主轴8孔加工夹具设计.docx

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主轴8孔加工夹具设计

课程设计

题目：

主轴

8孔加工夹具设计

班　　级：

姓　　名：

指导教师：

完成日期：

课程设计任务书

一、设计题目

主轴

8孔加工夹具设计

二、原始资料

（1）被加工零件的零件草图1张

（2）生产类型:

批量生产

三、上交材料

（1）被加工工件的零件图1张

（2）工件的毛坯图1张

（3）机械加工工艺过程卡片　　　　　1张

（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张

（5）夹具装配图1张

（6）课程设计说明书（3000-4000字）1份

说明书主要包括以下内容（章节）

①目录

②摘要（中外文对照的，各占一页）

③零件工艺性分析

④机械加工工艺规程设计

⑤指定工序的专用机床夹具设计

⑥方案综合评价与结论

⑦体会与展望

⑧参考文献

列出参考文献（包括书、期刊、报告等，10条以上）

课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.

四、进度安排（参考）

（1）熟悉零件,画零件图2天

（2）选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天

（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图）9天

（4）编写说明书3天

（5）准备及答辩2天

五、指导教师评语

成绩：

指导教师　　　　　　　

日　　期　　　　　　　

成绩评定

采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。

优秀：

设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。

在设计过程中勤奋好学、有创新思想；

良好：

设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。

在设计过程中勤奋好学、有创新思想；

中等：

设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。

在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；

及格：

设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。

在设计过程中勤奋精神不够：

不及格：

设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。

在设计过程中勤奋好学精神不够。

摘　要

这次设计的是主轴的

8孔的加工夹具。

包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。

根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。

最后拟定主轴的

8孔的加工夹具的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

Abstract

Whatthisdesignistheclampingapparatusofthemainshaft’s

8hole.Includingdetaildrawing,semifinishedmaterialschart,assemblydrawingeach,machine-finishingtechnologicalprocesscardandwithoperationcardeachone.Accordingtocomponentsnatureanddetaildrawingvariousendsurfaces'roughnessdeterminationsemifinishedmaterialssizeandmachiningallowance.Finallydrawsuptheclampingapparatusofthemainshaft’s

8hole

craftroadmap,worksoutthisworkpiececlampplan,drawsthejigassemblydrawing.

MachineryManufacturingTechnologycurriculumdesignisfinishedwelearnallthebasiccourseoftheUniversity,technologyandthemostbasiccourseafterthespecialized,whichisourgraduationprojectbeforeconductingthevariouscoursesofstudybyanin-depthcomprehensivereviewofthetotal,isalsoaTheorywithpracticaltraining,therefore,inourfouryearsofuniversitylifeoccupyanimportantposition

Formepersonally,Ihopethatthroughthecurriculumdesignoftheirfuturewillbeengagedintheworkofoneoftraining,whichtemperedhisanalysis,problem-solvingabilities.Ascapacityconstraints,therearestillmanydeficienciesinthedesign,askteacherstogiveguidance.

目录

1.主轴的工艺分析及生产类型的确定·····················8

1.1主轴的用途········································8

1.2主轴的技术要求···································9

1.3审核主轴的工艺性·································9

1.4确定主轴的生产类型······························10

2.确定毛坯，绘制毛坯简图·······························10

2.1选择毛坯··········································10

2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量···················10

2.2.1公差等级······································10

2.2.2锻件的材质系数·······························10

2.2.3锻件的分模线形状·····························10

2.2.4零件表面粗糙度·······························11

3.拟定主轴工艺路线·····································11

3.1选择定位基准······································11

3.2表面加工方法的确定·······························11

3.3加工阶段的划分···································12

3.4工序的集中与分散·································12

3.5工序顺序的安排···································13

3.6确定工序路线·····································13

4机床设备及工艺装备的选用····························14

4.1机床设备选用·····································14

4.2工艺装备··········································15

5.

