输出轴零件机械加工工艺规程设计及机床夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 机械制造工艺及夹具设计 课程设计任务书 1、设计题目： 设计下表选定零件的机械加工工艺规程及指定关键工序的专用机床夹具。 A 转速器盘 B 气门摇杆座 C 尾座体 D 油阀座 E 输出轴 F 连接座 G 杠杆 H 推动架 I 连杆体 J 连杆盖 K 操纵阀 L 填料箱盖 M 换档叉 N 左支座 O 轴承外壳 2、 设计要求： 熟练使用计算机辅助（软件自选），独立完成 （ 1） 毛坯图、零件毛坯合图各一张 （ 3或 4号图） （ 2） 关键工序机械加工工艺规程卡片一张 （ 4号图） （ 3） 指定工序夹具装配图一张 （ 2或 3号 图） （ 4） 夹具部分零件图 1 2张 （图幅自定） （ 5） 设计说明书 （一份） （ 6） 夹具 3 （ 4号图） 以上均需输出，以书面交作业，不收软盘。 3、原始资料： 零件图样一张（ 参见 课程设计指导书及习题 66） ； 生产纲领为 6000件 /年。 所使用机床等根据需要自选，以通用机床为主。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 前言 机械制造工艺学课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设 计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解；是在学完了机械 制造 技术基础 的理论课程之后，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论 ，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第一章 工艺设计 一 零件图的分析、研究 根据任务书所提供的设计题目，所设计的 题目是输出轴的夹具设计，所提供的输出轴的零件图如下： (一） 零件性能、用途、工作条件及所在部件中的作用 输出轴 主要作用是传递动力和扭矩，把动力源的动力及转矩传递给执行原件或减速机构。通过 与动力源配合起定心作用。用 10x 20 通过螺栓将动力源的动力 传给输出轴 ，再由 出。 A、 该轴接在动力源上，因此处于高速转动状态。 （二 ） 零件材料及其力学性能，选择毛坯种类和制造方法，以及确定切削用量，加工方法 零件材料为 45钢。考虑到零件经常承受变载荷，因此 需要较好的力学性能，又因为该轴为直径相差较大的阶梯轴，而根据相关的毛皮加工特点应该选用锻件，以 保证零件工作可靠。由于零件年产量为 6000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大， 工件形状不算太复杂 故可采用 普通 模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是 合理 的。 （三 ） 分析零件图上各项技术要求制订的依 据，确定主要加工表面和次要表面，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 找出关键技术问题 其技术要求是 45 钢 调至处理 200根据其受力情况及工作条件来制订的。主要加工表面： 中 柱面是两段支承轴 有较高的配合要求， 执行原件有高的配合要求。次要加工面：直径为 50 ， 104 的孔，直径为 176 的外圆。 （四）分析零件结构的工艺性 该零件图的视图正确，完整，尺寸 ，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的圆度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和圆度。否则会影响机器设备的性能和精度。 由于零件的结构不是很复杂，加工时只需设计一个一盘夹具就可准确的定位，但需保持适当的夹紧力。 输出轴由车圆面及圆锥面，钻孔，铣键槽主要工序组成 。 二、毛坯制造方式 （一）确定毛坯 种类及 加工方式 零件材料为 45钢。考虑到零件为输出轴经常承受变载荷，因此需要较好的力学性能 。与采用铸造相比锻造力学性能更好，因此选择锻造加工。又因为该轴为直径 相差较大的阶梯轴，为了减少材料消耗和切削加工量则更适合采用锻件毛坯。 由于零件年产量为 6000 件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，工件形状不算太复杂故可采用普通模锻成型。 （二） 确定各表面的总余量及余量公差 由所提供的输出轴的零件图可将零件的毛坯设计成两个直径不同的圆柱 如 下 图所示： 由零件图 可知小端长度为 197，大端为 47，小端直径为 75，大端为 0采用普通模锻成型制造毛坯。 根据 机械加工工艺 手册 （第三章 表 得 水平方向单边 余量 为 总余量为 样直径方向单边余量为 总余量为 由此得出毛坯的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 尺寸如下： 总长为 244+5=249， 大端直径为 176+5=181， 小端直径为 75+5=80。 