机械专业毕业论文---弯轴压孔加工工艺及精镗压轴孔夹具

1、<p>　　弯轴压孔加工工艺及精镗压轴孔夹具</p><p>　　关键词： 弯轴压轴孔，加工工艺，镗孔夹具</p><p>　　摘要：本次设计是对弯轴零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。弯轴零件的主要加工表面是平面及内孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工、半精加工精加工阶段以保

2、证加工精度。基准选择以零件底平面为粗基准加工出四垂直孔底平面，以弯轴零件四垂直孔底平面作为精基准。主要加工工序安排是先先加工四垂直孔和两上平面，再以四底平面为基准加工压轴孔艺孔。整个加工过程需用镗床、铣床等。</p><p><b>　　目录</b></p><p>　　前言...............................................

3、................1</p><p>　　1 弯轴零件的工艺分析...............................................2</p><p>　　1.1 零件技术要求的分析.............................................2</p><p>　　1.2零件结构的分析......

4、............................................2</p><p>　　2 毛坯的选择.......................................................3</p><p>　　3 机械加工工艺规程.................................................3</p

5、><p>　　3.1工艺路线........................................................3</p><p>　　3.2 工艺基准的确定................................................3</p><p>　　3.3 工艺流程........................

6、................................4</p><p>　　4，精镗压轴孔夹具...................................................5</p><p>　　4.1 定位基准.......................................................5</p><

7、p>　　4.2夹具尺寸及公差确定..............................................5</p><p>　　4.3工件的装夹......................................................5</p><p>　　结束语..........................................

8、...................6</p><p>　　参考文献...........................................................7</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　机械加工工艺规程，是规定零件机械加工工艺过程和操作方法的重要工艺文件。它不仅是企业生产重要技

9、术文件，也是机械过程中用于指导生产、组织加工和管理工作的重要依据，还是新建和改建工厂和车间的基本资料，是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动

10、生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。</p><p>　　弯轴压孔加工工艺及精镗压轴孔夹具</p><p>　　弯轴是用于轻轨列车上的关键零件。一般客车的轮对是两个轮子压在同一根轮轴上，轮子和轮轴一起转动，轮对两端装有轴承及轴承座，车厢通过一系列较复杂的机

11、构装在两端轴承座上，车厢前后装有两组轮对，这样组成客车车厢，能在导轨上运行。而轻轨列车的弯轴简化了轮子与车厢的复杂连接，车厢减震系统直接装于弯轴上，在弯轴两端压入轮轴，在轮轴上装入滚动轴承及车轮。列车运行时弯轴及轮轴不转动，通过滚动轴承只要车轮滚动，这样是国外先进的结构，但是弯轴制造较复杂，难度大，精度要求高。</p><p>　　该零件为单位小批量生产</p><p>　　1弯轴零件的工

12、艺分析</p><p>　　1.1 零件技术要求的分析</p><p>　　弯轴与机构中的零件通过紧配合，减震等作用。形状对称，尺寸要求，形状精度要求均较高。两个Φ134mm的孔为主要配合孔，两孔的同心度必须保证在0.1mm。两孔轴心与两端端面的垂直度0.02mm，且圆柱度要求0.02mm。四周Φ70.5mm四孔上公差为，四孔之间位置±0.2mm，且四孔底部与与压轴孔上部的平面距

13、离是325mm。见附图1</p><p>　　1.2零件结构的分析</p><p>　　弯轴零件主要有内孔，平面，零件通过紧配合，减震等作用。形状对称，尺寸要求，形状精度要求均较高，弯轴属于轴类零件基本加工表面有4个垂直方向的孔，2个水平方向的压轴孔以及2个上平面组成。4垂直方向的孔主要采用画线铣和镗加工，2上平面主要采用画线铣床上进行加工，2压轴孔采用画线粗镗，半精镗，补焊，回火，最终在

14、夹具上精镗。</p><p>　　弯轴加工要求也很高，弯轴四周有Φ70.5mm的四个垂直孔，该四孔中心距较大，分别为1100mm和480mm，中心距公差为±0.2mm，弯轴两端压轴孔精度要求最高，孔径为Φ134mm，孔的圆柱度为0.02mm，并且是里口大外口小，弯轴两端孔的相互位置也有要求，假设弯轴两端孔分为A与B，要求A对B轴线的同轴度为0.1mm，A孔的外平面与A、B的轴线垂直度为0.02mm，另外

