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目錄
第一節(jié) 假軸零件的工藝分析與毛坯的選擇 3
一、假軸的用途 3
二、 假軸的技術(shù)要求 3
三、分析假軸的工藝性 4
四、確定毛坯 4
第二節(jié) 工藝路線的擬定 7
一、 選擇定位基準(zhǔn) 7
二、 各表面加工方案的確定 7
三、加工階段的劃分 8
四、工序順序的安排 8
第三節(jié) 確定內(nèi)孔加工余量和工序尺寸 11
一、工序2——粗鏜床，精鏜，磨削內(nèi)孔 11
二、工序5——鉆8個(gè)Φ30mm的孔 12
三、工序6——鉆、擴(kuò)12個(gè)Φ5.8和Φ5.8的孔 12
四、工序8——清洗和終檢 12
第四節(jié) 確定鉆削用量及時(shí)間定額 13
一、確定切削用量 13
二、時(shí)間定額的計(jì)算 14
第五節(jié) 夾具的設(shè)計(jì) 15
一、工件預(yù)加工內(nèi)容 15
二、工件定位方案及定位裝置 15
三、工件夾緊裝置 17
四、一面兩孔定位誤差的分析與計(jì)算 18
五、切削力和加緊力的計(jì)算 20
六、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 21
第六節(jié) 設(shè)計(jì)小結(jié) 22
文 獻(xiàn) 23
序言
假軸屬于典型的軸類零件，其起到連接或轉(zhuǎn)遞扭矩的作用，因此從選材角度看，材料應(yīng)有較高的綜合機(jī)械性能，要求有一定的硬度，以提高其抗磨損能力。為了降低成本，占領(lǐng)市場(chǎng)，要達(dá)到高質(zhì)量，低成本的要求，進(jìn)而對(duì)零部件提高了要求。假軸零件小設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，工序達(dá)多，精度要求高，加工難度大。所以在加工假軸時(shí)要注意尺寸，精度，結(jié)構(gòu)，鍛造，車削等方面都要進(jìn)行更精密的加工。
關(guān)鍵詞：假軸； 精度； 車削
24
第一節(jié) 假軸零件的工藝分析與毛坯的選擇
一、假軸的用途
假軸屬于典型的軸類零件，因此從選材角度看，材料應(yīng)有較高的綜合機(jī)械性能，要求有一定的硬度，以提高其抗磨損能力。為了降低成本，占領(lǐng)市場(chǎng)，要達(dá)到高質(zhì)量，低成本的要求，進(jìn)而對(duì)零部件提高了要求。假軸零件小設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，工序達(dá)幾十多道，精度要求高，加工難度大。所以在加工假軸時(shí)要注意尺寸，精度，結(jié)構(gòu)，鍛造，車削等方面都要進(jìn)行更精密的加工。
2、 假軸的技術(shù)要求
表1 假軸零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/um
假軸的左右端面
IT9
左端6.3右端3.2
Φ166的外圓
Φ116
IT9
6.3
Φ140的外圓
IT8
1.6
Φ60的外圓
IT8
1.6
Φ50的內(nèi)孔
IT7
0.8
6-Φ30的孔
IT9
6.3
12-Φ5.8的孔
IT9
6..3
12-Φ10的沉孔
IT9
6..3
該假軸形狀簡單，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是典型的軸類零件。采用材料——45鋼。
綜上所述，該假軸的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件的防塵作用。
三、分析假軸的工藝性
零件的材料為45鋼，需要模鍛，模鍛性能優(yōu)良，工藝較復(fù)雜，但尺寸精確，加工余量少。為此假軸的加工表面有如下的尺寸和表面粗糙度要求：
1、 假軸的左右端面為，自由公差，粗造度為Ra6.3。
2、 假軸的外圓為尺寸為φ116mm，粗糙度為Ra6.3。
3、 假軸的外圓為尺寸為φ140mm、φ60mm，粗糙度為Ra1.6
4、 假軸的內(nèi)孔尺寸為，其粗糙度要求較高為Ra0.8。
4、6個(gè)φ30的孔粗糙度為Ra6.3。
5、12個(gè)φ5.8粗糙度為Ra6.3。
6、12個(gè)φ10的沉孔粗糙度為Ra6.3。
由圖可知，該假軸的結(jié)構(gòu)簡單，形狀對(duì)稱，毛坯制造方便。
綜上所述，假軸的制造通過常規(guī)的加工工藝均可實(shí)現(xiàn)。
四、確定毛坯
1. 毛坯的選擇
由于假軸形狀簡單，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是典型的套類零件，所以毛坯選擇鍛件。該假軸的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為 。
毛坯尺寸公差及加工余量
鍛件重量/Kg
