半軸機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì)

1、半軸機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 作者: 姜勇摘 要：半軸是汽車的軸類中承受扭矩最大的零件，它是差速器和驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接，該零件在機(jī)械設(shè)備中具有傳動(dòng)性，在進(jìn)行半軸的工藝和工裝設(shè)計(jì)時(shí)，首先對半軸的工藝性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，設(shè)計(jì)出了加工的工藝過程，根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)專用夾具設(shè)計(jì)，一付是用來車削半軸的外圓，一付是用來鉆削半軸圓盤上均勻分布的小孔，在設(shè)計(jì)中注意夾具的經(jīng)濟(jì)性和使用性，盡量降低加工時(shí)的成本，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，除此還進(jìn)行了組合量具的設(shè)計(jì)，用來檢查均勻分布的小孔的位置度公差。關(guān)鍵詞：半軸 工藝工裝設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 組合量具設(shè)計(jì)Abstract：

2、The half stalk is in automotive stalk the acceptance twist the biggest spare parts of sqire , it is bad soon machine and drive the round of delivers to twist the of solid stalk, it inside carry generally pass to spend the key and half stalk wheel gears to connect, carry outside with a conjunction, t

3、hat spare parts is in the machine equipments have to spread to move sex, at carry on the half stalk of craft and work equip to account, the half axial craft carried on the detailed analysis first, designing processed craft process, according to process to request to design the appropriation tongs de

4、sign, a pay is to use to come to car to pare the outside circle of the half stalk, on pay is use to drill to pare a dish of the half stalk up even distribute of eyelet, in the design the economy of the advertent tongs and usage, as far as possible lower to process of cost, reduce the worker of labor

5、 strength, in addition to this still carried on the design that the combination quantity have, use to check 6 even distribute of a business trip of position of the eyelet.Key words：The craft work packs the design The tongs design Combine the quantity has the design一 引言通過對設(shè)計(jì)零件的分析可知，對該零件進(jìn)行工藝工裝設(shè)計(jì)，由于半軸加

6、工比較的特殊，我們?yōu)榱藵M足加工要求和經(jīng)濟(jì)性及減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，我們初步?jīng)Q定設(shè)計(jì)兩套夾具和一套組合量具。二 零件的分析（一）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)量，在設(shè)計(jì)題目中半軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)為較小。生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以在制度工藝路線的時(shí)候應(yīng)充分考慮其生產(chǎn)特點(diǎn)，制度合理的工業(yè)路線，選擇合理的機(jī)床，刀具，量具，檢具，以提高生產(chǎn)率，降低成本。（二）零件的作用設(shè)計(jì)題目給定的零件，將其劃定為軸類零件。它是汽車的軸類中承受扭矩最大的零件，半軸是差速器和驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接，該零件在機(jī)械設(shè)備中具有傳動(dòng)性，故應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度

7、和剛度。（三）零件的工藝分析半軸共有2個(gè)加工表面，他們之間有的有一定的位置關(guān)系。現(xiàn)在分述如下：1 以軸線為中心的加工表面 這一組加工表面包括：半軸的右端面和半軸右端的花鍵加工，以及、和的外圓表面和、和的個(gè)臺(tái)階面。2 以半軸左邊圓盤上的臺(tái)階面為中心的加工表面 這一組加工表面包括：4個(gè)均勻分布的的孔，和兩個(gè)的孔。3 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有：4個(gè)孔與 B 的位置度公差為；的外圓表面的跳動(dòng)公差相對基準(zhǔn)A、C為0.5；的外圓表面的跳動(dòng)公差相對基準(zhǔn)A、C為0.025；半軸圓盤的跳動(dòng)公差相對基準(zhǔn)A、C為0.05。的右端面的圓跳動(dòng)公差相對基準(zhǔn)A、C為0.025；的軸心線的圓跳動(dòng)公差相對基

8、準(zhǔn)A、C為0.06；花鍵的軸心線的圓跳動(dòng)公差相對基準(zhǔn)A、C為0.06； 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一個(gè)表面，然后借助于專用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。三 工藝規(guī)程制造的形式（一）確定毛坯制造的形式毛坯材料為40Cr。考慮零件在工作過程中經(jīng)常受扭交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬釬維盡量不切削，保證零件工作可靠?？梢圆捎媚ｅ懗尚危梢蕴岣呱a(chǎn)率，保證加工精度。（二）基準(zhǔn)的選擇1 粗基準(zhǔn)的選擇 本零件是軸類零件，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但是對本零件來說，如果以外圓表面作基準(zhǔn)。由于此表面的粗糙度比較大，所以會(huì)讓加工出來的零件表面尺寸

