说明书-传动轴的机械加工工艺装备及铣键槽夹具设计.docx

传动轴的机械加工工艺装备及铣键槽夹具设计含4张CAD图

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传动轴 机械 加工 工艺 装备 键槽 夹具 设计 CAD
资源描述:
传动轴的机械加工工艺装备及铣键槽夹具设计含4张CAD图,传动轴,机械,加工,工艺,装备,键槽,夹具,设计,CAD
内容简介:
任 务 书一、设计题目:传动轴机械加工工艺规程及铣 键 槽 工 序 工艺装备设 计二、原始资料(1) 被 加 工 零 件 的 零 件 图1 张(2) 生 产 类 型 :( 中 批 或 大 批 大 量 生 产 )三、上交材料1所 加 工 的 零 件 图1 张2毛 坯 图1 张3 编 制 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片1 套4编 制 所 设 计 夹 具 对 应 的 那 道 工 序 的 机 械 加 工 工 序 卡 片1 套5 绘 制 夹 具 装 配 图 ( A0 或 A1 )1 张6 绘 制 夹 具 中 1 个 零 件 图 ( A1 或 A2 。 装 配 图 出 来 后 , 由 指 导 教 师 为 学 生 指 定 需 绘 制 的 零 件 图 ,一 般 为 夹 具 体 )。1 张 7课 程 设 计 说 明 书 ,包 括 机 械 加 工 工 艺 规 程 的 编 制 和 机 床 夹 具 设计 全 部 内 容 。 ( 约 5000-8000 字 )1 份四、进度安排本 课 程 设 计 要 求 在 3 周 内 完 成 。1 第 l 2 天 查 资 料 , 绘 制 零 件 图 。2第 3 7 天 ,完 成 零 件 的 工 艺 性 分 析 ,确 定 毛 坯 的 类 型 、制 造 方 法 , 编 制 机 械 加 工 工 艺 规 程 和 所 加 工 工 序 的 机 械 加 工 工 序 卡 片 。3第 8 10 天 ,完 成 夹 具 总 体 方 案 设 计( 画 出 草 图 ,与 指 导 教 师 沟 通 , 在 其 同 意 的 前 提 下 , 进 行 课 程 设 计 的 下 一 步 ) 。4 第 11 13 天 , 完 成 夹 具 装 配 图 的 绘 制 。5 第 14 15 天 , 零 件 图 的 绘 制 。6 第 16 18 天 , 整 理 并 完 成 设 计 说 明 书 的 编 写 。7 第 19 天 21 天 , 完 成 图 纸 和 说 明 书 的 输 出 打 印 。 答 辩五、指导教师评语该生设 计 的 过 程 中 表 现 一 般,设 计 内 容 反 映 的 基 本 概 念 及 计 算 一 般,设 计 方 案 合 理,图 纸 表 达 清 晰, 说 明 书 撰 写 一 般, 答 辩 表 现 一 般。综合评定成绩: 指导教师 日期 2020.7.17摘要通 过在 校 期 间对 传 动 轴的 学 习 和认 识 对 传动 轴 进 行一 下 系 统的 分 析 和设 计 , 支承 传 动 件的 零 件称 为 轴 。 轴 类 零 件课 程 设 计是 机 械 工程 类 专 业学 生 完 成本 专 业教 学 计 划的 一 个 极 为 重 要 的 实 践 性 教 学 环 节 , 是 使 学 生 综 合 运 用 所 学 过 的 基 本 理论 、 基 本知 识 与 基本 技 能 去解 决 专业 范 围 内的 工 程 技术 问 题而 进 行 的一 次 基 本训 练 。 这对 我 即 将从 事 的 相关 技 术 工 作 和未 来 事 业的 开 拓 都具 有 一 定意 义 。 传 动轴 是 组 成机 器 零 件 的主 要 零件 之 ,一 切做 回 转运 动 的 传动 零 件( 例 如:齿 轮 , 蜗 轮等 )都 必须 安 装在 传 动轴 上 才能 进 行运 动 及动 力 的传 动, 传 动轴 常 用于 变 速箱 与 驱动 桥 之间 的 连接 。这 种轴 一 般较 长, 且 转速 高 , 只能 承 受 扭矩 而 不 承受 弯 矩。 应 该 使传 动 轴 具有 足 够的 刚 度 和高 临 界 转速 , 在 强度 计 算中 , 由 于所 取 的 安全 系 数较 大 , 从而 使 轴 的尺 寸 过 大, 本 文讨 论 的 传动 轴 工 艺设 计 方法 , 并 根据 现 行 规范 增 添 了些 表 面处 理 的 方式 比 如 表面 法 兰 。