機械專業(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>　　關鍵詞： 彎軸壓軸孔，加工工藝，鏜孔夾具</p><p>　　摘要：本次設計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計。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。所以本設計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。基準選擇以零件底平面為粗基準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。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加工壓軸孔藝孔。整個加工過程需用鏜床、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 零件技術要求的分析.............................................2</p><p>　　1.2零件結構的分析......

4、............................................2</p><p>　　2 毛坯的選擇.......................................................3</p><p>　　3 機械加工工藝規(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.......................................................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>　　結束語..........................................

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

9、術文件，也是機械過程中用于指導生產(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，是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術保證。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，好的夾具設計可以提高產(chǎn)品勞動

10、生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計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鍵零件。一般客車的輪對是兩個輪子壓在同一根輪軸上，輪子和輪軸一起轉動，輪對兩端裝有軸承及軸承座，車廂通過一系列較復雜的機

11、構裝在兩端軸承座上，車廂前后裝有兩組輪對，這樣組成客車車廂，能在導軌上運行。而輕軌列車的彎軸簡化了輪子與車廂的復雜連接，車廂減震系統(tǒng)直接裝于彎軸上，在彎軸兩端壓入輪軸，在輪軸上裝入滾動軸承及車輪。列車運行時彎軸及輪軸不轉動，通過滾動軸承只要車輪滾動，這樣是國外先進的結構，但是彎軸制造較復雜，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 零件技術要求的分析</p><p>　　彎軸與機構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>　　1.2零件結構的分析</p><p>　　彎軸零件主要有內(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個垂直方向的孔，2個水平方向的壓軸孔以及2個上平面組成。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行加工，2壓軸孔采用畫線粗鏜，半精鏜，補焊，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

15、A-B軸線對稱4個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。</p><p>　　彎軸采用鑄鋼件，材料是C級鋼，對于彎軸零件的鑄造毛坯，需要的材料和機械性能試驗和化學成分析，對鑄造后的彎軸要做正火和回火2種熱處理，并且進過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際作用，材料，形狀，生產(chǎn)性子以及在生產(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構中的作用，最終制造方法是鍛造或鑄造。</p><p>　　該零件材料是C級鋼（鐵路設備專用鋼材），當選用鍛造時，因為毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造工藝、設

17、備及制造費用，而且對零件機械加工工藝、設備和工具的消耗以及工作時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項的要求范圍。</p><p><b>　　3機械加工工藝規(guī)程</b></p><p><b>　　3.1工藝路線</b&

18、gt;</p><p>　　因為彎軸是鑄鋼件，在加工中鑄鋼內(nèi)部有的缺陷經(jīng)過加工會顯露出來，鑄件內(nèi)部有縮孔，夾沙，等鑄造缺陷，而這是成品檢驗所不允許的，所以確定彎軸加工工藝為：粗加工→補焊鑄件缺陷→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因為工件裝夾變形，加工余量大工件走動而且粗加工機床精度較低，加工余量不可能會很少，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行機加工，利用工裝裝夾緊零件，校對所劃得線，銑出4個Φ70.5孔的底平面，再以底平面為基準鏜出4個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行機加工，用四個Φ70.5孔的底平面為基準，螺栓穿過Φ70.5的孔進行壓緊，校對所劃的線進行粗加工，再利用工裝裝夾緊進行半精

20、鏜加工、在補焊、回火過后再利用夾具定位進行精鏜壓軸</p><p>　　3.2 工藝基準的確定</p><p>　　在機械加工工藝路線確定以后，要選擇工件的工藝基準，在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準的選擇正確與否，不僅影響到零件的尺寸精度和相互位置精度，而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響。</p><p>　　對

