軸套零件的機械加工工藝規(guī)程和銑槽用夾具設計【含CAD圖紙+PDF圖】

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選擇毛坯根據(jù)用途，并綜合考慮加工效率和經(jīng)濟性，坯料選用圓鋼，鋸切下料，然后鍛造毛坯。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，即內(nèi)部孔鍛出。因為該軸套生產(chǎn)批量為大批量，所以毛坯應采用模鍛。5. 工藝規(guī)程設計5.1定位基準的選擇本零件孔是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。即選內(nèi)孔及一端面作為精基準。 由于本軸套全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，因此應選外圓及一端面為粗基準。5.2零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面及槽等，材料為45 鋼。參考教材中有關資料，其加工方法選擇如下：外圓面：公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra0.4m ，需進行粗車、精車及磨外圓。內(nèi)孔：公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6m ，毛坯孔已鍛出，為未淬火鋼，加工方法可采取粗車精車之后用精鏜拉孔或磨孔等，都能滿足加工要求。但精鏜拉孔雖然加工效率較高，適合大批量生產(chǎn)，但對拉刀的要求很高，成本也很高；磨孔的砂輪成本較低，產(chǎn)量上也可以滿足本工件的需要，故采用精車之后磨孔的方法加工。端面：本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為Ra3.2m，經(jīng)粗車和半精車即可。但兩端面與內(nèi)孔均有0.03mm的垂直度要求，需經(jīng)過磨平面加工來保證。槽：槽寬和槽深的公差等級分別為IT13和IT14，表面粗糙度分別為Ra12.5m，需采用三面刃銑刀粗銑即可。5.3制定工藝路線按照先加工基準面及先粗后精的原則，機加工可按下述工藝路線進行。工序10：以外圓60mm及端面定位，粗車內(nèi)孔及另一端面。工序20：以粗車后的內(nèi)孔32mm及端面定位，粗半精車另一端面及外圓60mm，倒角。 工序30：以半精車后的外圓60mm及端面定位，半精車另一端面及內(nèi)孔，倒角。 工序40：以工裝裝夾工件，以端面定位，粗、精磨內(nèi)孔至圖紙尺寸要求。工序50：工件裝夾在1：2000錐度的心軸上，以內(nèi)孔定位，粗、精磨外圓至圖紙尺寸要求。工序60：工件裝在專用夾具上，以內(nèi)孔及端面定位，銑2個5mm槽（5 件一起加工）。工序70：鉗工去毛刺。工序80：終檢。5.4確定機械加工余量及毛坯尺寸，設計毛坯零件綜合圖5.4.1確定機械加工余量鋼質(zhì)模鍛件的機械加工余量按有關標準確定。確定時，根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精度及鍛件形狀復雜系數(shù)。由畢業(yè)設計指導書三附表1可查得除孔以外各內(nèi)、外表面的加工余量?？椎募庸び嗔坑杀?查得。 鍛件質(zhì)量：根據(jù)零件成品質(zhì)量0.317kg 估算為0.49kg 。 加工精度：零件除孔以外的各表面為一般加工精度。鍛件形狀復雜系數(shù)S 1，為簡單級別F1。表1 鍛件內(nèi)孔直徑的機械加工的單面余量鍛件內(nèi)孔直徑的機械加工的單面余量/mm孔 徑孔 深大于到大于063100140200到631001402002800252.025402.02.640632.02.63.0631002.53.03.04.01001602.63.04.04.04.61602503.03.04.04.04.6表2 鍛件形狀復雜系數(shù)鍛件形狀復雜系數(shù)S級別S數(shù)值范圍級別S數(shù)值范圍簡單S10.631較復雜S30.160.32一級S20.320.63復雜S40.16注：假定軸最大直徑為64mm，長度為24，則=R2ld密度3.146.42/42.47.85605g0.605kg0.49kg故0.81查表2得鍛件形狀復雜系數(shù)S 1，為簡單級別F1機械加工余量。根據(jù)零件形狀系數(shù)，查表1得外圓的直徑方向加工余量放4mm（半徑上放2mm），長度方向上加工余量每端放2 mm。