機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)芯軸機(jī)械加工工藝及銑斜面夾具設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：芯軸機(jī)械加工工藝及銑斜面夾具設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)制10本一班設(shè)計(jì)者：趙永金學(xué)號(hào)：100611003指導(dǎo)教師: 周太平目 錄 前言1一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2二、零件的分析21.零件的作用22.零件三維圖2三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)31.確定毛坯的制造形式32.基面的選擇33.工藝路線的制定44.機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定6四、專用夾具設(shè)計(jì)71.設(shè)計(jì)主題72.夾具設(shè)計(jì)7五設(shè)計(jì)心得體會(huì)9參考文獻(xiàn)：11前 言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)

2、之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能聽(tīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：“芯軸”零件機(jī)械加工工藝及64°、26°兩斜面銑夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件：批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1.產(chǎn)品零件圖（一張，CAD圖，打?。?2.產(chǎn)品毛坯圖（鍛造毛坯）（一張，CAD圖打?。?3.機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片（該零件完整的工藝過(guò)程，手寫或打?。?4.機(jī)械加工工序卡片（所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)

3、的工序，一張，手寫或打?。?5.夾具設(shè)計(jì)（裝配圖一張，主要零件圖三張，全部為1：1鉛筆圖） 6.工藝、夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書（6000字以上，用專用紙撰寫）二、零件的分析 1.零件的作用題目所給的零件是芯軸。芯軸是回轉(zhuǎn)類零件，主要用于和別的零件進(jìn)行裝配。所以芯軸要有一定的配合精度以及表面接觸強(qiáng)度，還有要有足夠的剛度和耐磨性，以滿足使用要求。 2.零件三維圖 圖1：芯軸零件圖 3.零件的工藝分析 該零件是軸類零件，形狀不太復(fù)雜，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術(shù)要求分析如下： (1)35的外圓和53的凹槽,都有很高的尺寸精度要求,主要是為了和其裝配件很好的裝配。(2)在77的外圓切了一個(gè)槽,槽的兩面和7

4、7的端面有一定的角度要求。 (3)在77的端面上打了5個(gè)M8的螺紋孔,要注意他們的相互位置。(4)在77的端面和圓周面上銑90度的槽。三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.確定毛坯的制造形式零件的材料為45鋼.考慮到芯軸在工作過(guò)程中會(huì)受到一定的載荷,因此選擇鍛件,以使金屬纖維不被切斷,保證零件工作可靠.由于零件年產(chǎn)量為4000件,已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平.而且零件的輪廓尺寸不大,故可采用模鍛成型,這對(duì)于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量也是有利的。2.基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)

5、法進(jìn)行。1).粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件又不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)在應(yīng)為都要加工就要結(jié)合加工工藝來(lái)確定粗基準(zhǔn)，現(xiàn)取77的外圓作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤裝夾。利用不完全定位來(lái)加工工件。2).精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。3.工藝路線的制定制定工藝路線的相互發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度要求等技術(shù)能得到合理的保證.在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生

6、產(chǎn)的條件下,可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率.除此以外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益,以便降低生產(chǎn)成本。1).工藝路線方案一:工序1: 車端面,打中心孔, 車77的外圓表面，倒角。工序2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔, 車35+0.0160和40的外圓，倒角。工序3: 修研兩端中心孔。工序4: 半精車35+0.0160的外圓表面并切槽。工序5: 銑53+0.0740的凹槽。工序6：鉆6的定位孔。工序7: 銑90度的槽。工序8：鉆M8螺紋的底孔,倒角，攻螺紋工序9: 磨35+0.0160的外圓表面。工序10：終檢。工序11：入庫(kù)。2).工藝路線方案二： 工序1：銑端面，打中心孔。 工

7、序2：掉頭銑另一端面，打中心孔。 工序3：車35+0.0160和40的外圓，掉頭車77的外圓。 工序4: 半精車35+0.0160的外圓表面并切槽。工序5：鉆M8螺紋的底孔，倒角，攻絲。工序6: 銑53+0.0740的凹槽。工序7：銑90度的槽。工序8: 磨35+0.0160的外圓表面。工序9：終檢。工序10：入庫(kù). 3).工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是在車床上用三爪卡盤裝夾，車一端面再打中細(xì)孔，然后用頂尖頂住來(lái)車外圓再掉頭加工另一端，以此為基準(zhǔn)來(lái)完成后面的工序。方案二則與之不同，是先銑削好兩個(gè)端面，打中心孔，以此為基準(zhǔn)來(lái)加工余下的工序。經(jīng)比較可見(jiàn)，先加工好一端面和