关 键词 : 传动 轴 ; 零 件 ; 刚 度 ; 强 度AbstractThrough the learning and understanding of the transmission shaft in school to the transmission shaft system analysis and design, supporting the parts of the transmission is called the shaft. Shaft parts graduation design is a very important practical teaching link for students majoring in mechanical engineering to complete the teaching plan of this major. It is a basic training for students to comprehensively apply the basic theory, basic knowledge and basic skills they have learned to solve engineering and technical problems within the scope of their major. This is of certain significance to my future related technical work and future career development. Shaft is composed of machine parts of the main parts, all the rotary movement of transmission parts (such as: gear, worm gear, etc.) must be installed on the transmission shaft to carry out the movement and power transmission, transmission shaft is often used for transmission and drive axle between the connection. The shaft is generally longer and rotates at a high speed, and can only withstand torque but not bending moment. The drive shaft should have sufficient stiffness and high critical speed. In the strength calculation, thesize of the shaft is too large due to the large safety factor taken. In this paper, the process design method of the drive shaft is discussed.Keywords: drive shaft; parts; stiffness; strength目 录1 引 言11.1 背 景现 状11.2 本 文研 究 的目 的 和研 究 内容12 零 件的 分 析12.1 零 件的 作 用12.2 零 件的 工 艺分 析22.3 零 件表 面 加工 方 法的 选 择23 加 工方 案 的选 择33.1 方 案选 择33.2 加 工的 技 术要 求44 确 定毛 坯54.1 传 动轴 毛 坯54.2 传 动轴 毛 坯材 料54.3 毛 坯图54.3 确 定锻 件 加工 余 量65 工 艺规 程 设计75.1 定 位基 准 的选 择75.2 表 面加 工 方法 的 确定85.3 热 处理85.4 辅 助工 艺95.5 工 序顺 序 的安 排95.6 拟 定工 艺 规程95.7 加 工顺 序 的安 排95.8 制 定工 艺 路线106 夹 具的 设 计136.1 夹 具简 介136.2 夹 具的 作 用146.3 铣 床 夹具 的 设计 特 点146.4 定 位方 案设 计156.5 夹 具的 具 体设 计157 总 结16参 考文 献171 引言1.1 背 景 现 状传 动 轴 是 机 械 零 件 中 重 要 零 件 之 一 ,它 起 到 连 接 支 撑 和 传 递 转 矩 的 作 用 。就 目 前 来 看 传 动 轴 存 在 的 问 题 还 是 很 多 的 ,重 要 表 面 质 量 达 不 到 要 求 ,装 配 中 密 封 不 到 位 等 ,尤 其 是 汽 车 方 面 。很 多 汽 车 生 产 商 不 得 不 把 自 己 所 产 汽 车 召 回 ,浪 费 了 大 量 的 人 力 物 力 ,也 给 消 费 者 带 来 了 诸 多 麻 烦 , 给 自 己 企 业 造 成 了 负 面 影 响 。