轴套零件的机械加工工艺规程与专用夹具设计毕业设计论文.docx

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轴套零件的机械加工工艺规程与专用夹具设计毕业设计论文

毕业论文（设计）

毕业设计（论文）任务书

数控技术专业班姓名学号

设计题目：

轴套零件的加工工艺规程编制和专用夹具设计

设计内容及要求：

1.对零件图进行检查和分析，改正错误。

2.用CAD绘制并打印零件图1张（2号图纸各1张）。

3.制定该零件的数控加工工艺规程。

（要求在设计说明书中详细阐述数控加工工艺制订的过程与依据，工艺文件需单独装订。

）

4.设计指定工序的专用夹具，绘制夹具装配总图（1号图纸）。

5.完成零件的三维建模，并按设计的工序进行计算机辅助制造。

对于铣削加工部分，用CAD/CAM软件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序；对于车削加工部分，用手工编程的方式写出数控加工程序。

（要求在设计说明书中详细说明CAD与CAM的过程）

6.编写设计说明书。

（格式参看毕业设计论文撰写规范，不少于40页）

7.需交材料：

纸质材料（毕业设计说明书一份\工艺文件一套、零件图一张、夹具总装图\夹具零件图各一张A2\A3）和电子文档各一份；毕业顶岗实习鉴定一份。

数控教研室

2013年10月

设计内容：

1、产品零件图1张

2、产品毛坯图1张

3、专用夹具零件图2张

3、加工工艺过程卡1份

4、机械加工工序卡片1份

5、专用夹具设计装配图1张

6、毕业设计说明书1份

7、顶岗实习报告1份

诚信声明

本人郑重声明：

所呈交的大专毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果。

尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

毕业论文（设计）作者签名：

张晓琳

2013年10月25日

摘要

前言

1.2.1各重要表面加工分析2

轴套类零件的工艺设计与加工

摘要：

随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征；数控技术也在不断的发展更新。

本篇论文主要由轴套零件的作用、工艺路线分析和专用夹具的设计来展开的。

首先对零件图的分析，利用CAD、UG等优秀的绘图软件进行专用夹具的设计和三维图像的建模，理清零件的加工路线的设计；通过车削加工配合件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业基础知识，全面考虑可能影响在车削加工中的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成配合要求。

在整套轴套零件的专用夹具设计、加工过程中，通过与同学之间的交流和向各位老师的请教，在数控加工上有了很大的收获，但由于本人水平有限，难免会有不妥和错误之处，恳请各位老师批评指正。

关键词:

轴套;工艺规程设计;专用夹具设计

前言

毕业设计是专业教学工作的重要组成部分和教学过程中的重要实际性环节。

本次设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

它是我们综合于前面所学理论与实际相结合的一次质的飞跃，结合了大学我们专业课所学的基础课，在我们今后的工作中十分重要。

毕业设计的目的是：

通过设计，培养我们综合运用所学的基础理论知识，专业理论知识和一些相关软件的学习，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养我们建立正确的工艺设计思维，学会查找工具书，掌握数控工艺设计的一般程序，规范和方法。

本次设计选择的课题为轴类零件的车削加工工艺设计及其数控加工程序编制。

这次毕业设计让我们对机械制图的基础知识有了进一步的了解，同时也为我们从事绘图工作奠定了一个良好的基础。

并锻炼了自己的动手能力，达到了学以致用的目的。

它是一次专业技能的重要训练和知识水平的一次全面体验，是学生毕业资格认定的重要依据，同时也为我们将来走向工作岗位奠定了必要的理论基础和实践经验。

因初次接触与实践，本次设计如有不足的地方，还敬请各位老师谅解，并给与指教。

第一章零件的分析

1.1零件的作用

本零件为轴套类零件，零件它主要作用：

其一是传递转矩，其二是和其它零件配合，连接其它零部件。

图1-1

1.2零件的工艺性分析

从零件图（图1-1）上可以看出，表有表面粗糙度符号的表面有三个外圆表面、一个斜面和内孔等。

其中，表面粗糙度要求最高的是孔，公差等级为IT7级，表面粗糙度为Ra1.6μm。

从工艺上看外圆与外圆表面的同轴度要求为，ø26H7孔公差等级为IT7级，表面粗糙度Ra1.6，可通过精镗保证。

由于零件右端平面面积较小，为保证锻件质量，建议将右端平面取为浇注时的地面位置，左端作为浇注时的顶面位置。

1.2.1以ø20mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

外圆，R6的圆角，的外圆，M30×2的外螺纹表面，的孔，其中的外圆表面粗糙度要求为R1.6μm，需要粗车、半精车、精车来保证表面粗糙度要求，其他部位的表面粗糙度均为3.2μm，所以只需粗车、半精车即可。

1.2.2以ø26mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

外圆及倒角、的孔，其表面粗糙度要求均为3.2μm，只需粗车、半精车即可；而重要表面是ø26H7孔，表面粗糙度Ra1.6，需要粗镗、半精镗、精镗来保证。

1.2.3以ø10mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

两孔，为自由尺寸公差，表面粗糙度无要求，所以只需要粗、精加工即可。

对改零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。

1.3确定生产类型

按设计任务书，该零件产量为500件，根据表5-8，由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件的生产为中批量生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点。

