1、1设计说明书题目：不锈纲轮轴零件的工艺规程及钻 3-7 孔夹具设计2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。不锈纲轮轴加工工艺规程及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
2、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。全套图纸加 1538937063ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction g
3、ear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the componen
4、ts, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is d
5、ecides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like 4locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as oth
6、er parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the erro
7、r目录ABSTRCT.3序 言 .1一 零件的分析 .21.1 零件的作用 .21.2 零件的工艺分析 .2二 工艺规程设计 .32.1 确定毛坯的制造形式 .32.2 基面的选择 .32.3 制定工艺路线 .42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .72.5 确定切削用量及基本工时 8三 钻 3-7 孔钻床夹具设计 193.1 专用夹具的提出 .193.2 夹具的定位方案 .193.3 夹具的夹紧方案 .203.4 导向元件的设计 .213.5 夹具设计及操作简要说明 .23总 结 .25致 谢 .27参 考 文 献 .281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
8、，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。不锈纲轮轴的加工工艺规程及其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
9、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。2一 零件的分析1.1 零件的作用不锈纲轮轴的作用，待查1.2 零件的工艺分析不锈纲轮轴有 2 个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以右端面为基准的加工面，这组加工面主要是车左端面车左端面,车右段外圆,车左段外圆,粗车内孔、退刀槽。2：以内孔为基准的加工面，这组加工面主要是钻 3-7 孔，钻4-2.5 孔，钻 3-8,3-11 孔，锪平 3-13
10、，钻 2-11 深孔。3二 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式45 钢的可锻性好，因此可用锻造的方法 因为是成批生产，采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为
11、粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。4（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取右端面和外圆作为定位基准， 。精基准的选择应满足以下原则：（1） “
12、基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2） “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3） “自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4） “互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的中心孔和一端面为定位精基准，加工其它
13、表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精5度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案：方案一工序号工 名序 称工 序 内 容1 铸造 铸造2 时效处理 时效处理3 车 车右端面4 车 车左端面5 车 车右段外圆6 车 车左段外圆7 车 粗车内孔、退刀槽8 车
14、精车内孔、退刀槽9 钻 钻 3-7 孔10 钻 钻 4-2.5 孔11 钻 钻 3-8,3-11 孔，锪平 3-1312 钻 钻 2-11 深孔13 质检 质检14 入库 入库方案二工序号工 名 工 序 内 容6序 称1 铸造 铸造2 时效处理 时效处理3 车 车右端面4 车 车左端面5 车 车右段外圆6 车 车左段外圆7 车 粗车内孔、退刀槽8 钻 钻 3-7 孔9 钻 钻 4-2.5 孔10 钻 钻 3-8,3-11 孔，锪平 3-1311 钻 钻 2-11 深孔12 质检 质检13 入库 入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一对内孔采用粗车，和精车加工，工序安排紧凑合理，可以更好的保证加
15、工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗车一个工序，不能保证加工精度要求，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下工序号工 名序 称工 序 内 容1 铸造 铸造2 时效处理 时效处理3 车 车右端面74 车 车左端面5 车 车右段外圆6 车 车左段外圆7 车 粗车内孔、退刀槽8 车 精车内孔、退刀槽9 钻 钻 3-7 孔10 钻 钻 4-2.5 孔11 钻 钻 3-8,3-11 孔，锪平 3-1312 钻 钻 2-11 深孔13 质检 质检14 入库 入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为
16、自由度公差，由锻造可直接获得。2、不锈纲轮轴的端面由于不锈纲轮轴端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm 比较合适。3、不锈纲轮轴的孔毛坯为空心，锻造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8 之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为 2mm82.5 确定切削用量及基本工时工序：车右端面1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r3) 计算切削速度 vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数 见vCvxv vk切削手册表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81
