轴架工艺及夹具设计.docx
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轴架工艺及夹具设计
本科生毕业设计（论文）
学院（系）：
机电工程系
专 业：
机械设计制造及其自动化学 生：
…
指导教师：
完成日期 年 月
［摘 要]本次设计内容是轴架加工工艺规程及钻孔夹具设计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。
本次设计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。
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
AxisframetechnologyandequipmentdesignandproductionofsomepartsMechanicalDesign，ManufacturingandAutomationMajor CHU
Wen-guo
Abstract:
Thedesigncoversthemechanicaldesignofmanufacturingprocessesandmachinetoolfixture,metalcuttingmachinetools,tolerancesandmeasurement,andmanywithknowledge.AxisframeprocessingproceduresanddrillholeФ15H7fixturedesignedtoincludethemachiningprocessdesign,processdesignandthedesignofthree-partspecialfixture.Intheprocessdesigntoanalyzethefirstparttounderstandthepartsoftheprocessre-designthestructureofrough,andtheprocessingpartisselectedbenchmark,partoftheprocessroutedesign;thensteponthepartofvariousindustrialprocessesforsizecalculation,Thekeyistodeterminethevariousprocessesandcuttingprocessingequipment;andthedesignofspecialfixture,selectthecomponentdesignandfixtureparts,suchaspositioningdevices,clampingdevices,guidedevices,foldersandmachinespecificpartsandothercomponentsconnected;calculatedfixturepositioningerrorgeneratedwhenanalyzedfixturestructureisreasonableandinadequateattentioninthefuturedesignimprovements.
Keywords:
Processprocess;Cutting;clamping;positioning;error
目 录
1引言 2
2零件的工艺分析 2
3确定毛坯、画零件—毛坯合图 3
3.1确定毛坯的材料和尺寸公差等级CT和加工余量等级MA 3
3.2确定各加工表面总余量、主要毛坯尺寸及公差 4
4工艺规程设计 6
4.1定位基准的选择 7
4.1.1精基准的选择 7
4.1.2粗基准的选择 8
4.2加工方法的选择 9
4.3加工顺序的安排 9
4.4制订工艺路线 10
4.5初步拟定加工工艺路线及修改后的加工工艺路线 10
4.6选择加工设备及刀具、夹具、量具 13
4.7加工工序设计 15
4.7.1工序10：
粗铣E面 15
4.7.2工序40：
钻扩铰Ф22H7的孔 18
5专用夹具设计 21
5.1设计准备 21
5.2工件的定位方案 22
5.3工件的夹紧方案 22
5.4孔加工刀具的引导方案 23
5.5夹具在机床上的安装方式 24
5.6计算夹紧力并确定螺杆的直径 24
5.7误差分析与计算 25
6夹具实物制作 错误！
未定义书签。
6.1确定加工对象 错误！
未定义书签。
6.2夹具实物制作 错误！
未定义书签。
结束语 27
参考文献 28
致谢 29
轴架工艺及夹具设计
1引言
随着我国专用机械市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。
技术工艺的优劣直接决定企业的市场竞争力。
了解国内外专用机械生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。
在工业界，对一指定产品加工生产前，根据工艺要求，所进行的通用设备选型、通用工位器具的选型；专用设备设计、制造；专用刀具、专用夹具、专用辅具、专用模具、专用工具、专用检具、专用量具等工位器具的设计、制造都称为“工艺工装”。
“工艺工装”是工业企业不可缺少的一个重要组成部分。