1.2 本 文 研 究 的 目 的 和 研 究 内 容本 文 研 究 的 目 的 是 研 究 传 动 轴 的 设 计 工 艺 ,从 而 培 养 学 生 综 合 分 析 和 解 决 本 专 业 的 一 般 工 程 技 术 问 题 的 独 立 工 作 能 力 、 分 析 解 决 能 力 ,加 深 学 生 的 知 识 和 所 学 课 程 之 间 的 联 系 。综 合 运 用 机 械 设 计 课 程 及 其 他 有 关 已 修 课 程 的 理 论 和 生 产 实 际 知 识 进 行 机 械 设 计 训 练 ,主 要 内 容 是 传 动 轴 的 如 何 选 择 材 料 ,传 动 轴 的 分 析 和 加 工 方 法 的 选 择 ,传 动 轴 的 加 工 方 案 的 选 择 以 及 如 何 选 择 毛 坯 。通 过 计 算 设 计 出 加 工 传 动 轴 的 加 工 时 间 及 夹 具 设 计 。做 到 有 计 划 的 利 用 时 间 去 生 产 提 高 生 产 效 率 。2 零件的分析2.1 零 件 的 作 用轴 是 组 成 机 器 零 件 的 主 要 零 件 之 一 。一 切 做 回 转 运 动 的 传 动 零 件( 例 如 : 齿 轮 , 蜗 轮 等 ) 都 必 须 安 装 在 轴 上 才 能 进 行 运 动 及 动 力 的 传 递 。 因 此 , 轴 的 主 要 功 用 是 支 撑 回 转 零 件 和 传 递 运 动 和 动 力 。 跟 据 轴 线 形 状 的 不 同 可 分 为 , 直 轴 、 曲 轴 、 挠 性 轴 。按 照 承 受 载 荷 的 不 同 , 轴 可 以 分 为 转 轴 , 心 轴 , 和 传 动 轴 三 类 。 工 作 中 ,既 承 受 弯 矩 又 承 受 转 矩 的 轴 称 为 转 轴 。这 类 轴 在 各 种 机 器 中最 为 常 见 。只 承 受 弯 矩 而 不 承 受 转 矩 的 轴 称 为 心 轴 。心 轴 又 分 为 回 转 心 轴 和 静 止 心 轴 两 种 。 只 能 承 受 转 矩 而 不 承 受 弯 矩 的 轴 叫 传 动 轴 。2.2 零 件 的 工 艺 分 析( 1) 对 于 该 轴 , 其 工 艺 路 线 是 : 正 火 车 两 端 面 钻 两 端 面 中 心 孔 粗 车 各 表 面 半 精 车 各 表 面 倒 角 和 切 槽 铣 键 槽 车 螺 纹 半 精 铣 精 车 各 表 面 精 铣 去 毛 刺 粗 精 磨 外 圆 检 验 。( 2) 轴 上 的 键 槽 、 螺 纹 等 表 面 的 加 工 , 一 般 安 排 在 外 圆 精 车 之 后 ,磨 削 之 前 进 行 。因 为 如 果 在 精 车 之 前 就 铣 出 键 槽 ,在 精 车 时 由 于 断 续 切 削 而 易 产 生 振 动 ,影 响 加 工 质 量 ,又 容 易 损 坏 刀 具 ,也 难 以 控 制 键 槽 的 尺 寸 。但 也 不 应 安 排 在 外 圆 精 磨 之 后 进 行 ,以 免 破 坏 外 圆 表 面 的 加 工 精 度 和 表 面 质 量 。( 3) 在 轴 类 零 件 的 加 工 过 程 中 , 应 当 安 排 必 要 的 热 处 理 工 序 , 以 保 证 其 机 械 性 能 和 加 工 精 度 ,并 改 善 工 件 的 切 削 加 工 性 。一 般 毛 坯 锻 造 后 安 排 正 火 工 序 ,而 调 质 则 安 排 在 粗 加 工 后 进 行 ,以 便 消 除 粗 加 工 后 产 生 的 应 力 及 获 得 良 好 的 综 合 机 械 性 能 。淬 火 工 序 则 安 排 在 磨 削 工 序 之 前 。2.3 零 件 表 面 加 工 方 法 的 选 择传 动 轴 的 主 要 加 工 面 有 外 圆 面 、端 面 、倒 角 。因 此 主 要 釆 用 车 削 。 外 圆 加 工 的 方 法 为 :粗 车 半 精 车 精 车 。次 要 加 工 面 面 有 键 槽 、 螺 纹 。 外 圆 表 面 加 工 方 案 如 表 2-3-1 所 示 , 键 槽 加 工 方 案 如 表 2-3- 2 所 示 。表 2-3-1 外 圆 表 面 加 工 方 案加 工 方 案加 工 精 度 等 级 ( IT)表 面 粗 糙 度 Ra/ mm粗车IT11 及 以 下5012.5半精车8106.33.2精车671.60.8表 2-3-2 键 槽 加 工 方 案加 工 方 案加 工 精 度 等 级 ( IT)表 面 粗 糙 度 Ra/ mm铣796.31.63 加工方案的选择3.1 方 案 选 择工 序 1: 正 火 :工 序 2: 粗 车 轴 的 两 端 面 ; 工 序 3: 钻 两 端 面 中 心 孔 ;工 序 4: 粗 车 外 圆 大 小 端 各 外 径 ; 工 序 5: 半 精 车 , 倒 角 , 切 槽 ;工 序 6: 铣 键 槽 ;工 序 7: 车 螺 纹 , 半 精 铣 ; 工 序 8: 精 车 , 精 铣 :工 序 9: 去 毛 刺 ; 工 序 10 : 粗 精 磨 ; 工 序 11 : 终 检 。