主轴零件的机械加工工艺及夹具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 主 轴 零件 的机械加工工艺 及 夹具设计 学生姓名： 学生学号： 院 系： 年级专业： 指导教师： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目 录 摘要 1 . 摘要（英译 ） 1（附加件） 1 零件分析 2 2 2 2 2 成本分析 3 3 3 基准选择 3 基准的选择 3 3 序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 间定额计算及生产安排 25 3 专用夹具设计 26 26 26 27 27 28 28 28 29 31 32 32 33 34 35 35 4 结 论 36 参考文献 37 致 谢 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 夹具结构设计在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。选择 曲轴 的夹具设计能很好的综合考查我们大学 3 年来所学的知识。 本次所选设计内容主要包括：工艺路线的确定，夹具方案的优选，各种图纸的 绘制，设计说明书的编写等 。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法， 是指导生产的重要的技术性文件 。 它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益 ，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。 利用更好的夹具可以保证加工质量，机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件是加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度。提高生产率，降低成本，使用夹具后可以减少划线、找正等辅 助时间，且易于实现多工位加工。扩大机床工艺范围，在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。减轻工人劳动强度，保证生产安全。为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时局进地创新和发展夹具技术 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1 零件分析 件的作用 题目所给定的零件是 主轴 ， 主轴 轴产生旋转运动，带动 其他部件 使 其 运动，并将旋转转为直线运动，它在工作过程中将承受周期性的复杂的交变载荷。 其主要作用是传递转矩，是连杆获得所需的动力。 件的工艺分析 由 主轴 零件图可知，它的外表面上有多个平面需要进行加工，此外各表面上还需加工一系列 阶梯轴、沉头 孔和键槽。因此可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求它们之间有一定的位置要求 40圆面 中心的加工表面 这一组加工表面包括 : 直径为 24 ，直径为 5、 孔 ,埋 头孔890这组加工表面有一定的位置要求，主要是： （ 1） 16 A 的圆跳动公差为 （ 2） 沉头孔 40 圆度公差为 以轴心线两端为中心的加工表面 这一组加工表面： 键槽 25 右 端面 26 组加工表面有一定的位置要求，主要是： (1)键槽 2540 轴心线的 垂直 度公差为 (2) 26 的径向圆跳动为 件加工的主要问题和工艺过程设计分析 （ 1） 主 轴在 模锻 时， 要在直径方向上留出工艺尺寸量； （ 2） 为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则 ； （ 3） 主 轴 加工应充分考虑在切削时平衡装置 ； （ 4） 对加工轴 26、 16 时，应该考虑其与 轴线 的 径向 圆跳动要求； （ 5） 在铣键槽时应注意 与 40 轴心线的对称度公差 的问题； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 2 成本分析 定毛坯的制造形式 零件材料为 45钢 。考虑到 主 轴的零件 不 大，零件比较 简单 ，应采用 锻造 。而且投资较少，成本较低，生产周期短 。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，不盲目的选择基面。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 基准选择 在 小批生产的条件下，保证基准的统一。 主 轴加工 粗基准的选择尽量选择同一个基准，所以在这种情况下我们选择 26 的 右端 面做为粗基准 。 基准的选择 加工 输出 轴的 的键槽 时，选择 26 圆的端面 ， 考虑到 26 圆的端面 的粗糙度要求为 以保证下面加工的精度。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案 1 粗铣拨叉头两端面 2 半精铣拨叉头上端面 3 钻、粗铰、精 铰 204 校正拨叉角 5 粗铣拨叉角两端面 6 粗铣叉爪口内侧面 7 半精铣叉爪口内侧面 8 半精铣拨叉角两端面 9 钻 8孔 10 钻 6孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 11 去毛刺 12 中检 13 热处理 14 校正拨叉角 15 磨削拨叉角两段面 16 清洗 17 终检 械加工余量 、 工序尺寸及毛 坯 尺寸的确定 主 轴零件材料为 45 钢 ，硬度 200毛坯重量约 40.，生产类型为大批生产，采用 毛坯 锻造 件 。 40圆面 。 由于这些表面的粗糙度要 不 较高，它们的表 面粗糙度都是 根据工序要求，轴径 40 工分粗、精车。 粗车：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 3. 