输出轴工艺与工装设计

1、浙江学院 毕 业 论 文输出轴工艺与工装设计题 目 院机电信息分院 系 数控技术与应用专 业 姓 名 指导教师 2007年5月5 日输出轴设计摘要：首先，本人设计的零件为输出轴，它的作用是传动作用，传动力的方向和轴力。轴的样式很多，应用的也很广泛，不过本人对于自己设计的轴经过了解，根据零件的形状、尺寸精度、生产的经济效益等各方面的详细分析其加工工艺，采用多工序，机床加工。通过对零件的分析，此轴要求精度高，工序适当集中，要求光滑，所以选用的工具和尺寸要量得准。对输出轴的夹具设计也要求也高,因为精度和公差要求高,表面更要采用磨床钻磨。最后对零件进行校核。以便达到零件精度的要求。亲，由于某些原因，没

2、有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的Q&Q:2215891151，数万篇现成设计及另有的高端团队绝对可满足您的需要关键词：传动作用、轴力、广泛、工序、磨床、夹具、校核、Output shaft designAbstract : First, I designed components for the output shaft, and its role is to drive, Chuan dynamic direction and axial for

3、ce. Axis of many forms, the application is very extensive, but I own design for the shaft through understanding, under parts of the shape, dimensional accuracy, cost-effective production areas such as a detailed analysis of its manufacturing processes, multi-process, machine processing. Part of the

4、analysis, accuracy of this axis, the appropriate concentration processes require smooth, So use the tools and size to measure the potential. On the output shaft fixture design requirements, because accuracy and tolerance, to use more surface grinder drilled. Finally, the parts are checked. To meet t

5、he requirements of precision parts.Keyword :transmission, axle, extensive, processes, machines, fixture, Verification目录前言：-51、绪言-6 1.1、毕业设计的目的-62、毕业设计工艺要求的基本任务和要求-62.1、基本任务-6、工艺设计的基本任务-6、夹具设计的基本任务-62.2、设计要求-6、工艺设计的设计要求-6、夹具设计的设计要求-63、毕业设计工艺课程设计的方法和步骤-7 3.1生产纲领的计算与生产类型的确定-7 3.2零件材料的分析-7 3.3 分析零件图-8 3

6、.4确定毛坯-8 3.5加工工艺路线-9 3.6确定工序尺寸及其公差-11 3.7确定切削用量- -11 3.8制作工艺卡片-12 3.9零件的程序编制-124、夹具设计-15 4.1夹具设计的目的-15 4.2 夹具设计的步骤-15 4.3 夹具机构方案-15、导向装置设计-15、夹紧力和夹紧装置的计算-16、确定工件的定位方式和定位元件的结构-16 4.4 总图设计-17 4.5 精度的校核-18 4.6 夹具零件图-20总结：-20致谢：-20参考文献-21前言本设计的课题，不仅让我们系统全面的巩固了以前学的理论知识，还让我们把自己所学的理论知识运用到实际操作中去。理论联系实际使我们对理

7、论知识更加巩固，实践就为我们走向社会打下了坚实的基础。在本次设计中，主要包括以下几个步骤：一、 输出轴的工艺设计：确定毛坯,确定工艺路线,确定工序切削用量,确定工时定额的计算。二、 输出轴夹具的设计：设计夹具装置,导向装置,确定夹具技术要求和有关尺寸,公差配合,夹具精度分析和计算。课题设计要达到的主要目标及技术要求：设计的零件尺寸要求精度高，表面粗糙度也高，要求表面光滑，。本零件制品为中批量生产，重量约为26KG。输出轴的用处很多,应用于很多地方.大到汽车.小到自行车.它的材料大多是45钢.工艺性好.刚度好.大多用机床加工.现在在全国数控技术飞速发展,数控机床进口长期居高不下,2001年,国内

8、产品的市场占有率为29%,以后逐年下降,到2004年降到26.9%,2005年又回升到30.4%,中国加入WTO,关税降低,数控机床的进口和技术吸收将会越来越多,数控机床产业将面临重大发展机遇,再加上国家政策.在未来几年内将有更大的发展,现在国内也有好多生产数控机床的地方,如广州数控,大连机床,但是生产的机床大多多都是中底档机床,高档的数控机床还是要进口过来,以后的数控机床更向数字化发展,中国有这个机遇和挑战,我相信中国的数控技术将飞速发展,经济也将更上一步。1、绪言1.1、毕业设计的目的(1)培养工程意识(2)训练基本技能(3)培养质量意识(4)培养规范意识2、毕业设计工艺要求的基本任务和要

