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轴类零件加工工艺及夹具设计摘要轴类零件属于机器零件最为典型的零件之一。
轴类零件在机械运转过程中主要作为支撑齿轮．凸轮以及机械连杆等的传动部件，按照轴类零件结构可以将轴类零件划分为：阶梯轴，空心轴以及锥度心轴等，我们根据轴长径的长度又可以将轴划分为短轴和长轴，其中长径小于5的被称为短轴，长径大于20的被称为细长轴，一般情况下我们见到的轴都是介于这两者之间的，轴通过轴承来实现对轴的支撑，其中和轴承配合的轴断我们称之为轴颈。
轴以轴颈作为其装配的基准，因此对于它们的精度和质量要求非常高。
我们依据零件的结构种类以及零件的所具有的功能，然后根据定位夹紧的理论知识来完成夹具的设计。
关键词轴类零件；加工工艺；夹具设计目录1.轴类零件加工技术要求的分析 (1)1．1轴类零件的尺寸精度 (1)1．2轴类零件的几何形状精度 (1)1．3轴类零件的相互位置的精度 (1)1．4轴类零件的表面租糙度 (1)2．轴类零件加工的要求与工艺分析 (1)2．1加工工艺规程的特点分析 (1)2．2加工技术要求的分析 (2)3. 夹具的分类 (2)3. 1按应用范围分类 (2)3.2按使用机床分类 (3)3.3按夹具动力源分类 (4)4．关于铣床夹具设计特点的分析 (4)1.轴类零件加工技术要求的分析1．1轴类零件的尺寸精度在选择起支撑作用的轴颈时我们一般会选用精度较高的(IT5～IT7)。
而选择用于装配传动件的轴颈一般选用精度要求较低的(IT6～IT9)。
1．2轴类零件的几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要指的是轴颈、外锥面等轴型的圆度和圆柱度等，对于正常的轴类零件来说，都要将其公差保持在尺寸的公差允许范围内。
针对那些对其几何精度要求较高的内外圆的表面，必须在图纸中明确表明其有效的误差范围。
1．3轴类零件的相互位置的精度对于轴类零件的位置精度来说，其位置精度的具体要求主要取决于该轴在机械中所处的位置和其所实现的功能。
一般情况下，轴类零件的精度必须要满足装配传动件的轴颈对支撑轴颈的同轴度的需要，如果没有满足这一需要则会导致传动齿轮之间的磨合误差，影响机械的传动效果。
轴类零件的加工工艺分析及夹具设计论文摘要：本论文主要研究了轴类零件的加工工艺分析及夹具设计。
通过对轴类零件的特点进行分析，提出了适合轴类零件加工的工艺流程，并给出了一种有效的夹具设计方案。
实验证明，该工艺流程和夹具设计方案能够大大提高轴类零件的加工效率和质量。
1. 引言轴类零件是机械中常用的零件之一，广泛应用于汽车、机械、航空等领域。
由于轴类零件长且细，加工难度较大，对加工工艺和夹具设计提出了新的要求。
2. 轴类零件加工工艺分析2.1 轴类零件特点分析轴类零件具有长、细、对称等特点，加工过程中易产生变形和振动。
这些特点使得轴类零件的加工过程较为困难，需要采用适当的工艺方法来解决这些问题。
2.2 轴类零件加工流程分析根据轴类零件的特点，我们提出了一种加工流程。
该流程分为粗加工、精加工和表面处理三个阶段。
粗加工阶段主要进行外形修整和粗留余量的加工；精加工阶段采用滚刀进行细加工，以提高加工质量和表面光洁度；表面处理阶段主要进行抛光和涂漆等表面处理操作。
3. 轴类零件夹具设计3.1 夹具设计原则根据轴类零件的特点和加工流程，夹具设计应遵循以下原则：（1）稳定性原则：夹具应能够牢固固定轴类零件，防止产生振动和变形。
（2）可调性原则：夹具设计应能够根据不同的轴类零件进行调整，满足加工要求。
（3）易操作性原则：夹具应设计成易于操作和安装的形式，提高工人的工作效率。
3.2 夹具设计方案根据夹具设计原则和轴类零件的特点，本文提出了一种夹具设计方案。
该方案采用了中心定位夹具和两个侧面固定夹具的结构，能够稳定地固定轴类零件并保证加工精度。
4. 实验结果与分析通过对轴类零件的加工工艺分析及夹具设计方案的实验，比较了不同加工工艺和夹具设计方案对加工质量和效率的影响。
实验结果表明，本文提出的加工工艺流程和夹具设计方案能够显著提高轴类零件的加工效率和质量。
5. 结论本论文通过对轴类零件加工工艺分析及夹具设计的研究，提出了一种适合轴类零件加工的工艺流程和夹具设计方案。
