WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）,wia8,驅(qū)動(dòng),工藝,鍵槽,夾具,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙
機(jī) 械 技 術(shù) 學(xué) 院
畢 業(yè) 實(shí) 踐 任 務(wù) 書(shū)
課 題 名 稱(chēng)
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師（學(xué)院）
張錚
職稱(chēng)
副教授
指導(dǎo)教師（企業(yè)）
職稱(chēng)
專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng)
數(shù)控技術(shù)
班級(jí)
數(shù)控10871
學(xué) 生 姓 名
金賢
學(xué)號(hào)
1060087106
課題需要完成的任務(wù)
具體任務(wù):
1.繪制驅(qū)動(dòng)軸的二維圖和三維模型圖
2.制定驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝路線
3.完成機(jī)械加工工藝三卡
4.完成銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
5.完成兩萬(wàn)字論文
6.完成5分鐘PPT答辯發(fā)言
課題計(jì)劃
2010年12月7日發(fā)放畢業(yè)設(shè)計(jì)課題
2010年12月8日起研究課題收集資料完成準(zhǔn)備工作
2010年12月14日制定加工工藝路線
2011年1月銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
2011年4月28日答辯
計(jì)劃答辯時(shí)間4月28日
數(shù)控技術(shù)系
2011年1月8日
無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
（2011屆）
題 目
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽
夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
張錚
院 系
機(jī)械
班 級(jí)
數(shù)控10871
學(xué) 號(hào)
1060087106
姓 名
金賢
二〇一一年一月八日
一、選題的意義
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們?nèi)陮W(xué)習(xí)的一次綜合檢驗(yàn)，也是檢驗(yàn)我們是不是一個(gè)合格的畢業(yè)生的最好方式。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書(shū)，設(shè)計(jì)計(jì)算，編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我們要認(rèn)真對(duì)待這次綜合能力運(yùn)用的機(jī)會(huì)！
二、研究的主要內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題（闡述的主要觀點(diǎn)）
此次研究的主要內(nèi)容是WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)。軸類(lèi)零件是機(jī)械加工中常見(jiàn)的機(jī)械零件。要求參考機(jī)械設(shè)計(jì)資料并根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)擬定出合理加工工藝方案并完成相應(yīng)的工藝卡片及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
擬定解決的主要問(wèn)題：驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
三、研究（工作）步驟、方法及措施（思路）
1. 參閱機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本知識(shí)和理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題。
2. 根據(jù)所學(xué)知識(shí)繪制零件圖，設(shè)計(jì)出零件的工藝規(guī)程。
3. 確定銑鍵槽的定位方式及夾具設(shè)計(jì)。
4. 完成工藝卡片、主要工序的工序卡。
5．編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。
四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）提綱
第一章 緒論
第二章 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝過(guò)程
第三章 驅(qū)動(dòng)軸工序設(shè)計(jì)
第四章 銑鍵槽夾具的設(shè)計(jì)
第五章 回顧總結(jié)
五、主要參考文獻(xiàn)
1．艾興、肖詩(shī)綱，《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》機(jī)械工藝出版社。
2. 陳文亮，《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社。
3．薄宵，《魔攻實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》江蘇科學(xué)技術(shù)出版社。
4. 彭林中，《機(jī)械切削工藝參數(shù)速查手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)出版社。
5. 倪森壽，《機(jī)械制造工藝與裝備》化學(xué)工藝出版社。
