機(jī)械專業(yè)畢業(yè)論文---彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具

1、<p>　　彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具</p><p>　　關(guān)鍵詞： 彎軸壓軸孔，加工工藝，鏜孔夾具</p><p>　　摘要：本次設(shè)計(jì)是對(duì)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

2、證加工精度。基準(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(guò)程需用鏜床、銑床等。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言...............................................

3、................1</p><p>　　1 彎軸零件的工藝分析...............................................2</p><p>　　1.1 零件技術(shù)要求的分析.............................................2</p><p>　　1.2零件結(jié)構(gòu)的分析......

4、............................................2</p><p>　　2 毛坯的選擇.......................................................3</p><p>　　3 機(jī)械加工工藝規(guī)程.................................................3</p

5、><p>　　3.1工藝路線........................................................3</p><p>　　3.2 工藝基準(zhǔn)的確定................................................3</p><p>　　3.3 工藝流程........................

6、................................4</p><p>　　4，精鏜壓軸孔夾具...................................................5</p><p>　　4.1 定位基準(zhǔn).......................................................5</p><

7、p>　　4.2夾具尺寸及公差確定..............................................5</p><p>　　4.3工件的裝夾......................................................5</p><p>　　結(jié)束語(yǔ)..........................................

8、...................6</p><p>　　參考文獻(xiàn)...........................................................7</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　機(jī)械加工工藝規(guī)程，是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)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

9、術(shù)文件，也是機(jī)械過(guò)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(cè)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)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)

10、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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。</p><p>　　彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具</p><p>　　彎軸是用于輕軌列車上的關(guān)鍵零件。一般客車的輪對(duì)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(duì)兩端裝有軸承及軸承座，車廂通過(guò)一系列較復(fù)雜的機(jī)

11、構(gòu)裝在兩端軸承座上，車廂前后裝有兩組輪對(duì)，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(jiǎn)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)彎軸及輪軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾動(dòng)軸承只要車輪滾動(dòng)，這樣是國(guó)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。</p><p>　　該零件為單位小批量生產(chǎn)</p><p>　　1彎軸零件的工

12、藝分析</p><p>　　1.1 零件技術(shù)要求的分析</p><p>　　彎軸與機(jī)構(gòu)中的零件通過(guò)緊配合，減震等作用。形狀對(duì)稱，尺寸要求，形狀精度要求均較高。兩個(gè)Φ134mm的孔為主要配合孔，兩孔的同心度必須保證在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Φ70.5mm四孔上公差為，四孔之間位置±0.2mm，且四孔底部與與壓軸孔上部的平面距

13、離是325mm。見附圖1</p><p>　　1.2零件結(jié)構(gòu)的分析</p><p>　　彎軸零件主要有內(nèi)孔，平面，零件通過(guò)緊配合，減震等作用。形狀對(duì)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

14、夾具上精鏜。</p><p>　　彎軸加工要求也很高，彎軸四周有Φ70.5mm的四個(gè)垂直孔，該四孔中心距較大，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Φ134mm，孔的圓柱度為0.02mm，并且是里口大外口小，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(duì)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

15、A-B軸線對(duì)稱4個(gè)Φ70.5mm的垂直孔對(duì)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(duì)水平軸線），屬于加工難度較高的公差要求。</p><p>　　彎軸采用鑄鋼件，材料是C級(jí)鋼，對(duì)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(duì)鑄造后的彎軸要做正火和回火2種熱處理，并且進(jìn)過(guò)磁粉探傷和射線探傷，鑄件要求很高。</p><p><b>　　

16、2毛坯的選擇</b></p><p>　　毛坯的選擇與零件的實(shí)際作用，材料，形狀，生產(chǎn)性子以及在生產(chǎn)過(guò)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。</p><p>　　該零件材料是C級(jí)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)

17、備及制造費(fèi)用，而且對(duì)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(guò)TB/T 1464-91中3.14項(xiàng)的要求范圍。</p><p><b>　　3機(jī)械加工工藝規(guī)程</b></p><p><b>　　3.1工藝路線</b&

18、gt;</p><p>　　因?yàn)閺澼S是鑄鋼件，在加工中鑄鋼內(nèi)部有的缺陷經(jīng)過(guò)加工會(huì)顯露出來(lái)，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(méi)有顯露出來(lái)，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

19、加工與精加工之間增加了一道半精加工工序。</p><p>　　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(duì)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2上平面。</p><p>　　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(guò)Φ70.5的孔進(jìn)行壓緊，校對(duì)所劃的線進(jìn)行粗加工，再利用工裝裝夾緊進(jìn)行半精

20、鏜加工、在補(bǔ)焊、回火過(guò)后再利用夾具定位進(jìn)行精鏜壓軸</p><p>　　3.2 工藝基準(zhǔn)的確定</p><p>　　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(duì)零件個(gè)表面的加工順序也有很大的影響。</p><p>　　對(duì)

21、于彎軸來(lái)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(méi)有加工要求，但它符合作為基準(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(guò)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(duì)4孔的對(duì)稱度達(dá)到±0.

