右出线轴钻6Ф6夹具设计.docx
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右出线轴钻6Ф6夹具设计
设计说明书
题目：
右出线轴钻6-Ф6夹具设计
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指导老师：
摘要
本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
右出线轴加工工艺规程及其钻6-Ф6孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。
在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：
工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
ABSTRCT
Thisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.
Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessing￠140holejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.
Keywords:
Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror
目录
序言……………………………………………………………………5
第一章零件的分析…………………………………………6
1.1零件的作用…………………………………………………………6
1.2零件的主要技术条件分析…………………………………………6
第二章零件工艺规程设计………………………………6
2.1确定零件的生产类型………………………………………………6
2.2确定零件毛坯的制造形式…………………………………………6
2.3制定工艺路线………………………………………………………7
2.4确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸………………………9
2.5确定各序工艺装备及切削用量……………………………………11
第三章夹具设计………………………………………………26
3.1概述…………………………………………………………………26
3.2方案设计……………………………………………………………26
3.3切削力和夹紧力的计算……………………………………………26
3.4定位误差分析……………………………………………………27
3.5夹具设计及操作说明……………………………………………27
总结……………………………………………………………29
致谢………………………………………………………………30
参考文献………………………………………………………31
序言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。
机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。
我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。
从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
右出线轴的加工工艺规程及其钻孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。
正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。
本次设计也要培养自己的自学与创新能力。
因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。
所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
第一章零件的分析
1.1零件的作用
右出线轴是传动装置的重要零件，它负责传动力，承受着扭矩，因为输出轴与传动机构连接，并且中心部分与该零件是键连接，因而该零件的键槽承受着一定载苛以及一定的冲击力，所以该零件承受传动力和扭矩。
1.2零件的主要技术条件分析
1、为了适合锻件技术要求，因而采用精度等级为IT12。
2、为了保证锻件整个零件的同轴度，首先以Ф50外圆表面为基准，粗车Φ55Φ90的外面及其端面并钻中心孔，再以Φ90为基准，粗车除Φ55Φ90以个的各外圆及其端面，最后以Ф50外圆为精基准，磨Φ90外圆。
有关键槽的技术要求：
右出线轴在工作时，将受到一定的扭矩，扭矩是通过键槽传递的，因此，对于这四个键槽端面有一定的粗糙度，该粗糙度为6.3，属于锻造件中较高的粗糙度要求。
第二章零件工艺规程设计
2.1确定零件的生产类型
生产纲领的确定：
N零=Q*n（1+α+β）
式中：
N零：
零件的生产纲领；
Q：
产品的生产纲领，Q=5000台/年；
n:
每一产品中包含该零件的数量n=1；
α：
零件的备品率，一般情况下为α=3%～5%
取4%
β：
零件的平均废品率，取β=1；
∴N零=5000*1（1+4%+1%）
=5，025件/年
根据任务书可知零件为大量生产。
2.2确定零件毛坯的制造形式
影响毛坯选择的因素通常包括：
1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。
2、零件的结构形状和外形尺寸。
3、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。
4、零件生产纲领的大小。
5、现有生产能力和发展前途。
由于右出线轴要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择42CrMo。
因为右出线轴在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且锻件的锻造性能较好，。
由于该零件的轮廓尺寸相对较大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。
为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用锻造成型。
2.3制定工艺路线
1、工艺过程的安排：
在右出线轴加工中，影响加工精度的主要因素有：
右出线轴是锻造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。
因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。
这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。
粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。
这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。
逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。
2、各主要表面的工序安排如下：
⑴外圆外表及其端面：
车。
⑵钻孔、锪孔。
钻Φ10孔，锪孔Φ16.5，再锪孔Φ24
钻Φ10孔，锪孔Φ29，
4一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。
2．右出线轴工艺路线的方案之一：
⑴锻造
⑵正火处理；
⑶车Φ55Φ90外圆及其端面并钻中心孔；
⑷钻中心孔，车除Φ55Φ90以外的外圆及其端面，车槽
—
⑸半精车Φ55Φ90Φ110外圆及其端面
⑹半精车除Φ55Φ90Φ110心外的外圆及其端面，车槽
—
⑺钻
，
，
⑻钻6-Φ8孔
⑼钻Φ10深200孔，锪孔Φ16.5沉头8，再锪孔Φ24沉头3
⑽钻6-Φ6孔
⑾钻Φ10深200孔，锪孔Φ29沉头15
⑿车孔Φ32宽1.3，
⒀铣键槽
⒁磨Φ29内孔，Ф90外圆
⒂检验，入库
4、此方案具有如下特点：
⑴加工阶段划分得较合理：