因內(nèi)孔的粗糙度Ra0.4m，半徑方向上余量適當增大0.5 mm，故內(nèi)孔的直徑方向加工余量為5 mm（半徑上放2.5mm）。5.4.2確定毛坯尺寸根據(jù)上面確定的機械加工余量，可得該零件的毛坯尺寸，見表3表3軸套零件毛坯尺寸軸套零件毛坯尺寸mm零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸2642.527202245.4.3設計毛坯零件綜合圖確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、形狀復雜系數(shù)、分模形狀種類及精度等級從手冊中查得。本軸套零件鍛件質(zhì)量0.49kg ，形狀復雜系數(shù)S1，45鋼含碳量為0.42%0.50%，最高含碳量為0.50%，按表4查得鍛件材質(zhì)系數(shù)為M1 ，采用平直分模線，鍛件為普通精度等級，則毛坯公差可從畢業(yè)設計指導書三附表2、附表3中查得，見表5。表4 鍛件材質(zhì)系數(shù)鍛件材質(zhì)系數(shù)級別鋼的最高含碳量合金鋼的合金元素最高含碳量M10.65%3.0%M20.65%3.0%表5 軸套零件毛坯（鍛件）允許偏差軸套零件毛坯（鍛件）允許偏差mm鍛 件 尺 寸偏 差根 據(jù)640.8附表2-0.4270.3-0.8240.8-0.4確定圓角半徑鍛件圓角半徑按表6確定表6 鍛件圓角半徑計算鍛件圓角半徑計算/mmH/BrR20.05H+0.52.5r+0.5240.06H+0.53.0r+0.540.07H+0.53.5r+0.5本工件的H/B均小于2，故鍛件內(nèi)外圓角半徑計算如下r0.05H+0.50.0512+0.51.1mm（取r1.5 mm）R2.5 r +0.52.51.5+0.54.25mm（取r4.5 mm）確定撥模角本鍛件上下模模鏜深度相等，其中：1查指導書三附表4得，外起模角5，內(nèi)起模角7。確定分模位置毛坯是HD的盤類鍛件，根據(jù)分模面的選定原則，本軸套零件的分模面選在零件中部，上下模的尺寸可做成一致，分模線為直線。確定毛坯熱處理方式鋼質(zhì)鍛件鍛造后應安排正火，以消除殘留的鍛造應力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細化。本零件毛坯零件綜合圖如圖2所示。技術要求1、正火 2、未注圓角R1.5圖2 毛坯零件綜合圖6.工序設計6.1選擇加工設備與工藝裝備6.1.1選擇機床工序10、20、30是粗車和精車。本零件外廓尺寸不大。精度要求不是很高，選用最常用的CA6140型臥式車床即可。工序40為磨端面。由于加工的零件外廓尺寸不大可，在平面磨床上一次加工多個零件。選M7130型。工序50磨內(nèi)孔。利用簡單的工裝在M120W型上即可加工。工序60磨外圓。利用簡單的工裝在M120W型上即可加工。工序70銑槽。采用立銑刀銑槽，應選立式銑床X52K型。6.1.2選擇夾具本零件除銑槽、磨內(nèi)外圓等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前三道車床工序用三爪自定心卡盤，磨內(nèi)孔工序用壓緊螺母，磨外圓工序用心軸。6.1.3 選擇刀具a. 在車床上加工，一般都選用硬質(zhì)合金車刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT （鎢鈷鈦）類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5 ，半精加工用YT 15，精加工用YT15。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，可選用可轉(zhuǎn)位車刀。 b. 磨平面、內(nèi)孔及外圓均可用平形砂輪，只是尺寸規(guī)格（DHd）有所不同，砂輪名稱均為棕剛玉，粒度為46。 c. 銑刀選用立銑刀。直柄立銑刀規(guī)格為d =5mm ,刃部長度12 mm ，全長47 mm。6.1.4 選擇量具本零件屬成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。選擇外圓加工面的量具工序20中粗精車外圓(k6)留余量0.250.35 mm，該尺寸公差T=0.46mm。選用分度值0.02，測量范圍0150 mm游標卡尺。工序50中磨外圓60k6至尺寸，選擇測量范圍5075mm，分度值為0.005mm 外徑千分尺。 按工藝人員手冊，計量器具不確定度允許值U=0.0l6mm。選擇測量范圍5075mm，分度值為0.005mm 外徑千分尺。