输出轴钳工加工工装设计由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“输出轴工艺与工装设计”。
高 职 毕 业 实 践 报 告
毕业综合实践报告
题目：输出轴钳工加工工装设计
姓 名 学 号 学 院 专 业 实 习 单 位 校内指导教师 企业指导教师
年 月 日
高 职 毕 业 实 践 报 告
摘要
钳工，是一门历史悠久的技术。随着科学技术的发展，很多钳加工工作已被机械加工替代，但也有许多工作是机器无法替代的，如机械产品的装配、维修、检验等都需要钳工去完成。
我实习的工厂有大量的输出轴钳工加工的工作，输出轴主要用于动力传输，本文针对输出轴的钳工加工用工装的方法进行设计，便于输出轴的钻孔加工，提高了输出轴的钻孔精确性。
关键词：钳工工装 夹具 输出轴的钻孔
高 职 毕 业 实 践 报 告
目 录
摘要.............................................................................................................................................................2 序
言.........................................................................................................................................................1输出轴的作用及简介................................................................................................................................1.1输出轴的作用.....................................................................................................................................1.2输出轴的结构特点、工艺，表面技术要求分析.............................................................................2 钳工工装的简介.......................................................................................................................................2.1钳工工装的作用.................................................................................................................................2.2钳工工装夹具特性分类.....................................................................................................................2.3钳工工装的装夹方法.........................................................................................................................3 输出轴钳工工装设计...............................................................................................................................3.1输出轴钳工工装基本方案确定.........................................................................................................3.1.1输出轴工装夹具定位方法..........................................................................................................3.1.2输出轴工装夹具夹紧方式..........................................................................................................3.2加工工装的材料选择.......................................................................................................................3.3输出轴钳工工装夹具设计方案...........................................................................................................设计小结.....................................................................................................................................................致谢.............................................................................................................................................................参考文献.....................................................................................................................................................高 职 毕 业 实 践 报 告
序
言
这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了输出轴钳工工装这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，增强了输出轴的精度。
