1、- 說 明 書全套圖紙加扣 3012250582題 目 主動軸加工工藝與夾具設(shè)計學(xué) 生 系 別 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 I目 錄第一章 前言1第二章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析2第三章 工藝規(guī)程設(shè)計33.1 確定毛坯的制造形式33.2 基準的選擇33.2.1 粗基準的選擇33.2.2 精基準的選擇33.3 制定工藝路線33.4機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定53.5確立切削用量及基本工時5第四章 車床夾具設(shè)計134.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案134.2工件裝夾方案的確定134.3.夾緊力計算134.4定位誤差分析134.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明14

2、第 五章 設(shè)計體會15參考文獻16第一章 前言機床夾具是隨機械加工技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的。機床夾具由適用于單件小批量生產(chǎn)的用工藝技術(shù)發(fā)展到大批量生產(chǎn)的專用工藝技術(shù)、隨行夾具,經(jīng)歷了市場的發(fā)展和技術(shù)的推動。隨著現(xiàn)在市場需要的多樣化、多品種、中小批量及短周期的生產(chǎn)方式在世界貿(mào)易中逐漸成為主導(dǎo)方式,傳統(tǒng)的專為某個零件的一道工序設(shè)計制造的專用夾具已經(jīng)不能適應(yīng)這種生產(chǎn)方式的要求。因此,適用于多品種、中小批量生產(chǎn)特點的通用工藝技術(shù)。數(shù)控技術(shù)的進步與發(fā)展,使得數(shù)控機床、加工中心在機械加工中廣泛運用,數(shù)控機床工藝技術(shù)也迅速的發(fā)展起來。以上這些現(xiàn)代機床夾具技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,代表了現(xiàn)代機床工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢。具體的發(fā)展

3、方向有以下幾個方面:功能柔性化;傳動高效化、自動化;制造精密化;旋轉(zhuǎn)夾具高速化;結(jié)構(gòu)標準化、模塊化;設(shè)計自動化;機床夾具方面的基礎(chǔ)研究的強化15 第二章 零件的分析1.1 零件的作用 軸起著支持和固定齒輪零件,保證軸系運轉(zhuǎn)精度和良好潤滑等重要作用,一般通過軸.在機器中起傳遞運動與力的作用。1.2 零件的工藝分析軸 有幾組加工表面，并有一定位置要求.其中尺寸要求較高的有：分述如下：1.以18外圓為中心的加工表面：這一組加工表面包括：13.5外圓及其倒角，尺寸為18外圓相垂直的左右外圓面,2.以軸線為中心的加工表面這一組加工表面包括：加工左右兩端的4mm 鍵槽與5mm 鍵槽,這些加工表面之間有著一

4、定的位置要求，主要是：兩鍵槽對軸線的對稱度要求。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。第三章 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形式“軸 ”零件材料采用20鋼制造。材料為20鋼，生產(chǎn)類型50000為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。3.2 基準的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。3.2.1 粗基準的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較

5、高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取工件外圓面作為粗基準。3.2.2 精基準的選擇主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,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)已確定的情況下,可以考慮采用通用機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。同時 應(yīng)有足夠的剛度、可靠的密封及便于傳動件潤滑和散熱、 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性、 形狀應(yīng)力求勻稱和美觀。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降，提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量、減

6、輕工人勞動強度。工藝路線方案一：工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容1鍛鍛造毛坯2時效熱處理3銑銑4mm鍵槽4銑銑5mm鍵槽5車精車各級外圓6車粗車右端成型7車粗車左端成型9鉆鉆3孔10磨磨外圓11鉗工去銳邊毛剌12檢檢驗工藝路線方案二工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容1鍛鍛造毛坯2時效熱處理3鉆鉆兩端中心孔4車粗車右端成型5車粗車左端成型6車精車各級外圓7銑銑4mm鍵槽9銑銑5mm鍵槽10鉆鉆3孔11磨磨外圓12鉗工去銳邊毛剌13檢檢驗工藝路線方案的比較： 兩種工藝路線方案的工序是一樣，只是加工順序不一樣。在第一個方案中，是車外圓面工序放在后面，不夠合理，而方案二側(cè)是放在前面，先把定位基準加工好后再把各級

