机械工艺夹具毕业设计147结晶器振动装置偏心轴加工工艺及夹具设计说明书.doc
机械工艺夹具毕业设计147结晶器振动装置偏心轴加工工艺及夹具设计说明书
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机械工艺夹具毕业设计147结晶器振动装置偏心轴加工工艺及夹具设计说明书,机械毕业设计论文
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I 结晶器振动装置偏心轴的 加工 工艺及 夹具 设计 摘 要 本次毕业设计的课题是结晶器振动装置偏心轴的工艺及工艺装备设计。零件的加工主要是偏心轴的车削，包括各档外圆车削、部分档外圆表面的螺纹车削、轴表面的键槽铣削以及轴体的 8 深孔钻削。通过工艺路线方案的比较，制定出能够保证位置精度、加工精度和定位及装夹都比较方便的加工路线。然后确定机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸、切削用量及基本工时。夹具部分主要是设计夹具的定位方案、夹紧方案和夹具 体。根据这次加工零件的结构特点及加工的需要，采用的夹具为专用夹具，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，结构设计巧妙，并且能够满足设计的要求。 关键词 结晶器振动装置偏心轴；加工工艺；夹具设计；定位夹紧 nts II Mold equipment eccentric shaft of technology and process equipment design Abstract The issue of graduation is mold equipment eccentric shaft of technology and process equipment design。 Part of the process is mainly turning eccentric shafts，include every archives excircle turning 、 part of the cylindrical surface of the thread turning file、 shaft keyway milling the surface and deep hole drilling shaft body 8。Comparison of the program through the process route， worked out to ensure the position accuracy、 precision and are more convenient positioning and clamping the processing line。 Then determine the machining allowances、 process size、 blank Size、cutting parameters and the basic working hours。 Fixture design fixture part is positioning the main program， specific programs and folders clamping。 According to the processing part of the structural characteristics and processing requirements，fixture used for the special fixtures， clamp method to use more manual clamping，simple clamping， ingenious structural design， and can meet the design requirements。 Keywords Mold equipment eccentric shaft of technology Process handicraft Fixture Design Locating and clamping nts III 目 录 第 1 章 绪论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 机械加工工艺过程基本知识 . 