車床尾座套筒加工工藝規(guī)程及夾具設計設計說明書

河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 目 錄 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 車床尾座套筒加工技術現(xiàn)狀及發(fā)展方向 . 1 1.2 本課題研究的目的、意義 . 3 1.3 課題的主要內容 . 4 第 2 章 車床尾座套筒的機械加工工藝規(guī)程設計 . 5 2.1 車床尾座套筒的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 . 5 2.1.1 車床尾座套筒概述 . 5 2.1.2 車床尾座套筒零件的技術要求 . 5 2.1.3 確定車床尾座套筒的生產(chǎn)類型和工藝特征分析 . 6 2.2 車床尾座套筒的材料和毛坯確定 . 7 2.2.1 車床尾座套筒毛坯材料、加工方法及技術要求 . 7 2.2.2 車床尾座套筒毛坯的尺寸公差和機械加工余量 . 8 2.2.3 繪制車床尾座套筒毛坯簡圖 . 9 2.3 擬定車床尾座套筒工藝路線 . 9 2.3.1 定位基準的選擇 . 9 2.3.2 表面加工方法的確定 . 10 2.3.3 加工階段的劃分 . 10 2.3.4 加工工藝路線方案確定 . 10 2.4 機床設備及工藝裝備的選用 . 12 2.4.1 機床設備的選用 . 12 2.4.2 工藝裝備的選用 . 12 2.5 加工余量、工序尺寸及其公差的確定 . 13 2.6 確定切削用量及時間定額 . 15 2.6.1 切削用量的計算 . 15 2.6.2 時間定額的確定 . 16 2.7 填寫工藝文件 . 17 2.8 工藝分析 . 19 第 3 章 機 床夾具設計 . 21 3.1 機床夾具設計概述 . 21 3.1.1 夾具的主要工作原理 . 21 3.1.2 夾具的作用 . 22 3.1.3 機床夾具的分類 . 22 3.1.4 專用機床夾具的組成 . 22 3.2 車床夾具設計 . 23 3.2.1 問題的提出 . 23 3.2.2 定位方案及定位元件選擇和設計 . 23 3.2.3 確定夾緊方式、設計夾緊機構 . 25 3.2.4 設計對刀元件、連接元件及夾具體 . 25 3.2.5 繪制夾具總圖及零件圖 . 26 3.2.6 夾具的使用說明及注意點 . 26 3.2.7 夾具的其他設計方案 . 26 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 3.3 磨床夾具設計 . 27 3.3.1 問題的提出 . 27 3.3.2 定位方案及定位元件選擇和設計 . 27 3.3.3 連接元件及夾具體 . 28 3.3.4 繪制夾具總圖及零件圖 . 29 3.3.5 夾具的使用說明及注意點 . 29 3.4 快速可調銑床夾具設計 . 30 3.4.1 問題的提出 . 30 3.4.2 定位方案及定位元件選擇和設計 . 30 3.4.3 確定夾緊方式、設計夾緊機構 . 31 3.4.4 設計對刀元件、連接元件及夾具體 . 32 3.4.5 繪制夾具總圖及零件圖 . 32 3.4.6 夾具的使用說明及注意點 . 32 第 4 章 結 論 . 33 致 謝 . 34 參 考 文 獻 . 35 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） I 摘 要 本次畢業(yè)設計針對車床尾座套筒工藝規(guī)程進行設計，涉及套筒的選材、確定毛坯和機械加工余量及工序尺寸與公差、擬定工藝路線、選擇工藝設備；并進行切削用量和時間定額的計算，填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡片。為了保證加工質量，提高生產(chǎn)效率，對關鍵工序進行夾具設計。本文對夾具的工作原理、作用、 分類和組成做了簡單概述；著重分析了工序特點和要求，根據(jù)結果確定定位方案，設計定位元件、夾緊機構、對刀元件和夾具體。因此，保證了加工精度和設計質量。 關鍵詞： 車床尾座套筒；工藝規(guī)程設計；夾具設計；生產(chǎn)規(guī)劃 ；計算河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒 論 1.1 車床尾座套筒 加工技術現(xiàn)狀及發(fā)展 方向 1.1.1 國內研究現(xiàn)狀 車床 尾座套筒現(xiàn)在已經(jīng)有很多可以供參考的工藝規(guī)程，但大多工藝規(guī)程過于籠統(tǒng)，要找到較為詳細的加工工藝規(guī)程和加工過程中所用的夾具很困難。很多廠家在新編寫加工工藝規(guī)程的過程中，雖然他們有大量的可以提供的參考加工工藝規(guī)程，但 還是要由技術人員添加很多詳細的加工過程、進行大量的計算和分析、新設計加工過程中所用的的夾具。同時由于我國的制造業(yè)落后，尤其在 CAD/CAM 方面落后與發(fā)達國家好幾十年，所以以上過程大多是技術人員手工完成的。這樣不僅浪費了大量的人力和物力，而且生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成本高，使的技術人員的大量時間和精力都用在了重復繁重的體力勞動上，從而限制了他們創(chuàng)造思維的發(fā)展。 國內有很多大的老牌機床廠雖然他們有比較成熟的加工工藝規(guī)程，而且生產(chǎn)效率相對其它小的廠家較高。根據(jù)我的總結這些大型國企還是有缺陷：一、為了減少競爭壓力，他們的 工藝規(guī)程大多是保密的不外瀉的。這樣雖然在一段時間內可以暫時保住他們的龍頭地位，但從長遠看它卻是阻礙我國制造也發(fā)展的，尤其在這個各種先進制造系統(tǒng)正在不斷孕育而生的時代。二、他們現(xiàn)在所用的工藝規(guī)程和夾具大多數(shù)是十幾年前甚至幾十年前的老工藝。這樣就使得新進的技術人員得不到鍛煉的機會，新進的設備得不到最好的使用，造成了人力物力的大量浪費。同時競爭力逐漸衰退，經(jīng)不起外界競爭的沖擊。 車床尾座 套筒 作為輔助支撐工件之用，存在著 生產(chǎn) 效率低、 生產(chǎn) 勞動強度大的缺陷，尤其是大批量生產(chǎn)，此問題更為突出。 國內車床現(xiàn)在大多采用頂尖式 心軸夾緊如圖 1。所以在制定車床尾座加工工藝過程中可以在夾具上有所創(chuàng)新，實現(xiàn)更高的定心精度。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 2 圖 1 頂尖式心軸 1 心軸 2 固定頂尖套 3 工件 4 活動頂尖套 5 快換墊圈 6 螺母 1.1.2 國外研究狀況 發(fā)達國家制造業(yè)比我國先進， CAD/CAM 技術發(fā)展相對較成熟。而且車床尾座套筒屬于典型零件的范疇，他們現(xiàn)在做機床尾座套筒加工工藝規(guī)程主要用 CAPP,、CAFD 完成，然后用人工做一些簡單的修改就可以完成了?，F(xiàn)在常用的變異型 CAPP系統(tǒng)主要是基于 成組技術（ GT）的。所謂成組技術（ GT）是一門生產(chǎn)技術科學，即利用事物相似性，把相似問題歸類成組，尋求解決這一類問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，從而節(jié)約時間和精力以取得所期望的經(jīng)濟效益。成組技術的核心問題是充分利用零件上的幾何形狀及加工工藝相似性組織生產(chǎn)，以獲得最大的經(jīng)濟效益。利用這樣的技術大大提高了生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期，也可以把技術人員從繁瑣重復的勞動中解放出來，能夠充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造性。但這門技術也有缺點：對一些非典型零件無法完成工藝規(guī)程設計；數(shù)據(jù)庫容量過大；計算機所生成的加工工藝 規(guī)程和夾具并不一定是最優(yōu)的方案。 同時，國外在創(chuàng)成試 CAPP 系統(tǒng)方面也有一定發(fā)展，這種系統(tǒng)可以定義為一個能綜合加工信息，自動為新的零件制定出工藝規(guī)程的系統(tǒng)，即根據(jù)零件信息，系統(tǒng)能夠自動提取制造知識，產(chǎn)生零件所需要的各個工序和工步的加工內容；自動完成機床、工具的選擇和加工過程的最優(yōu)化；通過應用決策邏輯，可以模擬工藝設計人員的決策過程。 由于一個真正的創(chuàng)成型 CAPP 系統(tǒng)是要求很高的，現(xiàn)在的技術很難達到完全創(chuàng)成，尤其對于一些較為復雜的零件，所以完全創(chuàng)成的 CAPP 系統(tǒng)應用范圍很小，只適用一些簡單的零件?，F(xiàn)在應用比較 廣泛的是半創(chuàng)成型 CAPP 系統(tǒng)，是將以上兩種CAPP 系統(tǒng)相結合，即采用變異型 CAPP 系統(tǒng)與自動決策相結合的方式。 CA6140 尾座箱的組成圖如圖 2。