三拟订工艺路线 （一）基面选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。 定位基准选择得合理与否，将直接影响到所制定的零件 加工工艺规程的质量。 基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过 程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （ 1） 粗基准的选择。对于这种轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工期表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为基准），以176面作粗基准（三点定位） . （ 2） 精基准的选择。主要应该考虑基准重合 原则和基准统一原则 问题。 该输出轴为轴类零件用两顶尖孔作统一精基准比较合适。 当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算 。 （二） 确 定各表面加工方法 由零件图可知 5 5 , 6 0 , 6 5 , 7 5 , 1 7 6 这五个外圆柱面都有偏差要求加工精度要求较高，因此需要外圆磨加工才能保证其加工精度，磨加工前还应半精车、粗车。 80 为后面 20 孔的基准，因此要求加工精度要求较高，应采用磨孔加工才能得以保证，且需先粗磨一次，磨加工前还应半精车、粗车。 而 50, 104 两内圆面要求精度较低，可直接用车削达到加工要求。 （三） 拟 定 加工工艺路线 根据工件的形状及精度要求 初步 拟定加工工艺路线如下： 1、工艺路线方案一 工序：车外圆 角 ,; 工序 ：换头车外圆 176 圆锥面 30 116 ,倒角； 工序 ：车内圆面 50 104 角 , 工序 : 钻中心孔； 工序 ：粗铣键槽 工序 ：精铣键槽 工序 ：钻、扩、粗铰、精铰 10 个 孔到图样尺寸，并锪倒角20 45 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 工序 ：钻圆锥面上 2 8 工序 ：去毛刺； 工序 ：终检。 工序：车外圆 圆锥面 30 116 工序：车内圆 50 104 工序：倒角 4 45 ，钻定位孔； 工序：换头车外圆面 176 序：倒角 4 45 ； 工序：粗铣键槽 工序：精铣键槽 ； 工序：钻、扩、粗铰、精铰 10 个 通孔，并锪倒角 20 45 ； 工序： 钻圆锥面上 2 8 工序：去毛刺； 工序：终检。 确定加工工艺路线： 上述两个工艺方案粗看起来都能加工工件，然后再细分析一下，还是存在一些问题，加工精度不高；工序似乎不太清晰；工序用时不合理等等。甚至一些工序可以在一个工序中完成或是漏到某些工序。结合以上两条加工工艺线路最终确定加工工艺路线如下： 工序：以 176 外圆面作为粗基准 车小端面，钻中心孔； 工序：粗车外圆 工序：把工件换头 车大端面， 车外圆 176 锥台面 30 116 工序： 车内圆面 104 车 内圆面 有加工余量，车50 中心孔， 倒角 1 45 ； 工序 : 半精车外圆 工序： 精车 精车 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 工序 ：钻、扩、粗铰、精铰 10个均布的 倒角； 工序 ：钻圆锥面上 2 8 工序 ：粗铣键槽 工序 ：精铣键槽 工序 ：去毛刺； 终检。 (四 )选择加工设备及刀、夹、量具 由该工件的结构特点以及其所要求的工艺性能和精度要求，通过车床 ，钻床，铣床 既能保证加工质量。 车床 、 车刀 及夹具 ：采用通用车床 工。查机械加工工艺装备设计手册 （ 72 82） 车刀相关型号和相应的用途，选择 刀片材料 杆尺寸 16 25 270 外圆车刀 、 045 端面车刀 、 075 内表面车刀来分别车外圆、端面、内圆。 钻床 、 钻头 及夹具 ： 可采用 立式钻床加工孔 ，选用 立式钻床。 查 机 械 加工 工艺 手 册 （ 表 得 其 联 系 尺寸 如下 ：工作台尺寸（ A B）为 550 400， t=100， a=14， b=24， c=11， h=26 通过查机械加工工艺装备设计手册（ 133 180），比较各种钻头，麻花钻是应用最广泛的钻头，其加工孔径范围为 80以选择麻花钻加工 8 的孔比较合适。 经查手册选择 标准号（ 柄麻花钻。 由于 精度要求，还需选择相应的扩孔钻及铰刀。采用的夹具是后面要设计的专用夹具。 磨床、砂轮：由于外圆 5 5 , 6 0 , 6 5 , 7 5 及内孔 80 加工要求较高，需使用磨床。 查机械加工工艺 手册（第 13章表 万能外圆磨床 削直径 8 200（外圆） 13 100（内孔），磨削长度 1000（外圆） 100（内孔），加工精度 圆） 孔）。故能满足加工要求。 平行砂轮 P（第 13章表 。 平行砂轮形状尺寸如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 可根据机械加工工艺装备设计手册（ 390 400）标准编号 、 d、 H。 铣床、铣刀 :加工该零件铣床用来铣键槽，采用立式铣床即可。选用相 应的键槽铣刀即可。 量具的选择：由各尺寸的上下偏差可看出要求小数点后有三位， 游标卡尺和千分尺均不能达到要求。