1 1.3 粗基准选择原则 . 2 第 2 章 零件的分析 . 3 2.1 零件的作用 . 3 2.2 零件的工艺分析 . 3 第 三 章 工艺规程设计 . 5 3.1 确定零件的生产类型 . 5 3.2 毛坯的确定 . 5 3.2.1 确定毛坯的制造形式 . 5 3.2.2 确定毛坯的形状尺寸及公差 . 6 3.3 拟定零件的机械加工工艺路线 . 7 3.3.1 基面的选择 . 7 3.3.2 零件表面加工方法的选择 . 8 3.3.3 零件各表面的加工顺序的确定 . 8 3.3.4 工序的组合 . 10 3.4 机械加工余量及工序尺寸的确定 . 14 3.4.1 外圆表面的加工余量 . 14 3.4.2 端面的加工余量 . 16 3.4.3 键槽的加工余量 . 16 3.4.4 钻削余量 . 17 3.5 确定 切削用量及基本工时 . 17 3.5.1 外圆、端面的切削用量及基本工时 . 17 3.5.2 螺纹的切削用量及基本工时 . 32 3.5.3 键槽的铣 削用量及基本工时 . 34 3.5.4 钻孔的切削用量及基本工时 . 37 第 4 章 专用夹具的设计 . 38 nts IV 4.1 加工要求分析 . 38 4.2 安装方案的确定 . 38 4.3 定位误差分析 . 39 结 论 . 40 致 谢 . 41 参 考 文 献 . 42 nts 1 第 1章 绪论 随着社会的发展，机械制造业扮演着越来越重要的角色，社会对于机械类人才的需求也日益增长。苏州的机械制造行业发展得也非常好，急切需要工艺装备方面的人才。根据工厂实际情况，要求工艺技术人员能制定合理的工艺规程，并设计出符合产品技术要 求的夹具。故选择本课题作为我的毕业设计。 工艺规程的制定与夹具设计，可以让学生所学的专业知识得到综合的运用。首先，对于零件图的分析需要机械制图和机械精度两门课程的知识；其次制定工艺规程需要机械制造工艺学的知识；夹具设计需要机械制造装备设计的知识；最后还要画出夹具图总装图和重要零件的零件图需运用我们熟悉的绘图软件（ CAD、 Pro-E 等 )。 1.1 引言 在钢铁生产工艺中，连铸机至上而下的设备有：大包回转台、中包烘烤器、银锭存放、震动台、拉矫机、输送辊道、翻钢机、移钢机、冷床等。其中振动台的作用举足轻重，它是 通过机体小幅上下振动使钢水向下流动的过程中缓慢结晶凝固，形成钢坯，从而由拉矫机拉出。那振动台的小幅振动又是怎么做到的呢？换句话说，它的驱动装置是怎么样的呢？电动机、减速机、轴承座、偏心轴、偏心轴套、调整轴套、连杆构成了整个驱动装置。而偏心轴是整个驱动装置的核心，它将电动机的转动有效地转化为连杆的竖直移动，从而使得振动台的上下振动。 那偏心轴是如何实现转动转换成竖直移动的呢？它的工作原理究竟是怎样的？电动机通电后，经过减速机的减速，偏心轴按照要求的速率转动，因为它的中心并非它的轴线中心，所以它旋转的轨迹也非竖 直平面里的圆轨迹，通过偏心轴表面键的链接，带动调整轴套的转动，再由调整轴套与偏心轴套上的凹凸槽配合，带动偏心轴套的转动并可根据需要调整轴转动的偏心量，偏心轴套与连杆连接，从而带动了连杆的上下振动，起到了振动台上下振动的目的。 1.2 机械加工工艺过程基本知识 （ 1） 工艺过程 在产品的生产过程中，与原材料变为成品有直接关系的过程称为工艺过程。例如，铸造、锻造、焊接和零件的机械加工等。 （ 2） 机械加工工艺过程 在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接改nts 2 变毛坯的形状、尺寸和性能使之变为成品的工艺过程，称 为机械加工工艺过程。 （ 3） 机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。 （ 4） 工序 一个 (或一组 )工人，在一台机床上 (或一个工作地点 )，对一个 (或同时几个 )工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。这里必须注意，构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序内的工作是连续完成的。 1.3 粗基准选择原则 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精 基面。