輸出軸加工工藝及鉆10-Φ20mm夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】

輸出軸加工工藝及鉆10-Φ20mm夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】,含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū),輸出,加工,工藝,10,20,mm,妹妹,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書(shū),仿單 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 前言 本說(shuō)明書(shū)是編者根據(jù)輸出軸設(shè)計(jì)過(guò)程所需夾具的設(shè)計(jì)原理編寫(xiě)的。主要包括任務(wù)介紹、方案選擇、定位誤差分析等內(nèi)容。 《專業(yè)課程綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》安排在大四上學(xué)期，是我們學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝學(xué)、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、CAD/CAM等專業(yè)基礎(chǔ)課和主要專業(yè)課，參加了金工實(shí)習(xí)、認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，經(jīng)過(guò)了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的又一次實(shí)踐性環(huán)節(jié)，這是我們對(duì)以前所學(xué)各門(mén)課程的一次較為深入的綜合總復(fù)習(xí)，同時(shí)還要對(duì)相關(guān)課外知識(shí)進(jìn)行查閱和學(xué)習(xí)，也是一次對(duì)我們實(shí)際運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題能力的練習(xí)。并且，這次課程設(shè)計(jì)同樣也會(huì)用到以前的金工實(shí)習(xí)、認(rèn)知實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的相關(guān)知識(shí)，也可以說(shuō)這是對(duì)這幾次實(shí)習(xí)效果的一次檢驗(yàn)。馬上就要步入社會(huì)，接觸真正的生產(chǎn)加工，所以這次設(shè)計(jì)是個(gè)很好的鍛煉機(jī)會(huì)。 這次的課程設(shè)計(jì)，我的題目是輸出軸鉆孔夾具設(shè)計(jì)。希望通過(guò)對(duì)輸出軸加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)的熟悉，可以進(jìn)一步了解專用夾具的設(shè)計(jì)。雖然這是大學(xué)以來(lái)的第三次課程設(shè)計(jì)，但畢竟還是第一次接觸夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)知識(shí)掌握、熟悉程度以及綜合運(yùn)用還會(huì)存在問(wèn)題，因此在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有考慮不周全或錯(cuò)誤的地方，這些也是第一次設(shè)計(jì)時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題，希望老師多多批評(píng)和指正。  目錄 第一章 零件分析 4 一. 零件圖分析 4 二. 零件加工工序分析 4 第二章 夾具設(shè)計(jì) 6 一. 定位方案確定 6 1.定位方案分析 6 2.定位誤差分析 7 二. 夾具結(jié)構(gòu)方案確定 7 1.確定導(dǎo)向裝置 7 2.確定夾緊機(jī)構(gòu) 7 3.切削力及夾緊力的計(jì)算 8 小結(jié) 10 參考文獻(xiàn) 11 第一章 零件分析 一. 零件圖分析 如圖1所示，所加工的工件為一輸出軸，主要應(yīng)用在動(dòng)力輸出裝置中，是輸出動(dòng)力的主要零件之一。其作用是支撐傳動(dòng)零件并傳遞轉(zhuǎn)矩。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，故選用45鋼作為毛坯的材料，并對(duì)工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理使其硬度達(dá)到217～255HBS，以增強(qiáng)耐磨性和抗扭強(qiáng)度。 該輸出軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于階梯軸類零件，軸向最大尺寸為244mm，徑向最大尺寸為Φ176mm。零件的主要表面由Φ55、Φ60、Φ65、Φ75、Φ176五段外圓柱面構(gòu)成，其徑向尺寸精度要求較高為IT7級(jí)，同時(shí)表面粗糙度要求為0.8。 二. 零件加工工序分析 該工件鉆10×Φ20孔的加工工序是工件精加工階段的最后一道工序。由圖2所示，前工序已加工得外圓面Φ75.2H7 mm和總長(zhǎng)尺寸244mm。