輸出軸的銑鍵槽夾具設(shè)計及機(jī)械加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖

輸出軸的銑鍵槽夾具設(shè)計及機(jī)械加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖,輸出,鍵槽,夾具,設(shè)計,機(jī)械,加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD 摘要 機(jī)械制造業(yè)是一個國家的立國之本，是一個國家的民族產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，同時其發(fā)展對世界經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用，而機(jī)械加工工藝的編制是機(jī)械制造技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設(shè)計，著重于幾個重要表面的加工，具有一定的尺寸，形狀，位置要求，還有一些強(qiáng)度， 表面粗糙度要求，通過對輸出軸加工工藝的分析，設(shè)計出一套符合經(jīng)濟(jì)性要求和結(jié)構(gòu)要求的工藝路線。 關(guān)鍵詞：輸出軸，工藝分析，工藝設(shè)計，夾具設(shè)計 目 錄 摘要 1 前言 3 第 1 章 輸出軸零件工藝分析 4 1.1 輸出軸零件的作用與結(jié)構(gòu) 4 1.1.1 輸出軸零件的作用 4 1.1.2 輸出軸零件的結(jié)構(gòu)特點 4 1.1.3 輸出軸零件的結(jié)構(gòu)工藝性 4 1.2 輸出軸零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 4 第 2 章 輸出軸零件工藝設(shè)計 5 2.1 輸出軸生產(chǎn)類型的確定 5 2.2 輸出軸毛坯的選擇與毛坯圖的說明 5 2.2.1 輸出軸毛坯選擇 5 2.2.2 輸出軸毛坯圖的說明 5 2.3 輸出軸工藝路線的確定 6 2.3.1 方案一 6 2.3.2 方案二 7 2.4 輸出軸加工余量、切削余量的確定 8 2.5 輸出軸加工刀具和量具的確定 11 2.5.1 刀具的確定 11 2.5.2 量具的選擇 11 第 3 章 銑鍵槽夾具設(shè)計 12 3.1 總體方案設(shè)計 12 3.2 定位分析及誤差計算 12 3.3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計與夾緊力計算 12 設(shè)計心得 14 參考文獻(xiàn) 15 附 錄 輸出軸銑鍵槽夾具三維圖 16 前言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在我們學(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)之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力， 為今后找到一個好工作打下一個良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計，我們能將零碎的知識點都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計。 本次課程設(shè)計是機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課程的一個階段總結(jié)，是對課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識的一個實際應(yīng)用過程。 １ 第 1 章 輸出軸零件工藝分析 1.1 輸出軸零件的作用與結(jié)構(gòu) 1.1.1 輸出軸零件的作用 輸出軸主要應(yīng)用在動力輸出裝置中，是輸出動力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。 1.1.2 輸出軸零件的結(jié)構(gòu)特點 輸出軸的在直徑為 55mm 的外圓柱表面開有鍵槽，并且在Ф75 的外圓柱表面鉆Ф6 深 8 的斜沉頭孔，其沉孔為Ф10；在直徑為 176mm 的法蘭盤端面開有直徑為 50，80，104mm 的內(nèi)孔，呈階梯狀；在法蘭盤上加工 10-Ф20 的法蘭孔，在輸出軸的斜面上鉆 2-Ф8 的斜孔。 1.1.3 輸出軸零件的結(jié)構(gòu)工藝性 從零件圖可以看出輸出軸的加工精度與表面質(zhì)量是合理的；同時保證了位置精度；且輸出軸的倒角均為 1mm，減少了加工量；綜上所述，輸出軸的結(jié)構(gòu)工藝性是合理的。 