軸機械加工工藝銑鍵槽夾具設計

軸機械加工工藝銑鍵槽夾具設計,機械,加工,工藝,鍵槽,夾具,設計 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 軸零件的工藝規(guī)程及鉆銑鍵槽夾具設計 摘要 隨著社會的發(fā)展、科技的進步，機械行業(yè)對專業(yè)人才的需求在不斷變化，特別是隨著數控技術的應用和先進設備的增加，對既有扎實專業(yè)理論基礎，又會動手的職業(yè)技術人才需求越來越多。所以為了深化課程學習，我以極高的熱情對待這次課程設計。通過課程設計這一實踐環(huán)節(jié)，使我更好地理解和掌握本課程的基本理論和方法，進一步提高查閱技術資料、繪制零件圖等能力,按照一個簡單機械系統(tǒng)的功能要求，綜合運用所學知識，并對其中某些機構進行分析和設計?！? “以設計為主線，分析為設計服務，立足點是機械系統(tǒng)的方案設計”是機床夾具設計的新體系。機床夾具設計讓我們對所學課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們大學三年中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次機床夾具課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。 機械原理課程是培養(yǎng)學生具有機械理論能力的技術基礎課。課程設計則是機械設計課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，同時也是我學習機械專業(yè)來一次較為全面的自主進行機械設計能力的訓練。在這個為期六周的過程里，我有過緊張，有過茫然，有過喜悅，感受到了學習的艱辛，也收獲到了學有所獲的喜悅，回顧一下，我覺得進行機械原理課程設計的目的有如下幾點： 通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用機械原理課程和其他選修課程的理論與實際知識去分析和解決機械設計問題的能力。 學習設計機械產品的一般方法，掌握機械設計的一般規(guī)律。 學習進行機械基礎技能的訓練，例如：計算、繪圖、查閱設計資料和手冊等。 能熟練運用機床夾具設計課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。 由于能力有限，設計尚有許多的不足之處，懇請各位老師給予指導。 Design and drill keyway milling fixture technology of shaft parts Abstract:This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Key words:The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目錄 序 言 1 1 零件的分析 2 1.1零件的作用 2 1.2零件的工藝分析 2 2 工藝規(guī)程設計 3 2.1確定毛坯的制造形式 3 2.2基面的選擇 3 2.3制定工藝路線 4 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.5 確定切削用量及基本工時 6 3 夾具設計 12 3.1問題的提出 12 3.2定位基準的選擇 12 3.3切削力和夾緊力的計算 13 3.4定位誤差分析 14 3.5夾具設計及操作的簡要說明 15 總 結 16 致 謝 17 參 考 文 獻 18 19 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 軸的加工工藝規(guī)程及其夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 1 零件的分析 1.1零件的作用 軸的作用主要傳遞扭矩的作用。 1.2零件的工藝分析 軸有4個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。 1：以左端端面為基準的加工面，這組加工面主要是車右端端面鉆中心孔，粗車各段外圓 2：以右端端面為基準的加工面，這組加工面主要是車左端端面鉆中心孔， 3：以中心孔為基準加工面，主要是各段外圓，退刀槽 3：以外圓為基準的加工面，這組加工面主要是銑寬8mm的鍵槽，Φ6.8孔，Φ24孔，M6螺紋孔 2 工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 45剛的可鍛性好，因此可用鍛造的方法　因為是成批生產，采用模鍛的方法生產鍛件毛坯，既可以提高生產率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。 2.2基面的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取左端端面作為定位基準，。 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 以已經加工好的外圓和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 2.3制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案： 方案一 鍛造 退火處理 車左端端面 鉆中心孔 車右端端面，鉆中心孔 粗車各段外圓，退刀槽 修研中心孔 精車各段外圓 銑寬8mm鍵槽 鉆右端Φ24孔，車退刀槽 鉆Φ6.8孔 磨粗糙度為0.8的外圓 插寬6mm鍵槽 鉆左端M6螺紋孔 檢驗 入庫 方案二 鍛造 退火處理 車左端端面 鉆中心孔 車右端端面，鉆中心孔 粗車各段外圓，退刀槽 精車各段外圓 銑寬8mm鍵槽 鉆右端Φ24孔，車退刀槽 鉆Φ6.8孔 磨粗糙度為0.8的外圓 插寬6mm鍵槽 鉆左端M6螺紋孔 檢驗 入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一對各段外圓采用粗車和精車加工，并且在加工的時候修研中心孔，為后續(xù)精加工做好準備，這樣工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用沒有修研中心孔這個工序，不能保證加工精度要求，綜合考慮我們選擇方案一。 具體的加工路線如下 鍛造 退火處理 車左端端面 鉆中心孔 車右端端面，鉆中心孔 粗車各段外圓，退刀槽 修研中心孔 精車各段外圓 銑寬8mm鍵槽 鉆右端Φ24孔，車退刀槽 鉆Φ6.8孔 磨粗糙度為0.8的外圓 插寬6mm鍵槽 鉆左端M6螺紋孔 檢驗 入庫 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 軸零件材料為45 生產類型為大批量生產，采用鍛造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鍛造可直接獲得。 2、 軸的端面 由于軸端面要與其他接觸面接觸，查相關資料知余量留2mm比較合適。 3、軸的孔 毛坯為空心，鍛造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之間，參照參數文獻，確定工藝尺寸余量為2mm 2.5 確定切削用量及基本工時 工序：車左端端面鉆中心孔 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 753r/min 與753r/min相近的機床轉速為750r/min。現(xiàn)選取=750r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時， t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min) 工序：車右端端面鉆中心孔 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=92m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 545r/min 與545r/min相近的機床轉速為575r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; t=i==0.4833(min) 工序：粗車各段外圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 585r/min 與585r/min相近的機床轉速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; t=i==0.4833(min) 工序：銑寬8mm的鍵槽 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝1450 當＝1450r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序：精車各段外圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 873r/min 與873r/min相近的機床轉速為900r/min?，F(xiàn)選取=900r/min。 所以實際切削速度 == 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =0mm; t=i==0.711(min) 工序：鉆2-M6螺紋孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min 攻螺紋M6mm： 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 3 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配的任務做銑鍵槽的銑床夾具設計。 3.1問題的提出 本夾具主要用于銑鍵槽夾具設計，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。 3.2定位基準的選擇 基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。根據基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。 1. 設計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。 2. 工藝基準 零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。 （1）裝配基準 裝配時用以確定零件在部件或產品中的位置的基準，稱為裝配基準。 （2）測量基準 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。 （3）工序基準 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。 （4）定位基準 工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。 本道工序加工銑8mm鍵槽螺，精度不高，因此我們采用已加工好的Φ30外圓定位，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，手柄的壓緊力即可以滿足要求。 3.3切削力和夾緊力的計算 刀具： 采用鍵槽銑刀 φ4mm z=12 機床： x51立式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。 安全系數 K= 其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續(xù)切削系數1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3.4定位誤差分析 (1)分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差： 用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是V形塊對稱面，定位基準是外圓中心線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在V形塊對稱面上上下移動。定位誤差計算如下： △jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011 △db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016 △dw=△db-△jb=0.005 （1） 分析計算孔中心線與側板中心線的重合度誤差： △jb=0 △db=0 △dw=0 3.5夾具設計及操作的簡要說明 使用V型塊定位，手柄的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套，當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產效率，適合于大批量生產。 總 結 這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。 這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年