輸出軸加工工藝及2Xφ8孔鉆削夾具設計說明書(共23頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上遼寧工程技術大學機 械 制 造 技 術 基 礎課 程 設 計題 目：輸出軸加工工藝及2X8孔鉆削夾具設計班級： 姓名： 學 號： 指導教師： 完成日期： 專心-專注-專業(yè)任務書一、設計題目: 輸出軸加工工藝及2X8孔鉆削夾具設計 二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產類型:（中批或大批大量生產）三、上交材料1所加工的零件圖 1張2毛坯圖 1張3編制機械加工工藝過程卡片 1套4編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套5繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張6繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般

2、為夾具體）。 1張7課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內容。（約5000-8000字） 1份四、進度安排本課程設計要求在3周內完成。1第l2天查資料，繪制零件圖。2第37天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。3第810天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。4第1113天，完成夾具裝配圖的繪制。5第1415天，零件圖的繪制。6第1618天，整理并完成設計說明書的編寫。7第19天21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯五、指導教師評語該生設計的過程中表

3、現 ，設計內容反映的基本概念及計算 ，設計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 ，答辯表現 。綜合評定成績： 指導教師日期摘要這次設計的是CA6140車床輸出軸2*8斜孔，包括被加工工件的零件圖、工件的毛坯圖、夾具裝配圖、夾具體圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。輸出軸作為動力裝置的主要零件，工藝工裝的設計與改良直接影響著其質量與性能。本文首先介紹了輸出軸的作用和工藝分析.然后，根據零件的性質和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后擬定鉆孔的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。本次課程設計主要是應用機械制造技術，是一次深入的綜合性的總復習。通過這次課程設計

4、，了解并認識一般機器零件的生產工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習打好基礎。AbstractDesigning that this time is that the CA6140 lathe exports 2*8 holes. The part including the workpiece being processed pursues , the workpiece blank pursues , clamp assembling picture , the clip

5、 pursue concretely every sheet, the machine work procedure card draws and the working procedure card takes a look respectively once. The part , handicraft frock design and reform exporting axis main part as the power set are having direct impact to whose mass and function.The effect and handicraft h

6、aving introduced the axis outputing's first analyse the main body of a book. And then, the dimension and instrument having pursued every end face harshness according to part character and part ascertain a blank process a margin. The at last designs the handicraft route chart drilling , works out

7、 the fastening motion scheme being workpiece's turn , draws up clamp assembling picture.Time of curriculum design is the general review applying the machinofacture technology , being a thorough comprehensiveness originally mainly. By current curriculum design, process knowing and knowing general

8、 machine part productive technology, the knowledge consolidating and deepening the technology basic course and specialized course have already learned, integrates theory with practice. Temper self analytical problem , the ability to solve problems out of , be that job the days to come lays down one

9、is fine basis, and be that follow-up course study about finishes striking a basis.目 錄1零件的工藝分析及生產類型的確定1.1零件的用途題目所給定的零件為輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉矩，使主軸獲得旋轉的動力；二是工作過程中經常承受載荷；三是支撐傳動零部件。圖1-1所示為輸出軸的零件圖。結合圖分析可得，80mm孔與動力源（電動機主軸等）配合起定心作用，用10-20mm銷將動力傳至該軸，再由55mm處通過鍵將動力輸出，A、B是兩段支軸頸。圖1-1 輸出軸零件圖1.2零件的工藝性1.2.1分析、審查產品的零件圖和裝配

10、圖制定工藝規(guī)程時，首先應分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件中的作用及零件的技術要求，找出其主要的技術關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采取適當的措施加以保證。1.2.2零件的結構工藝性分析 所謂零件的結構工藝性是指設計的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經濟性。 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單，其主要加工的面有55、60、65、75、176的外圓柱面，50、80、104的內圓柱表面，10個20的通孔，2個8的斜孔。圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現在鍵槽兩側面、80內圓柱表面為Ra3.2um, 55外圓柱面、大端端面為Ra1.6um, 6

11、0、75外圓柱面為Ra0.8um，其余為Ra6.3um，要求不高；位置要求較嚴格，表現在55的左端面、80內孔圓柱面對75、60外圓軸線的跳動量為0.04mm, 25孔的軸線對80內孔軸線的位置度為0.05mm,鍵槽對55外圓軸線的對稱度為0.08mm；熱處理方面需要調質處理，到200HBW，保持均勻。通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。1.3確定零件的生產類型題目給出，該輸出軸材料為45鋼。根據公式質量公式，可計算輸出軸重量為15.7kg，查表可知，輸出軸屬于重型零件，則該零件的生產類型為

12、中批量生產。2確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機械加工的難易、工序數量的多少有直接影響。因此，合理選擇毛坯在生產占相當重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。在毛坯選擇時，應充分注意到采用新工藝、新技術、新材料的可能性，以降低成本、提高質量和生產率。毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，毛坯的種類包括：鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。根據零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經濟方面著想，如用