1.2 輸出軸零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 其主要加工表面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176 的外圓柱面，φ50、φ80、φ104 的內(nèi)圓柱表面，尺寸精度大部分為 IT6 級。粗糙度方面表現(xiàn)在φ80 內(nèi)圓柱表面為 Ra3.2, 位置要求較嚴(yán)格，表現(xiàn)在φ55 的左端面、φ80 內(nèi)孔圓柱面對φ75、φ60 外圓軸跳動度為 0.04mm，φ20 孔的軸線對φ80 內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm，鍵槽對φ55 外圓軸線的對稱度為 0.08mm；熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到 200HBS。 ２ 第 2 章 輸出軸零件工藝設(shè)計 2.1 輸出軸生產(chǎn)類型的確定 查閱文獻(xiàn)[1]表 6-3 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為 10000 件一年，輸出軸為中型零件，故確定生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 2.2 輸出軸毛坯的選擇與毛坯圖的說明 2.2.1 輸出軸毛坯選擇 輸出軸毛坯種類的選擇取決于零件的作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得的可能性，輸出軸毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材 2、鍛造 3、鑄造 4、焊接 5、其他毛坯。由加工圖紙可知零件的材料為 45 鋼，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，不僅浪費材料， 而且加大了機(jī)床，刀具以及能源等的消耗，若選用焊接或鑄造可能達(dá)不到零件要求 200HBS 的強(qiáng)度；而鍛件具有較高的抗拉、抗彎和抗扭強(qiáng)度。所以綜上選擇鍛件中的模鍛。 2.2.2 輸出軸毛坯圖的說明 (1) 毛坯圖說明 在擬訂機(jī)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(jī)械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時的消耗都有很大影響。毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，機(jī)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(yīng)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(yīng)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。 (2) 毛坯圖 ３ 圖 2.1 2.3 輸出軸工藝路線的確定 2.3.1 方案一 1. 熱處理：在毛坯成型后，進(jìn)行正火處理。 2. 粗加工： ①以右端面和φ176 外圓表面為基準(zhǔn)，粗車左端面和φ55 外圓柱表面。 ②以左端面和φ55 外圓柱表面粗車右端面和φ176 外表面。 ③以φ55 軸線為基準(zhǔn)鉆中心孔。 ④以右端面和φ176 外表面為基準(zhǔn)粗車φ75、φ65、φ60 外表面。 ⑤以φ55 外表面為基準(zhǔn)粗鏜φ80 內(nèi)孔表面，再粗鏜φ104、φ50 內(nèi)孔表面。 3. 熱處理：對工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 4. 半精加工： ①對中心孔進(jìn)行修模處理 ②以軸線和φ55 外表面為基準(zhǔn)銑鍵槽。 ４ ③以兩端中心孔為基準(zhǔn)先半精車再磨削φ55、φ75、φ60、φ65 外表面， 倒角。 ④以φ55 外表面為基準(zhǔn)半精鏜φ80 內(nèi)孔表面，倒角。 ⑤以右端面和基準(zhǔn) D 為基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)、鉸 10-φ20 通孔，然后鉆φ8 斜孔、φ 10 沉孔、φ6 斜孔。 5. 精加工： ①以軸線和φ75 外圓表面為基準(zhǔn)精銑鍵槽。 ②以中心孔為基準(zhǔn)精磨φ55、φ75、φ60、φ65 外表面 ③以φ55 外表面為基準(zhǔn)精鏜φ80 內(nèi)孔表面。 ④以端面為基準(zhǔn)精鉸 10-φ20 通孔。 6.對工件進(jìn)行去毛刺處理。 