6. 殷國(guó)富 、徐雷 、胡曉兵、 數(shù)字化手冊(cè)編委會(huì)，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版1.0》機(jī)械工業(yè)出版社。
7.趙汝嘉、數(shù)字化手冊(cè)編委會(huì)編，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（軟件版）1.0》機(jī)械工業(yè)出版社。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽名：
2010年 月 日
系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作指導(dǎo)小組意見(jiàn)：
同 意 實(shí) 施
簽名：
年 月 日
二級(jí)學(xué)院(直屬系)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn)：
同 意
簽名：
年 月 日
機(jī) 械 技 術(shù) 學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 金 賢 指導(dǎo)教師姓名： 張 錚
所在班級(jí)： 數(shù)控10871 所在專(zhuān)業(yè)： 數(shù)控技術(shù)
論文提交日期： 2011.4.25 論文答辯日期： 2011.4.28
答辯委員會(huì)主任： 孫燕華 主答辯人： 王自建
數(shù) 控 技 術(shù) 系
II
無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文獨(dú)創(chuàng)性聲明
本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是我個(gè)人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研制工作及取得的研制成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的畢業(yè)文憑或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本論文所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。
學(xué)生簽名： 日期：2011.4.25
無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文使用授權(quán)聲明
無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院及其圖書(shū)館、檔案室有權(quán)保留本人所送畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：《WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)》的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存本論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除此以外，允許本論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布（包括刊登）授權(quán)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械技術(shù)學(xué)院辦理。
學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期：2011.4.25
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
[摘要] WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸是用在直齒減速箱上的主動(dòng)軸，屬于階梯軸。軸類(lèi)零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩，并保證裝在軸上零件的回轉(zhuǎn)精度。
本次課題主要是通過(guò)對(duì)WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行相關(guān)工藝分析，從而制定出切實(shí)可行的加工工藝路線，并完成一份WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸的二維CAD圖的繪制；通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械加工工藝路線的制定，完成相關(guān)的工藝過(guò)程卡及工序卡各一份；并完成驅(qū)動(dòng)軸銑鍵槽專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，繪制一份銑鍵槽專(zhuān)用夾具的總裝圖；最終完成WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)以及FANUC Series 0I-TC操作說(shuō)明書(shū)8.3-9.5相關(guān)英語(yǔ)內(nèi)容的翻譯。
[關(guān)鍵詞] 驅(qū)動(dòng)軸 加工工藝 專(zhuān)用夾具
目錄
1
第一章 緒論 1
1.1課題簡(jiǎn)介 1
1.2預(yù)期成果 1
1.3表面加工路線 1
1.4工藝設(shè)計(jì)所需軟件 3
1.5本章小結(jié) 3
第二章 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝過(guò)程 4
2.1毛坯的設(shè)計(jì) 4
2.1.1計(jì)算零件年生產(chǎn)量 4
2.1.2確定毛坯尺寸 4
