機(jī)械專業(yè)畢業(yè)論文.doc

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1、彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具 關(guān)鍵詞： 彎軸壓軸孔，加工工藝，鏜孔夾具 摘要：本次設(shè)計(jì)是對彎軸零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。 彎軸零件的主要加工表面是平面及內(nèi)孔。由加工工藝原則可知，保證平面的加 工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔 與平面的加工明確劃分成粗加工、半精加工精加工階段以保證加工精度?；鶞?zhǔn) 選擇以零件底平面為粗基準(zhǔn)加工出四垂直孔底平面，以彎軸零件四垂直孔底平 面作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先先加工四垂直孔和兩上平面，再以四底 平面為基準(zhǔn)加工壓軸孔藝孔。整個(gè)加工過程需用鏜床、銑床等。 目錄 前言...................

2、............................................1 1 彎軸零件的工藝分析...............................................2 1.1 零件技術(shù)要求的分析.............................................2 1.2 零件結(jié)構(gòu)的分析..................................................2 2 毛坯的選擇.......................................................3 3 機(jī)械加工工

3、藝規(guī)程.................................................3 3.1 工藝路線........................................................3 3.2 工藝基準(zhǔn)的確定................................................3 3.3 工藝流程........................................................4 4，精鏜壓軸孔夾具............................................

4、.......5 4.1 定位基準(zhǔn).......................................................5 4.2 夾具尺寸及公差確定..............................................5 4.3 工件的裝夾......................................................5 結(jié)束語.............................................................6 參考文獻(xiàn)..............................

5、.............................7 前言 機(jī)械加工工藝規(guī)程，是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法的重要工藝 文件。它不僅是企業(yè)生產(chǎn)重要技術(shù)文件，也是機(jī)械過程中用于指導(dǎo)生產(chǎn)、組織 加工和管理工作的重要依據(jù)，還是新建和改建工廠和車間的基本資料，是實(shí)現(xiàn) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn) 準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)， 也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)， 夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可

6、以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和 提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等。當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企 業(yè)對夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。所以對機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 具有十分重要的意義。 彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具 彎軸是用于輕軌列車上的關(guān)鍵零件。一般客車的輪對是兩個(gè)輪子壓在同一 根輪軸上，輪子和輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，輪對兩端裝有軸承及軸承座，車廂通過一系 列較復(fù)雜的機(jī)構(gòu)裝在兩端軸承座上，車廂前后裝有兩組輪對，這樣組成客車車 廂，能在導(dǎo)軌上運(yùn)行。而輕軌列車的彎軸簡化了輪子與車廂的復(fù)雜連接，車廂 減震系統(tǒng)直接裝于彎軸上，在彎軸兩端壓入輪軸，在輪軸上裝入滾動(dòng)軸承及車 輪。列車運(yùn)行時(shí)彎軸及

7、輪軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾動(dòng)軸承只要車輪滾動(dòng)，這樣是國外 先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，但是彎軸制造較復(fù)雜，難度大，精度要求高。 該零件為單位小批量生產(chǎn) 1 彎軸零件的工藝分析 1.1 零件技術(shù)要求的分析 彎軸與機(jī)構(gòu)中的零件通過緊配合，減震等作用。形狀對稱，尺寸要求，形 狀精度要求均較高。兩個(gè) Φ134 mm 的孔為主要配合孔，兩孔的同心度必須50。﹢ 保證在 0.1mm。兩孔軸心與兩端端面的垂直度 0.02mm，且圓柱度要求 0.02mm。 四周 Φ70.5 mm 四孔上公差為，四孔之間位置0.2mm，且四孔底部與與壓軸2.01﹢﹢ 孔上部的平面距離是 325 mm。見附圖 1.50? 1.2 零件結(jié)構(gòu)的分析 彎軸零

8、件主要有內(nèi)孔，平面，零件通過緊配合，減震等作用。形狀對稱， 尺寸要求，形狀精度要求均較高，彎軸 屬于軸類零件基本加工表面有 4 個(gè)垂 直方向的孔，2 個(gè)水平方向的壓軸孔以及 2 個(gè)上平面組成。 4 垂直方向的孔主要 采用畫線銑和鏜加工，2 上平面主要采用畫線銑床上進(jìn)行加工， 2 壓軸孔采用畫 線粗鏜，半精鏜，補(bǔ)焊，回火，最終在夾具上精鏜。 彎軸加工要求也很高，彎軸四周有 Φ70.5 mm 的四個(gè)垂直孔，該四孔中201。﹢﹢ 心距較大，分別為 1100mm 和 480mm，中心距公差為0.2mm，彎軸兩端壓軸孔 精度要求最高，孔徑為 Φ134 mm，孔的圓柱度為 0.02mm，并且是里口大外5.