9、求2.1、基本任务、工艺设计的基本任务 (1)绘制零件工作图一张 (2)绘制毛坯-零件合图一张 (3)编制机械加工工艺规程卡片一套 (4)编写设计说明书一份、夹具设计的基本任务 (1)收集资料,为夹具设计做好准备 (2)绘制草图,进行必要的理论计算和分析以及夹具的结构方案 (3)绘制总图和主要非标准件零件图,编写设计说明书 (4)编制夹具的使用说明或技术要求2.2、设计要求、工艺设计的设计要求(1)保证零件加工质量,达到图纸的技术要求 (2)在保证加工质量的前提下,尽可能提高生产效率 (3)要尽量减轻工人的劳动强度,生产安全 (4)在立足企业的前提下,尽可能采用国内技术和装备 (5)工艺规程应

10、正确.清晰,规范化,标准化的要求、夹具设计的设计要求 (1)保证工件的加工精度 (2)提高生产效率 (3)工艺性好 (4)使用性好 (5)经济性好3、毕业设计工艺课程设计的方法和步骤3.1、生产纲领的计算与生产类型的确定生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用.它决定了各工序所需专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备.零件生产纲领可按下式计算. N=Qn(1+a%)(1+b%)式中：N-零件的生产纲领（件/台） Q-产品的年产量（台/年） n-每台产品中，该零件的数量（件/台） a%-零件的备品率 b% -零件的平均废品率本设计的零件的重量大概为26KG，为中型零件

11、，生产类型为中批量生产。 3.2、零件材料的分析本设计的零件是输出轴，选用45#钢。45#钢是优质素结构钢，属于中碳钢。其强度、硬度较高，而塑性、韧性略低。热锻、热压性能及被切削性能良好，冷加工变形能力及焊接性能中等。是机械行业最常用的钢号之一，通常在调质或正火状态下使用，还用于高频或火焰表面淬火处理。其收缩率小。其密度基本和铁的密度一样与普通碳素钢都差不多，和A3更是相近，是7.85g/cm*3。3.3、零件图的分析：要求：表面清晰，无飞边，尺寸精度如上图。表面粗糙度要求高，表面要求光滑。输出轴小端的各外圆公差都在0.08mm以内，且光洁度是0.8，因此轴的外径都要进行磨削处理。大端的10个

12、20的孔是零件的关键尺寸，因此钻孔时必须使用钻模以保证工件的尺寸。3.4 确定毛坯1确定毛坯种类 根据零件材料确定毛坯为锻件。为保证质量，减少加工质量，采用立式精锻机锻造。用热轧棒料经拔长得到2确定锻件形状 （1）根据第一章有关表格及锻工手册,确定外表面单边加工余量为2.53mm。 （2）根据表1-18，端面加工余量确定为4mm。毛坯图3.5 加工工艺路线1定位基准的选择 正确地选择定位基准是设计工艺过程的一向重要内容，也是保证加工精度的关键。定位基准分为精基准和粗基准。对于无合适定位面的零件可在毛坯上另外专门设计或加工出定位表面，称为辅助基准。（机械制造基础P254）2拟定工艺路线 <

13、此处省略 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字。4、夹具设计4.1 夹具设计的目的1.保证加工精度2.提高劳动生产率3.改善工人的劳动条件4.降低生产成本5.扩大机床工艺范围4.2 夹具设计的步骤1.研究加工工件图样了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要是表面的加工精度、表面粗糙度及其他技术要求。 2.熟悉工艺文件文本，明确以下内容（1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度（2）工件的加工工艺过程，工序图，本工序所处的地位，本工序已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。（3）本工序所使用的机床、刀具及其他辅助工具的规格。（4）本工序所采用的切削用量。4.3

14、 夹具机构方案1.确定夹具的类型本设计是设计输出轴零件的夹具，输出轴属于圆柱形状，故使用钻床的固定式。将使用模型来确定夹具,就是先做个零件外壳来保护零件表面和加工.2.确定工件的定位方式及定位元件的结构工件的定位方式只要取决于工件的加工要求和定位基准的形状、尺寸。分析加工工序的技术要求和定位基准选择的合理性，遵循六点定位原则，按定位可靠、结构简单的原则，确定定位方式。常见的定位方式有平面定位，内孔定位，外圆定位和组合表面定位等。在确定了工件的定位方式后，即可根据定位基准面的形状，选取相应的定位元件及结构。本设计输出轴是属于外圆，应该使用外圆定位的定位方式，外圆定位的定位元件有定位套、支承板和V

15、型块。V型块是外圆定位最常用的定位元件，它根据需要，可分固定V形快、调整V形块和活动V形块。为了输出轴的固定可靠，所以我选择V型块定位元件。由于本人设计的夹具是关于钻10个孔的,所以本人使用模具的外壳,再用定位螺钉固定上压模,放上钻套,下部用台虎钳夹紧固定.用摇臂钻床依次钻10个孔.3.确定工件的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置夹紧机构应保证工件夹紧可靠、安全、不破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度。在设计夹紧装置时必须合理选择夹紧力的方向和作用点，必要时还应进行夹紧力的估算。（1）夹紧力的计算在确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力、夹紧力（

