機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）槽輪工藝分析及夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）論文題目： 槽輪工藝分析及夾具設(shè)計(jì)所屬系部： 航空制造工程學(xué)院指導(dǎo)老師： 職 稱： 講師 學(xué)生姓名： 班級、學(xué)號: 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2015年 11 月 16 日【摘 要】 本文主要闡述了對槽輪的工藝性能，還有毛坯的各項(xiàng)性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析來確定一條合適的制造工藝路線，再根據(jù)槽輪的各項(xiàng)性能選擇合適的機(jī)床和合適的刀具來進(jìn)行精密的制造。再根據(jù)零件的外部形態(tài)以及零件的物理性能的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析研究設(shè)計(jì)出了一種適合其制造的一種夾具。 通過這次設(shè)計(jì)也使我對機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造有了更深入的了解。關(guān)鍵字：工藝性 定位基準(zhǔn) 切削用

2、量 尺寸精度 定位誤差全套圖紙，加153893706目錄【摘 要】11.工藝設(shè)計(jì)說明書11.1零件圖工藝性分析11.1.2零件技術(shù)條件分析11.1.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析21.2毛坯選擇21. 2.1毛坯類型21.2.2毛坯余量確定21. 2.3毛坯零件合圖草圖31.3機(jī)加工工藝路線確定31.3.1加工方法分析確定31.3.2定位基準(zhǔn)選擇31. 3.3加工階段的劃分說明31. 3.4主要機(jī)加工工序簡圖41.4工序尺寸及其公差確定41.5設(shè)備及其工藝裝備確定41.6切削用量及工時(shí)定額確定52.夾具設(shè)計(jì)說明書92.1工序尺寸精度分析92.2定位方案確定92.3定位元件確定92.4定位誤差分析計(jì)算92

3、.5夾緊方案及元件確定102.6夾具總裝草圖(見附圖)103.刀具設(shè)計(jì)說明書113.1刀具類型確定113.2刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定11結(jié)束語13謝辭14參考資料151.工藝設(shè)計(jì)說明書1.1零件圖工藝性分析1.1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析 題目所給的零件是槽輪：該零件主要起鎖緊作用，它圖樣視圖正確,完整,主要加工表有面 1）鉆65.5、72 孔 2）兩端面； 3）車100的外圓 4）6xm2螺紋孔 5）銑6-r48和6-26.5寬6-r13.25的槽1.1.2零件技術(shù)條件分析1)尺寸精度、形狀精度和表面粗糙分析：該零件在加工時(shí)雖分左右二端加工，不過從圖形看加工尺寸分明：左端徑向尺寸有：110mm，261mm

4、的外圓直徑，及72mm、65.5的內(nèi)孔，軸向尺寸有：23mm、22mm。右端徑向尺寸有:內(nèi)螺紋尺寸6-m2深度22，銑6-r48和6-26.5寬6-r13.25的槽。從尺寸及加工精度看，零件的尺寸要求及精度要求較高，對于加工有一定的難度。 1.1.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 從圖樣看出該零件表面由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)螺紋等表面組成，零件圖尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚完整，其中多個(gè)直徑尺寸和軸向尺寸有較高的尺寸精度、表面粗糙度及形位公差，所以采用數(shù)控機(jī)床加工，仔細(xì)觀察，該零件由內(nèi)螺紋，寬槽構(gòu)成，還要鉆孔，是個(gè)內(nèi)表面較復(fù)雜的零件。如圖所示它的最大直徑為261mm，長度為55mm，屬于直徑較大而長度較短的零件，在

5、加工完左端時(shí)需調(diào)頭加工右端，所以在加工時(shí)最要注意的就是裝卡，便于加工時(shí)的定位和加緊，裝卡次數(shù)要少，避免在加工時(shí)產(chǎn)生變形，保證平穩(wěn)和同軸。零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，以便使用標(biāo)準(zhǔn)化刀具和量具，同時(shí)還注意退刀和進(jìn)刀，易于保證加工精度要求，減少加工面積及難加工表面等，所以在選材時(shí)長度選用長度為60mm，直徑為270mm的鑄鐵，以便于保證加工精度。1.2毛坯選擇1. 2.1毛坯類型（該零件采用的是鋼件，鋼件是零件的常用材料，它的價(jià)格便宜，經(jīng)調(diào)質(zhì)或者正火）后，可得到較好的切削性能，并且能夠得到較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552hrc。1.2.2毛坯余量確定我們選用的材料是鋼件

