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陜西國防學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘要
輸出軸在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用非常廣泛,按行業(yè)分有:汽車、各類生產(chǎn)用機(jī)械、航空航天、船舶重工等領(lǐng)域都有用到,鍵槽是用來傳遞動(dòng)力的，但外面要套一個(gè)東西(把轉(zhuǎn)矩傳給它),并且要求輸出軸與外層是可以劃動(dòng)的.?運(yùn)用:摩托車,汽車調(diào)檔位的齒輪,齒輪再輸出軸上劃動(dòng)得到不同的組合(大小不同的搭配)起到調(diào)速的作用.臺(tái)式電磚,轉(zhuǎn)頭上下運(yùn)動(dòng)時(shí)就是輸出軸在滑動(dòng).
本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源江蘇洪澤輸出軸制造有限公司，是輸出軸的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)針對(duì)江蘇洪澤輸出軸制造有限公司的花輸出軸進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)該零件的圖紙及技術(shù)要求，對(duì)該零件進(jìn)行了詳細(xì)的加工工藝分析，根據(jù)分析的結(jié)果，確定了該零件的加工方法、裝夾方式、定位基準(zhǔn)、使用刀具、加工順序安排、工步劃分，走刀路線和切削用量，設(shè)備選用等。
關(guān)鍵詞： 鍵 輸出軸 工藝加工
21
目 錄
摘要 0
第一章零件分析 5
1.1零件圖樣分析 5
1.2.零件工藝分析 5
1.2. 輸出軸的用途 6
二、 第二章毛坯的選擇 6
2.1輸出軸毛坯的確定 6
2.1毛坯種類的選擇 6
三、 第三章加工工藝 7
3.1表面加工分析 7
3.2基準(zhǔn)的選擇 8
3.3加工工藝路線的擬定 8
3.4各加工工序的加工設(shè)備、夾具、量具的選擇 9
3.5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 10
4.6確定切削用量的選擇 11
4.6.1車輸出軸兩端面 11
4.6.2粗車零件外圓Φ54.5、Φ60、Φ70、Φ88、Φ80等外圓和倒角 12
4.6.3半精車精車外圓Φ54.5、Φ60、Φ88達(dá)到尺寸和精度要求 13
4.6.4銑鍵槽18mm 15
4.6.5精銑鍵槽18mm 15
第四章夾具設(shè)計(jì) 16
4.1問題的提出 16
4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 16
4.3 切削力及夾緊力計(jì)算 16
4.4 定位誤差分析 18
4.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 18
4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 20
參考文獻(xiàn) 0
第一章零件分析
1.1零件圖樣分析
1. 該零件即是輸出軸又是階梯輸出軸，其加工精度較高，所以零件兩中心孔是設(shè)計(jì)和工藝基準(zhǔn)。
2. 輸出軸直徑Φ60、Φ80Φ54.4外圓直徑存在同軸度的要求0.02mm，其余未注公差和形位公差的要求均按照IT12等級(jí)制作。
3. 材料45號(hào)鋼
4. 熱處理28~32HRC
1.2.零件工藝分析
1. 輸出軸的種類較多，本課題研究的是簡(jiǎn)單的一個(gè)輸出軸。
2. 為確保輸出軸各部外圓的位置及形狀精度要求，在各工序中均似兩中心孔為定位基準(zhǔn)裝夾工件。
3. 輸出軸可以在普通臥式銑床進(jìn)行銑削加工來完成輸出軸上鍵槽的加工。
1.2. 輸出軸的用途
輸出軸一般都是起傳動(dòng)作用，它屬于臺(tái)階輸出軸類零件中，由圓柱面、導(dǎo)角、輸出軸角、退刀槽、鍵槽等組成。輸出軸肩一般用來確定安裝在輸出軸上零件的輸出軸向位置。各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位置。鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩，但外面要套一個(gè)東西（把轉(zhuǎn)矩傳給它）并且要求輸出軸與外層是可以根據(jù)工作性能與條件劃動(dòng)的。
輸出軸技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差及精度
表面粗糙度Ra/μm
形位公差
零件兩端面
380
IT12
12.5
外圓面
Φ54.4
IT8
1.6
同軸度0.02
Φ60
IT8
1.6
同軸度0.02
Φ70
IT12
12.5
Φ88
IT12
12.5
Φ80
IT8
1.6
同軸度0.02
鍵槽
47.5x18
IT9
3.2
73x18
IT9
3.2
2、 第二章毛坯的選擇
2.1輸出軸毛坯的確定
毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，材料消耗就少。機(jī)械加工的勞動(dòng)量越小，因此會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本，但毛坯的制造費(fèi)用就提高了。因此，確定毛坯要從機(jī)械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得最佳結(jié)果。
2.1毛坯種類的選擇