13、型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。材料為45鋼，鍛造時應安排人工調質處理200HBS。2.2確定毛胚的機械加工余量和尺寸公差2.2.1毛胚的機械加工余量由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。該鍛件的尺寸公差等級為IT7-13級。加工精度要求高的地方，例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2)；精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8)。根據該零件的各加工精度要求，經過查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加工余量4mm，因此為圓柱

14、所以保留加工余量為8mm。表2-1加工余量加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數值80+0.042/+0.01275 mmG5 mm65+0.023/+0.00365 mmG5 mm60+0.065/+0.04560 mmG10 mm55+0.023/+0.00355 mmG15 mm197197 mmH3 mm鍛件直接鍛造出此大概形狀，用查表法確定各個加工的總余量如上圖所示。2.2.2毛胚的尺寸公差鍛件主要尺寸的公差如下表所示：表2-2主要毛坯尺寸及公差（mm）主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT鍛件的長度尺寸12731304鍛件的長度尺寸303333.6鍛件的寬度尺寸176各階梯圓柱尺

15、寸5515703.26010703.2655703.2755803.22.2.3加工余量、工序尺寸和工差的確定 根據各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸總結如下：1）外圓柱面55（毛坯 17.1 70）工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精車 1.0 IT6 55 1.6半精車 1.1 IT10 56 3.2粗車 15 IT12 57.9 6.3 2）外圓柱面60（毛坯 12.1 70）工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗

16、糙度精車 1.0 IT6 60 1.6半精車 1.1 IT10 61 3.2粗車 10 IT12 62.9 6.3 3）外圓柱面65（毛坯 7.5 70）工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精車 1.0 IT6 65 1.6半精車 1.1 IT10 66 3.2 粗車 5 IT12 67.9 6.3 4)外圓柱面75(毛坯 7.5 80)工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精車 1.0 IT6 75 1.6半精車 1.1 IT10 76 3.2粗車 5 IT12 77.9 6.3 5)加工通孔20工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度鉸 10

17、 IT7 20 1.6擴 9.9 IT9 19.8 3.2鉆 9 IT12 18 6.36)加工鍵槽工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精銑 IT9 16 1.6粗銑 IT12 12 3.22.2.3繪制零件毛坯簡圖圖2-1 零件毛坯圖3擬定零件的工藝路線3.1定位基準的選擇3.1.1精基準的選擇選擇精基準的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的方便可靠。其選擇的原則如下：1、基準重合原則；2、基準統(tǒng)一原則；3、自為基準原則；4、互為基準原則；5、所選精基準 應能保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結構簡單適用。精基準的選擇：加工輸出軸，通過了解零

18、件結構特點和加工精度要求，可以初步選定車各階梯圓柱面時分別以不加工面為基準。選定A面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案比較簡單，可靠，操作方便，使用夾具即可。利用鉆頂尖孔可以對精加工面進行自由度的限制確保加工達到要求精度。3.1.2粗基準的選擇粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準：1、在保證各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；2保證定位準確、夾緊可靠。3.2 表面加工方法的確定 市場經濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經濟性，而在具體的選擇上，

19、一般根據機械加工資料和工人的經驗來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結合具體的工件和現場的加工條件來確定最佳的加工方案。 根據輸出軸零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：表3-1 加工方案加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案55外圓柱表面IT61.6粗車-半精車-精車60外圓柱面IT60.8粗車-半精車-精車60外圓柱面IT61.6粗車-半精車-精車75外圓柱面IT60.8粗車-半精車-精車50內圓柱面自由公差6.3粗銑80孔IT73.2鉆孔-車孔-鉸孔80孔自由公差6.3鉆孔-車孔20通孔IT73.2鉆孔-鉸孔8斜孔IT73.

20、2鉆孔左端面自由公差6.3粗車右端面IT61.6粗車-精車鍵槽IT93.2粗銑-精銑倒角自由公差6.33.3工序的安排3.3.1加工階段的劃分 當零件的加工質量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質量和合理地使用設備、人力,零件的加工過程通常按工序性質不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 粗加工階段：其任務是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產率，去除內孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準。半精加工階段：其任務是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備。精加工

21、階段：其任務就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標是全面保證加工質量。3.3.2基面先行原則 該零件進行加工時，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準來加工，因為左端面和55外圓柱面為后續(xù)精基準表面加工而設定的，才能使定位基準更準確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。3.3.3先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工

22、的要求時，則要安排半精車，以此為精車做準備。3.3.4先面后孔 對該零件應該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于CA6140車床輸出軸來講先加工75外圓柱面，做為定位基準再來加工其余各孔。3.4工序順序的安排3.4.1機械加工工序工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數幾道工序內完成每道工序加工內容較多，工序集中使總工序數減少，這樣就減少了安裝次數，可以使裝夾時間減少，減少夾具數目，并且利用采用高生產率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序

23、的內容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等比較簡單，機床調整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產的情況，采用工序分散。 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗等。3.4.2熱處理工序熱處理的目的是提高材料力學性能，消除殘余應力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預備熱處理，最終熱處理和內應力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預備熱是消除零件的內應力，在毛坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在840溫度中保持30分鐘釋放應力。3.5確定工藝路線在

