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【兆恒机械】输出轴工艺与工装设计

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  • 添加日期:2021年03月06日

1 输出轴的作用

输出轴是主要的动力输出装置,它是输出动力的主要零件。它能够传递转矩,使主轴获得旋转的动力,也正因为如此它要承受较大的扭矩和冲击载荷。因此,该零件需具有足够的耐磨性和抗扭的效果。

2 零件的采购和装配

设计零件输出轴,选用中碳钢比较好。中碳钢硬度强度不错,不易变形,符合采购规则。它们的焊接能力非常一般,45号钢应付大部分的机械加工,调质或者正火下使用锻造,有一些表面淬火处理也经常使用45号钢作为原材料。它不仅收缩率小并且密度基和铁基本相同。

3 零件图

表面清晰,不能出现飞边。尤其着重要求表面粗糙程度,表面光滑。输出轴小端的各圆公差,光洁度要和国际上的标准大体一样。为了达到这个目的,轴的外径进行磨削是必须的加工步骤。大直径为十的孔十分重要,工件的尺寸的准确性离不开钻模。

4 选择合适的毛坯

毛坯必须和加工零件的种类相适应,使用精锻机锻造。用热轧棒料经拔长得到方法。定位基准是加工的前提,可以很好的保证加工的精度,有时还可使用加工出来的表面作为辅助基准。

5 加工方法与顺序

5.1 加工方法

工件的加工流程中,加工方法就像一个指挥系统,绘制着整个蓝图。加工方法要顾及多方面的实际情况,例如尺寸、毛坯的性种类。

5.2 加工顺序

加工顺序是否合理直接影响着加工的质量。同时加工顺序还会影响利益回报。

(1)机械加工顺序是根本法则,遵循先主后次、先面后孔、基准先行等规定。对于精度和表面质量要求较高的一些零件,整个工艺过程需要被划分成不同的阶段,这非常有益于保证零件加工质量。同时使工作人员合理使用机床设备,减少机床设备的磨损,保证大后期热处理工序能够正常进行。

(2)热处理工序是必不可少的步骤,主要是为了消除应力和提升材料的性能。根据零件材料和设备的情况确定热处理的方法。热处理一定要安排在整个工艺路线中的合适位置。

(3)辅助工序可以帮助高效加工。辅助工序的种类多种多样,比如划线、去毛刺、清洗,在钢铁制品的加工中,退磁、防锈、包装也都是必不可少的辅助工序。

(4)为了提升零件的加工质量和增加经济收益,需要准确制定加工余量。余量过大将会加大损耗,提升加工成本;余量过小,加工工序前存在的误差和缺陷层很难填平。余量确定不好会直接影响加工质量,产生加工垃圾,即残次品。合理确定加工余量才能保证加工准确无误。

(5)确定工序尺寸及公差的方法。工序尺寸及和公差和工序余量大小有着紧密的联系,工序尺寸的标注方法,中间工序安排也要根据工序尺寸的确定,工序尺寸的确定是工序正式加工的开头。一般按经济加工精度来确定工序尺寸公差,但是从性质和特点来说,主要存在两大类:基准重合。当加工精度公差和工艺可以严格确定时,由前推后的计算顺序,以最后一道加工工序为首。根据该方法,可以清晰、完整地计算各工序的工序尺寸,在相应的工序尺寸上标注经济加工精度的公差值;基准不重合。不能直接把定位基准和设计基准划等号,可能导致基准不重合的问题。需要多次转换定位基准,虽然工艺尺寸计算本身就很复杂,但计算尺寸链原理可以很好地解决这个问题,工序余量的精确计算可以确定工序尺寸公差。

(6)确定切削用量。在小批量的生产中,由工人根据现有的工艺水平、加工方法和加工目的确定各工序的切削用量。有一大部分因素影响着切削用量的多少;因切削力过大很容易产生弹性变形,机床振动,刀具硬度,机床功率的大小等因素都影像着切削力。多方面因素的共同影像着切削力的大小,进给量f,背吃刀量,切削速度v的乘积达到峰值是技术能否成功的关键因素。其次需要考虑和保证让进给量f取到最大,合适的切削速度v也是保证切削用量的关键因素。采用科学的想法科学的工艺流程和严谨的科学态度确定好切削用量。