8、它所在端的外圓，以此為基準(zhǔn)來(lái)加工后面的工序，這是的位置和尺寸精度較易保證，并且定位也較方便。在加工螺紋和銑凹槽的時(shí)候，方案一中的工序6、7、8，雖然只是在加工的先后順序不同，這樣的話可能會(huì)造成鉆孔時(shí)的讓刀。故決定將方案二中的工序5、6、7移入方案一。具體工藝過(guò)程如下：工序1: 車端面,打中心孔,車77的外圓表面，倒角。工序2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔,車35+0.0160和40的外圓，倒角。工序3: 修研兩端中心孔。工序4: 半精車35+0.0160的外圓表面并切槽。工序5：鉆M8螺紋的底孔，倒角，攻絲。工序6：銑53+0.0740的凹槽。工序7：銑90度的槽。工序8: 磨35+0.0160

9、的外圓表面。工序9：終檢。工序10：入庫(kù)以上方案大致看來(lái)還是合理的。但通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題，主要表現(xiàn)在螺紋加工以后加工90°的槽的時(shí)候零件定位困難，且?jiàn)A具設(shè)計(jì)麻煩價(jià)格高。如果先加工90°的槽的話不但夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而且加工成本較低。還有在銑53的凹槽是銑刀直徑太大，買的話價(jià)格較高。故先銑一個(gè)較小的槽后在用車刀車到相應(yīng)的尺寸。因此，最后的加工路線確定如下：工序1: 車端面, 打中心孔,車77的外圓表面，倒角。工序2: 調(diào)頭車另一端面, 打中心孔,車35+0.0160和40的外圓，倒角。工序3: 修研兩端中心孔。工序4: 半精車35+0.0

10、160的外圓表面并切槽。工序5：鉆鉆6的定位孔。工序5：銑90度的槽。工序6：鉆M8螺紋的底孔，倒角，攻M8的螺紋。工序7：銑30的槽。工序8: 車53+0.0740的凹槽。工序9: 磨35+0.0160的外圓表面。工序10：終檢。工序11：入庫(kù)。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和附表機(jī)械加工工序卡片。4.機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“芯軸”零件材料為45號(hào)鋼，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1）.外圓表面（35、40和77） 查機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)（以下簡(jiǎn)稱課程

11、設(shè)計(jì)指導(dǎo)）表2-11，鍛件輪廓尺寸（直徑方向）為120260mm之間，取精度為1級(jí)精度，可以查得：35、40軸機(jī)械加工余量值規(guī)定為2.02.5mm，現(xiàn)取2.5mm； 77軸機(jī)械加工余量規(guī)定值為2.53.0mm，現(xiàn)取3.0mm。2）.外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-2，77軸端面需要加工，長(zhǎng)度小于300mm，查得其加工余量為3mm；軸35+0.0160的端面需要加工，長(zhǎng)度小于300mm，查得其加工余量為2mm。3）.M8螺紋孔參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-31確定M8螺紋的底孔直徑為7。四、專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常需要設(shè)計(jì)專用

12、夾具。 經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第五道工序銑90度的槽的銑床夾具。本夾具將用于X63臥式銑床。刀具為一把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對(duì)工件兩個(gè)成90度的槽進(jìn)行加工。1.設(shè)計(jì)主題 本夾具主要用來(lái)銑90度的槽，加工到工序時(shí)，后面的工序與本工序并沒(méi)有多大的技術(shù)要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度則不是主要的問(wèn)題。2.夾具設(shè)計(jì)1）.定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，所銑的成90度的兩個(gè)面對(duì)零件的軸線是有角度要求的，為了使定位誤差為零、所設(shè)計(jì)的夾具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，這里就選用芯軸軸線為定位基準(zhǔn)。為了提高加工效率，縮短裝卸工件的時(shí)間，采用開合V型塊來(lái)夾緊工件。2）.切削力及夾緊力的