本文是根据目前实际输出轴生产过程中，常常发生仅用通用夹具不能满足生产要求，或仅用通用夹具装夹工件进行生产时效率低、劳动强度大、加工质量不高、经常需要增加工序等问题，甚至一些工件没有通用夹具可以进行装夹，所以为这一系列特殊的工件设计了专用夹具，其设计方案主要包括夹具的定位方案、夹紧方案等。
此类夹具有良好的加工精度，针对性强，主要用于钳工加工输出轴工序。它具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化等特点，可以有效的减少工件加工所需的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和提高劳动效率。
高 职 毕 业 实 践 报 告
1输出轴的作用及简介
1.1输出轴的作用
输出轴主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一。其主要作用是传递转矩，使主轴获得旋转的动力，其工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩，是支撑传动零部件。因此，该零件需具有足够的耐磨性和抗扭强度。
1.2输出轴的结构特点、工艺，表面技术要求分析
图1.1 输出轴
轴类零件的加工通常采用三爪卡盘固定，三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹误差，其定心精度约为0.05—0.10mm左右。由于零件较长，常采用一夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另一端用尾座顶尖支撑，这样就克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，也可采用中心架作中间辅助支撑，适用于半精加工和精加工。
工艺方面，应按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原则，通常输出轴零件加工可按下述工艺路线进行:
高 职 毕 业 实 践 报 告
备料---模锻---车端面打中心孔---粗车外圆---调质---车端面修中心孔---高频淬火---精车外圆---粗磨---铣键槽---精磨
例如，从图示零件分析，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件。主要有φ55mm、φ60 mm、φ65 mm、φ75 mm、φ176 mm的外圆柱面、φ50 mm、φ80 mm、φ10 mm 4的内圆柱表面和10 mm个φ20 mm的孔和一个16 mm的键槽组成。为了保证输出轴旋转是的速度，表面粗糙度有较高的要求，外圆的粗糙度要求都为Ra1.25um, 内圆的粗糙度为Ra2.5um，其余为Ra20um。形位精度也比较高，为了外圆和外面零件的配合后受力均匀，φ55，φ60 的外圆的径向跳动量小于0.04mm，φ80的跳动量小于0.04mm，φ20孔的轴线的跳动量小于0.05mm，为了保证键槽和键的配合，键槽对φ55外圆的对称度为0.08mm。由于输出轴在工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强耐磨性和抗扭强度，要对输出轴进行调质处理，硬度为250HBS。
高 职 毕 业 实 践 报 告钳工工装的简介
在钻床上进行钻孔时,钻头的旋转是主运动,钻头沿轴向移动是进给运动。钻孔时先在钻的位置划出孔位的十字中心线,并打上中心样冲眼,要求冲眼要小,样冲眼中心与十字交差点重合。起钻时先在冲眼冲一小坑,观察孔位置是否正确,并不断借正,使浅坑与划线圆同轴。钻小直径孔或深孔时,进给量要小,并经常退钻排削,一面削阻塞而扭断钻头.钻孔。穿透时,进给用力必须减小,以防止进给量突然过大,增大切削抗力,造成钻头折断，或使工件随着钻头一起转动造成事故。为了使钻头散热冷却,减少钻头与孔之间的的摩擦和提高小钻头的寿命和改善空的表面质量,钻孔时要加住足够的切削液。
钻孔时注意要点: 严格遵守钻床的操作规程,严禁戴手套。
钻孔过程中需要检测时,必须先停车,然后才检测。
钻孔时平口钳的手柄端应放位置在钻床工作台的左向,以防转距过大造成平口钳落地伤人。
钻大孔时,先用小钻头钻孔,再用大钻扩孔。
所谓去毛刺，就是清除工件已加工部位周围所形成的刺状物或飞边。本文采用手工去毛刺的方式对工装材料进行去毛刺处理，其传统方式是用钢锉，砂纸，磨头进行打磨；而现在已用修边刀取代了这些传统的方法，使用起来简单方便，不需要技术处理，节约成本并且环保。
2.1钳工工装的作用
说到钳工工装，就不能不提到夹具。夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置，它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。应用机床夹具，有利于保证机床的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产。
所谓钳工工装就是以钳工作业的方式将工件在机床上或夹具上定位，夹紧的过程。定位即工件在机床或夹具上占据正确位置的过程；夹紧即为保持工件的正确定位而将工件夹牢的过程。在机床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠
高 职 毕 业 实 践 报 告
地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。铣床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。
所以钳工工装是提高工件加工精度的最有效方式之一。
2.2钳工工装夹具特性分类
目前中国常用夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。
（1）通用夹具
通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具。其优点是适应性强、不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而减低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产力较低且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。
（2）专用夹具
专用夹具是针对某一工件的某一道工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。特点是针对性强。适用与产品相对稳定、批量较大的生产中，可获得较高的生产率和加工精 度。
（3）可调夹具
夹具的某些元件可调整或可更换，已适应多中工件的夹具，称为可调夹具。它 通用可调夹具和成组夹具两类。
（4）组合夹具
组合夹具是由可循环使用的标准夹具零部件（或专用零部件）组装成易于连接和拆卸的夹具。根据被加工零件的工艺要求可以很快地组装成专用夹具，夹具使用完毕，可以方便地拆开。夹具主要应用在单件，中、小批多品种生产和数控加工中，高 职 毕 业 实 践 报 告
是一种较经济的夹具。
（5）自动线夹具