1. 根據(jù)圓紙規(guī)定的材料及機(jī)械性能選擇毛坯。
圖紙標(biāo)定的材料就基本確定了毛坯的種類，該輸出軸的材料是45號(hào)鋼，因此可直接選用45號(hào)鋼。故選用φ90mmx386mm圓鋼。
2. 根據(jù)零件的功能選擇毛坯
根據(jù)零件的工作條件、材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三者綜合考慮的材料為45號(hào)鋼，且各臺(tái)階直徑相差不大，因此可選用圓鋼。
合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求，對(duì)提高輸出軸類零件的強(qiáng)度和使用壽命有重要意義。同時(shí)，對(duì)輸出軸的加工過程有極大的影響。
綜上所訴，繪制毛坯簡(jiǎn)圖：
3、 第三章加工工藝
3.1表面加工分析
該輸出軸大都是回轉(zhuǎn)表面，因此主要采用車削，鍵槽齒形采用專用鍵槽銑床銑削。由于該輸出軸的主要表面加工要求較高，零件的幾何精度要求較高，表面粗糙度Ra越少，故車削、銑削后還需要精車精銑削。
具體方法如下：
① 輸出軸兩端面,公差等級(jí)IT9.表面粗糙度Ra為12.5um.參考文獻(xiàn)【1】表1-11需要進(jìn)行粗車。
② 中心孔B2.5/8可直接采用麻花鉆（2.5/8鉆頭）鉆削
③ 輸出Φ54.4、Φ60、Φ80軸外圓的粗糙度Ra要求為1.6um，公差等級(jí)要求為IT9、其余外圓和倒角的表面粗糙度Ra為12.5um公差等級(jí)為IT12 (參考文獻(xiàn)【1】表1-11）需粗車才能達(dá)到要求。
④ 槽寬度為18mm兩個(gè)，其表面粗糙度Ra=3.2um公差等級(jí)為IT8,需粗銑。
主輸出軸零件加工方案表
加工表面
經(jīng)濟(jì)精度
表面粗糙度
加工方案
備注
主輸出軸左端面
IT12
12.5
粗車
表1-11
主輸出軸右端面
IT12
12.5
粗車
表1-11
Φ54.4、Φ60、Φ80
IT12
12.5
粗車-半精車-精車
表1-9
Φ70、Φ88
IT12
12.5
粗車
表1-9
鍵槽
IT12
3.2
粗銑-精銑
表1-11
3.2基準(zhǔn)的選擇
該零件圓中較多尺寸及形位公差是以兩中心孔及其端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。因此必須首先加工處兩中心孔B2.5/8及其端面，為后續(xù)工序作為基準(zhǔn)。根據(jù)粗精基準(zhǔn)選擇原則，確定加工表面的基準(zhǔn)加工如表所示：
表加工表面的基準(zhǔn)
序號(hào)
加工部位
基準(zhǔn)選擇
1
B2.5/8中心孔及其兩端面
輸出軸外圓柱表面（粗基準(zhǔn)）
2
輸出軸外圓及倒角車槽
兩中心孔B2.5/8
3
鍵槽
兩中心孔B2.5/8
3.3加工工藝路線的擬定
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
加工基準(zhǔn)
工藝裝備
1
下料
棒料φ44x156
鋸床
2
熱
熱處理
3
車
車零件右端面、鉆中心孔
外圓
車床
4
車
車零件做端面、鉆中心孔
外圓
車床
5
車
粗車零件外圓Φ54.5、Φ60、Φ70、Φ88、Φ80等外圓和倒角
中心孔
車床
6
車
半精車精車外圓Φ54.5、Φ60、Φ88達(dá)到尺寸和精度要求
中心孔
車床
7
銑
粗精銑鍵槽18mm
外圓
銑床
8
銑
粗精另一個(gè)銑鍵槽18mm
外圓
銑床
9
清洗
10
檢驗(yàn)
3.4各加工工序的加工設(shè)備、夾具、量具的選擇
1、選擇機(jī)床
① 工序1
由于要求是棒料零件，為里達(dá)到φ34x159棒料，選用鋸床加工切割合適。
② 工序3、4、5、6
粗車兩端面、鉆兩中心孔及粗車、粗車外圓、切槽、倒角時(shí)，為提高效率，減少裝卸時(shí)間適用CA6140型普通臥式車床比較合適，由于中心孔精度不用考慮，選麻花鉆即可。
③ 工序7、8
銑鍵槽時(shí)，由于單件小批量生產(chǎn)，即選用臥式銑床x51銑比較合適。
B、選擇刀具
該零件無特殊形狀表面，小批量生產(chǎn)，一般采用通用或標(biāo)準(zhǔn)刀具，車床上粗車面用P10外圓車刀鉆孔用粗直柄∝。麻花鉆查參考文獻(xiàn)[1]中表5-28知，其直徑范圍0.10～0.35在外圓用P10外圓車刀，切槽用切槽車刀，其直徑為1mm。倒角用P1045度倒角倒，銑矩形鍵槽mm。查參考文獻(xiàn)[1]中表5-40①所示，用三面刀銑刀，且銑刀直徑為90～110mm。查參考文獻(xiàn)[1]中5-44所示d=100mm.孔徑D=32mm。z=6，Z=18。銑鍵槽6+00.03mm。查參考文獻(xiàn)[1]表5-40①所示，用粗齒i面刀，且銑刀直徑90～170mm。查表5-44所示d=100mm?？讖紻=32mm。寬度L=6，齒數(shù)Z=18。
C、選擇夾具
該零件加工工序20、30、40、60采用三爪卡盤，其余工序用頂尖
D、選擇量具
⑴選擇車端面，鉆中心孔B2.5/8量具
其端面尺寸未注公差。按IT14要求，其為25的標(biāo)準(zhǔn)公差T為0.52mm，查參考文件機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)中5-56①，計(jì)算其不確定度，允許值n1=0.029mm。查參考文件機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)中表5-57①分度值，0.02mm游標(biāo)卡尺，其確定數(shù)值V=0.02mm。u
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