包容體重量/kg
形狀復(fù)雜系數(shù)
材料系數(shù)
公差等級(jí)
18.5
12
S2
M1
普通級(jí)
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/mm
假軸的左右端面
表2-10
2～2.5（取2）
表2-13
外圓
表2-10
2-2.5（取2）
表2-13
內(nèi)孔
表2-10
2
表2-14
中心距100
±0.5
表2-12
中心距150
±0.5
2. 繪制假軸的毛坯簡圖
第二節(jié) 工藝路線的擬定
一、 選擇定位基準(zhǔn)
定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理地選擇定位基準(zhǔn)，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)效率。有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后在確定粗精準(zhǔn)。
1、精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)假軸零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇假軸端面和φ152.4的內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)。該零件的孔都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。并且假軸的φ19,φ20孔有位置度公差要求，因此以φ152.4的內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合；
2、粗基準(zhǔn)的選擇
作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。用毛坯的φ360的外圓作為粗基準(zhǔn)，加工一端面和另一個(gè)φ290的外圓。
二、 各表面加工方案的確定
表2 假軸零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度
加工方案
假軸的左右端面
IT9
6.3/3.2
車
Φ166的外圓
IT9
6.3
車
Φ140的外圓
IT8
1.6
車
續(xù)表
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度
加工方案
Φ60的外圓
IT8
1.6
車
Φ50的內(nèi)孔
IT7
0.8
粗鏜-精鏜-磨削
6-Φ30的孔
IT9
6.3
鉆
12-Φ5.8的孔
IT9
6.3
鉆
12-Φ10
IT9
6.3
擴(kuò)
三、加工階段的劃分
該假軸加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精定位加工，保證其他加工表面的精度要求；先車右端面，車φ166的外圓，然后調(diào)頭車φ140，60的外圓車左端面，再用左端面和φ166的外圓定位，進(jìn)行鏜孔，磨孔，達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸要求，后用端面定位，鏜好的φ50孔定位，鉆Φ30孔以及12-Φ5.8的孔。
四、工序順序的安排
1、機(jī)械加工工序
（1）、遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工車削內(nèi)孔的外圓精基準(zhǔn)——后左端面和φ166的外圓。
、遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）、遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——假軸的各內(nèi)孔，后加工次要表面——內(nèi)孔端面
2、熱處理工序
正火處理，主要為了改善工件材料的力學(xué)性能和加工性能。安排在粗加工前。
調(diào)制處理，即淬火后高溫回火，主要為了提高零件的硬度和耐磨性。常把調(diào)制工序安排在半精加工之后。
3、輔助工序
零件在半精加工后，安排去除毛刺和中間檢查工序；精加工后，安排去除毛刺、清洗和終檢工序。
綜上所述，該假軸零件的工序安排：加工前熱處理（正火）——基準(zhǔn)加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——熱處理（調(diào)制）。
五、確定工藝路線
綜上考慮，制訂了假軸零件的工藝路線，如表3所示。
表3 假軸零件的工藝路線及設(shè)備的選用
工序號(hào)
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
1
車右端面和φ166mm外圓，并倒角
CA6140車床
車刀
游標(biāo)卡尺
2
粗鏜、精鏜φ50mm的內(nèi)孔角
