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购买设计文档后加 费领取图纸 科 毕 业 论 文（设 计） 题目 ： 输出轴 的 加工工艺规程及钻斜孔 2 的专用夹具设计 学 院： 姓 名： 学 号： 专 业： 年 级： 指导教师： 职 称： 二 0* 年 五 月 1 摘要 输出轴零件的主要作用是支撑零件和传递动力。这篇论文是以一典型输出轴零件为例来讲了零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计。对于工艺规程的加工和设计，在分析了输出轴零件的作用和加工工艺性后，先稳定两种工艺方案，再甄选出最佳方案。输出轴零件的机械综合性能要求比较高哦，一般情况下是选择锻件作为毛坯。对于专用夹具的设计，这篇论 文选取其中钻斜孔工序来设计专用夹具。经过工序要求进行分析后，本人呢决定采用一面两孔定位，双螺母加紧。导套我是选用可换的特殊钻套。 关键词 ： 输出轴；工艺规程；夹具设计 2 he is to of to In an of a of of of as to of a 3 目录 1 引言 . 5 2 输出轴的机械加工工艺规程设计 . 6 零件工艺性分析及生产类型确定 . 6 零件的作用 . 6 零件的工艺分析 . 6 确定零件的生产类型 . 7 通过分析和常识知道，这个零件属于大批大量生产 . 7 选择毛坯种类，绘制毛坯图 . 7 选择毛坯种类 . 7 尺寸的确定 . 7 选择加工方法，拟定工艺路线 . 8 定位基准的选择 . 8 件表面加工方法的选择 . 8 加工阶段的划分 . 9 工序集中与分散 . 9 工序顺序的安排 . 9 确定工艺路线 . 9 加工设备及工艺装备选择 . 10 工序间余量和工序尺寸的确定 . 11 切削用量及基本时间定额的确定 . 14 3 专用夹具设计 . 27 明确设计要求、收集设计的资料 . 27 确定夹具结构方案 . 28 确定定位方式，选择定位元件 . 28 确定工件夹紧方案，设计夹紧机构 . 28 确定夹具总体结构和尺寸 . 30 参考文献 . 33 致 谢 . 34 4 5 1 引言 我毕业设计的题目是输出轴的加工工艺规程及专用夹具设计。通过这次的设计我感悟很多，同时我认为此次设计的目的主要有以下几点 （ 1） 培养了我们分析和解决本专业一般工程问题的能力，拓宽和深化了我们的知识哦。 （ 2） 培养了我们正确查阅国家标准等工具书，进行设计计算，编写技术文件等方面的工作能力哦。 （ 3） 培养了我们考虑实际、联系生产，向工人和工程技术人员学习的工作态度和工作方法。 （ 4）了解轴类零件的加工工艺过程和了解夹具设计的方法 ，为以后从事相关的技术性工作打下基础。 （ 5） 通过对输出轴零件的机械加工工艺设计，让我在机械制造工艺规程设计，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面得到一次综合性训练。 （ 6） 知道根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，选择夹具设计方案，完成夹具机构设计。 （ 7） 通对过零件图、装配图的绘制，让我进一步熟练绘图软件的使用。 这一次的毕业设计的主要内容有：设计输出轴机械加工工艺规程；设计钻斜孔 2的夹具。 6 2 输出轴的机械加工工艺规程设计 零件工艺性 分析及生产类型确定 零件的作用 轴类零件在机器中用来支承传动零部件和传递运动。输出轴是典型的轴类零件，它的作用在动力输出装置中是动力输出的关键零件啦。 这次毕业设计所加工的零件是 床的输出轴，它是动力输出的主要零件 , 80的孔与变速器配合起到了自动定心的作用，通过100的通孔将动力传懂啊该的轴，再由 55 处通过键将动力输出。所以轴在工作中需要承受一定的冲击载荷和很大 很大 的扭矩。 