本 设 计 的 加 工 方 法 如 下 ( 从 轴 右 到 左 依 次 加 工 ) :两 端 面 :精 度 等 级 IT12, 表 面 粗 糙 度 Ra12.5 mm ,需 进 行 车 削加 工 。2F 21 右 外 圆 表 面 :精 度 等 级 IT 6,表 面 粗 糙 度 为 Ra1.6 mm 需 进 行 粗 车 , 半 精 车 , 精 车 。F 25 外 圆 表 面 : 精 度 等 级 IT 6, 表 面 粗 糙 度 为 Ra 1.6 mm 需 进 行 粗 车 , 半 精 车 , 精 车 。F 28 外 圆 表 面 : 精 度 等 级 IT 8, 表 面 粗 糙 度 为 Ra 3.2 mm 需 进 行 粗 车 , 半 精 车 。F 32 外 圆 表 面 : 精 度 等 级 IT 6, 表 面 粗 糙 度 为 Ra1 .6 mm 需 进 行 粗 车 , 半 精 车 , 精 车 。F 40 外 圆 表 面 : 精 度 等 级 IT 12 , 表 面 粗 糙 度 为 Ra12.5 mm 需 进 行 粗 车 。F 25 左 外 圆 表 面 :精 度 等 级 IT 6,表 面 粗 糙 度 为 Ra1.6 mm 需 要 进 行 粗 车 , 半 精 车 , 精 车 。铣 键 槽 、 螺 纹 。 磨 削 。3.2 加 工 的 技 术 要 求( 1) 尺 寸 精 度 轴 类 零 件 的 主 要 表 面 常 为 两 类 , 一 类 是 与 轴 承 的 内 圈 配 合 的 外 圆 轴 颈 ,即 支 承 轴 颈 ,用 于 确 定 轴 的 位 置 并 支 承 轴 ,尺 寸 精 度 要 求 较 高 , 通 常 为 IT5 IT7 ; 另 一 类 为 与 各 类 传 动 件 配 合 的 轴 颈 , 即 配 合 轴 颈 , 其 精 度 稍 低 , 通 常 为 IT8 IT10 。( 2)几 何 形 状 精 度 主 要 指 轴 颈 表 面 、外 圆 面 等 重 要 表 面 的 圆 度 、 圆 柱 度 。其 误 差 一 般 应 限 制 在 尺 寸 公 差 范 围 内 ,对 于 精 密 轴 ,需 在 零 件 图 上 另 行 规 定 其 几 何 形 状 精 度 。( 3) 相 互 位 置 精 度 包 括 内 、 外 表 面 , 重 要 轴 面 的 同 轴 度 、 圆 的 径 向 跳 动 、 重 要 端 面 对 轴 心 线 的 垂 直 度 、 端 面 间 的 平 行 度 等 。( 4) 表 面 粗 糙 度 轴 的 加 工 表 面 都 有 粗 糙 度 的 要 求 , 一 般 根 据 加 工 的 可 能 性 和 经 济 性 来 确 定 。4 传动轴毛坯材料及加工余量毛坯4.1 传 动 轴 毛 坯轴 类 零 件 可 根 据 使 用 要 求 、生 产 类 型 、设 备 条 件 及 结 构 ,选 用 棒 料 、锻 件 等 毛 坯 形 式 。对 于 外 圆 直 径 相 差 不 大 的 轴 ,一 般 以 棒 料 为 主 ; 而 对 于 外 圆 直 径 相 差 大 的 阶 梯 轴 或 重 要 的 轴 ,常 选 用 锻 件 ,这 样 既 节 约 材 料 又 减 少 机 械 加 工 的 工 作 量 , 还 可 改 善 机 械 性 能 。根 据 生 产 规 模 的 不 同 ,毛 坯 的 锻 造 方 式 有 自 由 锻 和 模 锻 两 种 。中 小 批 生 产 多 采 用 自 由 锻 , 大 批 大 量 生 产 时 采 用 模 锻 。4.2 传 动 轴 毛 坯 材 料轴 类 零 件 应 根 据 不 同 的 工 作 条 件 和 使 用 要 求 选 用 不 同 的 材 料 并采 用 不 同 的 热 处 理 规 范( 如 调 质 、正 火 、淬 火 等 ),以 获 得 一 定 的 强 度 、 韧 性 和 耐 磨 性 。45 钢 是 轴 类 零 件 的 常 用 材 料 ,它 价 格 便 宜 经 过 调 质( 或 正 火 )后 , 可 得 到 较 好 的 切 削 性 能 ,而 且 能 获 得 较 高 的 强 度 和 韧 性 等 综 合 机 械 性 能 , 淬 火 后 表 面 硬 度 可 达 45 52HRC。40Cr 等 合 金 结 构 钢 适 用 于 中 等 精 度 而 转 速 较 高 的 轴 类 零 件 ,这 类 钢 经 调 质 和 淬 火 后 , 具 有 较 好 的 综 合 机 械 性 能 。轴 承 钢 GCr15 和 弹 簧 钢 65Mn 经 调 质 和 表 面 高 频 淬 火 后 ,表 面 硬 度 可 达 50 58HRC, 并 具 有 较 高 的 耐 疲 劳 性 能 和 较 好 的 耐 磨 性 能 , 可 制 造 较 高 精 度 的 轴 。