设计图号JZ-12L-10零件的机械加工工艺规程和铣夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 1 毕 业 设 计（论 文） 设计题目： 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 年 月 日 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录 摘 要 . 3 . 4 1、 绪 论 . 5 2、零件的分析 . 5 件的作用 . 5 件的工艺分析 . 5 3、确定毛坯 ，绘制毛坯 图 、零件图 . 8 定毛坯的制造形式及材料 . 8 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 8 4、工艺规程设计 . 9 位基准的选择 . 9 制定工艺路线 . 9 选择加工设备及刀、夹、量具 . 12 确定切削用量及基本工时 . 13 铣、精铣 17外圆 端面，保证尺寸 50 到位 . 13 铣、精铣与 面，以及圆角 . 13 孔 . 13 车、精车 17外圆至尺寸 . 13 车 . 13 2- . 13 、深 45 孔 . 钻 4孔 . 钻、绞 .0 磨削 612 外圆至尺寸 .、 钻 孔夹具的设计 . 29 位基准的选择 . 29 位 误差的分析 . 错误 !未定义书签。 削力及夹紧力的计算 . 31 紧元件及动力装置确定 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 具设计及操作的简要说明 . 33 小 结 . 35 致 谢 . 36 参考文献 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 摘 要 本次设计的主要内容是摇臂轴 孔钻孔夹具的设计。摇臂轴 用，其主要加工表面及控制位置为 612 外圆和 与 面 。由零件要求分析可知，保证 孔和 与 中心轴线垂直的上下两 端面 尺寸的同时应该尽量保证其垂直度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以 612 外圆精定位夹紧 加工后，对 进行钻削加工同时成型，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。因其粗糙度为 通过钻、绞削工序满足。本文的研究重点在于通过对摇臂轴 I 的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合格的摇臂轴 关键词 ： 摇臂轴 I，工艺规程，钻孔，工艺路线，加工方式； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1、 绪 论 本文首先对摇臂轴 I 的零件进行分析，通过对摇臂轴 I 进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了摇臂轴 个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产 品。 2、零件的分析 件的作用： 题目所给的零件是摇臂轴 I，而摇臂轴 I 一般是圆柱状并带有底座，圆柱体中间一般都有需要摇臂钻床或者铣床加工的有精度的孔，其作用是用来与其它部件进行连接的。此次课题的任务就是”摇臂轴 通过分析制定摇臂轴 围绕摇臂轴 件的工艺分析 ： （ 1）以主视图为主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 摇臂轴 12 的铣削加工，拐角处的圆角的加工以及 2-加工 ，两端 612 外圆的车削、磨削加工， 中左右外圆端面的表面粗糙度要求为 2- 的 表面粗糙度要求为 612 外圆的表面粗糙度为 （ 2）以 俯视图为 主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 加工，以及 表面粗糙度为 以下是该摇臂轴 图 1摇 臂轴 I 零件图主视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 1摇臂轴 I 零件图俯视图 图 1摇臂轴 I 零件图左视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 3、确定毛坯 ，绘制毛坯图、零件图 定毛坯的制造形式及材料： “摇臂轴 I”零件材料采用 45#钢制造。需要调质处理，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用直接锻造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ： 粗铣、精铣 17外圆 端面，保 证尺寸 50到位 根据工序要求，粗铣 17外圆端面需要粗铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 5 表 7 毛坯的基本尺寸分别为： 50+5 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 50+5坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 55+铣后即可达到零件图纸要求。 铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 据工序要求，该孔的加工需要粗铣、精铣两道工序完成，各工序余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 35+0； 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 35+0； 毛坯最 大尺寸为 40+ 毛坯最小尺寸为 粗铣、精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 35； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 铣 孔 根据工序要求， 工序余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 根据实用机械制造工艺设计手册表 245#钢尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗铣后工序尺寸为 图纸尺寸相同。 4、工艺规程设计 位基准的选择 ： 粗基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证摇臂轴 I 的内壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择摇臂轴 I 的主要面作为定位基准。即以摇臂轴 I 的两个端面作为粗基准来限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这 样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目的。 精基准的选择： 从保证摇臂轴 I 孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证摇臂轴 I 零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从摇臂轴 I 零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 至于前后端面，虽然它是摇臂轴 I 箱体的装配基准，但因为它与摇臂 轴 I 箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 制定工艺路线 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。摇臂轴 I 体加工的第一买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 个工序也就是加工统一的基准。 具体安排是先以底面作为定位基准来加工顶面，然后已经铣削好的顶面为基准来加工底面。第二个工序是铣削加工摇臂轴 I 零件的四侧端面及倒角 于顶平面加工完成后一直到摇臂轴 I 体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。 后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平 面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。 按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。 因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗 后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现初步拟定摇臂轴 I 加工工艺路线如下； 方案一： 锻造毛坯 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位 工序 2：粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸 35 到位。 工序 3：铣 8 孔。 工序 4：粗车、精车 17 外圆至尺寸。 工序 5：粗车 槽至尺寸。 工序 6：钻 2- 。 工序 7：钻、绞 深 45 孔。 工序 8：钻 4 孔。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 工序 9：钻、绞 。 工序 10：磨削 612 外圆至尺寸。 