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 3 （ 3）發(fā)展方向 在新世紀里，隨著電子信息等高科技技術的發(fā)展以及市場需求的個性話與多樣化，先進制造技術正在向精密化、柔性化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化方向發(fā)展。 車床尾座套筒的生產(chǎn)效率也會隨著 CAD/CAM 技術和機床技術的發(fā)展不斷得到提高，隨著計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS）和并行工程（ CE）的迅速崛起，它的生產(chǎn)成本也會不斷降低。 1.2 本課題 研究的目的 、 意義 車床尾座套筒 加工工藝規(guī)程設計屬于一種典型零件的加工工藝規(guī)程設計，在編寫它的加工工藝規(guī)程的過程中涉及到熱處理、各類機床的選用、夾具設計等很多方面的知識，它綜合了機械制造技術基礎、材料成型、工程材料、夾具設計、機床概論等多門機械制造專業(yè)的主干專業(yè)課，因此在這個過程中不但可以使我加深以前所學的專業(yè)課的理解，也可以讓我把以前所學的一些專業(yè)課程融會貫通，起到溫故而知新的作用，為以后的繼續(xù)學習和深造打下堅實的基礎。 車床尾座套筒屬于一類典型的零件，掌握了它的加工工藝規(guī)程就等于掌握了 這一類零件的加工工藝規(guī)程。研究車床尾座套筒加工工藝規(guī)程就等于在研究一類零件的加工工藝規(guī)程，因此制定出一套經(jīng)濟的加工工藝規(guī)程意義深遠。這不緊影響到這一類零件的加工成本，還可以為將來 CAPP 系統(tǒng)的發(fā)展準備出一套最優(yōu)的檢索資料。 車床尾座套筒同時又屬于一種精度要求比較高的難加工零件，它包括高精度外圓表面加工、內圓表面加工、內錐面加工、鍵槽加工等，加工方法包括車削、鉆削、銑削、磨削等幾種應用最廣泛的加工方法，所以研究它的工藝規(guī)程有利于我們對幾種常用的加工方法有一個更深層次的了解。 基于以上的加工原因，本課題研究的目 的在于設計比較經(jīng)濟的工藝規(guī)程和設計一套專用的夾具，使得作為車床重要附件的尾座套筒能夠更好的便于機械加工為將來實現(xiàn)集成化生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 4 1.3 課題的主要內容 分析對比綜合現(xiàn)有車床尾座套筒加工工藝的基礎上，設計出高效的加工工藝規(guī)程和夾具設計方案，達到降低成本，提高生產(chǎn)效率的目的。 車床尾座套筒需求量大，所編寫的工藝規(guī)程主要適用于大量生產(chǎn)的情況使用。在加工過程中主要有一下問題： (1)車床尾座套筒屬于回轉件在以內圓為基準加工半精加工和精加工外圓面時裝夾固定必須使用夾具實現(xiàn)定心，因此在進行半精加工和精加工前必須分別設 計一套夾具； (2)由于套筒是回轉件，在銑床上銑鍵槽時沒有夾具無法實現(xiàn)定心和夾緊，所以在銑鍵槽前也要設計一套夾具；（ 3）國內車床尾座套筒生產(chǎn)工藝基本成型，要在前人基礎上提出一套更加優(yōu)化的方案也是一個很大的挑戰(zhàn)。 如圖 3 所示 是車床尾座套筒零件圖 設計的主要內容： 1) 車床尾座套筒零件圖和各部分所起的作用進行分析； 2) 各類機床加工工藝研究； 3) 重點對車床加工工藝進行研究； 4) 車床尾座套筒加工工藝規(guī)程設計； 5) 車床尾座套筒半精加工、精加工、銑鍵槽過程中所用到的定心夾具的設計 ； 6) 加工結束后檢驗過程的設計； 編寫加工工藝規(guī)程卡片 、夾具總圖設計、論文撰寫。 圖 3 車床尾座套筒 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 5 第 2 章 車床尾座套筒 的機械加工工藝規(guī)程設計 2.1 車床尾座套筒 的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1.1 車床尾座套筒 概述 車床尾座套筒 是 車床尾座箱 的重要零件。它的作用是 :一、用來安裝尾座套筒頂尖 ， 利用尾座套筒頂尖來頂緊工件，并和主軸卡盤一起起支撐作用，做為工件車削時的定位基準；二、莫氏四號錐孔可以安裝鉆頭、鉸刀、鏜刀，用來在工件上加工孔。 車床尾座套筒 在工作時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用， 而且它的精度直接影響工件的定位精度， 因此要求 車床尾座 套筒 具有強度高、剛度大、耐磨性好， 莫氏四號錐孔 表面加工尺寸精確，并且潤滑可靠。 2.1.2 車床尾座套筒 零件 的技術要求 圖 2.1 是 車床 尾座套筒 的簡圖，圖 2.2 是它的三維圖樣。 它是 常用的一種車床尾座套筒類型，有一個莫氏四號錐面 ，錐面可以用來插入后頂尖和其他加工刀具 ；平鍵槽是用來安裝平鍵的 ， 起導向作用 ，所以尾座套筒只能軸向移動，不能夠轉動；6 的小孔是排氣孔，主要用來排氣的； 與平鍵相對的半圓鍵主要也是用來導向的。 車床尾座套筒 的 結構 簡單 ，加工 尺寸精確、形位精度和表面質量要 求較高；剛性差， 定位和夾緊都比較困難，屬易變形的套筒 類零件。 車床尾座套筒的主要加工表面有：莫氏四號錐面 、外圓表面、內圓表面和鍵槽面 等。其機械加工的主要技術要求已標注在 零件圖上 ，但還應滿足下列加工要求： 1) 0 013.055 mm 外圓的圓柱度公差為 0.005mm； 2)莫氏 4 號錐孔軸心線與 0 013.055 mm 外圓軸心線的同軸度公差為 0.01mm； 3)莫氏 4 號錐孔軸心線對 0 013.055 mm 外圓軸心線的徑向 跳動公差為 0.01mm； 4)鍵槽 085.0035.08 mm 對 0 013.055 mm 外圓軸心的平行度公差為 0.025mm， 對稱度公差為 0.1mm； 5)錐孔涂色檢查其接觸面積應大于 75 ； 6)調質處理 28 32HRC； 7)局部外圓及錐孔淬火 45 50HRC。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 6 圖 2.1 車床尾座套筒 零件 簡 圖 圖 2.2 車床尾座套筒 三維圖樣 2.1.3 確定 車床尾座套筒 的生產(chǎn)類型 和工藝特征分析 零件的生產(chǎn)類型對工藝規(guī)程的制訂，具有決定 性的影響。 生產(chǎn)類型就是對企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。 不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的生產(chǎn)綱領來確定的。 生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃 3。零件在計劃期為一年的生產(chǎn)綱 領 N 可按下式計算： %1%1 baQnN （件 / 年） (2.1) 式中， Q 產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺 /年）； n 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 /臺）；a% 備品的百分率 ，取 2% 4%； b% 廢品的百分率 ，取 0.3% 0.7%。 本次設計的 CA6140 車床上的尾座套筒 ， 產(chǎn)品類型輕型機械 ， 年產(chǎn)量為 5000臺 /年，根據(jù)實際生產(chǎn)情況分兩批投產(chǎn) ，備品率 取 3%，而廢品率 取 0.5%。 依設計課河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 7 題知： Q=5000， n=1， a%=3%， b%=0.5%； 代入 式 (2.1)有： %1%1 baQnN = %5.01%3115000 =5175.75(件 /年 ) 根據(jù)計算結果，查機械制造技術基礎第 292 頁，表 7-33可確定 該 套 筒 零件 屬于輕型零件，其 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 由于零件機械加工工藝過程與其所采用的生產(chǎn)組織類型密切相關，所以在制定零件機械加工工藝規(guī)程時，應首先確定零件機械加工的生產(chǎn)組織類型。而生產(chǎn)組織類型又主要是與零件的年生產(chǎn)綱領有關?，F(xiàn)在所制定的車床尾座套筒生產(chǎn)類型主要針對大批量 生產(chǎn)的情況下制定的。因此車床尾座套筒的生產(chǎn)綱領及工藝特征如表 2-1。 表 2-1 車床尾座套筒生產(chǎn)綱領及工藝特征 生產(chǎn)類型 大量生產(chǎn) 工 藝 特 征 毛坯特點 廣泛采用模鍛，機械造型等高效方法，毛坯精度高、余量小 機床設備 及組織形式 廣泛采用自動機床、專用機床，采用自動線或專用機床流水線排列 夾具及尺寸保證 高效專用夾具，采用定程及在線自動測量來控制尺寸 刀具、量具 專用刀具、量具，自動測量儀 零件的互換性 全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨 工藝文件的要求 編制詳細的工藝規(guī)程、工序卡片、檢驗卡片和調整卡片 生產(chǎn)率 高 成本 低 發(fā)展趨勢 用計算機控制的自動化制造系統(tǒng)、車間或無人工廠，實現(xiàn)自適應 控制 2.2 車床尾座套筒 的材料和毛坯 確定 2.2.1 車床尾座套筒 毛坯 材料 、 加工 方法 及技術要求 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 8 選 擇毛坯應綜合考慮一下幾方面的因素： 零件材料及對零件力學性能的要求。