轴套零件的机械加工工艺规程和铣槽用夹具设计【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 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题目 轴套零件的机械加工工艺规程和铣槽用夹具设计 学生所在校外学习中心 批次 层次 专业 机械设计制造及其自动化 学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 机械制造业是工业生产的支柱，为工业生产提供重要的装备。随着科学技术的发展，机械设计与制造水平的技术力量也将不断的提高。齿轮、连杆、轴套、支座、压盖类常见机械加工工艺规程及夹具的设计与应用对机械设计制造工程师所必须掌握和了解的技能，这些零件在企业生产中也经常出现。套筒类零件是一种应用范围很广，在机器中主要起支承、定位或导向作用的零件。本文以轴类零件为基础，分析其制造方法、机械加工工艺过程及进 行铣槽用夹具的设计。 关键词： 设计 加工方法 零件 夹具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 中文摘要 I 1 定生产类型 1 1 2 3 位基准的选择 3 件表面加工方法的选择 3 定工艺路线 3 定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯 零件综合图 4 定机械加工余量 4 定毛坯尺寸 5 计毛坯 零件综合图 5 7 择加工设备与工艺装备 7 择机床 7 择夹具 8 择刀具 8 择量具 8 序尺寸的确定及计算 9 定圆柱面的工序尺寸 9 定轴向工序尺寸 9 定铣槽的工序尺寸 10 定时间定额 10 10 具定位夹紧方案设计 16 工序的加工要求分析 16 定 夹具类型 16 定定位方案和选定定位元件 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 定 定位方案 16 择 定位元件 17 位误差计算 17 定夹紧方案 17 定对刀装置 18 择对 刀块和塞尺 18 算对 刀尺寸 H 和 B 19 具精度 分析和计算 19 寸 精度分析 19 寸 6030的精度分析 20 具 总图 20 具 零件图 20 小结 24 参考文献 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1. 引言 机械、机器和机床等机械结构是由部件和零件装配成的，部件又是由组件和零件装配而成的。由实体材料组成的机械零件的表面，又可分为加工表面和非加工表面两种。一般，加工表面是机械零件重要的工作表面，加工表面的精度和粗糙度是通过加工保证的。此外，在加工机械零件表面时，还要考虑制造工艺的可行性、加工生产率、加工成本等多方面问题。本设计通过对一轴套零件的机械加工工艺规程设计和铣槽用夹具设计，试图找出一种简单、实用的加工方法，以供生产同类零件的企业参考。 2. 计算生产纲领，确定生产类型 任务书上的题目内容 为：加工一个轴套零件，该 零件年产量为 20000 台，设其备品率为 10 %，机械加工废品率为 1 % ，试进行该轴套零件的工艺规程设计。 现制定该齿轮零件的机械加工工艺规程。 N l + a %）（ 1 + b % ) = 20000 1 ( l +10 %)（ 1+ l %) = 22220（件年） 该零件的年产量为 22220 件，根据机械制造技术基础教材中生产类型与生产纲领的关系，确定其生产类型为大批生产。 3. 零件的分析 零件图如图 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1 轴套零件图 此轴套零件在机器中可起支承、定位或导向作用（题目中未明确）， 该零件的 图样的视图正确、完整，尺寸、公差齐全，但内孔的 粗糙度 m 有误，应该为 m，内槽处 m 与其余 m 重复标注 应删除 。 该零件外圆 粗糙度 m、内孔 粗糙度 m 的尺寸精度和粗糙度要求较高，两端面与内孔也有较高的垂直度要求，但零件结构简单，加工并不困难；两处 槽的精度要求一般，只需分步铣出即可 。 因题目中未规定该轴套零件的材料，为便于设计，此处可拟定该轴套零件的材料为 45 号钢。 4. 选择毛坯 根据用途，并综合考虑加工效率和经济性，坯料选用圆钢，锯切下料， 然后锻造买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毛坯。 零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，即内部孔锻出。因为该轴套生产批量为大批量，所以毛坯应采用模锻。 5. 工艺规程设计 位基准的选择 本零件孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循 “基准重合 ”的原则。即选 内孔及一端面作为精基准。 由于本轴套全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。 件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、内孔、端面及槽等，材料为 45 钢 。参考教材中有关资料，其加工方法选择如下： 外圆面：公差等级为 面粗糙度为 m ，需进行粗车、精车及磨外圆。 内孔：公差等级为 面粗糙度为 m ，毛坯孔已锻出，为未淬火钢，加工方法可采取粗车精车之后用精镗拉孔或磨孔等，都能满足加工要求。但精镗拉孔虽然加工效率较高，适合大批量生产，但对拉刀的要求很高，成本也很高；磨孔的砂轮成本较低，产量上也可以满足本工件的需要，故采用精车之后磨孔的方法加工。 端面： 本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为 m， 经粗车和半精车即可。但两端面与内孔均有 垂直度要求， 需经过磨平面加工来保证。 槽：槽宽和槽深的公差等级分别为 面粗糙度分别为 m，需采用三面刃铣刀粗铣即可。 