输出轴工艺及钻10-Φ20孔夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 机 械 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 输出轴工艺及钻 100 孔夹具设计 学生姓名： 指导教师姓名： 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 目 录 毕业设计任务书 3 一、零件的分析 5 1、零件的作用 5 2、零件的工艺分析 5 二、工艺规程设计 6 1、确定毛坯的制造形式 6 2、定位基准的选择 7 三、拟订工艺路线 8 （ 1）工艺路线的确定 8 （ 2）工艺方案的比较与分析 11 （ 3）加工设备的选择 11 （ 4）刀具的选择 11 四 、 加工余量，工序尺寸，及毛坯尺寸的确定 11 五、确定切削用量 14 六、夹具设计 33 设计小结 36 参考文献 37 2 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 无 锡 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 任 务 书 课 指 题 导 名 教 称 师 输出轴工艺及钻 100 孔夹具设计 班 学 级 号 机制 11032 1020103227 课题需要完成的任务： 1绘制零件图及毛坯 零件综合图各一张； 2编制机加工工艺文件（三卡）全套； 3绘制夹具装配图及全套夹具非标准零件图； 4编写设计说明书（ 20）； 5专业外文翻译（大于 3000 英 文字符）。 课题计划： 1 2 月 25 日 3 月 3 日（第一周）：布置课题，收集相关资料 ； 完成专外翻译； 2 3 月 4 日 3 月 10 日（第二周）：工艺规程设计； 3 3 月 11 日 3 月 24 日（第三四周）：编制工序卡； 4 3 月 25 日 4 月 7 日（第五第六周）：工装设计； 5 4 月 8 日 4 月 14 日（第七周）： 编写说明书； 6 4 月 15 日 4 月 19 日（第八周）： 4 月 15 日前交齐所有设 计资料，参加毕业答辩。 计划答辩时间： 2012 年 4 月 18 日 2012 年 4 月 19 日 机 制 系（部、分院） 2013 年 2 月 13 日 3 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 一， 零件的分析零件的分析 （一）零件的作用 题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转 的动力；二是工作过程中经常承受交变载荷；三是支撑传动零部件。 （二）零件的工艺分析 从零件图上看，该零件是典型的轴类零件，结构比较简单，其主要加工的面 比较多并 且各个加工面之间有一定的位置要求。现分述如下； 1、平面的加工。 轴的左右端面及各台阶面的加工。其中大端端面表面粗糙度要求 其余 2、各圆柱面及锥面的加工。 这一组加工面包括 55、 60、 65、 75、 176 的外圆柱面， 50、 80、 104 的内圆柱表面。其中 60、 75 外圆柱面的表面粗糙度要求为 55 外 圆柱面为 80 内 圆柱表面 为 其 余为 3、孔的加工。 包括 10 个 20 的通孔， 2 个 8 通孔。其中 20 孔表面粗糙度要求为 、键槽的加工。 1 个键槽。键槽两侧面表面粗糙度要求为 这些加工表面之间有一些存在位置要求，主要是； 1） 20 孔的轴线对 80 内孔轴线的位置度为 ）键槽对 55 外圆轴线的对称度为 3） 55 的左端面、 80 内孔圆柱面对 75、 60 外圆轴线的跳动量为 热处理方面需要调质处理 ,即淬火 +高温回火，达到到 零件达到较 高的综合力学性能 ,安 排在粗加工之后，半精加工之前 . 由以上分析可知，该零件的加工可先由普通机床及加工方法加工各个端面 、 4 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 圆柱面、锥面及键槽，再使用专用夹具钻孔，并保证各加工面的尺寸及位置精度 要求。 二、工艺规程的设计 （一）确定毛坯的制造形式 确定零件材料为 45 钢。分析零件结构可知，输出轴外圆由 55 到 176 尺寸 变化较大，采用棒料作为毛坯切削量太大，浪费时间和材料，成本太高。而且机 床经常正反旋转输出轴也经常要承受交变载荷，因 此选用锻件。由于零件是大批 量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，精密度较高，故选用模锻，即可提高生产率 又可大大减少加工余量，节省材料和减少后续加工，降低了成本。 （二）定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择的正确 、 合理，可以保证零件的加工质量，提高生产效率。 1、粗基准的选择 工件为回转体，属于轴类零件，为了保证重要加工面的余量均匀，应选重要 加工表面为粗基准，便于装夹原则，故选择毛坯上未加工的小端面外圆为粗基准。 2、精基准的选择 由于主要精加工各外圆，故精基准使用 小端面中心孔和大端面一孔，用其作 为定位基准既符合基准重合，又符合基准统一。 加工阶段的划分 粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近 零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部 分余量，并为后续工序提供精基准，如加工 55、 60、 65、 75、 176 外 圆柱表面。 半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的 精加工做好准备，如 55、 60、 65、 75 外圆柱面， 80 内孔 、 10 20 法 兰孔等。 精加工阶段 ：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，并可完成一些次 要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量，如各 60、 75 外圆精磨。 