2.3.2 方案二 工序 1 毛坯正火處理 工序 2 銑左右兩端面，并打中心孔 工序 3 粗車φ50、φ60、φ65、φ75、φ176 外圓表面工序 4 調(diào)質(zhì)處理 200HBS 工序 5 兩端中心孔修模 工序 6φ176 端面鉆φ50 孔工序 7φ176 端面打中心孔工序 8 粗鏜φ80、φ104 孔 工序 9 精車 A、B、C、各臺階面，并倒角1′ 45 ? 工序 10 精鏜φ80 孔，孔口倒角1′ 45 ? 工序 11 鉆擴(kuò)鉸 10×φ20 孔，孔口倒角1′ 45 ? 工序 12 鉆 2×φ8 孔 工序 13 銑鍵槽 ５ 工序 14 去除毛刺經(jīng)對比，選用方案一 2.4 輸出軸加工余量、切削余量的確定 表 2.1 Φ176 外圓柱面軸段加工余量計算 工序名稱 供 需 間余量/mm 精度/mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精車 2 IT10 176 F176 - 0.14 粗車 3 IT12 179 F179 - 0.4 毛坯 ± 2 181 F181 ± 2 表 2.2 Φ55 外圓柱面軸段加工余量計算 工序名稱 供 需 間余 量 /mm 精 度 /mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精磨 0.1 IT6 55 F55+0.023 +0.003 粗磨 0.25 IT9 55.10 F55.10-0.024 半精車 1.8 IT10 55.35 F55.35 - 0.19 粗車 2.85 IT12 57.15 F57.15 - 0.46 毛坯 ± 2 60 F60 ± 2 ６ 表 2.3 Φ60 軸段加工余量計算 工序名稱 供 需 間余 量 /mm 精 度 /mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精磨 0.1 IT6 60 F60+0.065 +0.045 粗磨 0.25 IT9 60.1 F60.10 -0.019 半精車 1.8 IT10 65.35 F60.350 -0.120 粗車 2.85 IT12 62.15 F62.150 -0.30 毛坯 ± 2 65 F65 ± 2 表 2.4 Φ65 軸段加工余量計算 工序名稱 供 需 間余 量 /mm 精 度 /mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精磨 0.10 IT6 65 F65+0.023 +0.003 粗磨 0.25 IT9 65.1 F65.100 -0.019 半精車 1.8 IT10 65.35 F65.350 -0.120 粗車 2.85 IT12 67.15 F67.150 -0.30 毛坯 ± 2 70 F70 ± 2 ７ 表 2.5 Φ75 軸段加工余量計算 工序名稱 供 需 間余 量 /mm 精 度 /mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精磨 0.10 IT6 75 F75+0.023 +0.003 粗磨 0.25 IT9 75.1 F75.100 -0.019 半精車 1.8 IT10 75.35 F75.350 -0.120 粗車 2.85 IT12 77.15 F77.150 -0.30 毛坯 ± 2 80 F80 ± 2 表 2.6 Φ104 內(nèi)孔加工余量計算 工序名稱 供 需 間余 量 /mm 精 度 /mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精鏜 1.8 IT7 104 F104 粗鏜 3.2 IT10 103.2 F103.2+0.140 0 毛坯 ± 2 99 F90 ± 2 表 2.7 Φ80 內(nèi)孔加工余量計算 工序名稱 供 需 間余 量 /mm 精 度 /mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精鏜 1.5 IT7 80 F80+0.042 +0.012 粗鏜 2.5 IT10 78.5 F78.5+0.12 0 毛坯 ± 2 76 F76 ± 2 ８ 表 2.8 Φ50 內(nèi)孔加工余量計算 工序名稱 供 需 間余量/mm 精度/mm 工 序 基本 尺 寸 /mm 尺寸、公差/mm 精鏜 1.5 IT7 50 F50 粗鏜 2.5 IT10 48.5 F48.5+0.12 0 毛坯 ± 2 46 F46 ± 2 2.5 輸出軸加工刀具和量具的確定 2.5.1 刀具的確定 刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的熱導(dǎo)性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。由于材料是 45 鋼，45 鋼具有良好的切削性能，且具有較高的強(qiáng)度和良好的韌度。所以 YT 類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性，較高的耐熱性，在高速切削鋼料時刀具磨損小，壽命長，所以適合加工 45 鋼這種材料。