主動(dòng)齒輪軸的銑5X5鍵槽專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備含4張CAD圖,主動(dòng),齒輪軸,x5,鍵槽,專(zhuān)用,夾具,設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,裝備,設(shè)備,cad 銑鍵槽 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 主動(dòng)齒輪軸 共 頁(yè) 第 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 12 銑鍵槽 45 毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 模鍛件 f52mm, 長(zhǎng)160mm 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專(zhuān)用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/min mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 粗銑鍵槽： 5′ 5mm 立銑刀、游標(biāo)卡尺 750 37.68 150 3 1 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 主動(dòng)齒輪軸 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) 45 毛 坯 種 類(lèi) 模鍛件 毛坯外形尺寸 ?52mm、長(zhǎng) 162mm 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 備料 毛坯：f52mm, 長(zhǎng)160mm 鋸床 鋸床 2 鍛造 鍛造 立式精鍛機(jī) 立式精鍛機(jī) 3 熱處理 正火 4 車(chē)削 車(chē)左右端面，左端面：?18mm,右端面：M12mm CA6140 型 臥式車(chē)床 端面車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 5 鉆削 鉆兩端的中心孔，以及右端面f4mm 的工藝孔 Z535 立鉆 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺 6 車(chē)削 粗車(chē)各外圓?18mm、?48mm、?18mm、?14mm 的外圓 CA6140 型 臥式車(chē)床 外圓車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 7 車(chē)削 粗車(chē) M12mm 的螺栓 CA6140 型 臥式車(chē)床 外圓車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 8 車(chē)削 半精車(chē)?18mm、?48mm、?18mm、?14mm 的外圓、M12mm 的螺栓 CA6140 型 臥式車(chē)床 外圓車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 9 車(chē)削 車(chē)削車(chē)槽、2 對(duì) 2×45°倒角、1 對(duì) 1×45°倒角 CA6140 型 臥式車(chē)床 外圓車(chē)刀、倒角刀、游標(biāo)卡尺、量角儀 10 車(chē)削 車(chē)削右端 M12mm 的螺紋 CA6140 型 臥式車(chē)床 螺紋車(chē)刀、螺紋量規(guī) 11 車(chē)削 滾齒：?48mm 的外圓 滾齒機(jī) Y3150 滾刀、百分尺 12 銑削 銑鍵槽： 5′ 5 mm X52K 立式升 降銑床 立銑刀、游標(biāo)卡尺 13 磨削 磨外圓及端面 磨床 外圓磨床、游標(biāo)卡尺 14 去毛刺 去零件的毛刺 鉗工坐臺(tái) 銼刀 15 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)、入庫(kù) 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 II 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是機(jī)械加工工藝及金屬切削機(jī)床等多方面知 識(shí)。 這次設(shè)計(jì)的是主動(dòng)齒輪，有零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張， 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片各 一張。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是主動(dòng)齒輪。了解主 動(dòng)齒輪的作用，接下來(lái)根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度 確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。然后我們?cè)俑鶕?jù)定位基準(zhǔn)先確定 精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)，最后擬定主動(dòng)齒輪的工藝路線圖，制定該 工件的夾緊方案，畫(huà)出夾具裝配圖，夾具體零件圖。這就是我設(shè)計(jì) 的基本過(guò)程。 關(guān)鍵詞：工藝；工序；定位；夾緊；誤差。 III Abstract The design content mainly by mechanical processing technology, application of engineering materials, tooling and fixture design of metal cutting machine tool and so on. What this design is a driving gear, has the detail drawing, the finished materials chart, assembly drawing each, the machine-finishing technological process card and with designs the jig to correspond that working procedure operation card each. First we must be familiar with the components, the components which the topic gives are the driving gear. Understands driving gear's function, then on basis components nature and detail drawing various end surfaces' roughness determination finished materials size and machining allowance. Then we determine the fine datum first again according to the localization datum, latter determines the thick datum, finally draws up driving gear's craft road map, works out this work piece clamp plan, draws the jig assembly drawing.This is the unit process which I design. Keywords:process；procedure；clamping；positioning；error. 