2.2工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 5
2.3機(jī)床和刀夾量具選擇 6
2.3.1選擇機(jī)床 6
2.3.2選擇刀夾量具 8
2.4本章小結(jié) 9
第三章 驅(qū)動(dòng)軸工序設(shè)計(jì) 10
3.1車(chē)削加工 10
3.1.1端面粗車(chē) 10
3.1.3外圓粗車(chē) 15
3.1.5切槽 21
3.2鉆削加工 23
3.2.1車(chē)鉆頂尖孔 23
3.2.2車(chē)鉆螺紋底孔 25
3.3螺紋加工 27
3.4鍵槽銑削 28
3.4.1鍵槽粗銑 28
3.4.2鍵槽精銑 30
3.5研頂尖孔 33
3.6外圓磨削 33
3.6.1外圓粗磨 33
3.6.2精磨外圓 35
3.7本章小結(jié) 37
第四章 銑鍵槽夾具設(shè)計(jì) 38
4.1定位方案分析 38
4.2定位誤差分析計(jì)算 38
4.3加緊力及加緊元件確定 39
4.4夾具總裝圖 39
4.5本章小結(jié) 40
第五章 回顧總結(jié) 41
5.1課題成果 41
5.2存在問(wèn)題 41
5.3收獲體會(huì) 41
致謝 42
參考文獻(xiàn) 43
附件1：開(kāi)題報(bào)告 44
附件2：任務(wù)書(shū) 44
附件3：WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸CAD圖 44
附件4：夾具總裝圖 44
附件5：開(kāi)題報(bào)告 44
附件6：任務(wù)書(shū) 44
附件7：WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸過(guò)程卡 44
附件8：WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工序卡 44
附件9：英語(yǔ)翻譯 44
附件10：答辯PPT 44
無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1課題簡(jiǎn)介
軸類(lèi)零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩，并保證裝在軸上零件的回轉(zhuǎn)精度。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸是用在直齒減速箱上的主動(dòng)軸，屬于階梯軸。WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸長(zhǎng)度L為270mm，最大直徑d為44mm，由于L/d≤12，屬于剛性軸。WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸主要由外圓柱面、外圓錐面、端面、臺(tái)階面、螺紋、鍵槽及橫向中心孔組成。
本次課題主要是通過(guò)對(duì)WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行相關(guān)工藝分析，從而制定出切實(shí)可行的相關(guān)加工工藝路線，并完成與此零件加工工藝相關(guān)的圖表。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸三維造型見(jiàn)圖1-1
圖1-1 WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸三維造型圖
1.2預(yù)期成果
本次課程設(shè)計(jì)預(yù)期所要完成的成果為：
1.完成WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸的二維圖繪制，二維圖一份；
2.完成WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械加工工藝路線的制定，相關(guān)工藝過(guò)程卡及工序卡一份；
3.完成WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸銑鍵槽專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)，銑鍵槽夾具圖一份；
4.完成WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)一份；
5.完成FANUC Series 0I-TC操作說(shuō)明書(shū)8.3-9.5相關(guān)英語(yǔ)內(nèi)容的翻譯。
1.3表面加工路線
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸的相關(guān)尺寸要求如圖1-2及附圖1所示
圖1-2 WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸零件圖
相關(guān)技術(shù)要求為：
·坯料、熱處理及成品進(jìn)行超聲波探傷，剔除不合格產(chǎn)品；
·硬度（HB）241-286；
·未注倒角均按1.5*45°；
·未注公差尺寸均按IT15級(jí)。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸材料為40Cr且需進(jìn)行鍛造，主要機(jī)械加工表面為端面、外圓、槽、孔、螺紋及鍵槽加工。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸端面公差尺寸要求為IT15級(jí)，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（軟件版）1.0》表外圓柱面加工的經(jīng)濟(jì)精度，查得：半精車(chē)所能達(dá)到的公差尺寸要求為IT8～I(xiàn)T10級(jí)，故端面的加工路線為粗車(chē)→半精車(chē)。