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惰轮轴加工工艺及夹具设计 惰轮轴工艺设计 加工工艺及夹具设计

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一种惰轮轴的加工工艺及夹具设计【三维图】,惰轮轴加工工艺及夹具设计,惰轮轴工艺设计,加工工艺及夹具设计

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摘要本次毕业设计做的零件是惰轮轴，使用的QT600-3钢。先讲了毕业设计的目的，之后就结合零件图看它的形状尺寸，再详细写出了惰轮轴用UG建模的过程。接着对零件的样图、材料以及工艺进行分析。然后就可以确定毛坯的类型和要求，还有它的尺寸为下一步的加工做准备。再然后就是对加工工艺路线的制定，分析加工方法的好坏，选择最优的一个。明确加工时的余量、公差和粗糙度等等，之后便是对加工时使用的机床、夹具和量具的选择。最后是专用夹具的设计，需要用CAD画出夹具的零件图，以及用UG画出夹具装配图的三维图，更直观的体现夹具的结构。关键词：惰轮轴 零件分析 专用夹具 UG 三维图 CADAbstract The spare part of this graduation design is idler shaft, QT600-3 steel is used. The purpose of graduation design was first described, then its shape and size were looked at in combination with the part drawing, and then the modeling process of idler shaft with UG was written in detail. Then the sample drawings, materials and process of the parts are analyzed. Then you can determine the type and requirements of the blank, and its size to prepare for the next step of processing. Then there is the formulation of the processing route, analyzing the quality of the processing method and choosing the best one. Clear machining allowance, tolerance and roughness, etc., followed by the choice of machine tools, jigs and measuring tools used in machining. Finally, the design of the special fixture requires CAD to draw the part drawing of the fixture and UG to draw the three-dimensional drawing of the fixture assembly drawing to more intuitively reflect the structure of the fixture.Key words:Idler shaft、Component analysis、Special fixture、UG、The three dimensional figure、CAD目 录摘要IIABSTRACTIII第一章 绪论11.1惰轮轴的作用.11.2机械零件加工工艺的重要性.11.3加工工艺的简述.11.4夹具的功能.11.5惰轮轴加工工艺及夹具设计的主要内容.1第二章 