3 目 錄 任 務(wù) 書(shū) I 摘 要 II Abstract III 1 零件分析 1 1.1 零件的用途 1 1.2 技術(shù)要求 1 1.3 零件的工藝分析 2 1.4 零件的生產(chǎn)類(lèi)型及綱領(lǐng) 2 2 毛坯的確定 2 2.1 毛坯的選擇 2 2.2 毛坯圖 3 2.3 加工余量的確定 4 2.4 加工部位的技術(shù)要求 4 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3.1 選擇定位基準(zhǔn) 5 3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 5 3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 5 3.2 表面加工方法的確定 6 3.3 制定工藝路線 6 3.3.1 工序集中與分散 7 3.3.2 熱處理工序 7 3.3.3 輔助工序 7 3.4 工序順序的安排 7 3.5 確定工藝路線 10 4 確定切削用量及基本工時(shí)的確定 10 4.1 切削原則 10 4.2 鍵槽銑削計(jì)算 11 5 機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備的選用 11 5.1 機(jī)床設(shè)備的選用 12 5.2 工藝設(shè)備的選用 12 6 夾具設(shè)計(jì) 12 6.1 夾具的簡(jiǎn)介 12 6.2 夾具的相關(guān)研究狀況 14 6.3 夾具類(lèi)型的選擇 15 6.4 機(jī)床夾具的組成 15 6.5 問(wèn)題的提出 16 6.6 主動(dòng)齒輪軸夾具設(shè)計(jì) 16 6.6.1 定位夾具類(lèi)型的選擇 17 6.6.2 誤差分析與質(zhì)量評(píng)價(jià) 17 6.6.3 夾緊夾具設(shè)計(jì) 18 6.6.4 切削力的計(jì)算 18 6.6.5 夾緊力的計(jì)算 19 6.7 夾具的設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 19 6.8 夾具體材料的選取及附件的選取 19 7 體會(huì)與展望 20 參考文獻(xiàn) 21 8 1 零件分析 1.1 零件的用途 軸類(lèi)零件的功用為支承傳動(dòng)零件（齒輪、皮帶輪等），傳遞扭矩或運(yùn)動(dòng)， 承受載荷，并保證裝配在軸上的零件（或刀具）具有一定的回轉(zhuǎn)精度。軸類(lèi)零 件是回轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于直徑。本零件是主動(dòng)齒輪軸。齒輪軸通過(guò)連接 兩個(gè)零件，起到連接、支撐傳遞動(dòng)力等一系列作用，在工作中，由于受到彎應(yīng) 力和沖擊載荷，因此該零件應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度及韌性，以適應(yīng)其工作環(huán) 境變化。 1.2 技術(shù)要求 （1）尺寸精度：軸類(lèi)零件的支承軸頸一般與軸承配合，是軸類(lèi)零件的主要 表面，它影響軸的旋轉(zhuǎn) 精度與工作狀態(tài)，通常對(duì)其尺寸精度要求較高，為 IT5～ IT7；裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸 精度要求可低一些，為 IT6～I(xiàn)T9。 （2）形狀精度：軸類(lèi)零件的形狀精度主要是指支承軸頸的圓度、圓柱度， 一般應(yīng)將其限制在尺寸 公差范圍內(nèi)，對(duì)精度要求高的軸，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注其形 狀公差。 （3）位置精度：保證配合軸頸（裝配傳動(dòng)件的軸頸）相對(duì)支承軸頸（裝配 軸承的軸頸）的同軸度 或跳動(dòng)量，是軸類(lèi)零件位置精度的普遍要求。普通精度 軸的配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑 向圓跳動(dòng)，一般規(guī)定為 0.01～ 0. 03mm，高精度 軸為 0.001～0. 005mm；此外，對(duì)于定 位端面與軸心線的垂直度也有一定的要 求。 （4）表面粗糙度 根據(jù)零件的表面工作部位不同，有不同的表面粗糙度要 求。一般支承軸頸的表面 粗糙度 Ra 值為 2.5～0.63 mm ，配合軸頸或工作表面 的粗糙度 Ra 值為 0.63～0.16 微米。 1.3 零件的工藝分析 零件的工藝分析就是通過(guò)對(duì)零件圖紙的分析研究，判斷該零件的結(jié)構(gòu)和技 術(shù)要求是否合理，是否符合工藝性要求。 （1）審查零件圖紙：通過(guò)對(duì)該零件圖的重新繪制，得知原圖的基本信息齊 全，并補(bǔ)齊了原圖缺少的極限尺寸； （2）零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析：該主動(dòng)齒輪軸零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有較復(fù) 雜的結(jié)構(gòu)和較高的加工要求。主要的加工有各個(gè)外圓表面、端面的車(chē)削、磨削、 鍵槽、螺紋、倒角、軸肩等。 （3）該主動(dòng)齒輪軸輪結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，屬典型的軸類(lèi)零件，為實(shí)現(xiàn)其連接與 傳遞動(dòng)力的功能，加工精度要求較高。通過(guò)車(chē)削的粗加工，半精加工，精加工 等就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在 正常的生產(chǎn)條件下，采用磨削的方法加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較 好。 （4）該零件的主要加工面是 5 個(gè)，還有一個(gè)鍵槽。 