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輸出軸設(shè)計(jì)
浙江學(xué)院
畢 業(yè) 論 文
輸出軸工藝與工裝設(shè)計(jì)
題 目
院機(jī)電信息分院
系
數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用
專 業(yè)
姓 名
指導(dǎo)教師
2007年5月5 日
輸出軸設(shè)計(jì)
摘要：首先，本人設(shè)計(jì)的零件為輸出軸，它的作用是傳動(dòng)作用，傳動(dòng)力的方向和軸力。軸的樣式很多，應(yīng)用的也很廣泛，不過(guò)本人對(duì)于自己設(shè)計(jì)的軸經(jīng)過(guò)了解，根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益等各方面的詳細(xì)分析其加工工藝，采用多工序，機(jī)床加工。通過(guò)對(duì)零件的分析，此軸要求精度高，工序適當(dāng)集中，要求光滑，所以選用的工具和尺寸要量得準(zhǔn)。對(duì)輸出軸的夾具設(shè)計(jì)也要求也高,因?yàn)榫群凸钜蟾?表面更要采用磨床鉆磨。最后對(duì)零件進(jìn)行校核。以便達(dá)到零件精度的要求。
關(guān)鍵詞：傳動(dòng)作用、軸力、廣泛、工序、磨床、夾具、校核、
Output shaft design
Abstract : First, I designed components for the output shaft, and its role is to drive, Chuan dynamic direction and axial force. 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 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 the requirements of precision parts.
Keyword : transmission, axle, extensive, processes, machines, fixture, Verification
目錄
前言：----------------------------------------------------------------------------------------------5
1、緒言---------------------------------------------------------------------------------------6
1.1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的-------------------------------------------------6
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝要求的基本任務(wù)和要求---------------------------------6
2.1、基本任務(wù)-------------------------------------------------------6
2.1.1、工藝設(shè)計(jì)的基本任務(wù)----------------------------------------------------------------6
2.1.2、夾具設(shè)計(jì)的基本任務(wù)----------------------------------------------------------------6
2.2、設(shè)計(jì)要求--------------------------------------------------------6
2.2.1、工藝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求----------------------------------------------------------------6
2.2.2、夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求----------------------------------------------------------------6
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝課程設(shè)計(jì)的方法和步驟-----------------------------------------7
3.1生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定------------------------------------------7
3.2零件材料的分析-------------------------------------------------------------------------7
3.3 分析零件圖--------------------------------------------------------------------------------8
3.4確定毛坯------------------------------------------------------------------------------------8
3.5加工工藝路線------------------------------------------------------------------------------9
3.6確定工序尺寸及其公差-----------------------------------------------------------------11
3.7確定切削用量----------------- -----------------------------------------------------------11
3.8制作工藝卡片-----------------------------------------------------------------------------12
3.9零件的程序編制--------------------------------------------------------------------------12
4、夾具設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------------15
4.1夾具設(shè)計(jì)的目的-------------------------------------------------------------------------15
4.2 夾具設(shè)計(jì)的步驟-------------------------------------------------------------------------15
4.3 夾具機(jī)構(gòu)方案----------------------------------------------------------------------------15
4.3.1、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------15
4.3.2、夾緊力和夾緊裝置的計(jì)算---------------------------------------------------------16
4.3.3、確定工件的定位方式和定位元件的結(jié)構(gòu)---------------------------------------16