7、處圓加工好后再行各孔與鍵槽 的的加工，對于整個加工工藝路線看來,最后的加工工藝路線方案二更優(yōu)。3.4機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定軸 零件材料為20鋼，硬度為220-250HBS,生產(chǎn)類型為大批量，采用鍛造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下圖：3.5確立切削用量及基本工時工序 熱處理, 人工時效工序 按圖紙尺寸,進行調(diào)質(zhì)處理工序 鉆兩端中心孔1加工條件材料為45, ,b =175/Mpa(機械制造工藝設(shè)計簡明手冊)23工藝要求:孔徑d=2mm,孔深4mm孔,粗糙度要求為Rz12.5.選用鉆床型號為Z3025型鉆床. (查機械制造工藝

8、設(shè)計簡明手冊)表4.2-12和4.2-13主軸轉(zhuǎn)速: 50 80 125 200 250 315 400 500 630 1000 1600 2500進給量: 0.05 0.08 0.12 0.16 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.63 1.00 1.60 2選擇鉆頭： 查切削用量簡明手冊表2.1,選用高速鋼麻花鉆鉆削,麻花鉆直徑為d=5mm.鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃, 后角o11，二重刃長度b=3.5mm,橫刃長b=2mm,弧面長度l=4mm,棱帶長度 3選擇切削用量:1）決定進給量f：按加工要求決定進給量：根據(jù)（切削手冊表2-7），因為材料為45, 硬度為137205HB

9、S,b =175/Mpa ,d=17mm時，所以f=0.700.86mm/r。 由于8,所以f=0.70-0.86mm/r。2)按鉆頭強度決定進給量:根據(jù)（切削手冊表28）,材料為45,硬度為137-205HB d=17mm,鉆頭強度允許的進給量是f=1.45(或1.75)mm/r從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=0.70-0.86mm/r根據(jù)Z3025鉆床說明書,選擇f=1.00mm/r，由于是加工孔,為了避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷,故在孔即將鉆穿的時候停止自動進給采用手動進給.機床進給機構(gòu)強度也可根據(jù)初步確定的進給量查出軸向力在進行比較來校驗。由（切削手冊

10、表219）可以查出鉆孔時的軸向力，軸向力F= 7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0(或0.85) ,故F=7260N.根據(jù)Z3025鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力F遠大于F,由于F F校驗成功.故f=1.00mm/r可用.(1)決定鉆頭磨鈍標準及壽命:查（切削手冊表212）,當(dāng)d=17mm時,鉆頭后刀面最大磨損量0.5-0.8mm.壽命T=60min(2)決定切削速度:查（切削手冊表215），由于材料是45，進給量f=0.81mm/r, d=17mm,.所以取切削速度V=20m/min查（切削手冊）切削速度的修正系數(shù)為: 故m/min根據(jù)Z3025鉆床的實際鉆速,可以考慮選擇n=

11、400r/min.這個轉(zhuǎn)速基本與計算轉(zhuǎn)相符合,對麻花鉆,以及其他方面的影響會比較小,所以可以直接采用工序 粗車右端成型機床：車床 機械加工工藝手冊表刀具：刀具材料Y715，刀桿尺寸， 機床加工工藝設(shè)計實用手冊表12-7。粗車外圓切削深度：單邊余量，進行次走刀；進給量：根據(jù)機械加工工藝實用手冊可得：當(dāng)時，選用；計算切削速度：機械加工工藝手冊表8.4-8： 當(dāng)時， 確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取，所以實際切削速度：切削工時: 其中故粗車M12外圓切削深度：單邊余量，進行次走刀；進給量：根據(jù)機械加工工藝實用手冊可得：當(dāng)時，選用；計算切削速度： 確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取，所以實際切削速度：切削工時: 其中故

12、工序：粗車左端成型粗車外圓粗車 切削深度：單邊余量，進行次走刀；進給量：選用；計算切削速度 確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取，所以實際切削速度：切削工時: 其中故工序 精車各級外圓精車外圓切削深度：單邊余量，進行次走刀；進給量：選用；計算切削速度： 確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取，所以實際切削速度：切削工時: 其中；故車M12螺紋切削深度：單邊余量，進行5次走刀；進給量：選用；計算切削速度： 確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取，所以實際切削速度：切削工時: 其中；故工序: 銑5mm鍵槽機床：X52K銑床刀具：查參考文獻9表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形拉刀第三型號，該刀具特點：銑削長度大于20mm，同時加工齒數(shù)不小于