北京信息科技大学继续教育学院毕业设计（论文）论文题目：传动轴（1）加工工艺设计及典型夹具分析教学点：小营校区指导老师：职称：讲师学生姓名：学号:专业：机械制造技术及其自动化北京信息科技大学继续教育学院制年月日毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录一、概述 (1)1 齿轮轴类零件的功用与结构 (1)2 齿轮轴类零件的技术要求 (1)2.1 加工精度 (1)2.2 表面粗糙度 (2)3 齿轮轴类零件的材料和毛坯 (2)3.1齿轮轴类零件的材料 (2)3.2齿轮轴类零件的毛坯 (3)二零件分析 (3)1技术条件分析 (3)2工艺路线 (4)2.1基本加工路线 (4)2.2 典型加工工艺路线 (4)3车削步骤的选择 (5)4车削过程程序分析 (8)三、机床设备及工艺装备的选用 (8)1 机床设备的选用 (8)2 工艺装备的选用 (8)四、加工余量、工序尺寸和公差的确定 (9)1轴外圆面φ18的确定如表： (9)2轴外圆面φ21的确定如表： (9)3轴外圆面φ20js 6的确定如表： (9)4轴左边部分外圆面φ34h6的确定如表： (10)5轴右边部分外圆面φ20js6的确定如表11： (10)6 轴左边部分外圆面φ24k6的确定如表12： (10)五、切削用量和时间定额的计算 (11)1 工序7—半精车齿轮轴各外圆面切削用量的计算 (11)2 工序7—半精车齿轮轴各外圆面时间定额的计算 (12)3 工序11—铣键槽切削用量和时间定额的计算 (14)六、典型夹具分析设计 (14)1应用定位原理几种情况 (14)（1）完全定位 (14)（2）部分定位 (14)（3）过定位（重复定位） (15)2确定要限制的自由度 (15)3夹具的作用、定位原理、定位元件选择 (15)4 定位误差的计算与校核 (16)结束语 (18)致谢 (19)参考文献 (20)一、概述1 齿轮轴类零件的功用与结构齿轮轴是组成机械的重要零件，也是机械加工中常见的典型零件之一。
第1章工件的定位●理解六点定位原理。
●常用定位元件限制的自由度。
●工件定位方式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。
●常用定位元件的设计。
●定位误差的分析和计算。
●根据零件工序加工要求，确定定位方式。
●根据零件工序加工要求，确定定位方案。
●掌握定位元件的设计方法。
●掌握定位误差的分析和计算。
1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示，钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔，工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。
钢套零件三维图如图1.2所示。
【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。
(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。
本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。
图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1，分析零件加工要求，各工序尺寸的工序基准是什么？(2)工件定位与夹紧的概念是什么？分析它们分别是由什么装置实现的？(3)六点定位原理是什么？(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位？(5)常用定位元件有哪些？定位元件限制的自由度？(6)定位方案设计的基本原则是什么？定位元件的要求是什么？(7)定位误差如何分析和计算？(8)企业生产参观实习。
①生产现场机床夹具的组成是什么？②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些？③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度？1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理，分析常用定位元件限制的自由度，确定工件的定位方式，常用定位元件的设计，定位方案设计的基本原则，定位误差的分析和计算。
1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。
夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件：①一批工件在夹具中占有正确的位置；②夹具在机床上的正确位置；③刀具相对夹具的正确位置。
显然，工件的定位是极为重要的一个环节。
本章就要讨论工件的定位问题。
1、A型中心孔由锥孔和圆柱孔两部分组成,圆锥孔的圆锥角为60°.