一 般 在 满 足 使 用 要 求 的 前 提 下 ,尽 量 采 用 国 家 资 源 丰 富 的 材 料 ,该 轴 的 材 料 为 45 钢 , 长 度 170mm, 直 径 41mm。4.3 毛 坯 图毛 坯 为 直 径 41mm ,长 度 为 170mm 的 圆 柱 45 钢 。如 图 4-3-1 所 示 。图 4-3-14.4 确 定 锻 件 加 工 余 量锻 件 加 工 余 量 及 形 状 如 表 4-4-1 所 示 :表 4-4-1 锻 件 加 工 余 量 及 形 状 表加工表面工序名称加工余量(mm)工序尺寸(mm)尺寸公差(mm)表面粗糙度 Ra( mm )毛 坯 外 圆 表 面固定41右 端 21 外 圆 表 面粗车1922h1112.5右 端 21 外 圆 表 面半精车0.821.2h106.3右 端 21 外 圆 表 面精车0.121.1h61.625 外 圆 表 面粗车1526h1112.525 外 圆半精车0.825.2h106.3表 面25 外 圆 表 面精车0.125.1h61.628 外 圆 表 面粗车1229h1112.528 外 圆 表 面半精车0.928.1h83.232 外 圆 表 面粗车833h1112.532 外 圆 表 面半精车0.832.2h106.332 外 圆 表 面精车0.132.1h61.640 外 圆 表 面粗车140h1112.525 外 圆 表 面粗车1526h1112.525 外 圆 表 面半精车0.825.2h106.325 外 圆 表 面精车0.125.1h61.65 工艺规程设计5.1 定 位 基 准 的 选 择( 1) 粗 基 准 的 选 择 : 由 于 本 传 动 轴 全 部 表 面 均 需 加 工 , 而 轴 的 中 心 线 作 为 精 基 准 ,应 该 选 择 该 传 动 轴 的 一 端 面 作 为 主 要 的 定 位 粗 基 准 。( 2) 精 基 准 的 选 择 : 本 零 件 是 传 动 轴 , 孔 是 其 设 计 基 准 亦 是 其 装 配 基 准 和 测 量 基 准 ,为 避 免 由 于 基 准 不 重 合 而 造 成 的 误 差 且 考 虑 到 要 保 证 零 件 的 加 工 精 度 和 装 夹 准 确 方 便 ,依 据“ 基 准 重 合 ”原 则 和“ 基 准 统 一 ”原 则 ,应 该 选 择 传 动 轴 的 中 心 线 以 及 粗 加 工 后 的 端 面 为 主 要 的 定 位 精 基 准 。5.2 表面加工方法的确定工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达 到质量要求,加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求,先选择能够保 证该要求的最终加工方法,然后选择其中一个比较合理的方案。本零件的毛坯 为锻件,待加工面有端面,键槽,螺纹等。材料为 45 钢.公差等级及粗糙度要 求参考零件图。其加工方法的选择如下:(1)端面:本零件的端面大部分尺寸精度要求不高,很大部分无需去除材料。 待加工的主要端面有零件的右端面和左端面,经车削即可获得。(2)键槽:本零件主要加工键槽,铣键槽。(3)外圆 :主动齿轮上有较多的外圆,根据不同的公差等级及粗糙度要求, 选择粗车,半精车,精车等加工方法,保证不同的技术要求。(4)螺纹:对螺纹的加工需要专用的螺纹车刀。5.3 热 处 理( 1) 锻 造 毛 坯 在 加 工 前 , 均 需 安 排 正 火 或 退 火 处 理 , 使 钢 材 内 部 晶 粒 细 化 , 消 除 锻 造 应 力 , 降 低 材 料 硬 度 , 改 善 切 削 加 工 性 能 。( 2) 调 质 一 般 安 排 在 粗 车 之 后 、 半 精 车 之 前 , 以 获 得 良 好 的 物 理 力 学 性 能 。( 3) 表 面 淬 火 一 般 安 排 在 精 加 工 之 前 , 这 样 可 以 纠 正 因 淬 火 引 起 的 局 部 变 形 。( 4) 精 度 要 求 高 的 轴 , 在 局 部 淬 火 或 粗 磨 之 后 , 还 需 进 行 低 温 时 效 处 理 。5.4 辅助工序辅助工序是指不用加工,也不改变工件尺寸和性能的工序,但对保证加工 质量有着重要的作用,辅助工序的种类较多,包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、 防 锈、去磁和平衡等。辅助工序也是必要的工序,若安排不当或遗漏,将会给 后续工序 和装配带来困难,影响产品质量,甚至使机器不能使用。在半精加工 后,安排去毛刺和中间检验工序;精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序。