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重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目將軸套零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和銑槽用夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心
批次 層次 專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
學(xué) 號
學(xué) 生
指 導(dǎo) 教 師
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重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文范本
摘 要
機(jī)械制造業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)的支柱，為工業(yè)生產(chǎn)提供重要的裝備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平的技術(shù)力量也將不斷的提高。齒輪、連桿、軸套、支座、壓蓋類常見機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用對機(jī)械設(shè)計(jì)制造工程師所必須掌握和了解的技能，這些零件在企業(yè)生產(chǎn)中也經(jīng)常出現(xiàn)。套筒類零件是一種應(yīng)用范圍很廣，在機(jī)器中主要起支承、定位或?qū)蜃饔玫牧慵?。本文以軸類零件為基礎(chǔ)，分析其制造方法、機(jī)械加工工藝過程及進(jìn)行銑槽用夾具的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì) 加工方法 零件 夾具
I
重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文范本
目 錄
中文摘要………………………………………………………………………………I
1.引言………………………………………………………………………………………1
2.計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型…………………………………………………………1
3.零件的分析……………………………………………………………………………1
4.選擇毛坯………………………………………………………………………………2
5.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………3
5.1定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………………………3
5.2零件表面加工方法的選擇……………………………………………………………3
5.3制定工藝路線…………………………………………………………………………3
5.4確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯——零件綜合圖 ………………4
5.4.1確定機(jī)械加工余量…………………………………………………………………4
5.4.2確定毛坯尺寸………………………………………………………………………5
5.4.3設(shè)計(jì)毛坯—零件綜合圖……………………………………………………………5
6.工序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………7
6.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備……………………………………………………………7
6.1.1選擇機(jī)床……………………………………………………………………………7
6.1.2選擇夾具……………………………………………………………………………8
6.1.3選擇刀具……………………………………………………………………………8
6.1.4選擇量具……………………………………………………………………………8
6.2工序尺寸的確定及計(jì)算………………………………………………………………9
6.2.1確定圓柱面的工序尺寸……………………………………………………………9
6.2.2確定軸向工序尺寸…………………………………………………………………9
6.2.3確定銑槽的工序尺寸 ……………………………………………………………10
7.選擇切削用量、確定時間定額………………………………………………………10
8.填寫機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片和機(jī)械加工工序卡片…………………………………10
9.銑槽用夾具定位夾緊方案設(shè)計(jì)………………………………………………………16
9.1本工序的加工要求分析 ……………………………………………………………16
9.2確定夾具類型 ………………………………………………………………………16
9.3擬定定位方案和選定定位元件 ……………………………………………………16
9.3.1擬定定位方案 ……………………………………………………………………16
9.3.2選擇定位元件 ……………………………………………………………………17
9.3.3定位誤差計(jì)算 ……………………………………………………………………17
9.4確定夾緊方案 ………………………………………………………………………17
9.5確定對刀裝置 ………………………………………………………………………18
9.5.1選擇對刀塊和塞尺 ………………………………………………………………18
9.5.2計(jì)算對刀尺寸H和B ……………………………………………………………19
9.6夾具精度分析和計(jì)算 ………………………………………………………………19
9.6.1尺寸mm的精度分析 ………………………………………………………19
9.6.2角度尺寸60?±30′的精度分析 ……………………………………………………20
9.7夾具總圖 ……………………………………………………………………………20
9.8夾具零件圖 …………………………………………………………………………20
10.課題小結(jié) ……………………………………………………………………………24
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………24
II
1. 引言
機(jī)械、機(jī)器和機(jī)床等機(jī)械結(jié)構(gòu)是由部件和零件裝配成的，部件又是由組件和零件裝配而成的。由實(shí)體材料組成的機(jī)械零件的表面，又可分為加工表面和非加工表面兩種。一般，加工表面是機(jī)械零件重要的工作表面，加工表面的精度和粗糙度是通過加工保證的。此外，在加工機(jī)械零件表面時，還要考慮制造工藝的可行性、加工生產(chǎn)率、加工成本等多方面問題。本設(shè)計(jì)通過對一軸套零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和銑槽用夾具設(shè)計(jì)，試圖找出一種簡單、實(shí)用的加工方法，以供生產(chǎn)同類零件的企業(yè)參考。
2. 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
任務(wù)書上的題目內(nèi)容為：加工一個軸套零件，該零件年產(chǎn)量為20000臺，設(shè)其備品率為10 %，機(jī)械加工廢品率為1 % ，試進(jìn)行該軸套零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。
