输出轴的工艺工装设计概论

1零件的分析1.1 零件的作用下面所示为动力输出装置中的主要零件。

φ80mm孔与动力源（电动机主轴等）配合起定心作用。

用10-φ20mm销将动力传至该轴。

再由φ55mm处通过键将动力输出。

A,B是两段支轴颈。

1.2 零件的工艺分析：1.2.1分析、审查产品的零件图和装配图制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。

了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。

1.2.2零件的结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性是指设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。

由零件图所示得知：其零件材料为45钢，调质处理200HBS，此为低碳钢具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性适用于较大应力，要求耐磨的零件。

该零件的主要加工面为轴的表面和孔10-φ20mm的销。

轴的表面会直接影响配合的接触精度和密封。

键槽的平行度也直接影响配合的精度。

10-φ20mm销的精度要求很高也是该零件加工的关键所在。

该零件上的平行度为0．08，圆度为φ0。

05和圆跳读0。

04。

由参考文献中有关资料所得和机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的工艺性是可行的。

2 确定毛坯，画毛坯图在拟订机械加工工艺规程时，毛坯选择得是否正确，不仅直接影响毛坯的制造工艺及费用，而且对零件的机械加工工艺、设备、工具以及工时的消耗都有很大影响。

毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，但毛坯制造的成本可能会越高。

由于原材料消耗的减少，会抵消或部分抵消毛坯成本的增加。

所以，应根据生产纲领、零件的材料、形状、尺寸、精度、表面质量及具体的生产条件等作综合考虑，以选择毛坯。

在毛坯选择时，应充分注意到采用新工艺、新技术、新材料的可能性，以降低成本、提高质量和生产率。

毛坯的种类包括：铸件、锻件、型材、冲压件、冷或热压制件、焊接件等。

合理的选择毛坯，通常从下面几个方面综合考虑：1、零件材料的工艺特性；2、生产纲领的大小；3、零件的形状和尺寸；4、现有的生产条件。

根据零件材料确定此毛坯为锻件，又由题目已知零件的生产纲领为6000/年。

锻造时应安排人工调质处理200HBS参考文献，[1］表2。

3-7，该锻件的尺寸公差等级为IT7-13级加工精度要求高的地方：例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2), 精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8).根据该零件的各加工精度要求，经过查表得锻造的毛坯尺寸为各加工表面都留有加工余量4mm，因此为圆柱所以保留加工余量为8mm.。

以上为各加工表面的总余量。

锻件直接锻造出此大概形状，参考文献（1）表2.3-6。

用查表法确定各个加工的总余量如上图所示。

由参考文献[1］2.3-9可得锻件主要尺寸的公差如下表所示：主要毛坯尺寸及公差（mm）3 工艺规程设计3.1 定位基准的选择：粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要孔的毛坯孔和轴面作粗基准：1、在保证各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；2保证定位准确、夹紧可靠。

选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可靠。

其选择的原则如下：1、基准重合原则；2、基准统一原则；3、自为基准原则；4、互为基准原则；5、所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用。

精基准的选择：加工输出轴，通过了解零件结构特点和加工精度要求，可以初步选定车各阶梯圆柱面时分别以不加工面为基准。

选定A面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单，可靠，操作方便，使用夹具即可。

利用钻顶尖孔可以对精加工面进行自由度的限制确保加工达到要求精度。

3.2 制定工艺路线根据毛坯的结构特点，制订出如下工艺路线。

1 粗车大端面，都以面积最大的阶梯圆柱面为定位基准，限制4个自由度加工大端面。

2 粗车各阶梯圆柱面，以φ176为定位基准，限制其4个自由度，粗车小端面3 镗凹槽：以最大面积圆柱面为基准在车床上镗出阶梯凹槽4 半精车各阶梯圆柱面5 铣键槽6 钻孔：10-φ20-0.019/-0.042 用设计出的夹具来加工7 钻孔：2-φ8 用设计出的夹具来加工8 精车各阶梯圆柱面具体的工艺路线如下：10锻造毛坯时效消除应力20粗车外圆φ176大端面30粗车外圆φ75+0.023/+o.oo3φ65+0.023/+0.003φ60+0.065/+0.045φ55+0.023/+0.00340 镗阶梯凹槽：粗镗φ104φ80+0.042/+0.012φ50半精镗φ80+0.042/+0.012精镗φ80+0.042/+0.01250半精车外圆φ75+0.023/+o.oo3φ65+0.023/+0.003φ60+0.065/+0.045φ55+0.023/+0.00360 铣键槽70 钻孔：钻 10-φ20-0.019/-0.042扩 10-φ20-0.019/-0.042铰 10-φ20-0.019/-0.04280 钻孔 2-φ890 检验100 入库3.3 选择加工设备及，刀，夹，量具由于生产类型大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用机床及专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床的的装卸及各机床间的传送均由工人完成。

