【正文】 設(shè)計(jì)，本文選取其中鉆斜孔工序來設(shè)計(jì)專用夾具。導(dǎo)向裝置采用可換的特殊鉆套。此次的設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)繪圖軟件的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。我們?cè)谕瓿僧厴I(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)、有關(guān)手冊(cè)、圖冊(cè)等 工具書，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(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)。 （ 2） 培養(yǎng)樹立正確的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)思維，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法的能力。 （ 4） 培養(yǎng)自己進(jìn)行調(diào)查研究、面向?qū)嶋H、面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度、工作作風(fēng) 和工作方法。 （ 6） 通過對(duì)輸出軸零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，使我們?cè)跈C(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面得到一次綜合性訓(xùn)練。 （ 7） 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用 3 夾具 的能力。熟悉和掌握我國(guó)相關(guān)的制圖標(biāo)準(zhǔn)和要求。其次，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法，輸出軸的材料為 45 鋼。最后，對(duì)某道加工工序進(jìn)行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計(jì)，對(duì)夾具進(jìn)行精度校核并對(duì)其設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。φ 80 的孔與變速器配合起定心作用，通過 10φ 20 的通孔將動(dòng)力傳至該軸，再由φ 55 處通過鍵將動(dòng)力輸出。因此，該軸應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。 （ 2）機(jī)械加工工藝過程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分，是對(duì)零件采用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯的形狀、尺寸、和表面質(zhì)量等，使之成為合格零件的過程。 （ 4）安裝 :如果在一個(gè)工序中需要對(duì)工件進(jìn)行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那一部分內(nèi)容稱為一個(gè)安裝。 （ 6）工步 :在加工表面（或裝配時(shí)的連接表面）和加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。 （ 8）生產(chǎn)綱領(lǐng)是在計(jì)劃期內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。一般分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)三種類型。 （ 2）制定工藝規(guī)程的基本要求是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低成本，并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，保證工人具有良好而安全的勞動(dòng)條件。 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定中應(yīng)注意的問題 （ 1）選擇零件毛坯時(shí)，主要考慮下列因素：零件的材料（包括牌號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)）及其機(jī)械性能、零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸、生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)條件、積極推廣應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料。從設(shè)計(jì)和工藝兩個(gè)方面看可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。定位基準(zhǔn)又有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。 （ 4）精基準(zhǔn)的選擇原則有：基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、自為基準(zhǔn)原則、互為基準(zhǔn)原則、便于裝夾的原則。 （ 6）選擇加工方法時(shí)考慮的主要因素：工件的加工精度、表面粗糙度和其他技術(shù)要求，工件材料的性質(zhì)，工件的形狀和尺寸，生產(chǎn)類型、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，本廠設(shè)備、人員情況等。劃分加工階段的原因主要有： ①保證加工質(zhì)量； ②合理使用機(jī)床設(shè)備； ③便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免精加工表面損傷； ④便于安排熱處理工序，使冷、熱加工配合協(xié)調(diào)。 （ 9）熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的目的。 （ 10）輔助工序包括檢查、檢驗(yàn)工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，檢驗(yàn)工序是主 要的輔助工序。 （ 11） 工序組合的原則： ①大批大量生產(chǎn)、零件結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，適于采用工序集中地原則，對(duì)一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，也可采用分散的原則。 （ 12） 選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮下列問題： ①機(jī)床的精度與工序要求的精度相適應(yīng)； ②機(jī)床的規(guī)格與工件的外形尺寸，本工序的切削用量相適應(yīng)； ③機(jī)床的生產(chǎn)率與被加工零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)類型相適應(yīng)； ④選擇的設(shè)備盡可能與工廠現(xiàn)有條件相適應(yīng)。加工余量可分為加工總余量（毛坯余量）和工序余量。影響工序余量的因素有 ： ①上工序的各種表面缺陷和誤差因素，包括表面粗糙度和缺陷層、尺寸公差和形位公差； ②本工序加工時(shí)的裝夾誤差。 （ 14）工藝裝備的選擇包括確定各工序所需的夾具、刀具和計(jì)量器具等。刀具的選擇主要取決于各工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。 時(shí)間定額與提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝途徑 6 （ 1）時(shí)間定額 TT包括：基本時(shí)間 Tm、 輔助時(shí)間 Ta、布置工作地時(shí)間 Ts、休息與生理需要時(shí)間 Tr、準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 Te ?？s短基本時(shí)間的措施有：提高切削用量和減少切削行程長(zhǎng)度；縮短輔助時(shí)間的措施有：采用先進(jìn)夾具、提高機(jī)床的自動(dòng)化程度、采用先進(jìn)的檢測(cè)手段等直接縮短輔助時(shí)間，使基本時(shí)間與輔助時(shí)間重合等。 ③提高機(jī)械加工自動(dòng)化程度。按照與年產(chǎn)量的關(guān)系分為可變費(fèi)用 V 和不變費(fèi)用 C。把為了使工件處于正確位置上所使用的各種工藝裝備稱為夾具，如檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具 等。為了保證這個(gè)正確位置在加工過程中穩(wěn)定不變，應(yīng)該對(duì)工件施加一定的夾緊力，這個(gè)過程稱為“夾緊”。在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)安裝過程的工藝裝備，就是“機(jī)床夾具”。這類夾具的規(guī)格尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)廠家進(jìn)行生產(chǎn)。 由于專用夾具的設(shè)計(jì)制造在很大程度上影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和生產(chǎn)成本，因此，它是各機(jī)械制造廠新產(chǎn)品投資、老產(chǎn)品改進(jìn)和工藝更新中的一項(xiàng)重要生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，也是每一個(gè)從事機(jī)械加工工藝的技術(shù)人員必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。歸納起來有以下幾個(gè)方面的作用： ①保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 夾具在機(jī)械加工中的基本作用就是保證工件的相對(duì)位置精度。 ②提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低單件時(shí)間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和壓縮輔助時(shí)間。 ③改善工人勞動(dòng)條件 采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。還可設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，確保操作者安全。 （ 2）機(jī)床夾具分類 ①專用夾具 專用夾具是針對(duì)某一種工件的一定工序而專門設(shè)計(jì)的。還可以按需要采用各種省力機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置、分度裝置等。但是，由于這類夾具的專用性很強(qiáng)，并且設(shè)計(jì)和制造周 期較長(zhǎng)，制造費(fèi)用也較高，當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，往往因無法再使用而報(bào)廢。 ②可調(diào)式夾具 可調(diào)式夾具的特點(diǎn)是：加工完一種零件后，通過調(diào)整或更換夾具中的個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工工件相近的多種零件。通用可調(diào)夾具如滑柱式 鉆模等，使用范圍較大。 因?yàn)檫@類夾具是在專門夾具基礎(chǔ)上少量更換或調(diào)整夾具元件，所以只能到 達(dá)有限目標(biāo)的通用化。 ③專門化拼裝夾具 專門化拼裝夾具是針對(duì)其工件的特定工序加工要求，由實(shí)現(xiàn)制造好的通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)化元件和部件拼裝組成。因此，這類夾具又具有專門夾具的優(yōu)點(diǎn)?；旧戏譃閮深悾阂活愂枪潭ㄊ綂A具，它與一般專用夾具相似；一類是隨行夾具，它除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的安裝工件任務(wù)外 ，還擔(dān)負(fù)著沿自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)，即隨著工件從一個(gè)工位移動(dòng)到下一個(gè)工位。屬于自動(dòng)化生產(chǎn)夾具的還有數(shù)控機(jī)床夾具。設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。 保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。對(duì)于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)夾具結(jié)構(gòu)影響最大。而不同復(fù)雜程度的夾具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣，設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。 因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。