機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)軸的加工工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目 軸的加工工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)班級(jí)： 姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 摘 要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。全套圖紙，加153893706軸零件的工藝規(guī)程及銑鍵槽的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連

2、接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。abstrctthis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.the red

3、uction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. must first carry on the analysis in the technological design to the

4、components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; after that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the

5、key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well

6、 as other parts; position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, t

7、he error.目 錄序言.11. 零件分析 .21.1 零件作用 .21.2零件的材料分析21.3零件的工藝分析 .22. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).32.1確定毛坯的制造形式 .32.2基面的選擇32.3制定工藝路線 .42.4確定切削用量及基本工時(shí)53 夾具設(shè)計(jì)93.1問(wèn)題的提出93.2定位基準(zhǔn)的選擇93.3定位誤差分析103.4切削力及夾緊力計(jì)算.113.5夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明.12總 結(jié)13致 謝14參考文獻(xiàn) 15序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)

8、械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。軸零件的工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要

9、，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。1、零件的分析1.1零件的作用下面所示為動(dòng)力輸出裝置中的主要零件，零件的作用待查。零件圖附圖如下：1.2零件的材料分析本設(shè)計(jì)的零件是軸，選用45#鋼。45#鋼是優(yōu)質(zhì)素結(jié)構(gòu)鋼，屬于中碳鋼。其強(qiáng)度、硬度較高，而塑性、韌性略低。熱鍛、熱壓性能及被切削性能良好，冷加工變形能力及焊接性能中等。是機(jī)械行業(yè)最常用的鋼號(hào)之一，通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，還用于高頻或火焰表面淬火處理。其收縮率小。其密度基本和鐵的密度一樣與普通碳素鋼都差不多，和a3更是相近，是7.85g/cm*3。1.3零件的工藝

10、分析軸主要加工面是外圓面、及階梯端面，它們有一定的粗糙度要求。現(xiàn)分述如下：1.62，56，45，52外圓表面及端面，其中62，55，45，52相對(duì)于基準(zhǔn)a基準(zhǔn)b的同軸度為0.025mm，外圓表面的粗糙度為1.6m。2. 55外圓粗糙度為0.8m，3. 鍵槽粗糙度為0.8由上面的分析可知，可以先車端面和中心孔，然后以兩中心孔定位端面和外圓及鍵槽。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為45，選擇鍛件毛坯。由于零件年產(chǎn)量為4000件，已經(jīng)達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

11、中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，應(yīng)盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取52外圓面和右端面為粗基準(zhǔn)。利用夾具卡住52外圓面并靠住夾具端面，消除5個(gè)自由度，達(dá)到部分定位。這里不需要完全定位。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要原則有：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則。這里應(yīng)該主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)

12、基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。2.3制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一1鍛造鍛造2退火處理退火處理3車車左端端面，鉆中心孔4車車右端端面，鉆中心孔5車粗車各段外圓6銑銑寬12mm鍵槽7銑銑寬16mm鍵槽8鉗修研中心孔9車精車粗糙度為1.6的外圓，倒角10磨磨粗糙度為0.8的外圓11檢驗(yàn)檢驗(yàn)12入庫(kù)入庫(kù)2.

13、工藝路線方案二1鍛造鍛造2退火處理退火處理3車車左端端面，鉆中心孔4車車右端端面，鉆中心孔5車粗車各段外圓6銑銑寬12mm鍵槽7銑銑寬16mm鍵槽8鉗修研中心孔9檢驗(yàn)檢驗(yàn)10入庫(kù)入庫(kù) 由以上對(duì)比分析可知，我們選擇方案一比較好，方案一對(duì)粗糙度為1.6的外圓采用粗加工和精加工，粗糙度為0.8的外圓進(jìn)行磨加工。具體的加工路線如下1鍛造鍛造2退火處理退火處理3車車左端端面，鉆中心孔4車車右端端面，鉆中心孔5車粗車各段外圓6銑銑寬12mm鍵槽7銑銑寬16mm鍵槽8鉗修研中心孔9檢驗(yàn)檢驗(yàn)10入庫(kù)入庫(kù)2.4機(jī)械加工余量及切削工時(shí)的計(jì)算如下工序：車左端端面，鉆中心孔工步一：車端面1） 車削深度，因?yàn)槌邎A弧面沒(méi)

14、有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2）機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊(cè)f=0.140.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊(cè)表3.8，壽命t=180min4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)，查得 vc98mm/s，n=439r/min,vf=490mm/s據(jù)ca6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度v c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=v fc/ncz=475/(3

15、00*10)=0.16mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為pcmpcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,vfc=475mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(12+30)/475=0.052min。工序：車右端端面，鉆中心孔與車左端端面，鉆中心孔的切削用量工時(shí)計(jì)算。工序：粗車各外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀1） 車削深度，因?yàn)槌邎A弧面沒(méi)有精度要求，故可以選擇ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2）機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊(cè)f=0.140.24mm/z。選較