5 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 热处理工序的安排 :热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改 善金属的加工性能。热处理主要分 :预备热处理，最终热处理和内应力处理等。 本零件输出轴材料为 45 钢，加工前进行正火预备热处理是在毛坯锻造之后消除 零件的内应力。粗加工之后，为消除因加工变形残余内 应力，同时降低材料的硬 度，获得零件材料较高的综合力学性能，采用调质处理。 三、 拟订工艺路线 拟定工艺路线的出发点；应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技 术要求能得到合理的保证，提高生产率、降低成本。 1、工艺路线的确定： 基面先行原则 该零件进行加工时，同时车两端面打中心孔，再以中心轴线 为基准来加工，因为两端面和 75 外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才 能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。 先粗后精原则 先安排粗加工工序，再安排精加工工序， 粗加工将在较短时 间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高效率，另一方面满足精车的余 量均匀性要求，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排 半精加工。 先面后孔原则 对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工顺 序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上 加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于输出轴来讲先加工 75 外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。 工序划分的确定 工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在 少数几道 工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就 减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利于采用高生产率 的机床。故工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容 很少，最少时每道工序只包括一个简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备 ， 刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。考虑 到该零件的生产类型为大批量生产，设计工艺路线是我们主要考虑工序集中，将 粗精加工尽量安排在一个工序中。 2、工艺方案的比较与分析： 1、工艺路线方案一； 6 工序号 工序内容 10 备料 20 精锻 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 2、工艺路线方案二； 7 30 热处理 40 粗车小头端面打中心孔 50 掉头粗车大头端面 60 调质 0 镗 50、 140 孔 80 精 镗 80 90 半精车小头端面及各台阶面 100 铣键槽 110 掉头钻扩铰 10 20 孔 120 半精车大头端面 130 倒角 140 钻 28 油孔 150 精车四个台阶面 160 倒角 170 精铣大小头端面 工序号 工序内容 10 锻造毛坯 20 热处理 30 粗、精车右端面 40 粗 176 外圆柱面 倒角 50 粗车左端面及各外圆柱面留半精车、精车余量 60 调质 0 半精车、精车左端面各外圆柱面到要求 倒角 80 钻 50 的底孔，车 104，车 80 孔留镗孔余量 90 镗 80 孔到要求，倒角 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 3、工艺路线方案三； 8 100 钻 2 8 孔 110 钻、扩、铰 20 到要求 120 铣键槽 130 去毛刺 140 检验 工序号 工序内容 10 模锻 20 热处理（消除应力） 30 粗车右端面、 176 外圆 40 掉头粗车左端面保证总长、钻中心孔，粗车各圆柱面及锥面，留半精 车、磨削余量 50 调制 2000 修研中心孔 70 半精车 176 外圆、半精车大端端面、倒角 80 半精车 55、 60、 65、 75 外圆及锥台并倒角 90 粗镗 140、 80、 50 孔、留 80 孔半精镗余量 100 半精镗、精镗 80 110 精车大端端面、倒角 120 钻、扩、铰、 20 孔 130 钻 2 8 孔 140 划线 150 铣键槽 160 去毛刺 170 清洗 180 粗磨 55、 60、 65、 75 外圆 190 粗磨 60、 55、 75 外圆 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 工艺方案的分析 上述方案中方案一的加工顺序不是很完善，尤其是 70、 80 道工序和 90 道工 序，方案二则是工艺步骤不完整，综合来说方案三最好选方案三，故选方案三。 3、加工设备的选择 车削设备采用 通车床，磨削设备采用外圆磨床 1320，钻削设备 采用 削设备采用立式铣床 削时由于加工零件是回转体，且加工 零件轮廓尺寸不大，故选用车床 4、刀具的选择； 车削时用 质合金刀，钻削时用高速钢钻头，铣削时用高速钢铣刀，磨 削时用砂轮，镗削是用硬质合金 镗刀。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确 定； 55 小头端面 55 圆 9 200 清洗 210 终检 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /车 44 2440造 244+3 =247 247 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /磨 5 磨 5+5 精车 5. 5 车 6 6. 