分度值0.02mm，測量范圍0150 mm游標卡尺。 按照上述方法選擇本零件各外圓加工面的量具見表7 。表7 外圓加工面所用量具/mm工序加工面尺寸尺寸公差量 具3060.30.1分度值0.02，測量范圍0100游標卡尺50600.019分度值為0.005mm，測量范圍5075mm外徑千分尺選擇加工內(nèi)孔尺寸所用的量具(H8)孔經(jīng)粗車、半精車、磨孔三次加工，粗車至mm，半精車至mm，磨孔至圖紙尺寸。粗車尺寸mm，該尺寸公差T=0.52mm。選擇分度值0.02mm，測量范圍0150 mm游標卡尺。半精車尺寸mm，該尺寸公差T=0.10mm。選擇分度值0.02mm，測量范圍0150游標卡尺。磨內(nèi)孔(H8)至尺寸，選擇測量范圍1835mm，分度值為0.001mm 的內(nèi)徑量表及外徑千分尺。選擇加工軸向尺寸所用量具軸向尺寸20，其公差為自由公差，可選擇分度值0.02 mm，測量范圍0125 mm游標卡尺即可滿足要求，也與以上通用。選擇加工槽所用量具槽經(jīng)過粗銑加工即可，槽寬及槽深的公差等級為：槽寬為IT13，槽深為IT14。均可選擇分度值0.02mm，測量范圍0150 mm游標卡尺測量。槽寬可用具有通止端的專用量測量。6.2工序尺寸的確定及計算6.2.1確定圓柱面的工序尺寸前面根據(jù)有關資料已查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），然后查出各工序加工余量（除粗加工外），總加工余量減去各工序加工余量之和，即為粗加工余量。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。本軸套零件的各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見表8。表8 圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度加工表面工序雙邊余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/m粗半精精粗半精精粗半精精 外圓2.51.20.36.33.20.4 內(nèi)孔31.70.36.33.21.66.2.2確定軸向工序尺寸本零件只有一個軸向尺寸，此軸向尺寸僅與加工余量有關，各工序的軸向尺寸見圖3。工序 工序 工序圖3 工序的軸向尺寸各加工表面的加工余量見表9表9 各端面的工序加工余量工 序加工表面總加工余量工序加工余量121.5222.520.20.26.2.3確定銑槽的工序尺寸只要控制進給量，該二處槽只需分別銑一次即可達到零件圖樣的要求，則該二槽的尺寸即為工序尺寸。7.選擇切削用量、確定時間定額查閱參考文獻機械制造工藝學機械工業(yè)出版社 1986年第一版，選取各工序機床的主軸轉(zhuǎn)速，選定進給量和切削深度，即可計算出切削速度和工步工時，確定時間定額，計算結(jié)果見機械加工工序卡片。8.填寫機械加工工藝規(guī)程卡片和機械加工工序卡片（因頁面設置關系，工藝和工序卡片另附，見“工藝卡片”文件）機械加工工藝過程卡片機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁材料牌號45毛坯種類圓鋼毛坯外形尺寸60*28毛坯件數(shù)每臺件數(shù) 備 注材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸毛坯件數(shù)每臺件數(shù) 備 注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設備工藝裝備工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設備工藝裝備1下料按毛毛坯尺寸下料成形鋸床2鍛模鍛，毛坯加熱用鍛模鍛制成型500kg空氣錘鍛模3車粗、半精車各檔至工序尺寸（內(nèi)外圓CA6140均留0.250.35mm余量，長度留0.10.2mm余量，與內(nèi)孔同時加工的端面作標記，作基準面）4磨端面作基準面的端面向下，多件同時裝在平M7130面磨床的工作臺上，磨平面至圖紙要求5磨內(nèi)孔以工裝裝夾工件，粗、精磨內(nèi)孔至尺寸M120磨內(nèi)孔工裝，保證磨床主軸線與端面垂6磨外圓工件裝在1:2000錐度的心軸上，粗精M120直，垂直度公差為0.15mm磨外圓至尺寸7銑槽工件裝在專用夾具上銑2- 