21、于彎軸來講，選擇4垂直孔底平面為水平方向的工藝基準，雖然該4孔底平面沒有加工要求，但它符合作為基準的一種要素，在彎軸整件上是距離相距較遠的點，處于同一平面上。選擇彎軸側面帶螺孔的搭子作為橫向工藝基準，在加工過程中橫向工藝基準還有一次工藝基準的轉換，在加工4垂直孔時，以搭子平面為橫向工藝基準，在精加工先后的程序中，相距同一側的兩個孔中心連線作為橫向工藝基準，這樣選用基準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，并且便于加工及測量，所以對加工彎軸必須確定工藝尺寸及公差。</p><p>　　在垂直方向上，尺寸基準要盡量與工藝基準在相同方向上，選擇以4垂直孔底面作為尺寸基準，并把產(chǎn)品要求的尺寸轉化為工藝尺寸。</p><p>　　在彎軸中產(chǎn)品分辨標注為分段高度：80±0.5mm,115±0

23、.2mm,130±0.5mm。</p><p>　　工藝尺寸標注為：80±0.1mm,195±0.1mm,325±0.4</p><p><b>　　如下所示：`</b></p><p>　　這樣標注時，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：</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>　　在橫向基準尺寸上4垂直孔的橫向距離為：450±0.2mm,對稱度為0.1mm，所以4垂直孔距工藝尺寸為450±0.05，而且標注壓軸孔對4孔中心

25、距為255±0.05mm，這樣加工后的對稱度尺寸才能保證為0.1mm,則對稱度為：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，補焊</p>

26、;<p>　　15）劃線:檢查毛坯，劃出高度校對線及檢查線</p><p>　　20）銑垂直方向平面：加工底平面，4個搭子上的平面，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Φ70.5mm

27、的孔和壓軸孔</p><p>　　40）粗鏜孔：鏜4個Φ70.5mm的孔和壓軸孔</p><p>　　45）半精加工壓軸孔</p><p>　　50）補焊：補焊壓軸孔內(nèi)鑄造缺陷</p><p>　　55）局部回火：壓軸孔補焊部位進行局部回火，回火溫度520℃——560℃持續(xù)3小時</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）各項檢驗</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&

29、lt;/b></p><p>　　定位基準盡可能與工藝基準一致</p><p>　　選用4垂直孔定平面為一個定位基準，可以限制供3個自由度及2個方向移，x,y</p><p><b>　　方向的旋轉。</b></p><p>　　選用2個Φ70.5mm垂直孔定位，可以限制z軸方向的旋轉，X方向的位移這樣限制了零件在

30、X,Y,Z方向的旋轉，X,Z方向的位移，共限制了零件5個自度，這樣就可以對Y方向進行順利加工</p><p><b>　　4.2夾具機構</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個等高墊塊，安裝位置在4個垂直孔相應的位置，該4個等高鐵就是水平定位，在4個等高鐵的同一側的上面分別設計

31、有一處圓柱銷和一處菱形銷，這種圓柱銷加菱形銷的結構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。</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，因為面積較大，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，因為定位孔圖紙標定為Φ70±0.2mm，如果按圖紙尺寸做，定位銷外徑應設計為Φ75mm-0.02到-0.03，這樣定位銷當孔位最大尺寸Φ70.7時對稱度會偏移±0,去，再加上前面的±0.1mm加工誤差最終成品對

33、稱度最大可達±0.2mm，已超差1倍，所以4垂直孔加工尺寸應改為工藝尺寸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>　　與機床連接的底板上設計有4個

34、壓裝孔，與機床的T型槽對應，可安裝于機床上</p><p>　　個等高墊塊中心設計有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、是對彎軸壓孔加工工藝及精鏜壓軸孔夾具進行設計。彎軸的加工工藝設計主要是確定加工工藝路線，壓軸孔夾具的設計主要是設計正確的定位夾緊機構，在本設計中的加工工藝路線正確合理，夾具的緊定位夾機構也能達到定位夾緊的目的，能夠保證壓軸孔的精度。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　彎軸的加工工藝及壓軸孔設計，主要是對壓軸孔加工工藝和夾具進行設計。彎軸的

36、加工工藝設計主要是確定加工工藝路線，壓軸孔夾具設計主要是要設計出正確的定位夾緊機構。在本設計中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機構也能達到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設計中遇到了很多問題。經(jīng)過自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機械加工工藝和夾具設計有關的知識有了更深的理解，增強了對本專業(yè)綜合知識運用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術的工作打下基礎。畢業(yè)設計中存在不足之

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