零件的分析22.1惰轮轴零件图介绍22.2惰轮轴建模过程2第三章 惰轮轴工艺规程的设计73.1惰轮轴的加工工艺分析73.1.1加工工艺流程图73.1.2零件图样图分析.73.1.3零件图的工艺分析83.2毛坯的选择93.2.1毛坯的类型、质量要求和技术要求93.2.2毛坯图93.3基准的选择103.4加工阶段的划分103.5制定工艺路线113.6加工方法的选择113.7加工余量，工序尺寸、公差、粗糙度的确定123.8机床、夹具及量具的选择13第四章 M6螺纹孔钻床夹具设计144.1夹具设计的意义144.2定位方案的介绍144.3夹具方案的选择154.4夹具体的零件图164.5装配图.174.6夹具三维图.17总 结18参考文献19致 谢20V 第一章 绪论1.1惰轮轴的作用它仅仅改变转向，而不改变传动比。他的主要作用有改变从动轮的转向、增加传动距离、调整压力角等。轮系零件中惰轮有过度作用，不会对传动比产生影响，这样让轮系的受力变得更合理，也可以说是为了满足传动装置整体的要求。轮轴的布置需要保持正确的转向关系，它的作用仅仅是为了改变转向。它的用途同样十分的广阔，与我们生活中很多机械相关。1.2机械零件加工工艺的重要性1.设计出来的零件会在达到功能要求的基础上，更容易被加工，从而提高整个产品的生产效率。2.更容易保证设计精度的实现，从而提高产品质量。3.能够在设计中更好的帮助控制成本。1.3加工工艺的简述选择合适的毛坯，铣床，各种不同型号的刀具和专用夹具。先对毛坯进行粗加工，留足够的加工余量。然后进行半精加工，精加工。加工出符合零件要求的表面粗糙度、尺寸和精度，最重要的是孔的加工。1.4夹具的功能夹具是为了方便生产和有效提高生产率和经济效益的一种工具。在一些特殊零件和需要特别要求的零件，比如高精度，结构复杂，功能特殊的零件时，定制专用夹具是非常重要的。夹具和机床的配合也是十分重要的，夹具不仅仅是一个独立的工具，更多情况是夹具就是机床上的一个配件。夹具可以将零件固定在机器是，方便加工。要求高的零件对夹具的要求也高，夹具往往可以保证零件的精度和尺寸需求。夹具可以保证在加工过程中了解不会出现移动，永远保持在同一位置。1.5惰轮轴加工工艺及夹具设计的主要内容1.惰轮轴的建模过程。2.惰轮轴工艺设计，明确毛坯尺寸、工艺路线和加工余量。3.M6螺纹孔夹具设计，定位和夹紧方案的确定。4.夹具装配图及相关图纸的绘制。第二章 零件的分析2.1惰轮轴零件图介绍图2.1惰轮轴零件图惰轮轴零件图如图2.1所示，零件的尺寸、表面粗糙度、公差和技术要求都非常齐全，在现有的技术条件下完全的生产。在确保质量要求的情况下，依据零件的加工工艺尽量增加零件的生产效率。2.2惰轮轴建模过程 图2.2 32草图 图2.3 32拉伸图形1、 如图2.2，建立基础坐标系，画32的圆，进行拉伸，拉升距离为14mm。 图2.4 30圆拉伸图形 图2.5 耳板部位的草图2、 对圆柱两侧底边画145的倒角，对顶部30的圆拉伸1mm。再以顶端面为基准面画出零件中部的二维草图，如上图2.5所示。 图2.6 草图拉伸 图2.7 52圆的草图3、 选择拉伸，拉伸距离为8mm，零件中间部分拉伸完成，并以上图2.7平面为基准面画52的圆。 图2.8 拉伸图 图2.9 34圆的草图4、 见图2.8完成的草图进行拉伸，长度为1mm，并在拉伸完成后的上端面画145的倒角。然后再以上端面为基准面画34的圆。0 图2.10 拉伸命令图 图2.11 基准面5、 选中青色圆进行反向拉伸，距离为1mm，并在拉伸完成后的青色圆区域画145倒角。接着选中上图所示平面拉伸2mm，图形结果如下图2.12。 图2.12 32草图 图2.13 拉伸图6、 以上图2.12拉伸的顶端面为基准面画32的圆，并选中拉伸，长28mm。拉伸完成之后在下端面画145倒角。图2.14 基准面 图2.15 拉伸图7、 选定上图2.14所示平面为基准面，并在面上的准确位置画两个9的圆，完成草图后，进行布尔运算，拉伸出两个孔。 图2.16 圆柱上螺纹孔 图2.17 钻孔 图2.18 6草图 图2.19 钻孔8、 在上图2.16相应位置完成草图，然后在中间圆柱部分钻两个M6，深48mm的螺纹孔。