根据 械加工工艺装备设计手册（ 782 793）选用分度值为 大倍数为 1000倍）的比较仪能较准确进行测量 。 （五 ） 加工 工艺过程卡片 （见附录） 四机械加工工序设计 （一）确定加工余量 各个表面的加工余量如下： 1、外圆表面（ 75 机械加工工艺 手册（第三章 表 精车加工余量为 精车加工余量为 车余量为 车偏差为（ ，毛坯尺寸偏差为 。 2、外圆表面（ 176 由于其加工 没有精度要求经过粗车便能达到加工要求。则其直径加工余量就为 坯尺寸偏差为 。 3、 加工外圆表面（ 6505内圆表面（ 80 这几个都是加工表面粗糙度要求 较高 ，故 需 进行精车加工。 加工余量与75 4、 10个内孔（ 20 由于 表面精度要求高，故需进行 钻 、 扩 、 铰 工序。 机械加工工艺 手册（第三章 表 钻的直径为 孔直径为 经过粗精铰达到要求。 5、 键槽 个键槽的加工在 圆面磨削后在铣床上加工，铣削过程中需粗铣与精铣。 实际上，加工余量有最大加工余量以及最小加工余量之分。由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。 （二）确定工序尺寸及公差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 各工序尺 寸及公差如下： 75外圆表面各工序尺寸及公差的确定 工序名称 工序余量/定工序 基本工序尺寸 /入体单向公差标注 调整后的工序尺寸 经济精度/糙度 m 工序尺寸 粗糙度 m 粗磨 6（） 车 7（） 5 精车 1 （） 车 12() 0 55外圆表面各工序尺寸及公差的确定 工序名称 工序余量/定工序 基本工序尺寸 /入体单向公差标注 调整后的工序尺寸 经济精度/糙度 m 工序尺寸 粗糙度 m 粗磨 6（） 车 7（） 5 精车 1 （） 车 12() 0 65外圆表面各工序尺寸及公差的确定 工序名称 工序余量/定工序 基本工序尺寸 /入体单向公差标注 调整后的工序尺寸 经济精度/糙度 m 工序尺寸 粗糙度 m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 粗磨 6（） 车 7（） 5 精车 1 （） 车 12() 0 60外圆表面各工序尺寸及公差的确定 工 序 名称 工序余量/定工序 基本工序尺寸 /入体单向公差标注 调整后的工序尺寸 经济精度/糙度 m 工序尺寸 粗糙度 m 精车 7（） - 精车 1 （） 0 车 12() 5 80 内 圆表面各工序尺寸及公差的确定 工 序 名称 工序余量/定工序 基本工序尺寸 /入体单向公差标注 调整后的工序尺寸 经济精度/糙度 m 工序尺寸 粗糙度 m 精车 7（） 精车 1 （） 0 车 12() 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 （三）确定指定工序切削用量 车削 进给量 ： 根据 机械加工工艺手册（第八章 145 199） ，结合粗车深度 （由前面确定的加工余量知） 1 . 6 5 3pa m m m m以及刀具尺寸 当刀杆尺寸为 1625 。 得 粗 车外圆 65、 60、 75、 55进给量可取 r，随着直径的增大进给量可是当增加。 粗 车外圆 176时其进给量可达到 r。 根据其材料及表面粗糙度 查得 半精车 的进给量 r。 车削速度 : 查得车削速度的计算公式： v = / m i mT a mm/r，查得 242、 、 、 ， 而普通车刀寿命 60 可计算得车外圆 65、 60、 75、 55时的速度为 车外圆 176时的速度为 车内孔表面 5 0 , 8 0 , 1 0 4 时，需用外圆加工表面撤销速度乘以系数 故其速度为 09=101m/ 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 . 1 4n = / m i n 5 5 0 / m i nv (5计算 ) 2 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 2 . 7n = / m i n 1 8 6 / m i 车 50 内圆面时 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1n = / m i n 6 4 3 / m i 车 80 内圆面时 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1n = / m i n 4 0 2 / m i 车 104 内圆面时 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1n = / m i n 3 0 9 / m i 根据 明书车 65、 60、 75、 55时选择主轴转速为 500r/圆 176时的主轴转速为 160r/ 50 内圆面时主轴转速为 560r/ 80 内圆面时主轴转速为 400r/ 104 内圆面时主轴转速为 250r/ 基本工时 : ， 车 55时， 82 0 . 3 m i 0 0 . 6m Lt ，同样车 60、65、 75、 176、 50 、 80 、 104 基本工时分别约为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 钻削进给量： 查机械加工工艺 手册（第 10 章 表 钻 8 孔时进给量 f 为 r。 