16、大型工件还应考虑重力、惯性力等）的作用情况，找出加工过程中夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数，即 Fwk=K×Fw式中：Fwk实际夹紧力 Fw计算出的理论夹紧力 K安全系数。粗加工时取2.53,精加工时取1.52。由于本设计使用的是钻床钻孔,所以将算出切削扭矩M. M=CM×D0XM×fYM×KM×0.001 =333.54×201.9×20.8×0.87×0.001300(N·m) （2）夹紧装置的设计夹紧装置的设计实际上是一个综合性的问题，确定夹紧力的大小、

17、方向和作用点时，必须全面考虑工件的结构、工艺方法、定位元件的结构与布置等因素。要求夹紧装置动作迅速，操作安全省力，结构简单、易于制造并且体积小、刚度好，有足够的夹紧行程和装卸工件的间隙。常见的夹紧机构有斜楔机构、螺旋机构、偏心机构等。也可采用机动夹紧如液压、气动夹紧等。本设计使用螺旋机构。由于螺旋机构其结构简单、自锁性能好、扩力比大并且夹紧行程不受限制，广泛应用于夹具的夹紧装置。夹紧力基本计算公式为 W=QL/tan(+1)(d/2)+r(tan2)式中：d螺纹中径 r螺杆下端与工件的当量摩擦半径。4.确定刀具的导向方式或对刀装置 对于钻夹具应正确地选择钻套的型式和结构尺寸，对于铣床夹具合理地

18、设置对刀装置，而镗夹具则应合理地选择镗套类型和镗模导向的布置方式。表3-49到表3-62可供参考。5.确定夹具体的结构类型 夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体。因此夹具体的形状及尺寸取决于夹具各种装置的布置及夹具与机床的连接。（1）对夹具体的要求1） 有适当的精度和尺寸稳定性；2） 有足够的强度和刚度；3） 结构工艺性好；4） 排屑方便；5） 在机床上安装稳定可靠。（2）夹具体毛坯的类型 本设计是设计输出轴，所以选的夹具体是V型块。4.4 总图设计1. 绘制总装图的注意问题1） 尽可能的采用1：1的比例，以求直观不会产生错觉。2） 被加工工件应用双点画线表示，在图中作透明体处理，它

19、不影响夹具元件的投影。加工面的加工余量可用粗实线表示。3） 视图的数量应能完整、清晰的表示出整个结构为原则。4） 工件在夹具中应处于夹紧状态。2绘制总装图的步骤1） 布置定位元件2） 布置导向、对刀元件3） 设计夹紧装置4） 设计夹具体5） 完成总装图3夹具总图上尺寸及精度、位置精度与技术要求的标注 （1）夹具总图上应标注的尺寸和相互位置关系有如下五类1) 定位副本身的精度和定位副之间的联系尺寸及精度;2) 对刀元件或导向元件与定位元件之间的联系尺寸;3) 夹具体与机床的连接面以及定位元件与工件表面之间的联系尺寸;4) 夹具外形的最大轮廓尺寸;5) 配合尺寸。 （2）尺寸公差的确定原则 为满足

20、加工精度要求，夹具本身应有较高的精度。由于目前分析计算方法不够完善，因此夹具的有关公差仍按经验来确定。如果生产规模较大，要求夹具具有一定寿命，夹具的有关公差可取得小些；对加工精度较底的夹具，则取较大的公差。4夹具公差与配合的选择 夹具的公差与配合应符合有关国家标准，常见的配合种类与公差等级如表3-5所示。机械制造技术课程设计P1085各类机床夹具的公差和技术要求的确定 由于各类机床的加工工艺特点和夹具与机床的连接方式的不同，对夹具也有不同的要求，为了便于说明问题，根据其各自不同的特点，通常分车、磨床夹具，铣、刨床夹具和钻、镗床夹具三大类。 本设计使用的是钻、镗床夹具，加工10个孔主要是用到钻床

21、，所以要保证钻套的公差和配合以及位置尺寸及相互位置精度。4.5 精度的校核夹具精度的校核 为了保证夹具设计的正确性，首先要在设计图样上对夹具的精度进行分析。由于本人设计的是输出轴,设计的夹具是关于钻10个孔,要求精度也高,所以在钻10个孔之前一定要把前面的步骤做好,特别是定2个中心孔,小端的还好定,误差基本也没什么,大端的由于内孔有个精度比较高的还要同轴度要高,所以对刀的时候要准,基本把对刀误差搞到最小,还有就是在机床上安装零件的时候误差也要底,本设计的夹具主要是用外模套住零件,零件小端水平朝下,与台虎钳垂直,再用台虎钳夹紧,上面的用两边用定位螺钉固定,放上钻套,用钻床钻,在这里,钻套与模块之间的公差系数要小,以减少误差,所以说精度的校核有很多方面需要注意的地方也很多,每一步的工序也要注意,因为它是后一步工序尺寸的保证。所以夹具之间的精度和误差是相对的,需要你时时校核。4.6 夹具零件图(见底图)总结：经过两个月的零件设计、查阅资料、绘