定工艺路线 按照先加工基准面及先粗后精的原则，机加工可按下述工艺路线进行。 工序 10：以外圆 60端面定位，粗车内孔及另一端面。 工序 20：以粗车后的 内孔 32端面定位，粗半精车另一端面及外圆买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 60倒角。 工序 30：以半精车后的外圆 60端面定位，半精车另一端面及 内孔，倒角。 工序 40：以工装装夹工件，以端面定位，粗、精磨内孔至图纸尺寸要求。 工序 50：工件装夹在 1： 2000 锥度的心轴上，以内孔定位，粗、精磨外圆至图纸尺寸要求。 工序 60：工件装在专用夹具上，以内孔及端面定位，铣 2 个 5（ 5 件一起加工）。 工序 70：钳工去毛刺。 工序 80：终检。 定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯 零件综合图 定机械加工余量 钢质模锻件的机械加工余量按有关标准确定。确定时，根据估算的锻件质量、加工精度及锻件形状复杂系数。由毕业设计指导书三附表 1 可查得除孔以外各内、外表面的加工余量。孔的加工余量由表 1 查得。 锻件质量：根据零件成品质量 算为 加工精度：零件除孔以外的各表面为一般加工精度。 锻件形状复杂系数 S 1， 为简单级别 表 1 锻件内孔直径的机械加工的单面余量 锻件内孔直径的机械加工的单面余量 / 径 孔 深 大于 到 大于 0 63 100 140 200 到 63 100 140 200 280 0 25 25 40 40 63 63 100 100 160 60 250 2 锻件形状复杂系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 锻件形状复杂系数 S 级别 S 数值范围 级别 S 数值范围 简单 1 较复杂 级 杂 ： 件外 轮 廓 包 容 体S 假定轴最大直径为 64度为 24，则 廓 包 容 体 =度 605g 表 2 得 锻件形状复杂系数 S 1， 为简单级别 械加工余量。根据零件形状系数，查表 1 得外圆的直径方向加工余量放 4径上放 2长度方向上加工余量每端放 2 内孔的粗糙度 m，半径方向上余量适当增大 0.5 内孔的直径方向加工余量为 5 径上放 定毛坯尺寸 根据上面确定的机械加工余量，可得该零件的毛 坯尺寸，见表 3 表 3 轴套零件毛坯尺寸 轴套零件毛坯尺寸 件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸 2 64 7 20 2 24 计毛坯 零件综合图 确定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据锻件质量、形状复杂系数、分模形状种类及精度等级从手册中查得。本轴套零件锻件质量 形状复杂系数 45 钢含碳量为 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 最高含碳量为 按表 4 查得锻件材质系数为 采用平直分模线，锻件为普通精度等级，则毛坯公差可从毕业设计指导书三附表 2、附表 3 中查得，见表 5。 表 4 锻件材质系数 锻件材质系数 级别 钢的最高含碳量 合金钢的合金元素最高含碳量 表 5 轴套零件毛坯（锻件）允许偏差 轴套零件毛坯（锻件）允许偏差 件 尺 寸 偏 差 根 据 64 表 2 27 4 确定圆角半径 锻件圆角半径按表 6 确定 表 6 锻件圆角半径计算 锻件圆角半径计算 / 2 2 4 4 工件的 H/B 均小于 2，故锻件内外圆角半径计算如下 r 12+ r 1.5 R 2.5 r + r 4.5 确定拨模角 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本锻件上下模模镗深度相等，其中： 1227 1 查 指导书三 附表 4 得，外起模角 5，内起模角 7。 确定分模位置 毛坯是 HD 的盘类锻件， 根据分模面的选定原则，本轴套零件的分模面选在零件中部，上下模的尺寸可做成一致，分模线为直线。 确定毛坯热处理方式 钢质锻件锻造后应安排正火，以消除残留的锻造应力， 并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化。本零件毛坯 零件综合图如图 2 所示。 技术要求 1、正火 2、未注圆角 2 毛坯 零件综合图 择加工设备与工艺装备 择机床 工序 10、 20、 30 是粗车和精车。本零件外廓尺寸不大。精度要求不是很高，选用最常用的 卧式车床即可。 工序 40 为磨端面。由于加工的零件外廓尺寸不大可，在平面磨床上一次加工多个零件。选 。 工序 50 磨内孔。利用简单的工装在 上即可加工。 工序 60 磨外圆。利用简单的工装在 上即可加工。 工序 70 铣槽。采用立铣刀 铣槽，应选立式铣床 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 择夹具 本零件除铣槽、磨内外圆等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前三道车床工序用三爪自定心卡盘，磨内孔工序用压紧螺母，磨外 圆工序用心轴。 择刀具 a. 在车床上加工，一般都选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用 钨钴钛）类硬质合金，粗加工用 半精加工用 5，精加工用 提高生产率及经济性，可选用可转位车刀。 b. 磨平面、内孔及外圆均可用平形砂轮，只是尺寸规格（ D H d） 有所不同，砂轮名称均为棕刚玉，粒度为 46。 c. 铣刀选用立铣刀。直柄立铣刀规格为 d =5刃部长度 12 全长 47 择量具 本零件属成批生产，一般均采用通用量具。选择量具的方 法有两种：是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。 选择外圆加工面的量具 工序 20 中粗精车外圆 (余量 尺寸公差 T=用分度值 量范围 0 150 标卡尺 。 