适用于：不需要多次装夹或不保留中心孔的工件.
2、B型中心孔是在A型中心孔的端部再加120º的圆锥面.
适用于：多次装夹加工的零件.
3、C型中心孔是在B型中心60º锥孔后加一短圆柱孔,后面有一内螺纹.
适用于：需要把其它零件轴向固定在轴上,或需将零件吊挂放置的.
4、R型中心孔的形状与A型中心孔相似,只是将A型中心孔的60º圆锥改成圆弧面.
适用于：精度要求较高的工件.
中心孔的尺寸以圆柱孔直径D为准
直径6.3mm以下的中心孔常用高速钢制成的中心钻直接钻出.
二>、中心钻折断的原因与预防
中心钻折断的原因是：
（1）中心钻轴线与工件旋转中心不一致,使中心钻受到一个附加力而折断.
（2）工件端面没车平,或中心处留有凸头,使中心钻不能准确地定心而折断.
（3）切削用量选用不合适,如工件转速太低而中心钻进给太快,使中心钻折断.
（4）中心钻磨钝后强行钻入工件也易折断.
（5）没有浇注充分的切削液或没与时清除切屑,以致切屑堵塞而折断中心钻.
三>、用两顶尖装夹工件时的注意事项
〔1〕车床主轴线应在前后顶尖的连线上,否则车出的工件会产生锥度.
〔2〕在不影响车刀切削的前提下,尾座套筒应尽量伸出短些,以增15分钟
用挂图和中心钻的实物进行教学
8分钟分析讲解。
前言本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术课程以及大部分专业课之后进行的。
此次的设计是对大学期间所学各课程及相关绘图软件的一次深入的综合性复习，也是使我们综合运用所学过的基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
就我个人而言，希望通过这次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下一个良好的基础。
一、零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件是一输出轴，其主要作用:一是传递转矩，主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一；二是工作过程中承受较大的冲击载荷和扭矩，故选用45钢作为毛坯的材料，并对工件进行调质处理使其硬度达到217～255HBS，以增强耐磨性和抗扭强度；三是支传动零部件。
1.2零件的工艺分析从零件图上看，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件，轴向最大尺寸为244mm，径向最大尺寸为Φ176mm。
零件的主要加工面有Φ55、Φ60、Φ65、Φ75、Φ176五段外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔组成。
粗糙度方面表现在键槽两侧面、10个φ20的通孔内表面﹑φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在φ55的外圆柱面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm。
通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
二、工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，该零件材料为45钢，考虑到零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选择锻件。
• 50 •内燃机与配件
轴类零件在夹具中的定位分析与研究
李慧娟
(咸宁职业技术学院，咸阳437100)
摘要:轴类零件是机械制造行业最常见的典型零件之一，所以对于轴类零件的加工质量的保证，直接影响到装在轴类零件上的其 他零件的装配精度问题。