5.5 工序顺序的安排( 1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工基准首先加工轴的右端面, 保其总长,后车外圆。(2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。(3)遵循“先主后次”原则,先加工主要表面各外圆表面,后加工次要 表面螺纹的车削等。5.6 拟 定 工 艺 规 程拟 定 传 动 轴 的 工 艺 过 程 时 ,在 考 虑 主 要 表 面 加 工 的 同 时 ,还 要 考 虑 次 要 表 面 的 加 工 。 在 半 精 加 工 外 圆 表 面 时 , 根 据 图 样 规 定 的 尺 寸 , 同 时 加 工 出 各 退 刀 槽 以 及 倒 角 ;两 个 键 槽 应 在 半 精 车 后 以 及 磨 削 之 前 加 工 出 来 ,这 样 可 保 证 铣 键 槽 时 有 较 精 确 的 定 位 基 准 ,又 可 避 免 在 精 磨 后 铣 键 槽 时 破 坏 已 精 加 工 的 外 圆 表 面 。在 拟 定 工 艺 过 程 时 ,应 考 虑 检 验 工 序 的 安 排 、检 查 项 目 及 检 验 方 法 的 确 定 。 综 上 所 述 , 所 确 定 的 该 传 动 轴 加 工 工 艺 过 程 见 表 。5.7 加 工 顺 序 的 安 排本 文 轴 加 工 工 艺 路 线 为 :下 料 锻 造 正 火 车 两 端 面 钻 两 端 面 中 心 孔 粗 车 各 表 面 半 精 车 各 表 面 倒 角 和 切 槽 铣 键 槽 车 螺 纹 半 精 铣 精 车 各 表 面 精 铣 去 毛 刺 粗 精 磨 外 圆 检 验 。5.8 制 定 工 艺 路 线根 据 零 件 的 几 何 形 状 ,尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 术 要 求 ,以 及 加 工 方 法 所 能 达 到 的 经 济 精 度 , 在 生 产 纲 领 已 确 定 的 情 况 下 。 可 以 考 虑 采 用 万 能 性 机 床 配 以 专 用 工 卡 具 , 并 且 尽 量 使 工 序 集 中 来 提 高 生 产 率 。 除 此 之 外 ,还 应 该 考 虑 经 济 效 果 , 以 便 使 生 产 成 本 尽 量 下 降 。 加 工 条 件 : 加 工 材 料 采 用 45 钢 。 加 工 主 要 过 程 如 下 表 5-8-1 :表 5-8-1 加 工 过 程工 序 号工 序 名 称工 序 内 容工 艺 装 备1备 料毛 坯 41mm、 长 170mm2锻 造锻 造立 式 精 锻 机3热 处 理正 火4粗 车 削左 右 端 面外 圆 车 刀 、 游 标 卡 尺5钻 削钻 左 右 两 端 面 的 中 心 孔麻 花 钻 、 内 径 千 分 尺6粗 车 削21mm、 25mm、 28mm、 32mm、 40mm、 25mm 各 外 圆 面外 圆 车 刀 、 游 标 卡 尺7半 精 车 削21mm、 25mm、 28mm、 32mm、 40mm、 25mm 各 外 圆 面外 圆 车 刀 、 游 标 卡 尺8倒 角 和 切 槽车 倒 角 和 切 槽倒 角 刀 、 切 槽 刀 、 游 标 卡 尺 、 量 角 仪9粗 铣 削铣 21mm 轴 段 6mm 24mm 键 槽 、 铣 32mm 轴 段 10mm 33mm 键 槽立 铣 刀 、 游 标 卡 尺10半 精 车 削轴 M28mm 螺 纹螺 纹 车 刀 、 螺 纹 量 规 11半 精 铣 削铣 21mm 轴 段 6mm 24mm 键 槽 、 铣 32mm 轴 段 10mm 33mm 键 槽立 铣 刀 、 游 标 卡 尺12精 车 削21mm、 25mm、 32mm、 25mm 外 圆 面外 圆 车 刀 、 游 标 卡 尺13精 铣 削铣 21mm 轴 段 6mm 24mm 键 槽 侧 表 面 、 铣 32mm 轴 段 10mm 33mm 键 槽 侧 表 面立 铣 刀 、 游 标 卡 尺14去 毛 刺去 零 件 的 毛 刺锉 刀15粗 精 磨粗 精 磨 各 外 圆磨 刀 、 游 标 卡 尺16终 检终 检( 1) : 粗 车 轴 的 两 端 面 ; 钻 两 端 面 中 心 孔 。 机 床 : CA6140 型 卧 式 车 床 ; Z535 立 钻 。刀 具 : YT6 硬 质 合 金 外 圆 车 刀 ; 麻 花 钻 。( 2) : 轴 的 各 段 加 工 及 所 需 时 长 。机 床 : CA6140 型 卧 式 车 床 , 转 速 n=400r/min。 刀 具 : 选 用 YT6 硬 质 合 金 外 圆 车 刀 。切 削 速 度vc = 59.032m/min进 给 量 : f=0.05mm/r。