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1、航空机械制造工程学院 摇臂轴I加工工艺及夹具设计毕 业 设 计（论 文）设计题目：摇臂轴I加工工艺及夹具设计专 业：机械设计制造及其自动化班 级：学 号：姓 名：指导老师：起讫日期年 月 日 年 月 日目录摘 要3Abstract41、绪 论42、零件的分析52.1、零件的作用52.2、零件的工艺分析53、确定毛坯，绘制毛坯图、零件图83.1、确定毛坯的制造形式及材料83.2、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定84、工艺规程设计104.1、定位基准的选择104.2、制定工艺路线104.3、选择加工设备及刀、夹、量具144.4 确定切削用量及基本工时16 4.4.1粗铣、精铣17外圆端面，保
2、证尺寸50到位17 4.4.2 粗铣、精铣与10.8孔中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角R1518 4.4.3铣6.3深8孔18 4.4.4粗车、精车17外圆至尺寸19 4.4.5粗车2X1.5沟槽至尺寸19 4.4.6钻2-1.5孔20 4.4.7钻、绞深45孔.23 4.4.8钻4孔.24 4.4.9钻、绞10.8.24 4.4.10磨削外圆至尺寸.255、钻孔夹具的设计265.1定位基准的选择265.2定位误差的分析265.3切削力及夹紧力的计算20 5.4夹紧元件及动力装置确定285.5夹具设计及操作的简要说明28小 结28致 谢29参考文献29摘 要 本次设计的主要内容是摇臂轴I加工
3、工艺规程及孔钻孔夹具的设计。摇臂轴I主要是与其它零件配对使用，其主要加工表面及控制位置为外圆和与10.8孔中心轴线垂直的上下两端面。由零件要求分析可知，保证孔和与10.8孔中心轴线垂直的上下两端面尺寸的同时应该尽量保证其垂直度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以外圆精定位夹紧加工后，对孔进行钻削加工同时成型，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。因其粗糙度为Ra3.2，可通过钻、绞削工序满足。本文的研究重点在于通过对摇臂轴I的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合
4、格的摇臂轴I零件。 关键词：摇臂轴I，工艺规程，钻孔，工艺路线，加工方式；全套图纸，加1538937061、绪 论本文首先对摇臂轴I的零件进行分析，通过对摇臂轴I进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了摇臂轴I的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力
5、求生产处符合要求的产品。2、零件的分析2.1、零件的作用：题目所给的零件是摇臂轴I，而摇臂轴I一般是圆柱状并带有底座，圆柱体中间一般都有需要摇臂钻床或者铣床加工的有精度的孔，其作用是用来与其它部件进行连接的。此次课题的任务就是”摇臂轴I加工工艺及夹具设计“，通过分析制定摇臂轴I零件的加工工艺和夹具设计，来围绕摇臂轴I这个零件来进行工艺以及夹具设计。2.2、零件的工艺分析：（1）以主视图为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：摇臂轴I的左右外圆端面的铣削加工，拐角处的圆角的加工以及2-1.5孔的钻削加工，两端外圆的车削、磨削加工，2X0.5槽的车削加工，其中左右外圆端面的表面粗糙度要求为，2
6、-1.5孔的表面粗糙度要求为。外圆的表面粗糙度为，2X0.5槽的表面粗糙度为。（2）以俯视图为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：10.8孔的钻、绞加工，以及R13圆角的铣削加工，其表面粗糙度为。以下是该摇臂轴I的零件图。 图1-1 摇臂轴I零件图主视图 图1-2 摇臂轴I零件图俯视图图1-3 摇臂轴I零件图左视图3、确定毛坯，绘制毛坯图、零件图3.1、确定毛坯的制造形式及材料：“摇臂轴I”零件材料采用45#钢制造。需要调质处理，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用直接锻造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。3.2、机械加工余量、工序尺寸及毛
7、坯尺寸的确定：3.2.1、粗铣、精铣17外圆端面，保证尺寸50到位 根据工序要求，粗铣17外圆端面需要粗铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表7-23。其余量值规定为2.16.5mm，现取5mm。 表7-27粗铣平面时厚度偏差取-0.28mm。毛坯的基本尺寸分别为：50+2.5+2.5=55mm。 根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，锻件尺寸公差等级选用CT7，可得毛坯尺寸公差为1.6mm。毛坯的名义尺寸为：50+2.5+2.5=55mm毛坯最小尺寸为：55-0.8=54.2mm毛坯最大尺寸为：55+0.8=55.8mm粗铣后即可达到零件图纸要求。 3.2.2、粗铣、精
8、铣与10.8孔中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角R15 根据工序要求，该孔的加工需要粗铣、精铣两道工序完成，各工序余量如下：粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为2.0mm;毛坯的基本尺寸分别为：毛坯基本尺寸为35+2.5+2.5=40；根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，锻件尺寸公差等级选用CT7，可得毛坯尺寸公差为1.1mm。毛坯名义尺寸为35+2.5+2.5=40；毛坯最大尺寸为40+0.55=40.55；毛坯最小尺寸为40-0.55=39.45；粗铣、精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即35；3.2.3、铣6.3深8孔 根据工序要求，6.3孔的加工只要粗铣一个工序就完成，
9、各工序余量如下：粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为2.0mm；毛坯的基本尺寸分别为：毛坯基本尺寸为6.3-2=4.3mm；根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，45#钢尺寸公差等级选用CT7，可得毛坯尺寸公差为1.1mm。毛坯名义尺寸为6.3-2=4.3mm；毛坯最大尺寸为4.3mm+0.55=4.85mm；毛坯最小尺寸为4.3mm-0.55=3.75mm；粗铣后工序尺寸为6.3，与图纸尺寸相同。4、工艺规程设计4.1、定位基准的选择：4.1.1、粗基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求：A、保证各重要支承孔的加工余量均匀；B、保证摇臂轴I的内壁有一定的间隙。为了满足上
10、述要求，应选择摇臂轴I的主要面作为定位基准。即以摇臂轴I的两个端面作为粗基准来限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目的。4.1.2、精基准的选择：从保证摇臂轴I孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证摇臂轴I零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从摇臂轴I零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端
11、面，虽然它是摇臂轴I箱体的装配基准，但因为它与摇臂轴I箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。4.2、制定工艺路线对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。摇臂轴I体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以底面作为定位基准来加工顶面，然后已经铣削好的顶面为基准来加工底面。第二个工序是铣削加工摇臂轴I零件的四侧端面及倒角C3。由于顶平面加工完成后一直到摇臂轴I体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该在粗
12、加工阶段完成。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程，现初步拟定摇臂轴I加工工艺路线如下；方案一： 锻造毛坯, 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置, 喷涂油漆,工序1：粗铣、精铣17外圆端面，保证尺寸50到位工序2：粗铣、精铣与10.8孔中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角R15，保证尺寸35到位。工序3：铣6.3深8孔。工序4：粗车、精车17外圆至尺寸。工序5：粗车2X1.5沟槽至尺寸。工序6：钻2-1.5孔。工序7：钻、绞深45孔。工序8：钻4孔。工序9：钻、绞10.8孔。工序10：磨削外圆至尺寸。工序11：清洗加工零件。工序12：检查零件。工序13：入库。方案二：