圖紙上明確要求零件材料是 45 號鋼料，且零件力學性能要求較高，所以不管形狀簡單與復雜，套筒毛坯都應該選擇鍛件。如果零件材料是鑄鐵或青銅，毛坯就只能夠采用鑄造，而不是鍛造。 零件結構形狀與外形尺寸。 套筒外圓表面直徑均勻，所以可以選擇棒料。屬于小型零件，可以選用模鍛。 生產(chǎn)類型。車床尾座套筒生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，應選毛坯精度和生產(chǎn)率都較高的先進毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸精良接近零件的形狀、尺寸 ，以節(jié)約材料減少機械加工工作量，因此所節(jié)約的費用遠 遠超出毛坯制造所增加的費用，獲得好的經(jīng)濟效益。 生產(chǎn)條件。選擇套筒毛坯時應盡可能考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有的毛坯制造水平和設備情況、外協(xié)的可能性等。 充分考慮利用新工藝、新技術和新材料。 本次設計 套筒 采用的是 45 號 鋼。 由于該 套筒 在工作過程中要承受沖擊載荷 和摩擦 ，為增強 套筒 的 耐摩 強度和 抗 沖擊韌度，獲得更好的纖維組織，毛坯選用鍛件。又因為該 套筒 屬于輕型零件，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和鍛件精度，現(xiàn)采用模鍛 5方法制造毛坯。 其鍛造工藝過程為：將 棒料 80 165 坯料加熱至 1180 1240 ，經(jīng)模鍛 尺寸為 60 165 ；在壓床上切邊；再在模鍛錘上進行熱校正；最后經(jīng)熱處理消除內應力，調整其硬度值到 28 32HRC。 套筒 毛坯主要技術要求有： 1)熱處理： 正火 28 32HRC。 正火：指將鋼材或鋼件加熱到 或 （鋼的上臨界點溫度）以上， 30 50 保持適當時間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝。正火的目的：主要是提高 材料 的力學性能，改善切削加工性，細化晶粒，消除組織缺陷，為后道熱處理作好組織準備等。 2)棒料 端面對主軸中 心線的垂直度不大于 1mm； 3)棒料 彎曲不大于 1mm。 2.2.2 車床尾座套筒 毛坯的 尺寸公差 和機械加工余量 1.公差等級 由 套筒 零件的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2.用 鍛 造的毛坯 尺寸確定 鍛造后的毛坯尺寸應該為 60285mm， 選擇標準熱軋圓鋼 (GB/T 702-1986)，d=80mm， 根據(jù)體積相等的原則， 所選坯料尺寸為 80165mm,則滿足 1.25DH2.5D要求 。 3.鍛件形狀復雜系數(shù) 對 套筒 零件圖 進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 9 按照 圓形鍛件進行 處理 ；鍛件形狀復雜系數(shù)是鍛件重量 fm 與相應的鍛件外廓包容體重量 Nm 之比 ，即： NfmmS (2.2) 則此 套筒 零件的 1 NfmmS 根據(jù) S 值的大小，鍛件形狀復雜系數(shù)分為 4 級： S1 級 (簡單 )： 0.63S1； S2 級 (一般 )： 0.32S0.63； S3 級 (較復雜 )： 0.16S0.32； S4 級 (復雜 )： 0S0.16； 故該 套筒 的形狀復雜系數(shù)屬于 1S 級， 簡單 。 4.鍛件材質系數(shù) M 由于該 套筒 選用的材料為 45 鋼，其中碳的質量分數(shù) 4小于 0.65%，故該鍛件的材質系數(shù)屬 M1 級。 5.零件表面粗糙度 由零件圖可知，該 套筒 待加工表面中，粗糙度值既有大于等于 1.6m的，也有小于 1.6m的。 根據(jù)上述因素， 查 金屬切削 手冊 6表 1-8 有 該鍛件的 錯差公差為 1.8mm,殘留飛邊公差為 2.0mm,最大尺寸方向上的公差值為 8.0mm。 其機械加工余量為 主軸頸和連桿軸頸的余量取 7mm，法蘭盤外圓余量取 6mm,內孔直徑的加工余量取2.0mm， 水平方向單面余量為 3.0 4.5mm,徑 向 余量為 3.0 4.0mm。 2.2.3 繪制 車床尾座套筒 毛坯簡圖 結合加工的實際情況，綜合上面的數(shù)據(jù)，繪制毛坯簡圖如圖 2.3 所示。 圖 2.3 套筒毛坯簡圖 2.3 擬定 車床尾座套筒 工藝路線 2.3.1 定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后確定粗基準 7。 1)精 基準的選擇 選擇精基準時，應從整個工藝過程來考慮 ，如何保證工件尺寸精度和位置精度，并 使工件裝夾方便可靠，夾具結構簡單。選擇精基準應該遵循以下原則：（ 1）“基準重合”原則；（ 2）“基準統(tǒng)一”原則；（ 3）“互為基準”河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 10 原則；（ 4）“自為基準”原則。加工外圓表面時候應該遵循“基準統(tǒng)一”原則，采用 內 孔作統(tǒng)一基準加工各外圓表面，這樣可以保證個外圓表面之間較高的同軸度要求，并簡化夾具的設計和制造工作 。 2)粗基準的選擇 選擇粗基準時，應從零件加工的全過程來考慮。一是要考慮如何合理分配各加工表面的余量，二是要考慮怎樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置關系。夾一端粗車外圓至尺寸 58mm，長 200mm，車端面、鉆孔、擴孔。倒頭，夾 58mm外圓，車另外一端外圓、車端面、鉆孔。 2.3.2 表面加工方法 的確定 套筒 的主要加工表面有： 外圓表面、內圓表面及鍵槽 8等。根據(jù)曲軸零件圖 上各 加工表面的 尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，選定 加工 件各 表面的加工方法如表 2.1 所示。 表 2.1 曲 軸零件主要表面加工方案 加工表面 經(jīng)濟精度 表面粗糙度 Ra/m 加工方案 套筒 外圓 面 IT6 0.4 粗車粗磨精磨拋光 莫氏 4 號錐 面 IT6 0.4 粗 車 粗磨 精磨 拋光 套筒內 孔 右表 面 IT7 1.6 鉆擴 粗 鉸 精鉸 套筒內孔中表面 IT12 12.5 鉆擴 平鍵槽 IT7 0.8 粗銑半精銑 精銑 半圓鍵槽 IT8 3.2 粗銑半精銑精銑 2.3.3 加工階段的劃分 在選定了 車床 尾座套筒 主要表面的加工方法以后，還需要進一步確定這些加工方法在工藝路線中的安排順序，這就涉及到加工階段的劃分。對于精度要求較高的表面 ，總是先粗加工后精加工，但工藝過程劃分成幾個階段是對整個加工過程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。 考慮到 車床 尾座套筒 零件的技術要求，可以 將加工階段劃分成粗加工、半精加工、 精加工 和光整加工 幾個階段 9。 分析 車床尾座套筒 零件， 其工藝工程大致包括以下幾個階段：定位基準的加工；粗車外圓 表面 、端面 和鉆孔 ； 調質 28 32HRC； 擴孔、半精車外圓和倒角 ； 精車孔、槽和莫氏 4 號錐孔 ； 劃線 ； 銑平鍵和半圓鍵 ； 鉆孔 ； 修毛刺 ； 左端莫氏 4 號錐孔及160mm 長的外圓部分，高頻感應加熱淬火 45 50HRC； 研磨兩端 60 內錐面； 粗磨、精磨外圓和莫氏 4 號錐面 。 2.3.4 加工工藝路線 方案 確定 工藝路線方案 工序 1 棒料 80mm165mm 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 11 工序 2 鍛造尺寸 600mm285mm 工序 3 正火 工序 4 夾一端 粗車外圓尺寸 58mm，長 200mm，車端面見平即可。鉆孔20mm，深 188mm，擴孔 26mm深 188mm 工序 5 倒頭，夾 58mm 外圓并找正，車另外一端面外圓至 58mm，與上工序光滑接刀，車端面保證總長 280mm。鉆孔 23.5mm鉆通 工序 6 調質 28 32HRC 工序 7 夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面保證總長 278mm，擴26mm孔至 28mm，深 186mm，車右端頭 32mm60內錐面 工序 8 采 用兩頂尖裝夾工件，上卡箍，車外圓至 55 0.05mm 倒頭，車另外一端外圓，光滑接刀。