4.4 總圖設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------------17
4.5 精度的校核----------------------------------------------------------------------------18
4.6 夾具零件圖------------------------------------------------------------------------------20
總結(jié)：-------------------------------------------------------------------------------------------20
致謝：-------------------------------------------------------------------------------------------20
參考文獻(xiàn)--------------------------------------------------------------------------------------21
前言
本設(shè)計(jì)的課題，不僅讓我們系統(tǒng)全面的鞏固了以前學(xué)的理論知識(shí)，還讓我們把自己所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中去。理論聯(lián)系實(shí)際使我們對(duì)理論知識(shí)更加鞏固，實(shí)踐就為我們走向社會(huì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在本次設(shè)計(jì)中，主要包括以下幾個(gè)步驟：
一、 輸出軸的工藝設(shè)計(jì)：
確定毛坯,確定工藝路線,確定工序切削用量,確定工時(shí)定額的計(jì)算。
二、 輸出軸夾具的設(shè)計(jì)：
設(shè)計(jì)夾具裝置,導(dǎo)向裝置,確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸,公差配合,夾具精度分析和計(jì)算。
課題設(shè)計(jì)要達(dá)到的主要目標(biāo)及技術(shù)要求：
設(shè)計(jì)的零件尺寸要求精度高，表面粗糙度也高，要求表面光滑，。本零件制品為中批量生產(chǎn)，重量約為26KG。
輸出軸的用處很多,應(yīng)用于很多地方.大到汽車.小到自行車.它的材料大多是45鋼.工藝性好.剛度好.大多用機(jī)床加工.現(xiàn)在在全國(guó)數(shù)控技術(shù)飛速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床進(jìn)口長(zhǎng)期居高不下,2001年,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率為29%,以后逐年下降,到2004年降到26.9%,2005年又回升到30.4%,中國(guó)加入WTO,關(guān)稅降低,數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口和技術(shù)吸收將會(huì)越來(lái)越多,數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)將面臨重大發(fā)展機(jī)遇,再加上國(guó)家政策.在未來(lái)幾年內(nèi)將有更大的發(fā)展,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也有好多生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的地方,如廣州數(shù)控,大連機(jī)床,但是生產(chǎn)的機(jī)床大多多都是中底檔機(jī)床,高檔的數(shù)控機(jī)床還是要進(jìn)口過(guò)來(lái),以后的數(shù)控機(jī)床更向數(shù)字化發(fā)展,中國(guó)有這個(gè)機(jī)遇和挑戰(zhàn),我相信中國(guó)的數(shù)控技術(shù)將飛速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)也將更上一步。
1、緒言
1.1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的
(1)培養(yǎng)工程意識(shí)
(2)訓(xùn)練基本技能
(3)培養(yǎng)質(zhì)量意識(shí)
(4)培養(yǎng)規(guī)范意識(shí)
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝要求的基本任務(wù)和要求
2.1、基本任務(wù)
2.1.1、工藝設(shè)計(jì)的基本任務(wù)
(1)繪制零件工作圖一張
(2)繪制毛坯-零件合圖一張
(3)編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一套
(4)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份
2.1.2、夾具設(shè)計(jì)的基本任務(wù)
(1)收集資料,為夾具設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備
(2)繪制草圖,進(jìn)行必要的理論計(jì)算和分析以及夾具的結(jié)構(gòu)方案
(3)繪制總圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖,編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
(4)編制夾具的使用說(shuō)明或技術(shù)要求
2.2、設(shè)計(jì)要求
2.2.1、工藝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求
(1)保證零件加工質(zhì)量,達(dá)到圖紙的技術(shù)要求
(2)在保證加工質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)效率
(3)要盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,生產(chǎn)安全
(4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國(guó)內(nèi)技術(shù)和裝備
(5)工藝規(guī)程應(yīng)正確.清晰,規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化的要求
2.2.2、夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求
(1)保證工件的加工精度
(2)提高生產(chǎn)效率
(3)工藝性好
(4)使用性好
(5)經(jīng)濟(jì)性好
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝課程設(shè)計(jì)的方法和步驟
3.1、生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定
生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過(guò)程起著重要的作用.它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備.
零件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算.