18-0.020 48-0.030 18-0.020 14-0.016 12 ， mm f -0.041、f -0.051、f -0.041 、f -0.037 、M b ′ h = 5′ 5 1.4 零件的生產(chǎn)類(lèi)型及生產(chǎn)綱領(lǐng) 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)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。在本次課程 設(shè)計(jì)題目中，已知該零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)。由于主動(dòng)齒輪軸尺寸小，屬 于輕型零件。 大批生產(chǎn)其基本特點(diǎn):是產(chǎn)品的產(chǎn)量大、品種少， 大多在工作地長(zhǎng)期地重 復(fù)進(jìn)行一種零件的某一工序的加工。軸承、自行車(chē)、縫紉機(jī)、 汽車(chē)、拖拉機(jī)等 產(chǎn)品的制造即屬于這種類(lèi)型。 2 毛坯的確定 2.1 毛坯的選擇 零件的材料為 45 鋼，由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大， 為提高生產(chǎn)效率和鍛件精度，選用模鍛方法制造毛坯，模鍛生產(chǎn)效率高、表面 質(zhì)量好、鍛件精度高、表面質(zhì)量好、加工余量小。 2.2 毛坯圖 2.3 加工余量的確定 （1）公差等級(jí) 模鍛件的公差分為 2 級(jí)：普通級(jí)和精密級(jí)，由于主動(dòng)齒輪的功用和技術(shù)要 求，該零件的公差等級(jí)選為普通級(jí)即可。 （2）鍛件質(zhì)量 初步選鍛件的質(zhì)量為 0.8Kg。 （3）又因?yàn)樵撝鲃?dòng)齒輪軸屬于對(duì)稱元件，所以采用雙邊余量。形狀復(fù)雜系數(shù) S 可由鍛件重量與相應(yīng)的鍛件外廓包容體重量算出，零件表面粗造度 Ra 3 1.6 。 經(jīng)計(jì)算得該主動(dòng)齒輪軸的最大尺寸長(zhǎng) l = 160mm, b = h = 52mm ，根據(jù)公式： S = m鍛件 /lbhr， lbhr= 3.2kg ， 所以 S=0.25。 0.16 < S3 ￡ 0.32 ,所以形狀復(fù)雜系數(shù)去 S3 ,材質(zhì)取 M1 ，根據(jù)表 2-13 和 2-10 得： 表 1：加工余量的確定 鍛 件 重 量 /kg 包 容 體 重 量 /kg 形 狀 復(fù) 雜 系 數(shù) 材 質(zhì) 系 數(shù) 0.8 3.2 S3 M1 項(xiàng) 目 /mm 機(jī) 械 加 工 余 量 /mm 尺 寸 公 差 /mm 直 徑 18 1.5-2.0 1.2 直 徑 48 1.5-2.0 1.4 直 徑 18 1.5-2.0 1.2 直 徑 14 1.5-2.0 1.2 長(zhǎng) 度 160 1.5-2.0 1.8 2.4 加工部位的技術(shù)要求 表 2：技術(shù)要求 加 工 表 面 尺 寸 及 偏 差 mm 公 差 精 度 及 要 求 表 面 粗 糙 度 Ra mm 左 端 面 圓 柱 f18-0.020 -0.041 IT7 1.6 右 端 面 圓 柱 M12 IT7 3.2 齒 輪 f48-0.030 -0.051 IT7 3.2 鍵 槽 5′ 5 IT12 6.3 f14圓柱面 f14-0.016 -0.037 IT7 3.2 f4 孔 4 ′ 6 IT7 1.6 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 選擇定位基準(zhǔn) 擬定工藝路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)，為使所選定的定位基準(zhǔn)能保證整個(gè) 機(jī)械加工工藝過(guò)程順利進(jìn)行，通常應(yīng)該先考慮如何選擇精基準(zhǔn)來(lái)加工各個(gè)表面， 然后考慮如何選擇粗基準(zhǔn)把作為精基準(zhǔn)的表面先加工出來(lái)。 定位基準(zhǔn)一般分為 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在工件機(jī)械加工的第一道工序中，只能用毛 坯上未經(jīng)加工的 表面作定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。而在隨后的工序中用已 加工過(guò)的 表面來(lái)作定位的基準(zhǔn)則為精基準(zhǔn)。 3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇主粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工 序提供精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)保證加工余量的均勻分配和加工面與非加工面 （作為粗基準(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。了保證加工表面與不加 工表面之間的位置精度，則應(yīng)以不加工表面作為定位基準(zhǔn)。若工件上有多個(gè)不 加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準(zhǔn)。為保證工件 某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能選擇光滑平整，無(wú) 飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。粗 基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)該盡量避免重復(fù)使用。在齒輪軸的加工 中，首先選用左端面為粗基準(zhǔn)，對(duì)右端面進(jìn)行粗加工，留出后面半精加工余量。 3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 應(yīng)滿足基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基互為基準(zhǔn)、便于裝夾等原則。所選的 精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具簡(jiǎn)單，操作方便等。 本零件是軸類(lèi)的零件，軸是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的 誤差，應(yīng)選軸線為定位基準(zhǔn)。 3.2 表面加工方法的確定 工件上的加工表面往往需要通過(guò)粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達(dá) 到質(zhì)量要求，加工方法的選擇一般應(yīng)根據(jù)每個(gè)表面的精度要求，先選擇能夠保 證該要求的最終加工方法，然后選擇其中一個(gè)比較合理的方案。本零件的毛坯 為鍛件，待加工面有端面，鍵槽，螺紋等。材料為 45 鋼.公差等級(jí)及粗糙度要 求參考零件圖。其加工方法的選擇如下： （1）端面：本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無(wú)需去除材 料。