右端倒角 245，左端 R3 圓角，保持總長 276mm 工序 9 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，車 025.0030 mm 孔至05.005.29 mm，深 44.5mm，車 34mm1.7mm槽，保證 3.5mm和 1.7mm 工序 10 倒頭，夾右端外圓中心架左端外圓，找正外圓，車莫氏 4 號內錐孔，至大端尺寸為 05.005.30 mm，車左端頭 36mm60 工序 11 劃 R2160mm槽線， 085.0035.08 mm200mm鍵槽線， 6mm孔線 工序 12 以 55 0.05mm 外圓定位裝夾銑鍵槽 085.0035.08 mm200mm，并保證0 2.05.50 mm（注意外圓加工余量）保證鍵槽與 0 013.055 mm 外圓軸心線的平行度和對稱度 工序 13 以 55 0.05mm外 圓定位裝夾銑 R2 深 2mm，長 160mm圓弧槽 工序 14 鉆 6mm孔，其中心距右端面為 25mm 工序 15 修毛刺 工序 16 左端莫氏 4 號錐孔及 160mm 長的外圓部分，高頻感應加熱淬火45 50HRC 工序 17 研磨 60內錐面 工序 18 夾右端外圓，中心架左托外圓，找正外圓，粗磨莫氏 4 號錐孔，留磨余量 0.2mm 工序 19 采用兩頂尖定位裝夾工件，粗磨 0 013.055 mm 外圓，留磨余量0.2mm 工序 20 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，精磨莫氏 4 號錐孔圖樣尺寸，大端為 269.31 0.05mm，涂色檢查，接觸面積應大于 75%。修研 60錐面 工序 21 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精車內孔 035.0030 mm 至圖樣尺寸，深 450.05mm，修研 60錐面 工序 22 采用兩頂尖定位裝夾工件，精磨外圓至尺寸 0 015.055 mm 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 12 工序 23 按照圖樣檢查各部分尺寸精度 工序 24 涂油入庫 2.4 機床 設備及工藝裝備 的選用 工藝 裝備 包括加工過程中所需要的夾具、量具、檢具、量儀、刀具、工具及輔助等，選擇機床及工藝裝備是制訂工藝規(guī)程的一個重要環(huán)節(jié)。機床和工藝裝備都是零件加工質量和生產(chǎn)率 的重要保證條件。同時，機床及工藝裝備的選擇，對零件加工的經(jīng)濟性也有較大的影響。為了合理地選擇機床及工藝裝備，必須對各種機床、工藝裝備的規(guī)格、性能等有較詳細的了解。 2.4.1 機床設備的選用 選擇機床等加工設備時，應做到以下四個適應： 1）所選機床的尺寸規(guī)格應與被加工零件的尺寸相適應。 2）所選擇機床的精度應該與被加工零件的工序加工要求相適應。 3）所選擇 機床的電動機功率應與工序加工所需切削功率相適應。 4）所選機床的自動化程度和生產(chǎn)率應與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應 。 2.4.2 工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡中應簡要寫出它們的名稱。本次設計車床尾座套筒的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所選用的夾具多為專用夾具。 1）機床夾具的選擇主要考慮生產(chǎn)類型。單件小批量生產(chǎn)應盡量選用通用夾具和機床自帶的卡盤和鉗臺、轉臺等；大批大量生產(chǎn)時，應采用高生產(chǎn)效率的專用機床夾具，如氣、液傳動的專用夾具。在推行計算機輔助制造、成組技術等新工藝或為提高生產(chǎn)效率時，應 采用成組夾具、組合夾具。夾具的制造精度應該與零件的制造精度相適應。 2）金屬切削刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸大小、工件材料、要求的加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等。在選擇時應盡可能采用標準刀具。在組合機床上加工時，由于機床按照工序集中原則組織生產(chǎn) ，考慮到加工質量和生產(chǎn)率的要求，可采用專用復合刀具，如復合擴孔鉆等，這不僅可以提高加工精度和生產(chǎn)率，其經(jīng)濟效果也十分明顯。自動線和數(shù)控機床所使用的刀具應著重考慮 其壽命期內的可靠性，加工中心機床所使用的刀具還要注意選擇與其相適應的刀夾 、刀套結構。 3）量具、檢具和量儀的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類型和要求的檢驗精度進行。對于尺寸誤差在單件小批量生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具（游表卡尺、千分尺等）；成批生產(chǎn)多采用極限量規(guī)，大量生產(chǎn)多采用自動化程度高的量儀，如電動或氣動量儀等，對于形位誤差，在單件小批量生產(chǎn)中 ，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐標測量機的；在成批大量生產(chǎn)中多采用專用檢具。 根據(jù)一般工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)的需要，同時 保證被 加工零件合河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 13 乎要求，現(xiàn)選用各工序所采用的設備如表 2.2 所示。 表 2.2 機床設備及工藝裝備 工序號 工序名 加工設備 刀具 量輔具 1 下料 鋸床 鋸條 游標卡尺 2 鍛造 液壓機 游標卡尺 3 熱處理 特種淬火機 4 粗車 CA6140 組 刀 游標卡尺 5 粗車 CA6140 組 刀 游標卡尺 6 熱處理 特種淬火機 7 車 CA6140、中心架 游標卡尺 8 半精車 CA6140 立 銑刀 游標卡尺 9 精車 CA6140、專用夾具 組 刀 游標卡尺 10 精車 CA6140、專用夾具 組 刀 游標卡尺 11 劃線 游標卡尺 12 銑 X62W、組合夾具 專用銑刀 游 標卡尺 13 銑 X62W、組合夾具、專用檢具 專用銑刀 千分尺 14 鉆氣 孔 Z512 組合夾具 深孔 鉆槍 游標卡尺 15 鉗 工人 工序號 工序名 加工設備 刀具 量輔具 16 熱處理 特種淬火機 17 研磨 研磨機 60砂輪 塞規(guī) 18 粗磨 M2110A 中心架 莫氏四號砂輪 游標 卡尺 、塞規(guī) 19 粗磨 M1432 磨床、專用夾具 外圓 砂輪 千分尺 20 精磨 M2110A 莫氏四號錐度塞規(guī) 莫氏四號砂輪 塞規(guī) 21 精車 CA6140 中心夾 高速鋼 車刀 游標卡尺 、 塞規(guī) 22 精磨 M1432 外圓砂輪 千分尺 23 檢驗 千分尺、塞規(guī) 24 入庫 涂油 2.5 加工余量、工序尺寸及其公差 的確定 1.尾座套筒 車 30 內 孔 （工序 4、 9 和 21） 的加工余量、工序尺寸及其公差的確定 按照 鉆 擴 半精車 精車 加工方案，查閱 加工余量手冊 ， 有精 車 余量Zjc=0.5mm； 半精車 余量 Zbjc=3.5mm；擴孔余量 Zk=6mm；鉆孔余量 Zz=20mm。查機械制造技術基礎課程設計指導教程 表 1-20 確定各工序尺寸的加工精度等級為，精 車 ： IT8； 半精車 ： IT10；擴孔： IT12；鉆孔： IT13。根據(jù)上訴結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各公步的公差值分別為，精 車 ： 0.025mm； 半精車 ： 0.05mm；擴孔： 0.18mm；鉆孔： 0.27mm。 綜上所述，該工序 加工該定位孔 各工步的工序尺寸及公差分別為，精 車 ：025.0030 mm； 半精車 ： 05.005.29 mm；擴孔： 18.0026 ；鉆孔： 27.0020 mm；它們的相互關系如 表 2.3 所 示。 為驗證確定的尺寸及公差是否合理，進行精加工余量校核： Zmax=30+0.025-29.5=0.525mm； Zmin=29.5+0.05-30=-0.45mm； 余量校核的結果河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 14 表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。 表 2.3 工序尺寸及公差計算 （單位： mm） 工序名稱 工序基本余量 工序精度 IT 標 冷公差值 T 工序基本尺寸 工序尺寸及偏差 精車 0.5 IT8 Tjc=0.025 30.00 30.0 +0.025 0 半精車 3.5 IT10 Tbjc=0.050 30-0.5=29.5 29.5 +0.050 0 擴孔 6 IT12 Tk=0.180 29.5-3.5=26 26.0 +0.180 0 鉆孔 20 IT13 Tz=0.270 26-6=20 20.0 +0.270 0 毛坯 30 20-20=0 2.套筒 外圓表面（工序 4、 5、 8、 19 和 22）的加工余量、工序尺寸及公差的確定 按照粗車 半精車粗磨 精磨 的加工方案，查閱 機械加工余量手 冊 ，有工序間的余量：精磨余量 Zj=0. 