要保证轴类零件的加工精度，就必须保证轴类零件在制造中装夹环节和切削加工环节。
本文主要分析研究了 轴类零件在V型块、定位套和半圆套这些定位元件中自由度限制的情况。
关键词：定位分析；自由度;轴类零件
0引言
中国是个制造大国，制造精度是制造品质的保证，而一个零件的加工精度的保证需要正确的装夹，工件的定位 分析是保证装夹的重要环节，因此，工件的定位分析对零 件的加工精度非常重要。
机械制造行业中常见的零件可以分为以下几类：轴类 零件，套类零件，盘类零件和箱体类零件，而轴类零件是各 类机器中不可缺少的零件之一。
因此，分析研究轴类零件 在夹具中的定位分析有着重要的意义。
1轴类零件的特点
轴类零件是各类机器中常见典型零件之一。
它在机器 中主要用来传递扭矩、承受载荷和支承传动零部件，如齿 轮、带轮、凸轮以及连杆等，并保证其旋转精度。
按结构形式不同，轴可以分为光轴、阶梯轴、空心轴、锥度心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。
轴类零件属于回转体类零件，一般情况下，其长度大 于直径，一般由同心轴线的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹 及相应的端面所组成。
当轴的长度和直径的比值小于5的轴称为短轴，当轴的长度和直径的比值大于20的轴称为 细长轴，大多数轴介于两者之间。
2工件在装夹过程中的定位原理
工件在夹具中定位的原理采用的是六点定位原理。
作者简介：李慧娟（1981-)女，湖北鄂州人，讲师，硕士，主要从 事机械设计制造及自动化专业教育的研究与教学。
够可以并联钽电容或铝电解电容，使电路滤波与去耦达到 最佳效果。
3.3低压差线性集成稳压器LDO中输出电容的选择
输入输出电容可有效解决噪声问题，设计稳压电源 时通常考虑添加电容来解决噪声问题，但很少顾及电容 量和电压额定值之外的参数。
电容会带来E S R和ESL，电容值会随温度和偏置电压变化而变化，而且对机械效 应也非常敏感，选择旁路电容时，必须考虑这些因素，若 选择不当，则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大等 后果。
为了保证LDO稳定工作，依据手册给定的输出电容 E S R范围，选择合适电容以满足E S R要求。
比较通用方法 是选用容量大于1滋F且ESR臆1赘的电容。
钽电容的ESR 一个未定位的工件具有六个自由度，其中沿X、Y、Z三个 方向的移动自由度各有1个，共有移动自由度3个，其中 沿X、Y、Z三个方向的转动自由度各有1个，共有转动自 由度3个，工件可限制的自由度一共6个。
如图1所示。
而工件在加工前中首先必须在夹具中装夹正确，要保 证装夹正确就必须分析工件在夹具中的自由度限制情况，通常情况下影响加工精度的自由度是必须限制的，不影响 加工精度要求的自由度是可以限制也可以不限制的，视具 体情况而定，因此，分析工件的自由度限制不能一概而论。
下面我们就具体分析研究一下轴类零件在不同情况下和 不同定位元件中的定位情况。
3轴类零件在夹具中的定位分析
夹具由夹紧机构，定位元件，夹具体和其他辅助装置 组成，其中工件的定位分析主要分析研究的是定位元件和 工件之间的自由度的限制问题，下面我们就具体分析研究
范围10至500瓜赘最合适，而陶瓷电容E S R太小，铝电解 电容E S R太大。
因此，LDO输出端不需要并联陶瓷电容，否则E S R太小会降低环路的相位裕度，造成电源系统的 不稳定。
4结束语
线性稳压电源设计中需要考虑的因素很多，如变压 器、二极管、电容、稳压器件等参数，还有稳压电路的散热 问题等等，只有解决好这些问题，才能设计出一款性价比 高的直流电源。
参考文献：
[1]江国栋.电源技术「M l.南京：南京大学出版社,2014.
「2]胡宴如.模拟电子技术「M l.五版.北京：高等教育出版社，
2015.