9、嚴(yán)重不滿足要求，由于本零件非常的特殊，我們車削外圓表面的時(shí)候可以選擇半軸兩端的頂尖作為粗基準(zhǔn)，鉆孔的時(shí)候以圓盤的臺(tái)階面為基準(zhǔn)。2 精基準(zhǔn)的選擇在這主要考慮基準(zhǔn)重合問題，也要考慮經(jīng)濟(jì)性等。（三）零件表面加工方法的選擇零件的主要加工表面為外圓表面和孔。考慮到各個(gè)表面的技術(shù)要求，各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度范圍，各加工表面的形狀和尺寸大小，鍛件材料的性質(zhì)及可加工性和生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型，選擇各加工表面的加工方法如下1 的外圓表面,該外圓表面的粗糙度為6.3,采用粗車進(jìn)行加工。的外圓表面的粗糙度為0.8，采用粗車進(jìn)行加工。2 花鍵加工：花鍵的最大的直徑為，采用銑花鍵加工。3 圓盤的臺(tái)階面因?yàn)樗拇植诙葹?

10、.2，所以選擇粗車半精車，的臺(tái)階面由于粗糙度要求不是很高，所以就只進(jìn)行粗車。4 孔4-，表面粗糙度為3.2，故采用鉆鉸孔加工。5 孔2-，先進(jìn)行鉆孔，然后鉸孔，即可以滿足要求。6 水平面的加工，由于表面粗糙度為6.3，所以采用水平面銑削。（四）制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精確及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。工序00 粗銑右端面并打中心孔；工序10 以半軸兩邊的頂尖定位：粗車45、35、34以及28的外圓

11、面，在粗車60H7和83的臺(tái)階面工序20 調(diào)直處理； 工序30 以半軸兩邊的頂尖定位：半精車45、35、34以及28的外圓表面，及60H783臺(tái)階面； 工序40 銑花鍵加工；工序50 以盤的頂部的臺(tái)階定位，鉆絞4個(gè)和2個(gè)的孔；工序60 銑的兩側(cè)面；工序70 車削28、34的圓柱表面；車削35的右端斜度為90長度為2mm的圓柱表面。車削35、45的圓柱表面，并對83進(jìn)行倒角； 工序80 感應(yīng)淬火和低溫回火；工序90 磨削半軸的左端面；工序100 以半軸兩邊的頂尖定位，磨削34、35和45外圓面；工序110 鉗工去毛刺；工序120 終檢。（五）機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定機(jī)械加工余量確定由很多的因

12、素決定的，在此主要考慮的是經(jīng)濟(jì)精度及各個(gè)工序的加工方法。1 右端面的機(jī)械加工表3-1 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)m表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m磨削0.4IT768粗銑1.6IT868.4 毛坯面IT1670 2 的機(jī)械加工表3-2 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m精車1IT845毛坯面 IT16463 的機(jī)械加工 粗車： 2Z=1半精車： 2Z=0.6磨削： 2Z=0.4具體工序尺寸見表3-3。4 的機(jī)械加工 具體工序尺寸見表3-4。表3-3 工序尺寸表

13、工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m磨削0.4IT735半精車0.6IT835.4粗車1IT1236毛坯面IT1638表3-4 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m粗車1IT834毛坯面IT16355 的機(jī)械加工粗車： 2Z=1半精車： 2Z=0.6磨削： 2Z=0.4具體工序尺寸見表3-5。6 鉆削 4個(gè)14孔毛坯為實(shí)心，而孔的精度要求界于IT8-IT9之間（參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量為：鉆孔13

14、.8mm鉸孔：14 2Z=0.15鉆孔24.8mm鉸孔：25 2Z=0.15具體工序尺寸見表3-6與表3-7表3-5 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m磨削0.4IT728半精車0.6IT828.4粗車1IT1229毛坯面IT1631表3-6 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m鉸孔0.2IT1014鉆孔13.8IT1213.8表3-7 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)表面粗糙度m尺寸公差(mm)

15、表面粗糙度m鉸孔0.2IT1025鉆孔24.8IT1224.87 車削臺(tái)階具體工序尺寸見表3-8。表3-8 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m精車1IT883粗車62IT1284毛坯IT161468 車削臺(tái)階面具體工序尺寸見表3-9。表3-9 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)m表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m半精車1IT760粗車85IT1261毛坯面IT161469 的機(jī)械加工表3-10 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)m

