机械制造技术课程设计-限位轴加工工艺规程及铣8槽夹具设计[长70].docx

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1、设计题目：限位轴铳8三槽夹具设计第一章零件的分析4K零件的作用41.2、零件的工艺分析4第二章确定生产类型6第三章工艺规程设计83. 1选择定位基准83.2、 制定工艺路线83.3、 选择加工设备和工艺设备93.4、 械加工余量、工序尺寸及工时的确定11第四章铳8mm槽的专用夹具设计134. 1问题的提出134.2、 夹具的设计144.3、 夹具的误差分析154.4、 夹具总体设计15总结20参考文献21第一章零件的分析1.1、 零件的作用限位轴在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中的结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题。且能限位轴稳定加工质量，大幅度提高生产效率。限

2、位轴是机械加工方法中应用最为广泛的零件之一，设计夹具是加工轴类、盘套类零件的主要方法。限位轴是组成设备的重要零件，并承受切削力，因此它必须有足够的刚度和稳定性，有较大的安装基面和必要的加强筋，以防止加工中受力时产生振动和变形。本次课题针对限位轴零件的加工进行了相关探索，设计出一种切实可行的工艺流程及工艺装备。在产品的加工过程中，工件在夹具内的定位和夹紧显得尤为重要，夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。本文通过分析支架零件的结构特点和加工要求，指定了一套较合理的夹具设计，从

3、而为保证该零件的加工精度提供了一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。1.2、 零件的工艺分析工艺过程综合卡片简要写明各道工序，作为生产管理使用。工艺卡片详细说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件，除写明工序内容外，还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等。工序卡片用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件，在大批量生产的关键零件的关键工序才使用。(1)简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图，除加工面、定位面夹紧面、主要轮廓面，其余线条可省略，以必需、明了为度。(2)被加工表面用粗实线

4、(或红线)表示，其余均用细实线。应标明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。由零件图可知，主要加工表面有：(1) .尺寸中35mm外圆面(2) .尺寸70mm长度尺寸(3) .尺寸8mm宽度槽(4) .端的车削加工加工由上述可知，各加工表面以尺寸中35mm圆周面、70mm圆周面及8mm槽面为主，有较高的尺寸精度要求，因此，拟订35mm圆周面、70mm长度及8mm槽面为主的工艺方案。为了保证各表面的相对位置精度要求，应以二端面为定位基准，便于实现基准重合和基准统一。以保证其它重要尺寸。第二章确定生产类型由零件图可以设定：生产纲领50000件/年，备品率为2%,废品率为2%,因此年产量：Q=生产纲领

5、X每台件数X（1+备品率）X（1+废品率）Q=52000件日产量=Q260=200（件）日产量（一天2班）=日产量Days=100件/天查工艺人员手册，轻型（I（X）公斤以内）零件的生产性质：中批5005000大批5000-50000考虑到保证产品按时定量完成，生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍（工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响,将节拍乘80%后与单件核算时间比较），若大于生产节拍，就会造成完不成年产量，因此应改用多台机床加工。1、限位轴强度达到行业标准JGJ107-96中A级限位轴性能要求。2、钢筋连接限位轴外形好、精度高、连接质量稳定可靠。3、钢筋连接限位轴应用范围

6、广，适用于直径16-42mm04、11、山级钢筋在任意方向和位置的同异径连接。5、可调型：正反丝扣型限位轴适用于拐铁钢筋笼等不能转动处钢筋的连接。6、施工速度快：螺纹加工提前预制和现场加工，装配施工。7、节约能源、无污染，施工安全可靠。由以上可知，该零件为大批生产，所以工艺安排应考虑工序适当集中，考虑零件成批生产，产量比较大，综合经济与生产效率等因素，确定加工设备为通用机床，采用专用加工路线。制定合理的零件加工工艺过程首先要掌握目前有可供选用的加工方法，并能够针对零件的具体要求较合理的选用。其次，还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。首先，要分析产品的零件图与装配图，分析零件图的加