自动线夹具一般分为两种，一种为固定式夹具，它与专用夹具相似；另一种为随行夹具，使用中夹具随工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。
2.3钳工工装的装夹方法
（1）直接装夹：工件定位基准面与机床上的装夹面紧密贴合而定位，进而加紧的装夹方式称为直接直接装夹。
图2.1直接装夹方法
（2）找正装夹：以工件的有关表面或专门划出的线痕作为定位的依据，然后夹紧工件的装夹方式称为找正装夹。
图2.2找正装夹
（3）根据工件某一工序的加工要求设计，制造夹具，工件定位基准面与夹具上的定位面紧密帖合而定位，然后夹紧的装夹方式称为夹具装夹。
特点：易于保证定位精度，装夹所用时间段，利用提高生产效率。
高 职 毕 业 实 践 报 告
图2.3体框图
a-工件的加工面；b-工件定位基准面；c-夹具上定位元件的定位面；d-夹具的安装面；e-机床安装面；f-刀具切削形成面
高 职 毕 业 实 践 报 告输出轴钳工工装设计
3.1输出轴钳工工装基本方案确定
3.1.1输出轴工装夹具定位方法
工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次是选择合适的定位元件。工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副，以实现工件的六点定位。用定位元件选用时，应按工件定位基准面和定位元件的结构特点进行选择。
1．工件以平面定位
（1）以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉，以基准面粗糙不平或毛坯面定位时，选用圆头支承钉，侧面定位时，可选用网状支承钉。
（2）以面积较大、平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板定位元件，用于面定位时用不带斜槽的支承板，通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清除切屑。
（3）以毛坯面，阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定位元件。但须注意，自位支承虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作为一个支承点。
（4）以毛坯面作为基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承作定位元件。
（5）当工件定位基准面需要提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承作辅助定位元件，但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削力的地方。
2．工件以内孔定位
（1）工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件。圆柱定位销的结构和尺寸标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用。当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销。当工件圆孔端边缘形状精度较差时，选用圆锥定位销；当工件需平面和圆孔端边缘同时定位时，选用浮动锥销。
（2）在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位，为
高 职 毕 业 实 践 报 告
了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高时，常以孔和端面联合定位。因此，这类心轴通常是带台阶定位面的心轴，当工件以内花键为定位基准时，可选用外花键轴，当内孔带有花键槽时，可在圆柱心轴上设置键槽配装键块；当工件内孔精度很高，而加工时工件力矩很小时，可选用小锥度心轴定位。
3.1.2输出轴工装夹具夹紧方式
夹紧装置的组成夹紧装置的组成由以下三部分组成。（1）动力源装置
它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧两种。手动夹紧的力源来自人力，用时比较费时费力。为了改善劳动条件和提高生产率，目前在大批量生产中均采用机动夹紧。机动夹紧的力源来自气动、液压、气液联动、电磁、真空等动力夹紧装置。
（2）传力机构
它是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。传力机构的作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重要。
（3）夹紧元件
它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。2.夹紧装置的设计原则
在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：
（1）工件不移动原则
夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。（2）工件不变形原则
夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。
（3）工件不振动原则
对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。
（4）安全可靠原则
夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。
高 职 毕 业 实 践 报 告
（5）经济实用原则
夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好；操作方便、省力，使用性能好。
本工件根据生产率的要求，运用手动夹紧便可以满足。采用铰链连接V型块，另一端采用螺栓连接，通过拧紧螺母使V型块夹紧工件来实现夹紧。有效的提高了工作效率。V型块夹紧工件主要是为了防止工件在加工过程中受力的作用产生倾覆和振动，手动夹紧是可靠的，可以免去夹紧力的计算。
3.2加工工装的材料选择
该工装材料是HT200。考虑到该工装材料为不规则形状，结构比较的复杂，在加工过程中多半是在车床和铣床上，零件可以静止不动，但也有的回转运动，工装材料承受着交变载荷及冲击载荷，因此选用铸造件，也可以较好的保证零件的形状结构。
基本概念
①、铸件基本尺寸R 机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量。
②、尺寸公差CT 允许尺寸的变动量。
③、要求的机械加工余量RMA 在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对金属表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。单侧作机械加工时,RMA与铸件其他尺寸之间的关系如(4-1)表示。对圆柱形的铸件部分或在双侧机械加工的情况下，RMA要加倍，如（4-1）表示。对内腔作机械加工相对应的表达式如（4－1）表示。
