輸出軸加工工藝及2Xφ8孔鉆削夾具設(shè)計說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上遼寧工程技術(shù)大學(xué)機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)課 程 設(shè) 計題 目：輸出軸加工工藝及2X8孔鉆削夾具設(shè)計班級： 姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 專心-專注-專業(yè)任務(wù)書一、設(shè)計題目: 輸出軸加工工藝及2X8孔鉆削夾具設(shè)計 二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）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(shè)計夾具對應(yīng)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(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般

2、為夾具體）。 1張7課程設(shè)計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設(shè)計全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份四、進(jìn)度安排本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)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(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)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(shè)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(dǎo)教師評語該生設(shè)計的過程中表

3、現(xiàn) ，設(shè)計內(nèi)容反映的基本概念及計算 ，設(shè)計方案 ，圖紙表達(dá) ，說明書撰寫 ，答辯表現(xiàn) 。綜合評定成績： 指導(dǎo)教師日期摘要這次設(shè)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(shè)計與改良直接影響著其質(zhì)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(jù)零件的性質(zhì)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(shè)計主要是應(yīng)用機械制造技術(shù)，是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)。通過這次課程設(shè)計

4、，了解并認(rèn)識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)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(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。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 outputings 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 the

7、fastening motion scheme being workpieces 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 machine p

8、art 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 is fine ba

9、sis, 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(chǎn)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(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力；二是工作過程中經(jīng)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(jié)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(chǎn)品的零件圖和裝配圖制定工藝規(guī)程時，首

10、先應(yīng)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(shù)要求，找出其主要的技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。1.2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟性。 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)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(nèi)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(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um, 55外圓柱面、大端端面為Ra1.6um, 60、75外圓柱面為R

11、a0.8um，其余為Ra6.3um，要求不高；位置要求較嚴(yán)格，表現(xiàn)在55的左端面、80內(nèi)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(nèi)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(diào)質(zhì)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(dá)物體的形狀和大小，符合要求。1.3確定零件的生產(chǎn)類型題目給出，該輸出軸材料為45鋼。根據(jù)公式質(zhì)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(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。2確定毛

12、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(shù)量的多少有直接影響。因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)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(yīng)充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性，以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)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(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余

13、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(yīng)安排人工調(diào)質(zhì)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(jù)該零件的各加工精度要求，經(jīng)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，因此為圓柱所以保留加工余量為8

14、mm。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(shù)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各階梯圓柱尺寸5515703.2

15、6010703.2655703.2755803.22.2.3加工余量、工序尺寸和工差的確定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)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(jié)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 表面粗糙度精車 1.0 I

16、T6 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 IT7 20 1.

17、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(zhǔn)的選擇3.1.1精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)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(zhǔn)重合原則；2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；3、自為基準(zhǔn)原則；4、互為基準(zhǔn)原則；5、所選精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單適用。精基準(zhǔn)的選擇：加工輸出軸，通過了解零件結(jié)構(gòu)特點和加工精度

18、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(zhǔn)。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(jìn)行自由度的限制確保加工達(dá)到要求精度。3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)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(zhǔn)：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(zhǔn)確、夾緊可靠。3.2 表面加工方法的確定 市場經(jīng)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(jīng)濟性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機械加工資料

19、和工人的經(jīng)驗來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工方案。 根據(jù)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(nèi)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IT73.2鉆孔左端面自由公差

20、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(dāng)零件的加工質(zhì)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(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性質(zhì)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(wù)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(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)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(zhǔn)。半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備。精加工階段：其任務(wù)就是保證

21、各主要表面達(dá)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(zhǔn)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(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。3.3.2基面先行原則 該零件進(jìn)行加工時，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來加工，因為左端面和55外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)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(nèi)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的要求時，則要安排半

22、精車，以此為精車做準(zhǔn)備。3.3.4先面后孔 對該零件應(yīng)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(zhǔn)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(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)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(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每

23、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(shè)備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)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(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)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(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)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(yīng)力。3.5確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序

24、安排原則的基礎(chǔ)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(nèi) 容1鍛造鍛造毛胚2熱處理正火（消除內(nèi)應(yīng)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(diào)質(zhì)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145 11鏜削精鏜80mm孔，孔口倒角145 12擴孔鉆擴鉸10-20mm孔，孔口倒角145 13鉆削鉆2-8mm孔14鉗工劃鍵槽加工線 15銑削銑鍵槽 16鉗工鉗去毛刺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(shè)備及刀、夾

25、、量具 由于生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)計夾具在鉆床上完成，量具選用游標(biāo)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(dá)到20-0.019/-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(fù)合鉆，擴孔是

26、倒角。選用錐柄機用鉸刀，專用夾具?？鞊Q夾頭，游標(biāo)卡尺。 工序13鉆孔2-8 選用人工設(shè)計夾具錐柄麻花鉆一次性加工完畢。4 零件加工設(shè)計表4-1粗車外圓進(jìn)給量查表結(jié)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(jìn)給量 ap為深度 v是速度粗車外圓75時 同上可得： 38=75nn115 取n=126 v=3.1475126=29mm/r粗車外圓65時 38=3.1465nn1

27、86 取n=126 v=3.1465126=25 mm/r 粗車外圓60時 38=3.1460nn201 取n=287 v=3.1460287=54 mm/r粗車外圓55時 44=3.1455nn254 取n=287 v=3.1455287=49mm/r半精加工外圓75時 31=3.1475nn131 取n=126 v=3.1475126=29mm/r半精加工外圓65時 31=3.1465nn151 取n=126 v=3.1465126=25mm/r半精加工外圓60時 31=3.1460nn164 取n=126 v=3.1460126=23mm/r半精加工外圓55時 31=3.1455nn17

28、9 取n=126 v=3.1455126=21mm/r精加工外圓75時 44=3.1475nn186 取n=126 v=3.1475126=29mm/r精加工外圓65時 44=3.1465nn215 取n=215 v=3.1465215=43mm/r精加工外圓60時 44=3.1460nn233 取n=287 v=3.1460287=54mm/r精加工外圓55時 44=3.1455nn254 取n=287 v=3.1455287=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=

29、630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45mm/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=100024/3.1450r/m=152r/min n2=100024/3.1480r/m=95r/min n3=100024/3.14104r/m=75r/min半精鏜80+0.042/0.0 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r n=100072/3.1480r

30、/m=286r/min精鏜80+0.042/0.012時 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r n=1000108/3.1480r/m=429r/min5夾具設(shè)計夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)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(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)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(shè)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(guān)系F夾=KF式中K為安全系數(shù)，當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時，取K=3當(dāng)前面的計算可知F夾=KF=32616=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(jié)構(gòu)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，即夾具尺寸公差為0.125mm。同理，14的孔，故取夾具