輸出軸加工工藝及鉆10-Φ20mm夾具設計【含CAD圖紙、說明書】

輸出軸加工工藝及鉆10-Φ20mm夾具設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,輸出,加工,工藝,10,20,mm,妹妹,夾具,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 機電及自動化學院 《機械制造工藝學》課程設計說明書 設計題目： 姓 名： 學 號： 班 級： 指導老師： 前言 本說明書是編者根據(jù)輸出軸設計過程所需夾具的設計原理編寫的。主要包括任務介紹、方案選擇、定位誤差分析等內容。 《專業(yè)課程綜合設計課程設計》安排在大四上學期，是我們學完了機械制圖、機械制造工藝學、工程材料、機械設計、CAD/CAM等專業(yè)基礎課和主要專業(yè)課，參加了金工實習、認知實習、生產(chǎn)實習，經(jīng)過了機械設計、機械制造技術基礎課程設計之后進行的又一次實踐性環(huán)節(jié)，這是我們對以前所學各門課程的一次較為深入的綜合總復習，同時還要對相關課外知識進行查閱和學習，也是一次對我們實際運用知識解決問題能力的練習。并且，這次課程設計同樣也會用到以前的金工實習、認知實習和生產(chǎn)實習的相關知識，也可以說這是對這幾次實習效果的一次檢驗。馬上就要步入社會，接觸真正的生產(chǎn)加工，所以這次設計是個很好的鍛煉機會。 這次的課程設計，我的題目是輸出軸鉆孔夾具設計。希望通過對輸出軸加工工藝規(guī)程的設計的熟悉，可以進一步了解專用夾具的設計。雖然這是大學以來的第三次課程設計，但畢竟還是第一次接觸夾具的設計，對知識掌握、熟悉程度以及綜合運用還會存在問題，因此在設計中難免會有考慮不周全或錯誤的地方，這些也是第一次設計時常見的問題，希望老師多多批評和指正。  目錄 第一章 零件分析 4 一. 零件圖分析 4 二. 零件加工工序分析 4 第二章 夾具設計 6 一. 定位方案確定 6 1.定位方案分析 6 2.定位誤差分析 7 二. 夾具結構方案確定 7 1.確定導向裝置 7 2.確定夾緊機構 7 3.切削力及夾緊力的計算 8 小結 10 參考文獻 11 第一章 零件分析 一. 零件圖分析 如圖1所示，所加工的工件為一輸出軸，主要應用在動力輸出裝置中，是輸出動力的主要零件之一。其作用是支撐傳動零件并傳遞轉矩。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，故選用45鋼作為毛坯的材料，并對工件進行調質處理使其硬度達到217～255HBS，以增強耐磨性和抗扭強度。 該輸出軸結構簡單，屬于階梯軸類零件，軸向最大尺寸為244mm，徑向最大尺寸為Φ176mm。零件的主要表面由Φ55、Φ60、Φ65、Φ75、Φ176五段外圓柱面構成，其徑向尺寸精度要求較高為IT7級，同時表面粗糙度要求為0.8。 二. 零件加工工序分析 該工件鉆10×Φ20孔的加工工序是工件精加工階段的最后一道工序。由圖2所示，前工序已加工得外圓面Φ75.2H7 mm和總長尺寸244mm。需要加工的10個孔的直徑Φ20要求精度為IT7級，均布于以軸的中心線為基準的Φ140mm圓周上，孔的中心線對基準A-B的位置度為Φ0.05mm，且采用最大實體原則。由此可知工件加工時需限制的自由度有。本工序所用設備為Z550立鉆，零件為大批大量生產(chǎn)，應選用專用夾具。 第二章 夾具設計 一. 定位方案確定 1.定位方案分析 由圖2可知，10-Φ20mm孔對Φ75mm外圓柱面有位置度要求，其設計基準為輸出軸的軸心線。為了使定位誤差為零，按照基準重合原則，應該選擇以Φ75mm外圓柱面定位的定心夾具。據(jù)此，該工序可有兩種定位方案。 夾具結構方案（一） 定位方案：一外圓柱面一端面定位。如圖3所示，選擇輸出軸左端面與Φ75.2H7mm外圓柱面的軸線作為定位基準，端面限制，長V形塊限制，共限制5個自由度。存在過定位，但由于該工序前各表面已基本加工完成，工件精度較高，所以過定位不會產(chǎn)生干涉，而且有助于提高定位的剛度和穩(wěn)定性。 夾緊方案：采用一鉸鏈壓板，夾緊部位為Φ75.2H7mm外圓柱面，夾緊力的方向為水平方向。 圖3 方案1 夾具結構方案（二） 定位方案：一外圓柱面一端面定位。如圖4所示，選擇輸出軸圓錐面端面與Φ75.2H7mm外圓柱面的軸線作為定位基準，端面限制，長V形塊限制，共限制5個自由度。同樣存在過定位。 夾緊方案：采用鉆模板，夾緊力施加在Φ50mm內圓柱端面，夾緊力的方向為垂直方向。 圖4 方案2 方案對比與選擇 由于本工序為鉆削加工，切削力方向與軸線平行。采用定位方案二時，工件的剛度較好，但夾具整體結構較笨重，鑄造用材較多，對夾具各內圓柱面的加工精度要求較高，且工件的裝卸不方便，不符合大批大量生產(chǎn)的要求。采用方案一時，這時切削力會以V形塊為中心產(chǎn)生力矩，容易使夾具體產(chǎn)生變形，導致孔的中心線偏斜。但由于切削力主要為軸的左端面所承受，可減小力矩，使夾具體的變形減小。