6 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 60 圆 65 圆 75 圆 10 锻造 1 61 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙 度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /磨 0 600磨 0+60 精车 0. 5 车 6 1. 6 造 6 66 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙 度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /磨 5 磨 5 精车 5 车 6 造 71 71 工 序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /磨 5 750磨 5 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 176 外圆 176 大头端面 20 50 孔 11 半精车 车 6 造 81 81 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /精车 76 1760车 6 176 + 7 7 177 0造 1 7 7 + 5 = 18 2 182 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /车 47 2470车 47+1 =248 2480造 248+2 =250 250 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /铰 0 20铰 孔 0 孔 18 8 18 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 80 104 孔 50516槽 五、确定切 削用量 12 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /镗 4 0 50 锻造 506 46 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /镗 0 80精镗 镗 32 8 78造 786 46 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /镗 58 04 104 锻造 1046 46 工序名称 工序余量 /济精度 /面粗糙度 m 工序间尺寸 /序尺寸及公 差 /铣 2 0 500铣 6 50+2=52 5202+5 0 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 1、 粗车 55 小头端面 ； 确定最大加工余量 z=3 确定进给量 f：查机械加工工艺手册知 f= 由 明书取 f=r 08m/.7 mm/r k 算切削速度；查机械加工工艺手册切削速度计算公式为 T a p f 式中； =242， = =m=正系数见 机械加工工艺手册即 = = T 取 60。 所以 m/定机床主轴转速； n=1000 d 明书取，与 近的转速为 560r/ 710r/ 现选 710r/以实际切削速度 1 故实际取值 n=710r/r 外圆 （ 1）粗车； 确定切削深度a p ；由于粗加工余量仅为 ， 可在一次走刀内切完， 故 a p = . 确定进给量 f ；查机械加工工艺手册得 f=r 计算切削速度； T a p f =定主轴转速； n=1000 d 明书取 n=710r/以实际切削速度 Vc=n d/1000=122 故 13 m x y C v k C x y k k k k v 55 C v k m x y 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 实际取值 ， n=710r/ 工时计算； L 80 250 2）半精车； 确定切削深度 ap;=定进给量 f ；查机械加工工艺手册得 f=c=176m/n=1000 d= 说 明 书 取 n=900r/ 所 以 实 际 切 削 速 度 Vc=n d/1000=160m/。 由 机 械 制 造 技 术 基 础 功 率 ； c f/60000=2305 176 0 1000= 由于机床 说明书查得 w，效率为 床功率 以机床功率足够，故 实际取值 ， 76m/n=900r/f=工时计算； nf 900 3）粗磨 (1)确定切削深度 给量 f ; 工件直径为 查机械加工工艺 手 册 选 择 工 件 速 度 为 w 18m / ， ( ( 40 20 32 r , a p 1 2 故 单行程 单行程 单行程 纵向进给量 20 r (2)确定砂轮转速 4 则 L 80 282 t t ，式中L l y ， l 80车削时的入切量及超切量 y L 83.8 t t ，式中 L l y ， l 80削时的入切量及超切量 y 2 L 82 修 正 系 数 为 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 s d sn s 其中 s 砂轮速度 m / s， d s 砂轮直径 砂轮转速 r / 则 60 1000 100060 ds s 10006030 400 r / 1433r / )确定工件转速 则 w 1000 ，式中 1000 w w 工件转速 m / d 100018 w 工件直径 工件转速 r / d w 55.5 r / 103r / 3）确定轴向进给量 1000 20 103 f 外圆 磨削轴向进给速度 m / f 1000 m / 4)确定磨削力 t CF s w f a 根 据 机 械 加 工 工 艺 手 册 ， C 21 215)功 率校验 30 18 20 40 65 磨削功率 s 6530 W ，砂轮电机输出功率 h ， 1000 1000 m 取 m 则 h W ， 根 据 1320外 圆 磨 床 说 明 书 ， E ,因 E 所以； h, 故所选磨床满足功率要 求 a 单行程， 1433r / 103r / f a 20 r, f f n ,式中 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 （ 4）精磨 