具体选择时应考虑下列原则： （ 1） 选择重要表面为粗基准 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面，如床身的导轨面，车床主轴箱的主轴孔，都是各自的重要表面。 （ 2） 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。 （ 3） 选择加工余量最小的表面为粗基准 在没有要求保 证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。 （ 4） 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准 以便工件定位可靠、夹紧方便。 （ 5） 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。 实际上，无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还是互相矛盾的。因此，在选择时应根据具体情况进行分析，权衡利 弊，保证其主要的要求。 nts 3 第 2 章 零件的分析 设计工艺规程时，首先应分析零件图和该零件所在部件汇总成的装配图，了解该零件在部件汇总成的装配图中的位置和功用，以及部件对该零件提出的技术要求，分析其关键技术要求和应采取的相应工艺措施，形成工艺规程设计的总体构思。 2.1 零件的作用 题目所给定的零件是结晶器振动装置中的偏心轴，它位于驱动装置联轴器与轴承座之间，主要作用是通过偏心轴带动偏心轴套的转动构成连杆的上下运动，从而使振动装置获得上下振动的动力。零件 55mm 外圆表面的键槽用于将轴装入联轴器内，通过联轴器的转动带动轴的转动，从而传递动力。轴两端两个M64X2 的螺纹与键槽是用来安装止推环垫圈螺母来挡住轴承，保证轴承位置的，零件偏心部分 M100X2 的螺纹与键槽是用来安装止推环垫圈螺母来挡住调整轴套用的。偏心部分两个长 35mm 的键槽是用以安装调整轴 套 的，通过调整轴套的凸槽与偏心轴套的凹槽的配合，可将偏心轴的转动传至偏心轴套，让偏心轴套与偏心轴同步转动。所以两个键槽起到很关键的作用。 2.2 零件的工艺分析 图 2-1 结 晶器振动装置偏心轴 从偏心轴零件图可以看出，它共有两个部分，偏心部分与非偏心部分。而这两个部分之间有一定的位置要求，现将这两个部分的加工分述如下： nts 4 1. 偏心部分的加工 这一部分的加工主要包括 120mm 36.0058.00100mmM100X2 的螺纹及其表面的键槽（用来安装止推环垫圈螺母） 36.0058.00100mm外圆上的上下两个用于安装调整轴套的键槽用于通油的 4 孔及偏心部分的倒角圆角等。其中，只要加工部分为 36.0058.00100mm 档外圆及其用于安装调整轴套的两个键槽。 2. 非偏心部分的加工 这一部分的加工包括各个台阶的车削轴两头M64X2 的螺纹车削部分台阶表面的键槽铣削，还有用来通油的 8深孔钻削轴左端的 M10X1 的攻丝倒角圆角等。非偏心 部分位于偏心部分的两侧，其中偏心部分两侧 65mm 台阶要保证同轴度的要求。 偏心部分与非偏心部分的加工有一点的位置要求，两部分中心轴线的偏移量 为 8mm。 由以上分析可知，对于这两个部分的加工而言，我们可以先加工其中一部分，然后借助于专用夹具进行另一部分的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。 其中本零件的加工难点为： 偏心部分的加工，需要进行专用夹具的设计，要对零件进行定位分析定位误差分析及安装方案的确定。 轴体用 于通油的 8mm（深 300mm）深孔钻削。深孔加工的轴线易歪斜；刀具冷却散热条件差；切屑排出困难等。 nts 5 第 三 章 工艺规程设计 机械加工工艺过程是机械加工工艺过程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据，是新产品投产前有关技术准备和生产的依据，是新建扩建活改建厂房（车间）的依据。制定工艺规程时应追求技术上的先进性，经济上的合理性，生产上的安全性，并积极推行绿色制造工艺。 3.1 确定零件的生产类型 零件的生产类型对工艺规程的制 定具有决定性的影响。零件的生产类型是指企业（或车间工段班组工作地等 )生产专业程度的分类。