兩端階梯傳動(dòng)軸工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)說明書

PAGEPAGEIIPAGEI畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）兩端階梯傳動(dòng)軸工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)院系院系專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)老師長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。盡我所知，除了設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名：長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)Abstract長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要兩端階梯傳動(dòng)軸零件的建模與加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)是基于兩端階梯傳動(dòng)軸零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。兩端階梯傳動(dòng)軸零件的主要加工表面是外圓及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后槽的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：兩端階梯傳動(dòng)軸類零件；工藝；夾具；長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)AbstractModelingandmachiningprocessdesignforthetwoendsofthesteppedshaftpartsAbstractThedesignisbasedonthebodypartsoftheprocessingorderoftheprocessesandsomespecialfixturedesign.Bodypartsofthemainplaneofthesurfaceandporesystem.Ingeneral,theplaneguaranteeprocessingprecisionthanthatofholesmachiningprecisioneasy.Therefore,thisdesignfollowsthesurfaceafterthefirstholeprinciple.Planewithholesandtheprocessingclearlydividedintoroughingandfinishingstagesofholestoensuremachiningaccuracy.Datumselectionboxinputshaftandtheoutputshaftofthesupportingholeasaroughbenchmark,withtopwithtwoholesasaprecisiontechnologyreference.Mainprocessesarrangementstosupportholesforpositioningandprocessingthetopplane,andthenthetopplaneandthesupportingholelocationholeprocessingtechnology.Inadditiontothefollow-upprocessesindividualprocessesaremadeofthetopplaneandtechnologicalholelocationholeandplaneprocessing.Supportedholeprocessingusingthemethodofcoordinateboring.Thewholeprocessofprocessingmachinecombinationswereselected.Selectionofspecialfixturefixture,clampingmeansmorechoiceofpneumaticclamping,clampingreliable,institutionscannotbelocked,sotheproductionefficiencyishigh,suitableforlargebatch,lineprocessing,canmeetthedesignrequirements.Keywords:Anglegearseatparts;fixture;PAGEIII長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄目錄TOC\o"1-3"\u第1章加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 11.1零件的分析 11.1.1零件的作用 11.1.2零件的工藝分析 11.2兩端階梯傳動(dòng)軸加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 21.2.1孔和平面的加工順序 21.2.2加工方案選擇 21.3兩端階梯傳動(dòng)軸加工定位基準(zhǔn)的選擇 21.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 21.3.2精基準(zhǔn)的選擇 31.4兩端階梯傳動(dòng)軸加工主要工序安排 31.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 61.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 71.7確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 7第2章銑左端鍵槽夾具的設(shè)計(jì) 222.1問題的提出 222.2夾具設(shè)計(jì) 222.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 222.2.2切削力和夾緊力計(jì)算 222.3零件加工誤差分析 242.4確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 262.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 27結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29致謝 31PAGE28第1章加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1零件的分析1.1.1零件的作用題目給出的零件是兩端階梯傳動(dòng)軸。兩端階梯傳動(dòng)軸的主要作用是傳動(dòng)連接作用，保證各軸各擋軸能正常運(yùn)行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此兩端階梯傳動(dòng)軸零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。圖1兩端階梯傳動(dòng)軸1.1.2零件的工藝分析由兩端階梯傳動(dòng)軸零件圖可知。兩端階梯傳動(dòng)軸是一個(gè)軸類零件，它的外表面上有2個(gè)平面需要進(jìn)行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ60外圓面的加工；，其中表面粗糙度要求為。（2）以外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm外圓面主要加工面的加工面。這一組加工表面包括外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm和退刀槽加工粗糙度為。（3）以寬度為6H9的鍵槽為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：寬度為6H9的鍵槽，粗糙度為。（4）以寬度為7H9的鍵槽為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：寬度為7H9的鍵槽，粗糙度為。1.2兩端階梯傳動(dòng)軸加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該兩端階梯傳動(dòng)軸零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于兩端階梯傳動(dòng)軸來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.2.1孔和平面的加工順序兩端階梯傳動(dòng)軸類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工兩端階梯傳動(dòng)軸上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。兩端階梯傳動(dòng)軸的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。兩端階梯傳動(dòng)軸零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.2.2加工方案選擇兩端階梯傳動(dòng)軸孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。1.3兩端階梯傳動(dòng)軸加工定位基準(zhǔn)的選擇1.3.1粗基準(zhǔn)的選擇為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以兩端階梯傳動(dòng)軸的支承外圓作為粗基準(zhǔn)。1.3.2精基準(zhǔn)的選擇從保證兩端階梯傳動(dòng)軸孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證兩端階梯傳動(dòng)軸在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從兩端階梯傳動(dòng)軸零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是兩端階梯傳動(dòng)軸的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c兩端階梯傳動(dòng)軸的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。1.4兩端階梯傳動(dòng)軸加工主要工序安排對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。