【正文】 課 題 軸類零件的加工及夾具設計 姓 名 廖繼建 指導教師 劉小倩 2021 年 3 月 10 日 三門峽職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 13 摘 要 軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。 根據(jù) 零件的結(jié)構(gòu)及其功能，運用定位夾緊的知識完成了夾具設計。 2. 幾何形狀精度 ： 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為 ～ ，高精度軸（如主軸）通常為 ～ 。 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機械性能。與滲碳 淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點： （ 1）零件圖工藝分 析中，需理解零件結(jié)構(gòu)特點、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求，且要研究產(chǎn)品裝配圖，部件裝配圖及驗收標準。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復使用。盡可能使定位基準與測量基準重合。其誤差一般應限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 （ 2）調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實心軸、空心軸等。在單件小批生產(chǎn)中鉆中心孔工序常在普通車床上進行。修研中心孔一般在車床上用金剛石或硬質(zhì)合金頂尖加壓進行。因為如果在精車之前就銑出鍵槽，在精車時由于斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動，影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也難以控制鍵槽的尺寸。淬火工序則安排在磨削工序之前。它屬于臺階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。因此，該傳動軸的關(guān)鍵工序是軸頸 M、 N 和外圓 P、 Q 的加工。由于該傳動軸的主要表面 M、 N、 P、 Q 的公差等級 (IT6)較高，表面粗糙度Ra 值 (Ra= um)較小，故車削后還需磨削。 （ 2） 粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。 劃分階段 對精度要求較高的零件，其粗、精加工應分開， 以保證零件的質(zhì)量。對于傳動軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。 第五章 細長軸加工工藝 特點 改進工件的裝夾方法 粗加工時，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。 三門峽職業(yè)技術(shù)學院 14 精車時，采用雙頂尖法（此時尾座應采用彈性頂尖）有利于提高精度，其關(guān)鍵是提高中心孔精度。 采用車削細長軸的車刀 車削細長軸的車刀一般前角和主偏角較大，以使切削輕快，減小徑向振動和彎曲變形。根據(jù)工藝規(guī)程，在銑槽之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽寬 14H11mm，槽深 7mm，槽的中心平面與Ф 26H7 孔軸線的垂直度公差為 ，槽側(cè)面與 E 面的距離 12 177。由理論力學可知，在空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個自由度，即沿著 X、 Y、 Z 三個坐標軸的移動和繞著這三個坐標軸的轉(zhuǎn)動，如圖所示。在夾具中，用分別適當?shù)呐c工件接觸的六個支撐點，來限制工件六個自由度的原理，稱為六點定位原理。 在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝置，在生產(chǎn)中應用很多。 通常，過定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過定位是應該避免的。大家都熟知車削長軸時的安裝情況，長軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。 （ 3） 、確定要限制的自由度 按照加工要求，銑通槽時應限制五個自由度，即沿 x 軸移動的自由度不需要限制，但若在此方向設置一止推支撐，則可起到承受部分銑削力的作用，故可采用完全定位。在 C 處也加一支承。方案 II 中雖然定位基準與設計基準重合，槽的中心平面與Ф 26H7 孔軸線的垂直度要求保證，但這種定位方式不利于工件的夾緊。綜上所述，方案 III 較好。而當擋銷放在位置 3時，距Ф 26H7 孔軸線較遠，工件定位面的精度較高（Ф 55H12），定位精度較高，且能承受切削力所引起的轉(zhuǎn)矩。有由于 E 面與長條支承板始終 保持接觸，故基準位移誤差為零。 基準位移誤差 △ y=2*8tan△ a=2*8*=（ mm） 由于定位誤差△ D=△ y=?（ mm），故此定位方案可行。 為了使夾 具在機床工作臺的位置準確及保證槽的中心平面與Ф26H7 孔軸線垂直度要求，夾具體底面應設置定位鍵，定位鍵的側(cè)面應與長銷的軸心線垂直。 及 107177。 和 13177。 b=14177。 按夾具的誤差分析一章中的分析方法，下面對本例中的工序要求逐項分析； A、 槽寬尺寸 14H11mm；此項要求由刀具精度保證，與夾具精度無關(guān)； B、 槽側(cè)面到 E 面尺寸 12177。 能保證； 三門峽職業(yè)技術(shù)學院 15 C、 槽深 8mm：由于工件在 Z 方向的位置由定位銷確定，而該尺寸的設計基準為 B 面。由于這些誤差不在同一方 向， 因 此 ， 槽 中心 平 面 最 大 位置 誤 差在 YOZ 面 之 上為++= ；在 YOX 平 面 上 為 ++=。按工件在銑床上加工的運動特點，可分為直線進給夾具、圓周進給夾具、沿曲線進給夾具（如仿形裝置）三類。 機用平口虎鉗是通過虎鉗體固定在機床上。 ○ 3 銑床夾具的設計特點： 銑床夾具與其它機床夾具的不同之處在于：它是通過定位鍵在機床上定位，用對刀裝置決定銑刀相對于夾具的位置。 作為定位鍵的安裝是夾具通過兩個定位鍵嵌入到銑床工作臺的同一條 T 形槽中，再用 T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具體上還需要提供兩個穿 T 形螺栓的耳座。對刀裝置是由對刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標準化。 所示為用于數(shù)控車床的液動自定心三爪卡盤，在高速車削時平衡塊所產(chǎn)生的離心力經(jīng)杠桿給卡爪一個附加的力，以補償卡爪夾緊力的損失。設計數(shù)控機床夾具時，應按坐標圖上規(guī)定的定位和夾緊表面以及機床坐標的起始點，確定夾具坐標原點的位置。 （ 4） 夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。 （ 3）多工位夾具：可以同時裝夾多個工件，可減少換刀次數(shù)，三門峽職業(yè)技術(shù)學院 15 也便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短準備時間，提高生產(chǎn)率，較適宜于中批量生產(chǎn)。有的數(shù)控銑床（如壁板銑床）自身帶有通用真空夾具，工件利用定位銷定位，通過夾具體上的環(huán)形密封槽中的密封條與夾具密封。 三門峽職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 13 謝 詞 本論文設計在 劉小倩 老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著 劉小倩 老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設計期間， 劉小倩 老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議， 劉 老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度使我深受感動，沒有 這樣的幫助 和關(guān)懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計。 我還要感謝同組的各位同學以及我的各位室友，在畢業(yè)設計的這段時間 里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝！三門峽職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 13 參考文獻 1. 夏伯雄，數(shù)控技術(shù)，水利水電出版社， 2021 2. 朱明松，數(shù)控銑床編程與操作項目教程，機械工業(yè)出版社， 2021 3. 王大偉 .劉瑞素，數(shù)控系統(tǒng)，化學工業(yè)出版社， 2021 4. 柳河，數(shù)控編程，東北林業(yè)大學出版社， 2021 5. 李一民，數(shù)控機床，東南大學出版社， 2021 6. 朱明松，數(shù)控銑床編程與操作項目教程，機械工業(yè)出版社， 2021。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 除上述幾種夾具外，數(shù)控銑削加工中也經(jīng)常采用機用平口虎鉗、分度頭和三爪自定心卡盤等通用夾具。這類夾具能減輕工人的勞動強度和提高生產(chǎn)率，但其結(jié)構(gòu)較復雜，造價往往較高，而且制造周期長。 數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有下幾種 ： （ 1） 組合夾具：適用于小批量生產(chǎn)或研制時的 中、小型工件在數(shù)控銑床上進行銑加工。其設計原理也和通用銑床夾具相同，結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點，這里只提出幾點基本要求：