需要加工的10個(gè)孔的直徑Φ20要求精度為IT7級(jí)，均布于以軸的中心線為基準(zhǔn)的Φ140mm圓周上，孔的中心線對(duì)基準(zhǔn)A-B的位置度為Φ0.05mm，且采用最大實(shí)體原則。由此可知工件加工時(shí)需限制的自由度有。本工序所用設(shè)備為Z550立鉆，零件為大批大量生產(chǎn)，應(yīng)選用專用夾具。 第二章 夾具設(shè)計(jì) 一. 定位方案確定 1.定位方案分析 由圖2可知，10-Φ20mm孔對(duì)Φ75mm外圓柱面有位置度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為輸出軸的軸心線。為了使定位誤差為零，按照基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)該選擇以Φ75mm外圓柱面定位的定心夾具。據(jù)此，該工序可有兩種定位方案。 夾具結(jié)構(gòu)方案（一） 定位方案：一外圓柱面一端面定位。如圖3所示，選擇輸出軸左端面與Φ75.2H7mm外圓柱面的軸線作為定位基準(zhǔn)，端面限制，長(zhǎng)V形塊限制，共限制5個(gè)自由度。存在過(guò)定位，但由于該工序前各表面已基本加工完成，工件精度較高，所以過(guò)定位不會(huì)產(chǎn)生干涉，而且有助于提高定位的剛度和穩(wěn)定性。 夾緊方案：采用一鉸鏈壓板，夾緊部位為Φ75.2H7mm外圓柱面，夾緊力的方向?yàn)樗椒较颉? 圖3 方案1 夾具結(jié)構(gòu)方案（二） 定位方案：一外圓柱面一端面定位。如圖4所示，選擇輸出軸圓錐面端面與Φ75.2H7mm外圓柱面的軸線作為定位基準(zhǔn)，端面限制，長(zhǎng)V形塊限制，共限制5個(gè)自由度。同樣存在過(guò)定位。 夾緊方案：采用鉆模板，夾緊力施加在Φ50mm內(nèi)圓柱端面，夾緊力的方向?yàn)榇怪狈较颉? 圖4 方案2 方案對(duì)比與選擇 由于本工序?yàn)殂@削加工，切削力方向與軸線平行。采用定位方案二時(shí)，工件的剛度較好，但夾具整體結(jié)構(gòu)較笨重，鑄造用材較多，對(duì)夾具各內(nèi)圓柱面的加工精度要求較高，且工件的裝卸不方便，不符合大批大量生產(chǎn)的要求。采用方案一時(shí)，這時(shí)切削力會(huì)以V形塊為中心產(chǎn)生力矩，容易使夾具體產(chǎn)生變形，導(dǎo)致孔的中心線偏斜。但由于切削力主要為軸的左端面所承受，可減小力矩，使夾具體的變形減小。同時(shí)方案二采用活動(dòng)V形塊對(duì)工件進(jìn)行夾緊，可實(shí)現(xiàn)快速的裝卸，符合大批大量生產(chǎn)的要求。綜上分析，決定選用方案1。 2.定位誤差分析 本工序的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，故定位誤差主要是工件定位圓尺寸公差所引起的定位誤差。已知工序的定位圓尺寸為Φ75.2H7mm，查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得V形塊定位誤差公式： 式中：D---定位圓直徑的最大值； d---定位圓直徑的最小值； 代入數(shù)值后可得定位誤差。10-Φ20mm孔的位置度公差為0.05，可知定位誤差小于工件工序公差的1/3，故本定位方案符合定位誤差要求。 二. 夾具結(jié)構(gòu)方案確定 1.確定導(dǎo)向裝置 由于工件的10個(gè)Φ20mm孔需經(jīng)過(guò)鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸多道加工，且工件為大批大量生產(chǎn)。為提高工作效率，故采用工序集中的方式，一次裝夾多道加工，查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可選導(dǎo)向零件為快換鉆套。同時(shí)可得鉆模板應(yīng)選用固定鉆模板，可獲得較好的加工精度。 查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得采用固定鉆模板式夾具因鉆套磨損而引起的磨損偏差為： 則可得工件由夾具所引起的加工誤差為： 故夾具整體方案滿足工件尺寸公差要求。 2.確定夾緊機(jī)構(gòu) 由于V形塊為自定心元件，為了提高加工效率，在滿足夾具定位精度要求并保證工件夾緊可靠度的情況下，應(yīng)使夾具整體結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化。本夾具選用鉸鏈壓板夾緊機(jī)構(gòu)，力源裝置為螺旋夾緊式手動(dòng)機(jī)械夾緊機(jī)構(gòu)，可保證良好的夾緊準(zhǔn)確性。 3.切削力及夾緊力的計(jì)算 圖5 夾緊力示意圖 已知鉆削工序所用刀具為高速鋼直柄麻花鉆，尺寸為Φ18mm，查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得鉆削的切削力計(jì)算公式為： 式中：則可得切削力： 由于鉆削軸向力對(duì)零件會(huì)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，這個(gè)轉(zhuǎn)矩由夾緊力來(lái)平衡，所需要鉆削的空均勻分布在圓周下，對(duì)其進(jìn)行分析可知，如下圖兩個(gè)位置時(shí)分別得到最大最小夾緊力： 對(duì)于安全系數(shù)，查表如下： 得安全系數(shù)為K=1.5×1.2×1×1×1.3×1.2=2.08，從而=10796N， =8728N 查表《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，活節(jié)螺栓的應(yīng)用為=11305N>>,所以?shī)A緊力符合要求。 