工序 11：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 方案二： 锻造毛坯 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上 画出各孔的位置 , 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位 工序 2：粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸 35 到位。 工序 3：铣 8 孔。 工序 4：粗车、精车 17 外圆至尺寸。 工序 5：粗车 槽至尺寸。 工序 6：钻 4 孔。 工序 7：钻、绞 。 工序 8：钻 2- 。 工序 9：钻、绞 深 45 孔。 工序 10：磨削 612 外圆至尺寸。 工序 11：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 方案三： 锻造毛坯 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位 工序 2：粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸 35 到位。 工序 3：粗车 槽至尺寸。 工序 4：铣 8 孔。 工序 5：粗车、精车 17 外圆至尺寸。 工序 6：钻 2- 。 工序 7：钻、绞 深 45 孔。 工序 8：钻 4 孔。 工序 9：钻、绞 。 工序 10：磨削 612 外圆至尺寸。 工序 11：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 由上述几种零件加工工艺路线方案分析确定，首先分别经粗铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位为定位基准，粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆 角 证尺寸 35 到位。粗车 槽至尺寸和铣 8 孔，粗车、精车 17 外圆至尺寸。钻 2- 钻、绞 深 45 孔。钻 4 孔。钻、绞 ，磨削 612 外圆等等工序。 其中，方案二的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸 较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。 选择加工设备及刀、夹、量具 由图样分析，该图样需要铣削四周的轮廓，在这里我们在铣轮廓时选用 20纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 刀。而镗削加工时我们可以选择内孔钻头，量具可选用 05测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺等。 确定切削用量及基本工时 铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50到位。 本工序为粗铣、精铣 17 外圆端面的工序，在这里，我们选择铣床 为铣削设备，加工刀具选择硬质合金 端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z （ 1）粗铣 铣削深度 每齿进给量据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中，取f / 铣削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表，取 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 即 7 0 0 . 2 / m i n 3 . 5 /2 0 0 / m i m m a：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时 间1m mj 铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 35到位 本工序为粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 工序，在这里，我们选择机床：数控铣床型号为： 率 P=13 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 8 孔 本工序为铣 8 孔的工序 ,我们选择机床：数控铣床 率P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 车、精车 17外圆至尺寸。 本工序为粗车、精车 17 外圆至尺寸工序，已知加工材料为 45#钢，锻件，有外皮，机床为 数控车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 （ 1）沟槽 车。 1） 确定背吃刀量于半精加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当钢的强度 10680， ， ， 45 5 （预计）时，进给力 为 820。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 00630钢料， ， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 = 100030075 根据一下公式，基本工时可得： 机动T=m 9*0* 车 槽至尺寸 本工序为粗车 槽的工序 ,我们选择机床：数控车床 率 P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )选择进给量 经查表可知 3)选择速度 经查表可知： 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可 知： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 2- 本工序为 钻 2- 通孔，根据实际工况，我们选择机床： 合钻床，刀具我们选择 （ 1）钻定位孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度 进给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 ； 切削速度 V ：参照实用机械工艺简明手册中表 机床主轴转速 n ： m i n/7 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 机动时间1m fn j（ 2）扩 26 孔 查机械制造工艺设 计手册表，我们知道， 切削深度给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 通孔 切削速度 V ：参照实用机械工艺简明手册中表 机床主轴转速 n ： m 8 0 01 0 0 0 0 n 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切入长度 1l ： tg 126)21(2 01 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 根据切削用量简明 手册可知，有一下公式： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 机动时间 2 m i fn 查机械制造工艺设计手册表 3 42 有 所以 11 0 0 01 0 0 0 1 计算切削深度 42/282 4)钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 0M C m d xm 310 d f k 式中 所以 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 2 2 0 . 3 5 1 03 4 . 5 9 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 轴向力 . . d F K 所以， ; 6 因零件材料为 50，查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为： 3 4 . 5 9 0 . 9 4 3 2 . 5 2 9 1 0 . 9 4 5 2 5 5 . 5M N 6)计算切削功率 因为 3 0 4 / m i n 5 . 1 /n r r s 查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 3 5 . 1 32 1 0 2 3 . 1 4 3 5 . 6 5 1 0 1 1 所以，机床功率足够 ; 、绞 深 45孔 本工序为 钻、绞 孔 通孔，根据实际工况，我们选择机床： 合钻床，刀具我们选择麻花钻、扩孔钻、铰刀； （ 1）钻定位孔 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度 进给量 f ：根据实用机 械工艺简明手册中表 ； 切削速度 V ：参照实用机械工艺简明手册中表 机床主轴转速 n ： m i n/7 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 机动时间1m fn j（ 2）扩 26 孔 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 通孔 切削速度 V ：参照实用机械工艺简明手册中表 机床主轴转速 n ： m 8 0 01 0 0 0 0 n 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切入长度 1l ：tg 126)21(2 01 刀具切出长度 2l