机械毕业设计（论文）槽轮工艺分析及夹具设计【全套图纸】.doc

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1、西安航空职业技术学院毕 业 设 计（论 文）论文题目： 槽轮工艺分析及夹具设计所属系部： 航空制造工程学院指导老师： 职 称： 讲师 学生姓名： 班级、学号: 专 业： 机械设计与制造西安航空职业技术学院制2015年 11 月 16 日【摘 要】 本文主要阐述了对槽轮的工艺性能，还有毛坯的各项性能进行了详细的分析来确定一条合适的制造工艺路线，再根据槽轮的各项性能选择合适的机床和合适的刀具来进行精密的制造。再根据零件的外部形态以及零件的物理性能的一系列数据进行详细的分析研究设计出了一种适合其制造的一种夹具。 通过这次设计也使我对机械设计和机械制造有了更深入的了解。关键字：工艺性 定位基准 切削用

2、量 尺寸精度 定位误差全套图纸，加153893706目录【摘 要】11.工艺设计说明书11.1零件图工艺性分析11.1.2零件技术条件分析11.1.3零件结构工艺性分析21.2毛坯选择21. 2.1毛坯类型21.2.2毛坯余量确定21. 2.3毛坯零件合图草图31.3机加工工艺路线确定31.3.1加工方法分析确定31.3.2定位基准选择31. 3.3加工阶段的划分说明31. 3.4主要机加工工序简图41.4工序尺寸及其公差确定41.5设备及其工艺装备确定41.6切削用量及工时定额确定52.夹具设计说明书92.1工序尺寸精度分析92.2定位方案确定92.3定位元件确定92.4定位误差分析计算92

3、.5夹紧方案及元件确定102.6夹具总装草图(见附图)103.刀具设计说明书113.1刀具类型确定113.2刀具设计参数确定11结束语13谢辞14参考资料151.工艺设计说明书1.1零件图工艺性分析1.1.1零件结构功用分析 题目所给的零件是槽轮：该零件主要起锁紧作用，它图样视图正确,完整,主要加工表有面 1）钻65.5、72 孔 2）两端面； 3）车100的外圆 4）6XM2螺纹孔 5）铣6-R48和6-26.5宽6-R13.25的槽1.1.2零件技术条件分析1)尺寸精度、形状精度和表面粗糙分析：该零件在加工时虽分左右二端加工，不过从图形看加工尺寸分明：左端径向尺寸有：110mm，261mm

4、的外圆直径，及72mm、65.5的内孔，轴向尺寸有：23mm、22mm。右端径向尺寸有:内螺纹尺寸6-M2深度22，铣6-R48和6-26.5宽6-R13.25的槽。从尺寸及加工精度看，零件的尺寸要求及精度要求较高，对于加工有一定的难度。 1.1.3零件结构工艺性分析 从图样看出该零件表面由内外圆柱面、内螺纹等表面组成，零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚完整，其中多个直径尺寸和轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙度及形位公差，所以采用数控机床加工，仔细观察，该零件由内螺纹，宽槽构成，还要钻孔，是个内表面较复杂的零件。如图所示它的最大直径为261mm，长度为55mm，属于直径较大而长度较短的零件，在

5、加工完左端时需调头加工右端，所以在加工时最要注意的就是装卡，便于加工时的定位和加紧，装卡次数要少，避免在加工时产生变形，保证平稳和同轴。零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具，同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等，所以在选材时长度选用长度为60mm，直径为270mm的铸铁，以便于保证加工精度。1.2毛坯选择1. 2.1毛坯类型（该零件采用的是钢件，钢件是零件的常用材料，它的价格便宜，经调质或者正火）后，可得到较好的切削性能，并且能够得到较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。1.2.2毛坯余量确定我们选用的材料是钢件

6、，一般用锯切法就可以了，但下料还得考虑其加工余量，质量要求：1. 加工余量的确定1)计算法 如果对影响加工余量的因素比较清楚，则采用计算法确定加工余量比较准确。要弄清影响余量的因素，必须具备一定的测量手段，掌握必要的统计分析资料。在掌握了各种误差因素大小的条件下，才能比较准确地计算加工余量。2)查表法 此法主要以根据工厂的生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并结合实际加工情况对数据加以修正，确定加工余量。这种方法方便、迅速，在生产上应用较广泛。3)经验法 由一些有经验的工程技术人员或工人，根据经验确定加工余量的大小。由经验法确定的加工余量往往偏大，这主要是因为主观上怕出废品的缘故。