22、1mm。</p><p>　　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(cè)量，所以對(duì)加工彎軸必須確定工藝尺寸及公差。</p><p>　　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。</p><p>　　在彎軸中產(chǎn)品分辨標(biāo)注為分段高度：80±0.5mm,115±0

23、.2mm,130±0.5mm。</p><p>　　工藝尺寸標(biāo)注為：80±0.1mm,195±0.1mm,325±0.4</p><p><b>　　如下所示：`</b></p><p>　　這樣標(biāo)注時(shí)，加工過(guò)程中很容易確定加工精度，而且測(cè)量容易，高度保證尺寸要求：</p><p>

24、;　　195mm-80mm＝115mm 尺寸公差 0.1mm+0.1mm=0.2mm</p><p>　　325mm-195mm＝130mm 尺寸公差 0.1mm+0.4mm=0.5mm</p><p>　　在橫向基準(zhǔn)尺寸上4垂直孔的橫向距離為：450±0.2mm,對(duì)稱度為0.1mm，所以4垂直孔距工藝尺寸為450±0.05，而且標(biāo)注壓軸孔對(duì)4孔中心

25、距為255±0.05mm，這樣加工后的對(duì)稱度尺寸才能保證為0.1mm,則對(duì)稱度為：0.05mm+0.05mm=0.1mm.</p><p><b>　　3.3 工藝流程：</b></p><p><b>　　5）彎軸毛坯</b></p><p>　　10）清理：去除鑄件飛邊，毛刺，外形缺陷，補(bǔ)焊</p>

26、;<p>　　15）劃線:檢查毛坯，劃出高度校對(duì)線及檢查線</p><p>　　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</p><p>　　25）銑橫向平面：銑橫向搭子平面，銑橫向搭子開檔</p><p>　　30）銑軸向端面：銑壓軸孔兩端平面</p><p>　　35）劃線：劃4個(gè)Φ70.5mm

27、的孔和壓軸孔</p><p>　　40）粗鏜孔：鏜4個(gè)Φ70.5mm的孔和壓軸孔</p><p>　　45）半精加工壓軸孔</p><p>　　50）補(bǔ)焊：補(bǔ)焊壓軸孔內(nèi)鑄造缺陷</p><p>　　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)</p><p>　　60）精鏜壓軸孔：

28、用夾具最后精加工壓軸孔</p><p>　　65）鉗工去毛刺打磨外形</p><p><b>　　70）各項(xiàng)檢驗(yàn)</b></p><p>　　75）油漆，包裝，裝箱</p><p><b>　　4精鏜壓軸孔夾具</b></p><p><b>　　4.1 定位基準(zhǔn)&

29、lt;/b></p><p>　　定位基準(zhǔn)盡可能與工藝基準(zhǔn)一致</p><p>　　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</p><p><b>　　方向的旋轉(zhuǎn)。</b></p><p>　　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

30、X,Y,Z方向的旋轉(zhuǎn)，X,Z方向的位移，共限制了零件5個(gè)自度，這樣就可以對(duì)Y方向進(jìn)行順利加工</p><p><b>　　4.2夾具機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　夾具選用大平板形成夾擊體為一塊1300×600×40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)

31、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(duì)凌空定位的基本形式，可以對(duì)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。</p><p>　　4.2夾具尺寸及公差確定</p><p>　　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</p><p>　　塊等高鐵必須等高，其誤差為0.0

32、1mm，這樣裝于底板上總體平行度為0.02mm+0.01mm=0.03mm。</p><p>　　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Φ70±0.2mm，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(duì)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(duì)

33、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Φ70.6±0.015mm，兩定位銷的尺寸為Φ70.58±0.05，這樣制作的零件最終對(duì)稱度因安裝因素造成的誤差為0.015mm＋0.05=0.02mm，見附圖2。</p><p><b>　　4.3工件的裝夾</b></p><p>　　與機(jī)床連接的底板上設(shè)計(jì)有4個(gè)

34、壓裝孔，與機(jī)床的T型槽對(duì)應(yīng)，可安裝于機(jī)床上</p><p>　　個(gè)等高墊塊中心設(shè)計(jì)有4×M20的螺孔，可用于彎軸在夾具體上的安裝</p><p>　　具體上裝有4個(gè)M12的吊環(huán)，用于夾具的吊裝。 </p><p><b>　　工裝示意圖見附圖2</b></p><p>　　彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具，主要

35、是對(duì)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。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　彎軸的加工工藝及壓軸孔設(shè)計(jì)，主要是對(duì)壓軸孔加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。彎軸的

36、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(wèn)題。經(jīng)過(guò)自身的不斷努力，這些問(wèn)題都一一解決。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、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

37、處，希望老師指出。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李旦等，機(jī)床專用夾具圖冊(cè)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。</p><p>　　[2] 何玉林，機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，20001983。</p><p>　　[3] 李洪，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出