钻削速度： 钻孔时切削速度计算公式0 / m i k mT a f钻 8 孔时，查得 35 ， 、 0、 、 、 ，v T v M v sv k k k k， 又 1 . 0 , 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 8 5T v M v s v t vk k k k 。计算得 13 / 。 (四 )制订时间定 额 钻 2 8 序的单件时间定额 时间 定额包括： 基本时间 辅助时间 布置工作地时间 休息与生理需要时间 准备与结终时间则时间定额 et m a s r tt t t t t N ，单件时间定额100t t （ ） ( 1 + )。查 机械加工工艺手册（第 5章 19 34） 得钻床上装夹时间 床上松开时间 床上操作时间 量时间 。可计算得单件时间定额约为 2=考虑准备与结终时间 ，粗略计算）。 （五）机械加工工序卡片 （见附录 ） 第二章 夹具设计 专用夹具的设计是为了满足所要加工零件的工艺需要特定设计的装置。为了保证工件的加工精度，提高劳动生产率 及降低生产成本，扩大机床的加工范围。夹具设计时，除应满足工艺设计规定的精度和生产率要求外，还应符合可靠、简单、方便的原则。零件在夹具中装卸方便，夹具在机床上装夹、校正方便，加工中对刀、测量方便，操作方便、省力、安全等。此外，还应易于排屑，夹具本身结构工艺性要好。 下面主要通过对以下元部件的设计及组合达到夹具设计的目的。定位元件及装置；夹紧原 件及装置；夹具体；钻套。 一、 定位元件及装置 本夹具用来加工 2 8通孔，精度要求不高。 初步设想以下两个定位方式： 定位方式一 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 如下图所示，由于 加工精度比较高， 选择 80 的内孔面以及大端面进行定位。 其定位元件如下图，通过 80 的圆柱面限制 4自由度，平面限制 3个自由度。 定位方式二： 如下图所示 ,因为此道工序在加工 20 之后，因此可以利用 20 的孔进行定位。下面采用一面两孔进行定位。用两个 20 的孔和大端面进行定位。 其定位元件如下图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 其中可换定位销根据 机械加工工艺手册（第 6章 表 得 由于 D=20，选用 H=12， d=12，1d=L=40，1L=12，1h=1。 最终定位方案确定： 综合分析以上两种方案， 方案一存在过定位且定位圆柱影响到了钻 8孔。方案二采用两孔一面定位没有过定位，符合六点定位原则 ，且可作为分度装置。故确定定位方式二为最终方案。 定位误差的分析： 由零件要求 20 与 80 的位置要求是 ，又 20 公差为 可换定位销偏差为 在两销方向误差 0 . 0 2 5 = （ 钻 8s i n = 0 . 0 2 5 m 。 二、 夹紧 元 件及装置 夹紧装置是夹具完成夹紧作用的一个不可缺少的重要部分。夹紧装置设计，对提高夹紧的精度和工作效率有很大影响。夹紧装置要求尽量结构简单合理，夹紧动作要迅速 操作方便、省力安全。 夹紧机构方案一： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 此方案能够起到夹紧作用，通过拧紧螺栓达到夹紧的效果，当稍微拧松螺 母螺栓便可以往下摆，有快速松卸夹紧效果。但 由于工件需要至少需要两个这样的夹块，夹紧时需要分两次拧紧。 夹紧机构方案二： 此方案有方案一的有点，同时弥补了方案一的不足 。通过左螺纹连接达到一次拧动力矩杆便可以同时夹紧两个夹紧块这节省了装夹时间。同时只要拧动几个螺距就可以把杆往下摆动快速松开。因此最终确定此方案为夹具的夹紧方案。（螺纹采用 双头螺纹且为左旋，以加快夹紧及松卸同时习惯操作。 ） 三、 夹具体 夹具体用来支撑定位板及钻套板， 同时通过夹具体底板与工作台连接来固定整个夹具。 、 夹 具体可用铸造或焊接的方法制造， 本次采用铸造 。 其有以下特点： 乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制； 减少或避免其受力而产生的振动； 承受较大的切削力、夹紧力等力的作用。 铸造夹具体材料，一般采用 本夹具体选用 夹买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 具体应进行时效处理，以消除内应力。 、夹具体的技术要求 孔、砂眼、疏松、夹渣等铸造缺陷。浇口、冒口、结疤、粘砂应清楚干净。 3毫米 四、 钻套 所选用的钻套为可换钻套，查手册如下： 直径 7:+12， +花前） :22， 8，2， 0， 5，高度 h:10，高度 ， 半径 r:16，距离 m:7， C: 2:度 a:度 b:2，公差 :钻套螺钉 合为 F7/ 五、 夹具操作说明 本夹具采用了内孔 及销 定位，螺栓加紧的方式。 把工件放在夹具上指定位置再把杆往 上拉且右旋时便 能够 快速的 夹 紧工件。便可以进行 8孔的加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 设计心得体会