6 夹具设计的目的

主要内容:①提高加工精度;②增加劳动生产效率;③扩大机床工艺范围;④改善工人的劳动环境,提升劳动条件。

7 夹具设计的步骤

研究工件的图样,在加工前必须清楚地了解工件的形状、尺寸和热处理要求,表面加工精度和表面粗糙度也很重要。同时在学习工件时要了解和掌握其他技术,具体如下:①毛坯的精密度、类型及加工余量;②工件的位置、加工表面的精度、表面粗糙度和基准面;③本工序所使用的机床及工具的规格及质量;④切削用量的具体值;⑤工艺每一步的具体操作方法;⑥工艺流程中需要注意的问题。

8 夹具

8.1 确定夹具的类型

本设计是设计输出轴零件的夹具,圆柱形状为主要的输出轴的形状,找好钻床的固定式来固定好输出轴。确定夹具要根据模型,确定夹具主要是为了得到一个零件外壳来保护零件的表面,保护好了零件之后就可以进行下一步的精加工。

8.2 确定工件的定位方式及定位元件的结构

工件的加工要求和定位基准的形状、尺寸确定着定位地方式。分析加工工序的技术要求是工人需要具备的良好素质。定位基准一定要根据实际情况合理且正确选择,六点定位原则一定要在实验过程中牢牢贯彻,并且定位的结构不能太过复杂、要快捷,寻找合适的定位方式。椭圆加工中采用外圆和内孔定位。工件的定位方式是落实承上启下的步骤,从定位基准面的形状来选取相应的定位元件,挑选结构合理并且简单的元件,并紧接着做下一部工作。

本设计输出轴属于外圆,应该使用外圆定位的定位方式,外圆定位的定位元件有定位套、支承板和V型块。外圆定位最常用的定位元件有固定V形快,定位V形块在一些高灵活度的定位中还有活动V形块。固定输出轴是前提,选择V型块定位元件是不错和合理的。设计的夹具关于钻10个孔,使用模具的外壳,固定上压模,放上钻套,下部用台虎钳夹紧固定,用摇臂钻床连续钻孔。

8.3 如何设置夹紧装置

工艺方法、工件构造、定位元件的结构与布置等因素都是夹紧装置中的重要因素。这就要求装置动作迅敏,操作简单,易于制作。足够的夹紧行程和装卸工件的间隙在装置装配中同样十分重要。斜楔机构、螺旋机构都是常见的夹紧结构。采用机动夹紧如液压、气动夹紧等都是常见的夹紧方式。本设计使用螺旋机构。由于螺旋机构其结构简单、自锁性能好、扩力比大并且夹紧行程不受限制,广泛应用于夹具的夹紧装置。

8.4 确定刀具的导向方式或对刀装置

选择钻套的型式和结构尺寸在钻具的选择中十分重要,合理地设置对刀装置需要在铣床的夹具装配中引起格外的注意,在镗的夹具选择中,要选择合适的镗套类型,镗模导向的布置方式也是十分重要的。

8.5 确定夹具体的结构类型

各种装置和元件连接在一起构成一个整体。因此夹具各种装置的布置及夹具与机床的连接在大体上决定了夹具具体的形状及尺寸。

对夹具体的要求:①准确度一定要好;②强度,刚度符合实验要求;③方便排屑;④结构要完美。

9 结束语

输出轴的工艺对材料和精度方面都有一定的要求,对夹持装置也有一定的要求。在工装设计中,根据图纸正确的编写程序。注意在加工前要提前对刀。掌握机床上各个按钮的作用,体会并掌握输出轴工艺与工装设计的重点内容和易错误的地方。尤其是在材料的选择上要根据实际情况来确定。定位基准的选择是输出轴工艺是否掌握的关键地方。注意机械坐标和工件坐标的差别。要弄清楚这两者之间的联系。不仅能使我们较好地选择一个定位基准,对于我们对输出轴的整体认识也是十分有帮助的。输出轴工艺的前提和基础是零件图,要能够准确绘画并处理相关问题。操作时,要认真、冷静,遇到突发情况,要具备一定的处理能力。