槽至尺寸8終檢終檢各檔尺寸設計(日期)校對(日期)審核(日期)標準化(日期)設計(日期)校對(日期)審核(日期)標準化(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱共頁第 頁車間工序號工序名稱材料牌號3車45毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鍛件64*241設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)車床C6140夾具編號夾具名稱切削液三爪自定心卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時/分工步號工步內(nèi)容工藝設備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時1三爪自定心卡盤夾外圓r/minm/minmm/rmm機動輔助2粗車外圓，保持尺寸，車端面450850.70.8110.53鉆孔30麻花鉆3000.54粗車內(nèi)孔，保持尺寸450450.60.7110.55精車內(nèi)孔，保持尺寸，車端面、倒角700700.30.5116三爪自定心卡盤夾另一端，粗車外圓、端面450850.70.81117心軸裝夾，5件一組，半精車外圓6001130.30.51112設計(日期)校對(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁第 頁車間工序號工序名稱材料牌號5磨內(nèi)孔45毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)車加工件60*201設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)磨床M120夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時/分工步號工步內(nèi)容工藝設備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時1如上圖裝夾工件r/minm/minmm/rmm機動輔助2粗磨內(nèi)孔0.05820.53精磨內(nèi)孔，達到圖紙要求0.02620.5設計(日期)校對(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁第 頁車間工序號工序名稱材料牌號6磨外圓45毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)半成品60*201設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)磨床M120夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時/分工步號工步內(nèi)容工藝設備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時1工件如上圖裝夾（心軸精度必須符合 1：2000錐度要求）r/minm/minmm/rmm機動輔助2粗磨外圓0.05310.53精磨外圓，達到圖紙要求0.02210.5設計(日期)校對(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁第 頁見夾具圖車間工序號工序名稱材料牌號7銑槽毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)半成品設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)立銑X52K夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時/分工步號工步內(nèi)容工藝設備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時1按上圖裝夾工件，刀具對中心r/minm/minmm/rmm機動輔助2銑第一條槽5006007.89.50.30.5310.51.53銑第二條槽5006007.89.50.30.5310.51.5設計(日期)校對(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期9. 銑槽用夾具定位夾緊方案設計9.1本工序的加工要求分析本工序的加工要求，在軸套上銑出兩條通槽，槽寬為mm，槽深為mm，兩槽在圓周方向上互成6030角度，表面粗糙度為Ra12.5m。在本工序之前，外圓mm、內(nèi)孔mm及兩端面均已加工完畢。