轴的加工工艺规程设计及夹具设计

重庆大学网络教育学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目 25 吨平板车轮对轴的机械加工工艺规程及周向 8 孔加工用夹具设 学生所在校外学习中心 枣庄安培 批次 层次 专业 151、本科二学历、机械设计制造及自动化学 号 W15106257 学 生 王亮亮 指 导 教 师 陈沛 起 止 日 期 2016 年 9 月 8 日至 2016 年 10 月 20 日目录摘要 .0前 言 .1第一章 工艺设计说明书 .21.零件图工艺性分析 .21.1 零件图的完整性和正确性 .31.2 零件技术要求分析 .41.3 零件结构工艺性分析 .42.毛坯的选择 .42.1 毛坯类型 .42.2 毛坯余量确定 .43.机械加工工艺路线确定 .53.1 加工方法的确定 .53.2 加工顺序的安排 .63.3 定位基准的选择 .63.4 加工阶段的划分 .63.5 主要机加工工序简图 .74.工序尺寸及公差的确定 .84.1 基准重合时的工序尺寸 .85.设备及其工装的确定 .95.1 机床及夹具的选用 .95.2 刀具的选择 .95.3 量具的选择 .106.切削用量的确定 .106.1 切削用量的选用原则 .106.2 切削用量的选取方法 .106.3 选择切削用量时应注意的几个问题 .13第二章 第 6 号工序夹具设计说明书 .131.工序尺寸精度分析 .132.定位方案确定 .143.定位元件确定 .144.定位误差分析 .145.夹紧方案及元件确定 .146.夹具总装草图 .157.夹具零件图 .16第三章 毕业设计体会 .18参考文献 .191摘要轴是机械设备中的重要零件之一，它的主要功能是直接支承回转零件，如齿轮、车轮和带轮等，以实现回转运动并传递动力,轴要由轴承支承以承受作用在轴上的载荷。本设计根据所在工厂的实际加工能力及其所加工的产品的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，通过整个工艺的过程的制定，将自己所学理论联系到实际的工作中，加深对本专业的理解和认识，巩固所学的基本专业知识，挺高自身设计能力和创造能力。关键词 工艺分析 加工方案 加工顺序 工装2前 言随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，但大多数的机械加工行业还是依托传统的加工工艺来进行生产的，传统切削加工工艺为新技术的发展提供了最基本的技术支持，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用。本次设计就是进行传统加工工艺设计矿车轴，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的工装设计。并绘制零件图、夹具图。限于编者的水平有限，对书中的不妥之处，敬请读者批评指正。通过对我国矿车运行情况的调查，我们发现，因矿车是矿井上下设备、物料运输的主要工具，故其载重大，使用频繁高，运行环境差，而在矿车使用过程中其行走车轮的轴部分，承担了绝大多数的载重负荷，直接影响到矿车的日常使用。因此，车轴的设计制作我国矿车制作工作中的一项重要工作内容。 3第一章 工艺设计说明书1.零件图工艺性分析如图 1.1 所示零件图，其生产规模为中批量生产，试根据零件图分析其加工工艺。图 1.1 轴零件图41.1 零件图的完整性和正确性经审查，该零件视图准确、完整，表达直观清晰，符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注齐全、合理。1.2 零件技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。该零件的尺寸精度要求有：70 精度等级为 IT6，其余精度等级为 IT10；位置02.精度有：70 的同轴度允差跳动为 0.04mm；端面 A 对 72 的圆跳动允差02.0.015mm；表面粗糙度：70 表面粗糙度 Ra1.6um、8 孔表面粗糙度02.6.3、80 表面为不加工表面，其余表面粗糙度为 Ra3.2um。1.3 零件结构工艺性分析该零件属于轴类零件，其结构特征主要由内外圆柱面、外槽、端面孔、螺纹等组成。其中内外圆柱面、外槽、螺纹可在车床上加工；端面孔可在钻床上加工。2.毛坯的选择2.1 毛坯类型(1) 铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。 (2) 锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。(3) 型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。(4) 焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 (5) 冷冲压件5冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。2.2 毛坯余量确定毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。根据该零件的图纸要求，确定该零件毛坯材料为型材，选择 80 热轧 45#圆钢，长度余量单边 2mm，如图 1.2图 1.23.机械加工工艺路线确定01 下料 锯床截取需要长度02 热处理 调质处理 HB230-250 03 车 夹 80，车削端面，钻 10 中心孔，调头车削端面，钻中心孔 04 粗车 两端面顶中心孔 ，车 72 控制长度 117，车 45 控制长度 4， 车 48 控制长度 45 并挑丝， 调头加工05 精车 车 70 控制长度 97，调头加工02.06 钻 钻 4-8 孔07 钳 去毛刺08 检验 检验各尺寸09 入库3.1 加工方法的确定（1）72 外圆 粗车（精度等级 IT12，表面粗糙度 Ra6.3um）精车（精度等级 IT10，表面粗糙度 Ra3.2um）。（2）70 外圆 粗车（精度等级 IT10，表面粗糙度 Ra6.3um）半精车02.（精度等级 IT8，表面粗糙度 Ra3.2um）磨削（精度等级 IT6，表面粗糙度6Ra1.6um）。（3）45 外圆 粗车（精度等级 IT10，表面粗糙度 Ra6.3um）精车（精度等级 IT8，表面粗糙度 Ra3.2um）。（4）M48 螺纹 粗车（精度等级 IT10，表面粗糙度 Ra6.3um）精车（精度等级 IT8，表面粗糙度 Ra3.2um）挑丝（精度等级 IT8，表面粗糙度 Ra3.2um）磨削（精度等级 IT6，表面粗糙度 Ra1.6um）。（5）10 孔 钻中心孔钻底孔（精度等级 IT12，表面粗糙度 Ra6.3um）铰孔（精度等级 IT10，表面粗糙度 Ra3.2um）。（6）4-8 孔 钻底孔（精度等级 IT12，表面粗糙度 Ra6.3um）铰孔（精度等级 IT10，表面粗糙度 Ra3.2um）。3.2 加工顺序的安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精 各表面均应按照粗加工半精加工精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。3.3 定位基准的选择（1）粗基准的选择 加工中心孔时，以外圆 80 为基准（2）精基准的选择 精加工时以端面中心孔为精基准。73.4 加工阶段的划分零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可划分如下几个阶段：（1）粗加工阶段这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。（2）半精加工阶段这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。（3）精加工阶段对于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在 IT7 级或以上，表面粗糙度在 Ra0.8 以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的主要任