汽车半轴机械加工工艺及工装设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 摘要 . 1 英文摘要 1 1 引言 2 2 零件分析 2 件 的生产纲 领及生产类型 2 件的作用 2 件的工 艺分析 2 3 工艺规程制造的形式 3 定毛坯制造形式 3 位基准的选择 3 基准的选择 3 基准的选择 3 件表面加工方法的选择 3 订工艺路线 4 械加工余量及毛坯尺寸的确定 4 4 选择加工设备 8 择机床 8 择夹具 8 择刀具 8 用量具 8 5 确定切削用量和基本时间 9 序 00 铣削用量及基本时间的确定 9 序 10 切削用量及基本时间的确定 10 序 30 切削用量及基本时间的确定 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 序 40 铣削用量及基本时间的确定 17 序 50 削用量及基本时间的确定 18 序 60 钻削与垂直轴线的的孔 20 序 70攻螺纹 22 序 110 磨削外圆表面及左端面 22 6 夹具设计 23 削顶尖夹具的设计 23 制夹具总体图 24 孔专用夹具的设计 25 制夹具总体图 26 7 位置量规设计 26 一 夹具设计 28 （一）夹具设计的基础理论 28 （二）定位原理 29 （三）夹紧原理 29 （四）简述计算机设计专用夹具 30 （五）夹具设计技术的发展趋势 31 小结 32 参考文献 33 致谢 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 半轴机械加工工艺及工装设计 摘要 ： 半轴是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件，它是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，该零件在机械设备中具有传动性，在进行半轴的工艺和工装设计时，首先对半轴的工艺性进行了详细的分析，设计出了加工的工艺过程，根据加工要求设计专用夹具设计，一付是用来车削半轴的外圆 ，一付是用来钻削半轴圆盘上均匀分布的小孔，在设计中注意的夹具的经济性和使用性，尽量降低加工时的成本，减少工人的劳动强度，除此还进行了组合量具的设计，用来检查 6个均匀分布的小孔的位置度公差 。 关键词 ： 工艺工装设计 夹具设计 组合量具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 is in of it is of to of it to to a is in to to at on of to on to to to a is to to to to of on is to to a of up of in of as as to of of in to on to of a of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 引言 通过对设计零件的分析可知，对该零件进行工艺工装设计，由于半轴加工比较的特殊，我们为了满足加工要求和经济性及减少工人的劳动强度，我们初步决定设计两套夹具和一套组合量具。 2 零件的分析 件的生产纲领及生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量，在设计题目中半轴的生产纲领为 较小 。生产类型为大批量生产 ，所以在制度工艺路线的时候应充分考虑其生产特点，制度合理的工业路线，选择合理的机床，刀具，量具，检具，以提高生产率，降低成本。 件的作用 设计题目给定的零件，将其划定为轴类零件。它是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件，半轴是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，该零件在机械设备中具有传动性，故应具有足够的强度和刚度。 件的工艺分析 半轴共有 2 个加工表面，他们之间有的有一定的位置关系。现在分述如下： 1. 以 轴线为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 半轴的左端面和半轴左端的花键加工，、 和 的外圆表面和 和 的两个台阶面。 2. 以半轴右边圆盘上 的台阶面为中心的加工表面 这一 组加工表面包括： 6个均匀分布的 的孔，和一个 的孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有： 6个 孔与表面 的位置度公差为 ； 的外圆表面的跳动公差相对基准 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 半轴圆盘的跳动公差相对基准 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一个表面，然后借助于专用夹具加工另一表面，并且保证它们之间的位置精度要求。 3 工艺规程制造的形式 定毛坯制造的形式 毛坯材料为 40虑零件在工作过程中经常受 扭交变载荷及冲击性载荷，因此应选用锻件，以使金属钎维尽量不切削，保证零件工作可靠。可以采用模锻成形，可以提高生产率，保证加工精度。 准的选择 粗基准的选择 本零件是轴类零件，以外圆作为粗基准是完全合理的。但是对本零件来说，如果以 外圆表面作基准。由于此表面的粗糙度比较大，所以会让加工出来的零件表面尺寸严重不满足要求，由于本零件非常的特殊，我们车削外圆表面的时候可以选择半轴两端的顶尖作为粗基准，钻孔的时候以圆盘的台阶面为基准。 精基准的选择 在这主要考虑基准重合问题，也要考虑经济性等。 件表面加工方法的选择 零件的主要加工表面为外圆表面和孔。考虑到各个表面的技术要求，各种加工方法 的经济加工精度范围，各加工表面的形状和尺寸大小，锻件材料的性质及可加工性和生产纲领与生产类型，选择各加工表面的加工方法如下 ,52,45 的外圆表面 ,用粗车磨削半精车 进行加工。 花键加工：花键的最大的直径为 用铣花键加工。 圆盘 以选择粗车 半精车，112 的台阶面由于粗糙度要求不是很高，所以就只进行粗车。 