进 给 速 度 : vf= f n = 0.05x400 = 20mm/min 。加 工 工 时 : t = L/vf 。加 工 21mm 段 。41mm 切 削 至 22mm,背 吃 刀 量 ap = 19mm ,切 削 长 度 L=35mm; 从 22mm 切 削 至 21.1mm, 背 吃 刀 量 ap = 0.9mm , 切 削 长 度L=35mm; 加 工 工 时 t = L/vf= 5.25min 。 加 工 25mm 段 。从 41mm 切 削 至 26mm,背 吃 刀 量 ap = 15mm ,切 削 长 度 L=26mm; 从 26mm 切 削 至 25.1mm, 背 吃 刀 量 ap = 0.9mm , 切 削 长度 L=26mm; 加 工 工 时 t = L/vf= 3.9min 。加 工 28mm 段 。从 41mm 切 削 至 29mm,背 吃 刀 量 ap = 12mm ,切 削 长 度 L=30mm; 从 29mm 切 削 至 28.1mm, 背 吃 刀 量 ap = 0.9mm , 切 削 长度 L=30mm; 加 工 工 时 t = L/vf= 4.5min 。加 工 32mm 段 。 从 41mm 切 削 至 33mm, 背 吃 刀 量 ap = 8mm , 切 削 长 度 L=46mm;从 33mm 切 削 至 32.1mm, 背 吃 刀 量 ap = 0.9mm ,切 削 长度 L=46mm; 加 工 工 时 t = L/vf= 6.9min 。加 工 40mm 段 。 从 41mm 切 削 至 40mm, 背 吃 刀 量 ap = 1mm 切 削 长度 L=7mm; 加 工 工 时 t = L/vf= 0.7min 。加 工 25mm 段 。从 41mm 切 削 至 26mm,背 吃 刀 量 ap = 15mm ,切 削 长 度 L=23mm; 从 26mm 切 削 至 25.1mm, 背 吃 刀 量 ap = 0.9mm , 切 削 长度 L=23mm; 加 工 工 时 t = L/vf= 3.45min 。( 3) 倒 角 加 工 及 切 槽 加 工在 轴 的 各 段 半 精 车 以 后 ,开 始 车 轴 左 端 面 1.5 45 倒 角 、32m m 右 端 2 45 倒 角 、 轴 25mm 右 端 和 右 端 面 1 45 倒 角 。 21mm 和 25mm 轴 段 之 间 、25mm 和 28mm 轴 段 之 间 、32mm 和 40mm 轴 段 之 间 、40mm 和 25mm 轴 段 之 间 均 切 槽 2mm 1mm。 车 刀 选 用 kr = 45 的 直 头 通 切 车 刀 及 切 槽 刀 。( 4) 铣 键 槽 加 工 及 所 需 时 长机 床 : 立 式 铣 床 X53T转 速 n=180r/min纵 向 进 给 量 为 f1 = 10 mm/min横 向 进 给 量 为 f2 = 10 mm/min 切 削 速 度 v = 56.52m/min大 键 槽 深 度 h= 5mm, 长 度 L=33mm。 铣 键 槽 时 纵 向 所 需 时 长 为 t1 = h/f1 = 0.5min ,铣 键 槽 时 纵 向 所 需 时 长 为 t 2 = L/f2 = 3.3min ,则 铣 大 键 槽 所 需 时 间 为 t1 + t 2 = 3.8min 。小 键 槽 深 度 h= 3.5 mm,长 度 L= 24 mm。铣 键 槽 时 纵 向 所 需 时 长 为 t1 = h/f1 = 0.35min , 铣 键 槽 时 纵 向 所 需 时 长 为 t 2 = L/f2 = 2.4min , 则 铣 大 键 槽 所 需 时 间 为 t1 + t 2 = 2.75min 。( 5) 去 毛 刺毛 刺 是 冲 裁 后 冲 件 断 面 边 缘 锋 利 的 凸 起 。经 过 去 毛 刺 处 理 后 会 使 零 件 表 面 的 精 度 大 大 提 高 。所 以 去 毛 刺 是 不 可 或 缺 的 一 道 重 要 工 序 .( 6) 磨 削机 床 : 万 能 外 圆 磨 床 M131WE, 作 台 移 动 速 度 v=100mm/min。轴 的 各 段 精 加 工 后 , 需 要 对 轴 进 行 磨 削 以 达 到 标 准 的 图 纸 要 求 。 磨 削 的 加 工 余 量 为 0.1mm, 需 要 磨 削 的 轴 长 为 L=167mm, 设 置 的 背 吃 刀 量 ap = 0.1mm , 则 轴 的 磨 削 加 工 时 长 为 t=L/v=1.67min。6 夹具设计6.1 夹 具 简 介(1)机床夹具是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备,例如车 间中常见的 车床上使用的三爪卡盘、铣床上使用的平口虎钳等。