輸出軸的鉆10-ф20孔分度夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備含4張CAD圖

輸出軸的鉆10-ф20孔分度夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備含4張CAD圖,輸出,10,20,分度,夾具,設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,裝備,CAD 摘要 機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家的立國(guó)之本，是一個(gè)國(guó)家的民族產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)其發(fā)展對(duì)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(jì)，著重于幾個(gè)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(duì)輸出軸加工工藝的分析，設(shè)計(jì)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(jì)，夾具設(shè)計(jì) 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(diǎn) 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(jì) 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 10-?20 分度鉆孔夾具設(shè)計(jì) 12 3.1 10-?20 分度鉆孔夾具總體方案設(shè)計(jì) 12 3.2 10-?20 分度鉆孔夾具定位分析及誤差計(jì)算 12 3.3 10-?20 分度鉆孔夾具夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算 13 3.4 10-?20 分度鉆孔夾具對(duì)刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì) 14 3.5 10-?20 分度鉆孔夾具夾緊操作動(dòng)作說明 14 設(shè)計(jì)心得 15 參考文獻(xiàn) 16 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)之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)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(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)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(gè)好工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計(jì)，我們能將零碎的知識(shí)點(diǎn)都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計(jì)。 本次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課程的一個(gè)階段總結(jié)，是對(duì)課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)的一個(gè)實(shí)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(dòng)力輸出裝置中，是輸出動(dòng)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(dòng)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(diǎn) 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(shí)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(jí)。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(duì)φ75、φ60 外圓軸跳動(dòng)度為 0.04mm，φ20 孔的軸線對(duì)φ80 內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm，鍵槽對(duì)φ55 外圓軸線的對(duì)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(jì) 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(fèi)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(shí)，毛坯選擇得是否正確，不僅直接影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用，而且對(duì)零件的機(jī)械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時(shí)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(dòng)量就越少，但毛坯制造的成本可能會(huì)越高。由于原材料消耗的減少，會(huì)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(shí)，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(duì)工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 4. 半精加工： ①對(duì)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(duì)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(tái)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(duì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)刀具磨損小，壽命長(zhǎng)，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(cè)量范圍 0-150 游標(biāo)卡尺。讀數(shù)值 0.01、測(cè)量范圍 0-150 游標(biāo)卡尺。 讀數(shù)值 0.01、測(cè)量范圍 50-125 的內(nèi)徑千分尺。 ９ 第 3 章 10-?20 分度鉆孔夾具設(shè)計(jì) 3.1 10-?20 分度鉆孔夾具總體方案設(shè)計(jì) 方案一 圖 3.5 本方案擬用長(zhǎng)定位套以及定位套夾緊工件方式定位及夾緊工件。長(zhǎng)定位套限制輸出軸四個(gè)自由度，分別為 xy 的轉(zhuǎn)動(dòng)和 xy 的移動(dòng)。鉆頭加工方向?yàn)橛业阶蟆? 方案二 圖 3.6 本方案擬以?80 的沉孔和大圓面為定位基準(zhǔn)。?80 的沉孔限制工件 xy 轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度，大圓面限制工件 xy 的轉(zhuǎn)動(dòng) z 的移動(dòng)三個(gè)自由度。夾緊方向?yàn)橛勺蟮接遥@頭加工方向從右到左。 3.2 10-?20 分度鉆孔夾具定位分析及誤差計(jì)算 (1)定位基準(zhǔn)的選擇。 １４ 方案一：孔φ20 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為軸線，但定位基準(zhǔn)為直徑?75 的軸外圓面。 所以定位誤差不為零。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)最大的位置變動(dòng)即為定位誤差： １５ Ddwmax = DRmax + Drmax = 0.042 方案二：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為軸線，但是定位基準(zhǔn)為?80 的沉孔內(nèi)圓面，定位誤差不為零： Ddwmax = DR max + Dr max = 0.061 3.3 10-?20 分度鉆孔夾具夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算 如圖，采用長(zhǎng)定位套夾緊。 圖 3-7 刀具:高速鋼麻花鉆,鉆頭直徑為 19.98mm 根據(jù)《切削手冊(cè)》公式： Fz = 309Df 0.8 KP  （3-5） p 式中： M = 0.21D2 f 0.8 K  （3-6） FZ = 軸向切削力（n） D = 鉆頭直徑f=每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 KP=修正系數(shù)（KP=0.75） M=切削力矩（N·m） 可求得：Fz=734 N； M=10 N·m Fr = M r  （3-7） Fr=267(N) ?75 軸上所受合力為; F=781N （3-8） 式中：Ff=?75 軸上圓周表面的摩擦力； f=軸與定位套之間的摩擦系數(shù)，查表 f=0.1 可求得： Ff = 7810 (N) 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1-2-12，查得 M20 螺栓的許用夾緊力為 16000N, 小于 M20 螺栓夾緊力，安全系數(shù)為 K=2,滿足要求。 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1-2-12，查得 M20 螺栓的許用夾緊力為 16000N,小于 M20 螺栓夾緊力，安全系數(shù)為 K=2,滿足要求。 3.4 10-?20 分度鉆孔夾具對(duì)刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì) 確定導(dǎo)向裝置本工序?yàn)樵谄矫嫔香@孔，采用特殊鉆套，如下圖，因生產(chǎn)批量較大，鉆套機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成可換的。 圖 3.8 3.5 10-?20 分度鉆孔夾具夾緊操作動(dòng)作說明 ①導(dǎo)向?qū)Φ堆b置向上旋轉(zhuǎn) 90 度。 ②將工件裝入長(zhǎng)定位套。 ③旋緊螺栓，讓定位套夾緊工件。 ④壓板壓緊分度環(huán)，同時(shí)將拉桿上的螺母旋緊。 ⑤導(dǎo)向?qū)Φ堆b置回位，鉆頭開始加工。 設(shè)計(jì)心得 (1) 本設(shè)計(jì)為一次以輸出軸為實(shí)例的夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了工件由毛坯到半精加工再到精加工的過程，其中，運(yùn)用了各方面的專業(yè)知識(shí)。如，機(jī)械制圖，材料力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，PRO/E，CAD，互換性與測(cè)量技術(shù)等。 (2)這次課程設(shè)計(jì)，提高了我們對(duì)各個(gè)學(xué)科知識(shí)的總結(jié)運(yùn)用能力，并加深了我們對(duì)零件加工的初步認(rèn)識(shí)和感知。提高了我們對(duì)各方面知識(shí)的運(yùn)用及拓展。 (3)由衷的感謝老師的耐心指導(dǎo)，以及同組組員的幫助。我們精誠(chéng)協(xié)作，互相查漏補(bǔ)缺，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步。  參考文獻(xiàn) [1] 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,2018. 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