兩端階梯傳動(dòng)軸加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到兩端階梯傳動(dòng)軸加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，結(jié)合面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于兩端階梯傳動(dòng)軸，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將兩端階梯傳動(dòng)軸加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 型材開料毛坯φ35X19020 粗車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm各留2mm加工余量30 掉頭，粗車左端面，粗車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm各留2mm加工余量40 調(diào)質(zhì)處理50 修磨中心孔60 半精車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm，其中外圓φ26mm、φ18mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C270 掉頭，半精車左端面保證全長(zhǎng)183mm，半精車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm,其中外圓φ15mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C280 精車φ15、φ26及倒角90 車退刀槽2Xφ15，2Xφ20，2Xφ14100 車M15螺紋110 銑寬度為6H9的鍵槽120 銑寬度為7H9的鍵槽130 去毛刺140 清洗150 檢驗(yàn)160 油封、入庫(kù)工藝路線二：10 型材開料毛坯φ35X19020 粗車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm各留2mm加工余量30 掉頭，粗車左端面，粗車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm各留2mm加工余量40 調(diào)質(zhì)處理50 修磨中心孔60 半精車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm，其中外圓φ26mm、φ18mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C270 掉頭，半精車左端面保證全長(zhǎng)183mm，半精車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm,其中外圓φ15mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C280 精車φ15、φ26及倒角90 車退刀槽2Xφ15，2Xφ20，2Xφ14100 車M15螺紋110 銑寬度為6H9的鍵槽120 銑寬度為7H9的鍵槽130 去毛刺140 清洗150 檢驗(yàn)160 油封、入庫(kù)以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時(shí)為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)該方案一比較合理。綜合選擇方案一：10 型材開料毛坯φ35X19020 粗車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm各留2mm加工余量30 掉頭，粗車左端面，粗車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm各留2mm加工余量40 調(diào)質(zhì)處理50 修磨中心孔60 半精車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm，其中外圓φ26mm、φ18mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C270 掉頭，半精車左端面保證全長(zhǎng)183mm，半精車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm,其中外圓φ15mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C280 精車φ15、φ26及倒角90 車退刀槽2Xφ15，2Xφ20，2Xφ14100 車M15螺紋110 銑寬度為6H9的鍵槽120 銑寬度為7H9的鍵槽130 去毛刺140 清洗150 檢驗(yàn)160 油封、入庫(kù)1.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(1)毛坯種類的選擇零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為45、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇型材成型。(2)確定毛坯的加工余量根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5，“兩端階梯傳動(dòng)軸”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為45，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。外圓面的加工余量。根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗車：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗車面時(shí)厚度偏差取。精車：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以所選設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)車。起生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床加工生產(chǎn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳遞，由于工件質(zhì)量較大，故需要輔助工具來完成。平端面確定工件的總長(zhǎng)度。可選用量具為多用游標(biāo)卡尺（mm）,測(cè)量范圍0～1000mm（參考文獻(xiàn)[2]表6—7）。采用車床加工，床選用臥式車床CA6140（參考文獻(xiàn)[2]表4—3），專用夾具。鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲所選刀具見（參考文獻(xiàn)[2]第五篇金屬切削刀具，第2、3節(jié)），采用相匹配的鉆頭，專用夾具及檢具。1.7確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）工序10無切削加工，無需計(jì)算工序20.粗車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm各留2mm加工余量已知工件材料：45，型材，有外皮，機(jī)床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀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=，刀尖圓弧半徑=。①.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成②.確定進(jìn)給量根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，進(jìn)給量=0.5～1.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：=950=1111.5（1-2）由于切削時(shí)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=可用。③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。④.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：==63（1-3）===120（1-4）根據(jù)CA6140車床說明書選擇=125這時(shí)實(shí)際切削速度為：==（1-5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，=切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：=1.7=1.2（1-6）根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75，=，==，=工序30掉頭，粗車左端面，粗車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm各留2mm加工余量所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于C6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀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=，刀尖圓弧半徑=。①.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故==②.確定進(jìn)給量根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，進(jìn)給量=0.5～1.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：=950=1111.5由于切削時(shí)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=可用。③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。④.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：==63（3-12）===120（3-13）根據(jù)CA6140車床說明書選擇=125這時(shí)實(shí)際切削速度為：==（3-14）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，=切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：=1.7=1.2根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25，=，==，=⑥.計(jì)算基本工時(shí)（3-15）式中=++，=由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=126+===工序40調(diào)質(zhì)不需計(jì)算切削計(jì)算。工序50修磨中心孔①.選擇砂輪由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》4.8中磨料的選擇各表選取:A46GV69350其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為46號(hào)，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織手型砂輪其尺寸為350（DBd）②.切削用量的選擇砂輪速度：n=1500r/min，V=30m/s軸向進(jìn)給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-67徑向進(jìn)給量：f=0.02（雙線程）工件速度v=100V==0.3（m/s）N===1.737r/m（3-21）③.切削工時(shí)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11k=1.1表2.5-12t===（s）（3-22）磨機(jī)床選擇為M2110A，刀具選擇代號(hào)為MY的圓柱磨頭，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表13.4-16確定砂輪直接為20，則工件速度=20，縱向進(jìn)給量，工作臺(tái)一次往復(fù)行程磨削深度，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出所耗工時(shí)為41.5s。工序60半精車右端面及外圓φ30mm、φ26mm、φ20mm、φ18mm、φ15mm，其中外圓φ26mm、φ18mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C2所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于C6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀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=，刀尖圓弧半徑=。