6、，一般用鋸切法就可以了，但下料還得考慮其加工余量，質(zhì)量要求：1. 加工余量的確定1)計(jì)算法 如果對影響加工余量的因素比較清楚，則采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確。要弄清影響余量的因素，必須具備一定的測量手段，掌握必要的統(tǒng)計(jì)分析資料。在掌握了各種誤差因素大小的條件下，才能比較準(zhǔn)確地計(jì)算加工余量。2)查表法 此法主要以根據(jù)工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)所制成的表格為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際加工情況對數(shù)據(jù)加以修正，確定加工余量。這種方法方便、迅速，在生產(chǎn)上應(yīng)用較廣泛。3)經(jīng)驗(yàn)法 由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的大小。由經(jīng)驗(yàn)法確定的加工余量往往偏大，這主要是因?yàn)橹饔^上怕出廢品的緣故。

7、根據(jù)零件圖的尺寸來看，最大尺寸是261mm，所以按照上述原則，選用270的毛坯。 1. 2.3毛坯零件合圖草圖 1.3機(jī)加工工藝路線確定1.3.1加工方法分析確定 按照先加工基準(zhǔn)面，先面后孔、先粗后精的原則，布置工藝路線。1.3.2定位基準(zhǔn)選擇（1） 粗基準(zhǔn)的選擇 對于本零件而言，以零件外圓作粗基準(zhǔn)（2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算。此零件采用中心孔作為精基準(zhǔn)。 1. 3.3加工階段的劃分說明 加工階段分為：粗加工階段、精加工階段。 1.粗加工階段：a.毛坯下料 b.粗加工，車外圓端面，中心孔。 目的：

8、切除大部分余量，把毛坯加工至接近零件的最終形狀和尺寸，只留下少許加工余量。 2.精加工階段：精車中心孔和端面。以孔為基準(zhǔn)精車螺紋端面和外圓。鉆m4螺紋底孔確?？椎奈恢?，用m4絲錐攻螺紋孔。 目的：達(dá)到零件設(shè)計(jì)要求。 1. 3.4主要機(jī)加工工序簡圖工序號 工序名 工序內(nèi)容 01 鑄件成型02 車 粗車外圓和端面03 鉆、擴(kuò)、鉸 鉆、擴(kuò)、鉸孔中心孔 04. 車 精車外圓和端面05 鉆 鉆6-m2孔錐絲06 銑 銑槽和圓弧槽 07 檢 檢驗(yàn)1.4工序尺寸及其公差確定72孔加工工藝路線工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸工序尺寸及公差鉆1it12（0.21)7070 擴(kuò)1it11（0.21)71.871.

9、8 鉸0.5it9（0.023)7272+0.03 01.5設(shè)備及其工藝裝備確定 1、選擇機(jī)床（1）圖中的精車和粗車工藝不多，中批生產(chǎn)。所以選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用ca6140臥式車床即可。 （2）鉆孔用z532立式鉆床 。 2、選擇夾具本零件主要鉆和銑加工需設(shè)計(jì)專用夾具，。 3、選擇刀具在車床上加工的面均用90度外圓車刀鉆孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀 4、選用量具 本零件屬于中批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。1.6切削用量及工時(shí)定額確定 確定粗車100和261mm外圓的切削用量 所選刀具為yt5硬

10、質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于c620-1機(jī)床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸bh=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)切削用量簡明手冊表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角kr=90、,副偏角kr=10、刃傾角s=0、刀尖圓弧半徑=0.8mm。 確定切削深度ap 由于粗車單邊余量僅為1.2mm,可一次走刀完成. 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.4，在粗車鋼料、刀桿尺寸為16 mm25 mm、ap3 mm、工件直徑為100 mm 400 mm時(shí)，f=0.6-1.2 mm/r確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)

