輸出軸的工藝工裝設(shè)計

1、1零件的分析1.1 零件的作用下面所示為動力輸出裝置中的主要零件。80mm孔與動力源（電動機主軸等）配合起定心作用。用10-20mm銷將動力傳至該軸。再由55mm處通過鍵將動力輸出。a,b是兩段支軸頸。1.2 零件的工藝分析：1.2.1分析、審查產(chǎn)品的零件圖和裝配圖 制定工藝規(guī)程時，首先應分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件中的作用及零件的技術(shù)要求，找出其主要的技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采取適當?shù)拇胧┘右员ＷC。1.2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟性。 由零件圖所示得知：其零件材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理20

2、0hbs，此為低碳鋼具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性適用于較大應力，要求耐磨的零件。該零件的主要加工面為軸的表面和孔10-20mm的銷。軸的表面會直接影響配合的接觸精度和密封。鍵槽的平行度也直接影響配合的精度。10-20mm銷的精度要求很高也是該零件 加工的關(guān)鍵所在。該零件上的平行度為008，圓度為0。05和圓跳讀0。04。由參考文獻中有關(guān)資料所得和機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的工藝性是可行的。2 確定毛坯，畫毛坯圖 在擬訂機械加工工藝規(guī)程時，毛坯選擇得是否正確，不僅直接影響毛坯的制造工藝及費用，而且對零件的機械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時的消耗都有很大影響

3、。毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，機械加工的勞動量就越少，但毛坯制造的成本可能會越高。由于原材料消耗的減少，會抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以，應根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件的材料、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量及具體的生產(chǎn)條件等作綜合考慮，以選擇毛坯。在毛坯選擇時，應充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性，以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。毛坯的種類包括：鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。合理的選擇毛坯，通常從下面幾個方面綜合考慮：1、零件材料的工藝特性；2、生產(chǎn)綱領(lǐng)的大??；3、零件的形狀和尺寸；4、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。根據(jù)零件材料確定此毛坯為鍛件，又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000/年

4、。鍛造時應安排人工調(diào)質(zhì)處理200hbs參考文獻，1表2。3-7，該鍛件的尺寸公差等級為it7-13級加工精度要求高的地方：例如：粗，h10,it9-it10 (6.3-3.2), 精，h8 it7-it8, (1.6-0.8). 根據(jù)該零件的各加工精度要求，經(jīng)過查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加工余量4mm，因此為圓柱所以保留加工余量為8mm.。 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 176 176mm h 4 (mm) 140 140mm h 480+0.042/+0.012 80 mm g 4 50 50 mm h 475+0.023/+0.003 75 mm g 465+

5、0.023/+0.003 65 mm g 460+0.065/+0.045 60 mm g 455+0.023/+0.003 55 mm g 4 16+0/-0.043 16 mm g 410-20-0.019/-0.042 20 mm g 4 2-8 8 mm h 4 2-b6/5 h 以上為各加工表面的總余量。鍛件直接鍛造出此大概形狀，參考文獻（1）表2.3-6。用查表法確定各個加工的總余量如上圖所示。由參考文獻12.3-9可得鍛件主要尺寸的公差如下表所示：主要毛坯尺寸及公差 （mm） 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差ct鍛件的長度尺寸 244 8 252 鍛件的寬度尺寸 17

6、6 8 184 各階梯圓柱尺寸 55 4+4 63 3.2 60 4+4 68 3.2 65 4+4 73 3.2 75 8 83 3.2 凹槽尺寸 50 8 58 3 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 定位基準的選擇：粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準：1、在保證各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；2保證定位準確、夾緊可靠。選擇精基準的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的方便可靠。其選擇的原則如下：1、基準重合原則；2、基準統(tǒng)一原則；3、自為基準原則；4、互為基準原則；5、所選精基準 應能保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)

7、構(gòu)簡單適用。精基準的選擇：加工輸出軸，通過了解零件結(jié)構(gòu)特點和加工精度要求，可以初步選定車各階梯圓柱面時分別以不加工面為基準。選定a面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案比較簡單，可靠，操作方便，使用夾具即可。利用鉆頂尖孔可以對精加工面進行自由度的限制確保加工達到要求精度。3.2 制定工藝路線根據(jù)毛坯的結(jié)構(gòu)特點，制訂出如下工藝路線。1 粗車大端面，都以面積最大的階梯圓柱面為定位基準，限制4個自由度加工大端面。2 粗車各階梯圓柱面，以176為定位基準，限制其4個自由度，粗車小端面3 鏜凹槽：以最大面積圓柱面為基準在車床上鏜出階梯凹槽4 半精車各階梯圓柱面5 銑鍵槽6 鉆孔：10-20-0.019/-0

