偏心軸的工藝規(guī)程與設(shè)計(jì)

1、西南石油大學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“偏心軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（生產(chǎn)綱領(lǐng)：小批量生產(chǎn)）班 級(jí)： 專(zhuān) 業(yè)： 設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)日期：2016年6月15日至2016年6月26日西南石油大學(xué)機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“偏心軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（生產(chǎn)綱領(lǐng)：小批量生產(chǎn)） 設(shè)計(jì)內(nèi)容；1. 產(chǎn)品零件圖 1張2. 產(chǎn)品毛坯圖 1張3. 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1份4. 機(jī)械加工工序卡片 1套5. 家具設(shè)計(jì)裝配套 1份6. 家具設(shè)計(jì)零件圖 12張7. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份班 級(jí)： 專(zhuān) 業(yè)： 設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)日期：2016年6月15日

2、至2016年6月26日一、 序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程,技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性連接，也舍一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作驚醒一次試驗(yàn)性的訓(xùn)練，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。 偏心零件的加工是機(jī)械加工中的難點(diǎn)，對(duì)于象偏心軸承、凸輪等偏大心零件的加工目前普遍采用三爪、四爪卡盤(pán)，在普通機(jī)床上加工。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)偏大心零

3、件的需求越來(lái)越多，精度也越來(lái)越高，因此對(duì)該類(lèi)偏心夾具的需求也相應(yīng)的增加，其應(yīng)用前景廣闊。偏心軸類(lèi)零件是常見(jiàn)的典型零件之一。按軸類(lèi)零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般可分為光軸偏心、階梯軸偏心和異形偏心軸等；或分為實(shí)心偏心軸、空心偏心軸等。它們?cè)跈C(jī)器中同樣用來(lái)支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)。臺(tái)階偏心軸的加工工藝較為典型，反映了偏心軸類(lèi)零件的大部分內(nèi)容與基本規(guī)律下面就介紹一種偏心軸常用的加工工藝。二、擬訂加工工藝圖A1所示是常見(jiàn)的偏心軸零件。它屬于臺(tái)階軸類(lèi)偏心軸，由圓柱面、軸肩、退刀槽、鍵槽等組成。軸肩一般用來(lái)確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使用零件裝配里有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削

4、外圓或車(chē)螺紋時(shí)退刀方便：鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩。根據(jù)工作性能與條件，該傳動(dòng)軸圖樣（圖A1）規(guī)定了主要軸頸M、 N,，外圓P、Q以及軸肩H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些要求必須在加工中給予保證。（一）、零件圖樣分析PONM圖A1（二）零件作用分析 題目所給訂的零件是偏心軸,其作用是調(diào)節(jié)軸與軸之間的偏心距。（三）、零件的工藝分析偏心軸有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求，先分析如下：1、直徑為12的孔是中心加工表面。這一組表面加工包括（四）、確定毛坯 該傳動(dòng)軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動(dòng)軸，故選45鋼可滿足其要求。 本例傳動(dòng)軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且

5、各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇30mm的熱軋圓鋼作毛坯。（五）、確定主要表面的加工方法 傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車(chē)削與外圓磨削成形。由于該傳動(dòng)軸的主要表面M、N、P、Q的公著等級(jí)(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=1.6 um)較小，故車(chē)削后還需磨削外圓。表面的加工方案(參考表A-3)可為；粗車(chē)精車(chē)磨削。（六）、確定定位基準(zhǔn) 合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的尺寸和位置度有著定性的作用。出于該傳動(dòng)軸的幾個(gè)主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對(duì)基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動(dòng)和端碰圓跳動(dòng)的要求，它又魁實(shí)心軸，并且還有特殊的偏心的要求，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)采用頂尖裝加上特制

6、的卡罐的裝夾法，以保證零件的技術(shù)要求。 粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用在車(chē)床上用雙頂尖裝夾，三爪夾緊卡罐旋轉(zhuǎn)，卡罐夾住熱軋圓鋼的毛坯外圓，車(chē)端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車(chē)出一端外圓：然后以已車(chē)過(guò)的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤(pán)裝夾，車(chē)另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。由于偏心，這里需加上一個(gè)特殊的裝置-卡罐，將卡罐裝在軸的兩端，卡罐偏心方向應(yīng)一致，通過(guò)卡罐的槽與軸的扁10H7/h6的配合，控制了偏心的方向：通過(guò)調(diào)節(jié)卡罐上的壓緊螺釘可調(diào)節(jié)偏心量；使卡罐的端面與軸的臺(tái)階面

7、壓緊，保證軸的中心與卡罐中心平行。（七）、劃分階段對(duì)精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開(kāi)，以保證零件的質(zhì)量。該偏心軸加工和普通傳動(dòng)軸加工一樣劃分為三個(gè)階段：粗車(chē)(粗車(chē)外圓、鉆中心孔等)，半精車(chē)（半精車(chē)各處外圓、臺(tái)階和修研中心孔及次要表面等），粗、精磨（粗、精磨各處外圓）。不一樣的是加工偏心部分時(shí)候需以A基準(zhǔn)兩端外圓用表測(cè)量,調(diào)整卡罐上的螺釘，調(diào)整至不同的偏心量，車(chē)削各偏心外圓至尺寸各階段劃分大致以熱處理為界。（八）、熱處理工序安排 軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對(duì)于傳動(dòng)軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。該軸要求調(diào)質(zhì)處理，并安排粗車(chē)各外圓之后，半精車(chē)各外圓之前。 綜合上述分析，傳動(dòng)軸的