15、A-B轴线对称4个Φ70.5mm的垂直孔对称度要求是±0.1mm，该形位公差是立体空间位置公差（垂直轴线对水平轴线），属于加工难度较高的公差要求。</p><p>　　弯轴采用铸钢件，材料是C级钢，对于弯轴零件的铸造毛坯，需要的材料和机械性能试验和化学成分析，对铸造后的弯轴要做正火和回火2种热处理，并且进过磁粉探伤和射线探伤，铸件要求很高。</p><p><b>　　

16、2毛坯的选择</b></p><p>　　毛坯的选择与零件的实际作用，材料，形状，生产性子以及在生产过程中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下及种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5其他毛坯。根据零件的材料要求以及零件在机构中的作用，最终制造方法是锻造或铸造。</p><p>　　该零件材料是C级钢（铁路设备专用钢材），当选用锻造时，因为毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺、设

17、备及制造费用，而且对零件机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工作时定额也都有很大影响，由于毛坯精度低，加工余量比较大，生产类型为单件小批量生产，锻造费用较高。综合上述考虑，采用铸钢件，铸造缺陷不得超过TB/T 1464-91中3.14项的要求范围。</p><p><b>　　3机械加工工艺规程</b></p><p><b>　　3.1工艺路线</b&

18、gt;</p><p>　　因为弯轴是铸钢件，在加工中铸钢内部有的缺陷经过加工会显露出来，铸件内部有缩孔，夹沙，等铸造缺陷，而这是成品检验所不允许的，所以确定弯轴加工工艺为：粗加工→补焊铸件缺陷→局部回火（A,B两孔）→半精加工→精加工。由于粗加工与精加工之间的加工余量较多，铸造缺陷在粗加工后没有显露出来，另外粗加工压轴孔时因为工件装夹变形，加工余量大工件走动而且粗加工机床精度较低，加工余量不可能会很少，所以在粗

19、加工与精加工之间增加了一道半精加工工序。</p><p>　　四垂直孔主要采用画线方式进行机加工，利用工装装夹紧零件，校对所划得线，铣出4个Φ70.5孔的底平面，再以底平面为基准镗出4个Φ70.5的孔以及2上平面。</p><p>　　压轴孔粗加工主要采用画线的方式进行机加工，用四个Φ70.5孔的底平面为基准，螺栓穿过Φ70.5的孔进行压紧，校对所划的线进行粗加工，再利用工装装夹紧进行半精

20、镗加工、在补焊、回火过后再利用夹具定位进行精镗压轴</p><p>　　3.2 工艺基准的确定</p><p>　　在机械加工工艺路线确定以后，要选择工件的工艺基准，在制定零件加工的工艺规程时，正确选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准的选择正确与否，不仅影响到零件的尺寸精度和相互位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。</p><p>　　对

21、于弯轴来讲，选择4垂直孔底平面为水平方向的工艺基准，虽然该4孔底平面没有加工要求，但它符合作为基准的一种要素，在弯轴整件上是距离相距较远的点，处于同一平面上。选择弯轴侧面带螺孔的搭子作为横向工艺基准，在加工过程中横向工艺基准还有一次工艺基准的转换，在加工4垂直孔时，以搭子平面为横向工艺基准，在精加工先后的程序中，相距同一侧的两个孔中心连线作为横向工艺基准，这样选用基准是为了保证两压轴孔加工孔的A-B轴线对4孔的对称度达到±0.

22、1mm。</p><p>　　为了保证追最终成品的尺寸满足图纸要求，并且便于加工及测量，所以对加工弯轴必须确定工艺尺寸及公差。</p><p>　　在垂直方向上，尺寸基准要尽量与工艺基准在相同方向上，选择以4垂直孔底面作为尺寸基准，并把产品要求的尺寸转化为工艺尺寸。</p><p>　　在弯轴中产品分辨标注为分段高度：80±0.5mm,115±0

23、.2mm,130±0.5mm。</p><p>　　工艺尺寸标注为：80±0.1mm,195±0.1mm,325±0.4</p><p><b>　　如下所示：`</b></p><p>　　这样标注时，加工过程中很容易确定加工精度，而且测量容易，高度保证尺寸要求：</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>　　在横向基准尺寸上4垂直孔的横向距离为：450±0.2mm,对称度为0.1mm，所以4垂直孔距工艺尺寸为450±0.05，而且标注压轴孔对4孔中心

25、距为255±0.05mm，这样加工后的对称度尺寸才能保证为0.1mm,则对称度为：0.05mm+0.05mm=0.1mm.</p><p><b>　　3.3 工艺流程：</b></p><p><b>　　5）弯轴毛坯</b></p><p>　　10）清理：去除铸件飞边，毛刺，外形缺陷，补焊</p>