2mm；粗磨余量 Zcm=0.5mm； 半精車余量 Zbjc=2.5mm；粗 車余量 Zcc=2mm。查表選定各工序尺寸的加工精度等級為 ， 精磨： IT6；粗磨： IT8；半精車： IT9； 粗車： IT12。根據(jù)上述查詢到的結果，再 查對標準公差數(shù)值表可以確定各工步的公差值分別為， 精磨： 0.013mm；粗磨： 0.05mm； 半精車： 0.1mm；粗車： 0.28mm。 綜上所述，各工序的工序尺寸及公差分別為， 精磨： 0013.055mm；粗磨：0 05.02.55 mm； 半精 車： 0 10.05.55 mm；粗車： 0 28.058 mm。 它們的相互關系如表 2.4所示。 為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，現(xiàn)對加工余量進行校核。 Z4max=55.2 55 0.013=0.213mm； Z4min=55.2 0.05 55=0.15mm； Z3max=55.5 55.2 0.05=0.4mm； Z3min=55.5 0.10 55.2=0.2mm； Z2max=58 55.5 0.10=2.4mm； Z2min=58 0.28 55.5=2.22mm； 余量校核的結果表明，所確定的工序尺寸及公差是合理的。 表 2.4 工序尺寸及公差計算 （單位： mm） 工序名稱 工序基本余量 工序精度 IT 標 冷公差值 T 工序基本尺寸 工序尺寸及偏差 精車 0.2 IT6 Tjc=0.013 55.00 30.0 0 -0.013 半精車 0.3 IT8 Tbjc=0.050 55+0.20=55.20 29.5 0 -0.050 擴孔 2.5 IT9 Tk=0.100 55.20+0.3=55.50 26.0 +0.050 -0.050 鉆孔 2 IT12 Tz=0.280 55.50+2.5=58.00 20.0 0 -0.280 毛坯 5 IT14 Tmp =0.580 58+2=60.00 60 0.290 3.莫氏四號錐孔 （工序 5、 10、 16、 18 和 20）的加工余量、工序尺寸及公差 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 15 按照鉆孔 精車熱處理粗磨 精磨的加工方案，查閱機械加工余量手冊，有工序間的余量：精磨余量 Zj=0. 2mm；粗磨余量 Zcm=0.5mm；精車余量Zbjc=7mm；鉆孔余量 Zcc=23.5mm。查表選定各工序尺寸的加工精度等級為，精磨：IT7；粗磨： IT8；精車： IT9；鉆孔： IT11。根據(jù)上述查詢到的結果，再查對標準公差數(shù)值表可以確定各工步的公差值分別為，精磨： 0.020mm；粗磨： 0.05mm；精車：0.1mm；鉆孔： 0.20mm。 熱處理用高頻感應淬火， 淬火 方法 是將 工件 加熱到臨界溫度 Ac3（亞共析鋼）或 Ac1（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到 Ms 以下（或 Ms 附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高 莫氏四號錐面的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種 套筒 的使用要求。 對其他工序尺寸進行類似的計算，對于加工要求較高的工序尺寸及公差進行校核，所得結果參見 北華大學畢業(yè)設計工藝卡片上 的工序圖。 2.6 確定切削用量及時間定額 2.6.1 切削用量的計算 1.工序 4 和 5 粗 車 外圓 (1)工步 1 粗 車 外圓 1)背吃刀量的確定 取 套筒 外圓面的 ap1=2mm。 2)進給量的確定 參照切削加工簡明實用手冊 10的表 8-50，刀具材料為硬質合金 YT5，車刀刀桿尺寸 BH 取 2525mm 的，工件直徑按照 60mm,參照 機械制造技術基礎課程設計表 5-57 選取每轉進給量為 f=0.8mm/r。 3)切削速度的計算 根據(jù)表 5-60 選取切削速度 v=18m/min。 1000/dnv (2.3) 根據(jù)公式 (2.3)可求主軸轉速為 m in/5.9560m in /181 0 0 0 rmmmn ，參照 實用機械制造工藝設計手冊 表 10-7 所列 CA6140 車床 的主軸轉速，取轉速min/100 rn 。則可求得該工步的實際切削速度 m i n/84.181000/60m i n/1001000/ mmmrdnv (2)工步 2 鉆孔和擴孔 1）鉆孔 參照機械制造技術基礎課程設計表 5-21 選取 20 的錐柄麻花鉆；進給量參照機械制造技術基礎課程設計表 5-64 選取每轉進給量 f=0.4mm/r；參照機械制造技術基礎課程設計表 5-66 切削速度 v=18m/min。 2)切削速度的計算 根據(jù)公式 (2.3)得 m in/62.28620m in /181000 mmmn 參照 實用機械制造工藝設計手冊 表 10-7 所列 CA6140 車床 的主軸轉速，取轉速min/250 rn 。則可求得該工步的實際切削速度 m i n/7.151 0 0 0/20m i n/2501 0 0 0/ mmmrdnv 2.工序 7 車套筒右 端面， 擴 孔 ，車右端 60內錐面 (1)工步 1 車套筒右 端面 1)背吃刀量的確定 背吃刀量直接取為加工余量，故有背吃刀量 ap1=3mm； 2)進給量的確定 參照機械制造技術基礎課程設計表 5-32，按被加工端面河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 16 直徑為 60mm的 條件選取，工步 1 的每轉進給量 f取為 0.10mm/r； 3)切削速度的計算 參照該書表 5-32，切削速度 v 可取為 10m/min。切削速度 1000/dnv (2.3) 可求主軸轉速為 m in/9.5458m in /101 0 0 0 rmmmn ， 參照 實用機械制造工藝設計手冊 表 10-7 所列 CA6140 車床 的主軸轉速 ，取轉速 min/63 rn 。則可求得該工步的實際切 削速度 m i n/47.111000/58m i n/631000/ mmmrdnv 。 (2)工步 2 擴 孔 1)背吃刀量的確定 而工步 2 按照 表 5 21 選擇 28 錐柄麻花 鉆確定，取背吃刀量 ap2=d2 -d1/2=28-26/2=1mm。 2)進給量的確定 由該書表 5-22，可選取工步 2 的每轉進給量 f=0.25mm/r。 3)切削速度的計算 由表 5-22，根據(jù)工件材料為 45 鋼的條件選取，切削速度 v可取為 22m/min。由式 (2.3)可求得該工步鉆頭轉速 n=330.32r/min， 參照表 4-9 所列CA6140 車 床的主軸轉速，取轉速 n=320r/min。則可求得該工步的實際鉆削速度m i n/13.281000/28m i n/3201000/ mmmrdnv 3.工序 19 粗 磨 外圓 (1)背吃刀量的確定 依據(jù)工序尺寸及工序余量，取軸徑方向 ap1=0.3mm；縱向的背吃刀量 ap2=0.1mm。 (2)進給量的確定 參照使用機械制造工藝設計手冊表 5-58，工件磨削表面直徑按 55mm 選取，工件回轉的圓周速度取為 18m/min，則取工件每轉的縱進給量 f=0.5mm/r；采用切入的磨削方法。 (3)磨削速度的計算 參照金屬機械加工工藝人員手冊 13的表 10-213，取切削速度 v 為 25m/min 。 由 式 (2.3) 可 以 求 得 轉 速 為m in/76.14455m in /251000 rmmmn ， 查找機械制造裝備設計書中圖2-6（機床主傳動系統(tǒng)轉速圖），取轉速 n=150r/min。再將此轉速代入上面的公式，可以反求得該工序的實際磨削速度為 m i n/91.251000m i n /150551000/ mrmmdnv 。 對其他切削用量進行類似的計算，對于加工要求較高的工序尺寸及公差進行校核，所得結果參見北華大學畢業(yè)設計工藝卡片上的工序圖。 2.6.2 時間定額的確定 時間定額式在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定完成一道工序所需要的時 間消耗量。它是 安排生產(chǎn)計劃， 計算零件成本和企業(yè)進行經(jīng)濟核算的重要依據(jù)之一。合理確定時間定額能促進工人生產(chǎn)技能的提高和推動生產(chǎn)發(fā)展，因此，確定時間定額藥防止過緊和過松兩種傾向，應該 按平均先進水平來確定，并隨著生產(chǎn)水平發(fā)展不斷改善。 1.時間定額的組成 1）基本時間jt 直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能和相對位置關系所消耗的時間稱為基本時間。對切削加工、磨削加工而言，基本時間就是去除加工余量所花費的時間，可按下式計算 inf lllt j 21 (2.4) 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 17 求得。 公式中， l 為螺紋有效長度； l 1=(1 3)P， l 2=(2 3)P， P 為工件螺紋螺距； n 為工件或絲錐的每分鐘轉數(shù)； i 為使用絲錐的數(shù)量； n 0 為絲錐或工件回程 的每分鐘轉數(shù)。 