N=Qn(1+a%)(1+b%)
式中：N-----零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/臺(tái)）
Q-----產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）
n-----每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）
a%----零件的備品率
b% ---零件的平均廢品率
本設(shè)計(jì)的零件的重量大概為26KG，為中型零件，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。
3.2、零件材料的分析
本設(shè)計(jì)的零件是輸出軸，選用45#鋼。45#鋼是優(yōu)質(zhì)素結(jié)構(gòu)鋼，屬于中碳鋼。其強(qiáng)度、硬度較高，而塑性、韌性略低。熱鍛、熱壓性能及被切削性能良好，冷加工變形能力及焊接性能中等。是機(jī)械行業(yè)最常用的鋼號(hào)之一，通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，還用于高頻或火焰表面淬火處理。其收縮率小。其密度基本和鐵的密度一樣與普通碳素鋼都差不多，和A3更是相近，是7.85g/cm*3。
3.3、零件圖的分析：
要求：表面清晰，無(wú)飛邊，尺寸精度如上圖。表面粗糙度要求高，表面要求光滑。輸出軸小端的各外圓公差都在0.08mm以內(nèi)，且光潔度是0.8，因此軸的外徑都要進(jìn)行磨削處理。大端的10個(gè)Φ20的孔是零件的關(guān)鍵尺寸，因此鉆孔時(shí)必須使用鉆模以保證工件的尺寸。
3.4 確定毛坯
1．確定毛坯種類
根據(jù)零件材料確定毛坯為鍛件。為保證質(zhì)量，減少加工質(zhì)量，采用立式精鍛機(jī)鍛造。用熱軋棒料經(jīng)拔長(zhǎng)得到
2．確定鍛件形狀
（1）根據(jù)第一章有關(guān)表格及《鍛工手冊(cè)》,確定外表面單邊加工余量為2.5～3mm。
（2）根據(jù)表1-18，端面加工余量確定為4mm。
毛坯圖
3.5 加工工藝路線
1．定位基準(zhǔn)的選擇
正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的一向重要內(nèi)容，也是保證加工精度的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。對(duì)于無(wú)合適定位面的零件可在毛坯上另外專門(mén)設(shè)計(jì)或加工出定位表面，稱為輔助基準(zhǔn)。（機(jī)械制造基礎(chǔ)P254）
2．?dāng)M定工藝路線
<1>．確定各表面的加工方法
工件各加工表面的加工方法和加工次數(shù)是擬定工藝路線的重要內(nèi)容。主要依據(jù)零件各加工表面本身的技術(shù)要求確定，同時(shí)還要綜合考慮生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)形狀和加工表面的尺寸、工廠現(xiàn)有的設(shè)備情況、工件材料性質(zhì)和毛坯情況等。各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度和粗糙度如下:
外圓表面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度
序號(hào)
加工方法
經(jīng)濟(jì)精度（IT）
表面粗糙度
Ra(ｕm)
適用范圍
1
粗車
11～13
25～6.3
適用于淬火鋼以外的各種金屬
2
粗車→半精車
8～10
6.3～3.2
3
粗車→半精車→精車
6～9
1.6～0.8
4
粗車→半精車→精車→拋光
6～8
0.2～0.025
5
粗車→半精車→精車→磨削
6～8
0.8～0.4
適用于淬火鋼、未淬火鋼
6
粗車→半精車→粗磨→精磨
5～7
0.4～0.1
7
粗車→半精車→粗磨→精磨→超精加工
5～6
0.1～0.012
8
粗車→半精車→精車→精磨→研磨
5級(jí)以上
<0.1
9
粗車→半精車→精車→精磨→超精磨
5級(jí)以上
<0.05
10
粗車→半精車→精車→金剛石車
5～6
0.2～0.025
適用于有色金屬
<2>加工順序的安排
在確定了零件各表面的加工方法之后,酒藥安排加工的先后順序。零件加工順序是否合適，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性有著較大的影響。
1． 機(jī)械加工順序的安排
在安排機(jī)械加工順序時(shí)，一般遵循先粗后精、先面后孔、先主后次、基準(zhǔn)先行的原則。對(duì)于工序內(nèi)容復(fù)雜的零件則視具體情況采取工序集中與分散的原則處理。
2． 加工階段的劃分