7、根据零件图的尺寸来看，最大尺寸是261mm，所以按照上述原则，选用270的毛坯。 1. 2.3毛坯零件合图草图 1.3机加工工艺路线确定1.3.1加工方法分析确定 按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则，布置工艺路线。1.3.2定位基准选择（1） 粗基准的选择 对于本零件而言，以零件外圆作粗基准（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。此零件采用中心孔作为精基准。 1. 3.3加工阶段的划分说明 加工阶段分为：粗加工阶段、精加工阶段。 1.粗加工阶段：a.毛坯下料 b.粗加工，车外圆端面，中心孔。 目的：

8、切除大部分余量，把毛坯加工至接近零件的最终形状和尺寸，只留下少许加工余量。 2.精加工阶段：精车中心孔和端面。以孔为基准精车螺纹端面和外圆。钻M4螺纹底孔确保孔的位置，用M4丝锥攻螺纹孔。 目的：达到零件设计要求。 1. 3.4主要机加工工序简图工序号 工序名 工序内容 01 铸件成型02 车 粗车外圆和端面03 钻、扩、铰 钻、扩、铰孔中心孔 04. 车 精车外圆和端面05 钻 钻6-M2孔锥丝06 铣 铣槽和圆弧槽 07 检 检验1.4工序尺寸及其公差确定72孔加工工艺路线工序基本余量工序经济精度工序尺寸工序尺寸及公差钻1IT12（0.21)7070 扩1IT11（0.21)71.871.

9、8 铰0.5IT9（0.023)7272+0.03 01.5设备及其工艺装备确定 1、选择机床（1）图中的精车和粗车工艺不多，中批生产。所以选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用CA6140卧式车床即可。 （2）钻孔用Z532立式钻床 。 2、选择夹具本零件主要钻和铣加工需设计专用夹具，。 3、选择刀具在车床上加工的面均用90度外圆车刀钻孔标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔标准高速钢扩孔钻；铰孔标准高速铰刀 4、选用量具 本零件属于中批生产，一般情况下尽量采用通用量具。1.6切削用量及工时定额确定 确定粗车100和261mm外圆的切削用量 所选刀具为YT5硬

10、质合金可转位车刀，根据切削用量简明手册表1.1，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm根据切削用量简明手册表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10、刃倾角s=0、刀尖圆弧半径=0.8mm。 确定切削深度ap 由于粗车单边余量仅为1.2mm,可一次走刀完成. 确定进给量f 根据表1.4，在粗车钢料、刀杆尺寸为16 mm25 mm、ap3 mm、工件直径为100 mm 400 mm时，f=0.6-1.2 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据

11、查表得，C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据查表得，当钢料170212HBS，ap2 mm，f0.75 mm/r，Kr=45，v=65m/min(预计)时，进给力Ff=760N.Ff的修正系数为，,故实际进给力为Ff=7601.17=889.2N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的f=0.65 mm/r可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据查表得，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。 确定切削速度v 切削速度v可根据公式计算，也可直接由表中查出。当用YT5硬质合金车刀加工钢料时，ap3 mm，f0.75 mm/r时，切削速度

12、v=109m/min。切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按C620-1机床的转速选择n=90r/min=1.5r/s则实际切削速度v=44.4m/min。最后确定切削用量为：，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min确定车端面及台阶面的ap=1.25mm，f=0.52 mm，主轴转速与车63mm外圆相同。工序2：加工孔22.376到要求尺寸工件材料为45#钢。孔的直径为22.376mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z53

13、5立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔20mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔21mm标准高速钢扩孔钻；铰孔22.376mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比/=55/13=4.23，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不

14、完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为：由表28-5，故3）校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-31，。根据Z535机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及 根据参考文献7表28-33，取。修正系数：，故 查机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-36，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取。2）确定切削速度及 由参考文献7表28-39，取。由参考文献7表28-3，得修

15、正系数，故 查Z535说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，扩孔：，铰孔：，工序5：钻螺纹6-M2工件材料为铸件。孔的直径为2mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至1.5，选用1.5的麻花钻头。攻M2螺纹，选用M2细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度：进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1攻M20.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（M40.7）进给量：由于其螺距p=1.25,因

16、此进给量f=1.25mm/r切削速度：参照参考文献5表2.4-105，取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1校验工序六在立式铣床上铣6-R48和6-26.5宽6-R13.25的槽，尺寸达图纸要求。检验2.夹具设计说明书2.1工序尺寸精度分析 保证中心孔与端面垂直，端面螺纹孔的位置关系和2mm槽的位置 表面粗糙：Ra3.2 2.2定位方案确定限制自由度分析：应限制5个自由度就行，X移动、Y移动 、Y转动、Z转动、Z移动心轴限制2个自由度：Z移动、Z转动夹具体限制3个自由度： X移动、Y移动、Y转动.综合结果实际限制

17、：X移动、Y移动 、Y转动、Z移动、Z转动 故此定位方案可行。2.3定位元件确定 主要定位用心轴。 2.4定位误差分析计算 分析72+0.03 0的定位误差：基准不重合误差：铣端面和外圆时，定位基准为心轴中心线，工序基准也为心轴中心线。故：jb=0基准位移误差：工序基准为心轴中心线，引起加工方向上的最大变化量为工序尺寸22.376+0.375 0公差的一半。 故： db=0.375/2=0.1875 定位误差： dw=jb+db=0+0.1875=0.1875T/3=3.75/3=1.25 所以,此定位方案可行。2.5夹紧方案及元件确定 主要用心轴定位，用螺母进行夹紧，用开口垫片实现快卸。2.