夾具設(shè)計(jì)是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，其設(shè)計(jì)周期要求短，因此設(shè)計(jì)時(shí)多采用參照法或是憑經(jīng)驗(yàn)確定的辦法來保證受力件的強(qiáng)度和剛度，通常不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，有時(shí)采用簡(jiǎn)便公式或用圖表作為設(shè)計(jì)參考。 ②設(shè)計(jì)的基本要求 夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和實(shí) 用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個(gè)字，其中好用是主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際制造和維修水平為前提。 (b)保證工件精度。 (d)注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問題應(yīng)全面考慮，以降低制造成本。輸出軸是典型的軸類零件，其作用在動(dòng)力輸出裝置中，是動(dòng)力輸出的關(guān)鍵零件之一。該軸在工作中需要承受一定的沖擊載荷和較大的扭矩。 設(shè)計(jì)中一定要注意表面熱處理。 各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注如下： 圖 變速器輸出軸零件圖 零件的工藝分析 通過對(duì)氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術(shù)要求齊全。 主要工藝狀況如下敘述： 零件的材料為 45 號(hào)鋼， 45 號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工。但 表面硬度較低，不耐磨。根據(jù)對(duì)零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： (1)φ 55 外圓表面，粗糙度為 ，圓跳動(dòng) ，及其外圓表面上的鍵槽的加工； (2)φ 60 和φ 75 外圓表面，其兩者的中心連線為φ 55 外圓和φ 80 孔圓跳動(dòng)的基準(zhǔn)線，因此應(yīng)盡可能的先加工出來，其表面粗糙度均為 1..25； (3)φ 65 外圓表面，粗糙度為 ； (4)φ 80 的孔，其表面粗糙度為 ，以及與其具有位置度要求φ mm 的 10φ 20的通孔，其 均勻分布，表面粗糙度為 ； (5)φ 50 和φ 104 的孔、φ 176 外圓表面及 30176。 通過上面零件的分析可知，該零件并沒有復(fù)雜的加工曲面，屬于較為簡(jiǎn)單的零件，所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征，它對(duì)工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N 可按下式計(jì)算： %)1% )(1( baQmN ??? 式中： N零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)、輛 /年） m每臺(tái)（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 /臺(tái)、輛） a %備品率，一般取 2%4% b %廢品率，一般取 %% 根據(jù)上式就可以計(jì)算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 選擇毛坯種類 機(jī)械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件 11 等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個(gè)因素。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。 （ 2）毛坯的尺寸、形狀和精度要求 毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。 （ 3）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 根據(jù)上述內(nèi)容的幾個(gè)方面來分析本零件，零件材料為 45 號(hào)鋼，首先分析 45 號(hào)鋼材料的性能， 45 號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工。因此，本零件的毛坯種類以模鍛方法獲得。零件材料為 45 號(hào)鋼， C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 %， 屬于 1M 級(jí)。為使所選的定位基準(zhǔn)能保證整個(gè)機(jī)械加工工藝過程順利進(jìn)行，通常考慮如何選擇精基準(zhǔn)來加工各個(gè)表面，然后考慮如何選擇粗基準(zhǔn)把作為精基準(zhǔn)的表面先加工出來。 軸類零件加工時(shí)，精基準(zhǔn)的選擇通常有兩種： 首先方案是采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。所以對(duì)于實(shí)心軸（鍛件或棒料毛坯） ，在粗加工之前，應(yīng)先打頂尖也，以后的工序都用頂尖孔定位。錐面，用倒角錐面代替中心孔。錐堵與工件的配合面應(yīng)根據(jù)工件的的形狀做成相應(yīng)的錐形，如果軸的一端是圓柱孔，則錐堵的錐度取 1： 500。如果軸的長(zhǎng)徑比較大，而剛性差，通常還需要增加中間支承來提高系統(tǒng)的剛性，常用的輔助支承是中心架或跟刀架。 根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分析本零件，選取頂尖孔作為定位精基準(zhǔn)。本零件選擇兩中心孔和φ 75作為精基準(zhǔn)，選擇φ 55 和φ 176 作為粗基準(zhǔn)來加工兩中心孔。 (1) 粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工φ 17φ 5φ 60、φ 6φ 75 外圓柱表面。 (3) 精加工階段：其任務(wù)就是保證尺寸、形狀和位置精度達(dá)到或基本達(dá)到（精密件）圖樣規(guī)定的精度要求以及表面粗糙度要求。本零件變速器輸出軸的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用各種機(jī)床配以專用工具、夾具、以 提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。 ②遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 ④遵循“先面后孔”原則，先加工φ 75 外圓 表面，做為定位基準(zhǔn)再加工其余各孔。在粗加工之后、精加工之前，安排調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為