8孔的切削用量的计算······························15

6.夹具设计··············································15

6.1问题的提出········································16

6.2夹具设计··········································16

6.2.1定为基准的选择·······························16

7体会与展望············································16

8参考文献··············································18

1.主轴的工艺分析及生产类型的确定

1.1主轴的用途

该主轴在顶杆工作时要受到冲击载荷及扭转载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、钢度和韧性，以适应主轴的工作条件。

该零件的主要工作表面为主轴的外圆柱表面、内圆柱表面，键槽表面以及孔。

1.2．主轴的技术要求

按表形式将该主轴的全部技术要求列表中

表1主轴零件技术要求表

加工表面

尺寸及偏差（mm）

公差及精度等级

表面粗糙度Ra

（μm）

外圆柱端面

6.3

外圆柱表面

56js6

IT6

1.6

75h7

IT7

1.6

108k6

IT6

1.6

内孔表面

38H7

IT7

1.6

39H11

IT11

1.6

10N9

18的键槽

10N9

IT9

3.2

左端2

45倒角

3.2

右端2.5

45倒角

3.2

该主轴形状的特殊、结构简单。

在工作中需承受冲击负荷和扭转负荷，为增强其耐磨性，该表面要求淬火处理，硬度为56~61HRC；

综上所述，该主轴的各项技术要求制定的较合理，符合其在机械设备中所起的作用。

1.3．审核主轴的工艺性

分析零件图可知，该零件除未标注工作表面加工精度均较低，需要高竣工度机床加工，通过铣削、车床的粗加工和精加工就可以达到加工要求。

由此可见，该零件的工艺性较好。

1.4.确定主轴的生产类型

大批量生产。

2．确定毛坯、绘制毛坯简图

2.1．选择毛坯

由于该主轴在工作过程中要承受冲击载荷很扭转负荷，为增强主轴的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。

主轴的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批量生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。

2.2．确定毛坯的尺寸公差和加工余量

要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。

2.2.1公差等级

由于主轴的功用和技术要求。

确定该零件的公差等级为普通级。

2.2.2锻件的材质系数

由于该主轴材料圆钢2-80-GB908（20Cr-GB3077），是碳的质量分数大于0.65%的钢，该锻件的材质系数属

级。

2.2.3锻件分模线形状

根据锻件的形位特点，选择零件轴线方向为分模面。

此分模面是对称的，分模线属平直分模线。

2.2.4零件表面粗糙度

由零件图可知，各表面的粗糙度。

3．拟定主轴工艺路线

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。

3.1.选择定位基准：

（1）粗基准的选择：

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

因此，对于本零件选择零件的外圆柱端面为主要的定位粗基准。

（2）精基准的选择：

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后零件轴线为主要的定位精基准。

3.2．表面加工方法的确定

根据主轴零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表

加工表面

公差及精度等级

表面粗糙度Ra

（μm）

加工方案

外圆柱端面

6.3

粗车

外圆柱表面

IT6

1.6

粗车-半精车-精车

IT7

1.6

粗车-半精车-精车

IT6

1.6

粗车-半精车-精车

内孔表面

IT7

1.6

钻-扩-粗铰-精铰

IT11

1.6

钻-扩

10N9

18的键槽

IT9

3.2

粗铣-精铣

左端2

45倒角

3.2

粗车

右端2.5

45倒角

3.2

粗车

3.3．加工阶段的划分

该主轴加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。

在粗加工阶段。

首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车主轴外圆柱端面、主轴外圆柱表面，钻孔，在半加工阶段，半精车主轴的外圆柱表面，扩孔；在精加工阶段，进行主轴外圆柱面的精车加工，内孔精铰。

3.4.工序的集中与分散

选用工序集中原则安排主轴的加工工序。

该主轴的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中只加工了一个孔，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。