9、0﹢ 口小，彎軸兩端孔的相互位置也有要求，假設(shè)彎軸兩端孔分為 A 與 B，要求 A 對 B 軸線的同軸度為 0.1mm，A 孔的外平面與 A、B 的軸線垂直度為 0.02mm，另 外 A-B 軸線對稱 4 個(gè) Φ70.5mm 的垂直孔對稱度要求是0.1mm，該形位公差是 立體空間位置公差（垂直軸線對水平軸線） ，屬于加工難度較高的公差要求。 彎軸采用鑄鋼件，材料是 C 級鋼，對于彎軸零件的鑄造毛坯，需要的材料和 機(jī)械性能試驗(yàn)和化學(xué)成分析，對鑄造后的彎軸要做正火和回火 2 種熱處理，并 且進(jìn)過磁粉探傷和射線探傷，鑄件要求很高。 2 毛坯的選擇 毛坯的選擇與零件的實(shí)際作用，材料，形狀，生產(chǎn)性子以及

10、在生產(chǎn)過程中 獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下及種：1、型材 2、鍛造 3、鑄造 4、 焊接 5 其他毛坯。根據(jù)零件的材料要求以及零件在機(jī)構(gòu)中的作用，最終制造方 法是鍛造或鑄造。 該零件材料是 C 級鋼（鐵路設(shè)備專用鋼材） ，當(dāng)選用鍛造時(shí)，因?yàn)槊鞣N類 的選擇不僅影響毛坯的制造工藝、設(shè)備及制造費(fèi)用，而且對零件機(jī)械加工工藝、 設(shè)備和工具的消耗以及工作時(shí)定額也都有很大影響，由于毛坯精度低，加工余 量比較大，生產(chǎn)類型為單件小批量生產(chǎn)，鍛造費(fèi)用較高。綜合上述考慮，采用 鑄鋼件，鑄造缺陷不得超過 TB/T 1464-91 中 3.14 項(xiàng)的要求范圍。 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程 3.1 工藝路線 因?yàn)閺澼S

11、是鑄鋼件，在加工中鑄鋼內(nèi)部有的缺陷經(jīng)過加工會(huì)顯露出來，鑄 件內(nèi)部有縮孔，夾沙，等鑄造缺陷，而這是成品檢驗(yàn)所不允許的，所以確定彎 軸加工工藝為：粗加工→補(bǔ)焊鑄件缺陷→局部回火（A,B 兩孔）→半精加工→ 精加工。由于粗加工與精加工之間的加工余量較多，鑄造缺陷在粗加工后沒有 顯露出來，另外粗加工壓軸孔時(shí)因?yàn)楣ぜb夾變形，加工余量大工件走動(dòng)而且 粗加工機(jī)床精度較低，加工余量不可能會(huì)很少，所以在粗加工與精加工之間增 加了一道半精加工工序。 四垂直孔主要采用畫線方式進(jìn)行機(jī)加工，利用工裝裝夾緊零件，校對所劃 得線，銑出 4 個(gè) Φ70.5 孔的底平面，再以底平面為基準(zhǔn)鏜出 4 個(gè) Φ70.5 的孔 以及