現(xiàn)制定該齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。
N＝Qn（l + a %）（1 + b % ) = 20000×1×( l +10 %)（1+ l %) = 22220（件／年）
該零件的年產(chǎn)量為22220件，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教材中生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
3. 零件的分析
零件圖如圖1
圖1 軸套零件圖
此軸套零件在機(jī)器中可起支承、定位或?qū)蜃饔茫}目中未明確），該零件的圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差齊全，但內(nèi)孔的粗糙度Ra1.5μm有誤，應(yīng)該為Ra1.6μm，內(nèi)槽處Ra12.5μm與其余Ra12.5μm重復(fù)標(biāo)注應(yīng)刪除。
該零件外圓Ф粗糙度Ra0.4μm、內(nèi)孔Ф粗糙度Ra1.6μm的尺寸精度和粗糙度要求較高，兩端面與內(nèi)孔也有較高的垂直度要求，但零件結(jié)構(gòu)簡單，加工并不困難；兩處槽的精度要求一般，只需分步銑出即可。
因題目中未規(guī)定該軸套零件的材料，為便于設(shè)計(jì)，此處可擬定該軸套零件的材料為45號鋼。
4. 選擇毛坯
根據(jù)用途，并綜合考慮加工效率和經(jīng)濟(jì)性，坯料選用圓鋼，鋸切下料，然后鍛造毛坯。
零件形狀并不復(fù)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?yàn)樵撦S套生產(chǎn)批量為大批量，所以毛坯應(yīng)采用模鍛。
5. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
5.1定位基準(zhǔn)的選擇
本零件孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。即選Ф內(nèi)孔及一端面作為精基準(zhǔn)。
由于本軸套全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。
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(guān)資料，其加工方法選擇如下：
Ф外圓面：公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra0.4μm ，需進(jìn)行粗車、精車及磨外圓。
Ф內(nèi)孔：公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6μm ，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Ra3.2μm，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Ra12.5μm，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(zhǔn)面及先粗后精的原則，機(jī)加工可按下述工藝路線進(jìn)行。
工序10：以外圓φ60mm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φ32mm及端面定位，粗半精車另一端面及外圓φ60mm，倒角。
工序30：以半精車后的外圓φ60mm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(jī)械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯——零件綜合圖
5.4.1確定機(jī)械加工余量
鋼質(zhì)模鍛件的機(jī)械加工余量按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(fù)雜系數(shù)。由《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)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(fù)雜系數(shù)S 1，為簡單級別F1。
表1 鍛件內(nèi)孔直徑的機(jī)械加工的單面余量
鍛件內(nèi)孔直徑的機(jī)械加工的單面余量/mm
孔 徑
孔 深
大于
到
大于0
63
100
140
200
到63
100
140
200
280
0
25
2.0
—
—
—
—
25
40
2.0
2.6
—
—
—
40
63
2.0
2.6
3.0
—
—
63
100
2.5
3.0
3.0
4.0
—
100
160
2.6
3.0
4.0
4.0
4.6
160
250
3.0
3.0
4.0
4.0
4.6
表2 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)
鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S
級別
S數(shù)值范圍
級別
S數(shù)值范圍
簡單
S1＞0.63～1
較復(fù)雜
S3＞0.16～0.32
一級
S2＞0.32～0.63
復(fù)雜
S4≦0.16
注：
假定軸最大直徑為φ64mm，長度為24，則
=πR2ld密度＝3.14×6.42/4×2.4×7.85＝605g＝0.605kg
＝0.49kg
故＝0.81
查表2得鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S 1，為簡單級別F1
機(jī)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Ra0.4μm，半徑方向上余量適當(dāng)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(jī)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
Ф
2
64
Ф
2.5
27
20
2
24
5.4.3設(shè)計(jì)毛坯—零件綜合圖
①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(fù)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(fù)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(shè)計(jì)指導(dǎo)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
M1
﹤0.65%
﹤3.0%
M2
≧0.65%
≧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)
φ64
0.8
附表2
-0.4
φ27
0.3
-0.8
24
0.8
-0.4
②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(jì)算
鍛件圓角半徑計(jì)算/mm
H/B
r
R
≦2
0.05H+0.5
2.5r+0.5
﹥2～4
0.06H+0.5
3.0r+0.5
﹥4
0.07H+0.5
3.5r+0.5
本工件的H/B均小于2，故鍛件內(nèi)外圓角半徑計(jì)算如下
r＝0.05H+0.5＝0.05×12+0.5＝1.1mm（取r＝1.5 mm）
R＝2.5 r +0.5＝2.5×1.5+0.5＝4.25mm（取r＝4.5 mm）
③確定撥模角
本鍛件上下模模鏜深度相等，其中：＝＝<1
查《指導(dǎo)書三》附表4得，外起模角α＝5?，內(nèi)起模角β＝7?。
④確定分模位置
毛坯是H
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