17、, Mvksvkkvkrv=0.97。Bvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02. 8640.97=89m/min4) 确定机床主轴转速 ns= = 753r/minWd10cvx34.59与 753r/min 相近的机床转速为 750r/min。现选取=750r/min。wn所以实际切削速度 = =cv10sdnmin/94750x5) 切削工时， 9t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2lt = i= x2=0.966(min)mfnlw210.8759工序：车左端面1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量
18、根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r3) 计算切削速度 vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mkskkvkrv=0.97。Bvk所以1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02.640.97=92m/min4) 确定机床主轴转速 ns= = 545r/minWd10cv9250与 545r/min 相近的机床转速为 575r/min。现选取=600r/min。wn所以实际切削速度= =cv10sdn5792.6/min5)切削工时，按工艺手册表 6.2
19、-1。10t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2lt = i= =0.4833(min)mfnlw210.69工序：车右段外圆1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r3) 计算切削速度 vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mkskkvkrv=0.97。Bvk所以1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02.640.97=92m/min4) 确定机床主轴转速 ns=
20、 = 552r/minWd10cv9253与 552r/min 相近的机床转速为 575r/min。现选取=600r/min。wn所以实际切削速度= =cv10sdn52793.86/min5)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。11t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2lt = i= =0.504(min)fl219570.工序：车左段外圆1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r3) 计算切削速度 vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1
21、.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mkskkvkrv=0.97。Bvk所以1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02.640.97=92m/min4) 确定机床主轴转速 ns= = 375r/minWd10cv9278与 375r/min 相近的机床转速为 400r/min。现选取=400r/min。wn所以实际切削速度= =cv10sdn78409.68/min5)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。12t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2lt = i= =0.725(min)fl21940.工序：粗车内孔、
22、退刀槽1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r3) 计算切削速度 vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mkskkvkrv=0.97。Bvk所以1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02.640.97=92m/min4) 确定机床主轴转速 ns= = 732r/minWd10cv9240与 732r/min 相近的机床转速为 750r/min。现选取=750r/min。wn所以实际切削速度= =cv10
23、sdn47509.2/min135)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2lt = i= =0.193(min)fl219750.工序：精车内孔、退刀槽1) 切削深度 单边余量为 Z=0.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r3) 计算切削速度 vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mkskkvkrv=0.97。Bvk所以1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015
24、.02.640.97=96m/min4) 确定机床主轴转速 ns= = 585r/minWd10cv5096与 585r/min 相近的机床转速为 600r/min。现选取=600r/min。wn所以实际切削速度= =cv10sdnmin/946055)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。14t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2lt = i= =0.4833(min)fl210.69工序：钻 3-7 孔机床：Z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 71)进给量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=2434m
25、/min. 取 V=15m/min3)确定机床主轴转速 ns= = 682r/minWd10cv157与 682r/min 相近的机床转速为 700r/min。现选取=700r/min。wn所以实际切削速度 = =cv10sdn7015.386/min5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2lt = = =0.736minfl2160437.工序：钻 4-2.5 孔机床：Z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花15钻 2.51)进给量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=2
26、434m/min. 取 V=15m/min3)确定机床主轴转速 ns= = 1190r/minWd10cv152.与 1190r/min 相近的机床转速为 1200r/min。现选取=1200r/min。wn所以实际切削速度 = =cv10sdn2.510.72/min5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2lt = = =0.429minfl216043.工序：钻 3-8,3-11 孔，锪平 3-13(1)钻 8mm 孔机床：Z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 81)进