11、查表得，c620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力fmax=3530n。根據(jù)查表得，當(dāng)鋼料170212hbs，ap2 mm，f0.75 mm/r，kr=45，v=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力ff=760n.ff的修正系數(shù)為，,故實(shí)際進(jìn)給力為ff=7601.17=889.2n,由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給允許的進(jìn)給力，所選的f=0.65 mm/r可用。 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)查表得，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度t=30min。 確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。當(dāng)用yt5硬質(zhì)合金車刀加工鋼料時(shí)，ap3 mm，f0.75 mm/r時(shí)，切削速度

12、v=109m/min。切削速度的修正系數(shù)為ksv=0.8,ktv=1.0,ktv=1.12,kmv=0.85,故v=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按c620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=90r/min=1.5r/s則實(shí)際切削速度v=44.4m/min。最后確定切削用量為：，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min確定車端面及臺(tái)階面的ap=1.25mm，f=0.52 mm，主軸轉(zhuǎn)速與車63mm外圓相同。工序2：加工孔22.376到要求尺寸工件材料為45#鋼?？椎闹睆綖?2.376mm，公差為h7，表面粗糙度。加工機(jī)床為z53

13、5立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔20mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔21mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔22.376mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表28-10可查出，由于孔深度比/=55/13=4.23，故。查z535立式鉆床說明書，取。根據(jù)參考文獻(xiàn)7表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力f、轉(zhuǎn)矩t及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得：，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不

14、完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。由參考文獻(xiàn)7表28-3，故查z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為：由表28-5，故3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表28-31，。根據(jù)z535機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表28-33，取。修正系數(shù)：，故 查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 （3）確定鉸孔切削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表28-36，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查z535說明書，取。2）確定切削速度及 由參考文獻(xiàn)7表28-39，取。由參考文獻(xiàn)7表28-3，得修

15、正系數(shù)，故 查z535說明書，取，實(shí)際鉸孔速度 （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔：，擴(kuò)孔：，鉸孔：，工序5：鉆螺紋6-m2工件材料為鑄件?？椎闹睆綖?mm。加工機(jī)床為z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至1.5，選用1.5的麻花鉆頭。攻m2螺紋，選用m2細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.4-39，取切削速度：參照參考文獻(xiàn)5表2.4-41，取由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1攻m20.5的螺紋機(jī)床：z535立式鉆床刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（m40.7）進(jìn)給量：由于其螺距p=1.25,因

16、此進(jìn)給量f=1.25mm/r切削速度：參照參考文獻(xiàn)5表2.4-105，取由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1校驗(yàn)工序六在立式銑床上銑6-r48和6-26.5寬6-r13.25的槽，尺寸達(dá)圖紙要求。檢驗(yàn)2.夾具設(shè)計(jì)說明書2.1工序尺寸精度分析 保證中心孔與端面垂直，端面螺紋孔的位置關(guān)系和2mm槽的位置 表面粗糙：ra3.2 2.2定位方案確定限制自由度分析：應(yīng)限制5個(gè)自由度就行，x移動(dòng)、y移動(dòng) 、y轉(zhuǎn)動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)、z移動(dòng)心軸限制2個(gè)自由度：z移動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體限制3個(gè)自由度： x移動(dòng)、y移動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng).綜合結(jié)果實(shí)際限制

17、：x移動(dòng)、y移動(dòng) 、y轉(zhuǎn)動(dòng)、z移動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng) 故此定位方案可行。2.3定位元件確定 主要定位用心軸。 2.4定位誤差分析計(jì)算 分析72+0.03 0的定位誤差：基準(zhǔn)不重合誤差：銑端面和外圓時(shí)，定位基準(zhǔn)為心軸中心線，工序基準(zhǔn)也為心軸中心線。故：jb=0基準(zhǔn)位移誤差：工序基準(zhǔn)為心軸中心線，引起加工方向上的最大變化量為工序尺寸22.376+0.375 0公差的一半。 故： db=0.375/2=0.1875 定位誤差： dw=jb+db=0+0.1875=0.1875t/3=3.75/3=1.25 所以,此定位方案可行。2.5夾緊方案及元件確定 主要用心軸定位，用螺母進(jìn)行夾緊，用開口墊片實(shí)現(xiàn)快卸。2.