16、表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m精車6IT8140毛坯面IT1614610 右端面的機(jī)械加工表3-11 工序尺寸表工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間公差等級(jí)m表面粗糙度m尺寸公差(mm)表面粗糙度m銑削26IT9114毛坯面IT16140四 選擇加工設(shè)備 （一）選擇機(jī)床1 工序00是銑削左端面由于花鍵的直徑和長度都不是很大，所以選擇XA6132型花鍵銑床加工。2 工序10、工序30 是粗車和半精車外圓，在這幾個(gè)個(gè)工序中，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選擇臥式車床就可以滿足要求，本零件外廓尺寸不是很大，精度要求不是很高，選用最常用的C620-1型

17、臥式車床即可。3 工序40 銑花鍵加工，在本工序中，由于花鍵的直徑和長度都不是很大，所以選擇XA6132型花鍵銑床加工。4 工序50 以盤的頂部的臺(tái)階定位，鉆絞4個(gè)和2個(gè)的孔，由于半軸的長度較長，所以采用多軸立式鉆床。5 工序90、工序100 磨削34、35和45外圓表面，由于磨削的都是外圓表面，粗糙度為0.8，所以選用M1331外圓磨床。（二）選擇夾具本零件由粗車、半精車、精車、鉆孔和磨削等工序組成，由于零件的長度較長，所以在鉆孔這個(gè)工序需要專用夾具，所以我們在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)兩套專用夾具，以滿足加工過程中加工的要求，其他工序使用通用夾具。（三）選擇刀具1 在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合

18、金車刀，選用YT類硬質(zhì)合金，粗加工選用YT5,半精加工選用YT15，精加工用YT30，為提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)性，可以選用可轉(zhuǎn)位車刀（GB5313.1-85，GB5343.2-85）。2 鉆的4個(gè)小孔和的孔，可以選擇麻花鉆加工。（四）選用量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：第一，按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器具的測量方法極限誤差選擇。選擇是按一種方法即可。1 選擇各外圓加工面的量具 工序100磨削34、35和45外圓表面時(shí)，現(xiàn)在按計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工時(shí)所用量具：該尺寸公 差為T=0.039，按表5.1-1，計(jì)量器具不確定度允許值我們確定U=0.00

19、9。根據(jù)表5.1-2，分度值 0.02 的游標(biāo)卡尺，其不確定數(shù)值允許值不能選用。必須選擇，故應(yīng)選擇分度值0.01 的外徑百分尺（U=0.006）。從表5.2-9中選擇測量范圍為100125 ，分度值為0.01 的外徑百分尺。2 選擇加工孔用量具 孔加工量具我們將采用組合量具，在后面設(shè)計(jì)中具體介紹。五、確定切削用量和基本時(shí)間切削用量一般包括切削深度，進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)，確定方法是先確定切削深度、進(jìn)給量再確定切削速度。（一）工序00銑削用量及基本時(shí)間的確定1 選擇刀具 根據(jù)表3.1，銑削深度4，端面刀直徑為80，。但已知銑刀銑削深度為38，故應(yīng)根據(jù)銑削深度，。由于采用標(biāo)準(zhǔn)的鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為

20、6（表3.9）2 選擇切削用量選擇每齒的進(jìn)給量 根據(jù)XA6132型銑床說明書，其功率為7.5，中等剛度。根據(jù)表3.3，選擇 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7， 銑刀刀齒后刀面最大的磨損量為0.6，刀具壽命。選擇實(shí)際切削速度根據(jù)XA6132型銑床說明書選擇，。因此實(shí)際的切削速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 =9.42 =0.27由于銑削量比較小，功率滿足要求 ，所以不進(jìn)行驗(yàn)算。最后選擇，。9.42，。3 計(jì)算基本的工時(shí) 式中，L= ，l=38,根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則L=38+20=58，故 =0.97min（二）工序10切削用量及基本時(shí)間的確定1 切削用量本工序?yàn)榇周?。已知加工材料?0C

21、r，=700MPa，鍛件，機(jī)床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。（1）確定粗車的切削用量 所選用的刀具是硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)切削用量簡明手冊第一部分表，由于C620-1機(jī)床的中心高度是200mm（表），故選用刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表，選擇車刀的幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓角半徑=0.8。確定切削深度 由于單邊余量為0.5，可在一次走刀完成 =0.5確定進(jìn)給量f 根據(jù)表，在粗車時(shí)，刀桿尺寸為16mm×25mm，3mm、工件直徑為4060時(shí)，=0.4