8、.042 用設(shè)計出的夾具來加工7 鉆孔：2-8 用設(shè)計出的夾具來加工8 精車各階梯圓柱面具體的工藝路線如下：10 鍛造毛坯時效 消除應力20 粗車外圓176大端面30粗車外圓75+0.023/+o.oo365+0.023/+0.00360+0.065/+0.04555+0.023/+0.00340 鏜階梯凹槽：粗鏜10480+0.042/+0.01250半精鏜80+0.042/+0.012精鏜80+0.042/+0.01250半精車外圓75+0.023/+o.oo365+0.023/+0.00360+0.065/+0.04555+0.023/+0.00360 銑鍵槽70 鉆孔：鉆 10-20-

9、0.019/-0.042 擴 10-20-0.019/-0.042 鉸 10-20-0.019/-0.04280 鉆孔 2-890 檢驗100 入庫3.3 選擇加工設(shè)備及，刀，夾，量具 由于生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式為以通用機床及專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床的的裝卸及各機床間的傳送均由工人完成。車各外圓時，多是用車床完成，夾緊方案為專用車夾具及三爪卡盤定位。 銑鍵槽也可以用車床完成。c6。 只有鉆孔10-20-0.019/-0.042 和孔 2-8 時要求工人自己設(shè)計夾具在鉆床上完成，量具選用游標卡尺即可。待添加的隱藏

10、文字內(nèi)容3工序70鉆孔10-20-0.019/-0.042，孔倒角為1*45度 要分鉆，擴，鉸三道工序才能達到20-0.019/-0.042 的要求所以選用角銖式鉆床夾具。選用錐柄麻花鉆，錐柄擴孔復合鉆，擴孔是倒角。選用錐柄機用鉸刀，專用夾具?？鞊Q夾頭，游標卡尺。 工序80鉆孔2-8 選用人工設(shè)計夾具錐柄麻花鉆一次性加工完畢。3.4 加工工序設(shè)計工序20粗車外圓176端面（最大） 粗加工公差等級為it11-it13。粗加工余量為1.8mm 查文獻（1）表2.6-6其公差為tn-b粗=0.16所以 xn-b粗=47.5 +_0.08mm。參考文獻 12.4-73 取粗車每齒進給量fz為0.2mm

11、/z 精車f=0.5mm/r 粗車走刀一次。ap=3.5mm精車走刀一次，ap=1.5mm粗車外圓進給量查表可得：粗車外圓 ap(mm) f(mm/r) v(mm/r)176選刀桿直徑16*25 3 0.6 34 75 5 0.5 38 65 5 0.5 38 60 5 0.5 38 55 3 0.4 44 半精車外圓75 3 0.7 31 65 3 0.7 31 60 3 0.7 31 55 3 0.7 31 精車外圓75 3 0.4 44 65 3 0.4 44 60 3 0.4 44 55 3 0.4 44 以上f為進給量 ap深度 v是速度 由v=dn得 粗車外圓176時 v=dn 3

12、4=176nn60 選擇車床型號為ca6140。主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍是101400r/min 其中最常見的有 63、 80、100、 126、 287、 400、 630、 1000。 取n=63 v=3.14756354mm/r 粗車外圓75時 同上可得： 38=75nn115 取n=126 v=3.1475126=29mm/r 粗車外圓65時 38=3.1465nn186 取n=126 v=3.1465126=25 mm/r 粗車外圓60時 38=3.1460nn201 取n=287 v=3.1460287=54 mm/r 粗車外圓55時 44=3.1455nn254 取n=287 v=3.1

13、455287=49mm/r 半精加工外圓75時 31=3.1475nn131 取n=126 v=3.1475126=29mm/r 半精加工外圓65時 31=3.1465nn151 取n=126 v=3.1465126=25mm/r 半精加工外圓60時 31=3.1460nn164 取n=126 v=3.1460126=23mm/r 半精加工外圓55時 31=3.1455nn179 取n=126 v=3.1455126=21mm/r 精加工外圓75時 44=3.1475nn186 取n=126 v=3.1475126=29mm/r 精加工外圓65時 44=3.1465nn215 取n=215 v

14、=3.1465215=43mm/r 精加工外圓60時 44=3.1460nn233 取n=287 v=3.1460287=54mm/r 精加工外圓55時 44=3.1455nn254 取n=287 v=3.1455287=49mm/r鉆孔10-20-0.019/-0.042：通過計算可得 粗鉆 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r 擴孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45mm/r 鉸孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r鏜孔50 80+0.042

15、/+0.012 104粗鏜時 ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r n=1000v/d n1=100024/3.1450r/m=152r/min n2=100024/3.1480r/m=95r/min n3=100024/3.14104r/m=75r/min半精鏜80+0.042/0.012時 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r n=100072/3.1480r/m=286r/min精鏜80+0.042/0.012時 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r n=1000108/3.1480r/m=429r/min4夾具設(shè)計本次設(shè)計的夾具為第7

16、0道工序和第80道工序，鉆-擴-鉸20孔的鉆夾具和的鉆孔8mm夾具。4.1確定設(shè)計方案這道工序所在的孔在c面上，且與c面垂直。按照基準重合原則并考慮到目前只有c面加工過，為了避免重復使用粗基準，應以c面定位。又為避免鉆頭引偏，20孔應從c面鉆孔。沒有盲孔的存在，這樣鉆起來比較容易方便。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以c面朝下放置在支承板上，定位夾緊都比較穩(wěn)定，可靠，也容易實現(xiàn)。待夾緊后，夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位。工件以c面在夾具上面定位，限制了三個自由度，其余三個自由度也必須限制。方案1 在20的孔的兩頭用銷定位，一頭用浮動銷，另一頭用固定銷，再以長v形塊限制n面。這種定位方案從