①.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故==②.確定進(jìn)給量根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，進(jìn)給量=0.5～1.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：=950=1111.5由于切削時(shí)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=可用。③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。④.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：==63（3-12）===120（3-13）根據(jù)CA6140車床說明書選擇=125這時(shí)實(shí)際切削速度為：==（3-14）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，=切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：=1.7=1.2根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25，=，==，=⑥.計(jì)算基本工時(shí)（3-15）式中=++，=由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=126+===工序70掉頭，半精車左端面保證全長(zhǎng)183mm，半精車外圓φ22mm、φ17mm、φ15mm,其中外圓φ15mm留0.5mm加工余量，其它外圓加工到尺寸并進(jìn)行倒角C2該工序與工序20的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。工序80精車φ60、φ42、φ36及倒角已知加工材料為45，鍛造件，有外皮，機(jī)床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀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=，刀尖圓弧半徑=。①.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故=（3-1）②.確定進(jìn)給量根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，進(jìn)給量=0.5～1.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：=950=1111.5（3-2）由于切削時(shí)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=可用。③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。④.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鍛造件，，，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：==63（3-3）===120（3-4）根據(jù)CA6140車床說明書選擇=125這時(shí)實(shí)際切削速度為：==（3-5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，=切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：=1.7=1.2（3-6）根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75，=，==，=⑥.倒角為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同換車刀手動(dòng)進(jìn)給。⑦.計(jì)算基本工時(shí)（3-7）式中=++，=由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=+===工序90車退刀槽2Xφ15，2Xφ20，2Xφ14切削深度ap：ap=2mm根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得：進(jìn)給量,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-82得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知深度為3mm，l=3mm機(jī)動(dòng)時(shí)間==0.052min=3.12s工序100車M15螺紋①.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故==②.確定進(jìn)給量根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，進(jìn)給量=0.5～1.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：=950=1111.5由于切削時(shí)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=可用。③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。④.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：==63（3-12）===120（3-13）根據(jù)CA6140車床說明書選擇=125這時(shí)實(shí)際切削速度為：==（3-14）工序110銑寬度為6H9的鍵槽機(jī)床的選擇：X52K型銑床（1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因?yàn)殂娤鲗挾?，可查得立銑?）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。（2）選擇切削用量1）決定銑削深度銑削深度由工序決定，因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?，故均可以一次性走完，則粗銑削時(shí)為3.4mm。2）決定每齒進(jìn)給量查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時(shí)，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。4）決定切削速度查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時(shí)，）銑削速度計(jì)算公式：查，根據(jù)表2.1-77可查得：所以m/minr/min查，根據(jù)表3.30，XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇：這時(shí)實(shí)際切削速度為m/min工序120銑寬度為7的鍵槽機(jī)床的選擇：X52K型萬能銑床（1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因?yàn)殂娤鲗挾?，可查得立銑?）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。（2）選擇切削用量1）決定銑削深度銑削深度由工序決定，因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?，故均可以一次性走完，則粗銑削時(shí)為3.4mm。2）決定每齒進(jìn)給量查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時(shí)，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。4）決定切削速度查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時(shí)，）銑削速度計(jì)算公式：查，根據(jù)表2.1-77可查得：所以m/minr/min查，根據(jù)表3.30，XA6132型萬能銑床的使用說明書，選擇：這時(shí)實(shí)際切削速度為m/min第2章銑左端鍵槽夾具的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工序：銑左端6槽的夾具的設(shè)計(jì)2.1問題的提出本夾具要用于銑左端6槽的設(shè)計(jì)夾具精度等級(jí)為IT12級(jí)，粗糙度為12.5。本道工序只精銑一下即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證銑8槽的設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2夾具設(shè)計(jì)2.2.1定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。φ16外圓和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ16外圓和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的φ16外圓的端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。2.2.2切削力和夾緊力計(jì)算（1）刀具：YG6銑刀機(jī)床：銑床由[3]所列公式得查表9.4—8得其中：修正系數(shù)z=24代入上式，可得F=889.4N因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=其中：為基本安全系數(shù)1.5為加工性質(zhì)系數(shù)1.1為刀具鈍化系數(shù)1.1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以（2）夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī)由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=20mm，材料45鋼性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=2.5~4取[s]=4得滿足要求經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力2.3零件加工誤差分析工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：注：V型塊夾角α=90°?；鶞?zhǔn)位移誤差：工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對(duì)一批工件來說，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：ΔY==基準(zhǔn)不重合誤差：從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207ΔD=0.00207＜T即滿足要求2.4確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性?shī)A具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。2.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榫娗邢饔嗔啃。邢髁π?，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到