3.5.工序顺序的安排

（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——主轴外圆柱端面。

（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——主轴外圆柱端面、外圆柱表面、内孔表面和键槽，

8孔，后加工次要表面。

（4）遵循“先面后孔”原则，先加工主轴外圆柱面，再加工内孔，键槽，

8孔。

3.6.确定工艺路线

制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了主轴的工艺路线。

工序号

工序名称

机床装备

刀具

量具

1

粗车外圆柱端面及倒角

CA6125卧式车床

端面车刀

游标卡尺

2

粗车外圆柱表面

CA6125卧式车床

外圆车刀

游标卡尺

3

半精车外圆柱表面

CA6125卧式车床

外圆车刀

游标卡尺

4

精车外圆柱表面

CA6125卧式车床

外圆车刀

游标卡尺

5

钻φ38孔

Z3040摇臂钻床

莫氏锥柄麻花钻

内径千分尺

6

钻φ39孔

Z3040摇臂钻床

莫氏锥柄麻花钻

内径千分尺

7

扩φ38孔

Z3040摇臂钻床

套式扩孔钻

内径千分尺

8

扩φ39孔

Z3040摇臂钻床

套式扩孔钻

内径千分尺

9

粗铰38孔

Z3040摇臂钻床

锥柄机用铰刀

内径千分尺

10

精铰38孔

Z3040摇臂钻床

锥柄机用铰刀

内径千分尺

11

粗铣10N9

18键槽

X5012立式铣床

直柄键槽铣刀

游标卡尺

量块

12

精铣10N9

18键槽

X5012立式铣床

直柄键槽铣刀

游标卡尺

量块

13

钻φ8孔

Z512台式钻床

高速钢麻花钻

内径千分尺

14

扩φ8孔

Z512台式钻床

高速钢麻花钻

内径千分尺

4.机床设备及工艺装备的选用

4.1机床设备选用

选用X5012立式铣床，CA6125卧式车床，Z3040摇臂钻床，Z512台式钻床。

4.2工艺设备

包括刀具、量具、夹具

5

8孔的切削用量的计算

1.进给量

采用高速钢麻花钻，齿数4，钻头直径6到13mm，取进给量0.20mm/r。

由《机械制造技术基础课程设计指导书》

故进给量f=0.20mm

2.切削速度：

V=20（m/min）由《机械制造技术基础课程设计指导书》中第五章表5-21查得切削速度。

3.有tj=

=

，所以可知l=13，l1=3.9，l2=2，f=2.06，n=8.6所以tj=524.3s。

6夹具设计

夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。

在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。

正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。

同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用主轴

8孔的夹具。

本夹具将用于Z512台式钻床上。

6.1问题的提出

本夹具主要用来加工

8孔，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

怎样限制零件的自由度；轴套限制4个自由度，螺旋压板夹紧机构限制2个自由度。

怎样夹紧；设计夹具由螺旋压板夹紧机构配合轴套夹紧工件，安装地板起支撑工件的作用。

6.2夹具设计

6.2.1定位基准的选择

为了保证主轴加工孔，外圆柱表面和内孔的尺寸和公差要求，因此采用主轴轴线定位基准。

从而保证了加工部位的尺寸和位置要求。

7体会与展望

通过这次课程设计我学会了更多专业知识，培养了实际操作和创新的能力。

在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切合实际的练习与测试。

在这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，通过指导老师的耐心讲解和指导，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的知识。

六点定位原理，看似很简单的几行字，但是如果结合实际的工件就要认真的分析，如何完全限制它的六个自由度不要产生过定位和欠定位的情况。

而夹紧装置的选择就要我们平时多留心和积累，掌握更多的典型夹紧装置，以便于在设计中灵活的运用。

这次课程设计也是在为我们将来的课程设计打基础，为我们以后的工作积累更多的经验。

在今后的学习中，我会更加努力，不仅努力学好专业知识而且要积累更多的设计经验。

8参考文献

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机械工业出版社,2004.8

[2]王季琨,沈中伟,刘锡珍.机械制造工艺学[M].天津:

天津大学出版社,2004.1

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上海科学技术出版社,1991.3

[4]李洪.机械加工工艺手册[M].北京:

北京出版社,1996.1

[5]贵州工学院机械制造工艺教研室.机床夹具结构图册[J].贵州:

贵州人民出版社,1983.6

[6]龚定安,蔡建国.陕西科学技术出版社,1981.7

[7]孟少农.机械加工工艺手册[M].北京:

机械工业出版社,1991.9

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上海科学技术出版社,1979.1

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冶金工业出版社,2003.9

[10]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京:

机械工业出版社,2004.9

[11]王绍俊.机械制造工艺设计手册[M].哈尔滨:

哈尔滨工业大学,1981.5

[12]刘文剑,曹天河,赵维缓.夹具工程师手册[M].哈尔滨:

黑龙江科学技术出版社,1987.12

[13]上海市金属切削技术协会.金属切削手册[M].上海:

上海科学技术出版社,1991.10

[14]邱仲潘.计算机英语[M].北京:

科学出版社,2004.9

附录：

图纸