12、2 上平面。 壓軸孔粗加工主要采用畫線的方式進(jìn)行機(jī)加工，用四個(gè) Φ70.5 孔的底平面 為基準(zhǔn)，螺栓穿過 Φ70.5 的孔進(jìn)行壓緊，校對所劃的線進(jìn)行粗加工，再利用工 裝裝夾緊進(jìn)行半精鏜加工、在補(bǔ)焊、回火過后再利用夾具定位進(jìn)行精鏜壓軸 3.2 工藝基準(zhǔn)的確定 在機(jī)械加工工藝路線確定以后，要選擇工件的工藝基準(zhǔn)，在制定零件加工 的工藝規(guī)程時(shí)，正確選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)的選 擇正確與否，不僅影響到零件的尺寸精度和相互位置精度，而且對零件個(gè)表面 的加工順序也有很大的影響。 對于彎軸來講，選擇 4 垂直孔底平面為水平方向的工藝基準(zhǔn)，雖然該 4 孔 底平面沒有加工要求，但它符合作為基

13、準(zhǔn)的一種要素，在彎軸整件上是距離相 距較遠(yuǎn)的點(diǎn)，處于同一平面上。選擇彎軸側(cè)面帶螺孔的搭子作為橫向工藝基準(zhǔn)， 在加工過程中橫向工藝基準(zhǔn)還有一次工藝基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，在加工 4 垂直孔時(shí)，以 搭子平面為橫向工藝基準(zhǔn)，在精加工先后的程序中，相距同一側(cè)的兩個(gè)孔中心 連線作為橫向工藝基準(zhǔn)，這樣選用基準(zhǔn)是為了保證兩壓軸孔加工孔的 A-B 軸線 對 4 孔的對稱度達(dá)到0.1mm。 為了保證追最終成品的尺寸滿足圖紙要求，并且便于加工及測量，所以對加 工彎軸必須確定工藝尺寸及公差。 在垂直方向上，尺寸基準(zhǔn)要盡量與工藝基準(zhǔn)在相同方向上，選擇以 4 垂直孔 底面作為尺寸基準(zhǔn)，并把產(chǎn)品要求的尺寸轉(zhuǎn)化為工藝尺寸。 在彎軸

14、中產(chǎn)品分辨標(biāo)注為分段高度：800.5mm,1150.2mm,1300.5mm。 工藝尺寸標(biāo)注為：800.1mm,1950.1mm,3250.4 如下所示：` 這樣標(biāo)注時(shí)，加工過程中很容易確定加工精度，而且測量容易，高度保證尺寸 要求： 195mm-80mm＝115mm 尺寸公差 0.1mm+0.1mm=0.2mm 325mm-195mm＝130mm 尺寸公差 0.1mm+0.4mm=0.5mm 在橫向基準(zhǔn)尺寸上 4 垂直孔的橫向距離為：4500.2mm,對稱度為 0.1mm，所以 4 垂直孔距工藝尺寸為 4500.05，而且標(biāo)注壓軸孔對 4 孔中心距 為 2550.05mm，這樣加工后

15、的對稱度尺寸才能保證為 0.1mm,則對稱度為： 0.05mm+0.05mm=0.1mm. 3.3 工藝流程： 5）彎軸毛坯 10）清理：去除鑄件飛邊，毛刺，外形缺陷，補(bǔ)焊 15）劃線:檢查毛坯，劃出高度校對線及檢查線 20）銑垂直方向平面：加工底平面，4 個(gè)搭子上的平面，壓軸孔 2 端 頂面平面 25）銑橫向平面：銑橫向搭子平面，銑橫向搭子開檔 30）銑軸向端面：銑壓軸孔兩端平面 35）劃線：劃 4 個(gè) Φ70.5mm 的孔和壓軸孔 40）粗鏜孔：鏜 4 個(gè) Φ70.5mm 的孔和壓軸孔 45）半精加工壓軸孔 5

16、0）補(bǔ)焊：補(bǔ)焊壓軸孔內(nèi)鑄造缺陷 55）局部回火：壓軸孔補(bǔ)焊部位進(jìn)行局部回火，回火溫度 520℃—— 560℃持續(xù) 3 小時(shí) 60）精鏜壓軸孔：用夾具最后精加工壓軸孔 65）鉗工去毛刺打磨外形 70）各項(xiàng)檢驗(yàn) 75）油漆，包裝，裝箱 4 精鏜壓軸孔夾具 4.1 定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)盡可能與工藝基準(zhǔn)一致 選用 4 垂直孔定平面為一個(gè)定位基準(zhǔn)，可以限制供 3 個(gè)自由度及 2 個(gè)方向 移，x,y 方向的旋轉(zhuǎn)。 選用 2 個(gè) Φ70.5mm 垂直孔定位，可以限制 z 軸方向的旋轉(zhuǎn)，X 方向的位移 這樣限制了零件在 X,Y,Z 方向的旋轉(zhuǎn)，X,Z 方向的位移，共限