13、計(jì)算切削刀具：高速鋼鑲齒三面銑刀，225mm,z=20,則 F=C a f a z/d n式中，C =650,a =3.1,x =1.0,f =0.08mm,y =0.72,a =40mm (在加工面上測(cè)量的近似值)n =0.86,d =225mm,q =0.86,w =0,z=20,所以 F=650X3.1X0.08 X40 X20/225N=1456N由于只用一把銑刀，F(xiàn) =F=1456N水平分力：F水 =F水 =1693N垂直分力：F垂 =F垂 =436.8N考慮到加緊裝置的結(jié)構(gòu)及原理，可知加緊力就等于切削時(shí)的水平分力，故：Fn=F水 =1693N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系

14、數(shù)K=K1K2K3K4。 式中， K1 基本安全系數(shù)，K1=1.5； K2 加工性質(zhì)系數(shù)，K2=1.1； K3 刀具鈍化系數(shù)，K3=1.1； K4 斷續(xù)且需系數(shù)，K4=1.1。3）.定位誤差分析由于銑90°槽是在軸的外圓加工之后就加工的，所以它在外圓的任何地方銑都行只要保證兩個(gè)面成90°以及規(guī)定的尺寸就行，利用V型塊定位。因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)和工序基準(zhǔn)都位于芯軸的軸線，所以基準(zhǔn)重合。V型塊具有對(duì)中性，所以基本位移誤差位零。4）.夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)著眼于縮短輔助時(shí)間，故選用開合V型塊來(lái)夾緊工件，用螺栓固緊。由于本工序所加工的表面質(zhì)量

15、不太高，只需粗銑就行了。夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件加工之前與塞規(guī)配合使用很好地對(duì)刀；同時(shí)，夾具體有一個(gè)表面成一定的角度。為的就是很方便的加工出所需的槽；而且，夾具體底面上的四個(gè)定位孔可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖如下圖所示：圖2：芯軸銑90度槽夾具五設(shè)計(jì)心得體會(huì)本學(xué)期的第3、4周是我們的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)周，在兩周的課程設(shè)計(jì)之中，我深刻地意識(shí)到了本次設(shè)計(jì)所需要我們掌握的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用技巧，是我在自己所學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域變得更加成熟。我們組設(shè)計(jì)的芯軸夾具以及對(duì)芯軸的機(jī)械加工工藝的分析，要求我們有產(chǎn)品的零件圖、毛坯圖、加工工藝過(guò)程卡、工

16、序卡及夾具的裝配圖和部分零件圖。在零件圖和毛坯圖的設(shè)計(jì)中，我運(yùn)用了常見(jiàn)的也是必須熟練掌握的CAD畫圖軟件，再一次的溫習(xí)CAD軟件，使我對(duì)它有了進(jìn)一步的了解，對(duì)它的使用也更加熟練，另外，在毛坯圖的繪制過(guò)程中需要確定芯軸的加工余量，這又需要我去查一些資料，我想我們就要養(yǎng)成這樣的習(xí)慣，要勤動(dòng)手；在加工工藝過(guò)程卡以及加工工序卡的設(shè)計(jì)之中，我主要參考了教材中的內(nèi)容，這使我對(duì)教材有了一個(gè)溫故而知新感覺(jué)；在夾具的設(shè)計(jì)之中，我首先確定了加緊的基準(zhǔn)面，然后根據(jù)所需要銑出的槽的角度，以使用簡(jiǎn)單方便快捷，成本不高為標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，利用SolidWorks三維繪圖軟件做出了夾具的三維模型，進(jìn)行模擬仿真后確定最后的結(jié)構(gòu)以及尺寸，并手工繪制了夾具的裝配圖和部分零件圖，通過(guò)這些，我覺(jué)得提高了自己在設(shè)計(jì)之中的整體把握能力和分析能力，三維繪圖軟件和手工繪圖的綜合運(yùn)用也讓我重新體會(huì)總結(jié)了電腦繪圖與手工繪圖的異同和優(yōu)缺點(diǎn)。當(dāng)然，在整個(gè)設(shè)計(jì)之中也向老師詢問(wèn)了和很多不知道的問(wèn)題，老師的詳細(xì)解答對(duì)我有極大地幫助，在整個(gè)小組中也體會(huì)到了小組成員要團(tuán)結(jié)重要性。總之，這次課程設(shè)計(jì)給了我很大的提高，同時(shí)也讓我相信，在未來(lái)的學(xué)習(xí)、磨練的路途上，我會(huì)健碩成長(zhǎng)，更加成熟！參考文獻(xiàn)：1吳拓、方瓊珊編.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2