孔 6- 14 ，采用钻 铰孔加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 进行钻孔，然后绞孔，即可以满足要求。 错误 !未找到引用源。 键槽加工，以采用铣键槽。 订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精确及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。 工序 00 粗铣左端面并打中心孔； 工序 10 以半轴两边的顶尖定位：粗车 54 52 45外圆面，在粗车 112台阶面 工序 20 调直处理； 工序 30 以 半轴两边的顶尖定位： 半精车 52 45及 外圆表面，及 阶面 ； 工序 40 铣花键加工； 工序 50 以盘的顶部的台阶定位，钻绞 6个 14 孔； 工序 60 以半轴圆盘的台阶面定位，加工与垂 直轴线 30 的 的孔； 工序 70 攻螺纹 工序 80 车削 左端斜度为 8 的圆柱表面 ；车削 45 这段距左边 位置的沟槽，和 45右边的沟槽加工， 50为 3 的沟槽加工，并对 112 进行倒角 ； 工序 90 感应淬火和低温回火 ； 工序 100 磨削半轴的左端面； 工序 110 以 半轴两边的顶尖定位，磨削 45 52圆面； 工序 120 钳工去毛刺； 工序 130 终检。 械加工余量及毛坯尺寸的确定 机械加工余量确定由很多的因素决定的，在此主 要考虑的是经济精度及各买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 个工序的加工方法。 错误 !未找到引用源。 左端面的机械加工 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (工序间 工序间 尺寸 (工序间 公差等级m 表面粗糙度 m 尺寸公差 (表面粗糙度 m 磨削 粗铣 毛坯面 202 的机械加工 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (工序间 工序间 尺寸 (工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (表面粗糙度 m 粗车 1 毛坯面 55 粗车： 2Z=精车： 2Z=削： 2Z=体工序尺寸见表 3 粗车： 55 2Z=半精车： 磨削： 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 工序间 工序间 工序间 工序间 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 名称 余量(公差等级 表面粗糙度 m 尺寸(尺寸公差 (表面粗糙度 m 磨削 52 0 半精车 粗车 1 毛坯面 55 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量(工序间 工序间 尺寸(工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (表面粗糙度 m 磨削 45 0 半精车 粗车 毛坯面 机械加工 粗车： 半精车： 磨削： 具体工序尺寸见表 3 错误 !未找到引用源。 钻削 六个 14 毛坯为 实心，而孔的精度要求界于 间（参照机械制造工艺设计简明手册表 表 确定工序尺寸及余量为： 钻孔 孔： 14 具体工序尺寸见表 3 3工序尺寸表 工序 工序间 工序间 工序间 工序间 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 名称 余量 (公差等级 表面粗糙度 m 尺寸 (尺寸公差 (表面粗糙度 m 磨削 半精车 粗车 毛坯面 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (工序间 工序间 尺寸 (工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (表面粗糙度 m 铰孔 钻孔 车削 112 阶 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (工序间 工序间 尺寸 (工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (表面粗糙度 m 粗车 56 毛坯 166 车削 具体工序尺寸见表 3 钻削 10 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 间（参照机械制造工艺设计简明手册表 表 确定工序尺寸及余量为： 钻孔 10 表 3工序尺寸表 工序 工序间 工序间 工序间 工序间 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 名称 余量 (公差等级m 表面粗糙度 m 尺寸 (尺寸公差 (表面粗糙度 m 半精车 粗车 69 毛坯面 55 4 选择加工设备 择机床 工 序 00 是铣削左端面由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择花键铣床加工。 工序 10、工序 30 是粗车和半精车外圆，在这几个个工序中，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选择卧式车床就可以满足要求，本零件外廓尺寸不是很大，精度要求不是很高，选用最常用的 卧式车床即可。 工序 40 铣花键加工，在本工序中，由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择 花键铣床加工。 工序 50 以盘的顶部的台阶定位，钻绞 6个 14 孔，由于半轴的长度较长，所以采用多轴立式钻床。 工序 100、工序 110 磨削 45 52圆表面，由于磨削的都是外圆表面，以选用 圆磨床。 择夹具 本零件由粗车 、 半精车 、 精 车 、 钻孔和磨削等工序组成，由于零件的长度较长，所以在钻孔这个工序需要专用夹具，所以我们在设计过程中设计两套专用夹具，以满足加工过程中加工的要求，其他工序使用通用夹具。 