔn)有兩端面以及中心孔。 而我們要設(shè)計的夾具是用來鉆 2-8 孔的。通過對工件的六點定位原則的分析， 可以知道在對輸出軸進(jìn)行定位時，所有自由度都要限制，并且使 2-%8 孔徑處 于豎直反向，所以采用右端面和80 的內(nèi)圓作為定位

17、基準(zhǔn)。 2 2定位元件的選用定位元件的選用 工件在夾具定位時，我們根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點和工序加工要求不同選擇不 同的定位基準(zhǔn)。夾具的定位元件是用來確定工件正確位置的元件，且要經(jīng)常與 定位基準(zhǔn)進(jìn)行接觸，我們在選用時，必須選用滿足以下幾點的夾具定位元件： 2.1 一點的精度 定位元件的精度直接影響工件的加工精度，定位元件本 身要有較高的制造精度，定位元件的位置尺寸級位置公差一般應(yīng)為工件尺寸級 位置公差的 1/51/2。 2.2 良好的耐磨性 定位元件與定位基準(zhǔn)直接接觸，容易引起磨損。為能 較長期地保證其精度，必須具有良好的耐磨性。 2.3 足夠的剛度 為了保證在受到切削里力、夾緊力、等外力的作用下，

18、 不致發(fā)生較大的變化而影響加工精度，定位元件必須具有足夠的剛性； 2.4 良好的工藝性 便于制造、裝配與維修。 3 3夾緊裝置的組成和要求夾緊裝置的組成和要求 對夾具裝置的要求： 必須指出，夾緊裝置的具體組成并非一成不變，須根據(jù)工件的加工要求、 安裝方法和生產(chǎn)規(guī)模等條件來確定。但無論其組成如何，都必須滿足以下基本 要求： 3.1 夾緊時應(yīng)保持工件定位后所占據(jù)的正確位置。 3.2 夾緊力大小要適當(dāng)。夾緊機(jī)構(gòu)既要保證工件在加工過程中不產(chǎn)生松動 或振動。同時，又不得產(chǎn)生過大的夾緊變形和表面損傷。 3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的自動化程度和復(fù)雜程度應(yīng)和工件的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并有 良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化

19、元件。 3.4 夾緊動作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。 夾緊裝置的組成： 它主要由以下三部分組成： (1) 力源裝置 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置所產(chǎn)生的力稱為原始力，對于手動 夾緊來說，力源來自人力。 (2) 中間傳力機(jī)構(gòu) 介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機(jī)構(gòu)。 (3) 夾緊元件 夾緊裝置的最終執(zhí)行件，與工件直接接觸完成夾緊作用。 4 4設(shè)計夾具時應(yīng)考慮的問題：設(shè)計夾具時應(yīng)考慮的問題： 夾緊力（三要素：大小、方向、作用點） 傳力方式（手動、氣動、液力、電力等） 夾緊機(jī)構(gòu)（增力、快速、機(jī)動等） 5 5緊力確定的基本原則：緊力確定的基本原則： 夾緊力的確定包括夾緊力的大小、方向和作用點三個要素。

20、 5.1 方向的確定： a.指向各定位元件，且盡可能使之垂直于主要定位基準(zhǔn)，應(yīng)在工件剛度最 大的方向上將工件夾緊有助于定位，不破壞定位的準(zhǔn)確性和可靠性 b.考慮接觸面積的影響，使工件變形盡可能小 c.使夾緊力盡可能小，減輕勞動強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率 5.2力作用點的選擇 a.力作用點是指夾緊元件與工件接觸的一小塊面積 b.落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承面內(nèi) c.選在工件剛性較好的部位 d.盡可能靠近被加工表面，以減少切削力翻轉(zhuǎn)力矩的影響，減少振 5.3 緊力大小的確定 a.止加工時松動 b.使工件受壓變形小，剛性差的工件應(yīng)均勻加壓 c.機(jī)動夾緊時應(yīng)計算夾緊力的大小，以理論夾緊力乘以安全系

21、數(shù) K。粗加 工取 K2.5，精工取 K1.52。 6 6具體的設(shè)計具體的設(shè)計 6.1 夾具體的作用及基本要求 作用：承受工件重力、夾緊力、切削力、慣性力和振動力，是夾具的基礎(chǔ)元 件。 夾具體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗振性。 夾具體設(shè)計基本要求： a. 夾具體的結(jié)構(gòu)形式一般由機(jī)床的有關(guān)參數(shù)和加工方式而定。 b. 有一定的精度和良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 c. 足夠的強(qiáng)度和剛度。 d. 在機(jī)床工作臺上安裝的夾具，應(yīng)使其重心盡量低，夾具體的高度尺寸要小。 e. 夾具體的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，尺寸要穩(wěn)定，殘余應(yīng)力要小。 f. 要有適當(dāng)?shù)娜菪伎臻g和良好的排屑性能。 g. 要有較好的外觀。夾具體外觀造型要新穎，鋼質(zhì)

22、夾具體需發(fā)藍(lán)處理或退磁， 鑄件未加工部位必須清理，并涂油漆。 h. 在夾具體適當(dāng)部位用鋼印打出夾具編號，以便于工裝的管理。 6.2、夾具體的結(jié)構(gòu)選擇： a鑄造結(jié)構(gòu)： 工藝性好，容易獲得形狀復(fù)雜的內(nèi)、外輪廓，且有較好的強(qiáng)度、剛度和抗 振性。 缺點：制造周期長，單件制造成本較高。 b鍛造結(jié)構(gòu) 實用于尺寸較大且形狀簡單的夾具體，以使其有較高的強(qiáng)度和剛度。 c焊接結(jié)構(gòu) 特點：易于制造，制造周期短，成本低，使用也較靈活。 常用的型材：工字鋼、角鐵、槽鋼。 d拼裝結(jié)構(gòu) 選用標(biāo)準(zhǔn)零部件拼裝成夾具體，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，生產(chǎn)成本降低。 通過對以上各種結(jié)構(gòu)的比較，以及對需要加工零件的各種技術(shù)要求和夾具 體本身形狀，

23、最后確定夾具體采用鑄造結(jié)構(gòu)。 6.3 夾具體與機(jī)床的連接： 選擇夾具體與機(jī)床通過螺栓進(jìn)行連接。在夾具體的底板的兩側(cè)中間處各開 一個 u 型槽，螺栓通過夾具體上的 u 型槽將夾具體固定的連接在機(jī)床上。 七、設(shè)計小結(jié)七、設(shè)計小結(jié) 在這次課程設(shè)計的過程中，讓我最有感悟的是夾具的設(shè)計。經(jīng)過三周的努 力,我終于將機(jī)械制造課程設(shè)計做完了.在這次課程過程中,我遇到了許多困難, 一次又一次的設(shè)計方案修改，這都暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗 不足。機(jī)械制造課程設(shè)計是一個跟實踐聯(lián)系很緊密的，不管是零件的加工工藝 規(guī)程卡和零件的工序卡，以及夾具的設(shè)計，都不僅要求我們要有相關(guān)的理論知 識，而且還根據(jù)在認(rèn)識實習(xí)過程學(xué)的實踐經(jīng)驗聯(lián)系起來，才能把課程設(shè)