Internal Combustion Engine & Parts• 51 •
轴类零件在常见定位元件中自由度的限制情况。
定位元件按零件的定位面来分，可以分为以平面定位 的定位元件，以内圆柱表面定位的定位元件和以外圆柱面 定位的定位元件，而大多数轴类零件的定位面以为外圆柱 面为主，端面为辅。
以外圆柱面定位的定位元件常用的有：V型块，定位套，半圆套。
轴类零件通常是以外圆柱表面和端面配合共同完成 零件在夹具中的定位。
①轴类零件在V型块中的定位于分析。
V型块是轴类零件常用的定位元件之_，V型块有 宽、窄和组合三种，不同类型的V型块在定位同一轴类零 件时所限制的自由度也不同。
如图2所示，图（a)为窄V型块，定位轴类零件时，只能限制轴的径向方向的两个移动自由度，径向方向的两个 旋转自由度则限制不稳定，在定位自由度的过程中，我们 往往将自由度限制不稳定的情况视为自由度没有被限制。
图（b)为宽V型块，则可以限制轴类零件径向的两个移动 自由度和径向的两个转动自由度，一共可以限制轴类零件 的四的自由度，相比较而言，宽V型块定位工件更稳定。
如果工件较长，且要保证工件四个自由度限制的稳定性，我们设计的宽V型块的尺寸必须要随之改变，那样不仅 会增加定位元件的制造难度且精度不易保证，从而降低工 件的定位精度。
为了保证工件的定位精度，降低定位元件 的加工难度，从结构设计上可以进行改进，如图（c)所示，由两窄V型块组合而成。
窄V型块制造比较简单且精度 容易保证，两个组合在一起既可以满足长度上的要求，又可以满足自由度限制稳定性的要求。
图2 V型块
②轴类零件在定位套中的定位分析。
定位套也是轴类零件常用的定位元件之一。
定位套可 以分为如下几种：定位套有长定位套和短定位套之分，长定位套和短定位套均是通过定位套的内圆柱表面与轴类 零件的外圆柱表接触面的形成定位副，短的定位套如果单 单只靠内圆柱面进行定位，只能限制轴类零件径向方向的 两个移动自由度，长定位套则可以定位径向方向的两个移 动自由度和径向方向的两个转动自由度，而无论长定位套 还是短的定位套对于保证轴类零件加工正确的定位，仅仅 只限制径向方向的自由度是不够的。
要保证轴类零件的加 工，通常情况下需要限制径向方向的两个移动自由度和径 向方向的两个转动自由度，还需要限制轴线方向的移动自 由度，一共需要限制五个自由度，所以针对轴类零件的定 位需求，长、短定位套的结构改进如图3所示，长的定位套 与小的轴肩相配合，小轴肩限制轴线方向的—个移动自由 度，长的定位套限制径向的四个自由度，一共限制工件的 五个自由度，满足轴类零件加工定位的需求。
短定位套则与大轴肩相配合，大轴肩相当于一个平面定位，可以限制
轴类零件径向方向的两个转动自由度和轴线方向的一个
移动自由度，再加上短的定位套可以限制轴类零件径向方
向的两个移动自由度，两者配合一共限制了五个自由度，
亦可以满足轴类零件加工定位的需求。
图3长、短定位套的结构
③轴类零件在半圆套中的定位于分析。
半圆套也分长半圆套和短半圆套，其对轴类零件自由
度限制的定位分析和定位套的情况相似，长半圆套限制轴
类零件径向方向的两个移动自由度和径向方向的两个转
动自由度，一共可以限制四个自由度。
短半圆套则限制轴
类零件径向方向的两个移动自由度。
半圆套与定位套的区
别在于：半圆套分上半圆和下半圆，只有下半圆其定位作
用，其上半圆起夹紧作用，如图4所示。
轴类零件是各类机器中不可缺少的重要零件之一，轴
类零件加工精度的保证直接影响到轴上零件的装配精度
问题，从而影响整机运动传递的准确性，所以轴类零件在
整个机器中起着至关重要的作用。
要保证轴类零件的加工
精度，在装夹过程中必须正确定位，即自由度的分析必须
准确，本文主要分析研究了轴类零件在常见几种定位元件
中的自由度限制的问题，为轴类零件在定位装夹过程中解
决自由度分析的问题奠定了基础。
参考文献：
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