5 精车：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 径 40 毛坯的基本尺寸分别为： 40+ 根据机械加工工艺手册表 件尺寸公差等级选用 3，再查表 得 锻 件尺寸公差为 9现取 7轴径 176毛坯的名义尺寸为： 40+坯最小尺寸为： 9.8 坯最大尺寸为： 对于轴径 86 93a m ,精车能达到要求，此时直径 粗 加工余量 2Z=3加工为 满足加工要求。 粗 、精车 26 外圆面 根据工艺要求， 26 面精度要求粗糙度为 m 。需要粗 、精 车加工就可以了。 、精铣 26面 根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为 m ，需要粗 、 半 精 铣 精铣就可以了，此时的 粗加工 余量 2Z=3加工余量取 2Z= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 间定额计算及生产安排 一年以 300 个工作日计算，再以每天 8 小时工作时间， 实际 一个加工 时间为：以总的加工个数约为 6676 个。 参照 3表 械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： %)1)( （大量生产时 0/ 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)( 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 综上所述该设计适合大批量生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 3 专用夹具设计 为 了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工 床输出轴 零件时，需要设计专用夹具。 根据任务要求中的设计内容，需要设计加工两油孔夹具一套。其中加工两油孔的夹具将用于卧式钻床，刀具分别为两把麻花钻、扩孔钻对工件上的两个工艺孔同时进行加工 。 本夹具主要用来钻、扩油孔 ，轴直径 116 圆锥面上，与中心线偏 30 角的油孔，圆锥面处的油孔较深选择钻头时要选择较为 合理的，强度硬度还有长度都要考虑清楚，加工到本道工序前要完成 176 外圆端面的粗、精铣。因此本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求。以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 位设计 工件定位的实质，就是要使工件在夹具中占有某个确定的位置。任何一个刚体（工件）在空间直角坐标系内都有六个自由度，即沿三个坐标轴的移动 X、 Y、Z 和绕此三个坐标轴的转动 X 、 Y 、 Z 。夹具设计就需要对工件的自由度进行限制，从而起到定位作用。 根据题目要求，现在对工件进行定位设计。定位主要满足限制其五个自由度就可以了。所以本套夹具我们采用典型的一面两销定位，限制五个自由度。由零件图可知，油孔位于零件轴直径 116 圆锥面上，其尺寸精度要求和表面粗糙度要求不高，油孔要求与中心线偏 30 角。为了保证所钻、扩的孔与侧面成 30 角并保证油孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔 的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择油孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣端面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。 一面就以夹具体的右面为准，而两销如下图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 心夹紧装置设计及切削力与夹紧力的计算 心夹紧装置设计 夹紧装置一般由力源装置、中间传力机构、夹紧元件与夹紧机构所组成。设计本夹紧装置考虑到夹紧简单、夹紧力可靠。 由于 床输出轴的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产 中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，夹紧可靠，方便实用。 本道工序夹具的定位元件选用两个圆柱销、一个定位板来对输出轴定位。再用一个螺旋顶针对工件夹紧，从轴径方向夹紧工件。工件由于用 2 个圆柱销定位所以绕轴心线转动被限制了。由于夹紧力方向与钻削力方向不同，轴心线方向上受到力的作用，所以用一定位板来定位。 夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求：1）在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置； 2）夹紧应可靠和适当； 3）夹紧装置应操作方便、省力、安全； 4）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。 削力的计算与夹紧力分析： 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册 17得： 钻削力 钻削力矩 式中： 8D 2321872553125531 m i nm a xm a x 2 5f m m r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1226 当用两把刀具同时钻削时： 本道工序加工油孔时，工件后端放在定位块上。夹紧力方向与钻削力方向不同，有 30 的夹角的偏向，所以夹紧力 1 3 0 2 2 5 6F F C O SN 2 s i n 3 0 1 3 0 2 . 5。 模板及引导装置的设计 模板的设计 由于加工孔为斜孔，所以要对其钻模板进行单独设计，考虑到加工要求，为了保证其加工位置提高加工精度，设计的钻模板采用可卸式钻模板。钻模板由 4个螺钉和 2 个圆柱销固定，为了保证钻模板的刚度，设计厚度为 15 导装置的设计 本套夹具设计主要是设计钻斜油孔夹具，所以在设计钻夹具时要设计一个引导装置即：钻套。在钻套外面还应设计一个衬套。 