随着社会的进步和经济的发展，多品种、小批量的生产类型已占主导地位，具有元件全部标准化的高柔性组合夹具已成为制造系统的必备辅助手段。
另外，因组合夹具是标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备，其平均设计和组装时间是专用夹具的5％～20％，所以称其为柔性夹具，组合夹具因其灵活性已成为现代夹具的发展方向。
现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为相关企业生存和发展的必要条件。
2零件的工艺分析
由轴架零件图（见图2-1）得知，其材料是HT200。
该材料具有较高的
28
强度、好的耐磨性和良好的减振性，铸造性好，需要人工时效，适用于承受较大的应力、要求耐磨的零件。
该零件的主要加工面为A面、B面、C面、E面、F面、G面（以上各个表面如图1-1所示）和Ф22H7的孔、Ф15H7的孔及G11/8的螺纹。
Ф15H7的孔的轴线与Ф22的孔的轴线垂直，其垂直度为Ф0.005，直接影响转动的平稳，使传动轴与轴架产生摩擦和轴架与轴不能正确定位。
为了保证Ф15H7的孔的轴线能与Ф22的孔的轴线垂直度达到要求，因此，加工时先把Ф22的孔加工完成后，以Ф22H7的孔为定位基准来加工Ф15H7的孔。
A面、B面、C面、E面、F面和G面的表面粗糙度要求不太高，现有机床加工精度能够达到要求。
由参考文献[1]面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
3确定毛坯、画零件—毛坯合图
3.1确定毛坯的材料和尺寸公差等级CT和加工余量等级MA
根据零件图的材料确定毛坯为铸件，其生产类型为大批量生产。
毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。
又由于G11/8的螺纹底孔需要铸出，故还应该安放型芯。
此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效。
图2-1轴架零件图
参考文献[1]表1.3–1（常用毛坯的制造方法与工艺特点），该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级。
故取CT为10级，MA为G级。
3.2确定各加工表面总余量、主要毛坯尺寸及公差
参考文献[1]表2.2–6（铸造孔的最小尺寸），用查表法确定各表面的总余量如表2–1所示。
表2–1各加工表面总余量
基本尺寸 加工余量 加工余量
加工表面 说 明
（mm） 等级 （mm）
A面、B面
70
G
3.5
侧面，单侧加工（取上行
数据）
C面、G面
28
G
2.5
圆柱面，双侧加工（取下
行数据）
E面
45
G
3.5
顶面，双侧加工
F面
45
H
2.5
底面降1级，双侧加
工
G11/8的底
35.2
H
3
孔降1级，双侧加工
孔
由参考文献[1]表2.2–7（各种铸造方法的铸件最小壁厚），可得铸件的主要尺寸的公差，如表2–2所示。
2.5
表2–2主要毛坯尺寸及公差
主要面尺寸
零件尺
寸
总余量
（mm）
毛坯尺
寸
公差CT
（μm）
（mm）
（mm）
A面、B面轮廓尺寸
12
3.5
15.5
4
C面、G面轮廓尺寸
38
2.5 ﹢
43
4
E面距Ф15H7孔中心尺
53
3.5
49.5
3.6
寸
F面距Ф15H7孔中心尺
寸
110
2.5
112.5
3.6
G11/8的底孔
Ф
35.2
3﹢3
Ф16
3.2
由以上可以知道轴架的毛坯尺寸，画出轴架零件-毛坯合图（见图3-1）。
图3-1轴架零件-毛坯合图
4工艺规程设计
设计工艺过程时所涉及的内容主要是划分工艺过程的组成，选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等。
4.1定位基准的选择
4.1.1精基准的选择
精基准的选择原则（参考文献[6]第三节工艺路线的制定）：
（1）基准重合原则应尽可能选择被加工表面的设计基准作为精基准。
在对加工面位置尺寸有决定作用的工序中，特别是当位置公差很小的时候，一般不应违反这一原则。
（2）统一基准原则当工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工大多数（或所有）其它表面，则应尽早地把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精加工基准加工其它表面。
采用基准统一原则可以简化夹具设计，可以减少工件搬动和翻转次数，在自动化生产中广泛应用。
（3）互为基准原则 某些位置要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的方法来达到要求。
（4）自为基准原则 旨在减少表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀的工序，常以加工面本身为基准进行加工。
（5）便于装夹原则 所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠，
夹
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