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸外圓面粗糙度要求為Ra0.8μm，全跳動(dòng)要求為0.02μm，尺寸技術(shù)要求較高，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（軟件版）1.0》表各種加工方法能達(dá)到的表面粗糙度，查得：外圓磨（精磨）所能達(dá)到的Ra0.2μm～Ra0.8μm，故外圓的加工路線為粗車(chē)→精車(chē)→粗磨→精磨。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸所需達(dá)到的表面粗糙度要求為Ra3.2μm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（軟件版）1.0》表各種加工方法能達(dá)到的表面粗糙度，查得：切槽（二次行程）所能達(dá)到的表面粗糙度要求為Ra3.2μm～Ra6.3μm，故槽的加工需進(jìn)行二次行程的切槽便可達(dá)到相關(guān)公差尺寸要求。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸的孔主要是中心孔及螺紋底孔公差尺寸均按IT15級(jí)，用中心鉆及麻花鉆即可達(dá)到相關(guān)公差尺寸要求。
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸的鍵槽，槽寬由定尺寸刀具保證，此部位加工需考慮使用專(zhuān)用夾具。
1.4工藝設(shè)計(jì)所需軟件
本次工藝設(shè)計(jì)所涉及的軟件主要為AutoCAD及UG NX。
AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國(guó)Autodesk公司首次于1982年生產(chǎn)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)?，F(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。.dwg文件格式成為二維繪圖的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)格式。AutoCAD具有良好的用戶(hù)界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開(kāi)發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。
UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶(hù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過(guò)程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。Unigraphics NX針對(duì)用戶(hù)的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。
1.5本章小結(jié)
本章介紹了WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸，通過(guò)對(duì)WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝技術(shù)要求的分析，提出了本次課程設(shè)計(jì)的預(yù)期成果及初步加工路線，并對(duì)課題實(shí)施所采用的相關(guān)工具軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單說(shuō)明。
第二章 驅(qū)動(dòng)軸加工工藝過(guò)程
2.1毛坯的設(shè)計(jì)
2.1.1計(jì)算零件年生產(chǎn)量
驅(qū)動(dòng)軸零件年生產(chǎn)量N（件/年）計(jì)算公式為：
N=Qn(1+a%+b%)
式中:Q——產(chǎn)品的年生產(chǎn)量，為4000臺(tái)/年；
n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，為1件/臺(tái)；
a%——備品的百分率，取5%；
b%——廢品的百分率，取0.5%。
N=4000×1×(1+5%+0.5%)=4220件/年。
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查表2-1可知該零件為中批量生產(chǎn)類(lèi)型，考慮到驅(qū)動(dòng)軸在使用過(guò)程中需承受較重載荷故選擇鍛件。
表2-1 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型的關(guān)系
生產(chǎn)類(lèi)型
零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/件
重型零件
中型零件
輕型零件
單件生產(chǎn)
＜5
＜10
＜100
小批生產(chǎn)
5～100
10～200
100～500
中批生產(chǎn)
100～300
200～500
500～5000
大批生產(chǎn)
300～1000
500～5000
5000～50000
大量生產(chǎn)
＞1000
＞5000
＞50000
2.1.2確定毛坯尺寸
由于WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸長(zhǎng)度L為270mm，最大直徑d為44mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（軟件版）1.0》表模鍛件內(nèi)外表面加工余量，查得毛坯外形尺寸為Φ49×278mm。鍛造毛坯如圖2-1所示
圖2-1 鍛造毛坯圖
可以選擇Φ45mm40Cr棒料作為毛坯原料，并需要進(jìn)行鍛造，故
毛坯棒料長(zhǎng)度l棒（mm）計(jì)算公式為：
V棒×95%（考慮了5%的燒損量）=V坯
0.95πR2棒=πR2坯
0.95×πd棒22l棒=πd坯22l坯
0.95×π4522l棒=π4922×278