27、给量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=2434m/min. 取 V=30m/min3)确定机床主轴转速 ns= = 1240r/minWd10cv30816与 1240r/min 相近的机床转速为 1250r/min。现选取=1250r/min。wn所以实际切削速度 = =cv10sdn812503.4/min5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2lt = = =0.524minmfnlw216043.1(2)：锪孔 13mm 孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心
28、孔时的进给量与切削速度之关系为钻ff)8.12(钻v3式中的 、 加工实心孔进的切削用量.钻f钻v现已知=0.36mm/r (切削手册)表 2.7钻f=100m/min (切削手册 )表 2.13钻v1) 给量 取 f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r2) 削速度 v=0.4100=40m/min. 173) 定机床主轴转速 ns= = 979r/minWd10cv4013与 979r/min 相近的机床转速为 1000r/min。现选取=1000r/min。wn所以实际切削速度= =cv10sdn3104.82/min5) 削工时，按工艺手册表 6.2-1。t =
29、i ;其中 l=4mm; =6mm; =0mm;mfnlw211l2lt = = =0.02(min)mflw210.5工序：钻 2-11 深孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f， 时， 。由MPab8001drmf/47.039.于本零件在加工 11 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rf /35.029.75.04.39.0根据 Z525 机床说明书，现取 rmf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18v18101852/minswvnrd根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为i/7r15.98/in00wnv切
30、削工时： ， ， ，则机mll1ml32动工时为 in9.25.037121fnltwm19三 钻 3-7 孔钻床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计钻 3-7 孔的专用夹具。3.1 专用夹具的提出本夹具主要用于钻 3-7 孔，精度要求不高，故设计夹具时即考虑如何提高生产效率，降低劳动强度。3.2 夹具的定位方案 一：选择定位方案本工序选用的定位基准为工件 53 端面及 35.7 孔和11 孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是心轴和菱形销。因此进行定位元件的设计主要是心轴和菱形销，1、工件 53 端面与心轴相配合限制三个自由度，
31、即 X 轴转动、X 轴移动、Y 轴转动和 Z 轴移动。2、35.7 孔与心轴相配合限制两个自由度，即 X 轴移动和Y 轴移动。3、11 孔与菱形销相配合限制一个自由度，即 Z 轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位二：分析计算定位误差1、移动时基准位移误差 yj（式 3-j min11XDd1）式中： 圆柱销孔的最大偏差1d 圆柱销孔的最小偏差D20圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙1min代入（式 5-5）得： =0.025+0+0.025yj min11XDd=0.050（mm)2、 转角误差（式 3-Lddtg2min2min11 2）式中： 圆柱销孔的最大偏差1 圆柱销孔的最小偏
32、差D 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙1min 削边销孔的最大偏差2d 削边销孔的最小偏差D 削边销定位孔与定位销最小配合间隙2minX其中： )2(min1i XLgx则代入（式 4-2）得： 310.5.36.080.25.tg 则： =0.07413.3 夹具的夹紧方案一：选择夹紧方案在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择由螺母、和铰链压板组成夹紧机构夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。二：切削力和夹紧力的计算21查表 4 得切削力计算公式： ppf Kfa7.
33、031F式中 ，f=1mm/r,查表得 75.0)36/(p=736MPa, 即 1Kp= =1547Nppf Kfa7.031F1317.0.所需夹紧力，查表 5 得， ，安全系数 K=WKk6543210式中 为各种因素的安全系数，查表得：0KK= =1.872，当计算 K2.5 时，0.13.1 取 K=2.5孔轴部分由 M10 螺母锁紧，查表得夹紧力为 12360N= =30900NWKk5.21360由上计算得 ，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。kfF3.4 导向元件的设计加工 3-7 孔,需钻孔一道工序，因为钻过孔之后，没有其它工序，所以选用可换钻套。需 7 快换钻套（其结构如下图
34、所示） 。查机床夹具标准件可知 7 相配的可换钻套的具体结构如下：22具体的尺寸如下：因为可换钻套和钻模板是间隙配合，加工的时间快换钻套靠23压紧螺钉把它压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和 7 快换钻套相配的螺钉的尺寸为 M6，查机床夹具标准件可知，M6 快换钻套压紧螺钉的具体结构如下具体的尺寸如下：3.5 夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干24涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择由螺母、圆垫圈、快换垫圈和心轴组成夹紧机构夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本
35、工序的要求。25总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现, 提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节, 更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合
36、训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才26能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！