车各外圆时，多是用车床完成，夹紧方案为专用车夹具及三爪卡盘定位。

铣键槽也可以用车床完成。

C6。

只有钻孔10-φ20-0.019/-0.042 和孔 2-φ8 时要求工人自己设计夹具在钻床上完成，量具选用游标卡尺即可。

工序70钻孔10-φ20-0.019/-0.042，孔倒角为1*45度要分钻，扩，铰三道工序才能达到φ20-0.019/-0.042 的要求所以选用角铢式钻床夹具。

选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔是倒角。

选用锥柄机用铰刀，专用夹具。

快换夹头，游标卡尺。

工序80钻孔2-φ8 选用人工设计夹具锥柄麻花钻一次性加工完毕。

3.4 加工工序设计工序20粗车外圆φ176端面（最大）粗加工公差等级为IT11-IT13。

粗加工余量为1.8mm查文献（1）表2.6-6其公差为TN-B粗=0.16所以 Xn-b粗=47.5 +_0.08mm。

参考文献 [1］2.4-73 取粗车每齿进给量fz为0.2mm/z 精车f=0.5mm/r 粗车走刀一次。

ap=3.5mm 精车走刀一次，ap=1.5mm粗车外圆进给量查表可得：以上f为进给量 ap深度 v是速度由V=∏dn得粗车外圆φ176时 V=∏dn 34=∏×176n→n≈60 选择车床型号为CA6140。

主轴正转转速范围是10∽1400r/min其中最常见的有 63、 80、100、 126、 287、 400、 630、 1000。

∴取n=63 ∴v=3.14×75×63＝54mm/r粗车外圆φ75时同上可得： 38=∏×75n→n≈115∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r粗车外圆φ65时 38=3.14×65n→n≈186∴取n=126 ∴v=3.14×65×126=25 mm/r粗车外圆φ60时 38=3.14×60n→n≈201∴取n=287 ∴v=3.14×60×287=54 mm/r粗车外圆φ55时 44=3.14×55n→n≈254∴取n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r半精加工外圆φ75时 31=3.14×75n→n≈131∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r半精加工外圆φ65时 31=3.14×65n→n≈151∴取n=126 ∴v=3.14×65×126=25mm/r半精加工外圆φ60时 31=3.14×60n→n≈164∴取n=126 ∴v=3.14×60×126=23mm/r半精加工外圆φ55时 31=3.14×55n→n≈179∴取n=126 ∴v=3.14×55×126=21mm/r精加工外圆φ75时 44=3.14×75n→n≈186∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r精加工外圆φ65时 44=3.14×65n→n≈215∴取n=215 ∴v=3.14×65×215=43mm/r精加工外圆φ60时 44=3.14×60n→n≈233∴取n=287 ∴v=3.14×60×287=54mm/r精加工外圆φ55时 44=3.14×55n→n≈254∴取n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r钻孔10-φ20-0.019/-0.042：通过计算可得粗钻 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r扩孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45mm/r铰孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r镗孔φ50 φ80+0.042/+0.012 φ104粗镗时 ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/rN=1000v/∏d ∴n1=1000×24/3.14×50r/m=152r/min ∴n2=1000×24/3.14×80r/m=95r/min∴n3=1000×24/3.14×104r/m=75r/min半精镗φ80+0.042/0.012时 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r∴n=1000×72/3.14×80r/m=286r/min精镗φ80+0.042/0.012时 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r∴n=1000×108/3.14×80r/m=429r/min4夹具设计本次设计的夹具为第70道工序和第80道工序，钻-扩-铰Φ20孔的钻夹具和的钻孔Φ8mm夹具。

4.1确定设计方案这道工序所在的孔在C面上，且与C面垂直。

按照基准重合原则并考虑到目前只有C 面加工过，为了避免重复使用粗基准，应以C面定位。

又为避免钻头引偏，Φ20孔应从C 面钻孔。

没有盲孔的存在，这样钻起来比较容易方便。

从对工件的结构形状分析，若工件以C面朝下放置在支承板上，定位夹紧都比较稳定，可靠，也容易实现。