18、6夹具总装草图(见附图)3.刀具设计说明书3.1刀具类型确定 此加工精度要求不高，因此可用因此可用90度外圆车刀。3.2刀具设计参数确定序号项目数据及公式计算采用值1刀具类型刀具课程设计指导书焊接式90度外圆车刀2刀片材料YT5刀杆材料45钢3几何角度s=-10度 o=20度 o=6度 o=4度r=90度r=5 度 =2mm 4断削参数前面型式 估计F=1mm/r带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5mo1=-20度 br1=0.6 qn=9.35过渡刃表2-13（ap=2.6mm）直线过渡刃 Kre=45度 b=16车刀外型结构尺寸表2-1、2-2、2-5BxH=20x30 L=150 M=8

19、(90度弯头车刀)7刀槽形式表2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20度-26.3度Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24Bc=B-Ctg(o+c)=12-7tg(5+6.3)=10.6Lc=L-CCoso/ Cos(o+ c).tgo =20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5 =20-7x0.08=19.4j=26.3度c=6.3度Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm结束语这次对槽轮的夹具设计的毕业设计历时6周，在这次设计中碰到了许多问题与困难，但是

20、最主要的是通过这次设计，让我学习到了许多知识。本次设计基本上达到了设计的目的，设计的各项任务都已完成。更主要的是，这次设计让我对机械设计有了更深层次的了解。知道了在进行夹具设计的时候应该从哪个方面入手以及机械设计技术的一些应用领域。 通过这次设计我的专业知识不仅得到了更进一步的扩展，而且收获了许多实践经验。这种设计对于我们来说是非常重要的，它可以让我们把从书本上学来的知识运用到实际的生活、生产中，这对于我们对理论知识的掌握是非常重要的锻炼机会。还可以培养我们严谨求实的工作作风和认真负责的工作态度，对于我们即将进入社会是非常宝贵的经验收获。在次，非常感谢老师对我这次设计帮助。 总之，通过这次设计

21、我学到了许多书本中学不到的知识，这次设计对我受益非浅。对于我以后的学习，生活将有深远的意义。谢辞 三年的时光匆匆而过，我即将面临着毕业，毕业前做自己的最后一次设计-毕业设计。这也算是对自己三年学习的一次考察。在设计过程中出现了一些问题，但是自己没有泄气，不断地查阅有关资料，终于完成了设计，但看着自己的设计成果，一切疲惫与先前的无奈都被遮掩了，喜悦之情油然而生，与此同时，我也深深体会到了自己所学甚少。从拿到零件图纸的第一天开始，辅导老师就详细的给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。为我们的设计指引了方向，这样使我们不会感到太多的盲目。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺、夹具、量具

22、等只有基本的了解。但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解到机械知识的重要性。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。 好长时间都懒得在去看设计图纸，经过老师在网上给我的指导，才让我有了一定的思路，先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图等等，一步步的开始设计起来。在设计期间，遇到不懂的问题时，通过自己查资料、仔细的琢磨、有根据的慢慢分析从而克服困难，实在解决不了的，我们的指导老师能细心的帮助我们，从而设计对我来说更迈进了一步，在这次设计中，学会了运用资料，可以向不

23、同的懂我们知识的人问问题，这次设计，要十分的感谢我们的指导老师，他在设计期间为我解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中得以更好的发挥，也会在以后的人生的道路中更上一层楼。 参考资料1 李庆余，张佳.机械制造装备设计M.北京:机械工业出版社，2003.82 肖继德，陈宁平.机床夹具设计M.北京:机械工业出版社，2000.53 李云主编.机械制造及设备设计指导手册M.北京：机械工业出版社出版，1997.84 张耀宸.机械零件工艺设计实用手册M.北京：航空工业出版社，19935 肖继德，陈宁平.夹具设计手册M.北京:机械工业出版社，2000.56 张耀宸.机械零件设计实用手册

24、M.北京：航空工业出版社，1993 7 李洪，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，1990。8 马贤智，机械加工余量与公差手册M，北京：中国标准出版社，1994。9 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。10 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。11 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.112 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。14 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。15 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M，中国计量出版社，2000：9-19。16 哈尔滨工业大学,哈尔滨市教育局,专用机床夹具设计与制造,黑农江人民出版社,1979.12 17 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005：4-17。