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重慶大學網(wǎng)絡教育學院
畢業(yè)設計（論文）
題目將軸套零件的機械加工工藝規(guī)程和銑槽用夾具設計
學生所在校外學習中心
批次 層次 專業(yè)
機械設計制造及其自動化
學 號
學 生
指 導 教 師
起 止 日 期
重慶大學網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)論文范本
摘 要
機械制造業(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。隨著科學技術的發(fā)展，機械設計與制造水平的技術力量也將不斷的提高。齒輪、連桿、軸套、支座、壓蓋類常見機械加工工藝規(guī)程及夾具的設計與應用對機械設計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用范圍很廣，在機器中主要起支承、定位或導向作用的零件。本文以軸類零件為基礎，分析其制造方法、機械加工工藝過程及進行銑槽用夾具的設計。
關鍵詞：設計 加工方法 零件 夾具
I
重慶大學網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)論文范本
目 錄
中文摘要………………………………………………………………………………I
1.引言………………………………………………………………………………………1
2.計算生產(chǎn)綱領，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)程設計…………………………………………………………………………3
5.1定位基準的選擇………………………………………………………………………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確定機械加工余量及毛坯尺寸，設計毛坯——零件綜合圖 ………………4
5.4.1確定機械加工余量…………………………………………………………………4
5.4.2確定毛坯尺寸………………………………………………………………………5
5.4.3設計毛坯—零件綜合圖……………………………………………………………5
6.工序設計…………………………………………………………………………………7
6.1選擇加工設備與工藝裝備……………………………………………………………7
6.1.1選擇機床……………………………………………………………………………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.填寫機械加工工藝規(guī)程卡片和機械加工工序卡片…………………………………10
9.銑槽用夾具定位夾緊方案設計………………………………………………………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計算對刀尺寸H和B ……………………………………………………………19
9.6夾具精度分析和計算 ………………………………………………………………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 ……………………………………………………………………………24
參考文獻…………………………………………………………………………………24
II
1. 引言
機械、機器和機床等機械結構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。由實體材料組成的機械零件的表面，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。本設計通過對一軸套零件的機械加工工藝規(guī)程設計和銑槽用夾具設計，試圖找出一種簡單、實用的加工方法，以供生產(chǎn)同類零件的企業(yè)參考。
2. 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型
任務書上的題目內(nèi)容為：加工一個軸套零件，該零件年產(chǎn)量為20000臺，設其備品率為10 %，機械加工廢品率為1 % ，試進行該軸套零件的工藝規(guī)程設計。
現(xiàn)制定該齒輪零件的機械加工工藝規(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)《機械制造技術基礎》教材中生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領的關系，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
此軸套零件在機器中可起支承、定位或導向作用（題目中未明確），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，應該為Ra1.6μm，內(nèi)槽處Ra12.5μm與其余Ra12.5μm重復標注應刪除。
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，但零件結構簡單，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，為便于設計，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Ф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：
Ф外圓面：公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra0.4μm ，需進行粗車、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。孔的加工余量由表1查得。
鍛件質量：根據(jù)零件成品質量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
S1＞0.63～1
較復雜
S3＞0.16～0.32
一級
S2＞0.32～0.63
復雜
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Ra0.4μm，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
Ф
2
64
Ф
2.5
27
20
2
24
5.4.3設計毛坯—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 鍛件材質系數(shù)
鍛件材質系數(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 鍛件圓角半徑計算
鍛件圓角半徑計算/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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