L棒=347mm
式中：V棒——棒料體積（mm3）；
V坯——毛坯體積（mm3）；
R棒——棒料半徑 (mm)；
R坯——毛坯半徑（mm）；
l坯——毛坯長(zhǎng)度，為278mm；
d棒——棒料直徑，為45mm；
d坯——毛坯直徑，為49mm。
故應(yīng)鋸棒料Φ45×347mm。棒料圖如圖2-2所示
圖2-2 棒料圖
2.2工藝過(guò)程設(shè)計(jì)
根據(jù)以上相關(guān)計(jì)算結(jié)果驅(qū)動(dòng)軸加工方法如圖2-3所示
備料
半精車(chē)外圓至Φ36.4×29
粗車(chē)外圓至Φ38×230
外圓車(chē)削
…………
車(chē)鉆Φ3中心孔
車(chē)鉆Φ8螺紋孔
車(chē)鉆Φ12中心孔
孔加工
攻M10內(nèi)螺紋
螺紋加工
精銑Φ12鍵槽至尺寸
粗銑鍵槽
鍵槽加工
精磨外圓Φ30至尺寸
粗磨外圓至Φ37.2
外圓磨削
…………
檢
圖2-3 驅(qū)動(dòng)軸加工方法
該零件相應(yīng)的工藝過(guò)程卡見(jiàn)表附件5
2.3機(jī)床和刀夾量具選擇
2.3.1選擇機(jī)床
WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相應(yīng)的加工過(guò)程，如表2-2所示
表2-2 WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸加工過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
010
備料
鋸Φ45×347mm（考慮了5%的燒損量）
020
鍛
鍛成Φ49×278mm
030
熱處理
退火
040
檢
超聲波探傷，剔除不合格毛坯
050
車(chē)
三爪裝夾左端，車(chē)右端面留余量3mm
車(chē)外圓至Φ38×230mm
060
鉆
三爪裝夾左端，車(chē)鉆Φ12×60°頂尖孔
車(chē)鉆Φ8.5×30mm孔
070
車(chē)
掉頭三爪裝夾右端，車(chē)左端面留余量3mm
（續(xù)）
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
車(chē)外圓至Φ48×40mm
車(chē)外圓至Φ39×32mm
切槽3′Φ33mm、3′Φ34mm至尺寸
080
鉆
三爪裝夾右端，車(chē)鉆Φ3頂尖孔
090
車(chē)
掉頭三爪裝夾左端，車(chē)右端面留余量1.5mm
100
攻
攻M10×25mm內(nèi)螺紋
110
車(chē)
掉頭三爪裝夾右端，車(chē)左端面留余量1.5mm
車(chē)Φ44×8mm至尺寸
車(chē)外園至Φ36.4×29mm
車(chē)三處1.5×45°倒角至尺寸
120
車(chē)
掉頭雙頂尖裝夾，車(chē)Φ36、Φ35、Φ30外圓表面，留單面余量0.6mm
車(chē)兩處20°倒角至尺寸
車(chē)1.5×45°倒角至尺寸
130
銑
銑鍵槽夾具裝夾，銑兩處Φ12×50mm鍵槽至尺寸
140
熱處理
泥芯保護(hù)兩端面頂尖孔，調(diào)質(zhì)HB241-286
150
車(chē)
去泥芯
三爪裝夾左端，車(chē)右端面保證總長(zhǎng)270mm
掉頭三爪裝夾右端，車(chē)左端面保證總長(zhǎng)270mm
160
研
三爪裝夾左端，研右頂尖孔
三爪裝夾右端，研左頂尖孔
170
雙頂尖裝夾，磨Φ36、Φ35、Φ30外圓表面，留單面余量0.2mm
180
磨
掉頭雙頂尖裝夾，磨Φ35×29mm至尺寸
190
磨
掉頭雙頂尖裝夾，磨Φ36、Φ35、Φ30外圓表面至尺寸
200
磨
磨莫氏錐度1:100至尺寸
210
鉗
去毛刺
220
檢
超聲波探傷，剔除不合格產(chǎn)品
檢驗(yàn)其他尺寸精度，剔除不合格產(chǎn)品
驅(qū)動(dòng)軸相應(yīng)加工過(guò)程中工序號(hào)為050、070、090、110、120、150、160的工序?yàn)榇周?chē)、半精車(chē)、切槽、倒角及研頂尖孔，WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸最大尺寸為Φ44×270mm，毛坯尺寸為Φ49×278mm，根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.31），工件最大加工長(zhǎng)度L=650mm，900mm，1400mm，1900mm工件最大加工直徑在床面上為400mm；在刀架上為210mm。故可選用CA6140型號(hào)的臥式車(chē)床進(jìn)行相關(guān)加工。
工序060、080為車(chē)鉆頂尖孔及螺紋孔，跟據(jù)WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)尺寸、生產(chǎn)類(lèi)型及尺寸要求，可選用CA6140型號(hào)的臥式車(chē)床進(jìn)行相關(guān)加工。
工序100為攻M10內(nèi)螺紋，可選擇手工攻絲。
工序130為銑兩處鍵槽，跟據(jù)WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)尺寸、生產(chǎn)類(lèi)型及尺寸要求，根據(jù)XA5032型號(hào)銑床說(shuō)明書(shū)（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表3.30）工作臺(tái)工作面積，長(zhǎng)×寬=1250mm×320mm，工作臺(tái)最大縱向行程680mm，故可選用XA5032型號(hào)立式升降臺(tái)銑床進(jìn)行相關(guān)加工。
工序170、180、190、200為粗磨、精磨及磨1:100莫氏錐度，跟據(jù)WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)尺寸、生產(chǎn)類(lèi)型及尺寸要求，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（軟件版）1.0》萬(wàn)能外圓磨床查得M131W型萬(wàn)能外圓磨磨削外圓直徑最大為315mm，磨削外圓長(zhǎng)度最大為1000mm圓度最高為0.003mm，圓柱度最高為0.006mm，故可選用M131W型萬(wàn)能外圓磨床進(jìn)行相關(guān)加工。