生产类型一般可分为大量生产成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品的产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领 N 可按下式计算： N=Q*n(1+a%)(1+b%) 式中 N生产纲领（件 /年） Q产品的年产量（台 /年） n每台产品中该零件的数量（件 /台） a%备品率，一般取 2%4% b%废品率，一般取 0.3%0.7% 根据上式就可以算得零件的年生产纲领，再通过相关资料，就确定该零件的生产类型为成批生产。 3.2 毛坯的确定 3.2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢，在工作中靠回转运动来传递动力，轴与轴套之间靠键连接，会存在挤压跟摩擦，在工作中受到的载荷较大。所以需要有较高的强度及良好的力学性能，因此应该选择锻件毛坯，从而尽量使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。由于生产纲领已达成批 生产的水平，可以采用模锻成型，这对于提高生产率，减少切削加工的劳动量，保证加工精度，都是有利的。 nts 6 3.2.2 确定毛坯的形状尺寸及公差 因为所要加工的偏心轴它的材料是 45 锻，即它的毛坯为 45 钢锻造后得到，它的毛坯图也就是进行锻造的锻造图。 锻件图是以零件图为基础，加上余块（又称敷料）、机械加工余量和锻件公差之后绘制而成的。 确定锻件的形状 锻造时零件上有些不能锻出的部分需要加余块，以简化锻件的形状和操作工艺，但这样会增加金属的消耗和机械加工工时，有时还会降低力学性能。余量的大小必须保证锻件在下一步机 械加工时能获得零件锁需要的尺寸和表面粗糙度。 由于原零件图台阶较多，为了降低锻造成本及难度，现将其简化为四档（左右 75mm 档、中间 116mm 档、中间 136mm 档） 确定加工余量和锻件公差 根据多台阶轴类锻件的余量与公差可得零件各台阶的余量与公差 75mm 外圆余量及公差为 329 mm 116mm 外圆余量及公差为 4311 mm 136mm 外圆余量及公差为 3512 mm 两端轴向余量为相应径向余量的 1 倍，中间部分的轴向余量为相应径向余量的 0.75 倍。为了生产上的方便，径向余量与公差都定为 2310mm 由简化后的零件图可见，台阶 I、 II、 III、 IV 是否能够锻出，是否要加余块和加放余块的大小需查表而定。 I、 II 部分为第一个台阶，台阶高 h=(116-75)/2=20.5mm，查表得台阶 I 的最小锻出长度为 110mm，而零件 I 部分的长度为 158mm， 158Lmin，故能锻出。 II、 III 部分为第二个台阶，台阶高 h=(136-116)/2=10mm,查表得台阶 II 的最小锻出长度为 160mm，而零件 II 部分长度为 219mm， 219Lmin,故能锻出。 III、 IV 部分为第三各 台阶，台阶高 h=(136-75)/2=30.5mm,查表得台阶 IV 的最小锻出长度为 110mm，而零件 IV 部分长度为 258mm， 258Lmin，故能锻出。 综上，在锻造过程中不需要加余块。 锻件图的绘制 nts 7 为方便起见，大型锻件基本尺寸的尾数可简化为 “5”或 “0”。 下图为锻件图（注：锻件外形为粗实线，双点划线为零件的主要轮廓形状，锻件的基本尺寸和公差于尺寸线上方，零件的尺寸于尺寸线下面的括号内） 3.3 拟定零件的机械加工工艺路线 3.3.1 基面的选择 机械零件是由若干要素（点、线、面）组成的，各要 素之间都有一定的尺寸和位置公差要求，用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。在工件中用作确定工件在机床或夹具中占有正确位置的基准，称之为定位基准。作为定位基准的点、线、面在工件上有时不一定实际存在（如外圆和内孔的轴心线、对称面等），而常由某些实际存在的表面来体现，这些体现定位基准的表面称为定位基面。 定位基面的选择时拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首要做的工作，基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。 