后桥轴机械加工工艺及专用夹具设计

摘要

本次毕业设计的课题是后桥轴零件的机械加工工艺规程及夹具的设计，本次毕业设计的目的主要是通过对后桥轴零件的机械加工工艺性的分析，包括毛坯选材制造方法、零件的工艺性分析、工艺卡片的编制、夹具的设计以及最后的论文撰写；设计方法主要是通过查阅相关书籍、文献，特别是关于机械加工工艺方面的专业书籍，通过分析零件在机器中的位置和共用，结合零件图纸的尺寸精度和技术要求等制定机械加工工艺路线，根据工艺路线选择加工设备、量具、刀具等要素。

本次毕业设计的设计路线主要如下：第一，首先绘制后桥轴零件的零件图；第二，初步拟定后桥轴零件的机械加工工艺路线；第三，根据零件图设计一套夹具，本次毕业设计我设计的夹具为钻两个直径为6mm孔的专用夹具；第四，根据机械加工工艺路线编制机械加工工艺卡；第五，编制说明书一份。

关键词：后桥轴工艺规程工艺卡片夹具

Abstract

The graduation design topic is the design of machining process planning and fixture rear axle shaft parts, the purpose of this graduation design is mainly through analyzing the machining process of rear axle shaft parts, including the blank material manufacturing method, parts of the process analysis, process card, fixture design and preparation finally the thesis writing; design method is mainly through consulting relevant books, literature, especially on the machining process of professional books, through the analysis of the position of parts in the machine and the common, combined with the drawing of parts size precision and technical requirements such as the development of mechanical manufacturing process, according to the process route of processing equipment, measuring tools, cutting tools factors such as.

The design route of the graduation design is mainly as follows: the first, the first draw back axle shaft parts drawings; second, the initial formulation of machining process route rear axle shaft parts; third, according to the design of a fixture parts diagram, the graduation design, I design the special clamp fixture for drilling two holes with a diameter of 6mm; fourth, according to the machining process route for the preparation of the machining process card; fifth, a compilation of instructions.

Keywords: The rear axle shaft specification process card fixture

摘要 2

第一章绪论 4

1.1机械制造的重要性 4

1.2夹具的发展历史 5

1.3小结 6

第二章零件的工艺性分析 7

2.1零件的作用 7

2.2后桥轴的结构分析 7

2.3后桥轴的技术要求 8

2.4确定毛坯类型 9

2.4.1确定毛坯类型的基本原则 9

2.4.2确定缸体毛坯类型 10

2.5确定毛坯余量 11

2.5.1毛坯余量的概念 11

2.5.2毛坯余量计算方法 11

第三章工艺规程设计 12

3.1加工阶段划分的作用 12

3.2制定加工方案即机械加工工艺路线的确定 14

3.2.1工序的合理组合 14

3.2.2工序的分散与集中 14

3.3工艺基准的选择 18

3.4工序计算 20

第四章夹具设计 37

4.1钻夹具概述 37

4.2夹具分析说明 38

4.3定位方案的选定 38

4.4夹紧方案的选定 39

4.5定位误差计算 42

4.5.1定位误差的概念 42

4.5.2定位误差计算 43

4.6切削力和夹紧力计算 44

第五章结论 45

参考文献 46

致谢 48

第一章绪论

1.1机械制造的重要性

机械设计制造及其自动化与机械制造行业的关系可以说是不可分割的，一个国家的制造业的发展主要取决于该国的机械设计制造专业的发展和进步，机械制造的自动化程度直接决定了该国的制造业水平，机械制造的自动化就是指在制造产品时依靠机器来操作的程度，对于当今比较流行的数控技术、人造机器人技术、电器自动化技术等都属于机械制造自动化的范畴，现在国内已经有很大一部分企业都拥有了一定程度的自动化生产设备，这绝对是得力于机械自动化专业的研究成果，为此我们必须将该项技术一直发展下去。

对于我们从事机械行业的学生来说，学好机械专业相关知识是非常重要的，这不仅决定了我们将来的发展方向而且对于提升自己的自身修养很有作用，这期间所涉及到的专业知识是非常之广泛的，机械类产品从毛坯成型、材料的热处理、金属切削加工等工序，最终成为我们所想要的零件，这个过程就称之为机械加工过程，包括刀具、量具、夹具等的设计，以及动力供应等辅助过程，在机械加工过程中通过切除零件毛坯与我们理想产品相比较多余的部分，这个过程直接影响我们最后所得到的产品的形状和尺寸，我们称之为直接生产过程，所有的机械产品都是由直接和辅助生产过程组成。

机械制造业所涉及的行业很广泛，包括纺织业、机械港口业、数控技术、运输机械技术、水利机械行业等等，机械制造业体现了一个国家的技术水平，体现一个国家的科研技术、是国民经济的支柱产业，是一个国家工业化的程度标志之一，但是相比于西方发达国家的机械制造水平来讲落后不止一年两年，而是几十年甚至更多。机械制造业是一个综合的技术，对于一个企业来讲没有先进的制造技术，必定在经济社会无法立足，必定会被其他优秀企业所取代，因此它并不限制在制造的本身，它所涉及的产品可以说是包罗万象，小到普通市民的衣食住行，大到一个国家的军事、国防，无处不体现机械制造水平。