最后在中间两端所示圆圈位置钻两个M6的螺纹通孔。 图2.20 基准面 图2.21 草图9、 按照需求创建一个新的基准面，如上图2.20所示。在要求位置画一个3的圆，完成草图拉伸出一个通孔，选定刚刚创建基准面使用镜像特征使两侧完全相同。 图2.22 基准面 图2.23 零件三维图10、 成30角逆时针再次创建基准面，如2.22所示。在精确位置画一个3的圆，完成草图拉伸得到一个通孔。最后将草图和基准面隐藏得到零件图。第三章 惰轮轴工艺规程的设计3.1惰轮轴的加工工艺分析3.1.1加工工艺流程图 惰轮轴样图工艺分析惰轮轴毛坯的选择惰轮轴工艺规程规划加工余量、工序尺寸的确定 图3.1 流程图3.1.2零件图样图分析图3.2 惰轮轴零件图由文献1机械制造基础得，这个零件大多用于机械传动系统中力的传递。使用耳板上的几个M6的螺纹孔固定惰轮，再通过32的轴带动惰轮运动，因儿两轴外圆的表面粗糙度要相对高一点。本次的轴类零件，两侧有32圆柱的外圆面和端面，中间有耳板两侧端面，上面还有两个M6的螺纹孔和相同数量的直径是9的通孔，两边的外圆直径为32，两端的轴端上还有几个通油孔，这些都是需要加工的。由零件的用途，我们还能了解到零件需要一定的刚度和韧性，否则无法满足工作的需要。加工的技术要求还需满足零件的表面清晰，无毛刺。左右两侧32的圆的同轴度公差为0.05mm。左侧端面与基准B的垂直度公差为0.03mm。中间耳板没有凸台的一侧与基准C的垂直度公差为0.06mm。外圆面粗糙度为1.6，中间耳板两侧端面粗糙度为6.3，其他未标注的为12.5。允许保留两端的中心孔。不加工表面涂硝化油漆。3.1.3零件图的工艺分析 由于零件的各个部分都有不同的加工要求，对于精度的要求也各不相同，因此我们加工是不可能一步到位的。由文献2机械制图得，因为要满足零件的性能要求，加工可分为三个阶段如：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。这样做能更好的提高零件的加工质量和精度要求。1、下面详细介绍的是各个阶段的作用，由文献3机械制造技术得： 粗加工阶段：要求尽可能多地切除毛坯上大部分余量，从形状和尺寸上尽可能地接近产品零件。并作为精基准为后面的工序做准备。半精加工阶段：对粗加工阶段加工的部分进行加工，留有一定量的精加工余量，为下一步的精加工做好充分的准备。精加工阶段：让加工完成后的零件达到零件要求规定的尺寸，精度，粗糙度等等。2、零件各个位置的加工工艺分析 外圆柱面的加工（1） 32mm的圆柱外圆表面粗糙度为Ra1.6um，需要粗车，半精车、精车。（2） 左右两圆柱端面粗糙度为Ra6.3um，需要粗车，半精车。 中间耳板的加工中间端面粗糙度为Ra6.3um，需要粗铣，半精铣。 孔的加工两个9的孔直接使用直径为9的钻头进行加工。对于M6的螺纹孔，因为要大批量生产，所以我采用丝锥攻丝，用直径为5的锥柄麻花钻完成钻孔，然后四个直径为3的通油孔直接选用3的直柄麻花钻。3、同轴度以及垂直度的保证因为耳板两侧都有突出的轴，轴的两端面跟轴都有垂直度要求，轴跟轴也有同轴度要求，所以由文献4机械设计基础得，我们可以通过两端打顶尖孔，减小零件转动时的误差。至于垂直度就需要保证加工机床主轴和工作台面的垂直度，同样依靠磨端面也可以确保垂直度和同轴度的需要。3.2毛坯的选择3.2.1毛坯的类型、质量要求和技术要求依据零件的材料类型可以确定毛坯是铸造件。由文献5机械设计基础得，高精度的毛坯对于加工的帮助是巨大的，它虽然提高了零件的生产效率，降低了厂家的生产成本，但是这样却提高了毛坯的生产成本。因此毛坯的选择需要结合零件的加工工艺和毛坯的生产制造来确定，这样才能达到经济效益的最大化。选择毛坯时也需要考虑毛坯的形状是否与零件的形状相似，而且毛坯的质量要有保证，不应有裂纹、气孔和砂眼等等一系列的产品缺陷。铸件表面也应保证整洁，没有毛刺、黏沙等。毛配的正火硬度是HB229-302，用来消除应力，提高加工的性能。