2.3.2選擇刀夾量具
1.選擇刀具
在車(chē)床上進(jìn)行的相關(guān)加工工序中，車(chē)削外圓時(shí)依據(jù)相關(guān)尺寸精度要求，可選擇YT類(lèi)硬質(zhì)合金車(chē)刀，粗車(chē)時(shí)可選用YT5硬質(zhì)合金左偏刀，半精車(chē)時(shí)可選用YT15硬質(zhì)合金左偏刀；車(chē)鉆中心孔時(shí)，由于工件在半精車(chē)及磨削加工時(shí)均需用到中心孔定位來(lái)保證較高的尺寸精度要求，故可選擇帶護(hù)錐的B型中心鉆。
在銑床上進(jìn)行的相關(guān)加工工序中，主要是銑鍵槽，根據(jù)鍵槽相關(guān)尺寸精度要求，可先選用 Φ10立銑刀粗銑鍵槽，再選用Φ12鍵槽銑刀進(jìn)行精銑。
在磨床上進(jìn)行的相關(guān)加工工序中，主要是磨削工件外圓面，使之達(dá)到相關(guān)尺寸精度要求并磨出相應(yīng)錐度，可先選用普通平形砂輪粗磨工件外圓，再選用普通平形砂輪精磨工件外圓，最后選用成型砂輪磨出相應(yīng)錐度。
2.選擇夾具
軸類(lèi)零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是軸心線，軸類(lèi)零件的加工通常采用外圓或中心孔作為定位基準(zhǔn)。在粗加工工件時(shí)，粗基準(zhǔn)為兩端的外圓柱面。WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸粗車(chē)端面及外圓時(shí)，用三爪卡盤(pán)固定其一端，對(duì)另一端進(jìn)行相關(guān)加工；車(chē)鉆中心孔及螺紋孔時(shí)，用三爪卡盤(pán)固定其一端，對(duì)另一端進(jìn)行相關(guān)加工。
半精車(chē)及磨削時(shí)，為保證工件相關(guān)尺寸精度要求，采用兩中心孔進(jìn)行定位，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的中心線，采用雙頂尖裝夾進(jìn)行相關(guān)加工以滿(mǎn)足基準(zhǔn)重合。由于多數(shù)加工工序都采用兩中心孔進(jìn)行定位并輔以雞心夾，能夠最大限度的加工出多個(gè)外圓恰好滿(mǎn)足基準(zhǔn)統(tǒng)一。
銑削鍵槽時(shí)，為保證相關(guān)尺寸精度要求，采用銑鍵槽專(zhuān)用夾具以保證鍵槽中心線與軸線相重合。
工序050、070、090、110、150、160采用三爪卡盤(pán)進(jìn)行裝夾。
工序120、170、180、190、200采用雙頂尖裝夾并輔以雞心夾。
工序100采用臺(tái)虎鉗裝夾。
工序130采用銑鍵槽專(zhuān)用夾具進(jìn)行裝夾。
3.選擇量具
粗車(chē)、半精車(chē)時(shí)可選用游標(biāo)卡尺檢驗(yàn)相關(guān)尺寸精度；銑鍵槽時(shí)可以選用鍵槽塞規(guī)檢驗(yàn)相關(guān)尺寸精度磨削加工尺寸精度要求較高，可選用外圓百分尺檢驗(yàn)相關(guān)尺寸精度；螺紋可以選用螺紋塞規(guī)檢驗(yàn)相關(guān)尺寸精度；坯料、熱處理及成品需進(jìn)行超聲波探傷；終檢時(shí)需用偏擺儀檢驗(yàn)相關(guān)圓跳動(dòng)量。
綜上所述，WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)加工機(jī)床及工藝裝備如表2-3所示
表2-3 WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸主要加工機(jī)床及工藝裝備
工序名稱(chēng)
機(jī)床設(shè)備
刀具
夾具
量具
備料
GW4028/A
鋸片
游標(biāo)卡尺
粗車(chē)
CA6140
YT5左偏刀
三爪卡盤(pán)
游標(biāo)卡尺
半精車(chē)
CA6140
YT15左偏刀
三爪卡盤(pán)、頂尖、雞心夾
游標(biāo)卡尺
切槽
CA6140
YT15切槽刀
三爪卡盤(pán)
游標(biāo)卡尺
鉆孔
CA6140
Φ3、Φ12中心鉆、Φ8.5麻花鉆
三爪卡盤(pán)
游標(biāo)卡尺
攻螺紋
M10絲錐
臺(tái)虎鉗
螺紋塞規(guī)
銑鍵槽
XA5032
Φ10立銑刀、Φ12鍵槽銑刀
銑鍵槽夾具
鍵槽塞規(guī)
研頂尖孔
CA6140
鑄鐵頂尖
三爪卡盤(pán)
粗磨
M131W
圓砂輪
三爪卡盤(pán)、頂尖、雞心夾
外徑百分尺
精磨
M131W
圓砂輪
三爪卡盤(pán)、頂尖、雞心夾
外徑百分尺
檢
偏擺儀、游標(biāo)卡尺、鍵槽塞規(guī)、千分表
2.4本章小結(jié)
本章的主要內(nèi)容是介紹WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸加工工藝過(guò)程的相關(guān)設(shè)計(jì)流程，主要闡述了毛坯、工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)、確定。本章節(jié)通過(guò)對(duì)WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸生產(chǎn)類(lèi)型、毛坯尺寸的計(jì)算確定；擬定了WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)工藝路線并且確定了與此相關(guān)的機(jī)床及工藝裝備；最終確定了WIA8.310.0001驅(qū)動(dòng)軸加工工藝過(guò)程并填寫(xiě)相關(guān)的加工工藝過(guò)程卡。
第三章 驅(qū)動(dòng)軸工序設(shè)計(jì)
3.1車(chē)削加工
3.1.1端面粗車(chē)