7、工要求，结构工艺性，检验图样的完整性；根据零件的生产纲领确定生产类型；在制定机械加工工艺规程时，一般按照零件的生产纲领，把零件划分为大批量生产、中批量生产和小批量生产三中类型。选择毛坯；毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。常用的毛坯类主要有各种轧制型材、铸件、铸件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以及注塑成形件等。（联合加工），根据零件结构的不同，毛坯的选用可分为轴类、盘套类和机架箱体类三大类。确定单个表面的加工方法；零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。主要有车削、车削、铳削、包IJ削、磨削等五大类加工方法

8、。此外还有钱削、拉削、光整、特种加工等。确定各工序所用的设备及工艺装备计算加工余量、工序尺寸及公差确定切削用量，估算工时定额填写工艺文件机械加工工艺中加工顺序的安排原则有：先加工精基准面后加工其他表面主要定位精基准面应在一开始就进行加工，以便用它定位加工后工序的其他表面。先粗加工后精加工先安排粗加工、半精加工，再安排精加工。某些要求特别高的表面还要在最后安排精密加工。划线工序的安排在单件小批生产中，形状复杂的铸、铸件或焊接件在机加工前要安排钳工划线工序，为加工提供找正的依据。在大批大量生产中，或零件形状较为规则,则不必安排划线工序。4）热处理工序的安排毛坯退火、正火：安排在粗加工之前。调质：通

9、常安排在粗加工之后；若加工路线较简单，也可在粗加工之前。淬火及低温回火：一般安排在磨之前。氮化：可安排在粗磨后、精磨前。时效：一次时效安排在粗加工之后；二次时效分别安排在粗加工和半精加工之后；三次时效分别安排在粗加工、半精加工和精加工之后。5）表面处理工序的安排表面镀层、发蓝、阳极氧化、喷涂或油漆等处理，通常安排在全部机加工之后；大型铸件的不加工面，常在机加工前先涂防锈漆。6）辅助工序的安排去毛刺、倒棱、除锈、去磁、清洗或浸油等辅助工序，应视具体情况适当予以安排。7）检验工序的安排重要而复杂零件的粗加工之后关键工序前后；特种检验（如X射线探伤或超声波探伤等较昂贵的检验）之前；从一车间转到另一车

10、间之前；全部加工结束之后。加工余量的确定原则：毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差称为加工总余量。加工总余量主要根据毛坯类型确定。在单件小批生产中，中小型零件加工总余量参考值（半径余量或单面余量）如下：砂型铸件约为38mm；自由铸件和焊接件约为410mm;热轧圆钢约为1.52.5mm。2.1毛坯的确定零件材料为35,此牌号材料35钢。35的型材性好，熔炼设备简单，价格便宜，所以它们是机械制造中应用最多的材料。35可承受较大弯曲应力，用于强度、耐磨性要求较高的较重要的零件和要求保持气密性的35件。有较好的耐热性和良好的减振性，型材性较好。该零件的结构较复杂，也适于用型材的方法制造。零件的切削加工性良

11、好，无特殊的加工问题，故加工中不需要采用特殊工艺措施。刀具材料选择范围很大，高速钢或YT类硬质合金均能胜任。刀具几何参数可根据不同刀具类型通过相关表格查取。零件组成表面：底面，两端面，外圆及其台阶面，外圆35,7Omm尺寸和8mm槽的加工。主要技术条件分析如下：零件的材料为35,硬度适中，灰铁生产工艺简单，型材性能优良，中间圆柱体连有两翼板，以下是需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：4）确定毛坯、画毛坯52+o.第三章工艺规程设计3.1、 择定位基准选择定位基准，确定零件的工艺路线；根据零件表面质量的要求不同，通常将表面加工划分为粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段三个加工阶段。零件加工