由文献6机械制造技术得，铸件的尺寸公差为CT8，加工余量为F级，所以得到零件外圆面、端面和耳板中间部分加工余量为2mm，耳板外围是3mm。3.2.2毛坯图图3.3 零件毛坯图3.3基准的选择由文献7机械制造基础得，粗基准的选择应选用零件不加工的表面为粗基准，而有时候零件的所有表面都需要加工，这时我们可以选择精度比较高的表面为粗基准。所以以外圆为粗基准面加工端面，给粗基准打中心孔，然后以中心孔为基准加工外圆。之后的基准面就比较好确定。具体部位的加工基准如下所示：1、 加工左右端面及中心孔，以毛坯外圆面为粗基准。2、 加工左右轴的外圆面，以轴中心线为基准。3、 加工中间耳板两侧，以轴中心线为基准。4、 加工9的孔，以轴中心线和轴端面为基准。5、 加工M6螺纹孔，以轴中心线和轴端面为基准。6、 加工通油孔，以轴中心线和轴外圆为基准。3.4加工阶段的划分由于零件的加工不可能一步到位，所以要划分为多个阶段，一般都是先粗加工后精加工，先加工面后加工孔，层次分明。对于不同的零件可以选择工序的集中或者分散，满足零件的加工要求。本次加工的零件精度较高，应该把粗精加工分为两步。在通过这种办法加工零件，对于零件的质量精度，合理的安排热处理工序以及机床，刀具等设备的选择有巨大的好处。热处理是用来消除参残余的应力，改善金属的切削加工性以及增加材料的机械性能。热处理的才工艺过程中的位置，需要依靠零件的材料和热处理的目的决定。辅助工序对于零件的加工的作用也是不可忽视的，种类一般包括检验、去毛刺、修边等等，但需要使用时就加在工序中3.5制定工艺路线结合之前对各个零部件加工方法的分析，加工阶段的划分，可以拟定大概的加工工艺路线，详细情况如下所示：表3.1 方案一1毛坯铸造2热处理正火硬度HB229-3023车销加工端面4车销先粗车右端的轴外圆，之后调头车左端的轴外圆，以及中间耳板的槽，倒角，留加工余量5车销先半精车右端的轴外圆，之后调头车左端的轴外圆，以及耳板的槽，倒角，留加工余量6精车磨右端的轴外圆，之后调头磨左端的轴外圆7铣粗铣中间耳板一侧端面，接着掉头铣另一面，留加工余量8铣半精铣中间耳板一侧端面，接着掉头铣另一面9钻削钻29的孔，钻M6的螺纹孔10钻削钻3的孔11检验去毛刺、修边12入库表3.2 方案二1毛坯铸造2热处理正火硬度HB229-3023车端面加工端面4车销先粗车右端的轴外圆，之后调头车左端的轴外圆，以及中间耳板的槽，倒角，留有余量5铣粗铣中间耳板一侧端面，接着掉头铣另一面，留加工余量6车销半精加工右端的轴外圆，之后调头车左端的轴外圆，以及中间耳板的槽，倒角，留有加工余量7铣半精铣中间耳板一侧端面，接着掉头铣另一面8车销加工右端的轴外圆，之后调头加工左端的轴外圆9钻削钻耳板上29的通孔10钻削钻耳板上的两个M6的螺纹孔，以及32轴上的M6螺纹孔11钻削钻3的孔12检验去毛刺、修边13入库3.6加工方法的选择在如今这个时代，加工零件一定在保证零件工艺，精度和质量的前提下使利益最大化。因此加工时不仅要考虑工人的效率，还要零件加工的经济性。从文献8机械设计基础中可知，通过比较两个方案可以看出：1、 方案二的加工顺序非常的清晰明了，但是工序太过于分散增加了零件的装夹次数，降低了生产效率，对零件各个位置的相对精度有很大的影响。2、 方案一以看出一些工序在同一次装夹中就可以完成，这样就降低了零件的装夹次数，提高了生产效率，可以保证零件各个位置的相对精度。 因为本次的零件适用大量生产，所以零件的生产效率是很重要的，同样在考虑精度要求的情况下，可以看出方案一有明显的优点，所以选择方案一更加的合理。