4.夾具其他零件選擇 （1）鉆套及襯套選擇 查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，由刀具尺寸可選得夾具所用鉆套和襯套為： 鉆套：18F7×26g6×20 JB/T 8045.3-1999 襯套：A26×20 JB/T 8045.4-1999 （2）夾緊機(jī)構(gòu)零件選擇 查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，根據(jù)工件定位基準(zhǔn)圓的尺寸可選得夾具夾緊機(jī)構(gòu)各零件為： 活結(jié)螺栓：螺栓 GB 798 M13×130 鉸鏈壓板：壓板 A14×180 JB/T 8010.14-1999 手柄螺母：AM13×50 JB/T 8004.8-1999 鉸鏈叉座：叉座 14 JB/T 8035-1999 六角薄螺母：GB/T 6172.1 M13 小結(jié) 為期將幾周的機(jī)械制造工藝學(xué)中夾具課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這幾周里有許多許多辛酸也有很多收獲，辛酸讓我們體會(huì)到我們即將面臨走向社會(huì)走上工作，工作就要認(rèn)真細(xì)致，不論工作再繁瑣再辛苦，如此才能把工作做好；也讓《機(jī)械制造工藝學(xué)》的知識(shí)得到復(fù)習(xí)并且有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)我們對(duì)夾具設(shè)計(jì)過(guò)程有了一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最大的收獲就是，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，前期的準(zhǔn)備工作非常重要，初定方案后，還要進(jìn)行仔細(xì)的論證，對(duì)于不同的工廠，生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)條件都不同，所以所設(shè)計(jì)的工藝方案要充分利用工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，來(lái)盡最大可能地在不增加成本的前提下大大提高生產(chǎn)效率。對(duì)于課程設(shè)計(jì)，和大三上做的減速箱的設(shè)計(jì)一樣都大學(xué)需要靜得下心來(lái)，如此才不會(huì)因?yàn)楦≡昝驽e(cuò)漏百出，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的內(nèi)容往往都是環(huán)環(huán)相扣的。這是也我們面對(duì)將來(lái)的工作所必須的一個(gè)素質(zhì)。當(dāng)然，這次課程設(shè)計(jì)自己的許多不足也充分的暴露出來(lái)，工藝學(xué)的專業(yè)知識(shí)缺乏較多，設(shè)計(jì)思路不夠清晰，專業(yè)知識(shí)的融會(huì)貫通的能力需要加強(qiáng)，這些都讓我清楚的意識(shí)的，學(xué)無(wú)止境，面對(duì)學(xué)習(xí)我們必須端正態(tài)度，掌握方向，這樣才會(huì)有更大的進(jìn)步。 參考文獻(xiàn) [1] 朱耀祥，浦林祥主編 ．現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 孫麗媛主編 ．機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，冶金工業(yè)出版社，2002 [3] 王先逵主編 ．機(jī)械加工工藝手冊(cè)單行本（鉆削、擴(kuò)削、鉸削加工），機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 孫光華主編 ．工裝設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1998 [5] 劉守勇主編 ．機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具，機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 王先逵主編 ．機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版），北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5 [7] 王小華主編 ．機(jī)械夾具圖冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 王春福主編 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上?？萍技夹g(shù)出版社，2008.1 [9] 孫桓等主編 . 機(jī)械原理. 北京，高等教育出版社，2006.5 12