在选择基面时，需要同时考虑以下三个问题： 以哪一 个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个加工工艺过程顺利的进行。 为加工上述精基面或统一基准，应采用哪个表面作为粗基面。 是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面。 粗基准：对于轴类零件的加工，一般以毛坯外圆作为粗基准，车端面，钻中心孔，得到轴中心线，从而以轴中心线作为基准开始加工各档外圆。对于偏心轴，就以锻造后的毛坯外圆作为粗基准，然后车端面，打中心孔。 精基准：利用粗基准得到轴两端中心孔后，就以轴中心线作为精基准开始粗nts 8 车轴各档外圆。对于偏心轴两端 030.0011.065mm 外圆，它们有同轴度的要求，在精加工时，可以先车基准端的外圆，然后以基准端 030.0011.065mm 外圆作为精基准对另一端 030.0011.065mm 外圆进行加工。而偏心部分的加工可以借助于专用夹具，调整好偏心距后，以新的轴线作为基准加工偏心档外圆，偏心档外圆的精车也可以以其本身作为精基准（自为基准），旨在减小 表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量的均匀。 3.3.2 零件表面加工方法的选择 零件表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还要考虑生产率和经济性方面的要求，在选择时，应根据各种加工方案的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。 该工件毛坯经模锻成型，其各表面的加工方法选择如下： a. 偏心部分 120mm 档外圆：粗车 b. 55mm、偏心部分两端 75mm 三档外圆：粗车 半精车 c. 偏心部分两端 30.0011.0065mm 及偏心部分 36.0058.00100mm 三档外圆：粗车 半精车 精车 d. M64X2、 M100X2 的螺纹：粗车 精车 e. 各档外圆表面的键槽：粗铣 精铣 f. 8mm 深孔：深孔钻削 g. 4mm 孔：钻 h. M10X1 螺纹：攻丝 3.3.3 零件各表面的加工顺序的确定 （ 1） 加工阶段的划分 为了达到规定的技术要求，该偏心轴的加工可分为以下几个加工阶段： 粗加工阶段 a) 毛坯处理（下料、锻造和正火） b) 粗加工：车端面，打中心孔和粗车外圆等。 nts 9 粗加工的目的是用大切削量切除大部分余量，把毛坯加 工接近工件的最终形 状和尺寸，只留下半精加工阶段的加工余量，这一阶段还可以及时发现锻件裂缝等缺陷，以采取相应的措施。 半精加工阶段 a) 半精加工前热处理，对 45 钢一般采用调质处理 b) 半精加工：半精车外圆、端面 这一阶段的目的时为精加工做好准备，特别是为精加工做好定位基准的准备，对一些要求不高的表面，可加工到图纸规定的要求。 精加工阶段 精加工：精车外圆、端面、倒角、车螺纹、铣键槽、钻孔及攻丝等。 精车外圆以保证轴最主要表面的精度，该阶段的目的是把各表面最终加工到图纸规定要求。 （ 2） 加工顺序的安排 机械加工顺序的安排 根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点。先安排偏心轴非偏心部分的加工，再进行偏心部分的加工。 首先非偏心部分的加工 a. 车端面、打中心孔 b. 车偏心部分的各档外圆、端面、倒角 c. 车非偏心部分的螺纹（ M64X2） d. 铣非偏心部分的键槽 然后使用专用夹具，对偏心部分进行加工 a. 车偏心部分的各档外圆、端面、倒角 b. 车偏心部分的螺纹（ M100X2） c. 铣偏心部分的键槽 最后钻孔（ 4mm 孔、 8mm 深孔）及攻丝（ M10X1） 热处理工序的安排 由于毛坯为模锻件，在机械加工前之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善金属组织，细化晶粒，降低硬度，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理 调质处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。 nts 10 辅助工序的安排 检验工序：在热处理工序之后安排中间检验工序，最后安排终结检验工序。