以工序050三爪裝夾左端，粗車(chē)右端面留余量3mm為例，其加工材料為40Cr鋼，抗拉強(qiáng)度σb=700MPa，鍛件，有外皮；加工余量?jī)H為1mm，只需一次走刀即可完成。其加工簡(jiǎn)圖如圖3-1所示。
圖3-1 粗車(chē)右端面加工簡(jiǎn)圖
1.選擇車(chē)刀幾何尺寸
選擇直頭焊接式外圓車(chē)刀，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.1，由于CA6140車(chē)床的中心高為200mm（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.31），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.2，粗車(chē)帶外皮的鍛件毛坯，可選擇YT5牌號(hào)硬質(zhì)合金。
2.選擇車(chē)刀幾何形狀
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.3；選擇卷屑槽帶倒棱前刀面，主偏角Kr=45°，副偏角 Kr’=10°，后角α0=6°，前角γ0=12°，刃傾角λs=0°，刀尖圓弧半徑rε=1.0mm，倒棱前角γ01=-10°，倒棱寬度br1=0.4mm。卷屑槽尺寸為：圓弧半徑rBn=5mm，槽寬WBn=5mm，槽深CBn=0.7mm（卷屑槽尺寸根據(jù)以后選擇的進(jìn)給量確定）。
3.確定切削用量
切削深度ap粗加工余量?jī)H為1mm，只需一次走刀即可完成，故
ap=1mm
進(jìn)給量?
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.4當(dāng)?shù)稐U尺寸B×H=16×25mm，ap≤3mm，工件直徑為40～60mm時(shí)，?=0.4～0.7mm/r。
按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.31）選擇
?=0.48mm/r
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行檢驗(yàn)。
根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.31），其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力Fmax=3530N。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.21，當(dāng)鋼的的強(qiáng)度σb=680～810MPa，ap≤2mm，?≤0.53mm/r，Kr=45°，vc=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為F?=630N。
切削時(shí)切削力F?修正系數(shù)為kkrF?=1.0，kroF?=1.0，kλsF?=1.0（見(jiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.29-2），故實(shí)際進(jìn)給力為F?=630N由于切削時(shí)的進(jìn)給力F?小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力Fmax，故所選?=0.48mm/r的進(jìn)給量可用。
4.車(chē)刀鈍角標(biāo)準(zhǔn)及壽命
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.9，車(chē)刀后角面最大磨損量取為1mm，車(chē)刀壽命T=60min。
5.切削速度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工σb=630～700MPa鋼料，ap≤1.4mm,?≤0.54mm/r,切削速度vt=156mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為：
kTv=1.0，kMv=1.0，kmv=0.8，ktv=0.65，kkv=1.04，kkrv=1.0（均見(jiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.28）故
vc’=vtkv=156×0.8×0.65×1.04=84.36m/min
n=1000vc’πD=1000×84.36π×49=548r/min
式中：vt——查表所得切削速度，為156m/min；
D——工件直徑，為49mm；
kv——切削速度修正系數(shù)；
vc’——修正后的切削速度（m/min）；
n——工件轉(zhuǎn)速（r/min）。
根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.31）,選擇
nc=560r/min
這是實(shí)際切削速度vc=πDnc1000=π×49×5601000=86m/min
式中：vc——實(shí)際切削速度（m/min）；
D——工件直徑，為49mm；
nc——車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速，為560r/min。
6.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.24，當(dāng)σb=580～970MPa，ap≤2mm，?≤0.6mm/r， vc≤86m/min時(shí)，Pc=2kW。
切削功率的修正系數(shù)kkrPc=kkrFc=1.0，kroPc=kroFc=1.0（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.29-2），故實(shí)際切削時(shí)的功率為Pc=2kW。
根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)++第3版》表1.31），車(chē)床主軸允許功率PE=7.5kW，因Pc
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