13、5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設(shè)計見拉刀設(shè)計）。銑削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，銑刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計，銑削的進給量即為單面的齒升量。查參考文獻5表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.1160.08，取。銑削工件長度：；銑刀長度：（見拉刀設(shè)計）；拉刀切出長度=510mm，取。走刀次數(shù)一次。根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計算公式由參考文獻5表2.5-20獲得），得機動時間工序 ：銑4mm鍵槽機床：銑床（）刀具：根據(jù)參考文獻4表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。刀寬粗銑4mm，齒數(shù)為24齒。銑削深度：每齒進給量：查參考文獻5表2.4-75，得，

14、取。銑削速度：查參考文獻8表30-33，得機床主軸轉(zhuǎn)速：查參考文獻5表3.1-74取實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =81mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)1次機動時間：工序 磨外圓磨削外圓工件速度,工件轉(zhuǎn)速由機械加工工藝設(shè)計實用手冊表可知砂輪的轉(zhuǎn)速為故最大的切削速度：選擇選取，工件的軸向進給量時，橫向進給量 工件的切削余量，每次切削深度，切削次數(shù)為次。動機時間：且則 磨削外圓工件速度,工件轉(zhuǎn)速由機械加工工藝設(shè)計實用手冊表可知砂輪的轉(zhuǎn)速為故最大的切削速度：選擇選取，工件的軸向進給量時，橫向進給量 工件的切削余量，每次切削深度，切削次數(shù)為次。動機

15、時間：且則 工序 去毛刺 ，檢驗 第四章 車床夾具設(shè)計4.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案為了提高勞動生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度和生產(chǎn)成本通常需要設(shè)計專用夾具，我設(shè)計的是該道工序的專用夾具設(shè)計粗車右端成型。本夾具將用于C6132普通機床，刀具為YT15硬質(zhì)合金刀，對工件進行外圓的加工。4.2工件裝夾方案的確定車床夾具主要以設(shè)計一個 V型塊來定位,以端面為固定面，限制5個自由度，用螺柱來限制Z方向的轉(zhuǎn)動。以螺母為夾具元件。4.3.夾緊力計算切削力為：其中：=，=2.5，=1.0，=0.85，=0，=1，=0.15，所以683.87 (N)在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) 1.756

16、1.756683.871200.87(N)夾緊采用開槽螺母來夾緊，其夾緊力由機床夾具設(shè)計手冊表1-2-13查得： 夾緊力F=4640N由上可知，滿足切削要求。214.4定位誤差分析定位基準與工序基準一致，因此不存在基準不重合誤差。工件上外圓與剛性V型塊間隙配合,定位元件垂直放置,此時,由于定位副存在徑向間隙,因此也必將引起徑向基準位置誤差。不過這時的定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)任意方向上都有可能發(fā)生，其最大值也比V型塊平放置時大一倍，所以基準位置誤差為：式中 -定位副間的最小配合間隙(mm) -工件圓孔直徑公差(mm) -心軸外圓直徑公差(mm) 因此（mm） 所以(mm)4.5夾

17、具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，在夾具設(shè)計中，應(yīng)注意提高勞動生產(chǎn)率。夾具的零件和部件既要重量輕又要具有足夠的剛度和強度，尤其夾具體上各更應(yīng)該有足夠的剛度，以保證裝在夾具體上的各元件的位置不變，并在加工過程中不產(chǎn)生振動從而保證工件的加工精度，由于夾具體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，從工藝性和剛度觀點考慮夾具體應(yīng)采用鑄鐵材料。第 五章 設(shè)計體會設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.此次設(shè)計是在學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和機械裝備等課程后的一次對專業(yè)知識的綜合性的實際運用；更是在學(xué)完大學(xué)四年來所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。此次設(shè)計涉及到的知識面很廣，涉及到了材料力學(xué)、機械工程材料、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備設(shè)計、公差配合與技術(shù)測量、機械設(shè)計、工程材料與熱處理等