其它辅助工序：去毛刺、清洗、检验后入库。 3.3.4 工 序的组合 在确定加工工序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则开组合工序。 这样得到的零件工艺路线如下（方案一）： 1. 锻造毛坯 2. 正火处理 3. 粗车偏心部分右端 55mm、 65mm、 75mm 外圆、端面 4. 半精车偏心部分右端 55mm、 65mm、 75mm 外圆、端面 5. 精车偏心部分右端 65mm 外圆、倒角（ 1X45、 2X45) 6. 粗车偏心部分左端 65mm、 75mm 外圆、端面 7. 半精车偏心部分左端 65mm、 75mm 外圆、端面 8. 精车偏心部分左端 65mm 外圆、倒角（ 1X45、 2X45) 9. 利用专用夹具粗车偏心部分 120mm、 100mm 外圆、端面 10. 半精车偏心部分 120mm、 100mm 外圆、端面 11. 精车偏心部分 100mm 外圆、倒角 12. 车偏心轴上两处 M64X2 的螺纹 13.利用专用夹具车偏心轴偏心部分 M100X2 的螺纹 14. 铣偏心部分两端 M64X2 螺纹表面上的键槽偏心部分右端 55mm 外圆表面上的键槽 15. 铣偏心部分 100mm外圆上一对上下对称的键槽 M100X2螺纹表面上的键槽 16. 钻 8 深孔 nts 11 17. 钻偏心部分表面上的 4 孔 18. 给 8 孔入口处攻 M10X1 的丝 19. 去毛刺 20. 检验校核入库 以上加工方案加 工步骤紧凑，思路明确，先加工非偏心部分，后加工偏心部分，大致看来还是合理的。但是通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现此加工方案尚存在一些问题： 粗加工后忽略了调质处理，不能达到硬度上的技术要求 图纸规定 :偏心轴偏心部分左右两端 65mm 外圆档台阶应有同轴度要求，公差为 0.01mm，加工方案中忽略了如何保证此位置度要求。 方案调整后工艺路线如下（方案二）： 1. 锻造毛坯 2. 正火处理（消除锻造应力， 改善金属组织，细化晶粒，降低硬度，改善切削性能） 3. 粗车偏心轴右端面，并打中心孔（校正尾座，使其对准主轴中心线，考虑到工件直径大而长，采用卡盘夹持及中心架支撑的方法钻中心孔） 4. 粗车偏心轴右端 75mm 65mm 55mm 外圆端面（以中心轴线作为基准） 5. 粗车 偏心轴左端面，并打中心孔（两端中心孔应在同一轴线上而且深度应一致） 6. 粗车偏心轴左端 75mm、 65mm 外圆、端面（以中心轴线作为基准） 7. 利用专用夹具粗车偏心部分 100mm、 120mm 外圆、端面（以调整后的中心轴线作为基准） 8. 调质（保证硬度 HB260285） 9. 检验 10. 半精车偏心轴右端面，并修研中心孔（零件热处理后，中心孔氧化变形，用硬质合金顶尖刮研） nts 12 11. 半精车偏心轴右端 75mm、 65mm、 55mm 外圆、端面 12. 精车偏心轴右端 65mm 外圆、倒角（ 1X45、 2X45） 13. 半精车偏心轴左端面，并修研中心孔 14. 半精车偏心轴左端 75mm、 65mm 外圆、端面（ 75mm 外圆的加工以中心轴为基准， 65mm 外圆的加工以左端 65mm 外圆为基准） 15. 精车偏心轴左端 65mm 外圆、倒角（以右端 65mm 外圆为基准） 16. 利用专用夹具，半精车偏心部分两档外圆、倒角 17. 精车偏心部分两档外圆、倒角 18. 车 非偏心部分两处 M64X2 的螺纹 19. 利用专用夹具，车偏心部分 M100X2 的螺纹 20. 铣偏心部分右端 55mm 外圆上的键槽 21. 铣偏心部分左右两端 M64X2 螺纹上的键槽 22. 铣偏心部分左端 M100X2 螺纹上的键槽 23. 铣偏心部分 100mm 外圆上一对上下对称的键槽 24. 钻偏心轴左端 8mm 深孔 25. 钻偏心轴偏心部分处 100mm 外圆表面上的 4mm 孔 26. 给 8 孔攻丝（ M10X1） 27. 去毛刺、清洗 28. 检验、校核、入库 此方案清晰划分了各个阶段，明确了加工顺序，基本能够保证零件加工的顺利进行。但存在一个问题：偏心轴非偏心部分与偏心部分加工的交替性 太强，不仅增加了安装工件的次数，浪费了工时，更值得注意的是，粗车偏心部分时专用夹具夹持在粗车后的非偏心部分上，而精车偏心部分时专用夹具则夹持在精车后的非偏心部分上，两次夹持的外圆不一样大，被夹持的外圆大小因加工而变动了。