本工序采用5 mm標準鍵槽銑刀，在X52K型立式銑床上，一次裝夾5件進行加工。9.2確定夾具類型本工序所加工的是兩條在圓周方向互成60的縱向槽，因此宜采用直線進給帶角度定位裝置的夾具。9.3擬定定位方案和選定定位元件9.3.1擬定定位方案以外圓為定位基準，限制4個自由度。如圖4（a）所示。（a） （b）圖4 定位基準選擇以內(nèi)孔及端面作為定位基準，限制工件5個自由度。如圖4（b）所示。方案由于V形塊的特性，較易保證槽的對稱度要求，但難以實現(xiàn)多件夾緊和分度。方案由于心軸與孔之間存在間隙，不容易保證槽的對稱度，且有過定位的現(xiàn)象。但本工序加工精度要求不高，并且工件的孔和兩端面垂直精度又較高，故過定位現(xiàn)象較輕。同時此方案較易實現(xiàn)多件夾緊和分度。經(jīng)過比較分析，確定采用方案。9.3.2選擇定位元件根據(jù)定位方式，采用帶臺階的心軸。心軸安裝工件部分的直徑為，考慮同時安裝5個工件，因此這部分的長度取96 mm；由于分度精度要求不高，可在心軸的端部法蘭面上鉆出二個10 mm的定位銷孔，兩孔圓心與心軸圓心的連線互成60角，且兩定位孔圓心在以心軸軸心為圓心的同一圓周上（見心軸零件圖）；同時在夾具體上配作一個10 mm的定位銷孔。加工時先利用法蘭面上的其中一個孔與夾具體上的孔定位，加工完畢一個槽后，松開心軸頭部的螺母，取下定位銷，將心軸轉(zhuǎn)動60，用定位銷定位，擰緊螺母，即可進行第二個槽加工。夾具體孔與心軸的配合別為，夾具體另一端為U形槽，U形槽R部分的公差為G6。9.3.3定位誤差計算工序尺寸mm定位誤差分析。由于基準重合，故B0由于夾具體二孔、工件與心軸為任意邊接觸，則YD1+d1+D2+d2+Xmin=（0.016+0.011+0.039+0.016+0.009）/20.046k因此定位精度足夠由于加工要求不高，其它精度可不必計算。9.4確定夾緊方案根據(jù)圖4所示心軸結(jié)構，用M30螺母把工件軸向夾緊在心軸上。心軸的具體結(jié)構如圖5所示。圖5 銑床夾具9.5確定對刀裝置9.5.1選擇對刀塊和塞尺根據(jù)加工要求，采用GB/T2242-80直角對刀塊；塞尺符合GB/T2244-80，基本尺寸及偏差mm。9.5.1計算對刀尺寸H和B如圖6所示，計算時應把尺寸化為雙向?qū)ΨQ偏差，即mm26.750.25 mmmm5.150.15 mmH（26.75-2）mm24.75 mm公差取工件相應公差的1/3，即0.5 mm0.17 mm故H24.75 0.08 mm 圖6B（5.15+2）mm4.575 mm公差取值為0.3 mm0.1 mm故B=4.5750.05 mm9.6夾具精度分析和計算本夾具總圖上與工件加工精度直接有關的技術要求如下：定位心軸表面尺寸；定位件與對刀間的位置尺寸24.75 0.08 mm 、4.5750.05 mm；定位心軸安裝表面尺寸40H6 mm；對刀塞尺厚度尺寸mm；分度角度605。定位心軸軸線與夾具安裝面平行度公差為0.05 mm9.6.1尺寸mm的精度分析Y0.046 mmT0.16 mmA200.0056 mmmmk故此夾具能保證mm尺寸。9.6.2角度尺寸6030的精度分析 （a） （b）圖7從圖7（a）可知，工序基準為OA，定位基準為OO1，屬于基準不重合。定位尺寸為605，故B10。定位孔為；圓柱銷為，由圖7（b）得0.001 rad=344角向定位誤差為DB+10+3441344k故此定位方案能滿足加工精度要求。9.7夾具總圖夾具總圖見圖59.夾具零件圖夾具零件圖如下10.課題小結(jié)在朱小飛老師的精心指導下，我順利地完成了本次畢業(yè)設計。在完成設計的過程中，我翻閱了過去學習過的機床夾具設計和機械制造工藝學兩本教材，查閱了機床夾具設計手冊、金屬機械加工工藝人員手冊機械設計手冊等資料，還與同事們展開討論，找出了一種簡單、實用的軸套加工方法，力爭做到設計與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。通過本次設計，我將所學的知識較好地做到了融會貫通，并運用于實踐，對平時的工作起到了明顯的幫助作用，提高了工作效率。參考文獻1吳宗澤. 機械設計手冊. 機械工業(yè)出版社. 2004年2倪森壽. 機械制造工藝與裝備. 化學工業(yè)出版社2002年3袁績乾. 李文貴. 機械制造技術基礎. 機械工業(yè)出版社.2005年4趙志修. 金屬機械加工工藝人員手冊. 上?？茖W技術出版社. 1998年5趙志修. 機械制造工藝學. 機械工業(yè)出版社. 1991年6李慶壽. 機床夾具設計. 機械工業(yè)出版社. 1991年