2.輔助時間 tf 的計算 為實現(xiàn) 基本工藝工作所作各種輔助動作所消耗的時間，稱為輔助時間；例如，裝卸工件、開停機床、改變切削用量、測量加工尺寸、引進或退回刀具等動作所花費的時間。 確定輔助時間的方法與零件生產(chǎn)類型有關。在大批大量生產(chǎn)中，為使輔助時間規(guī)定得合理，須將輔助動作進行分解，然后通過實測或者查表求得各分解動作時間，再累計相加；在中小批生產(chǎn)中，一般用基本時間的百分比進行估算。 基本時間和輔助時間的總和稱為作業(yè)時間。 3.其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單 件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于本次設計為 套筒 的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間 tb 是作業(yè)時間的 2% 7%， 休息與生理需要時間 tx是作業(yè)時間的 2% 4%，本設計均取為 3%。 4.單件時間的計算 本工序的單件時間為上訴各項之和， Tdj=tj+tf +tb+tx 2.7 填寫工藝文件 將上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入 北華大學畢業(yè)設計工藝卡片 中 ，卡片分為 機械加工 工藝過程卡 （表 2-5） 和機械加工工序卡 （見附件） 前后兩部分 。 表 2-5 車床尾座套筒機械加工工藝過程卡片 工序號 工序名稱 工序內容 工藝裝備 1 下料 棒料 80mm165mm 鋸床 2 鍛造 鍛造尺寸 600mm285mm 3 熱處理 正火 4 粗車 夾一端粗車外圓尺寸 58mm，長 200mm，車端面見平即可。鉆孔 20mm，深 188mm，擴孔 26mm 深 188mm CA6140 5 粗車 倒頭，夾 58mm 外圓并找正，車另外一端面外圓至 58mm，與上工序光滑接刀，車端面保證總長 280mm。鉆孔 23.5mm 鉆通 CA6140 6 熱處理 調質 28 32HRC 7 車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面保證總長 278mm，擴 26mm 孔至 28mm，深186mm，車右端頭 32mm60內錐面 CA6140、中心架 8 半精車 采用 兩頂尖 裝夾工件， 上卡箍， 車外圓至 CA6140、心軸 （ a） 或河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 18 55 0.05mm。右端倒角 245，左端 R3 圓角，保持總長 276mm 者 心軸（ b） 9 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，車 025.0030mm 孔至 05.005.29 mm，深 44.5mm，車 34mm1.7mm 槽，保證 3.5mm 和 1.7mm CA6140、中心架 10 精車 倒頭，夾右端外圓中心架左端外圓，找正外圓，車莫氏 4 號 內 錐 孔 ， 至 大 端 尺 寸 為05.005.30 mm，車左端頭 36mm60 CA6140、中心架 11 劃線 劃 R2160mm 槽線，085.0035.08 mm200mm 鍵槽線， 6mm 孔線 12 銑 以55 0.05mm 外 圓定 位裝 夾 銑鍵 槽085.0035.08 mm200mm，并保證 0 2.05.50 mm（注意外圓加工余量）保證鍵槽與 0013.055mm 外圓軸心線的平行度和對稱度 X62W、專用銑床夾具(如圖 2.5) 13 銑 以55 0.05mm 外圓 和 085.0035.08 mm200mm 鍵槽 定位裝夾銑 R2 深 2mm，長160mm 圓弧槽 X62W、專用銑 床夾具（如圖 2.5） 14 鉆 鉆 6mm 孔，其中心距右端面為 25mm Z512 組合夾具 15 鉗 修毛刺 16 熱處理 左端莫氏 4 號錐孔及 160mm 長的外圓部分，高頻感應加熱淬火 45 50HRC 17 研磨 研磨 60內錐面 18 粗磨 夾右端外圓，中心架左托外圓，找正外圓，粗磨莫氏 4 號錐孔，留磨余量 0.2mm M2110A、中心架 19 粗磨 采 用 兩 頂 尖 定 位 裝 夾 工 件 ， 粗 磨 0013.055mm 外圓，留磨余量 0.2mm M1432A 20 精磨 夾右端外圓 ，中心架托左端外圓，找正外圓，精 磨 莫 氏 4 號 錐 孔 圖 樣 尺 寸 ， 大 端 為 269.31 0.05mm，涂色檢查，接觸面積應大于75%。修研 60錐面 M2110A、莫氏 4 號錐度塞 21 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精車內孔 035.0030mm 至 圖 樣 尺 寸 ， 深450.05mm，修研 60錐面 CA6140、中心架 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 19 22 精磨 采用兩頂尖 和心軸 C 定位 精磨外圓至尺寸 0015.055mm M1432、心軸（ c） 23 按照圖樣檢查各部分尺寸精度 24 涂油入庫 1-工件； 2-鋼球； 3-傾斜槽； 4-頂尖； 5-心軸； 6-軸套； 7-彈性支撐； 8-墊圈； 9-螺栓 圖 （ a） 1-工件； 2-定位套； 4-心軸； 6-墊圈； 7-彈性支撐 （ b） 1-擰緊螺母； 2-30錐塊； 3， 6-平鍵； 4， 8-有縫夾筒； 5-工件； 7-彈簧； 9-心軸 （ c） 圖 2.4 心軸 2.8 工藝分析 1）在安排加工工序時，應將粗，精加工分開，以減少切削應力對加工精度的影響。并在調質處理前進行粗加工，調質處理后進行半精加工和精加 工。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 20 2）車床尾座套筒 左端莫氏 4 號錐孔與右端 28mm、 30mm 孔，應在進行調質處理前鉆通，這樣有利于加熱和內部組織的轉變，使工件內孔得到較號的處理。 3）工序 8 粗車外圓時，可以采用專用心軸 (a)或者 (b)。如圖 2.4(a) ， 2.4(b)。 4）精磨 0013.055mm 外圓時， 采用專用心軸 (c)定位裝夾工件。如圖 2.4(c)。 5）工序 18 以后 ，再采用中心架托夾工件外圓時，由于鍵槽 085.0035.08mm 的影響，這時應配做一套筒配合中心架的裝夾 ，以保證工件旋轉平穩(wěn)，不發(fā)生震動。 6） 0013.055mm 外圓軸心線是工件的測量基準，所以磨削莫氏 4 號錐孔時，定位基準必須采用 0013.055mm 外圓。加工時還應找正其上母線與側母線之后進行。 7）加工 085.0035.08mm 鍵槽時，應在夾具上設置對稱度測量基準，在加工對刀時，可邊對刀邊測量，以保證鍵槽 085.0035.08mm 對 0013.055mm 外圓軸心線的 對稱度。 8）為了保證 R2 半圓槽和 085.0035.08mm 鍵槽的對稱度。如圖 2.5，在夾具定位塊 4上開一個 8 的孔，將工件 1 夾在 V 形塊 2 內，在 8 的孔中插入滑配銷子 5，將工件銑好的鍵槽 085.0035.08mm 卡在銷子 5 上在夾緊，再銑 R2 半圓槽。 圖 2.5 銑鍵槽夾具 9） 0013.055mm 外圓的圓柱度檢驗，可將工件外圓放置在標準 V 形塊上（ V 形塊放在標準平板上），用百分表測量出外圓點的圓柱度值，然后再算出圓柱度值（圖2.6）。也可以采用偏擺儀方法，先測出工件的圓柱度值，然后計算出圓柱度值。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 2.6 在 V 形塊上檢測工件的圓度值 10） 085.0035.08mm 鍵槽對稱度的檢驗，采用鍵槽對稱度量規(guī)進行檢查（圖 2.7） 。 a) b) 圖 2.7 鍵槽對稱度量規(guī) a)內孔鍵槽量規(guī) b)外圓鍵槽量規(guī) 11）用標準莫氏 4 號錐塞規(guī)涂色檢查工件的錐孔，其接觸面積應大于 75%。 第 3 章 機床夾具設計 3.1 機床夾具設計概述 機械制造業(yè)中 廣泛采用能迅速把工件固定在準確位置或同時能確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝置統(tǒng)稱為夾具 14。在金屬切削機床上采用的夾具稱為機床夾具。夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質量、工人勞動強度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。因此夾具設計是機械加工工藝準備和施工中的一項重要工作。 3.1.1 夾具的主要工作原理 (1)使工件在夾具中占有準確的 加工位置。這是通過工件各定位面與夾具的相應定位元件的定位工作面 接觸、配合或對準來實現(xiàn)的。 (2)夾具對于機床應先保證有準確的相對位置，而夾具結構有保證定位元件的定位 工作面對夾具與機床相連接的表面之間的相對準確位置，這就保證了夾具定位工作面相對機床切削運動形成表面的準確幾何位置，也就達到了工件加工面對定位基準的相互位置精度要求。