待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，經(jīng)車(chē)削即可獲得。 （2）鍵槽：本零件主要加工鍵槽，粗銑鍵槽。 （3）外圓 ：主動(dòng)齒輪上有較多的外圓，根據(jù)不同的公差等級(jí)及粗糙度要 求，選擇粗車(chē)，半精車(chē)，磨削得加工方法，保證不同的技術(shù)要求。 （4）螺紋：對(duì)螺紋的加工需要專(zhuān)用的螺紋車(chē)刀。 （5）齒輪：用滾齒機(jī)。 3.3 制定工藝路線 擬訂工藝路線的主要內(nèi)容，除選擇定位基準(zhǔn)外，還應(yīng)包括選擇各加工表面 的加工 方法、安排工序的先后順序、確定工序的集中與分散程度，以及選擇設(shè) 備與工藝裝備 等。它是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵階段。設(shè)計(jì)者一般應(yīng)提出幾種方案， 通過(guò)分析對(duì)比，從 中選擇最佳方案。工藝路線的擬訂，不但影響加工的質(zhì)量和 效率，而且影響到工人的 勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車(chē)間面積、生產(chǎn)成本等問(wèn)題， 必須周密考慮。該主動(dòng)齒輪軸零件生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批大量生產(chǎn)的條件下， 可采用萬(wàn)能機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。同時(shí)還應(yīng)考 慮經(jīng)濟(jì)，以降低生產(chǎn)成本。 3.3.1 工序集中與分散 選用工序集中原則安排連接軸的加工工序。該主動(dòng)齒輪的生產(chǎn)類(lèi)型為大批 生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序 集中原則減少工件裝夾次數(shù)，節(jié)省裝夾工作時(shí)間；有利于保證各加工面的相互 位置精度；減少工序數(shù)目，縮短了工藝路線，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃和組織工作， 但同時(shí)也可能導(dǎo)致專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備較復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，更換產(chǎn)品較 困難。 3.3.2 熱處理工序 處理是用于提高材料的力學(xué)性能，以改 善金屬的加上性能以及消除殘余應(yīng) 力，所以加工之前進(jìn)行熱處理。常用的熱處理工藝有退火、正火、調(diào)質(zhì)、時(shí)效 等。該工序的目的為改善工件材料切削性能和消除毛坯內(nèi)應(yīng)力、改善材料的力 學(xué)性能、提高工件的表面精度、提高工件表面的耐磨性和耐腐蝕性。 3.3.3 輔助工序 輔助工序是指不用加工，也不改變工件尺寸和性能的工序，但對(duì)保證加工 質(zhì)量有著重要的作用，輔助工序的種類(lèi)較多，包括檢驗(yàn)、去毛刺、倒棱、清洗、 防 銹、去磁和平衡等。輔助工序也是必要的工序，若安排不當(dāng)或遺漏，將會(huì)給 后續(xù)工序 和裝配帶來(lái)困難，影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至使機(jī)器不能使用。在半精加工 后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 3.4 工序順序的安排 （ 1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——首先加工軸的右端面， 保其總長(zhǎng)，后車(chē)外圓。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——各外圓表面端面，后加工 次要表面——螺紋的車(chē)削。 3.5 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了齒輪軸的工藝路線， 如下： 表 3：加工路線 1 工 序 號(hào) 工 序 名 稱 工 序 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 1 備 料 毛 坯 ： ? 52 mm、 長(zhǎng) 160 mm 2 鍛 造 鍛 造 立 式 精 鍛 機(jī) 3 熱 處 理 正 火 4 車(chē) 削 車(chē) 左 右 端 面 ， 左 端 面 ： ? 18 mm, 右 端 面 ： 12 mm 端 面 車(chē) 刀 、游 標(biāo) 卡 尺 5 鉆 削 鉆 端 面 中 心 孔 麻 花 鉆 、內(nèi) 徑 千 分 尺 6 鉆 削 鉆 右 端 面 f4mm 的 工 藝 孔 麻 花 鉆 、內(nèi) 徑 千 分 尺 7 車(chē) 削 粗 車(chē) ：車(chē) 削 各 外 圓 ? 18 mm 、? 48 mm 、? 18 mm 、? 14 mm 的 外 圓 、 車(chē) 削 ? M12 mm 的 螺 栓 外 圓 車(chē) 刀 、游 標(biāo) 卡 尺 8 車(chē) 削 半 精 車(chē) ： 車(chē) 削 ? 18 mm、 ? 48 mm、 ? 18 mm、 ? 14 mm 的 外 圓 、 M12 的 螺 栓 外 圓 車(chē) 刀 、游 標(biāo) 卡 尺 9 車(chē) 削 車(chē) 削 ： 2 個(gè) ? 10 mm 車(chē) 槽 、 2 對(duì) 2 × 45 ° 倒 角 、 1 對(duì) 1 × 45 ° 倒 角 外 圓 車(chē) 刀 、 倒 角 刀 游 標(biāo) 卡 尺 、 量 角 儀 10 車(chē) 削 車(chē) 削 右 端 M12 mm 的 螺 紋 螺 紋 車(chē) 刀 、螺 紋 量 規(guī) 11 車(chē) 削 滾 齒 ： ? 48 mm 的 外 圓 滾 刀 、 百 分 尺 12 銑 削 銑 鍵 槽 立 銑 刀 、 游 標(biāo) 卡 尺 13 磨 削 磨 外 圓 及 端 面 外 圓 磨 床 、游 標(biāo) 卡 尺 14 去 毛 刺 鉗 工 作 臺(tái) 銼 刀 15 檢 驗(yàn) 檢 驗(yàn) 、 入 庫(kù) 、 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 9 工 序 號(hào) 工 序 名 稱 工 序 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 1 備 料 毛 坯 ： ? 52 mm、 長(zhǎng) 160 mm 2 鍛 造 鍛 造 立 式 精 鍛 機(jī) 3 熱 處 理 正 火 4 車(chē) 削 車(chē) 左 右 端 面 ， 左 端 面 ： ? 18 mm, 右 端 面 ： 12 mm 端 面 車(chē) 刀 、游 標(biāo) 卡 尺 5 鉆 削 鉆 端 面 中 心 孔 麻 花 鉆 、內(nèi) 徑 千 分 尺 6 鉆 削 鉆 右 端 面 f4mm 的 工 藝 孔 麻 花 鉆 、內(nèi) 徑 千 分 尺 7 車(chē) 削 粗 車(chē) ：車(chē) 削 各 外 圓 ? 