26、;<p>　　15）划线:检查毛坯，划出高度校对线及检查线</p><p>　　20）铣垂直方向平面：加工底平面，4个搭子上的平面，压轴孔2端顶面平面</p><p>　　25）铣横向平面：铣横向搭子平面，铣横向搭子开档</p><p>　　30）铣轴向端面：铣压轴孔两端平面</p><p>　　35）划线：划4个Φ70.5mm

27、的孔和压轴孔</p><p>　　40）粗镗孔：镗4个Φ70.5mm的孔和压轴孔</p><p>　　45）半精加工压轴孔</p><p>　　50）补焊：补焊压轴孔内铸造缺陷</p><p>　　55）局部回火：压轴孔补焊部位进行局部回火，回火温度520℃——560℃持续3小时</p><p>　　60）精镗压轴孔：

28、用夹具最后精加工压轴孔</p><p>　　65）钳工去毛刺打磨外形</p><p><b>　　70）各项检验</b></p><p>　　75）油漆，包装，装箱</p><p><b>　　4精镗压轴孔夹具</b></p><p><b>　　4.1 定位基准&

29、lt;/b></p><p>　　定位基准尽可能与工艺基准一致</p><p>　　选用4垂直孔定平面为一个定位基准，可以限制供3个自由度及2个方向移，x,y</p><p><b>　　方向的旋转。</b></p><p>　　选用2个Φ70.5mm垂直孔定位，可以限制z轴方向的旋转，X方向的位移这样限制了零件在

30、X,Y,Z方向的旋转，X,Z方向的位移，共限制了零件5个自度，这样就可以对Y方向进行顺利加工</p><p><b>　　4.2夹具机构</b></p><p>　　夹具选用大平板形成夹击体为一块1300×600×40的大平板，在该平板上安装有4个等高垫块，安装位置在4个垂直孔相应的位置，该4个等高铁就是水平定位，在4个等高铁的同一侧的上面分别设计

31、有一处圆柱销和一处菱形销，这种圆柱销加菱形销的结构就是通常对凌空定位的基本形式，可以对两孔轴线定位，又避免了2孔因加工误差而不能装入夹具内的麻烦。</p><p>　　4.2夹具尺寸及公差确定</p><p>　　1）平板要有一定的刚性，因为面积较大，所以选用厚度为40mm的钢板，平面上下面的平行度为0.02mm</p><p>　　块等高铁必须等高，其误差为0.0

32、1mm，这样装于底板上总体平行度为0.02mm+0.01mm=0.03mm。</p><p>　　柱销与菱形销的定位直径选用比定位孔最小尺寸少0.02mm,才能顺利将工件安装，因为定位孔图纸标定为Φ70±0.2mm，如果按图纸尺寸做，定位销外径应设计为Φ75mm-0.02到-0.03，这样定位销当孔位最大尺寸Φ70.7时对称度会偏移±0,去，再加上前面的±0.1mm加工误差最终成品对

33、称度最大可达±0.2mm，已超差1倍，所以4垂直孔加工尺寸应改为工艺尺寸Φ70.6±0.015mm，两定位销的尺寸为Φ70.58±0.05，这样制作的零件最终对称度因安装因素造成的误差为0.015mm＋0.05=0.02mm，见附图2。</p><p><b>　　4.3工件的装夹</b></p><p>　　与机床连接的底板上设计有4个

34、压装孔，与机床的T型槽对应，可安装于机床上</p><p>　　个等高垫块中心设计有4×M20的螺孔，可用于弯轴在夹具体上的安装</p><p>　　具体上装有4个M12的吊环，用于夹具的吊装。 </p><p><b>　　工装示意图见附图2</b></p><p>　　弯轴压孔加工工艺及精镗压轴孔夹具，主要

35、是对弯轴压孔加工工艺及精镗压轴孔夹具进行设计。弯轴的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，压轴孔夹具的设计主要是设计正确的定位夹紧机构，在本设计中的加工工艺路线正确合理，夹具的紧定位夹机构也能达到定位夹紧的目的，能够保证压轴孔的精度。</p><p><b>　　结束语</b></p><p>　　弯轴的加工工艺及压轴孔设计，主要是对压轴孔加工工艺和夹具进行设计。弯轴的

36、加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，压轴孔夹具设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中遇到了很多问题。经过自身的不断努力，这些问题都一一解决。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。毕业设计中存在不足之

37、处，希望老师指出。 </p><p><b>　　参考文献</b></p><p>　　[1] 李旦等，机床专用夹具图册，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005。</p><p>　　[2] 何玉林，机械制图，重庆：重庆大学出版社，20001983。</p><p>　　[3] 李洪，机械加工工艺师手册，北京：机械工业出