偏心軸的銑齒專用夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝備制定含4張CAD圖.zip
偏心軸的銑齒專用夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝備制定含4張CAD圖.zip,偏心,專用,夾具,設(shè)計,加工,工藝,規(guī)程,裝備,制定,CAD
任 務(wù) 書
一、設(shè)計題目:偏心軸加工工藝規(guī)程制定及銑齒專用夾具設(shè)計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．所加工的零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機械加工工藝過程卡片 1套
4．編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工序卡片 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．課程設(shè)計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設(shè)計全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份
四、進(jìn)度安排
本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，繪制零件圖。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。
7．第19天～21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯
五、指導(dǎo)教師評語
該生設(shè)計的過程中表現(xiàn) ，設(shè)計內(nèi)容反映的基本概念及計算 ，設(shè)計方案 ，圖紙表達(dá) ，說明書撰寫 ，答辯表現(xiàn) 。
綜合評定成績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本文是有關(guān)偏心軸工藝步驟的說明和機床夾具設(shè)計方法的具體闡述。工藝設(shè)計是在學(xué)習(xí)機械制造技術(shù)工藝學(xué)及機床夾具設(shè)計后，在生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合運用所學(xué)相關(guān)知識對零件進(jìn)行加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機床夾具的設(shè)計，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。
據(jù)資料所示,偏心軸一般是通過偏心孔固定在電機旋轉(zhuǎn)軸上，在電機啟動時，做凸輪運動。因此廣泛應(yīng)用于汽車、發(fā)動機、泵等。在設(shè)計偏心軸機械加工工藝過程時要通過查表法準(zhǔn)確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設(shè)備以及相應(yīng)的加工刀具，進(jìn)給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：機械加工、工藝規(guī)程、專用夾具、偏心軸，加工銑齒面
Abstract
This paper is the description of the process steps of the eccentric shaft and the design method of the fixture. The process design is based on the production practice after learning the technology of mechanical manufacturing technology and the design of machine tool fixture, and on the basis of the production practice, the design of the machining process specification of the parts and the design of the fixture of the machine tool are combined, and the feasible process route and reasonable fixture scheme are formulated according to the processing requirements of the parts, so as to ensure the processing quality of the parts.
According to the data, the eccentric shaft is usually fixed on the rotating shaft of the motor through the eccentric hole, and the cam motion is done when the motor is started. Therefore, it is widely used in cars, engines, pumps and so on. In the process of designing eccentric shaft machining process, the total margin and tolerance of each surface should be accurately determined by looking up the table method, and the machining equipment of machine tool and the corresponding machining tool, feed quantity, cutting speed, power, torque and so on should be selected reasonably to improve the machining accuracy and ensure its machining quality.
Key words: machining, process planning, special fixture, eccentric shaft, machining and milling tooth surface
目 錄
1. 零件的分析----------------------------------------------5
1.1零件的作用---------------------------------------5
1.2零件的工藝分析-----------------------------------5
2. 確定生產(chǎn)類型--------------------------------------------6
3. 確定毛坯------------------------------------------------6
3.1確定毛坯的材料-----------------------------------6
3.2確定毛坯的加工余量-------------------------------6
4.工藝規(guī)程設(shè)計--------------------------------------------7
4.1偏心軸加工定位基準(zhǔn)的選擇-------------------------7
4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇-----------------------------7
4.1.2精基準(zhǔn)的選擇-----------------------------7
4.2制定工藝路線-------------------------------------8
4.3確定工序尺寸-------------------------------------9
4.3.1端面的加工余量---------------------------9
4.3.2銑平面的加工余量------------------------10
5.切削用量、時間定額的計算--------------------------------10
6.夾具設(shè)計-----------------------------------------------23
6.1設(shè)計要求----------------------------------------23
6.2夾具設(shè)計----------------------------------------23