對(duì)于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，應(yīng)將粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行。為此，一般將整個(gè)工藝過(guò)程劃分階段，這對(duì)于保證零件加工質(zhì)量、合理使用機(jī)床設(shè)備、及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷及合理安排熱處理工序等有很大好處。
3． 熱處理工序的安排
熱處理工序主要用來(lái)改善材料的性能及消除應(yīng)力。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝路線中的位置，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理的目的而定。
退火 正火時(shí)效 人工時(shí)效 氮化
↓ ↓ ↓ ↓
毛坯-------→粗加工-------→半精加工-------→精加工-------→精磨-----→細(xì)磨
↑ ↑ ↑
調(diào)質(zhì) 退火 高頻淬火 滲碳淬火 整體淬火去應(yīng)力處理
4． 合理安排輔助工序
輔助工序種類很多，主要包括檢驗(yàn)、劃線、去毛刺、清洗、平衡、退磁、防銹、包裝等，根據(jù)工藝需要穿插在工序中。
<3>確定加工余量
合理確定加工余量對(duì)零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過(guò)大（材料、工時(shí)、機(jī)床、刀具）則消耗大；余量過(guò)小，不能去掉加工前道工序存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以加工余量要合理。
3.6 確定工序尺寸及公差
工序順序確定后，就要計(jì)算各個(gè)加工時(shí)所應(yīng)達(dá)到的工序尺寸及其公差。工序尺寸及其公差的確定與工序余量大小、工序尺寸的標(biāo)注方法、基準(zhǔn)選擇、中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)細(xì)致的工作。
工序尺寸公差一般按經(jīng)濟(jì)加工精度確定（查有關(guān)機(jī)械加工工藝手冊(cè)）但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為兩類：
（1）基準(zhǔn)重合時(shí)（定位基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合）工序尺寸的計(jì)算
當(dāng)確定了各個(gè)工序間余量和工序所能到達(dá)的加工精度后，將余量一層層疊加在被加工表面上，計(jì)算順序是從最后一道工序開(kāi)始，由后往前推，就可以計(jì)算出每道工序的工序尺寸，然后再按每種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度的公差值按“入體原則”標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的工序尺寸上。
（2）基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算
在零件的加工過(guò)程中為了加工和檢驗(yàn)的方便可靠，往往不能直接采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀復(fù)雜的零件在加工過(guò)程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)工序余量進(jìn)行必要的計(jì)算（是否夠用）以確定工序尺寸及其公差。
3.7 確定切削用量
在單件小批生產(chǎn)中,各工序的切削用量一般由操作工人根據(jù)具體情況自己確定,以簡(jiǎn)化工藝文件。
在大批大量生產(chǎn)中則應(yīng)科學(xué)地、嚴(yán)格地選擇切削用量，以充分發(fā)揮高效率設(shè)備的潛力和作用。切削用量的選用與下列因素有關(guān)；生產(chǎn)率，加工質(zhì)量（主要是表面粗糙度），切削力所引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形，工藝系統(tǒng)是振動(dòng)，刀具耐用度，機(jī)床功率等。在綜合考慮上述因素的基礎(chǔ)上，使背吃刀量ap,進(jìn)給量f，切削速度v的乘積最大。一般應(yīng)先盡量取大的ap，其次盡量取大的進(jìn)給量f，最后取合適的切削速度v。
3.8 制作工藝卡片(見(jiàn)底圖)
3.9 零件的程序編制
粗加工
N00 G99 G40
N10 G28 U0 W0
N20 T0101
N30 S600 M03
N40 G00 Z5
N50 G01 Z0 F0.2
N60 X58
N70 Z-79
N80 X63
N90 Z-120
N100 X68
N110 Z-127
N120 X78
N130 Z-197
N140 X116