工序 50 中磨外圆 60尺寸，选择测量范围 5075度值为 径千分尺。 按工艺人员手册，计量器具不确定度允许值 U=择测量范围5075度值为 径千分尺。分度值 量范围 0 150 按照上述方法选择本零件各外圆加工面的量具见表 7 。 表 7 外圆加工面所用量具 /序 加工面尺寸 尺寸公差 量 具 30 度值 量范围 0 100 游标卡尺 50 60 度值为 量范围 5075径千分尺 选择加工内孔尺寸所用的量具 (经粗车、半精车、磨孔三次加工，粗车至 精车至 孔至图纸尺寸。 粗车尺寸 该尺寸公差 T=择分度值 量范围买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0 150 标卡尺 。 半精车尺寸 该尺寸公差 T=择分度值 量范围 0 150 游标卡尺 。 磨内孔 (尺寸，选择测量范围 1835度值为 内径量表及外径千分尺。 选择加工轴向尺寸所用量具 轴向尺寸 20，其公差为自由公差，可选择分度值 量范围 0 125 与以上通用 。 选择加工槽所用量具 槽经过粗铣加工即可，槽宽及槽深的公差等级为：槽宽为 深 为 可选择分度值 量范围 0 150 标卡尺测量 。槽宽可用具有通止端的专用量测量。 序尺寸的确定及计算 定圆柱面的工序尺寸 前面根据有关资料已查出本零件各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），然后查出各工序加工余量（除粗加工外），总加工余量减去各工序加工余量之和，即为粗加工余量。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本轴套零件的各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表 8。 表 8 圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度 加工表面 工序双边余量 /序尺寸及公差 /面粗糙度 / m 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 外圆 内孔 3 确定轴向工序尺寸 本零件只有一个轴向尺寸，此轴向尺寸仅与加工余量有关，各工序的轴向尺寸见图 3。 0260文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工序 工序 工序 图 3 工序的轴向尺寸 各加工表面的加工余量 见表 9 表 9 各端面的工序加工余量 工 序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 1 2 2 2 2 确定铣槽的工序尺寸 只要控制进给量，该二处槽只需分别铣一次即可达到零件图样的要求，则该二槽的尺寸即为工序尺寸。 定时间定额 查阅参考文献机械制造工艺学机械工业出版社 1986 年第一版，选取各工序机床的主轴转速，选定进给量和切削深度，即可计算出切削速度和工步工时，确定时间定额，计算结果见机械加 工工序卡片。 （因页面设置关系，工艺和工序卡片另附，见“工艺卡片”文件） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 共 页 产品名称 零件名 称 共 页 材料牌号 45 毛坯种类 圆钢 毛坯外形尺寸 60*28 毛坯件数 每台件数 备 注 材料牌号 毛坯种类 毛坯外形尺寸 毛坯件数 每台件数 备 注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工艺装备 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 1 下料 按毛毛坯尺寸下料成形 锯床 2 锻 模锻，毛坯加热用锻模锻制成型 500气锤 锻模 3 车 粗、半精车各档至工序尺寸（内外圆 均留 量，长度留 量，与内孔同时加工的端面作 标记，作基准面） 4 磨端面 作基准面的端面向下，多件同时装在平 面磨床的工作台上，磨平面至图纸要求 5 磨内孔 以工装装夹工件，粗、精磨内孔至尺寸 内孔工装，保 证磨床主轴线与端面垂 6 磨外圆 工件装在 1:2000 锥度的心轴上，粗精 ，垂直度公差为 磨外圆至尺寸 7 铣槽 工件装在专用夹具上铣 2- 槽 至尺寸 8 终检 终检各档尺寸 设计 (日期 ) 校对 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 设计 (日期 ) 校对 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 标记 处数 更改文件 号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 共页 第 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 3 车 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 64*24 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪自定心卡 盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 /分 工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 1 三爪自定心卡盘夹外圆 r/m/mm/r 动 辅助 2 粗车外圆，保持尺寸 ，车端面 450 85 1 3 钻孔 30麻花钻 300 4 粗车内孔，保持尺寸 450 45 1 5 精 车内孔，保持尺寸 ，车端面、倒角 700 70 1 6 三爪自定心卡盘夹另一端，粗车外圆、端面 450 85 1 1 7 心轴装夹， 5 件一组，半精车外圆 600 113 1 1 2 设计 (日期 ) 校对 