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 22 (3)使刀具相對有關的定位元件的定位工作面調整到準確位置，這就保證了刀具在工件上加工出的表面對工件定位基準的位置尺寸。 3.1.2 夾具的作用 夾具是機械加工中不可缺少的一種工藝裝備，它能起到下列作用： (1)保證穩(wěn)定可靠地達到各項加工精度要求； (2)縮短加工工時，提高勞動生產(chǎn)率； (3)降低生產(chǎn)成本； (4)減輕工人勞動強度； (5)可由較低 技術等級的工人進行加工； (6)能擴大機床工藝范圍。 3.1.3 機床夾具的分類 根據(jù)機床夾具的應用范圍和特點，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調夾具和成組夾具等類型。 (1)通用夾具 該類夾具使用時無需調整或稍加調整，就可適應多種工件的裝夾，因而被廣泛用于單件小批生產(chǎn)之中。 (2)專用夾具 它是指專門為某一工件的某道工序而設計的，一般不能用于其他零件或同一零件的其他工序。專用夾具適用于定型產(chǎn)品的成批大量生產(chǎn)。 (3)通用可調夾具和成組夾具 它們的共同點是，在加工完一種工件后，只須對夾具進行適當調整或 更換個別元件，即可用于加工形狀、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。 (4)組合夾具 是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準備好的通用的標準元件和部件組合而成的夾具。它具有組裝迅速、周期短、能反復使用的特點，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。 3.1.4 專用機床夾具的組成 機床夾具一般由以下幾個部分組成： (1)定位元件 用于確定工件在夾具中的位置。 (2)夾緊裝置 用于工件定位后的夾緊。 (3)對刀、導引元件或裝置 用于確定刀具相對于夾具定位元件的位置。 (4)連接元件 用于確定夾具 本身在工作臺或機床主軸上的位置。 (5)夾具體 用于將夾具上的各種元件和裝置連接成一個有機的整體。 (6)其他裝置或元件 如用于分度的分度元件 ， 用于上下料的上下料裝置等。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 23 3.2 車床 夾具設計 3.2.1 問題的提出 本次設計中 ，工序 8 中， 采用 兩頂尖 裝夾工件， 上卡箍， 車外圓至 55 0.05mm倒頭 ，車另外一端外圓，光滑接刀 。右端倒角 245，左端 R3 圓角，保持總長 276mm。在半精車 55 0.05mm 外圓表面的時候，需要裝 夾兩次，然后光滑接刀。這樣不僅浪費時間，兩次裝夾過程中還會存在位置誤差，嚴重降低了成產(chǎn)效率，因此這樣的加工方式在大量生產(chǎn)過程中不可用。 設計的任務是設計出保證該工序加工要求，滿足加工精度的機床夾具，提高生產(chǎn)率和降低成本。該夾具應操作方便，工作安全可靠，減輕工人勞動強度，具有良好的結構工藝性。 3.2.2 定位方案及定位元件選擇和設計 1.定位方案的選擇 加工該定位面時需要限制其上的自由度。 在兩端孔上采用內 圓表面定位方案，同時考慮到內圓表面未經(jīng)過精加工，表面粗糙度達不到線面接觸的定位要求，為了提高定位精度，可 以采用 點接觸 卡緊管件粗糙內壁的方法定位 。夾具 可以限制該 套筒上的 五 個自由度（ 2 個轉動和三 個軸向移動運動副）；并在靠近 左端面 處采用軸向支撐 ， 主要有緩沖和軸向夾緊作用 ，最后 再 采用活動頂尖頂緊套筒右端 。因此以該 套筒內壁 作為定位基面，以 套筒 軸心 線作為定位基準。 綜上，總共限制了六個自由度，滿足了機械加工定位夾緊的要求，同時沒有過定位和欠定位現(xiàn)象出現(xiàn)，屬于合理的定位方案 ，該 方案可行。 2.定位元件設計 為了 點接觸卡緊管件粗糙內壁 ，可以用 三個鋼球接觸實現(xiàn)三點自動定心夾緊 ， 如圖 3.1 是 用鋼珠卡緊管件粗糙 內壁的方法，可以用其 對內壁高低不平達 2.5mm的 工件 車外圓。心軸 5 的外套 6 內有三個位于傾斜槽 3 內的鋼珠 2， 操作時， 用手反轉套筒卡緊后，用尾座頂尖頂緊，既可以進行外圓車削，卡緊力隨著車削力的增加而增加，故不會松動。 當管料 1 有尾座頂尖 4 頂在支撐 7 上后， 由于支撐 7 有彈性， 工件 在車削中發(fā)熱不影響車削過程。 圖 3.2 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 24 圖 3.1 3.定位誤差分析計算 心軸水平放置，如圖 3.2， ， 工件以 28mm圓孔在水平放置的心軸上定位，現(xiàn)要車削 58mm 的外圓，要求保證外圓尺寸為 55.5 0.05mm。由于尺寸 55.50.05mm 的工序基 準與定位基準都是定位孔的軸線，基準式重合的， 則基準不重合誤差 0 BP 。對于基準位移誤差， 由于工件定位孔和心軸式點接觸不存在間隙，所以基準位移誤差只 受 心軸制造誤差的影響， 使心軸的中心線與孔的中心線不重合，引起定位基準發(fā)生了偏移， 取 心軸 和鋼球定位的同軸度誤差為 0.05mm，則心軸的軸心線 和 孔的軸心偏移最大 值 為 h=0.05mm。 即工序尺寸 55.5 0.05mm的定位誤差為 mmhhhd 05.0)( 在上面的式子中， mmhd 05.0)( ， 則 55.5 0.05mm 尺寸的定位誤差為0.10mm，所以 mmhhhd 05.0)( mmdT 10.0)( 。 因此，定位方案合理。 7 6 5 1 8 9 4 1 2 3 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 25 3.2.3 確定夾緊方式、設計夾緊機構 如圖 3.1 用鋼珠卡緊管件粗糙內壁的方法，可以用其對內壁高低不平達 2.5mm的管料車外圓。心軸 5 的外套 6 內有三個位于傾斜槽 3 內的鋼珠 2，當管料 1 有尾座頂尖 4 頂在支撐 7 上后 ，用手反轉管料卡緊后，既可以進行外圓車削，卡緊 力 隨著車削力的增加而增加，故不會松動。由于支撐 7 有彈性，管料在車削中發(fā)熱不影響車削過程。 如圖 3.3 為加工時候車刀位置示意圖。 3.2.4 設計對刀元件、連接元件及夾具體 車床 在車削外圓過程中對刀比較簡單，因此不需要設計對刀元件。 如圖 3.4，夾具體通過莫氏 6 號錐面和 CA6140 主軸孔相連接實現(xiàn)定位，通過錐體斷面的螺紋孔固定夾緊在車床主軸上；心軸 5 和支撐 7 通過螺紋連接 ；心軸 5和鋼球通過傾斜槽連接和外套 6 防止鋼球掉出，外套 6 通過螺栓固定。 圖 3.4 圖 3.3 7 6 5 1 8 9 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 26 3.2.5 繪制夾具總圖及零件圖 夾具總圖繪制步驟如下： (1)根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關系，分別畫出其輪廓線； (2)安排定位元件； (3)布置夾緊裝置； (4)布置對刀元件、連接元件、設計夾具體并完成夾具總圖。 在完成夾具總圖的同時，對重要零部件繪制其圖紙，以上圖紙均應標注必要的尺寸、公差與配合，并注寫技術條件等。 具圖樣見附帶的圖紙。 3.2.6 夾具的使用說明及注意點 此次設計的夾具具有 自動定心和夾緊功能 ，這就意味著它還適用于其他規(guī)格的套筒車外圓表面 的加工，當然本次設計的側 重點不在這方面。有興趣的人員可以進行這個方向的探索。該 內壁定位車削外圓夾具在車削力的作用下實現(xiàn) 自動定心 ，自動定心夾緊 機構共 3 部分組成，他們各自都用 莫氏錐孔 與機床 連接， 各部件間用螺紋連接，三個鋼球 可以在 斜 槽內移動，以適應加工不同規(guī)格 套筒外圓表面 的需要。如圖 3.1 本次設計加工 外圓 面時 是通過 夾緊粗糙 內壁 的 夾緊機構， 因此 定心機構 選擇鋼球的點接觸比較號，這樣可以減小內壁粗糙度對定位精度的影響 。操作時， 用手反轉套筒卡緊后，用尾座頂尖頂緊，既可以進行外圓車削，卡緊力隨著車削力的增加而增加，故不會松動。 夾具設計的注意點： 1.自動定心機構主要由 傾斜槽、心軸、鋼球 及螺桿等部分組成。 鋼球 起到既定位有夾緊的雙重作用，其 直徑 方向的尺寸，應根據(jù) 套筒內孔的直徑 的最大值與最小值來確定，以保證適應加工多種規(guī)格的 套筒外圓表面 。 2.定心機構的 莫氏六號錐面 ， 它直接與主軸莫氏六號錐孔配合，尾部用一帶螺紋的拉桿通過螺紋孔拉緊固定， 以保證 夾具在工作 時， 不會松動。莫氏六號錐面能夠 達到自動定心的要求。 3.夾具的斷面 夾緊機構，選擇 尾座頂尖錐度 時， 要根據(jù)套筒與頂尖的配合面的錐度來選擇， 套筒另外一斷面用彈性支撐 7 來定位和卡緊，選擇彈性支撐有緩沖切削力和保護 工件的作用 。 3.2.7 夾具的 其他設計方案 以上夾具使用方便，能夠大大提高零件的生產(chǎn)效率，但心軸和傾斜槽形狀太復雜，制造太困難，而且夾具生產(chǎn)成本太高?；谝陨显?，為了減少夾具的制造成本，又設計了另外一套方案。