6.2.1 定位的選擇----------------------------23
6.2.2切削力的計算與夾緊力分析----------------23
6.2.3定位誤差--------------------------------25
6.2.4裝配圖----------------------------------25
一、零件的分析
(一)零件的作用
題目給出的零件是偏心軸。偏心軸的主要作用是傳動連接作用，保證各軸各擋軸能正常運行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此偏心軸零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。
(二)零件的工藝分析
偏心軸零件需要加工部位的技術(shù)要求 通過對偏心軸零件圖分析，主要加工部位技術(shù)要求見表
加工表面
公差/精度等級
表面粗糙度Ra/μm
加工方法
Φ60+0,-0.036外圓
IT7~IT8
0.8
粗車-半精車
Φ46+0 -0.026
IT7~IT8
0.6
粗車-半精車
Φ34+0.029 +0
IT7~IT8
3.2
粗車-半精車
Φ36+0 -0.039
IT7~IT8
3.2
粗車-半精車
右端面
IT7~IT8
0.8
粗車-半精車
倒角
IT11以下
無
粗車
左端面（墊偏心墊塊）
IT7~IT8
6.3
粗車-半精車
退刀槽3×1
IT7~IT8
無
粗車
左Φ10孔
IT7~IT8
3.2
鏜
左Φ4孔
IT7~IT8
3.2
鏜
銑齒面
IT7~IT8
3.2
銑
二、確定生產(chǎn)類型
由以上分析可知。該偏心軸零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于偏心軸來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
可確定生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
3、 確定毛坯
(1)確定毛坯的材料
零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟意義。根據(jù)該零件的材料為45、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇型材成型。
(2)確定毛坯的加工余量
根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取相關(guān)資料，“偏心軸”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為45，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。
確定毛坯圖如圖所示
4、 工藝規(guī)程設(shè)計
（一） 偏心軸加工定位基準(zhǔn)的選擇
1、粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入偏心軸的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以偏心軸的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
2、 精基準(zhǔn)的選擇
從保證偏心軸孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證偏心軸在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從偏心軸零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是偏心軸的裝配基準(zhǔn)，但因為它與偏心軸的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
（二）制定工藝路線
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。偏心軸加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到偏心軸加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，結(jié)合面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于偏心軸，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將偏心軸加工工藝路線確定如下：
10 鍛造毛坯
20 毛坯熱處理，時效處理
30 粗車右端面
40 粗車外圓至φ62mm，留2mm加工余量
50 粗車外圓φ60mm
60 粗車外圓φ46mm
70 車倒角
80 掉頭粗車左端面
90 粗車外圓至φ62mm，留2mm加工余量
100 粗車外圓Φ48mm
110 粗車偏心外圓Φ36mm
120 車退刀槽3×1
130 半精車左端面
140 半精車外圓Φ48mm
150 半精車偏心外圓Φ36mm
160 掉頭半精車右端面
170 半精車Φ46mm
180 掉頭，粗鏜Φ4mm內(nèi)孔
190 粗鏜Φ10mm內(nèi)孔
200 半精鏜Φ4mm內(nèi)孔
210 半精鏜Φ10mm內(nèi)孔
220 掉頭粗銑銑齒面
230 半精銑銑齒面
240 去毛刺
250 檢驗，油封、入庫
（3） 確定工序尺寸
（1）端面的加工余量。
根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、半精車加工。各工步余量如下：
粗車：相關(guān)資料。其余量值規(guī)定為1.3mm~1.9mm，現(xiàn)取1.5mm。。
半精車：參照相關(guān)資料，其余量值介于粗車和精車之間，選為1mm。
（2）銑平面的加工余量。
根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照相關(guān)資料。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：參照相關(guān)資料，其余量值規(guī)定為。
公差等級選用CT7。
五、切削用量、時間定額的計算
工序01 粗車外圓Φ60mm（留2mm加工余量）
1） 確定切削深度ap
因為余量較小，以及自身經(jīng)驗總結(jié)，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成
2）確定每齒進(jìn)給量fz
由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮。
根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4
ap,=4mm，工件直徑50mm～100mm之間時，
進(jìn)給量=0.5～1.0
選擇為0.8
3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》表1.9，粗車加工時，車刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0～1.4mm；由于刀具材料為硬質(zhì)合金普通車刀，故刀具使用壽命T=60min。
4）計算切削速度Vc
4）
根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》表1.27，當(dāng)d=60mm,f>0.025mm/z時，=43，=-0.25,=0.66,m=0.125,k=0.9
切削速度計算公式為：
其中,ap=4mm，=0.8刀具壽命T=60min
將以上數(shù)據(jù)代入公式：
計算得切削速度Vc===19.06m/min
確定機床主軸轉(zhuǎn)速： ==101r/min 。
5) 校驗機床功率
切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。
由《切削用量簡明使用手冊》表1.24，=166～277，ap=4mm，=0.8，切削速度VC=19.06m/min時，
P=2.0KW
切削功率也可通過公式計算，這時P=FCVC/6×10^4（表1.29）.式中 FC可由
表1.19查出，當(dāng)σb =580～970MPa,ap=4mm，=0.8，切削速度VC=19.06m/min時,FC=5690N.切削力 FC的修正系數(shù)為=1.0，=1.0（表1.28）
FC=5690×1.0=5690
故P=FCVC/6×10^4=（5690×19.06）/6×10^4=1.8KW
最終確定:ap=4.0mm，nc=100r/min，Vc=19.06m/min，fz=0.8mm/z。
6)計算基本工時
基本時間；tm＝L/ nf，L=l+ y+Δ，l=55mm.