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 共 页 第页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 5 磨内孔 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 车加工件 60*20 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 磨床 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具 名称 工序工时 /分 工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 1 如上图装夹工件 r/m/mm/r 动 辅助 2 粗磨内孔 2 精磨内孔，达到图纸要求 2 计 (日期 ) 校对 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 共 页 第页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 6 磨外圆 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 半成品 60*20 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 磨床 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 /分 工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 1 工件如上图装夹（心轴精度必须符合 1：2000 锥度要求） r/m/mm/r 动 辅助 2 粗磨外圆 3 1 精磨外圆，达到图纸要求 2 1 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计 (日期 ) 校对 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 共 页 第 页 见夹具图 车间 工序号 工序名称 材料牌号 7 铣槽 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 半成品 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立铣 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 /分 工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 1 按上图装夹工件，刀具对中心 r/m/mm/r 动 辅助 2 铣第一条槽 500600 3 1 铣第二条槽 500600 3 1 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计 (日期 ) 校对 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9. 铣槽用 夹具定位夹紧方案设计 工序的加工要求分析 本工序的加工要求，在轴套上铣出两条通槽，槽宽为 深为 槽在圆周方向上互成 6030角度，表面粗糙度为 m。 在本工序之前，外圆 内孔 两端面均已加工完毕。 本工序采用 5 准键槽铣刀，在 立式铣床上，一次装夹 5 件进行加工。 定夹具类型 本工序所加工的是两条在圆周方向互成 60的纵向槽，因 此宜采用直线进给带角度定位装置的夹具。 定定位方案和选定定位元件 定定位方案 以 外圆为定位基准，限制 4 个自由度。如图 4（ a） 所示。 （ a） （ b） 图 4 定位基准选择 以 内孔及端面作为定位基准，限制工件 5 个自由度。如图 4（ b）所示。 方案 由于 V 形块的特性，较易保证槽的对称度要求，但难以实现多件夹紧和分度。 方案由于心轴与孔之间存在间隙，不容易保证槽的对称度，且有过定位的现象。但本工序加工精度要求不高，并且工 件的孔和两端面垂直精度又较高，故过定位现象较轻。同时此方案较易实现多件夹紧和分度。 经过比较分析，确定采用方案。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 择定位元件 根据定位方式，采用带台阶的心轴。心轴安装工件部分的直径为 ( )g ，考虑同时安装 5 个工件，因此这部分的长度取 96 于分度精度要求不高，可在心轴的端部法兰面上钻出二个 10 定位销孔，两孔圆心与心轴圆心的连线互成 60角，且两定位孔圆心在以心轴轴心为圆心的同一圆周上（见心轴零件图）；同时在夹具体上配作一个 10 定位销孔。加工时先利用法兰面上的其中一个孔与夹 具体上的孔定位，加工完毕一个槽后，松开心轴头部的螺母，取下定位销，将心轴转动60，用定位销定位，拧紧螺母，即可进行第二个槽加工。夹具体孔与心轴的配合别为 6540夹具体另一端为 U 形槽， U 形槽 R 部分的公差为 07() 。 位误差计算 工序尺寸 位误差分析。 由于基准重合，故 B 0 由于夹具体二孔、工件与心轴为任意边接触，则 Y （ 3 k 因此定位精度足够 由于加工要求不高，其 它精度可不必计算。 定夹紧方案 根据图 4 所示心轴结构，用 母把工件轴向夹紧在心轴上。心轴的具体结构如图 5 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5 铣床夹具 定对刀装置 择对刀块和塞尺 根据加工要求，采用 2242角对刀块；塞尺符合 2244本尺寸及偏差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算对刀尺寸 H 和 B 如图 6 所示，计算时应把尺寸化为双向对称偏差，即 （ 差取工件 相应公差的 1/3，即 0.5 13 H 图 6 B（ 12 +2） 差取值为 0.3 13 0