8、工藝路線如下：下料粗車(chē)端面和外圓在軸的兩端均留工藝夾頭粗車(chē)精車(chē)工藝夾頭鉆中空心調(diào)整卡罐上螺釘粗車(chē)各外圓調(diào)質(zhì)修研中心空半精車(chē)各外圓，車(chē)槽，倒角劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心空磨削檢驗(yàn)。（九）、加工尺寸和切削用量 創(chuàng)定州磨削余量可取0.5mm，半精車(chē)余量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見(jiàn)該軸加工工藝的工序內(nèi)容。車(chē)削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由機(jī)械加工工藝手冊(cè)或切削用量手冊(cè)中選取。（十）、擬定工藝過(guò)程 定位精基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在調(diào)質(zhì)后和磨削之前各需安排一次研修中心孔的工序。調(diào)質(zhì)之后研修中心空為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮，磨削之前研修中心孔為提

9、高定位精基準(zhǔn)面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動(dòng)軸的工藝過(guò)程時(shí)，在考慮主要表面加工的同時(shí)，還要考慮次要表面的加工。在半精加工20mm、16mm、14mm及12mm外圓時(shí)，應(yīng)車(chē)到圖樣規(guī)定的尺寸，同時(shí)加工出各退刀槽、倒角：鍵槽應(yīng)在半精車(chē)以后以及磨削之前銑削加工出來(lái)，這樣可保證銑健槽時(shí)有較精確的定位基準(zhǔn)，又可避免在精磨后銑鍵槽時(shí)破環(huán)已精加工的外圓表面。 在擬定工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)考慮檢驗(yàn)工序的安排、檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法的確定。 綜上所述，所確定的該傳動(dòng)軸加工工藝過(guò)程見(jiàn)表A1偏心軸機(jī)械加工工藝卡贛西學(xué)院機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱(chēng)圖號(hào)A1零件名稱(chēng)偏心軸共一頁(yè)第一頁(yè)毛坯種類(lèi)圓鋼材料牌號(hào)45鋼毛坯尺寸30mmX1

10、60mm序號(hào)工種工步工序內(nèi)容設(shè)備工具夾具刀具量具1下料30mmX160mm2車(chē)三爪自定心卡盤(pán)夾持毛坯外圓C61401車(chē)端面見(jiàn)平，粗車(chē)外圓C6140三爪卡盤(pán)粗車(chē)刀2鉆中心孔，用尾座頂尖頂住中心孔三爪卡盤(pán)中心鉆2mm3粗車(chē)外圓，車(chē)工藝夾頭（在軸的兩端均留12mm長(zhǎng)20mm的工藝夾頭C6140三爪卡盤(pán)90度外圓車(chē)刀游標(biāo)卡尺4粗車(chē)20mm外圓至22mm,長(zhǎng)120mmmC6140三爪卡盤(pán)90度外圓車(chē)刀游標(biāo)卡尺5裝夾卡罐，調(diào)整螺絲至合適的偏心量，粗車(chē)偏心16mm外圓至18mm，長(zhǎng)42mmC6140特制卡罐90度外圓車(chē)刀游標(biāo)卡尺卸下卡罐，三爪裝夾三爪卡盤(pán)6粗車(chē)12mm外圓至14mm，長(zhǎng)14mmC6140三爪

11、卡盤(pán)90度外圓車(chē)刀游標(biāo)卡尺調(diào)頭，三爪自定心卡盤(pán)夾特另一端工藝夾頭C6140三爪卡盤(pán)90度外圓車(chē)刀游標(biāo)卡尺7車(chē)另一端面，保證加上工藝夾頭后總長(zhǎng)160mm長(zhǎng)度卡尺8鉆中心孔，用尾座頂尖頂住中心孔三爪卡盤(pán)9粗車(chē)16mm外圓至18mm，長(zhǎng)23mmC6140三爪卡盤(pán)90度外圓車(chē)刀游標(biāo)卡尺10檢驗(yàn)3熱調(diào)質(zhì)處理234237HBS4鉗修研兩端中心孔C61405車(chē)雙頂尖加上卡罐裝夾好零件C61401調(diào)整卡罐螺絲至合適偏心量，半精車(chē)偏心16mm外圓16.5mm,長(zhǎng)28mmC6140特制卡罐精車(chē)刀百分表卸下卡罐，三爪裝夾2半精車(chē)12mm外圓至12.5mm,長(zhǎng)14mmC6140三爪卡盤(pán)精車(chē)刀百分表3半精車(chē)20mm外圓