工件通过机床 夹具进行安装时, 包含了两层含义:一是工件通过夹具上的定位元件获得正确 的位置,称为定位 (Locating);二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加工 过程中保持不变,称为夹紧 (Clamping)。(2)功能:保证工件加工精度稳定:工件通过机床夹具进行安装时,工件 相对于机床、刀具之间的位置精度由夹具保 证,不受工人技术水平的影响,工 件加工精度稳定;减少辅助工时:提高生产效率 使用夹具来安装工件,可以免 去工件逐个画线、找正对刀等辅助时间,且工件装 夹方便。如采用多件、多工 位夹具,以及气动、液压动力夹紧装置,可以进一步减少 辅助时间,提高生产 率;扩大机床的使用范围:有些机床上配备专用夹具实质上是对机床进行了部 分改造,扩大了原机床的功能 和使用范围。如在车床床鞍上或在摇臂钻床工作 台上安装放镗模夹具,就可以进行箱 体零件的孔系加,使车床、钻床具有镗床 的功能;保证生产安全:可降低对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度, 保证生产安全。6.2 夹 具 的 作 用零 件 在 加 工 的 过 程 中 夹 具 的 定 位 固 定 是 非 常 重 要 的 ,当 定 位 不 准 确 或 加 工 中 出 现 振 动 , 都 会 影 响 零 件 在 加 工 中 各 段 的 精 度 。 并 且 会 随 着 最 终 的 完 工 使 工 件 偏 离 原 来 尺 寸 要 求 达 不 到 设 计 的 要 求 , 这 就 要 有 合 理 的 装 夹 保 证 在 加 工 中 的 稳 定 , 保 证 加 工 质 量 。 使 用 夹 具 要 简 单 装 夹 或 拆 卸 方 便 , 本 节 以 在 铣 床 上 铣 键 槽 为 例 来 说 明 。6.3 铣 床 夹 具 的 设 计 特 点铣 床 夹 具 与 其 它 机 床 夹 具 的 不 同 之 处 在 于 :它 是 通 过 定 位 键 在 机 床 上 定 位 , 用 对 刀 装 置 决 定 铁 刀 相 对 于 夹 具 的 位 置 。( 1) 铣 床 夹 具 的 安 装铣 床 夹 具 在 铣 床 工 作 台 上 的 安 装 位 置 ,直 接 影 响 被 加 工 表 面 的 位 置 精 度 ,因 而 在 设 计 时 必 须 考 虑 其 安 装 方 法 ,一 般 是 在 夹 具 底 座 下 面 装 两 个 定 位 键 。定 位 键 的 结 构 尺 寸 已 标 准 化 ,应 按 铣 床 工 作 台 的 T 形 槽 尺 寸 选 定 ,它 和 夹 具 底 座 以 及 工 作 台 T 形 槽 的 配 合 为 H7/h6 、 H8/h8 。 两 定 位 键 的 距 离 应 力 求 最 大 , 以 利 提 高 安 装 精 度 。作 为 定 位 键 的 安 装 是 夹 具 过 两 个 定 位 键 嵌 入 到 说 床 工 作 台 的 同 一 条 T 形 槽 中 ,再 用 T 形 螺 栓 和 垫 圈 、螺 母 将 夹 具 体 紧 固 在 工 作 台 上 , 所 以 在 夹 具 体 上 还 需 要 提 供 两 个 穿 T 形 螺 栓 的 耳 座 。如 果 夹 具 宽 度 较 大 时 ,可 在 同 侧 设 置 两 个 耳 座 ,两 耳 座 的 距 离 要 和 铣 床 工 作 台 两 个 T形 槽 间 的 距 离 一 致 。( 2) 铣 床 夹 具 的 对 刀 装 置铣 床 夹 具 在 工 作 台 上 安 装 好 了 以 后 ,还 要 调 整 铣 刀 对 夹 具 的 相 对 位 置 ,以 便 于 进 行 定 距 加 工 。为 了 使 刀 具 与 工 件 被 加 工 表 面 的 相 对 位 置 能 迅 速 而 正 确 地 对 准 ,在 夹 具 上 可 以 釆 用 对 刀 装 置 。对 刀 装 置 是 由 对 刀 块 和 塞 尺 等 组 成 ,其 结 构 尺 寸 已 标 准 化 。各 种 对 刀 块 的 结 构 ,可 以 根 据 工 件 的 具 体 加 工 要 求 进 行 选 择 。由 于 说 削 时 切 削 力 较 大 ,振 动 也 大 ,夹 具 体 应 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ,还 应 尽 可 能 降 低 夹 具 的 重 心 ,工 件 待 加 工 表 面 应 尽 可 能 靠 近 工
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本文标题:传动轴的机械加工工艺装备及铣键槽夹具设计含4张CAD图
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