T616鏜床
鏜刀
游標(biāo)卡尺
3
車左端面，φ60mm、φ140mm的外圓
CA6140車床
車刀
游標(biāo)卡尺
4
磨φ50mm的內(nèi)孔
M2110磨床
砂輪
千分尺
5
鉆8個(gè)φ30mm的孔
Z3052鉆床
麻花鉆
游標(biāo)卡尺
工序號(hào)
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
6
鉆12個(gè)φ8.5mm的孔，擴(kuò)12φ個(gè)10的沉孔
Z3052鉆床
麻花鉆
游標(biāo)卡尺
7
銑1mm的槽
X51銑床
鋸片銑刀
游標(biāo)卡尺
8
檢驗(yàn)
9
入庫
第三節(jié) 確定內(nèi)孔加工余量和工序尺寸
一、工序2——粗鏜床，精鏜，磨削內(nèi)孔
的內(nèi)孔加工過程為先進(jìn)行粗加工后再進(jìn)行精加工，再磨削加工，達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸。加工余量和工序尺寸如圖3.3和3.4所示：
圖3.3 第3工序加工方案示意圖
圖3.4 第3工序尺寸鏈圖
經(jīng)表查各內(nèi)孔的磨削加工余量為單邊Z3=0.1mm，Z2=0.6mm，由于總余量為2mm，所以各內(nèi)孔粗加工余量為Z1=2-(0.6+0.1)=1.3mm。
二、工序5——鉆8個(gè)Φ30mm的孔
加工過程為,鉆Φ19mm孔精度等級(jí)IT9,表面粗糙度6.3。加工余量為深109mm。
三、工序6——鉆、擴(kuò)12個(gè)Φ5.8和Φ5.8的孔
加工過程為,先鉆Φ5.8的孔，再擴(kuò)Φ10的沉孔，精度等級(jí)IT9,表面粗糙度6.3。加工余量為深10mm。
四、工序8——清洗和終檢
在熱處理完成之后，用清洗機(jī)對(duì)假軸進(jìn)行清洗，然后用塞規(guī)和卡尺對(duì)后外塵 套進(jìn)行終檢。
第四節(jié) 確定鉆削用量及時(shí)間定額
一、確定切削用量
該工序分為三個(gè)工步，工步1是先鉆Φ5.8的孔；工步2是擴(kuò)Φ10的孔，
1）工步1的切削用量：
背吃刀量為=5.8mm；
進(jìn)給量的確定 經(jīng)查表，確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
切削速度的計(jì)算 經(jīng)查表5-22，該材料為Q235鋼，選擇。由公式可求得該工序鏜刀轉(zhuǎn)速，
切削速度 ，根據(jù)鉆床Z3052選取轉(zhuǎn)速為n=750r/min。
2）工步2的切削用量：
背吃刀量為=2.1mm；
進(jìn)給量的確定 經(jīng)查表，確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
切削速度的計(jì)算 經(jīng)查表5-22，該材料為Q235鋼，選擇。由公式可求得該工序鏜刀轉(zhuǎn)速，
切削速度 ，根據(jù)鉆床Z3052選取轉(zhuǎn)速為n=750r/min。
二、時(shí)間定額的計(jì)算
鉆12-Φ5.8孔基本時(shí)間的計(jì)算
根據(jù)鉆孔的基本時(shí)間計(jì)算公式。
可求出該鉆孔工序的基本時(shí)間。
；；??；
則。由于鉆8個(gè)孔，所以時(shí)間為
2.輔助時(shí)間的計(jì)算
輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為的關(guān)系，取
各工序的輔助時(shí)間為：
第五節(jié) 夾具的設(shè)計(jì)
一、工件預(yù)加工內(nèi)容
該工件其他部位都已經(jīng)加工完畢，工件所待加工的部位為12個(gè)φ5.8孔，粗糙度Ra為6.3，未注尺寸的公差等級(jí)按照國標(biāo)GB/T1804-2000，中等級(jí)，選12個(gè)φ5.8孔的距離為150mm。
二、工件定位方案及定位裝置
（1）定位方案
本夾具用零件的底面以及φ50的孔定位和一個(gè)φ30的孔，端面限制3個(gè)自由度，一個(gè)φ50孔限制2個(gè)自由度，另一個(gè)φ30孔限制1個(gè)自由度，總共限制了6個(gè)自由度，運(yùn)用一面兩銷的定位方式實(shí)現(xiàn)完全定位，如圖2-1。
圖2-1定位
（2）定位裝置
定位裝置為該零件一端面和一圓柱銷以及一削邊銷如圖2-2。
圖2-2 定裝置
三、工件夾緊裝置
設(shè)計(jì)的過程中為了方便工件的裝卸，夾緊，采用壓板在夾具體上加緊工件，要求夾緊裝置具有足夠的強(qiáng)度。工件夾緊裝置如圖3-1。
圖3-1 加緊裝置
四、一面兩孔定位誤差的分析與計(jì)算
8φ20的孔按照自由公差等級(jí)IT14級(jí)選擇。
此零件的一面兩孔定位方式如圖4-1，設(shè)計(jì)步驟如下：
150±0.5
圖4-1加緊裝置
(1) 確定兩定位銷的中心距為
Ld——為銷間距 ；δLd—為定位銷的公差。
