輸出軸夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)---輸出軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　夾</b></p><p><b>　　具</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　班級(jí)：數(shù)控2班</b></p>

2、<p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)： </b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定</p><p><b>　　技術(shù)要求分析</b></

3、p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　2、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖</p><p><b>　　選擇毛坯</b></p><p><b>　　毛坯尺寸的確定</b></p><p>　　3、選擇加工方法，制定加

4、工藝路線</p><p><b>　　定位基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　零件表面加工方法的選擇</p><p><b>　　制定工藝路線</b></p><p><b>　　4、工序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　選擇加工設(shè)備與工藝

5、裝備</p><p>　　選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床</p><p><b>　　選用夾具</b></p><p><b>　　選用刀具</b></p><p><b>　　選擇量具</b></p><p><b>　　確定工序尺寸

6、</b></p><p>　　5 、確定切削用量和基本工時(shí)</p><p><b>　　切削用量</b></p><p><b>　　基本時(shí)間</b></p><p><b>　　6、夾具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>

7、　　定位方案 </b></p><p><b>　　分度設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　定位誤差分析</b></p><p><b>　　工件零件圖</b></p><p><b>　　夾具裝配圖</b></p&g

8、t;<p>　　輸出軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定</p><p><b>　　技術(shù)要求分析</b></p><p>　　題目所給定的零件車(chē)床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使車(chē)床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力；二是工作過(guò)程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動(dòng)零部件。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，

9、綜合力學(xué)性能良好，淬透性低，水淬時(shí)易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件，選用鑄件。</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面，10個(gè)φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級(jí)；粗糙度方

10、面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um，要求不高；位置要求較嚴(yán)格，表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對(duì)φ75、φ60外圓軸線的跳動(dòng)量為0.04mm, φ20孔的軸線對(duì)φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對(duì)φ55外圓軸線的對(duì)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(guò)分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過(guò)徑向夾緊可保證其加工要

11、求，整個(gè)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。</p><p>　　選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖</p><p><b>　　選擇毛坯</b></p><p>　　毛坯種類(lèi)的選擇決定與零件的實(shí)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，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他

12、毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)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(qiáng)度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產(chǎn)批量為中批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。</p><p><b>　　毛坯尺寸的確定</b></p><p>　　毛坯（鍛件）圖是根據(jù)

13、產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知精車(chē)-半精車(chē)-粗車(chē)各余量,從而可得毛坯余量<或查表得到>,見(jiàn)表１。鑄件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按5-13確定。結(jié)果為：外圓角半徑：；內(nèi)圓角半徑：。按表5-11，外模鍛斜度，內(nèi)模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖</p><p>　　選擇加工方法，制定加工藝路線</p><p><b>　　

14、定位基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　本零件為帶孔的管狀零件，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選孔及一端面作為精基準(zhǔn)。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作為精基準(zhǔn)，應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　零件表面加工方法的選擇</p>

15、<p>　　當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來(lái)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(guò)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(gè)階段。①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)，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75

16、外圓柱表面。②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，如φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱面，φ80、φ20孔等。③精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達(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。</p><p>　　熱處理工序的安排:熱處理的目的是提高材料力學(xué)性

17、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。本零件輸出軸材料為45鋼，在加工過(guò)程中預(yù)備熱處理是在毛坯鍛造之后消除零件的內(nèi)應(yīng)力。</p><p>　　基面先行原則該零件進(jìn)行加工時(shí)，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來(lái)加工，因?yàn)樽蠖嗣婧挺?5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(lái)。</

18、p><p>　　先粗后精即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車(chē)將在較短時(shí)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(chē)的余量均勻性要求，若粗車(chē)后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí)，則要安排半精車(chē)，以此為精車(chē)做準(zhǔn)備。</p><p><b>　　先面后孔</b></p><p>　　對(duì)該零件應(yīng)該先加工圓柱表面，后

19、加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過(guò)的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過(guò)的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對(duì)于輸出軸來(lái)講先加工φ75外圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來(lái)加工其余各孔。</p><p>　　工序劃分的確定 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(shí)間減少，減少夾具數(shù)目

20、，并且利于采用高生產(chǎn)率的機(jī)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(shí)每道工序只包括一簡(jiǎn)單工步，工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整工作簡(jiǎn)化，對(duì)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(yàn)等。</p><p><b>　　制定工藝路

21、線</b></p><p>　　按照先加工基準(zhǔn)面，先粗后精，基準(zhǔn)統(tǒng)一等原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行:</p><p>　　備料---模鍛---車(chē)端面打中心孔---粗車(chē)外圓---調(diào)質(zhì)---車(chē)端面修中心孔---高頻淬火---精車(chē)外圓---粗磨---銑鍵槽---精磨</p><p><b>　　工序設(shè)計(jì)</b></p>

22、;<p>　　選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床</p><p>　?。?）工序5.9.10是粗車(chē)和精車(chē)。各工序的工步數(shù)不多，大批大量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車(chē)床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的CA6140型臥式車(chē)床。</p><p>　　（2）工序6、11為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車(chē)床上鏜孔，選用C6140型臥式車(chē)床。</p

23、><p>　?。?）工序15銑削。工序工步簡(jiǎn)單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬成批大量生產(chǎn)，所選機(jī)床使用范圍較廣泛為宜，故可選常用用的X6132型銑床能滿足加工要求。</p><p>　?。?）工序14是擴(kuò)、鉆、鉸孔?？刹捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工，故選用Z55。</p><p><b>　　選用夾具</b></p><p&g