同時方案二采用活動V形塊對工件進行夾緊，可實現(xiàn)快速的裝卸，符合大批大量生產(chǎn)的要求。綜上分析，決定選用方案1。 2.定位誤差分析 本工序的定位基準與設計基準重合，故定位誤差主要是工件定位圓尺寸公差所引起的定位誤差。已知工序的定位圓尺寸為Φ75.2H7mm，查《現(xiàn)代夾具設計手冊》得V形塊定位誤差公式： 式中：D---定位圓直徑的最大值； d---定位圓直徑的最小值； 代入數(shù)值后可得定位誤差。10-Φ20mm孔的位置度公差為0.05，可知定位誤差小于工件工序公差的1/3，故本定位方案符合定位誤差要求。 二. 夾具結構方案確定 1.確定導向裝置 由于工件的10個Φ20mm孔需經(jīng)過鉆-擴-粗鉸-精鉸多道加工，且工件為大批大量生產(chǎn)。為提高工作效率，故采用工序集中的方式，一次裝夾多道加工，查《現(xiàn)代夾具設計手冊》可選導向零件為快換鉆套。同時可得鉆模板應選用固定鉆模板，可獲得較好的加工精度。 查《現(xiàn)代夾具設計手冊》可得采用固定鉆模板式夾具因鉆套磨損而引起的磨損偏差為： 則可得工件由夾具所引起的加工誤差為： 故夾具整體方案滿足工件尺寸公差要求。 2.確定夾緊機構 由于V形塊為自定心元件，為了提高加工效率，在滿足夾具定位精度要求并保證工件夾緊可靠度的情況下，應使夾具整體結構盡量簡化。本夾具選用鉸鏈壓板夾緊機構，力源裝置為螺旋夾緊式手動機械夾緊機構，可保證良好的夾緊準確性。 3.切削力及夾緊力的計算 圖5 夾緊力示意圖 已知鉆削工序所用刀具為高速鋼直柄麻花鉆，尺寸為Φ18mm，查《現(xiàn)代夾具設計手冊》可得鉆削的切削力計算公式為： 式中：則可得切削力： 由于鉆削軸向力對零件會產(chǎn)生一個轉矩，這個轉矩由夾緊力來平衡，所需要鉆削的空均勻分布在圓周下，對其進行分析可知，如下圖兩個位置時分別得到最大最小夾緊力： 對于安全系數(shù)，查表如下： 得安全系數(shù)為K=1.5×1.2×1×1×1.3×1.2=2.08，從而=10796N， =8728N 查表《現(xiàn)代夾具設計手冊》得，活節(jié)螺栓的應用為=11305N>>,所以夾緊力符合要求。 4.夾具其他零件選擇 （1）鉆套及襯套選擇 查《現(xiàn)代夾具設計手冊》，由刀具尺寸可選得夾具所用鉆套和襯套為： 鉆套：18F7×26g6×20 JB/T 8045.3-1999 襯套：A26×20 JB/T 8045.4-1999 （2）夾緊機構零件選擇 查《現(xiàn)代夾具設計手冊》，根據(jù)工件定位基準圓的尺寸可選得夾具夾緊機構各零件為： 活結螺栓：螺栓 GB 798 M13×130 鉸鏈壓板：壓板 A14×180 JB/T 8010.14-1999 手柄螺母：AM13×50 JB/T 8004.8-1999 鉸鏈叉座：叉座 14 JB/T 8035-1999 六角薄螺母：GB/T 6172.1 M13 小結 為期將幾周的機械制造工藝學中夾具課程設計結束了，這幾周里有許多許多辛酸也有很多收獲，辛酸讓我們體會到我們即將面臨走向社會走上工作，工作就要認真細致，不論工作再繁瑣再辛苦，如此才能把工作做好；也讓《機械制造工藝學》的知識得到復習并且有了更加深刻的認識，同時我們對夾具設計過程有了一個較為清晰的認識。在這個設計的過程中，最大的收獲就是，在設計的過程中，前期的準備工作非常重要，初定方案后，還要進行仔細的論證，對于不同的工廠，生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)條件都不同，所以所設計的工藝方案要充分利用工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，來盡最大可能地在不增加成本的前提下大大提高生產(chǎn)效率。對于課程設計，和大三上做的減速箱的設計一樣都大學需要靜得下心來，如此才不會因為浮躁面錯漏百出，因為設計的內容往往都是環(huán)環(huán)相扣的。這是也我們面對將來的工作所必須的一個素質。當然，這次課程設計自己的許多不足也充分的暴露出來，工藝學的專業(yè)知識缺乏較多，設計思路不夠清晰，專業(yè)知識的融會貫通的能力需要加強，這些都讓我清楚的意識的，學無止境，面對學習我們必須端正態(tài)度，掌握方向，這樣才會有更大的進步。 參考文獻 [1] 朱耀祥，浦林祥主編 ．現(xiàn)代夾具設計手冊，機械工業(yè)出版社 [2] 孫麗媛主編 ．機械制造工藝及專用夾具設計指導，冶金工業(yè)出版社，2002 [3] 王先逵主編 ．機械加工工藝手冊單行本（鉆削、擴削、鉸削加工），機械工業(yè)出版社 [4] 孫光華主編 ．工裝設計，機械工業(yè)出版社，1998 [5] 劉守勇主編 ．機械制造工藝與機床夾具，機械工業(yè)出版社 [6] 王先逵主編 ．機械制造工藝學（第二版），北京，機械工業(yè)出版社，2007.5 [7] 王小華主編 ．機械夾具圖冊，機械工業(yè)出版社 [8] 王春福主編 . 機床夾具設計手冊，上海科技技術出版社，2008.1 [9] 孫桓等主編 . 機械原理. 北京，高等教育出版社，2006.5 12