18 mm 、? 48 mm 、? 18 mm 、? 14 mm 的 外 圓 、 車(chē) 削 ? M12 mm 的 螺 栓 外 圓 車(chē) 刀 、游 標(biāo) 卡 尺 8 車(chē) 削 半 精 車(chē) ： 車(chē) 削 ? 18 mm、 ? 48 mm、 ? 18 mm、 ? 14 mm 的 外 圓 、 M12 的 螺 栓 外 圓 車(chē) 刀 、游 標(biāo) 卡 尺 9 車(chē) 削 車(chē) 削 車(chē) 槽 、 2 對(duì) 2 × 45 ° 倒 角 、 1 對(duì) 1 × 45 ° 倒 角 外 圓 車(chē) 刀 、 倒 角 刀 游 標(biāo) 卡 尺 、 量 角 儀 10 車(chē) 削 車(chē) 削 右 端 M12 mm 的 螺 紋 螺 紋 車(chē) 刀 、螺 紋 量 規(guī) 11 車(chē) 削 滾 齒 ： ? 48 mm 的 外 圓 滾 刀 、 百 分 尺 12 磨 削 磨 外 圓 及 端 面 外 圓 磨 床 、游 標(biāo) 卡 尺 13 銑 削 銑 鍵 槽 立 銑 刀 、 游 標(biāo) 卡 尺 14 去 毛 刺 鉗 工 作 臺(tái) 銼 刀 15 檢 驗(yàn) 檢 驗(yàn) 、 入 庫(kù) 表 4：加工路線 2 、 19 加工路線 1 和加工路線 2 的比較，我們發(fā)現(xiàn)主要是銑鍵槽和磨削順序的不 同，本主動(dòng)齒輪軸用來(lái)傳遞力和扭矩，根據(jù)表面粗糙度要求，對(duì)其表面要求較 高，先磨外圓，再銑鍵槽，可能會(huì)導(dǎo)致已加工表面受到破壞，所以選加工路線 1。 4 確定切削用量及基本工時(shí)的確定 4.1 切削原則 選擇切削用量主要根據(jù)工件的材料、精度要求以及刀具的材料、機(jī)床的功 率和剛度等情況，在保證工序質(zhì)量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機(jī)床 的功率、轉(zhuǎn)矩等特性，就得高生產(chǎn)率和低加工成本。從刀具的耐用角度出發(fā)， 首先應(yīng)選定背吃刀量 ap ,其次選定進(jìn)給量 f,最后選定切削速度 v。 4.2 鍵槽銑削計(jì)算 （1）選擇刀具和機(jī)床 立式銑床：X52k，專(zhuān)用夾具、直柄鍵槽銑刀，鍵槽的規(guī)格 b ′ h = 5′ 5 。 （2）背吃刀量的確定 由表 5-43 知， i =1,即一次銑削到規(guī)定深度，所以由公式 i= h/ ap 得 ap=h=3mm。 （3）進(jìn)給量確定 由零件圖鍵槽的尺寸，由表 5-14，可選擇f16mm 的高速鋼立銑刀，齒數(shù) Z=5 每齒進(jìn)給量 f z = 0.04mm / z 。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f = f z · z = 5′ 0.04 =0.2mm/r （4）銑削速度的計(jì)算 由表 5-15 按立銑刀 d/z=16/5 的條件選取，銑削速度 v 可取 38m/min。 n = 1000v 有公式 pd 可求得該序銑刀轉(zhuǎn)速，n=756.37r/min，參照 X52k 型立式銑 床的主軸轉(zhuǎn)速，取主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min 再代入公式可求該工序?qū)嶋H銑削速 度: （5）基本時(shí)間 v = npd 1000 = 750 ′ 3.14 ′16 得 v=37.68m/min 1000 因?yàn)榇随I槽為兩端閉口，由表 5-43 得公式： j t = l - d + h + l1 ，式中 fMc fMc l1 = 1- 2 , l = 18mm, fMc = 9mm / min 所以 t = (18 -16 + 3 + 2) ′ 60 = 46.93 j 9 9 有上述公式可得：tj=46.93s。 5 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 5.1 機(jī)床設(shè)備的選用 正確選擇機(jī)床設(shè)備是一個(gè)很重要的工作，它不但影響工件的加工質(zhì)量，而 且還影響工件的加工效率和制造成本。主要考慮機(jī)床的尺寸規(guī)格與工件的輪廓 尺寸、加工精度與工件的精度要求、生產(chǎn)效率與工件的生產(chǎn)類(lèi)型、車(chē)間現(xiàn)有設(shè) 備。在大批生產(chǎn)條件下，可以選用高效的專(zhuān)用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用 設(shè)備。該主動(dòng)齒輪加工過(guò)程中可采用 X5012 立式銑床、以及車(chē)床 CA6140、及萬(wàn) 能外圓磨床，其中主要應(yīng)用車(chē)床 CA6140。 CA6140 型普通車(chē)床的萬(wàn)能性大，它適用于加工各種軸類(lèi)、套筒類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零 件上 的回轉(zhuǎn)表面，如車(chē)削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽、車(chē)端面、車(chē)螺紋及成形 回轉(zhuǎn)表面； 還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鉆中心孔和滾花等工藝，見(jiàn)圖 4-8 所示，CA6140 型 普通車(chē)床的加工范圍較廣，但它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且自動(dòng)化程度 低，所以適用于單件、小 批生產(chǎn)及修配車(chē)間。 5.2 工藝裝備的選用 工藝裝配主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應(yīng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出它們的名 稱，如“鉆頭”、“百分表”、“車(chē)床夾具”等。該零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生 產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，所選用的夾具均為專(zhuān)用夾具。即針對(duì)各工序上的裝夾而 專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具。 6 夾具設(shè)計(jì) 6.1 夾具簡(jiǎn)介 （1）機(jī)床夾具是一種在金屬切削機(jī)床上實(shí)現(xiàn)裝夾任務(wù)的工藝裝備，例如車(chē) 間中常見(jiàn)的 車(chē)床上使用的三爪卡盤(pán)、銑床上使用的平口虎鉗等。