15 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 （ 1）确定被吃刀量 工件直径为 查机械加工工艺手册， w 20 40m / 选择工件速度为 w 29m / f a ( 40 16 24 r, ，由表 正系数为 选 择 f a 20 r ， a p 单行程 1 2 故 a p 单行程 单行程 纵向进给量 20 r （ 2）确定砂轮转速 0 1000 s 砂轮 速度 m / s， 砂轮直径 00060s 10006030 砂轮转速 r / 则 式 中 d s 400 r / 1433r / 3）确定工件转速 000 w 工件转速 m / 000w 工件直径 00029 工件转速 r / 则 式 中 d w 55.1 r / 4）确定轴向进给量 f f 1000 , 式中 f 外圆磨削轴向进给速度 m / f 20 000 所以； m / a 单行程， 1433r / 6 f a 20 r, d n ， s d n ， 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 f 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 60 外圆 粗车 确定切削深度 于粗加工余量仅为 ，可在一次走刀内切完，故 = 确定进给量 f 查机械加工工艺手册知 f= /r,按 床说明书， 选择 f= /r 确 定 切 削 速 度 查 机 械 加 工 工 艺 手 册 取 5m/则 n=1000 d=据 床 说明书，选择 n 250r / 则实 际切削速度为 n=1000 d= 机 械 制 造 技 术 基 础 校 核 功 率 c f/60000=2305 55 0000=w 由于机床说明 书查得 w，效率为 床功率 以机床功率足够 . 实际取值为 5m/n=250r/f=r 工时计算； L 22 250精车 查机械加工工艺设计手册 取 f=0.3 mm/r, 再查外圆切削数据 表知： 取 15m/ n=1000 d=据 床说明 书取 n=560 r/ 则 Vc=d/1000=560 000 = 机 械 制 造 技 术 基 础 校 核 功 率 c f/60000=2305 0000= 由 于机 床 说明书查得 w，效率为 床功率 以机床功率足够，实 际取值为 n=560r/ f=r 工时计算； 17 L t ，式中L l y ， l 22车削时的入切量及超切量 y L 25.8 t 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 t m L 式中 L l y ， l 22车削时的入切量及超切量 y 2 则 L 22 224mm ， 24 磨 50 1）确定被吃刀量 工件直径为 查机械加工工艺手册，选择工件速度为 w 18m / f 选择 a ( ( 40 20 32 r , 。查机械加工工艺手册修 f a 20 r a p 单行程 正系数为 1 2 故a p 单行程 单行程 单行程 纵向进给量 f a 20 r （ 2）确定砂轮转速 0 1000 s 砂轮速度 m / s， 00060s ， 砂轮直径 0006030 砂轮转速 r / 则 式 中 d s 400 r / 1433r / 3）确定工件转速 000 w 工件转速 m / d w 工件直径 工件转速 r / 则 式 中 1000 dw w 100018 60.5 r / （ 4）确定轴向进给量 f f L d n d n ， 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 1000 , 式中 f 外圆磨削轴向进给速度 m / 8 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 f 20 000 m / 以； a 单行程， n s 1433r / n w f a 20 r, f 磨 （ 1）确定被吃刀量 工件直径为 查机械加工工艺手册， w 20 40m / 选择工件速度为 w 29m / f a ( 40 16 24 r, 选 择 f a 20 r ， a a p p 单行程 ，根据机械加工工员手册 ，修正系数为 1 2 ， 单行程 单行程 纵向进给量 20 r 故 （ 2）确定砂轮转速 0 1000 s 砂轮速度 m / s， 00060s ， 砂轮直径 0006030 砂轮转速 r / 则 式 中 d s 400 r / 1433r / 3）确定工件转速 000 w 工件转速 m / 工件直径 工件转速 r / 则 式 中 1000 dw w 100029 60.1 r / 4）确定轴向进给量 1000 f 外圆磨削轴向进给速度 m / 9 ， d n d n ， f n ,式中 购 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 无 锡 毕 职 业 业 设 计 技 说 术 明 学 书 院 f 20 000 m / 以； a 单行程， n s 1433r / n w f a 20 r, f m / 65 外圆 粗车： 由于粗加工余量仅为 ，可在一次走刀内切完，故背吃刀量 =查金属机械加工工 艺人员手册知 f=r 按 床说明书取 进给量 f=r 查机械加工工艺人员手册知选取 5 m/ n=1000 d =由 说 明 书 取 n=250r/故 实 际 切 削 速 度 Vc=n d/1000= 由 机 械 制 造 技 术 基 础 校 核 功 率 c f/60000=2305 0000= 由于机 床说 明书查得 w，效率为 床功率 以机床功率足够，实际 取值为 n=250r/ f=r 工时计算； nf 250 精车： 背吃刀量 =； 查 金属 机械 加 工工 艺人 员手 册 f= r 由 明书 取 f=r 再 查 外 圆 切 削 数 据 表 知 ： 10 130m/取 15m/则 n=1000 d=由 说 明 书 取 n=560 r/ Vc=n d/1000=560 000= 由机械制造技术基础校 核功率 c f/60000=2305 0000= 由 20 L t ，式中 L l y ， l 25车削时的入切量及超切量 y L L 25 t 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 4013