22、0.7確定的進(jìn)給量要滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度的要求，故需要進(jìn)行校核： 根據(jù)表，C620-1機(jī)床機(jī)構(gòu)的允許的進(jìn)給力=3530。根據(jù)表，當(dāng)40Cr的=680810Map，2mm，0.53，切削速度=65（假設(shè)），進(jìn)給力=905N。 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選擇的=0.4，可用。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表，車刀后刀面的最大的磨損量取1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表。現(xiàn)在用查表的方法確定切削速度。根據(jù)表，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工=600700MPa，的鋼材，切削速度。切削速度的修正系數(shù)為 故： 按 機(jī)床切削速度

23、（表4.2-8），選擇 則實(shí)際的切削速度。檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表1.24*，當(dāng) 故實(shí)際的切削的功率為： 由切削手冊表1.30中機(jī)床說明書可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW，機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 確定粗車的刀具加工外圓表面和一樣，加工皆可一次走刀完成，0.4，1確定粗車的切削用量確定粗車的刀具加工外圓表面和一樣確定切削深度 由于單邊余量為0.5，可在一次走刀完成 =3.5mm確定進(jìn)給量f 根據(jù)表，在粗車時(shí)，刀桿尺寸為16×25，3、工件直徑為4060時(shí)，=0.40.7由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選擇的=0.4，可用。選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表，

24、車刀后刀面的最大的磨損量取1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表?，F(xiàn)在用查表的方法確定切削速度。根據(jù)表，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工=600700MPa，的鋼材，切削速度。切削速度的修正系數(shù)為 故： 按機(jī)床切削速度（表4.2-8），選擇 則實(shí)際的切削速度。檢驗(yàn)機(jī)床功率當(dāng)，故實(shí)際的切削的功率為： 由切削手冊表1.30中機(jī)床說明書可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW，機(jī)床功率足夠，可以正常加工。確定粗車外圓、和臺(tái)階面的切削用量 才用車外圓的刀具加工這些外圓表面和臺(tái)階面，車的=1。1次走刀，每次走刀為1，車臺(tái)階面采用橫向進(jìn)給，采用2次走刀，每

25、次走刀為1.75，車臺(tái)階面采用橫向進(jìn)給， 采用2次走到，每次走刀為1。車外圓的，車臺(tái)階面，車外圓臺(tái)階面。2 基本時(shí)間確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車外圓的基本時(shí)間： 式中 則 確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車外圓的基本時(shí)間： 式中 則 確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車外圓的基本時(shí)間： 式中 則 確定的基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車外圓的基本時(shí)間： 式中 則 確定的臺(tái)階面基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車外圓的基本時(shí)間： 式中 則 確定的臺(tái)階面基本時(shí)間，根據(jù)表6-2.1，車外圓的基本時(shí)間： 式中 則 （三）工序30切削用量及基本時(shí)間的確定1 切削用量本工序?yàn)榘刖庸ぃㄜ囕S的外表面）。已知

26、條件與粗加工工序一樣。確定半精車的切削用量 確定切削深度 由于單邊余量為0.5，可在一次走刀完成 =0.3mm確定進(jìn)給量f 根據(jù)表，在粗車時(shí)，刀桿尺寸為16mm×25mm，3mm、工件直徑為4060時(shí)，=0.40.7選擇進(jìn)給量為由于半精加工切削力較小，故不需要校核機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表，車刀后刀面的最大的磨損量取0.4mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表?，F(xiàn)在用查表的方法確定切削速度。根據(jù)表，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工=630700MPa，的鋼材，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)為 故： 按機(jī)床切削速度（表4.2

27、-8），選擇 則實(shí)際的切削速度。半精加工，機(jī)械功率可以不進(jìn)行校核。最后決定的切削用量為： 確定半精車及的臺(tái)階面的切削用量，車外圓的，外圓的，的臺(tái)階面的。車外圓及的 。2 基本時(shí)間 確定的基本時(shí)間：確定的基本時(shí)間： 確定半精車外圓的基本時(shí)間： 確定半精車臺(tái)階面的基本時(shí)間：（四）工序40銑削用量及基本時(shí)間的確定1 選擇刀具 本工序?yàn)殂娤骰ㄦI，選用花鍵銑刀。2 選擇切削用量選擇每齒的進(jìn)給量 根據(jù)XA6132型銑床說明書，其功率為7.5，中等剛度。根據(jù)表3.3，選擇 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7， 銑刀刀齒后刀面最大的磨損量為0.6，刀具壽命。選擇實(shí)際切削速度根據(jù)XA6132型銑床說明書選