各部分尺寸零件图中的标注如下： 图 变速器输出轴零件图 零件的工艺分析 这根轴的结构比较简单啦，其主要加工面有 55、 60、 65、 75、 176的外圆 的面， 50、 80、 104 的内它圆 表面， 10个 20的通的孔，图中所给的儿童尺寸精度高，大部分是 粗糙度表现在键槽两侧面和 80 内圆柱表的面为 端面为 求不高。 位置要求表现在 55 的左端面、 80 内孔柱是面对 75、 60 20 孔的轴线对 80 内孔轴线的位置度复试为 槽对 55 外圆轴线 7 的 对称度为是 热处理需要调质处理到 200 230是持均匀。通过分析该零件，它呢布局合理，加工方便，我们通过径向夹紧可保准其结 构要求，尺寸完整合理，能够完整的表达物体的形状和大小，符合要求。 确定零件的生产类型 通过分析和常识知道，这个零件属于大批大量生产 选择毛坯种类，绘制毛坯图 选择毛坯种类 轴类零件最常用的毛坯一般是棒料和锻件哦，只有某些大型或结构复杂的轴，质量允许下采用锻件啦。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均匀分 布，可获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，因此除光轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒或冷轧棒料，减少机械加工量。 由于生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻多用于中小批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高，可以锻造形状复杂毛坯啦。本零件为大批大量生产哦，因此知道述选择模锻比较好了。 尺寸的确定 毛坯图是根据产品零件来设计的哦，经查机械加工工艺手册 2 、金属机械加工工艺人员手册 3 知道精车 粗车的各余量，从而可得毛坯余量。下图是这根轴的毛坯图： 8 图 毛坯图 选择加工方法，拟定工艺路线 定位基准的选择 确定工艺路线的第一步一般是先择定位基准。为使所选定位基准能保证整个机械加工工艺过程胜利的进行，一般考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。 在轴类零件加工中，为了保证各主要表面之间的相互位置精度啦，选择定位基准时，应尽可能使其与装配基准重合，而且还要考虑在一次安装中尽可能加工出较多的面哦 。 轴类零件加工时，精基准的选择一般有两种：那么第一种方案是采用顶尖孔作为定位基准。可以实现基准统一，能在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面，可以很好的保证各外圆表面的同轴度以及外圆与端面的垂直度，加工效率高并且所用夹具结构简单哦。精基准选择的第二种方案是采用支承轴径定位因为支承轴径既是装配基准，也是各个表面相互位置的设计基准，这样定位符合基准重合的原则，不会产生基准不重合误差，容易保证关键表面间的位置精度哦，不信可以试试。 从上面的定位基准选择原则，分析本零件，选取顶尖孔作为定位精基准。当零件外圆加工 完之后呢，可以以外圆为精基准加工内孔，由于前面的工序使用中心孔精加工出来的输出轴外圆同轴度非常高，并且表面粗糙度等各项性能指标都很高，故使用加工后的外圆作为精基准而加工出来的孔和外圆的同轴度也非常高哦，亲。本零件选择两个中心孔和 75 作为精基准，选择 176作为粗基准来加工两中心孔。 件表面加工方法的选择 从这个零件图上所标注的各加工表面的技术要求来看，查 机械制造工艺设计简明手册 4 这本书的表 过对各加工表面的各个加工方案的比较考虑，最后确定本零件各加工表 面的加工方法如下表 表 变速器输出轴各加工表面方案 需要加工 的表面 尺寸的 精度等级 表面的粗 糙度Ra/工 的方案 55的外圆 1 车 半精车 精车 60的外圆 1 车半精车 精车 65的外圆 1 车 半精车精车 75的外圆 1. 6车半精车 精车 176的外圆 12. 