R=F+RMA+CT/
2、R=F+2RMA+CT/
2、R=F-2RMA+CT/
2、F为最终机械加工后的尺寸
3.3输出轴钳工工装夹具设计方案
方案一
第一套夹具
本夹具结构简单，制作容易，一般用于输出轴的钻孔。采用一般的夹紧定位方
高 职 毕 业 实 践 报 告
式，操作易懂、方便，有利于节约加工时间。
我们需用∮35的钻头进行粗加工，再利用∮36的铰刀精加工，达到零件的∮36H7，位置度0.05，粗糙度1.6。
下图为该输出轴工装夹具的零件图、实体图
图4.1零件图
图4.2实体图
输出轴工装夹具使用说明
安装工件时，稍微松开螺母将V型块的U型口扯出，掀开V型块，将工件一侧
高 职 毕 业 实 践 报 告
面平放在底板上，靠紧小平面，伸长到定位销处，再将V型块夹紧工件，将U型口插入螺栓杆，用扳手拧紧螺母即可。
方案二
第二套夹具
本次的设计的夹具是---2-φ8的斜孔粗钻该夹具使用于Z302钻床。确定夹具方案
图4.3输出轴斜孔夹具方案
这道工序所加工的两个孔为斜孔与水平面夹角为30度两孔对称分布故在加工是应使此两孔的中心线与水平面垂直工件与夹具体底座成30度。工件底部是台阶孔故第一个φ104的孔与夹具体上的一高为10mm，直径约为104mm的圆柱凸台配合。圆柱凸台应小于孔直径φ104mm因为这样便于配合。这样工件夹紧就好设计了。
根据工件的结构特点看，装夹方案如上图 ：
如图所示：用两个凸台夹住零件，V型块限制其自由度，用螺栓将V型块固定在凸台上。夹具体的钻模板设计为铰链式钻模板并且带有特殊钻套，以有利于对工件的加工夹紧机构为移动式压板，置于斜孔两侧不会影响孔的加工。
高 职 毕 业 实 践 报 告
方案三
第三套夹具
本夹具适用于钻孔和去除毛刺，本工序需要去除孔内及槽的尖边毛刺，而需要让它高速旋转，定位相当困难。在轴上可以看出，小孔是中心孔，而需要去除毛刺的孔及槽与中心孔垂直，无法定位。
通过上面对零件的结构分析，我们利用轴上的中心孔及轴上的平面定位夹紧，将圆弧槽与电机夹头同心，实现高速旋转。下面是二维图示：
图4.4输出轴第三套夹具
高 职 毕 业 实 践 报 告
图中几个关键尺寸，偏心距19mm，定位销10mm，轴圆柱尺寸30mm，凸出夹头尺寸24mm.根据二维图绘制出视觉效果好的三维图：
工装简要介绍：左侧为夹头24，蓝色定位销为10，右端黑色为活动夹紧装置，可以活动。
图4.5输出轴去除毛刺的夹具
上图为夹紧零件后的图示。将工装夹紧在电机上高速旋转，轻松去除毛刺。工装的适用范围
（1）观察工装可以发现，左侧黑色活动夹紧装置，可以装夹主轴尺寸大小不一样的类似零件；
（2）工装的销子可以变化，可以变大变小，所以可以加工中心孔尺寸变化的类似零件。销子可以变化成螺钉，所以可以加工中心孔为螺纹的零件。
（3）逆向思考，如果没有圆弧槽，这个工装可以作为输出轴的钻孔工装。以此类推，可加
工同类有相同偏心距的轴类零。
高 职 毕 业 实 践 报 告
高 职 毕 业 实 践 报 告
设计小结
课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间略显得仓促一些。但是通过本次设计，从中得到的收获还是非常多的。三年时间里，我们在课堂上掌握的多是专业基础课的理论面，如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的设计就为我们提供了良好的实践平台。在做本次设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。一次次翻阅《机械设计手册》等书，是为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准。我们有扎实的理论基础，当然还要懂得如何将一个零件从看图纸到生产加工出来，选择最佳的制造方法及加工工艺路线，本次设计正是综合的体现。
钳工远远不止上面所述的这几项，它还涵盖了划线、錾削、锉削、研磨、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等等。钳工看似非常简单，但是和机械加工比较，它以手工为主，劳动强度大，足以磨砺一个人的意志，需要耐心才能完成。它可以完成机械加工不便加工或是无法完成的工作；同时设备简单，在机械加工和修配过程中是一个不可或缺的重要工种。
本次课程设计由于时间的仓促，还有许多地方有不足之处。又由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。
高 职 毕 业 实 践 报 告
致谢
本论文是在本校导师的亲切关怀和悉心指导下完成的。老师在完成繁忙的教学任务的同时来指导我的课题设计，老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此谨向段老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
毕业在即，回顾数载的生活，面对周围，心怀感恩。当失去勇气的时候，是室友的鼓励和师长的悉心指导让我坚强起来。在此谢谢曾经带教课程的所有老师以及在平时生活工作中指导我们的辅导员。也谢谢室友以及共同成长的同学。最重要的是感谢我的父亲母亲和哥哥姐姐在我经济上的和情感上的支持。
大学生活是人生财富中重要的部分之一，我在这里成长成熟，聆听了很多师长的智慧，也学习到很多朋友的优点，更多的是感恩那些帮助我成长的师长和同学。
最后，再次向我的父母和关心、帮助我的老师同学表示衷心地感谢。
高 职 毕 业 实 践 报 告
参考文献
[1]黄涛勋.《简明钳工手册（第三版）》吉林人民出版社.2007.82～136 [2]张锁荣.机修钳工实用手册.北京：北京理工大学出版社，1997.75～97 [3]成虹.最新轴承造型装配及磨工工艺技术实用大全.高等教育出版社.2001.137～179 [4]魏康民.机械制造工艺装备（第二版）.重庆大学出版社.2007 [5]崔令江.机械装配工艺(单行本)/机械加
设计题目 设计“CA6140车床输出轴”零件的机械加工工艺规程及工艺装备(生产纲领：5000件) 目 录 设计任务书„„3．课程设计说明书正文„4． 前言„„4．一，零件的工艺分析及生产类型......
所谓多轴数控机床是指在一台机床上至少具备第4轴。如四轴数控机床有3个直线坐标轴和1个旋转坐标轴，并且4个坐标轴可以在计算机数控（CNC）系统的控制下同时协调运动进行加工。五......
合同的签订对于维护劳动者的权益、促进劳动关系的稳定具有重要意义。那么一般合同是怎么起草的呢？下面是小编带来的优秀合同模板，希望大家能够喜欢!工装加工合同 工装合同篇一......
实验五轴加工中心实验五轴加工中心顾名思义就是用于实验用的一种五轴加工中心也叫数控机床，可以是教学实验室，可以是企业开发新产品中心等。现在在高校实训室慢慢被接受的一种......
轴类零件加工工艺一、轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其......