N150 Z-214
N160 X178
N170 G00 Z5
N180 X56
N190 G01 Z-79
N200 X61
N210 Z-120
N220 X66
N230 Z-127
N240 X76
N250 Z-197
N260 X114
N270 X116 Z-214
N280 G00 X77 Z-190
N290 G01 X76 Z-197
N300 X112
N310 X116 Z-214
N320 G00 X77 Z-190
N330 G01 X76 Z-197
N340 X110
N350 X116 Z-214
N360 G00 X77 Z-190
N370 G01 X76 Z-197
N380 X108
N390 X116 Z-214
N400 G00 X77 Z-197
N410 G01 X76 Z-197
N420 X105.5
N430 X116 Z-197
N440 X176
N450 G00 Z30
N460 M30
精加工
N00 G99 G40
N10 G28 U0 W0
N20 T0101
N30 S800 M03
N40 G00 X0 Z50
N50 G01 Z0 F0.2
N60 X54
N70 X55.4 Z-1
N80 Z-79
N90 X59
N100 X60.4 Z-80
N110 Z-120
N120 X64
N130 X65.4 Z-121
N140 Z-127
N150 X74
N160 X75.4 Z-128
N170 Z-197
N180 X104.5
N190 X116 Z-214
N200 X175
N210 X176 Z-215
N220 G00 Z20
N230 M30
大端粗加工
N00 G99 G40
N10 G28 U0 W0
N20 T0101
N30 S400 M03
N40 G00 X0 Z5
N50 G01 Z0 F0.1
N60 X179
N70 Z-30
N80 G00 X185 Z0
N90 G01 X177
N100 Z-30
N110 G00 X180 Z20
N120 M30
大端精加工
N00 G99 G40
N10 G28 U0 W0
N20 T0101
N30 S400 M03
N40 G00 X0 Z5
N50 G01 Z0 F0.1
N60 X176
N70 Z-30
N80 G00 X180 Z20
N90 M30
4、夾具設(shè)計(jì)
4.1 夾具設(shè)計(jì)的目的
1.保證加工精度
2.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
3.改善工人的勞動(dòng)條件
4.降低生產(chǎn)成本
5.擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍
4.2 夾具設(shè)計(jì)的步驟
1.研究加工工件圖樣
了解該工件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要是表面的加工精度、表面粗糙度及其他技術(shù)要求。
2.熟悉工藝文件文本，明確以下內(nèi)容
（1）毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度
（2）工件的加工工藝過(guò)程，工序圖，本工序所處的地位，本工序已加工表面的精度及表面粗糙度，基準(zhǔn)面的狀況。
（3）本工序所使用的機(jī)床、刀具及其他輔助工具的規(guī)格。
（4）本工序所采用的切削用量。
4.3 夾具機(jī)構(gòu)方案
1.確定夾具的類型
本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)輸出軸零件的夾具，輸出軸屬于圓柱形狀，故使用鉆床的固定式。將使用模型來(lái)確定夾具,就是先做個(gè)零件外殼來(lái)保護(hù)零件表面和加工.
2.確定工件的定位方式及定位元件的結(jié)構(gòu)
工件的定位方式只要取決于工件的加工要求和定位基準(zhǔn)的形狀、尺寸。分析加工工序的技術(shù)要求和定位基準(zhǔn)選擇的合理性，遵循六點(diǎn)定位原則，按定位可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的原則，確定定位方式。常見(jiàn)的定位方式有平面定位，內(nèi)孔定位，外圓定位和組合表面定位等。在確定了工件的定位方式后，即可根據(jù)定位基準(zhǔn)面的形狀，選取相應(yīng)的定位元件及結(jié)構(gòu)。
本設(shè)計(jì)輸出軸是屬于外圓，應(yīng)該使用外圓定位的定位方式，外圓定位的定位元件有定位套、支承板和V型塊。V型塊是外圓定位最常用的定位元件，它根據(jù)需要，可分固定V形快、調(diào)整V形塊和活動(dòng)V形塊。為了輸出軸的固定可靠，所以我選擇V型塊定位元件。
由于本人設(shè)計(jì)的夾具是關(guān)于鉆10個(gè)孔的,所以本人使用模具的外殼,再用定位螺釘固定上壓模,放上鉆套,下部用臺(tái)虎鉗夾緊固定.用搖臂鉆床依次鉆10個(gè)孔.