此时，一个专用夹具已经无法满足加工要求，要对偏心部分粗、精加工阶段分别根据夹持外圆的大小设计专用夹具，增加了夹具的设计数量，增加了设计的成本。nts 13 所以还需对方案二进行改善，尽可能的将偏心部分一次性加工完成。带轴非偏心部分全部加工完成后，可先铣轴右端 55mm 外表面上的键槽，再在轴左端 75mm 外面表面上开一工艺键槽，方便偏心轴套的装夹，再通过偏心轴套夹持加工偏心部分。 方案三： 1. 锻造毛坯 2. 正火处理 3. 粗车右端面，并打中心孔 4. 粗车偏心轴右端 75mm、 65mm、 55mm 外圆、端面 5. 粗车左端面，并打中心孔 6. 粗车偏心轴左端 75mm、 65mm 外圆、端面 7. 粗车偏心轴中间两档台阶 8. 调质 9. 检验 10. 半精车右端面，并修研中心孔（钳） 11. 半精车偏心轴右端 75mm、 65mm、 55mm 外圆、端面 12. 精车偏心轴右端 65mm 外圆、倒角 (包括圆角） 13. 半精车左端面，并修研中心孔 14. 半精车左端 75mm、 65mm 外圆、端面 15. 精车左端 65mm 外圆、倒角（包括圆角） 16. 铣 55mm 外圆表面上的键槽、轴左端 M64X2 螺纹表面上的键槽 17. 利用专用夹具，车偏心部分两档外圆、端面、倒角（包括圆角） 18. 车偏心轴偏心部分 M100X2 螺纹 19. 取下专用夹具，车非偏心部分 M64X2 螺纹 20. 铣轴右端 M64X2 螺纹表 面上的键槽、偏心部分 M100X2 螺纹表面上的键槽 nts 14 21. 铣偏心部分 100mm 外圆表面上的键槽 22. 钻偏心轴左端的 8mm 深孔 23. 钻偏心轴偏心部分外圆上用来通油的 4mm 孔 24. 攻丝（ M10X1） 25. 去毛刺 26. 清洗 27. 终检（检验、校核、入库） 然后是制作工艺卡片，包括工艺过 程卡片和工序卡片（见附录）。机械加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明工件的加工工艺路线的一种工艺文件。此卡片中包括工序号、工序名称、工序内容、所用机床与工艺装备的名称及时间定额等内容。机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上，分别为每道工序所编写的一种工艺文件，用来具体指导工人进行生产，其内容较为详细。卡片中附有工序简图，并详细说明该工序每个工步的加工内容、工艺参数以及所用的设备和工艺装备等。 3.4 机械加工余量及工序尺寸的确定 零件机械加工工艺路线拟定后还需对每一工序进行设计。其主要内容包括：确定每一 步的加工余量、计算各工序的工序尺寸及公差、选择各工序所用的机床及工艺装备、确定切削用量、计算工时定额等。 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量；余量过大，不但增加机械加工劳动量，而且增加了材料、倒角、能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理地安排加工余量。 根据零件毛坯条件：材料为 45 钢，生产类型为成批生产，采用锻模上得到模锻毛坯。本设计采用查表修正法和经验估算法相结合确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸。 3.4.1 外圆表面的加工余量 a. 偏心轴右端 75mm 外圆，外圆长度为 39，表面粗糙度 Ra=3.2.，要求粗车 半精车。 参照机械制造技术基础课程设计指导教程及实用机械制造工艺设计手nts 15 册（以下简称手册）得：粗车余量为 6mm，半精车余量为 2.0mm，加工总余量为 10mm。所以作一次粗车跟两次半精车。 计算各加工工序基本尺寸，半精车后的工序基本尺寸为 75mm.，其他各工序尺寸依次为： 粗车： 75+22.0=79mm 毛坯： 79+6=85mm b. 偏心轴右端 65mm 外圆，外圆长度为 129，表面粗糙度 Ra=1.6，要求粗车 半精车 精车。 参照手册，粗车余量为 6mm，半精车余量为 2.0mm，精车余量为 1.4mm,加工总余量为 20mm，所以做两次粗车、三次半精车、两次精车，加工总余量为20.8mm，把精车余量修正为 1mm。 