如圖 3.5 也 是用鋼珠卡緊管件粗糙內壁的方法，可以用其對內壁高低不平達 2.5mm的管料車外圓。心軸 4 的外套 2 內有三個位于圓柱孔內的鋼珠 3， 操作時， 用轉動活動錐塊 5 卡緊工件后，用尾座頂尖頂緊心軸右端，河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 27 既可以進行外圓車削。當工件 1 有活動錐塊頂在支撐 7 上后，由于支撐 7 有彈性，工件在車削中發(fā)熱不影響車削過程。 3.3 磨床夾具設計 3.3.1 問題的提出 本次設計，工序 22 采用兩頂尖定位裝夾工件，精磨外圓至尺寸 0 013.055 mm 如圖 3.6 磨外圓 面的相關加工要求為：保證 外圓 尺寸 0 013.055 mm，粗糙度要求 0.4m。已知工件材料為45 鋼，毛坯為鍛件，選用機床為M1432 磨床 。 設計的任務是設計出保證該工序加工要求，滿足加工精度的機床夾具，提高生產(chǎn)率和降低成本。該夾具應操作方便，工作安全可靠 ，減輕工人勞動強度，具有良好的結構工藝性。 3.3.2 定位方案及定位元件選擇和設計 1.定位方案的選擇 加工該定位面時需要限制其上的自由度。在 套筒內孔采用心軸面接觸定位 ，則 1-工件； 2-外套； 3-鋼球； 4-心軸； 5-活動錐； 6-墊圈； 7-彈性支撐 圖 3.5 圖 3.6 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 28 可以限制該曲軸上的的四個自由度（兩個轉動和兩個軸向移動運動副）；并在靠近斷面 處采用軸向定位塊，限制其中的一個移動副，最后 再 采用自動定心 夾緊 機構在套筒內壁 處，配合左右兩端的夾具部件，限制另外一個轉動副。因此以該 套內壁 作為定位基面，以 套筒 軸心 線作為定位基準。 綜上，總共限制了六個自由度，滿足了機械加工定位夾緊的要求，同時沒有過定位和欠定位現(xiàn)象 出現(xiàn)，屬于合理的定位方案 ，該 方案可行。 2.定位元件設計 為了限制 該零件上 的四個自由度， 同時要滿足定位精度可靠，在結合套筒內圓部分結構可以用兩個有縫夾筒（如圖 3.7） 組合 裝置在兩端 內孔 配合進行限制，限制沿 Y、 Z 方向的移動副和繞 Y、 Z 方向的轉動副；為了限制沿軸向的一個移動副，可以用一個軸向定位塊來限制；為了限制繞 X 方向的轉動副，采用 有縫夾筒 自動定心 夾緊 機構，利用兩個 有縫夾筒 起到既定位又夾緊的作用，加以限制。 3.定位 精度 分析 由工序圖可知，由于工序基準 和定位基準重合，則基準不重合誤差 0 BP 。 套筒外圓表面精度和位置精度都要求很高，而且套筒 內壁 已經(jīng)完成精加工 ，所以可以作為精加工的定位面， 有縫夾筒 與工件間通過線接觸實現(xiàn)定位，定位精度高，可以通過這樣定位加工出來的零件可以滿足工序精度要求。 因此，定位方案合理。 3.3.3 連接元件及夾具體 (a) (b) 圖 3.7 有縫夾筒 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 29 根據(jù) 有縫夾筒內 表面形狀， 心軸形狀 如圖 3.8。 心軸材料選擇 Q235。心軸左端螺紋用來安裝調節(jié)螺母（如圖 3.9），通過旋動調節(jié)螺母可以 控制夾緊力；小軸徑上的鍵槽用來安裝活動錐塊（如圖 3.10），對錐塊其導向作用；大軸徑上的鍵槽用來 安裝有縫夾筒，防止有縫夾筒轉動。 3.3.4 繪制夾具總圖及零件圖 夾具總圖繪制步驟如下： (1)根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關系，分別畫出其輪廓線； (2)安排定位元件； (3)布置夾緊裝置； (4)布置對刀元件、連接元件、設計夾具體并完成夾具總圖。 在完成夾具總圖的同時，對重要零部件繪制其圖紙，以上圖紙均應標注必要的尺寸、公差與配合，并注寫技術條件等。 3.3.5 夾具的使用說明及注意點 此次 設計的夾具 是專用夾具，只適合尾座套筒精磨外圓表面使用 。 夾具定位精度和高，完全可以圖紙尺寸精度和形狀精度要求。 該 磨床 夾具由 兩個有縫夾筒定心和 一個螺紋夾緊 機構共 3 部分組成，他們 通過心軸兩端的錐孔和外圓磨床的頂尖與機床連接。操作時，先把 心軸 放入 套筒中心孔 里。然后轉動 調整螺母 ，從而帶動 活動錐塊 移動， 使有縫夾筒膨脹 ,完成自動 夾緊定心 。同時 固定夾具使夾具不繞主軸轉動 ，便可以 磨削外圓 面了 。 夾具設計的注意點： 1.自動定心機構主要由心軸、有縫夾筒、活動錐塊及調節(jié)螺母等部分組成。心 圖 3.9 調節(jié) 螺母圖 3.10 活動錐塊 圖 3.8 夾具心軸 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 30 軸上的活動錐塊 和有縫夾筒起到既定位有夾緊的雙重作用，有縫夾筒的外圓的尺寸，應根據(jù)套筒的內孔形狀和尺寸來確定，以保證定位精度的可靠。 2.定心機構的鍵槽，一個用來對活動錐塊起導向作用，另一個用來對量個有縫夾筒起導向作用，鍵槽和鍵均為標準件。 1-擰緊螺母； 2-30錐塊； 3， 6-平鍵； 4， 8-有縫夾筒； 5-工件； 7-彈簧； 9-心軸 圖 3.11 夾具使用說明圖 3.4 快速可調銑床 夾具設計 3.4.1 問題的提出 本次設計 ， 工序 12 和工序 13 銑 兩個堆成的鍵槽 相關加工要求為： 以 55 0.05mm 外圓定位裝夾銑鍵槽 085.0035.08 mm 200mm，并保證 0 2.05.50 mm（注意外圓加工余量）保證鍵槽與 0 013.055 mm 外圓軸心線的平行度和對稱度 ；以 55 0.05mm 外圓定位裝夾銑 R2 深 2mm，長 160mm 圓弧槽 。已知工件材料為 45 鋼，毛坯為鍛件，選用機床為 X62W 臥式萬能銑床。 設計的任務是設計出保證該工序加工要求，滿足加工精度的機床夾具，提高生產(chǎn)率 和降低成本。該夾具應操作方便，工作安全可靠，減輕工人勞動強度，具有良好的結構工藝性。 3.4.2 定位方案及定位元件選擇和設計 1.定位方案的選擇 加工該定位面時需要限制其上的自由度。采用外圓表面定位方案，則可以限制該 套筒 上的的四個自由度（兩個轉動和兩個軸向移動運動副）；并在一端處采用軸向定位塊，限制其中的一個移動副，最后 再 采用自動定心機構，配合左右兩端的夾具部件，限制另外一個轉動副。因此以該 套筒的外圓表面 面作為定位基面，以 套筒的 軸 心 線作為定位基準。 綜上，總共限制了六個自由度，滿足了機械加工定位夾緊的要求， 同時沒有過定位和欠定位現(xiàn)象出現(xiàn)，屬于合理的定位方案 ，該 方案可行。 2.定位元件設計 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 31 圖 3.12 加工工序簡圖 為了限制 該零件上 的四個自由度，可以用兩個 長 V 形塊 組合 裝置 （其底座用鑄鐵制造， V 型塊 15的兩個斜面采用淬硬鋼鑲塊） 在兩端配合進行限制，限制沿 Y、 Z 方向的移動副和繞 Y、 Z 方向的轉動副；為了限制沿軸向的一個移動副，可以用一個軸向定位塊來限制；為了限制繞 X 方向的轉動副，采用自動定心機構，利用兩個周向定位塊起到既定位又夾緊的作用，加以限制。 3.定位誤差分析計算 由工序圖可知，由于工序基準和定位基準重合，則基準不重合誤差 0jb 。對于基準位移誤差 0jy ， 故定位誤差 jyjbd mmmmdTd 0027.01290s i n12013.012s i n12)( 3.4.3 確定夾緊方式、 設計夾緊機構 首先計算切削力，參考新編高級機工簡明讀本中第 105 頁銑削力計算公式 8.92186.0 74.086.0 KKD zBfaCF ZPPC (3.3) 式中 D 銑刀直徑 (mm)； B 切削寬度 (mm)； 1K 刀具 前角對切削力的影響系數(shù)； 2K 切削速度對切削力的影響系數(shù)。 因此，查對該書相應數(shù)據(jù)，并結合該工序的加工切削用量，有 CP=68， a P=7，fz=0.08， VC=36.91， B=30， z=6， K1=1.1， K2=1， D=50； 代入式 (3.3)有 NF C 37548.911.150 63008.0768 86.0 74.086.0 根據(jù) FC 和 VC 就可以求出切削時所消耗功率，即 kWkWVFP CCC 5.73.26 0 0 0 0 滿足機床切削功率要求。 由于工件主定位基 準為 尾座套筒 軸心線，依舊 上面的計算，有水平分力河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 32 FH=1.1FC=4129N ，垂直分力 FV=0.3FC=1126N ，那么所需要的總夾緊力J0=FH+(FV/f)=4129+(1126/0.25)=8633N，則實際每端的夾緊力為 J=J0/2=4136.5N。 綜上，針對該工件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為使裝卡工件方便快捷，兩端采用螺旋壓板夾緊機構，采用螺旋式定心夾緊機構。 3.4.4 設計對刀元件、連接元件及夾具體 根據(jù)工件加工表面形狀，對刀元件選用夾具零部件國家標準的 直角對刀塊。它的直角對刀面和工件被加工表面相對應，間距等于 3mm 塞尺厚度