17、制了零件 5 個(gè)自 度，這樣就可以對 Y 方向進(jìn)行順利加工 4.2 夾具機(jī)構(gòu) 夾具選用大平板形成夾擊體為一塊 130060040 的大平板，在該平板上 安裝有 4 個(gè)等高墊塊，安裝位置在 4 個(gè)垂直孔相應(yīng)的位置，該 4 個(gè)等高鐵就是 水平定位，在 4 個(gè)等高鐵的同一側(cè)的上面分別設(shè)計(jì)有一處圓柱銷和一處菱形銷， 這種圓柱銷加菱形銷的結(jié)構(gòu)就是通常對凌空定位的基本形式，可以對兩孔軸線 定位，又避免了 2 孔因加工誤差而不能裝入夾具內(nèi)的麻煩。 4.2 夾具尺寸及公差確定 1）平板要有一定的剛性，因?yàn)槊娣e較大，所以選用厚度為 40mm 的鋼板， 平面上下面的平行度為 0.02mm 1） 塊等高鐵必須等

18、高，其誤差為 0.01mm，這樣裝于底板上總體平行度為 0.02mm+0.01mm=0.03mm。 2） 柱銷與菱形銷的定位直徑選用比定位孔最小尺寸少 0.02mm,才能順利將 工件安裝，因?yàn)槎ㄎ豢讏D紙標(biāo)定為 Φ700.2mm，如果按圖紙尺寸做，定位銷 外徑應(yīng)設(shè)計(jì)為 Φ75mm-0.02 到-0.03，這樣定位銷當(dāng)孔位最大尺寸 Φ70.7 時(shí)對 稱度會(huì)偏移0,去，再加上前面的0.1mm 加工誤差最終成品對稱度最大可達(dá) 0.2mm，已超差 1 倍，所以 4 垂直孔加工尺寸應(yīng)改為工藝尺寸 Φ70.60.015mm，兩定位銷的尺寸為 Φ70.580.05，這樣制作的零件最終對 稱度因安裝因素造成的誤

19、差為 0.015mm＋0.05=0.02mm，見附圖 2。 4.3 工件的裝夾 1） 與機(jī)床連接的底板上設(shè)計(jì)有 4 個(gè)壓裝孔，與機(jī)床的 T 型槽對應(yīng)，可安 裝于機(jī)床上 2） 個(gè)等高墊塊中心設(shè)計(jì)有 4M20 的螺孔，可用于彎軸在夾具體上的安 裝 3） 具體上裝有 4 個(gè) M12 的吊環(huán)，用于夾具的吊裝。 工裝示意圖見附圖 2 彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具，主要是對彎軸壓孔加工工藝及精鏜 壓軸孔夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。彎軸的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，壓軸孔 夾具的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)，在本設(shè)計(jì)中的加工工藝路線正確 合理，夾具的緊定位夾機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能夠保證壓軸孔的精度

20、。 結(jié)束語 彎軸的加工工藝及壓軸孔設(shè)計(jì)，主要是對壓軸孔加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。 彎軸的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，壓軸孔夾具設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì) 出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定 位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到 了很多問題。經(jīng)過自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個(gè)過程中，對 機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識有了更深的理解，增強(qiáng)了對本專業(yè)綜合知 識運(yùn)用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技 術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在不足之處，希望老師指出。 參考文獻(xiàn) [1] 李旦等，機(jī)床專用夾具圖冊，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。 [2] 何玉林，機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，20001983。 [3] 李洪，機(jī)械加工工藝師手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [4] 機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用叢書編委會(huì)，形狀和位置公差，北京：中國計(jì)劃出 版社，2004。 [5] 賀光誼等，畫法幾何及機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，1994。 [6] 丁駿一，典型零件制造工藝，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1989。