工艺孔 的加工需钻、扩两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔 8钻、扩两个工步完成加工。即先用 的麻花钻钻孔，根据 84 的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为 即 。再用 标准扩孔钻扩孔，根据 84 的规定 8扩孔 钻的尺寸为 。 图 4 长型快换钻套图 工艺孔钻套结构参数如下表： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 表 4型快换钻套结构参数 d H D 1D 2D h 1h r 公称尺寸 允差 8 60 12 +6 22 10 4 7 7 16 50 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 图 4定衬套图 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图 2所示。 其结构参数如下表： 表 4定衬套结构参数 d H D C 1C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 12 +0 18 + 具体的设计 本道工序的夹具设计中需要对夹具体单独进行设计，以此来满足加工要求。夹具体选用 造，主要考虑工件的定位与夹紧来设计夹具体的结构尺寸与加工要求。具体要求如下： 1）工件靠 176 外圆面上的 2 个 100 孔及 176 外圆端面定位，为一面两买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 销地位，需要在夹具体右边考虑一 个支座固定圆柱销； 2）工件夹紧选用一个螺旋顶针夹紧，需要在夹具体左边设计一个支座支撑螺旋顶针； 3）在与 176 外圆端面定位时要考虑其精度要求； 4）在夹具体上还要设计一个平台用与安装装孔用的钻套及衬套的钻模板。 所以综合上面几点，对夹具体的设计如下： 1）在设计右边支座时，需要设计两个孔与圆柱销配合，而且支座与工件接触面需要精加工来保证工件的定位精度，所以对其进行粗、精铣加工； 2）在设计左边支座时，需要设计一个内螺纹孔来与螺旋顶针配合，以便对工件进行夹紧； 3）在夹具体上设计一个平台，要求固定安装钻孔 用的钻套及衬套的钻模板，主要留四个内螺纹及两个孔用于固定钻模板。 具零件的选择 套用止动螺钉的选择： 钻套用止动螺钉的结构如下图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案 确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证两油孔尺寸 。直径为 ，并采用钻套，导套孔径为 ，外径为 同轴度公差为 。固定衬 套采用孔径为 ，同轴度公差为 。 该油孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（ 1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为 的理想圆柱面的控制。（ 2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸 。（ 3）、当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸 时可将偏离量补偿给位置度公差。（ 4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为 时，相对于最大实体尺寸 的偏离量为 ，此时轴线的位置度误差可达到其最大值 。即孔的位置度公差最小值为 。 工艺孔的尺寸 ，由选用的扩孔尺寸 满足。 由本工 序所选用的加工工步钻、扩满足。 影响两油孔位置度的因素有（如下图所示）： （ 1） 钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差： （ 2） 两衬套的同轴度公差： （ 3） 衬套与钻套配合的最大间隙： （ 4） 钻套的同轴度公差： 所以能满足加工要求。 具设计及操作的简要说明 本套夹具用于加工 8 油孔。定位采用常见的一面两销定位方案。以 176 孔外圆端面（一面）及其上面的 100 的两个孔（两个长圆柱销）来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用螺旋顶针夹紧。工件加工完成后，旋开螺旋顶针，工件向左退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到长圆柱销和定位板上，然后将旋紧螺旋顶针就可以进行加工了。加工完成以后将旋开螺旋顶针，工件向左退出一定距离，就可以把工件直接取出。如夹具装配图 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 结 对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥 和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 4 结 论 机械制造毕业设计是我们学完了大学的全部基础颗，技术基础课以及所有的专业课之后进行的。这是我们在毕业之前对我们所学各课程的一次深入的综合性的总测验，也是一次理论联系实际的训练，它在我们将来的工作和生活中占有举足轻重的地位。在本次设计中，对零件的工艺分析是整个设计的前提，一个好的工艺规程还应考虑加 工工艺装备等，如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状，即高精、高效、经济。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。因此在设计过程中，需仔细分析、计算各种参数，确保拉刀设计的合理性、经济性、可加工性等。可以在今后的工作中在知识 ,能力和素质方面得到进一步提高。为今后参加祖国的四个现代化建设打下一个良好的基础 ,为祖国的发展出一份力量。 设计尚有许多不足的地方，恳请各位老师给予指导和帮助。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 参考文献 1 杨叔子，机械加工工艺师手册 M，北京：机械工业