3.7加工余量，工序尺寸、公差、粗糙度的确定经过对上文的总结，并结合文献9机械零件明确各个加工面的精度、尺寸，得如下结果：表3.3 32右端外圆柱面工序号名称余量/mm尺寸/mm粗糙度Ra/um1毛坯2362粗车右端外圆面0.53312.53半精右端外圆面0.232.43.24精车车右端轴外圆032+0.02 +0.011.6表3.4 32左端外圆柱面工序号名称余量/mm尺寸/mm粗糙度Ra/um1毛坯2362粗车左端外圆面0.53312.53半精左端外圆面0.232.43.24精车左端轴外圆032-0.02 -0.041.6表3.5 耳板右端面工序号名称余量/mm尺寸/mm粗糙度Ra/um1毛坯2132粗铣耳板右端面0.511.512.53半精铣耳板右端面0116.3表3.6 耳板左端面工序号名称余量/mm尺寸/mm粗糙度Ra/um1毛坯2112粗铣耳板左端面0.59.512.53半精铣耳板左端面090.16.3表3.7 9孔工序号名称余量/mm尺寸/mm粗糙度Ra/um1粗钻2712.52精钻090.0112.5表3.8 M6螺纹孔工序号名称余量/mm尺寸/mm粗糙度Ra/um1钻孔1412.52攻丝0512.5表3.9 3通油孔工序号名称余量/mm尺寸/mm粗糙度Ra/um1粗钻1212.52精钻0312.53.8机床、夹具及量具的选择1.选择机床本次使用的零件是规则的轴类零件，它虽然精度要求高了一点，但对粗糙度的要求不是太高，所以选用数控机床就能满足。对于钻床而言，应为加工的孔较多，可以选择摇臂钻床，方便零件的加工。对于铣床的选用正常的数控铣床就可以。2. 选择夹具由文献10机械设计基础得到，进行车销加工时，需要使用三爪卡盘和两顶针固定零件；进行铣床加工时，用机床自带的台虎钳夹紧零件；进行钻削加工时，需要使用专用夹具对各个孔进行加工。3. 量具的选择零件的精度要求不算太高，选游标卡尺可以满足测量的需要。第四章 M6螺纹孔钻床夹具设计4.1夹具设计的意义为了使经济效益显著提高，专用夹具使必不可少的。设计的目的：1.提高零件的生产效率2.减少生产成本的投入3.保证加工精度4.扩大机床的工艺要求4.2定位方案的介绍从对M6螺纹孔的分析来看，需要对零件进行完全定位并加紧。我选择一面两孔的定位方式，这样可以完全定位零件，不会对加工产生负面影响。1.自由度的限定和9孔的定位 图4.1 圆柱销 图4.2 菱形销由文献11机械制造技术得出，可以采用一面两孔的定位方法，使用圆柱销和菱形销进行两孔的定位。图4.3 定位件支承板以需要加工M6螺纹孔的另一侧32的端面为定位面，由文献8机械设计基础可知，定位面与支承板接触限制了X轴和Y轴方向上的旋转自由度，以及Z轴上的移动自由度。而两个定位销则是限制了X轴和Y轴上的移动自由度，以及Z轴方向的旋转自由度，最后还能作为孔加工的基准。4.3夹紧方案的选择图4.4 固定V型块固定V型块固定在底板上，主要用于夹紧轴类外圆面。图4.5 活动V型块活动V型块和挡板，手柄一起配合使用，由旋紧螺母夹紧零件。 图4.6 手柄零件图图 图 4.7 挡板由文献9机械零件机械零件选择螺旋夹紧机构，由旋紧螺母通过挡板传递压力给活动V性怪，活动V型块对零件产生压力，从而夹紧零件。因为大多数的螺纹升角都小于摩擦角，所以有很好的自锁能力，改机构的扩力特比他大，以螺旋夹紧机构完全能满足该零件的加工要求。4.4夹具体的零件图 图4.8 底板在这个夹具中，底板就充当夹具体的角色。 4.5装配图 图4.9 装配图4.6夹具三维图图4.10 夹具三维示意图 总 结从今年学期开始，一直忙碌于毕业论文的进度，如今终于把毕业设计的所有内容全部赶完了。一开始我对于论文的编写一点都没有头绪，感觉我这三年都白学了，通过对老师的频繁请教并且在图书馆查阅了大量的文献，我得到了巨大的充实。我了解了惰轮轴的定义，它仅仅改变转向，而不改变传动比。他的主要作用有改变从动轮的转向、增加传动距离、调整压力角等。轮系零件中惰轮有过度作用，不会对传动比产生影响，这样让轮系的受力变得更合理，也可以说是为了满足传动装置整体的要求。轮轴的布置需要保持正确的转向关系，它的作用仅仅是为了改变转向。它的用途同样十分的广阔，与我们生活中很多机械相关。在论文的工作中，通过查阅资料，向老师请教，不断的弥补自身的知识缺陷。由于论文的工作量十分的大，时间比较紧，老师的要求还十分的严格，这所以这段时间都是晚睡早起，精神状况都不好。一开始零件图的图纸都选择了很长的时间，图比较难找。之后就开始论文正文部分的编写，论文正文部分写的顺序也是有严格要求的，必须按照步骤一步一步的进行。确定好论文的步骤以