17、定位原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。方案2 用兩個圓弧型凸臺夾住零件，并用v形塊限制n面的四個自由度，用螺栓將v形塊與凸臺固定，即限制了移動自由度又限制了轉(zhuǎn)動的自由度，這樣結(jié)構(gòu)簡單，夾緊方便，操作也方便。4.2 計算夾緊力并確定螺桿的直徑參考文獻（3）表1-2-11，因為夾具的夾緊力與切削方向相反，實際所需要夾緊力f夾與切削力f之間的關(guān)系f夾=kf式中k為安全系數(shù)，參考文獻（6），當夾緊力與切削力方向相反時，取k=3當前面的計算可知f夾=kf=32616=7848n參考文獻（3）表1-24，從強度考慮，因為一個m10的螺栓能承受3924n的許用夾緊力，所以用m10的螺栓完全能滿足強

18、度要求。但是從夾具的剛度及整體結(jié)構(gòu)的對稱性考慮，這里選用m16的螺栓。43對稱精度的分析2-8mm孔是在一次裝夾下完成加工的，它們之間的位置精度由鉆模套保證。由參考文獻（3）表1-10-1，取公差等級的1/4，即夾具尺寸公差為0.125mm。同理，14的孔，故取夾具鉆模板上相應的鉆套孔相距760.013mm參考文獻（3）表1-10-6，取襯套與夾具體模板的配合為h7/r6鉆套，擴孔套和鉸套與襯套的配合為h7/g6鉆，擴孔時刀具與導套內(nèi)孔的配合f8/h64.4 夾具本次的設(shè)計的夾具是第70道工序-10-20-0.019/-0.042。擴，鉸并倒角145度。該夾具適用于角鐵式車床夾具。4.4.1

19、第一套夾具 確定設(shè)計方案 這道工序所加工的10個孔都是在大端面上加工，且是均布在其表面上的，并且此10個孔的加工精度要求很高。此零件長度為244mm而且是階梯形圓柱輸出軸所以只有從大端面上朝下加工。這樣工件夾緊就好設(shè)計了。 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點看，裝夾方案如下：如圖所示：1為與夾具體的v形塊，2為可動v形塊。夾具體的鉆模板設(shè)計成圓形并且?guī)в?10個鉆套的，這樣可以一次性把10個孔同時加工出來，具體的圖形布局方案見夾具裝配圖。 從上圖可得到，此夾金方案限制了工件的5個自由度。1限制了四個自由度2限制了一個自由度。 為了能讓工件卸裝方便且在1和2之間設(shè)計了可活動螺栓。夾具體底部有四槽。4.4.2 第

20、二套夾具 本次的設(shè)計的夾具是第80道工序-2-8的斜孔粗鉆該夾具使用于z302鉆床。確定夾具方案這道工序所加工的兩個孔為斜孔與水平面夾角為30度兩孔對稱分布故在加工是應使此兩孔的中心線與水平面垂直工件與夾具體底座成30度。工件底部是臺階孔故第一個104的孔與夾具體上的一高為10mm，直徑約為104mm的圓柱凸臺配合。圓柱凸臺應小于孔直徑104mm因為這樣便于配合。這樣工件夾緊就好設(shè)計了。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點看，裝夾方案如上圖 ：如圖所示：用兩個凸臺夾住零件，v型塊限制其自由度，用螺栓將v型塊固定在凸臺上。夾具體的鉆模板設(shè)計為鉸鏈式鉆模板并且?guī)в刑厥忏@套，以有利于對工件的加工夾緊機構(gòu)為移動式壓板，

21、置于斜孔兩側(cè)不會影響孔的加工。具體的圖形布局方案見夾具裝配圖?？偨Y(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計是對我在大學中所學知識的重要總結(jié)，它將我所學的科學理論知識與社會實踐相結(jié)合，是我們大學生從學校步入社會的主要載體之一。也正因為如此，我們應該認真的面對，做到一絲不茍。在這兩個月里，通過老師的細心指導，在同學的積極幫助和我的不懈努力下，我完成了這個重要的畢業(yè)設(shè)計。在這次設(shè)計中我遇到不少難以解決的問題，比如：夾具的設(shè)計問題、cad的繪圖問題以及說明書的編寫問題。通過對這些問題的認識，我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié)；也通過解決這些問題，我更進一步的對所學專業(yè)知識的鞏固加深。所謂“溫故而知新”，在這些知識的基礎(chǔ)上還明白了許多課本所未涉及的知識，令人振奮！這次設(shè)計使我能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并能結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐經(jīng)驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和學到了夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。彈指一揮間，大學生活瞬間即逝。在最后階段，通過老師