3.確定工件的夾緊方式，計(jì)算夾緊力并設(shè)計(jì)夾緊裝置
夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)保證工件夾緊可靠、安全、不破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)必須合理選擇夾緊力的方向和作用點(diǎn)，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行夾緊力的估算。
（1）夾緊力的計(jì)算
在確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過(guò)程中夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)，即
Fwk=K×Fw
式中：Fwk——實(shí)際夾緊力
Fw——計(jì)算出的理論夾緊力
K——安全系數(shù)。粗加工時(shí)取2.5～3,精加工時(shí)取1.5～2。
由于本設(shè)計(jì)使用的是鉆床鉆孔,所以將算出切削扭矩M.
M=CM×D0XM×fYM×KM×0.001
=333.54×201.9×20.8×0.87×0.001
≈300(N·m)
（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)
夾緊裝置的設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)時(shí)，必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)與布置等因素。要求夾緊裝置動(dòng)作迅速，操作安全省力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造并且體積小、剛度好，有足夠的夾緊行程和裝卸工件的間隙。常見(jiàn)的夾緊機(jī)構(gòu)有斜楔機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、偏心機(jī)構(gòu)等。也可采用機(jī)動(dòng)夾緊如液壓、氣動(dòng)夾緊等。
本設(shè)計(jì)使用螺旋機(jī)構(gòu)。由于螺旋機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自鎖性能好、擴(kuò)力比大并且?jiàn)A緊行程不受限制，廣泛應(yīng)用于夾具的夾緊裝置。夾緊力基本計(jì)算公式為
W=QL/[tan(α+φ1)(d/2)+r(tanφ2)]
式中：d——螺紋中徑
r——螺桿下端與工件的當(dāng)量摩擦半徑。
4.確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置
對(duì)于鉆夾具應(yīng)正確地選擇鉆套的型式和結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)于銑床夾具合理地設(shè)置對(duì)刀裝置，而鏜夾具則應(yīng)合理地選擇鏜套類型和鏜模導(dǎo)向的布置方式。表3-49到表3-62可供參考。
5.確定夾具體的結(jié)構(gòu)類型
夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)整體。因此夾具體的形狀及尺寸取決于夾具各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接。
（1）對(duì)夾具體的要求
1） 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性；
2） 有足夠的強(qiáng)度和剛度；
3） 結(jié)構(gòu)工藝性好；
4） 排屑方便；
5） 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。
（2）夾具體毛坯的類型
本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)輸出軸，所以選的夾具體是V型塊。
4.4 總圖設(shè)計(jì)
1. 繪制總裝圖的注意問(wèn)題
1） 盡可能的采用1：1的比例，以求直觀不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。
2） 被加工工件應(yīng)用雙點(diǎn)畫(huà)線表示，在圖中作透明體處理，它不影響夾具元件的投影。加工面的加工余量可用粗實(shí)線表示。
3） 視圖的數(shù)量應(yīng)能完整、清晰的表示出整個(gè)結(jié)構(gòu)為原則。
4） 工件在夾具中應(yīng)處于夾緊狀態(tài)。
2．繪制總裝圖的步驟
1） 布置定位元件
2） 布置導(dǎo)向、對(duì)刀元件
3） 設(shè)計(jì)夾緊裝置
4） 設(shè)計(jì)夾具體
5） 完成總裝圖
3．夾具總圖上尺寸及精度、位置精度與技術(shù)要求的標(biāo)注
（1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和相互位置關(guān)系有如下五類
1) 定位副本身的精度和定位副之間的聯(lián)系尺寸及精度;