12、至20.5mm,長(zhǎng)53mmC6140三爪卡盤(pán)精車(chē)刀百分表調(diào)頭，三爪自定心卡盤(pán)夾特另一端工藝夾頭C6140三爪卡盤(pán)精車(chē)刀百分表4半精車(chē)16mm外圓至16.5mm,長(zhǎng)23mmC6140三爪卡盤(pán)精車(chē)刀百分表5半精車(chē)2mmX0.5mm退刀槽C6140三爪卡盤(pán)精車(chē)刀6半精車(chē)14mm外圓至14.5，長(zhǎng)4.5mmC6140三爪卡盤(pán)精車(chē)刀百分表7倒外角1mmX45度，共3處C6140三爪卡盤(pán)精車(chē)刀百分表8檢驗(yàn)6銑用V形虎鉗裝夾，按線找正1銑鍵槽5X16mm立銑V形虎鉗2檢驗(yàn)9鉗修研兩端中心孔車(chē)床10磨1磨外圓N至尺寸外圓磨床砂輪千分表2磨軸肩面H砂輪千分表3磨外圓Q至尺寸磨床砂輪千分表4磨軸肩面I磨床砂輪千分

13、表5磨外圓P至尺寸磨床砂輪千分表6磨外圓M至尺寸磨床砂輪千分表7磨外圓14mm至尺寸磨床砂輪千分表8檢驗(yàn)表A1三、確定夾具零件圖及部分零件設(shè)計(jì)（一）、設(shè)計(jì)卡盤(pán)零件利用均布在卡盤(pán)體上的活動(dòng)卡爪和卡罐，把工件夾緊在機(jī)床上?？ūP(pán)一般由卡盤(pán)體、活動(dòng)卡爪和卡爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3部分組成?？ūP(pán)體直徑最小為65毫米，最大可達(dá)1500毫米，中央通孔，以便通過(guò)工件或棒料；背部有圓柱形或短錐形結(jié)構(gòu)，直接或通過(guò)法蘭盤(pán)與機(jī)床主軸端部相聯(lián)接。通過(guò)特制的卡罐在卡爪上組裝成特制的夾具總圖，用來(lái)加工一定范圍內(nèi)偏心軸，卡罐的偏心和軸的偏心方向相反，用來(lái)抵消偏心量。工序2車(chē)偏心軸P,N兩旋轉(zhuǎn)面的夾具總圖（二）、設(shè)計(jì)卡盤(pán)中卡罐的零件圖圖2

14、：卡罐（三）、確定零件工藝整個(gè)工裝1.首先將A基準(zhǔn)的所有外圓加工好，在軸的兩端均留&200mm長(zhǎng)25mm的工藝夾頭，要求夾頭與A基準(zhǔn)同軸且臺(tái)階面與A基準(zhǔn)垂直。2.將軸的兩端夾頭銑成10h6，見(jiàn)圖1，要求扁與A基準(zhǔn)中心對(duì)稱(chēng)且兩端平行。3.工裝制作：卡罐兩件，如圖2所示，要求槽10H7與中心孔B5對(duì)稱(chēng)，槽的端面與中心孔垂直。4.將卡罐裝在軸的兩端，卡罐偏心方向應(yīng)一致，通過(guò)卡罐的槽與軸的扁10H7/h6的配合，控制了偏心的方向：通過(guò)調(diào)節(jié)卡罐上的壓緊螺釘可調(diào)節(jié)偏心量:使卡罐的端面與軸的臺(tái)階面壓緊，保證軸的中心與卡罐中心平行。5.在車(chē)床上用雙頂尖裝夾，三爪夾緊卡罐旋轉(zhuǎn)，以基準(zhǔn)兩端外圓用表測(cè)量，調(diào)

15、整卡罐上的螺釘，調(diào)整至不同的偏心量，車(chē)削各偏心外圓至尺寸。當(dāng)偏心軸加工完后切去兩端工藝夾頭。此種加工方法簡(jiǎn)便、可靠，避免了原有加工方法的繁瑣（鏜床打中心孔），可應(yīng)用于要求方向一致的多個(gè)偏心的偏心加工。小結(jié)偏心軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)中，我們要根據(jù)生產(chǎn)批量和生產(chǎn)實(shí)際情況，工序的安排采用了工序集中和工序分散相結(jié)合的辦法，并且設(shè)計(jì)了一條自動(dòng)化生產(chǎn)線。當(dāng)按工序集中原則組織過(guò)程時(shí)，還普遍的采用了自動(dòng)化程度較高的高效機(jī)床和工藝裝備。這樣大大地提高了生產(chǎn)率。參考文獻(xiàn)1、肖智清 主編.機(jī)械制造基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2003；2、金大鷹 主編.機(jī)械制圖-2.機(jī)械工業(yè)出版社區(qū)，2008；3、王先逵 主編.機(jī)械制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，2003；4、林黨養(yǎng)主編.AutoCAD2008機(jī)械繪圖.人民郵電出版社，2009；5、黃森彬 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出片社，2001；6、劉越 主編.機(jī)械制造技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2003；7、劉文劍 主編.夾具工程師設(shè)計(jì)手冊(cè).黑龍江科技出版社，1992；8、肖繼德 主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2003；致謝時(shí)間如梭，轉(zhuǎn)眼就要畢業(yè)了，千言萬(wàn)