5车 50的内孔 12 镗 80的内孔 3 镗 半精镗 精镗 104的内孔 12 粗镗 20的通孔 3 扩 铰 8的通孔 12 键槽 9 3 铣 精铣 9 加工阶段的划分 床变速箱输出轴零件加工质量要求高 ,加工阶段可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。 (1) 在粗加工阶段：它的主要目的是切除毛坯上大部分余量，让毛坯在形状和尺寸上接近零件那个成品啦，因此呢，主要的目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大 部分余量，并为后面的工序提供精基准啦，比如吧加工 176、 55、 60、 65、 75外圆柱表面。 (2) 在半精加工阶段：它的主要目的是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备啦，比如吧 55、 60、 65、 75外圆柱面， 80、 20孔等的加工。 (3)在精加工阶段：它的主要目的就是保证尺寸、形状和位置精度达到或基本达到图样规定的精度要求以及表面粗糙度要求哦。 工序集中与分散 这个零件是选择的是工序集中原则安排零件的加工工序哦。该零件变 床速器 输出轴的生产类型为大批大量生产，并且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求哦。 工序顺序的安排 （ 1）机械加工顺序 遵循“先基准后其他”原则。 遵循“先粗后精”原则。 遵循“先主后次”原则。 遵循“先面后孔”原则。 （ 2）热处理工序 毛坯锻造成型后呢，一般是应当要对毛坯进行正火 处理来减小它的内应力了，然后呢再进行机械加工。调质处理的安排，一般情况 下是在粗加 工之后、精加工之前了。 （ 3）辅助工序 在对这个零件的所有加工工序完成之后呢， 需要安排去毛刺、清洗、终检工序。 确定工艺路线 通过综合全面的考虑了上 述工序顺序 安排原则的基础上，拟定该变速器输出轴零件的工艺路线如下： 方案一： 工序 00：锻造毛坯； 工序 05：正火； 工序 10：粗车 55 左端面，钻中心孔； 工序 15：粗车、半 精车 176右端面，钻中心孔； 10 工序 20：粗车各外 圆表面，锥面及 176 左端面； 工序 25：调质； 工序 30：半精车、精车各外圆表面； 工序 35：粗镗 50， 80， 104的内孔； 工序 40：半精镗，精镗 80的内孔； 工序 45：钻、扩、铰 100的通孔； 工序 50：钻 2 的斜孔； 工序 55:粗铣、精铣 键槽； 工序 60：去毛刺，清洗，终捡。 方案二： 工序 00：锻造毛坯； 工序 05：正火； 工序 10：粗车 55 左端面，钻中心孔； 工序 15：粗车、半精 车 176右端面，钻中心孔； 工序 20：粗车各外圆表 面，锥面及 176 左端面； 工序 25：调质； 工序 30：粗镗 50， 80， 104的内孔； 工序 35：半精镗，精镗 80的内孔； 工 序 40：半精车、精车各外 圆表面； 工序 45：钻、扩、铰 100的通孔； 工序 50：钻 2 的斜孔； 工序 55:粗铣、精铣 键槽； 工序 60：去毛刺，清洗 ，终捡。 通过对方案一和方案二的比较，我们知道它们的主要区别在孔加工顺序 安排，是否在外圆加工完后再加工。通过对零件的分析知我们知道了，该轴上外圆表面精度蛮高了，但是那个孔除 80 和 100 外，其他各孔精度都较低，若在外圆加工完之后再用外圆表面定位夹紧来加工孔，可能会损坏已加工表面。所 以呢应该尽可能按排 在外圆表面加工完之前加工了。通过 对上面的分析，我呢选择 方案二加工了。 加工设备及工艺装备选择 1 选择机床根据工序选择机床 （ 1）工序 10、 15、 20、 40 是粗车和精车。每个工序的工步数比较少了，大批大量生产不要求很高的生产率，因此呢我觉得啊选用卧式车床就能满足要求了。这个零件的外廓尺寸偏小了，选用最常用的 卧式车床就行了。 （ 2）工序 30、 35 为镗削。