输出轴是锻造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。
因此，在安排工艺过程时，就需要把各表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。
这样避免了由于粗加工工序切削余量大，切削力、夹紧力必然大，加工后易产生变形。
如：
内应力引起的变形；夹紧力较大引起的变形；切削温度过高引起的变形；工艺系统的热变形等的影响。
粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精及精加工中得到修正，就能最后达到零件的技术要求。
同时，还能合理地使用设备，保证加工质量。
在粗加工各表面后及早地发现毛坯缺陷，避免损失更多的工时和费用。
⑵定位基准的选择
右出线轴加工作为精基准的表面是外圆面，以及两中心孔定位，而作为精基准的表面应该提前加工完。
在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求。
因此按照粗基准选择原则，以Φ50外圆面为粗基准来加工Φ55Φ90外圆及其端面，并钻中心孔——精基准。
在右出线轴的加工过程中定位基准满足基准重合原则，简化了工艺过程的制定，使夹具的设计、制造简单，降低成本。
⑶按照工序分散的原则来拟定工艺路线：
右出线轴的加工过程中，各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的。
由于输出轴的形状复杂，要加工表面不便于集中加工，为了适应大批量生产的快节奏，必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具，以提高生产率，保证加工质量，使各工序的时间趋于平衡，按一定的节拍组织流水生产。
虽然现代生产的发展多趋向于工序集中，但工序分散在大批量生产中仍应用很广泛。
2.4确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸
右出线轴材料为42CrMo。
机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。
余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。
所以，必须合理地安排加工余量。
本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等级。
（1）单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定
由（Ⅰ）表2.2—4α=6.5α=4.5
锻件机械加工余量
基本尺寸
加工余量数值
大于
至
---
100
5.5
6.0
6.5
7.5
8.5
9.0
10
11
12
3.5
4.0
4.5
5.5
6.0
5.5
6.5
6.5
7.5
100
160
6.5
7.0
8.0
9.0
10
11
12
13
14
4.0
4.5
5.5
6.0
7.0
7.0
8.0
8.0
9.0
160
250
7.5
8.5
9.5
11
13
13
15
15
17
5.0
6.0
7.0
8.5
9.0
8.5
10
9.5
11
250
400
8.5
9.5
11
13
15
15
17
18
20
5.5
6.5
8.0
10
11
10
12
12
14
400
630
10
11
13
16
18
17
20
20
23
6.5
7.5
9.5
12
13
12
14
13
16
630
1000
12
13
15
18
20
20
23
23
26
7.5
9
11
14
15
14
17
15
18
基本尺寸
加工余量数值
大于
至
1000
1600
13
15
17
20
23
23
26
27
30
8.5
10
13
16
17
16
19
18
21
表2.2--4
注：
1、表中每拦有两个加工余量数值，上面的
数值是以一侧为基准，进行单侧加工的加工余量，进行单侧加工的加工余量值。
下面为双侧加工时，每侧的加工余量值。
2、表中略去基本尺寸大于1600—10000mm的加工余量数值。
（2）锻件公差等级的确定
表（Ⅱ）2.2—5可知
注：
1、锻件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。
例：
尺寸公差为CT12级，加工余量底、侧面为MA—H级。
2、锻件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。
例：
底、侧面加工与量为CT12级，MA—H级。
3、锻造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。
（3）锻造孔的最小尺寸
在锻造工艺上为制造方面，一般当锻造孔径小于规定尺寸时可不锻出，零件上的孔如难以机械加工，最小孔径也可放宽到特殊情况数值。
（4）锻造壁的最小厚度
各种锻造方法锻件的最小壁厚可见表。
（5）锻造斜度
锻件常选用1°30′～2°。
待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面斜度数值可适当减小。
一般参照表选取。
为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。
2.5确定各序工艺装备及切削用量
工序I：
车Φ55Φ90外圆及其端面并钻中心孔
工步一：
车Φ55Φ90外圆
选择硬质合金车刀
1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。
选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/Vf=（15+55）/475=0.147min。
工步二：
车Φ55Φ90端面
1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。
选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/Vf=（29.5+17.5）/475=0.099min。
工步三：
钻中心孔
选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按机床选取
基本工时：
工序II：
钻中心孔，车除Φ55Φ90以外的外圆及其端面，车槽
工步一：
钻中心孔
选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按机床选取
基本工时：
工步二：
车除Φ55Φ90以外的外圆
选择硬质合金车刀
1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。
选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/Vf=（25+20+93+7+100+7+17+45）/475=0.45min。
工步三：
车除Φ55Φ90以外的端面
1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。
选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/Vf=（86+21.5+47.5+20+20+17.5）/475=0.405min。
工序III：
半精车Φ55Φ90Φ110外圆，其端面及倒角
工步一：
半精车Φ55Φ90Φ110外圆
选择硬质合金车刀
1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。
选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/Vf=（15+55+45）/475=0.242min。
工步二：
半精车Φ55Φ90Φ110端面及倒角
1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。
选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择
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