12、需要遵循的原则是粗、精加工分开，零件的加工一般不是在一台机床上用一种工艺方法就可完成，往往需要几种加工方法互相配合，经过一定的工艺过程才能逐步地完成零件表面的加工。若一种表面可采用不同的加工方法进行加工的话，那么就生产的具体条件而言，其中必有一种加工方法是最合适的。3.2、 制定工艺路线限位轴属于轴类零件，在车孔加工中，可以选择一下几个加工的方案来完成对35孔的加工。方案一：采要三爪卡盘夹紧，直接采用车床车削的方式来进行对孔的加工,方案一的优点是无需专门制作专业夹具，直接使用三爪卡盘就行完成加工，节省成本和加工装夹时间。缺点是定位方式不够准确，对孔的公差要求可能会造成影响。方案二:采用定位套的

13、方式来定位零件的圆弧面，由于零件上的圆弧面上没有孔和槽，是一个直面的圆弧，所有定位方式比较简单，再通过压板两边对称压紧后能够更好的实现定位。在Z向上直接车孔和钱孔不会对夹具的夹紧造成影响。缺点是这样制作的夹具生产成本较高，只适用于批量较大的零件使用。方案三：采用V型块和移动V型块实现定位，固定V型块固定在夹具体上，用移动V型块来实现对工件的夹紧，再采用车套来对孔定位车销加工。这样的缺点是定位同轴度不好，装夹麻烦。方案的确定：通过以上的装夹方案的分析，综合考虑零件的技术要求和设计要求，在本次的设计中采用方案三的夹紧方式来设计限位轴的车孔夹具。面的加工：该零件的基准面为底面，底面的加工需要粗车再精

14、车，保证表面精度要求。中35孔的加工也是车加工，也是采要车削的方式加工，凹槽的加工是要数铳加工，数铳凹槽的时候直接使用数控铳削加工。孔的加工：零件上的孔有中35孔，采用车削加工的方式来实现加工。8mm槽采用铳削加工的方式加工。加工工序设定：工序工序名称工序内容设备1下料按照毛坯图纸尺寸下料35号钢尺寸41x83InnU锯床2调质35钢调质处理HB220-250。热处理设备3车端面车右端面，带光即可；普通车床CA61404粗车外圆粗车外圆面至35.2mm,长度尺寸大于70mm；普通车床C61405精车外圆精车外圆面至35(0,-0.021)mm,长度尺寸大于70mm；普通车床CA61406粗车端

15、面粗车左端面至长度尺寸70mm,带光即可；普通车床CA61407铳槽铳槽8mm至图纸尺寸要求，保证尺寸25以及精度要求；数控铳床XW1638钳钳工去毛刺，清洗。9检验10入库3.3、 选择加工设备和工艺设备主要表面可能采用的终加工方法，按照精度要求，Ral.6m应为精车或磨削。按照零件材料，批量大小，现场条件等因素，并对照各加工方法特点及适应范围确定采用车削加工底面及两端面。结合主要表面加工及表面形状特点，8mm槽采用铳削加工方式。车削采用立式车床外圆加工采用数控车床。零件在车床上或者车床上的加工都应采用专用夹具进行装夹。铳床的主要参数如下：型号：XMI63功率：1.5kW主轴转速：30-90

16、0转/分立式车床的主要参数如下：型号：CA6140功率：7.5kW主轴转速：1001360转/分3）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为35,毛重0.1kg,数量为50000件/年，属于大批量生产。制定合理的零件加工工艺过程首先要掌握目前有可供选用的加工方法，并能够针对零件的具体要求较合理的选用。其次，还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。1）首先，要分析产品的零件图与装配图，分析零件图的加工要求，结构工艺性，检验图样的完整性；2）根据零件的生产纲领确定生产类型；在制定机械加工工艺规程时，一般按照零件的生产纲领，把零件划分为大批量生产、中批量生产和小批量生产三中类型。3