由于加工的零件外廓尺寸不大，所以呢比较适合在车床上镗孔了，选用 卧式车床是可以的。 （ 3）工序 60 铣削。工序工步简单，外廓尺寸呢也不大，考虑这个 零件是大批大量生产 11 了，因此呢选机床使用范围较广泛比较好了，建议选常用的 铣床能满足加工要求。 （ 4）工序 45、 50 是钻，扩，铰孔。可选用专用的夹具在立式钻床上加工，故选用 2 选用夹具 本零件除铣削，钻斜孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。 3 选用刀具 众所周知刀具材料的切削性能影响着生产率的高低了，工件的加工精度，已加工表面的质量，刀具的磨损和加工成本，因此呢正确的选择刀具材料是加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度和足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性。因为呢 这个零件 5 钢，建议亲们用硬质合金中的 刀具。粗车，半精车，精车外圆柱面选用前角为 90的车刀好。钻头就选择高速钢刀具了，直径为 18， 8 哦；扩孔钻当然是选用直径为 ；铰刀就选择直径为 20 就行了。镗刀可以考虑选用刀杆长度为 200， 6 工序间余量和工序尺寸的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程 1表 2 2综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺 寸及毛坯尺寸如下表 表 外圆柱面 176轴段加工余量计算 工序 名称 工序间 余量/序 工序的 基本 尺寸 /注工 序尺 寸个公差 /精度 /面 粗 糙度 Ra/车 3 0 76 毛坯 2 179 179 2 表 外圆柱面 55轴段加工余量计算 工序的 名称 工序间 余量/序 工 序 基本 尺寸 /注工 序尺 寸公差 /济 精度 / 面 粗 糙度 Ra/ 车 5 550 半精车 6 560 粗车 8 毛坯 2 61 61 2 表 外圆柱面 60轴段加工余量计算 12 工序 名称 工序间的 余量/序 工序 基本 尺寸 /注 工序尺 寸公 差 /济 精度 /面 粗 糙度 Ra/车 1 0 0 600 半精车 1 610 粗车 3 毛坯 2 66 66 2 表 外圆柱面 65轴段加工余量计算 工序 名称 工序间 余量/序 工序 基本 尺寸 /注 工序尺 寸公差 /济精 度 /面 粗 糙度 Ra/ 车 5 650 半精 车 6 660 粗车 8 毛 坯 2 71 71 2 表 外圆柱面 75轴段加工余量计算 工序 的名称 工序间的 余量/序 工序基本 尺寸 /注工序尺 寸公差 /济精度 /面粗 糙度 Ra/ 车 1 0 5 750 半 精车 6 760 粗 车 3 。 0 8 毛 坯 2 81 81 2 表 104内孔加工余量计算 工序的 名称 工序 间余量 工序 工 序基本 表注工序尺 13 /济精 度 / 面粗 糙度 Ra/寸 /公差 / 镗 3 0 04 毛 坯 2 101 101 2 表 80内孔加工余量计算 工序的名称 工序间 余量/序 工序 基本 尺寸 / 注工序尺 寸公差 /济精 度 /表面粗 糙度 Ra/镗 1 0 0 半的精镗 9 粗 的镗 7 毛 坯 2 74 74 2 表 50内孔加工余量计算 工序 名称 工序间余 量/序 工序 基本 尺寸 / 注工序尺 寸公差 /济精 度 / 面粗 糙度 Ra/ 镗 3 0 毛 坯 2 47 47 2 表 20内孔加工余量计算 工序 工序间余量 /序 工序基本 尺寸 /注工序尺 寸公差 /济精度 /面粗 糙度 Ra/ 0. 3 0 扩 孔 1 钻 孔 1 8 8 毛 坯 0 14 表 键槽的加工余量计算 工序名 的称 工序间余量 /序 工序 基本 尺寸 /注 工序尺 寸公差 /济精 度 / 面粗 糙度 Ra/ 铣 2 0 6 160 半精的铣 4 粗 铣 0 10 毛 坯 0 切削用量及基本时间定额的确定 切削用量是切削加工时可以控制的参数，具体是指切削速度、进给量 v(m/f（ r）和背吃刀量 三个参数。 （一） 粗车 55左端面 加工的条件是 工件材料是 45#钢且正火，。 加工要求有：粗车 55 的 外圆端面了，表面粗糙度是 机床： 卧式 车床。 刀具：可以选择 的刀片材料为 杆尺 寸为 16 25 0900 15， 00 12 , 计算切削用量 切削深度： 一次切除就 进给量：按照金属机械加工工艺人员手册 3表 14用 f=r 计算切削速度：按 在金属机械加工工艺人员手册表 14削速度的计算公式为 1 (m/（寿命选 T=60, 式中 403 当切削条件变换时记得要加上修正系数 看在金属机械加工工艺人员手册表 1411 所以， 15 ft 601000 65.4(m/确定机床主轴转速： d 1000=60 =877.3(r/按 照 机 床 的 选 取 n =900r / 。 所 以 实 际 切 削 速 度1000=1000 90060 =m/计算切削工时 : nf 1 式中，230， 31l ， 02 l ，所以nf 1 =30= （二） 工序 15：粗车、半精车 176 右端面 加工的条件 工件材料是 45#钢正火，加工的要求：车 176的 端面，表面粗糙度 m 机床： 式车床。 刀具：就选选择刀片材 料为 杆尺寸为 16 25 0900 15，00 12 , 计算切削用量 切削深度： 一次切除就 进给量：按照金属机械加工工艺人员手册表 14用 f=r。 计算切削速度：按照在金属机械加工工艺人员手册表 14削速度的计算 公式为 （寿命选 T=60 （ m/,式中的 393 当切削条件变换时要加上修正系数看金属机械加工工艺人员手册表 14 1 1 所以呢， ft 93 =m/ 确定机床主轴转速： d 1000=181 =243.8(r/按机床选取 n =250r/以实际切削速度 16 1000=1000 250181 =142.2(m/计算切削工时 nf 1 ,式中 l ， 31l ， 02 l ，所以 nf 1 = =0（ （三） 工序 20：粗车各外圆表面，锥面及 176 左端面 加工 的条件 工件材料是 45#钢正火，加工要求： 粗车各外圆表面，锥面及 176左端面，表面粗糙度 床： 式车床。 刀具：可以选择刀片材料为 杆尺寸为 16 25 0900 15，00 12 , 计算切削用量 (a) 粗车各外圆及锥面 切削深度： 一次切除就横扫。 进给量：按照在金属机械加工工艺人员手册表 14用 f=r。 计算 切削速度：按金属机械加工工艺人员手册表 14削速度的计算公式为 （寿命选 T=60 （ m/, 式中 327 当切削条件变换时要加上修正系数看撒金属机械加工工艺人员手册表14 1 0 所以， ft 93 =m/ 确定机床主轴转速： 111000d =61 =r/221000d =66 =590.5(r/331000d =71 =548.6(r/ 17 441000d =81 =479.8(r/551000d =179 =r/按机床选取 n =500r/以实际切削速度 100011 =1000 50061=m/100022 =1000 50066 =m/100033 =1000 50071=m/100044 =1000 50081=m/100055 =1000 500179 =m/检验机床功率： 主切削力属切削原理 5 表 的 4示公式计算 式中： 270； 89.09.0 1 所以： N） 切削时消耗功率)(4 由金属机械加工工艺人员手册表 8知， 5 机床功率足够。 计算切削工时 nf 1 ,式中 214l ， 31l ， 02 l ，所以 nf 1 = 214 = （ b） 车 176的左端面 切削深度： 一次切除。 进给量：根据金属机械加工工艺人员手册表 14用 f=r。 