兩定位銷的中心距的基本尺寸應(yīng)等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般為：
因孔間距LD=150±0.5mm，故銷間距Ld=150±0.1mm。
（2）確定圓柱銷直徑d1。
圓柱銷直徑的基本尺寸應(yīng)等于與之配合的工件孔的最小極限尺寸，其公差帶一般取g6。因假軸定位孔的直徑為mm，故取圓柱銷的直徑d1=φ50g6（）。
（3） 確定削邊銷的直徑d2
根據(jù)公式
削邊銷已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，尺寸通常按《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例》表2-3中選取，因此b=4mm
銷邊削的最大直徑d2max=（30-0.28）=29.72mm
確定削邊銷的公差等級(jí)。選取IT6,因?yàn)镮T6=0.01mm，所以d2=φ19-0.28 -0.291mm。
⑸ 計(jì)算定位誤差
假定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，則△B=0
△Y =δD1+δd01+X1min =0.027+(-0.006+0.017)+(0+0.006)=0.044mm
總轉(zhuǎn)角誤差
五、切削力和加緊力的計(jì)算
刀具：采用高速鋼直柄麻花鉆，do =5.8mm L=65mm
材料：35，鍛件。
鉆削軸向力為
引自參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具手冊(cè)（第三版）》表1—2—8.
進(jìn)給量
修正系數(shù) 引自參考文獻(xiàn)《機(jī)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》表1—2—8.
故
則實(shí)際夾緊力為 引自參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具計(jì)手冊(cè)（第三版）》表1—2—1.
安全系數(shù)K 可按下式計(jì)算
－基本安全系數(shù)1.5；
－加工性質(zhì)系數(shù)1.1;
－刀具鈍化系數(shù)1.0；
－斷續(xù)切削系數(shù)1.0;
以上各數(shù)值引自參考文獻(xiàn)《機(jī)械夾具具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》表1—2—1.
故
引自參考文獻(xiàn)《機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1—2.25.壓板夾緊就可以滿足條件。
六、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
鉆孔夾具圖如6-1所示，裝工件時(shí)，將工件底面的孔對(duì)準(zhǔn)夾具體上的兩定位銷，并貼緊夾具體的定位面，后用螺母加緊。
圖6-1 夾具
第6節(jié) 設(shè)計(jì)小結(jié)
完成情況：本次設(shè)計(jì)，課題是根據(jù)零件的加工內(nèi)容所設(shè)計(jì)的零件加工工藝及工裝設(shè)計(jì)。從零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工內(nèi)容初步擬定定位方案，夾緊方案，繪制草圖，修改方案，最終確定方案。這期間鞏固復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)過的內(nèi)容并進(jìn)行了綜合運(yùn)用，提高了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)以及理論結(jié)合實(shí)際的能力。
所得收獲：通過此次的學(xué)習(xí)不僅使我對(duì)課本內(nèi)容有了更深入的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我分析問題的能力。對(duì)靈活運(yùn)用工具手冊(cè)解決問題的能力有了明顯地提高。我基本掌握了機(jī)械制造工藝及工裝夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟。
文 獻(xiàn)
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[3] 李益名.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)【M】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
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