24、t;　　本零件除銑銷(xiāo)，鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車(chē)銷(xiāo)工序用三爪自定心卡盤(pán)和心軸。</p><p><b>　　選用刀具</b></p><p>　　由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個(gè)重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良

25、好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件車(chē)床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類(lèi)刀具，因?yàn)榧庸ぴ擃?lèi)零件時(shí)摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而YT類(lèi)硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時(shí)刀具磨損小壽命長(zhǎng),所以加工45鋼這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合金的刀具。粗車(chē)外圓柱面： 90°半精車(chē)，精車(chē)外圓柱面：前角為90°的車(chē)刀。鉆頭：高速鋼刀具，直徑為φ30；直徑為φ18；擴(kuò)孔鉆：直

26、徑為φ19.8；鉸刀：直徑為φ20。鏜刀，刀桿長(zhǎng)度為200.B×H＝16×25。</p><p><b>　　確定工序尺寸</b></p><p>　　確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法

27、的經(jīng)濟(jì)精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見(jiàn)下表：</p><p>　　為便于工序的描述，現(xiàn)預(yù)先定義各段直徑的字母代號(hào)：￠45C ￠60B ￠65E ￠75A ￠176D</p><p>　　確定切削用量及基本工時(shí)</p><p>　　切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。確定順序是確定、，再確定。本說(shuō)明書(shū)選取工序1粗車(chē)

28、外圓為例確定其切削用量及基本時(shí)間。</p><p><b>　　切削用量 。 </b></p><p>　　本工序?yàn)榇周?chē)。已知加工材料為45鋼，鍛件，有外皮；機(jī)床為CA6140型臥式車(chē)床，工件裝夾在三爪自定心卡盤(pán)中。</p><p>　　確定外圓的切削用量。 </p><p>　　所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀

29、，根據(jù)表5-112，由于CA6140機(jī)床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-133，選擇車(chē)刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角，后角、主偏角、,副偏角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。</p><p>　?。?）確定背吃刀量 由于粗車(chē)雙邊余量為2.5mm，則＝2.25mm。</p><p>　　（2）確定進(jìn)給量f

30、 根據(jù)表5-114，在粗車(chē)鋼件、刀桿尺寸為、、工件直徑為時(shí)，。按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量選擇。確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p>　　根據(jù)表5-55，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。</p><p>　　根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼材、、，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力。</p><p>　　Ff的修正系數(shù)為，，,故實(shí)際進(jìn)給力為，由于，

31、所選的可用。</p><p>　?。?）選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車(chē)刀耐用度。</p><p>　?。?）確定切削速度v 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鋼材時(shí)，，時(shí)，切削速度。</p><p>　　切削速度的修正系數(shù)為，，，，表2-9。則有：</p><p>　

32、　按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇,則實(shí)際切削速度。</p><p>　　最后確定切削用量為：</p><p><b>　　，，，。</b></p><p><b>　　基本時(shí)間</b></p><p>　　確定粗車(chē)外圓的基本時(shí)間t </p><p>　　根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)

33、》公式4-23車(chē)外圓基本時(shí)間為：</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式4-23車(chē)外圓基本時(shí)間為：</p><p><b>　　式中：，，，，，</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　其余工步切削用量及基本工時(shí)計(jì)算從略</p><p>&

34、lt;b>　　夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本夾具是第17道工序鉆通孔的專用夾具。刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.3－1996。</p><p>　　在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便性與快速性以及實(shí)現(xiàn)鉆孔的分度上。下面是夾具設(shè)計(jì)過(guò)程：</p><p>

35、<b>　　定位方案</b></p><p>　　夾具特點(diǎn):工件以大端面和兩銷(xiāo)孔定位，是典型的一面兩孔定位。用右大端面定位在夾具分度盤(pán)上，另外用兩短圓柱銷(xiāo)對(duì)角定位在工件右端面直徑為20的孔上。用圓柱銷(xiāo)上部分的螺紋與開(kāi)合螺母配合夾緊旋轉(zhuǎn)把手把工件夾緊。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易。分度副間有污物時(shí)，不直接影響分度副的接觸。缺點(diǎn)是無(wú)法補(bǔ)償分度度間的配合間隙對(duì)分度精度的影響。分度板孔中一般壓入耐磨襯套，與圓

36、柱定位。</p><p><b>　　分度設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通過(guò)分度盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。擰緊螺母，并通過(guò)開(kāi)口墊圈將工件夾緊。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可將分度盤(pán)松開(kāi)。此時(shí)用手將定位銷(xiāo)從定位套中拔出，使分度盤(pán)連同工件一起回轉(zhuǎn)180°，將定位銷(xiāo)重新插入定位套中，即實(shí)現(xiàn)了分度。再將手柄轉(zhuǎn)回，鎖緊分度盤(pán)，即可進(jìn)行加工。</p><p><b>

37、;　　定位誤差分析</b></p><p>　　一批零件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)位置不一致的原因有二：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，記作△B。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，記作△Y;</p><p>　　當(dāng)工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸的方向相同時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差等于定位誤差；方向不同時(shí)基準(zhǔn)不重合誤差等于定位尺寸的公差與∝角的乘積;</p><p>　　本

38、工序會(huì)是以圓柱銷(xiāo)中心線作定位基準(zhǔn)，限位基準(zhǔn)也是此中心線。故定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)重合，△Y =0;工序基準(zhǔn)是鉆套中心線，與定位基準(zhǔn)不重合，故△B =（0.033+0.041）*㏄45=0.074*=0.0523</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得直徑8的孔未注公差為：H 0.1 K0.2 L0.3,取K級(jí)公差得直徑8孔的未注公差=0.2； </p><p>　　0.0523<