28、擇，。因此實(shí)際的切削速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 =9.42 =0.27由于銑削量比較小，功率滿足要求 ，所以不進(jìn)行驗(yàn)算。最后選擇，。9.42，。（五）工序50鉆削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@孔，刀具選用錐柄麻花鉆頭，直徑為，鉆4個(gè)通孔和直徑為，鉆2個(gè)通孔，使用切削液。1 鉆削4個(gè)14的孔和2個(gè)25的孔 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇d=13.8mm和d=23.5mm的H12級(jí)高速鋼麻花鉆，GB1438-85。機(jī)床選擇立式鉆床Z535。選擇切削用量 進(jìn)給量f根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，取f=0.310.37mm/r, 查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表4.216，所以，取 f= 0.

29、36mm/r根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19 ,可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f 0.47mm/r，d117.5mm時(shí)，軸向力F=6090N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故F=6090N。根據(jù)立式鉆床Z535說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力F=15696N, 由于FF， 故 f=0.36mm/r可用。切削速度v根據(jù)切削用量簡明手冊表215，根據(jù)f=0.36mm/r和鑄鐵硬度為200217HBS,取v=12m/min。n=276r/minn=162.62r/min根據(jù)立式鉆床Z535說明書，可以考慮選擇選?。簄=275r/min和n=200r/min，降低轉(zhuǎn)速，使刀具壽命上升，所以，v=11.

30、9m/minv=14.39m/min決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)d=13.8時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8，故刀具壽命T=15min。當(dāng)d=23.5時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8，故刀具壽命T=15min。檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，當(dāng)f=0.41/r，d16。查得M=25.5N.m，根據(jù)立式鉆床Z535說明書，當(dāng)n=300r/min，M=72.6N.m，故M< M，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.23，P=1.0kw, 根據(jù)立式鉆床Z535說明書， P=4.5kw，故P< P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即f=0.34/

31、r，n=300r/min，v=13m/min。 計(jì)算基本工時(shí)t=，式中，L=l+y+，l=14mm，查切削用量簡明手冊表2.29，y+=7，所以，L= 14+7 = 21。t= 0.2min。t=，式中，L=l+y+，l=25mm，查切削用量簡明手冊表2.29，y+=7，所以，L= 25+7 = 32。t1= 0.31min。因有4個(gè)14孔和2個(gè)25，所以 t1=4×0.2= 0.8min。 t2=2×0.31= 0.62min。t= t1+t2=0.8+0.62= 1.42min。2 鉸14H7孔和25 H7孔 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇d=14mm

32、的H10級(jí)高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，GB1133-84。機(jī)床選擇立式鉆床Z535。 選擇切削用量進(jìn)給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機(jī)床說明書取f=0.651.35/r，所以，取f=0.72/r切削速度v根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取v=7m/min。n=159r/min根據(jù)立式鉆床Z535機(jī)床說明書選?。簄=195r/min，所以，v=8.57m/min 決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)d=14時(shí)，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具壽命T=60min。因此，所選擇的切削用量：f=0.72/r，n=195r/min，v=8.57m/min。

33、計(jì)算基本工時(shí)t=，式中，L=l+y+，l=10，查切削用量簡明手冊表2.29，y+=7，所以，L=10+7=17。t=0.12min。因有六個(gè)孔，所以 t=6×0.12=0.72min（六）工序60鉆削與垂直軸線的的孔 1 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇d=10mm的H12級(jí)高速鋼麻花鉆，GB1438-85。機(jī)床選擇立式鉆床Z535。2 選擇切削用量 進(jìn)給量f根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，取f=0.220.28/r, 查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表4.216，所以，取 f= 0.25/r根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19 ,可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f 0.28mm/r

34、，d12mm時(shí)，軸向力F=3000N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故F=3000N。根據(jù)立式鉆床Z535說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力F=15696N, 由于FF， 故 f=0.25/r可用。切削速度v根據(jù)切削用量簡明手冊表215，根據(jù)f=0.25/r和鑄鐵硬度為200217HBS,取v=25m/min。n=796r/min根據(jù)立式鉆床Z535說明書，可以考慮選擇選?。簄=750r/min，降低轉(zhuǎn)速，使刀具壽命上升，所以，v=23.55m/min決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)d=10時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具壽命T=35min。 檢驗(yàn)機(jī)