17、）选择毛坯；毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。常用的毛坯类主要有各种轧制型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以及注塑成形件等。（联合加工），根据零件结构的不同，毛坯的选用可分为轴类、盘套类和机架箱体类三大类。3.4机械加工余量、工序尺寸及工时的确定确定加工余量该轴材料为35钢采用模铸制造，且为成批生产，根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸及由表可知，选择加工余量及公差值为41.5o表1-1轴各加工表面的加工余量加工表面单边余量双边余量备注中35大外圆24外圆车削均加工70mm端面24外圆车削均加工8mm槽48铳削均加工确定毛坯基本尺寸表1-2限位轴毛坯尺寸零件尺寸单边加工

18、余量毛坯尺寸35239702+10838mm槽40确定毛坯尺寸公差表1-3限位轴加工尺寸公差毛坯尺寸公差按“对称”标准结果350,-0.0210520.108mm槽00第四章限位轴铳8mm槽的夹具设计4.1问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工顶盖时，需要设计专用夹具。机床夹具（夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备，它的主要功能是实现对被加工顶盖的定位和夹紧。通过定位，使被加工顶盖在夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧，克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置得到保证，从而使加工过程得以顺利进行。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：A、能迅速方便地装

19、备新产品的投产以缩短生产准备周期；B、能装夹一组相似性特征的工件；C、适用于精密加工的高精度的机床；D、适用于各种现代化制造技术的新技术；E、采用液压泵站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：设计夹具时，应满足下列四项基本要求：A、保证工件的加工精度；即在机械加工工艺系统中，夹具在满足以下三项要求，工件在夹具中的定位、夹具在机床上的位置、刀具的正确位置B、保证工人的操作安全C、达到加工精度的劳动生产率要求D、满足夹具一定的使用寿命和经济效应虽然各类机床夹具的结构有所不同但按照主要功能加以分析，机床夹具的基本组成部分是定

20、位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。（1）系统定位元件定位元件是夹具的主要功能元件之一，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。（2）夹紧元件夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般较链压板、螺钉、夹紧装置等。（3）夹具体通常夹具作为铸件的机构、锻件结构、焊接结构、形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。（4）连接元件根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装连接常有的两种方式：一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。（5）对刀和导向装置对刀装置常见在车床夹具中，用以对刀块调

21、节车刀对刀前的位置,对刀时,车刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤车刀的切削刃和对刀块工作表面。导向装置车模板、车套、镇模的镇模支架。链套，它们能确定刃具的位置,并引导刀具进行切削。（6）其他元件或装置根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹，靠模装置上下料加工工艺机器人等。4. 2夹具的设计夹具方案设计是设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。设计方案的拟定必须遵循下列原则：1、定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。2、夹具的定位精度能满足工件精度的

22、要求。3、夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低4. 3夹具的误差分析切削力及夹紧力计算由于本道工序主要完成工艺孔的车孔加工，车削力。由切削手册得：车削力F=26DfHB式S)车削力矩T=IOWUHBg式3)式中：D=IO.5m=”叫口)=187-；。87-149)=174二2S三L代入公式(5-2)和(5-3)得/.F=26l0.50.20817406=1664NT=10l0.5,9O.2O0817406=46379/Vmm本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与车削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.4夹具总体设计(1)夹

23、具设计说明如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了较链压板压紧的方式。由于本夹具是对工件进行车孔,因此在竖直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。夹具体上用35定位及其表面，加一削边销限制六个自由度，即满足定位要求又能增加定位稳定性。夹紧装置使用移动压板，操作方便。夹具体也是由定位夹紧需要设计而成，工件的拆装也比较方便，总体上这套夹具方案能够满足生产要求。（2）夹具装配结构的设计总结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我

24、们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们设计完成的更出色的关键一步。参考文献1 .切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2 .机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3 .机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4 .机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版，1990年5 .金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6 .机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年