加工ф55ф60ф65ф75ф176 外圓是粗車用 YT5，半精車用 YT15；ф50 粗車用 YT5, ф104ф80 粗鏜用 YT5;鉆，鉸 10-ф20 孔用高速鋼，鉆 2-ф8 孔用高速鋼。 2.5.2 量具的選擇 讀數(shù)值 0.02、測量范圍 0-150 游標(biāo)卡尺。讀數(shù)值 0.01、測量范圍 0-150 游標(biāo)卡尺。 讀數(shù)值 0.01、測量范圍 50-125 的內(nèi)徑千分尺。 ９ 第 3 章 銑鍵槽夾具設(shè)計 3.1 總體方案設(shè)計 本次題目是設(shè)計加工輸出軸銑鍵槽的專用夾具。此鍵槽相對中心有 0.08mm 的對稱度要求，寬度 160 -0.043mm，軸底端到鍵槽底端 500 -0.2mm，軸的前端為此鍵槽的定位基準(zhǔn)，由于是階梯軸，夾緊部分可由后面的外圓來承擔(dān)。 理論上限制自由度分析：槽寬由定尺寸刀具保證；保證槽深應(yīng)限制：x 移動、y 轉(zhuǎn)動；保證鍵槽長度應(yīng)限制 x 移動；保證鍵槽對稱度應(yīng)限制：y 移動、z 轉(zhuǎn)動； 綜合結(jié)果限制：x 移動、y 移動、y 轉(zhuǎn)動、z 轉(zhuǎn)動、z 移動 實際上限制自由度分析：V 形塊定位限制：y 移動、z 移動、y 轉(zhuǎn)動、z 轉(zhuǎn)動， 一端用可調(diào)定位螺釘限制：x 移動； 綜合結(jié)果實際限制：x 移動、y 移動、y 轉(zhuǎn)動、z 轉(zhuǎn)動、z 移動；故選擇 V 形塊定位。 3.2 定位分析及誤差計算 工件采用 V 形塊定位，對稱度分析： 基準(zhǔn)不重合誤差為：jb=0.02mm，基準(zhǔn)位移誤差為：△db=0； 則： △dw=△jb+△db=0.02mm。 （3-12） 對尺： 基準(zhǔn)不重合誤差△B=（1/2）δd=（1/2）×0.062=0.031mm； 基準(zhǔn)位移誤差△Y=0.707δd=0.707×0.062=0.044mm； (3-13) 因為設(shè)計基準(zhǔn)不在定位基面上，所以△D=△B+△Y=0.031+0.044=0.075mm。由于 T=0.5mm，T/3=0.17mm，即△D≤T/3，故該夾具能夠滿足加工要求。 3.3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計與夾緊力計算 本套夾具采用鉸鏈壓板加緊: 工件在加工時所受的力主要是切削力 F，由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表 1-2-7 查得 ２０ 查得切削力計算公式: F = C a0.86 f 0.72 D-0.86 B K (3-14） p p z z b 粗銑時切削力 F1 F = C a0.86 f 0.72 D-0.86 B K = 669 ′ 6.20.72 ′ 0.060.72 ′10-0.86 ′10 ′ 3′ 0.96 = 1684.76N 1 p p z z p 精銑時切削力 F2 F = C a0.86 f 0.72 D-0.86 B k = 669 ′ 6.20.86 ′ 0.060.72 ′12-0.86 ′12 ′ 2 ′ 0.96 = 1152.23N 2 p p z z P 實際所需夾緊力 F 與計算夾緊力 間的關(guān)系為: K (K 由機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 萬之 表 1-2-2 查得為 1.15)故 F = KF1 = 1.15′1684.78 = 1937.50N （3-15） 設(shè)計心得 這次設(shè)計是對我大三所學(xué)知識的重要總結(jié)，它將我所學(xué)的科學(xué)理論知識與社會實踐相結(jié)合，我們認(rèn)真的面對，一絲不茍。 在這兩個星期里，通過老師的細(xì)心指導(dǎo)，在同學(xué)的積極幫助和我的不懈努力下，我完成了這個重要的課程設(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 和 PROE 繪圖問題以及說明書的編寫問題。通過對這些問題的認(rèn)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(jìn)一步的對所學(xué)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  參考文獻(xiàn) [1] 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京:高等教育出版社,2018. 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