机械制造技术水平的高低决定一个国家的经济命脉，我们可以从以下几个方面来阐述：

1、制造业技术高低决定了社会的发展程度；

2、科学技术的发展直接服务于制造业；

3、制造技术是所有工业的支柱；

4、国力和国防的后盾。

从上个世纪就开始发展的机械制造业，在经历了一个多世纪的发展后，现在的机械制造水平可以说是已经很高了，而且它的重要性也越来越得到体现，对我们的日常生活都有比较大得影响，这也对机械制造也的发展提出了更加严峻的挑战。

高科技和自动化为机械制造的发展指明了一个大的方向，可以说自动化已经成为各国对机械制造的发展目标，虽然这个名词没有确定的含义，但是目前国际公认的高水平高技术均是生产自动化，这不仅能够代表一个国家的制造业水平，而且对于人性化的生产过程来说是必不可少的，目前公认的先进制造技术是传统的机械制造业吸收和发展了电子、机械、运输等行业的精髓，吸收和消化了这些行业的技术，这样就集中了其他优势行业的成熟技术，使得先进的机械制造业成功吸收和发展了他们的优势。现在先进的机械制造也与电子、电气产业技术是不可分割的，现在的自动化是完全依赖于电气设备，也可以这样说，自动化程度的高低取决于电气化的程度，在过去比较流行的PLC技术，在快速发展的自动化技术下已经无法满足日益发展的社会进程，目前比较高度的就是伺服控制，现在发展的比较成熟的伺服控制技术在自动化技术的应用已经显而易见，是目前甚至将来的几十年之间无法替代的。

1.2夹具的发展历史

夹具最初在机械加工过程中只是起到夹持工件的作用，可以说夹具在过去只是发挥着他的最原始的功用。随着社会进程的不断发展，原始的夹具已经无法满足现代化的机械加工过程，现代讲究的是高效、低成本，这必将提升夹具在机械加工过程中的重要作用，现代的夹具不仅起到夹持工件的作用，还起到定位、夹紧等作用，好的夹具甚至能简化加工工序，使得加工变得更加简便、工序变得更加精简、同时也减少了机械加工的时间、降低了工人的劳动强度，现代夹具技术已经形成了独立的科目，可以说任何一个加工过程都离不开夹具，现在定位与元件、夹紧机构等得发展也使得夹具的发展更加快速、简便，可以说夹具的发展经历了简单到复杂到高精度。

1.3小结

本次的毕业设计中重要的一项就是夹具的设计，在设计的过程中我查阅了很多相关的书籍和论文著作，也利用了互联网技术，期间查阅了很多机械专业的相关知识，其中重要的一部分就是夹具的设计以及夹具设计应该注意的事项，期间也学到了很多书本上学不到的知识，我还利用实习的机会深入工厂一线，到车间参观工厂的工装夹具、这些都是厂里技术人员经过实际检验而制造的工装夹具，是经过实际验证的，期间我也询问过他们设计夹具的过程中应该注意的问题，这对于我之后设计夹具来说是很重要的一个过程。

第二章零件的工艺性分析

2.1零件的作用

后桥又称为驱动桥，是从变速箱第二传动的小锥齿轮开始至驱动轮以前的所有传动机构及其壳体的统称，由中央传动、转向机构或差速器、最终传动等部件组成。其主要功能是：将传动轴传来的发动机的动力传给驱动车轮，并进一步降低转速，增大扭矩；同时，将动力的旋转平面改变传动方向90度并分配到左右驱动轮，传递和承受底面推进力和其他反作用力。后前轴作为后桥的重要组成部分，主要用于安装齿轮、轴承、转向离合器等一些零部件，从而实现传递动力及改变动力旋转平面的功能。

2.2后桥轴的结构分析

一般轴类零件的常用材料是45钢，也可以是40Mn2、50Mn、40Cr钢，并根据需要进行正火、退火、调质、淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。在实际应用中可以根据轴的用途选用材料，后桥轴属于一般轴类零件，材料选用45钢，预备热处理采用正火，最后热处理采用局部高频淬火。轴类毛坯一般使用锻件和圆钢，结构复杂的轴类也可使用铸件。光轴和直径相差不大的阶梯轴一般以圆钢为主，外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴宜采用锻件毛坯，此时采用锻件毛坯可减少切削加工量，又可改善材料的力学性质，大批大量生产后桥轴毛坯通常采用模锻件，而单件小批量生产时采用自由锻。

后桥轴在工作时要承受着不断变化的载荷及其所产生的力矩作用，因此要求后桥轴必须具备强度高、刚性强、耐磨性好、热处理变形小等特点。分析后桥轴零件图可知，该零件为典型的轴类零件，其结构相对比较简单，主要加工表面有外圆柱面、螺纹、花键、沟槽等，且主要加工面精度要求较高，部分加工面的表面粗糙度甚至达到0.4.

结论

机械制造工艺的研究对象是机械产品的制造工艺，包括零件加工和装配两个方面，其指导思想是在保证质量的前提下达到高生产率、经济性（包括利润和经济效益）。课程的研究重点是工艺过程，同样也包括零件加工工艺过程和装配工艺过程。工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。各种机械的制造方法和过程的总称为机械制造工艺。工艺是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法。

这次后桥轴零件机械加工工艺及夹具的设计，对我来说是一次将理论和实践相结合的机会，未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。因此在设计过程中，需仔细分析、计算各种参数，确保拉刀设计的合理性、经济性、可加工性等。可以在今后的工作中在知识,能力和素质方面得到进一步提高。

参考文献

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