工件通過(guò)機(jī)床 夾具進(jìn)行安裝時(shí)， 包含了兩層含義：一是工件通過(guò)夾具上的定位元件獲得正確 的位置，稱為定位 （Locating）； 二是通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)使工件的既定位置在加 工過(guò)程中保持不變，稱為夾緊 （Clamping）。 （2）功能：保證工件加工精度穩(wěn)定：工件通過(guò)機(jī)床夾具進(jìn)行安裝時(shí)，工件 相對(duì)于機(jī)床、刀具之間的位置精度由夾具保 證，不受工人技術(shù)水平的影響，工 件加工精度穩(wěn)定；減少輔助工時(shí)：提高生產(chǎn)效率 使用夾具來(lái)安裝工件，可以免 去工件逐個(gè)畫(huà)線、找正對(duì)刀等輔助時(shí)間，且工件裝 夾方便。如采用多件、多工 位夾具，以及氣動(dòng)、液壓動(dòng)力夾緊裝置，可以進(jìn)一步減少 輔助時(shí)間，提高生產(chǎn) 率；擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍：有些機(jī)床上配備專(zhuān)用夾具實(shí)質(zhì)上是對(duì)機(jī)床進(jìn)行了部 分改造，擴(kuò)大了原機(jī)床的功能 和使用范圍。如在車(chē)床床鞍上或在搖臂鉆床工作 臺(tái)上安裝放鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱 體零件的孔系加，使車(chē)床、鉆床具有鏜床 的功能；保證生產(chǎn)安全：可降低對(duì)工人技術(shù)水平的要求和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 保證生產(chǎn)安全。 6.2 夾具的相關(guān)研究狀況 近幾十年來(lái), 夾具的基本組成部分雖無(wú)明顯變化, 但對(duì)夾具設(shè)計(jì)的要求卻 不斷提高。機(jī)械加工中的工裝水平往往代表一個(gè)國(guó)家的工藝水平。據(jù)統(tǒng)計(jì), 在 大型工業(yè)企業(yè)中, 采用的工裝很多, 有的甚至多達(dá)上萬(wàn)種。一般生產(chǎn)一輛轎車(chē) 大約需 4000 件, 夾具及緊固件 7500 件。設(shè)計(jì)每套夾具需 12 小時(shí), 制造需 58 小時(shí)。這僅是一個(gè)平均數(shù)字。對(duì)于單個(gè)夾具的設(shè)計(jì)與制造, 以及中小企業(yè)的生 產(chǎn), 需要的時(shí)間則更長(zhǎng)。夾具在新產(chǎn)品研制過(guò)程中, 對(duì)縮短研制周期起著重要 作用。根據(jù)我國(guó)機(jī)械工業(yè)的現(xiàn)有水平, 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期一般要占整個(gè)研制周期的 50～70%, 而工藝裝備的設(shè)計(jì)裝備周期又占生產(chǎn)裝備周期的 50～70%, 其中工藝 裝備準(zhǔn)備周期中有 70～80%的時(shí)間用于夾具的設(shè)計(jì)與制造。在現(xiàn)代制造企業(yè)中, 夾具已成為保證產(chǎn)品質(zhì)量, 實(shí)行全面質(zhì)量管理的重要手段, 利用加工中心、坐 標(biāo)測(cè)量機(jī)可使零件的裝卸、檢測(cè)、刀具的更換自動(dòng)化, 夾具及裝夾已成為制造 系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)高效化、精密化和柔性化是夾具發(fā)展的 主要趨勢(shì), 也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代和老產(chǎn)品改造的需要。 在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下， 夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 在高精方面，隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精 度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾 具 支 承 面 的 垂 直 度 達(dá) 到 0.01mm/300mm ， 平 行 度 高 達(dá) 0.01mm/500mm 。 德 國(guó) demmeler(戴美樂(lè))公司制造的 4m 長(zhǎng) 2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高 誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在 5μm 以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的 定位精度高達(dá)±5μm；瑞士 EROWA 柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá) 2～5μm。機(jī)床 夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。 誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次 的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 在柔性化上，機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通 過(guò)調(diào)整、組合等方式 ，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有： 工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類(lèi) 主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為 適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改 變專(zhuān)用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 在高效方面為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái) 越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、 凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電 控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用 1～2 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、 多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘， 即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。 