2) 對(duì)刀元件或?qū)蛟c定位元件之間的聯(lián)系尺寸;
3) 夾具體與機(jī)床的連接面以及定位元件與工件表面之間的聯(lián)系尺寸;
4) 夾具外形的最大輪廓尺寸;
5) 配合尺寸。
（2）尺寸公差的確定原則
為滿足加工精度要求，夾具本身應(yīng)有較高的精度。由于目前分析計(jì)算方法不夠完善，因此夾具的有關(guān)公差仍按經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，要求夾具具有一定壽命，夾具的有關(guān)公差可取得小些；對(duì)加工精度較底的夾具，則取較大的公差。
4．夾具公差與配合的選擇
夾具的公差與配合應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，常見(jiàn)的配合種類與公差等級(jí)如表3-5所示?！稒C(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)》P108
5．各類機(jī)床夾具的公差和技術(shù)要求的確定
由于各類機(jī)床的加工工藝特點(diǎn)和夾具與機(jī)床的連接方式的不同，對(duì)夾具也有不同的要求，為了便于說(shuō)明問(wèn)題，根據(jù)其各自不同的特點(diǎn)，通常分車、磨床夾具，銑、刨床夾具和鉆、鏜床夾具三大類。
本設(shè)計(jì)使用的是鉆、鏜床夾具，加工10個(gè)孔主要是用到鉆床，所以要保證鉆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
夾具精度的校核
為了保證夾具設(shè)計(jì)的正確性，首先要在設(shè)計(jì)圖樣上對(duì)夾具的精度進(jìn)行分析。由于本人設(shè)計(jì)的是輸出軸,設(shè)計(jì)的夾具是關(guān)于鉆10個(gè)孔,要求精度也高,所以在鉆10個(gè)孔之前一定要把前面的步驟做好,特別是定2個(gè)中心孔,小端的還好定,誤差基本也沒(méi)什么,大端的由于內(nèi)孔有個(gè)精度比較高的還要同軸度要高,所以對(duì)刀的時(shí)候要準(zhǔn),基本把對(duì)刀誤差搞到最小,還有就是在機(jī)床上安裝零件的時(shí)候誤差也要底,本設(shè)計(jì)的夾具主要是用外模套住零件,零件小端水平朝下,與臺(tái)虎鉗垂直,再用臺(tái)虎鉗夾緊,上面的用兩邊用定位螺釘固定,放上鉆套,用鉆床鉆,在這里,鉆套與模塊之間的公差系數(shù)要小,以減少誤差,所以說(shuō)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?yàn)樗呛笠徊焦ば虺叽绲谋ＷC。所以?shī)A具之間的精度和誤差是相對(duì)的,需要你時(shí)時(shí)校核。
4.6 夾具零件圖(見(jiàn)底圖)
總結(jié)：
經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的零件設(shè)計(jì)、查閱資料、繪圖、計(jì)算、等一系列的步驟，最終完成了輸出軸設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了不少的問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)上查詢、請(qǐng)老師和同學(xué)討論之后得到了解決問(wèn)題的辦法。
經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我了解了在學(xué)校中所學(xué)的東西，也為我以后的工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。這篇設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)完成了，但由于本人缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，所以在設(shè)計(jì)中肯定還存在一定的問(wèn)題，需要改進(jìn)。希望老師能給我提點(diǎn)意見(jiàn)和建議。
最后本人會(huì)在公司里好好學(xué)習(xí)，以提高自己的實(shí)踐水平，為將來(lái)的工作打下更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致謝：
在這里，我要感謝我們學(xué)校的圖書(shū)庫(kù)，是他們給了我一切有關(guān)與本課題設(shè)計(jì)的資料，是他們給了我設(shè)計(jì)的想法；我還要感謝幫助我的廖飛軍、楊偉超兩位老師，他們?cè)谖业恼n題中給了我很多的指導(dǎo)和改進(jìn)，在一些對(duì)我來(lái)說(shuō)比較難懂難理解的細(xì)節(jié)問(wèn)題上，給予了我詳細(xì)的說(shuō)明，幫我除去了許多不必要的麻煩；在此我還要感謝我公司技術(shù)課的同仁，是他們的幫助，才使我有充足的時(shí)間來(lái)完成本課題，謝謝，謝謝你們，因?yàn)橛心銈儾庞斜菊n題的實(shí)現(xiàn)，謝謝?。?！
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