择刀具 在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀，选用 硬质合金，粗加工选用 精加工选用 加工用 提高生产效率及经济性，可以选用可转位车刀（ 钻 14 的 6 个小孔，可以选择麻花钻加工。 用量 具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 本零件属于成批生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种：第一，按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。选择是按一种方法即可。 择各外圆加工面的量具 工序磨削 45 52圆表面时，现在按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具：该尺寸公 差为 T=表 量器 具不确定度允许值我们确定 U=根据表 度值 游标卡尺，其不确定数值允许值不能选用。必须选择，故应选择分度值 外径百分尺（ U=从表 选择测量范围为 100125 ，分度值为 外径百分尺。 择加工孔用量具 孔加工量具我们将采用组合量具，在后面设计中具体介绍。 5 确定切削用量和基本时间 切削用量一般包括切削深度，进给量及切削速度三项，确定方法是先确定切削深 度 、 进给量在确定切削速度。 序 00 铣削用量及基本时间的确定 择刀具 根据表 削深度4端面刀直径为 80 0。但已知铣刀铣削深度为 故应根据铣削 深度 0， 00 。由于采用标准的镶齿圆柱铣刀，故齿数为 6（表 选择切削用量 选择每齿的进给量 根据 铣床说明书，其功率为 中等刚度。 根据表 择 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表 铣刀刀齿后刀面最大的磨损量为 刀具寿命 。 选择实际切削速度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 根据 铣床说明书选择 ， 。 因此实际的切削速度和每转进给量为 1000 cc = 由于铣削量比较小，功率满足要求 ，所以不进行验算。rn c ， 。 z 。 算基本的工时 fm 式中， L= ， l=38,根据表 切量及超切量 0 ，则 L=38+20=58故 6058 序 10 切削用量及基本时间的 确定 削用量 本工序为粗车。已知加工材料为 40b =700件，机床为 件装卡在三爪自定心卡盘中。 定粗车 的切削用量 所选用的刀具是硬质合金可转位车刀，根据 切削用量简明手册 第一部分表 *由于 床的中心高度是 200 *，故选用刀杆尺寸 B H=1625片厚度为 据表 *选择车刀的几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 = 12 ，后角 = 6 ，主偏角 = 90 ，副偏角 k = 10 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆角半径= 确定切削深度在一次走刀完成 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 5455= 确定进给量 f 根据表 在粗车时，刀杆尺寸为 1625mm，件直径为 40 60时， f =0.7 确定的进给量要满足机床进给机构的强度的要求，故需要进行校核： 根据表 530。 根据表 *当 40b=680 8102f 切削速度 v =65 假设），进给力05N。 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的f =0.4 可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 车刀后刀面的最大的磨损量取 1 转位车刀耐用度 T=30 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。 根据表 当用 质合金车刀加工b=600 700钢材， fa 切削速度 。 切削速度的修正系数为 m i m i rD 按 1620C 机床切削速度（表 选择 则实际的切削速度 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 错误 !未找到引用源。 检验机床功率 由表 ，当 7 71 6 6,9 7 05 8 0 ，0 故实际的切削的功率为： )( 由 切削手册 表 机床说明书可知， 电动机功率为 床功率足够，可以正常加工。 定粗车 的刀具加工外圆表面和 一样，加工皆可一次走刀完成， f 0.4 定粗车 的切削用量 确定粗车 的刀具加工外圆表面和 一样 确定切削深度在一次走刀完成 = 2次走刀，每次走刀为 确定进给量 f 根据表 在粗车时，刀杆尺寸为 16 253工件直径为 40 60时， f =0.7 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的f =0.4 可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 车刀后刀面的最大的磨损量取 1 转位车刀耐用度 T=30 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。 根据表 当用 质合金车刀加工b=600 700钢材，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 fa 切削速度 。 切削速度的修正系数为 m i m i rD 按 1620C 机床切削速度（表 选择 则实际的切削速度 。 检验机床功率 当 7 71 6 6,9 7 05 8 0 ，0 故实际的切削的功率为： )( 由 切削手册 表 机床说明书可知， 电动机功率为 床功率足够，可以正常加工。 