计算各加工工序基本尺寸，精车后的工序基本尺寸为 65mm,其他各工序的基本尺寸依次为： 半精车： 65+21=67mm 粗车： 67+32.0=73mm 毛坯： 73+26=85mm c. 偏心轴右端 55mm 外圆，外圆长度为 90mm，表面粗糙度 Ra=3.2，要求粗车 半精车。 参照手册，粗车余量为 6mm，半精车余量为 2.0mm，加工总余量为 30mm，所以做四次粗车及三次半精车。 计算各加工工序基本尺寸，半精车后的工序基本尺寸为 55mm，其他各工序基本尺寸依次为： 粗车： 55+32.0=61mm 毛坯： 61+46=85mm d. 偏心轴左端 75mm 外圆，外圆长度为 49mm， Ra=3.2，要求粗车 半精车。 参照手册，粗车、半精车的余量分别为 6mm 和 2.0mm，加工总余量为 10mm,所以做一次粗车及两次半精车。 nts 16 计算各加工工序基本尺寸，半精车后的工序基本尺寸为 75mm，其他各工序基本尺寸依次为： 粗车： 75+22.0=79mm 毛坯： 96+16=85mm e. 偏心轴左端 65mm 外圆，外圆长度为 109mm， Ra=1.6，要求粗车 半精车 精车 。 参照手册，粗车、半精车、精车余量分别为 6mm、 2.0mm、 1.4mm，加工总余量为 20mm，所以做两次粗车、三次半精车及两次精车，加工总余量为 20.8mm，把精车余量修正为 1.0mm。 计算各加工工序基本尺寸，精车后工序基本尺寸为 65mm，其他各工序基本尺寸依次为： 半精车： 65+21.0=67mm 粗车： 67+32.0=73mm 毛坯： 73+26=85mm f. 偏心轴偏心部分 100mm 外圆，外圆长度为 219mm， Ra=1.6，要求先粗车，然后经热处理，再实用专用夹具夹持进行车削。 热处理前粗车余量为 6mm，热处理后，剩余总余量为 19mm，其中 16mm为单边余量， 3mm 为最终双边余量。单边余量做五次粗车及一次半精车，双边余量做两次精车，将精车余量修正为 1.5mm。 g. 偏心轴偏心部分 120mm 外圆，外圆长度为 15mm， Ra=6.3，粗车即可。在使用专用夹具前，双边加工总余量为 9mm，做两次粗车，余量修正为 4.5mm。再使用专用夹具 夹持进行切削，加工总余量为 16mm（单边），参照手册，粗车单边余量为 3mm，所以做五次粗车，将粗车余量修正为 3.2mm。 3.4.2 端面的加工余量 参照机械制造技术基础课程设计指导教程，零件全长 L=650，零件直径50d120时，端面的车削余量为 1.2mm。 3.4.3 键槽的加工余量 a. 轴右端 65mm 外圆表面键槽，键槽宽 B=16mm，键槽深 6mm。参照机nts 17 械制造技术基础课程设计指导教程，铣削余量为 1.5mm，公 差为 0.3mm。 b. 轴左端 M642 螺纹表面上的键槽， B=8mm，键槽深 4mm。参照手册，铣削余量为 1mm，公差为 0.2mm。 c. 轴偏心部分 100mm 外圆上的键槽， B=28mm，键槽深 10mm。参照手册，铣削余量为 2mm，公差为 0.3mm。 d. 轴右端 M642 螺纹表面上的键槽， B=8mm，键槽深 4mm。参照手册，铣削余量为 1mm，公差为 0.2mm。 e. 轴偏心部分 M1002 螺纹表面的键槽， B=12，键槽深 6mm。参照手册，铣 削余量为 1.5mm，公差为 0.2mm。 3.4.4 钻削余量 a. 偏心轴偏心部分外圆表面上的 4 孔，参照手册机械制造技术基础课程设计指导教程，钻削余量为 3.9mm b. 偏心轴轴体内的 8mm 深孔，参照手册，钻削余量为 7.8mm。 3.5 确定切削用量及基本工时 3.5.1 外圆、端面的切削用量及基本工时 1. 加工条件 工件材料： 45 锻 加工要求：车 轴各档外圆及端面 机床： CA6140 刀具：硬质合金可转位车刀：刀片材料 YT15，刀杆尺寸 1625mm2， kr=75度 ,r0=12,a0=8,选定刀具寿命为 30min. 2. 计算切削用量及基本工时 粗车轴右端 0460075 。外圆 背吃刀量即单边余量 ap=3mm 进给量：查机械切削工艺参数速查手册，根据工件材料、刀杆尺寸、工件直径及背吃
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