16、小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊(cè)表3.8，壽命t=180min4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)，查得 vc98mm/s，n=439r/min,vf=490mm/s據(jù)ca6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度v c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=v fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為pcmpcc。故校驗(yàn)合格。最終確定

17、ap=1.0mm，nc=475r/min,vfc=475mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(3+344)/475=0.72min。工序：半精車各外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀1） 車削深度，因?yàn)槌邎A弧面沒(méi)有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2）機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊(cè)f=0.140.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。1. 查切削手冊(cè)表3.8，壽命t=180min4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)，查得 vc98

18、mm/s，n=439r/min,vf=490mm/s據(jù)ca6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度v c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=v fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為pcmpcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,vfc=475mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(3+344)/475=0.72min。工序

19、：銑寬12mm鍵槽1.確定每齒進(jìn)給量根據(jù)x51銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度根據(jù)表3 現(xiàn)取 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐磨度根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 2.確定切削速度和每秒進(jìn)給量切削深度可根據(jù)銑鍵槽確定切削深度確定切削寬度：由于加工余量不大，所以可二次走刀完成表21中公式計(jì)算 也可查表根據(jù)表9 當(dāng) 時(shí)， 各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選擇 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為： 3.檢查機(jī)床功率根據(jù)表5 當(dāng) 時(shí)，切削功率的修正系數(shù) 所以實(shí)際切削功率為 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床主軸允許的功率為 因?yàn)?，所以此切削用量可以采用。?4.計(jì)算工時(shí) 式中 根據(jù)表19 入切削量及超

20、切削量 則 故 工序：精車各外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀1） 車削深度，因?yàn)槌邎A弧面沒(méi)有精度要求，故可以選擇ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2）機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊(cè)f=0.140.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊(cè)表3.8，壽命t=180min4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)，查得 vc98mm/s，n=439r/min,vf=490mm/s據(jù)ca6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度v c=3.14*80*475/10

21、00=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=v fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為pcmpcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,vfc=475mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(3+344)/475=0.72min。3、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銑鍵槽的夾具設(shè)計(jì)。銑鍵槽一般都是用v型塊定位，我們選擇用v型塊定位，這樣夾緊可靠快速

22、，3.1問(wèn)題的提出本夾具主要用于銑鍵槽因此鍵槽的中心線一定要找正，劃線時(shí)一定要準(zhǔn)確，以保零件的位置精度，另外因?yàn)槭莢型塊夾緊，因此夾緊對(duì)中不是問(wèn)題，主要考慮提高勞動(dòng)效率。3.2定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，由零件圖可知，以52，56外圓為定位基準(zhǔn)，采用2個(gè)v型塊定位，同時(shí)采用鉸鏈壓板壓緊。為了提高加工效率，采用鉸鏈壓板快速夾緊裝置夾緊。3.3定位誤差分析一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不

23、重合而造成。根據(jù)零件圖可知，t=0.28mm， td=0.25mm，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。3.4切削力和夾緊力計(jì)算由于主切削力起著幫助夾緊工件的作用，所以當(dāng)其他切削分力均較小時(shí)，通常可不必計(jì)算。僅需較小的夾緊力來(lái)防止工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。由于所選擇的是螺母夾緊，所以所需的夾緊力是轉(zhuǎn)矩。查得所需夾緊轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式為tqr t g（+）+f1（nm） 式中：t應(yīng)加在螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的夾緊轉(zhuǎn)矩（nm）q夾緊力（n）r螺紋的平均半徑（m）螺紋升角，tg=；n螺紋線數(shù)；螺紋螺距；螺紋摩擦角，tg=f，一般f=0.178,則=10；f1支撐表面摩擦系數(shù)，一般

24、取f1=0.150.3；支撐表面摩擦力矩的計(jì)算力臂（m），隨支撐表面的形式而改變，其值在本式中；為計(jì)算方便，令kr t g（+）+f1，則tkq當(dāng)采用公制螺紋的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，各種不同夾緊情況的k值見(jiàn)表323。=10，f1=0.2, d=12 mm，=1.75 mm，r=5.43 mm=256，k=1.247螺釘、螺母的夾緊力：=10，f=0.178, f1=0.2，d=12 mm，板手長(zhǎng)度=140 mm，加在板手上的力1=45，夾緊力=5050螺母的夾緊力：=12 mm，板手長(zhǎng)度80 mm，夾緊力=2280。用板手：=140 mm，1=70，=3480。許用夾緊力：d=12 mm，許=5790。3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，本道工序就選擇了快速夾緊裝卸夾具。為了防止我們?nèi)〕龉ぜ臅r(shí)間，工件和上v型塊間摩擦，我們采用2個(gè)彈簧，這樣我們松開(kāi)螺母的時(shí)間通過(guò)彈簧力把上v型塊頂開(kāi)，使之脫離工件，這樣我們便可以方便的裝卸工件，提高生產(chǎn)效率?？?結(jié)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館