确定粗车外圆 、 和 112 台阶面的切削用量 才用 车外圆 54的刀具加工这些外圆表面和台阶面，车 的2 分 2 次走刀，每次走刀为 车 台阶面采用横向进给， 5.3pa 用2 次走刀，每次走刀为 车 112 台阶面采用横向进给， ,2采用 2 次走 到，每次走刀为 1车外圆 ，车 阶面 ，车外圆 台阶面 。 本时间 定 54 基本时间，根据表 外圆的基本时间： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 3211 式中 )32(,991 t p 0,0,2,90321 4.0f 1i 则 991 定 基本时间，根据表 外圆的基本时间： 3211 式中 )32(,t p 0,0,2,90321 4.0f 1i 则 定 基本时间，根据表 外圆的基本时间： 3211 式中 )32(,811 t p 0,0,2,90321 4.0f 1i 则 811 定 基本时间，根据表 外圆的基本时间： 3211 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 式中 )32(,351 t g p 0,0,2,90321 4.0f 1i 则 321 定 台阶面基本时间，根据表 外圆的基本时间： 132121 2 式中 66 0,4,0321 1i 则 定 112 台阶面基本时间，根据表 外圆的基本时间： 132121 2 式中 66 121 0,4,0321 1i 则 315 序 30 切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为半精加工（车轴的外表面）。已知条件与粗加工工序一样。 定半精车 确定切削深度在一次走刀完成 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 确定进给量 f 根据表 在粗车时，刀杆尺寸为 1625mm，件直径为 40 60时， f =0.7 选择进给量为 由于半精加工切削力教小，故不需要校核机床进给强度 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 车刀后刀面的最大的磨损量取 转位车刀耐用度 T=30 确 定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。 根据表 当用 质合金车刀加工b=630 700钢材， fa 切削速度 。 切削速度的修正系数 为 m i m i rD 按 1620C 机床切削速度（表 选择 则实际的切削速度 。 半精加工，机械功率可以不进行校核。 最后决定 的切削用量为： 6.0 确定半精车 及 的台阶面的切削用量，车外圆买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 的 6 ， 外圆的 0 ，的台阶面的 1车外圆 及 的 。 基本时间 定 的基本时间： sT j 定 的基本时间： sT j 定半精车外圆 的基本时间： sT j 351 定半精车台阶面的基本时间： 72 3211 j 序 40 铣 削用量及基本时间的确定 择刀具 本工序为铣削花键，选用花键铣刀。 选择切削用量 选择每齿的进给量 根据 铣床说明书，其功率为 中等刚度。 根据表 择 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表 铣刀刀齿 后刀面最大的磨损量为 刀具寿命 。 选择实际切削速度 根据 铣床说明书选择 ， 。 因此实际的切削速度和每转进给量为 1000 cc =买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 由于铣削量比较小，功率满足要求 ，所以不进行验算。rn c ， 。 z 。 序 50 钻 削用量及基本时间的确定 本工序为钻孔，刀具选用锥柄麻花钻头，直径为 d 钻 6 个通孔，使用切削液。 1 钻削六个 14孔 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册，选择 高速钢麻花钻， 床选择立式钻床 选择切削用量 进给 量 f 根据切削用量简明手册表 取 f=r, 查阅机械制造工艺设计简明手册表 16， 所以，取 f= r 根据切削用量简明手册表 可以查出钻孔时的轴向力，当 f r， ，轴向力 090N。轴向力的修正系数均为 090N。根据立式钻床 明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力 5696N, 由于 故 f=r 可用。 切削速度 削用量简明手册表 2 15， 根据 f=r 和铸铁硬度为200217 2m/ 1000d v = 21000 =276r/据立式钻床 明书，可以考虑选择选取： 75r/低转速，使刀具寿命上升，所以， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 1000. 0 =10 00 27 =决定钻头磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 ，钻头后刀面最大磨损量为 故刀具寿命 T=15 检验机床扭矩及功率 根据切削用量简明手册表 f=r， 16 查得据立式钻床 明书，当 00r/据切削用量简明手册表 根据立式钻床 此，所选择的切削用量是可以采用的，即 f=r， 00r/3m/ 计算基本工时 tm=式中， L=l+y+， l=14切削用量简明手册表 y+ =7所以， L= 10+5 = 15 tm=5= 因有六个孔，所以 2铰 14 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册，选择 4 高速钢锥柄机用铰刀， 床选择立式钻床 选择切削用量 进给量 f 查阅切削用量简明手册表 表 根据机床说明书取f=r，所以，取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 f=r 切削速度 削用量简明手册表 m/ 1000 = 1000 =159r/据立式钻床 床说明书选取： 95r/以， 1