查《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時入切量及超切量為：y+Δ=6mm，則：
tm＝L/ nf=(55+6)/100×0.8=0.76min。
輔助時間；ta=(15%～20%)tm，工步的輔助時間取ta=20%tm，則輔助時間ta=0.15min
工序02 粗車外圓Φ60mm（留2mm加工余量）
切削用量和時間定額及其計算過程同工序01。
1） 確定切削深度ap
ap=4mm
2） 確定每齒進(jìn)給量
=0.8
3) 確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
車刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0～1.4mm；刀具使用壽命T=60min。
4) 計算切削速度Vc
Vc=31.81m/min,機床主軸轉(zhuǎn)速n=219r/min
5)校驗機床功率
機床功率p=2.9KW
5) 計算基本工時
工序XX 粗銑銑齒面
1.選擇刀具
銑刀直徑的大小直接影響切削力，扭矩，切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，表3.1可作為初步參考。根據(jù)表3.1，選擇d0=60mm的高速鋼圓柱銑刀
2.選擇切削用量
1）確定銑削深度ae
由于加工余量不大，故可在一次走刀完成，則ae=2mm
2）確定每齒進(jìn)給量fz
根據(jù)XA6132型銑床說明書（見六，常見銑床的技術(shù)資料，表3.30），其功率為7.5KW，中等系統(tǒng)剛度
根據(jù)表3.3，fz=0.20～0.30mm/z,現(xiàn)取fz=0.30mm/z
3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.4～0.6mm；
(鑲齒圓柱銑刀)根據(jù)表3.8刀具使用壽命T=180min。
6) 計算切削速度Vc
切削速度Vc 可根據(jù)表3.27中的公式計算。
根據(jù)表3.27續(xù)，得cv=21.5,qv=0.45,m=0.33,yv=0.5,uv=0.5,pv=0.1.
根據(jù)之前計算得do=60,T=180,fz=0.3，ae=2,z=8
計算=109.7m/min
機床主軸轉(zhuǎn)速=582r/min.
最終確定:ae=4.0mm，n=582r/min，Vc=110m/min，fz=0.3mm/z。
5)校驗機床功率
根據(jù)表3.19，當(dāng) ae=4.0mm，ap=34mm，Vc=110m/min，fz=0.3mm/z
機床功率p=1.3KW
7) 計算基本工時
基本時間；tm＝L/ Vf，L=l+ y+Δ，l=34mm.
查《切削用量簡明使用手冊》表3.25,銑削時入切量及超切量為：y+Δ=17mm，Vf=nf=582×0.3=174.6mm/min則：
tm＝L/ Vf=(34+17)/174.6=0.29min。
輔助時間；ta=(15%～20%)tm，工步的輔助時間取ta=20%tm，則輔助時間ta=0.06min
六、夾具設(shè)計
1.設(shè)計要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于固定偏心軸。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一偏心軸銑齒面。
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
2.夾具設(shè)計
2.1 定位的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。
由零件圖可知：進(jìn)行加工前，外圓面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案：左右邊端面用V型塊，下面墊塊，Φ4小孔用插銷固定，保證加工零件的定位。
2.2 切削力的計算與夾緊力分析
切削力
可知數(shù)據(jù)CP=668.4,B=1,s=0.3mm/z,D=60mm,Z=8,
預(yù)緊力
查表得預(yù)緊力公式為
計算后得預(yù)緊力W=1964N
2.3定位誤差
當(dāng)確定夾具的構(gòu)造的方案以后，應(yīng)該對所設(shè)計的專用夾具來進(jìn)行誤差的計算。
基準(zhǔn)不重合誤差△B=0
基準(zhǔn)位移誤差△Y=ζd/2sin(α/2)=0.046/2×sin45=0.033mm＜1/2偏移量公差=0.04mm
故可以滿足要求。
2.4 裝配圖如圖所示
參考文獻(xiàn)
（宋體，五號字，單獨占一頁，1.5倍行距，字符間距為標(biāo)準(zhǔn)）
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