35、床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，當(dāng)f0.33/r，d11.1。查得M=20.49N.m，根據(jù)立式鉆床Z535說明書，當(dāng)n=750r/min，M=30N.m，故M< M，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.23，P=1.0kw, 根據(jù)立式鉆床Z535說明書， P=4.5kw，故P< P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即f=0.25/r，n=750r/min，v=23.55m/min。計(jì)算基本工時(shí)t=，式中，L=l+y+，l=14，查切削用量簡明手冊表2.29，y+=7，所以，L= 10+5 = 15。t= 0.08min。（七）工序70攻螺紋M6公制螺紋M6切削用量為：所以

36、按機(jī)床選取，則。機(jī)動(dòng)加工時(shí) =0.26（八）工序110磨削外圓表面及左端面1 確定磨削的磨削用量選擇砂輪 見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 其含義是：砂輪磨料為白剛玉，粒度為16，硬度為中軟級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為。切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速，（雙行程）。 軸向進(jìn)給量 工件速度 徑向進(jìn)給量切削工時(shí) 式中 L 加工長度40.5 單邊加工余量，0.5 系數(shù)，1.55 工作臺(tái)移動(dòng)速度 工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 =0.008372 確定磨削的磨削用量 已知條件與上面一樣，現(xiàn)在來計(jì)算切削工時(shí) = =0.008373 確定磨削的磨削用量已知條件與上

37、面一樣，現(xiàn)在來計(jì)算切削工時(shí) =0.00372六、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具和老師商量后決定，設(shè)計(jì)2套專用夾具，第一套用來車削外圓的頂尖夾具，第二套用來鉆孔的專用夾具，車削刀具為硬質(zhì)合金車刀，鉆孔為高速鋼麻花鉆，它們分別對工件進(jìn)行加工。我們先設(shè)計(jì)車削夾具，后在設(shè)計(jì)鉆孔夾具。（一）車削頂尖夾具的設(shè)計(jì)1 問題的提出夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來車削粗車和半精車半軸的外圓和臺(tái)階面的，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為半軸左右兩邊的的頂尖位置，作為主要的基準(zhǔn)。在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金車刀刀具加工。2 確

38、定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件工件上的加工為車削軸的外圓，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響，所以根據(jù)半軸本身的加工特點(diǎn)來選擇定位的方式。由于半軸的長度相對較長，而直徑較小，所以給車削加工的夾具設(shè)計(jì)帶來一定的困難，而且不加工表面的粗糙度又較大，所以選擇在不加工表面夾緊定位加工時(shí)不能夠滿足要求的，所以我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來實(shí)現(xiàn)定位加工。3 夾緊力計(jì)算：計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在車削加工過程中切削力為圓周切削分力，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算徑向切削分力和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加

39、工時(shí)所需要的夾緊力。即：，即：，其中，查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-1得：；1.15；，所以=2.691。查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-7得：，表1-2-8得，其中，查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-1得：；，所以=1.9。所以因此，實(shí)際所需要的夾緊力為。由于兩端是頂尖裝夾，右頂尖直接裝夾在機(jī)床尾座上，左頂尖裝夾在機(jī)床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 （二）繪制夾具總體圖當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。（三）鉆孔專用夾具

40、的設(shè)計(jì)1 問題的提出本夾具是用來加工半軸左邊圓盤上面4個(gè)的孔和2個(gè)的孔，由于我們選擇在立式鉆床上加工，所以選擇的定位基準(zhǔn)是圓盤上面的臺(tái)階面，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，我們要滿足一些基本要求：應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)簡單具有良好的工藝性，尺寸穩(wěn)定和便于排屑等。為了提生產(chǎn)效率，我們選用高速鋼麻花鉆刀具加工。2 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件工件上的加工孔為通孔，沿孔軸線方向的自由度可不予以限制，但是為增強(qiáng)加工時(shí)工件的剛性，必定限制孔軸線方向的自由度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。由于工件在鉆14mm和孔時(shí)，采用圓盤上面的臺(tái)階面定位，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準(zhǔn)重合原則。為實(shí)現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：用鉆磨板與臺(tái)階面直接接觸，在用兩邊的螺栓夾緊，可以限制工件的6個(gè)不定度，達(dá)到完全定位。工件下面直接放在座子上面起輔助支承，不起定位作用。3 夾緊力計(jì)算：計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中切削力分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切