采用美國(guó) Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床 工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提 高生產(chǎn)效率的作用[4]~[11]。 機(jī)床夾具就是機(jī)床上所使用的一種輔助設(shè)備，用它來(lái)準(zhǔn)確的確定工件與刀 具的相對(duì)位置，即工件的定位與夾緊，以完成加工所需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以機(jī) 床夾具是用以使工件定位和夾緊的輔助裝置。 6.3 夾具類(lèi)型的選擇 機(jī) 床 夾 具 按 其 使 用 范 圍 可 分 為 以 下 五 種 基 本 類(lèi) 型 ： (1) 通 用 夾 具 通 用 夾 具 一 般 已 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ，并 由 專(zhuān) 門(mén) 的 專(zhuān) 業(yè) 工 廠 生 產(chǎn) ， 常 作 為 機(jī) 床 的 標(biāo) 準(zhǔn) 附 件 提 供 給 用 戶 。 (2) 專(zhuān) 用 夾 具 這 類(lèi) 夾 具 是 針 對(duì) 某 一 種 工 件 的 某 一 個(gè) 工 序 而 專(zhuān) 門(mén) 設(shè) 計(jì) 的 ，因 其 用 途 轉(zhuǎn) 移 而 得 名 。適 用 于 大 批 大 量 生 產(chǎn) ，本 處 夾 具 多 設(shè) 計(jì) 為 專(zhuān) 用 夾 具 。 (3) 通 用 可 調(diào) 夾 具 和 成 組 夾 具 這 類(lèi) 夾 具 的 特 點(diǎn) 是 夾 具 的 部 分 元 件 可 以 更 換 ，部 分 裝 置 可 以 調(diào) 整 ，以 適 用 不 同 零 件 的 加 工 。用 于 相 試 零 件 的 成 組 加 工 所 用 的 夾 具 ， 稱 為 成 組 夾 具 。 (4) 組 合 夾 具 這 類(lèi) 夾 具 是 由 一 套 完 全 標(biāo) 準(zhǔn) 化 的 元 件 ， 根 據(jù) 零 件 的 加 工 要 求 拼 裝 而 成 的 夾 具 。 (5) 隨 行 夾 具 這 是 一 種 在 自 動(dòng) 線 或 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 中 使 用 的 夾 具 。 工 件 安 裝 在 隨 行 夾 具 上 ，除 完 成 對(duì) 工 件 的 定 位 和 夾 緊 外 ，還 載 著 工 件 由 運(yùn) 輸 裝 置 送 往 各 機(jī) 床 ， 并 在 各 機(jī) 床 上 被 定 位 和 夾 緊 。 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 ，并 且 主 動(dòng) 齒 輪 軸 零 件 為 中 小 型 件 ，大 批 量 生 產(chǎn) ，需 要 設(shè) 計(jì) 專(zhuān) 用 夾 具 。根 據(jù) 所 設(shè) 計(jì) 的 工 件 ，設(shè) 計(jì) 工 序 銑 鍵 槽 。本 專(zhuān) 用 夾 具 將 用 于 X5012 立 式 銑 床 的 加 工 。 刀 具 為 高 速 鋼 立 銑 刀 。 6.4 機(jī)床夾具的組成 （1）定位元件（Location Element）：定位元件用于使工件在夾具中占據(jù)正 確的位置。在裝夾工件時(shí)，通過(guò)定位元件的 工作表面與工件上的定位表面相接 觸或配合，從而保證工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 （2）夾緊裝置（Clamping Device）：夾緊裝置用于壓緊工件，保證工件在 加工過(guò)程中受到外力作用時(shí)不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù) 的正確位置。 （3）對(duì)刀與引導(dǎo)元件（Tool Setting or Guiding Elements）：對(duì)刀與引導(dǎo) 元件用于確定或引導(dǎo)刀具，保證刀具與工件之間的正確位置。在銑床 夾具中常 用對(duì)刀塊確定銑刀位置，在鉆床夾具或鏜床夾具中常用鉆套或鏜套引導(dǎo)鉆頭 或 鏜刀的移動(dòng)。 （4）夾具體（Body of Jig or Fixture）：夾具體用于連接固定夾具上的各 種元件和裝置，使之成為一個(gè)整體。它與機(jī)床進(jìn) 行連接，通過(guò)連接元件使夾具 相對(duì)機(jī)床具有正確的位置。 6.5 問(wèn)題的提出 本夾具主要用銑鍵槽。由于工序較多，工藝要求相對(duì)較高，加工相對(duì)復(fù)雜。 本夾具的設(shè)計(jì)工程中應(yīng)主要考慮如何定位，使用六點(diǎn)定位原理限制六個(gè)自由度。 同時(shí)由于加工過(guò)程中受力較大，受力方向較多，還應(yīng)考慮如何才能實(shí)現(xiàn)很好的 夾緊，以便進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械加工。其次還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞 動(dòng)強(qiáng)度。 6.6 主動(dòng)齒輪軸夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來(lái)銑 5′ 5mm 的鍵槽，因?yàn)椴捎弥睆綖?16mm 的高速鋼立銑刀 銑削鍵槽，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降 低勞動(dòng)強(qiáng)度。 本夾具用于 X52K 立式升降銑床,高速鋼立銑刀。 6.6.1 定位夾具類(lèi)型的選擇 工件在機(jī)床上的定位包括工件在夾具上的定位和夾具在機(jī)床上的定位兩個(gè) 方面， 在此只討論工件在夾具中定位。 分析工件的定位方案時(shí)，主要利用六 點(diǎn)定位原理（Six Point Principle），根據(jù)工件 的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序加工 精度要求來(lái)正確選擇定位方案、設(shè)計(jì)定位元件、進(jìn)行定位 誤差分析與計(jì)算。 在主動(dòng)齒輪銑鍵槽的過(guò)程中，考慮該零件結(jié)構(gòu)和銑鍵槽的特殊性，為了保 證其加工精度，本設(shè)計(jì)采用六點(diǎn)完全定位。槽的精度可以由刀具直接保證。故 本設(shè)計(jì)采用菱形銷(xiāo)、可調(diào)支撐、v 形塊固定定位。在 A1 和 A2 處用倆短 v 形塊限 制 y、z 的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)四個(gè)自由度，在 B1 方向用可調(diào)支撐限制 x 的移動(dòng),在 B2 方向用菱形銷(xiāo)限制 x 的旋轉(zhuǎn)，存在偏心距為。