第二章毛坯的选择

2.1毛坯的种类

（1）铸造毛坯：

适合做形状复杂零件的毛坯

（2）锻造毛坯：

适合做形状简单零件的毛坯；

（3）型材：

适合做轴、平板类零件的毛坯；

（4）焊接毛坯：

适合板料、框架类零件的毛坯。

2.2选择毛坯的原则

毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工。

毛坯选择应考虑的因素：

生产纲领的大小：

对于大批大量生产，应选择高精度的毛坯制造方法，以减少机械加工，节省材料。

现有生产条件：

要考虑现有的毛坯制造水平和设备能力。

对于本零件的加工我们采用模锻成型，选用45号钢，Φ50X74的材料加工工件500件，因为我们都是批量件生产，所以我们以便于加工为主要目的。

2.3确定毛坯制造形式

确定零件材料为45号钢,考虑到此零件为轴类零件，因此选用锻件，又因零件的轮廓尺寸不大故可采用模锻成。

该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。

由于该零件有三个台阶孔，从减少加工余量考虑，此处的毛坯可以锻成阶梯孔。

模锻件是用一套专用的锻模，在吨位的锻锤或压力机上锻压出的锻件，锻件精度、表面质量比自由锻好，加工余量小。

锻件内部有较好的纤维组织分布，机械强度较高，这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。

2.4零件的热处理

轴类零件常用的材料有碳钢、合金钢及球墨铸铁，生产中应根据不同的要求来选择相应的热处理。

一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理（如正火、调质、淬火等）可获得相应的强度、韧性和耐磨性。

但45钢的淬透性较差，淬火后易产生较大的内应力。

此次轴材料为45钢，该零件在工作过程中则经常承受交变载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。

零件属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用摸锻成型。

这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。

第3章数控加工工艺规程设计

3.1定位基准的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。

否则就会使加工工艺过程问题百出，严重还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

加工左端时，择ø36mm外圆端面为基准面；加工右端时，选择M30×2螺纹端面为基准面。

3.1.1粗基准的选择

选择粗基准时，主要考虑两个问题：

一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求，二是合理分配各加工表面的加工余量。

对于一般的轴类零件而言，外圆即可作为粗基准。

3.1.2精基准的选择

选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。

其选择原则如下：

（1）基准重合原则；

（2）基准统一原则；

（3）自为基准原则；

（4）便于装夹原则；

（5）互为基准原则；

下面以加工ø36mm端和钻两相互垂直的ø10mm孔为例，详见下图2-1与图2-1：

精加工螺纹端时，以左端ø36mm圆柱面为基准，精加工ø36mm端，则以已加工表面ø34mm圆柱面和轴肩作为精基准，实现了基准统一原则，保证了同轴度；而钻孔时，使用专用夹具，以ø36mm圆柱端面为精基准，与位置尺寸12±0.1实现了基准重合原则，保证了位置精度。

图3-1

图3-2

3.2工艺路线的拟定

3.4.1工艺路线方案一

工序1：

钻ø20mm内孔

工序2：

粗、半精、精镗ø26mm、ø22mm内孔，粗、精车倒角2×45°，

ø36mm、ø46mm外圆及倒角；

工序3：

粗、精车倒角2×45°、ø30mm外圆、倒角2×45°、ø34mm外圆、R6圆角，车沟槽、车M30×2螺纹；

工序4：

钻ø10mm两垂直孔；

工序5：

去毛刺；

工序6：

检验

3.4.2工艺路线方案二

工序1：

钻ø20mm内孔；

工序2：

粗、精车倒角2×45°、ø30mm外圆、倒角2×45°、ø34mm外圆、R6圆角、ø46mm外圆，车沟槽、车M30×2螺纹；

工序3:

粗、半精镗、精镗ø26mm、ø22mm内孔，粗、精车倒角2×45°，ø36mm、ø46mm外圆及倒角；

工序4：

钻ø10mm两垂直孔

工序5：

去毛刺

工序6：

检验

3.4.3工艺方案的分析与比较

上述两个方案的特点在于：

方案一是先加工左端的一组表面和两孔，然后以ø36mm的外圆加工右端剩余表面；而方案二则与其相反，先加工右端面，然后以ø34mm的外圆为基准加工左端的剩余面，经比较可见，先加工左端，然后掉头加工右端表面及螺纹，可以保证螺纹的完整，防止在掉头时加工时夹伤螺纹表面，但是ø36mm外圆部份的内孔为ø26mm，壁厚则只有5mm，夹持左端ø36mm外圆时易导致其变形。

故选用方案二。

以上工艺过程详见附表3-1机械加工工艺过程卡片和附表3-2机械加工工序卡。

3.3加工方案的拟定

由于本零件个别尺寸精度要求高，为使其达到要求，加工方法有粗车、半精车、精车。

根据各表面加工要求各种加工方法所能达到的经济精度查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导P33表2-4.选择零件主要表面的加工方法。

3.3.1重要表面的加工方案：

Φ46外圆柱面

加工方案：

粗车——半精车——精车

公差等级：

IT11IT9IT7

粗糙度：

12.5um3.2um1.6um

Φ26H7内孔面

加工方案：

粗车——半精车——精车

公差等级：

IT11IT9IT7

粗糙度：

12.5um3.2um1.6um

3.3.2其他表面的加工方案：

加工方案：

粗车——半精车

公差等级：

IT11IT9

粗糙度：

12.5um3.2um

ø20mm、ø22mm两孔精度查《机械制图》及《公差配合与测量技术》（第2版）确定精度要求为IT12，只要求粗加工，公差等级为IT7级，参照《工艺手册》6-20确定工序尺寸及余量为：

加工表面ø22

精镗

半精镗

粗镗

毛坯

工序双边余量/mm

0.5