18 计算切削速度：按金属机械加工工艺人员手册表 14削速度的计算公式为 （寿命选 T=60 （ m/,式中 393 当切削条件变换时要加上修正系数金属机械加工工艺人员手册表 14 1 1 所以， ft 93 =m/ 确定机床主轴转速： d 1000=176 =r/按机床选取 n =250r/以实际切削速度 1000=1000 250176 =(m/计算切削工时 nf 1 ,式中 30l ， 31l ， 02 l ，所以 nf 1 = 30 = （四） 工序 30：粗镗 50， 80， 104 的内孔 加工条件 工件材料是 45#钢正火，加工要求：粗车各内孔，表面粗糙度 床： 式车床。 刀具： 片材料为 杆尺寸为 16 25 0900 15，00 12 , 计算切削用量 (a) 粗车 104内孔 切削深度： 一次切除就好了。 进给量：按照金属机械加工工艺人员手册表 14用 f=r。 计算切削速度：按金属机械加工工艺人员手册表 14削速度的计算公式为 19 （寿命选 T=602.0 （ m/,式中 393 当切削条件变换时要加上修正系数金属机械 加工工艺人员手册表 14 1 9.0 81.0 所以， ft 93 =135. 56（ m/ 确定机床主轴转速： d 1000=43 7。 0(r/按机床选取 n =400r/以实际切削速度 1000=1000 =m/计算切削工时 nf 1 ,式中 10l ， 31l ， 02l ，所以 nf 1 =10=（ (b) 粗车 80内孔 切削深度： 一次切除。 进给量：按照金属机械加工工艺人员手册表 的 14用 f=r。 计算切削速度：按在金属机械加工工艺人员手册表的 14削速度的计算公式为 （寿命选 T=602.0 （ m/,式中 393 当切削条件变换时要加上修正系数金属机械加工工艺人员手册表 14 1 9.0 81.0 所以， ft 93 =m/ 确定机床主轴转速： d 1000=75 =r/按机床选取 n =560r/以实际切削速度 20 1000=1000 56075 =m/计算切削工时 nf 1 ,式中 13l ， 31l ， 02 l ，所以 nf 1 =13= (c)粗车车 50内孔 切削深度： 一次切除。 进给量：根据在金属机械加工工艺人员手册表中 14用 f=r。 计算切削速度：按在金属机械加工工艺人员手册表 的 14削速度的计算公式为 （寿命选 T=602.0 （ m/,式中 393 当切削条件变换时要加上修正系数卡金属机械加工工艺人员手册表 14 1 9.0 81.0 所以， ft 93 =m/ 确定机床主轴转速： d 1000=46 =r/按机床选取 n =560r/以实 际切削速度 1000=1000 90046 =13 0(m/计算切削工时 nf 1 ,式中 17l ， 31l ， 02 l ，所以 nf 1 = 17 =0. 11（ （五） 工序 35：半精镗，精镗 80 的内孔 加工条件 工件材料是 45#钢调质。 加工要求：半精镗 80 内孔，表面粗糙度 车 80内孔，表面粗糙度 机 床： 式车床。 21 刀具： 选择刀片材料为 杆尺寸为 1625 0605，00 8 , 计算切削用量 (a)半精车 80内孔 切削用量： ，一次切除就行。 进给量：根据在金属机械加工工艺人员手册表中 14用 f=r。 计算切削速度：按金 属机械加工工艺人员手册在表 14削速度 212m/ 当切削条件变换时要加上修正系数 金属机械加工工艺人员手册表 14 9.0其余为 1 所以 ， 12 r/ 确定机床主轴转速： d 1000= 71 0 0 0 （ r/ 按早机床选取 n =710r/。所以实际切削速度 r/ 计算切削工时 nf 1 ,式中 13l ， 31l ， 02l ，所以 nf 1 =13= (b) 精车 80内孔 切削用量： 一次切除醒了。 进给量：根据金属机械加工工艺人员手册表 14用 f=r。 计算切削速度：按金属机械加工工艺人员手册表 14取，切削速度 277vc(
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