24、綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了輸出軸的工藝路線。表3-2 輸出軸的工藝路線工序號工序名稱工 序 內 容1鍛造鍛造毛胚2熱處理正火（消除內應力）3銑削銑兩端面,并打中心孔4車削粗車外輪廓5熱處理調質220240HBS6鉗工修研兩端中心孔7鉆削大端面鉆50mm孔8鉆削大端面打中心孔9鏜削粗鏜80mm、104mm的孔10車削精車A、B、C各臺階面，倒角1×45° 11鏜削精鏜80mm孔，孔口倒角1×45° 12擴孔鉆擴鉸10-20mm孔，孔口倒角1×45° 13鉆削鉆2-8mm孔14鉗工劃鍵槽加工線 15銑削銑鍵槽 16鉗

25、工鉗去毛刺17去毛刺 去除全部毛刺18終檢按零件圖樣要求全面檢查3.6 選擇加工設備及刀、夾、量具 由于生產類型大批生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式為以通用機床及專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床的的裝卸及各機床間的傳送均由工人完成。車各外圓時，多是用車床完成，夾緊方案為專用車夾具及三爪卡盤定位。銑鍵槽也可以用車床完成。只有鉆孔10-20-0.019/-0.042 和孔 2-8 時要求工人自己設計夾具在鉆床上完成，量具選用游標卡尺即可。工序12鉆孔10-20-0.019/-0.042，孔倒角為1*45度 要分鉆，擴，鉸三道工序才能達到20-0

26、.019/-0.042 的要求所以選用角銖式鉆床夾具。選用錐柄麻花鉆，錐柄擴孔復合鉆，擴孔是倒角。選用錐柄機用鉸刀，專用夾具?？鞊Q夾頭，游標卡尺。 工序13鉆孔2-8 選用人工設計夾具錐柄麻花鉆一次性加工完畢。4 零件加工設計表4-1粗車外圓進給量查表結果粗車外圓Ap(mm)F(mm/r)V(mm/r)7550.5386550.5386050.5385530.444半精車外圓7530.7316530.7316030.7315530.731精車外圓 7530.4446530.4446030.4445530.444以上f為進給量 ap為深度 v是速度粗車外圓75時 同上可得： 38=×7

27、5nn115 取n=126 v=3.14×75×126=29mm/r粗車外圓65時 38=3.14×65nn186 取n=126 v=3.14×65×126=25 mm/r 粗車外圓60時 38=3.14×60nn201 取n=287 v=3.14×60×287=54 mm/r粗車外圓55時 44=3.14×55nn254 取n=287 v=3.14×55×287=49mm/r半精加工外圓75時 31=3.14×75nn131 取n=126 v=3.14×75

28、15;126=29mm/r半精加工外圓65時 31=3.14×65nn151 取n=126 v=3.14×65×126=25mm/r半精加工外圓60時 31=3.14×60nn164 取n=126 v=3.14×60×126=23mm/r半精加工外圓55時 31=3.14×55nn179 取n=126 v=3.14×55×126=21mm/r精加工外圓75時 44=3.14×75nn186 取n=126 v=3.14×75×126=29mm/r精加工外圓65時 44=3.14

29、×65nn215 取n=215 v=3.14×65×215=43mm/r精加工外圓60時 44=3.14×60nn233 取n=287 v=3.14×60×287=54mm/r精加工外圓55時 44=3.14×55nn254 取n=287 v=3.14×55×287=49mm/r鉆孔10-20-0.019/-0.042：通過計算可得粗鉆 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r擴孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45

30、mm/r鉸孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r鏜孔50 80+0.042/+0.012 104粗鏜時 ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r N=1000v/d n1=1000×24/3.14×50r/m=152r/min n2=1000×24/3.14×80r/m=95r/min n3=1000×24/3.14×104r/m=75r/min半精鏜80+0.042/0.0 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r n=1000×72/3.1

31、4×80r/m=286r/min精鏜80+0.042/0.012時 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r n=1000×108/3.14×80r/m=429r/min5夾具設計夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。本次的設計的夾具是第13道工序-2-8的斜孔粗鉆該夾具使用于Z302鉆床。5.1計算夾緊力并確定螺桿的直徑查表可知，因為夾具的夾緊力與切削方向相反，實際所需要夾緊力F夾與切削力F之間的關系F夾=KF式中K為安全系數，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3當前面的計算可知F夾=KF=3×2616=7848N查表，從強度考慮，因為一個M10的螺栓能承受3924N的許用夾緊力，所以用M10的螺栓完全能滿足強度要求。但是從夾具的剛度及整體結構的對稱性考慮，這里選用M16的螺栓。5.2對稱精度的分析2-8mm孔是在一次裝夾下完成加工的，它們之間的位置精度由鉆模套保證。查表，取公差等級的1/4，即夾具尺寸公