18、6夾具總裝草圖(見附圖)3.刀具設(shè)計(jì)說明書3.1刀具類型確定 此加工精度要求不高，因此可用因此可用90度外圓車刀。3.2刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定序號項(xiàng)目數(shù)據(jù)及公式計(jì)算采用值1刀具類型刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書焊接式90度外圓車刀2刀片材料yt5刀桿材料45鋼3幾何角度s=-10度 o=20度 o=6度 o=4度r=90度r=5 度 =2mm 4斷削參數(shù)前面型式 估計(jì)f=1mm/r帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面ln=8.5mo1=-20度 br1=0.6 qn=9.35過渡刃表2-13（ap=2.6mm）直線過渡刃 kre=45度 b=16車刀外型結(jié)構(gòu)尺寸表2-1、2-2、2-5bxh=20x30 l=150 m=8

19、(90度彎頭車刀)7刀槽形式表2-4sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20度-26.3度hc=h+(12)-ccoso/cos(o+ c)=30+1-7cos5/cos(5+6.3)=31-7x1/1=24bc=b-ctg(o+c)=12-7tg(5+6.3)=10.6lc=l-ccoso/ cos(o+ c).tgo =20-7.cos5/ cos(5+6.3).tg5 =20-7x0.08=19.4j=26.3度c=6.3度hc=24mmbc=10.6mmlc=19.4mm結(jié)束語這次對槽輪的夾具設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)6周，在這次設(shè)計(jì)中碰到了許多問題與困難，但是

20、最主要的是通過這次設(shè)計(jì)，讓我學(xué)習(xí)到了許多知識。本次設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)都已完成。更主要的是，這次設(shè)計(jì)讓我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了更深層次的了解。知道了在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該從哪個(gè)方面入手以及機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的一些應(yīng)用領(lǐng)域。 通過這次設(shè)計(jì)我的專業(yè)知識不僅得到了更進(jìn)一步的擴(kuò)展，而且收獲了許多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這種設(shè)計(jì)對于我們來說是非常重要的，它可以讓我們把從書本上學(xué)來的知識運(yùn)用到實(shí)際的生活、生產(chǎn)中，這對于我們對理論知識的掌握是非常重要的鍛煉機(jī)會(huì)。還可以培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，對于我們即將進(jìn)入社會(huì)是非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)收獲。在次，非常感謝老師對我這次設(shè)計(jì)幫助。 總之，通過這次設(shè)計(jì)

21、我學(xué)到了許多書本中學(xué)不到的知識，這次設(shè)計(jì)對我受益非淺。對于我以后的學(xué)習(xí)，生活將有深遠(yuǎn)的意義。謝辭 三年的時(shí)光匆匆而過，我即將面臨著畢業(yè)，畢業(yè)前做自己的最后一次設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)。這也算是對自己三年學(xué)習(xí)的一次考察。在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了一些問題，但是自己沒有泄氣，不斷地查閱有關(guān)資料，終于完成了設(shè)計(jì)，但看著自己的設(shè)計(jì)成果，一切疲憊與先前的無奈都被遮掩了，喜悅之情油然而生，與此同時(shí)，我也深深體會(huì)到了自己所學(xué)甚少。從拿到零件圖紙的第一天開始，輔導(dǎo)老師就詳細(xì)的給我們講了設(shè)計(jì)的步驟，還安排了輔導(dǎo)時(shí)間。為我們的設(shè)計(jì)指引了方向，這樣使我們不會(huì)感到太多的盲目。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機(jī)械加工工藝、夾具、量具

22、等只有基本的了解。但是通過這次設(shè)計(jì)，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，從而更加了解到機(jī)械知識的重要性。剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。 好長時(shí)間都懶得在去看設(shè)計(jì)圖紙，經(jīng)過老師在網(wǎng)上給我的指導(dǎo)，才讓我有了一定的思路，先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖等等，一步步的開始設(shè)計(jì)起來。在設(shè)計(jì)期間，遇到不懂的問題時(shí)，通過自己查資料、仔細(xì)的琢磨、有根據(jù)的慢慢分析從而克服困難，實(shí)在解決不了的，我們的指導(dǎo)老師能細(xì)心的幫助我們，從而設(shè)計(jì)對我來說更邁進(jìn)了一步，在這次設(shè)計(jì)中，學(xué)會(huì)了運(yùn)用資料，可以向不同的懂我們知識的人問問題，這次設(shè)計(jì)，