故工件完成 6 點(diǎn)完全定位，工件 在夾具上的位置唯一確定。 不完全定位可分為下列兩種情況： （1）由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)法也沒(méi)有必要限制某些方面的自由 度； （2）由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度 不被限制。 6.6.2 誤差分析與質(zhì)量評(píng)價(jià) （1）定位誤差（ Dd ）=基準(zhǔn)位移誤差（ Dj ） ± 基準(zhǔn)不重合誤差（ Db ）。 選用標(biāo)準(zhǔn) V 形塊定位，不計(jì)其生產(chǎn)加工誤差，所以從左往右看工件第一段?18f7 和第第三段?18f7 兩外圓表面定位時(shí)，忽略 V 形塊誤差，取軸線為定位基準(zhǔn)和工 序基準(zhǔn)，我們可得 DA1 = 0，DA2 = 0 ，誤差只有 Dj 產(chǎn)生。 （2）經(jīng)查表得公差等級(jí)為 7 時(shí)，公差帶為 0.021mm,f 的上偏差為-0.020mm, 所以下偏差為-0.041mm,所以 -0.02 f18 -0.041 。由此可知： Dd = Dj = TD sin a 2 （取a= 60o ） 所以， 0.0105 sin 602 = 0.00525 1dA1 < 3  =0.007,所以定位方案是合理的。 6.6.3 夾 緊 夾 具 在 夾 具 中 ， 用 以 防 止 工 件 在 加 工 過(guò) 程 中 產(chǎn) 生 位 移 或 振 動(dòng) 的 裝 置 。 基 本 要 求 ： （ 1） 夾 緊 既 不 應(yīng) 破 壞 工 件 的 定 位 ， 或 產(chǎn) 生 過(guò) 大 的 夾 緊 變 形 ， 又 要 有 足 夠 的 夾 緊 ， 防 止 工 件 在 加 工 中 產(chǎn) 生 振 動(dòng) 。 （ 2） 足 夠 的 夾 緊 行 程 ， 夾 緊 動(dòng) 作 迅 速 ， 操 縱 方 便 、 安 全 省 力 。 （ 3） 手 動(dòng) 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 要 有 可 靠 的 自 鎖 性 ， 機(jī) 動(dòng) 夾 緊 裝 置 要 統(tǒng) 籌 考 慮 夾 緊 的 自 鎖 性 和 原 動(dòng) 力 的 穩(wěn) 定 性 。 （ 4） 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 盡 量 簡(jiǎn) 單 緊 湊 ， 制 造 、 維 修 方 便 。 由 于 該 軸 類(lèi) 工 件 生 產(chǎn) 雖 為 大 批 量 生 產(chǎn) ，但 工 件 體 積 小 ，結(jié) 構(gòu) 不 復(fù) 雜 ，自 動(dòng) 化 程 度 也 不 能 太 高 ，故 擬 定 選 用 螺 旋 壓 板 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 夾 緊 。 6.6.4 切削力的計(jì)算 銑鍵槽時(shí)選用：立式銑床：X52k；專(zhuān)用夾具、直柄鍵槽銑刀，鍵槽的規(guī)格 b ′ h = 5′ 5 。 (1)查文獻(xiàn)得  a C xf o F = f p  e z f yf a nf z C f = 30, ap = 3, X f d qf n wf = 1.0, f z = 0.04, ae = 6, z = 5, n f  = 0.83, q f  = 0.83, wf  = 0, do = 16 計(jì)算考慮上來(lái)，乘以安全系數(shù)， Fj = kF，K = K1K2 K3 K4 K1——基本安全系數(shù)，K1=1.5； K2——加工性質(zhì)系數(shù)，K2=1.1； K3——刀具鈍化系數(shù)，K3=1.1； K4——斷續(xù)切削系數(shù)，K4=1.1。 所以 F=46.74N，又由公式可得： 水 平 分 力 ： FH=1.1F= 51.414 N 垂 直 分 力 ： F V=0.3F= 14.01 N 6.6.5 夾緊力的計(jì)算 選用夾緊力的計(jì)算： N ( f1 + f2 ) = KF ' , 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)， 取 f1 = f2 = 0.25 ，所以 N=94N。 因 為 本 主 動(dòng) 齒 輪 軸 采 用 的 是 45 鋼 ，螺 旋 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 采 用 的 是 10mm 的 螺 栓 ， 所 以 sb = 610MPa ， ss = 520MPa ， s-1 = 195MPa ,取 S=4。 [t] = [ss ] ， [t] = 130MPa s 4 ′ FH = 127MPa <130MPa o 2pd 2 1.3′ 4 ′ N o 2pd 2 = 304MPa <610MPa 所 以 滿 足 強(qiáng) 度 要 求 ， 夾 具 安 全 可 靠 。 6.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)使夾緊裝置簡(jiǎn)單易于裝夾。為了滿足夾 緊力要求采用螺紋螺母夾緊。夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件加工之 前與塞尺配合使用很好的對(duì)刀；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾 具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 6.8 夾具體的材料選取及附件的選取 夾具體的主體可以采用鑄方法制造，由于鑄造夾具具有良好的工藝性，不受 零件大小和形狀限制，有良好的吸振性，減少其受力產(chǎn)生的震動(dòng)，可以承受較 大的切削力和夾緊力，一般材料選用 HT150 或 HT200，并進(jìn)行時(shí)效處理。保證夾 具體的加工技術(shù)要求，鑄件不許有裂紋、氣孔、沙眼等鑄造缺陷。澆口、冒口、 結(jié)疤、沾沙等應(yīng)清除干凈。鑄件應(yīng)經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，消除內(nèi)應(yīng)力。鑄件要有拔模 斜度，和鑄造圓角。 6.9 對(duì)刀塊的選取 夾具在機(jī)床上安裝完畢,在進(jìn)行加工之前,尚需進(jìn)行夾具的對(duì)刀,使刀具相 對(duì)夾具定位元件處于正確位置。對(duì)刀的方法通常有三種:試切法對(duì)刀,調(diào)整法對(duì) 刀,用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀。不管采用哪種對(duì)刀方法,都涉及到對(duì)刀基準(zhǔn)和對(duì)刀 尺寸。通常是以與工年定位基準(zhǔn)重合的定位元件上的定位面作為對(duì)刀基準(zhǔn),以減 少基準(zhǔn)變換帶來(lái)的誤差。銑床夾具的對(duì)刀尺寸是對(duì)刀基準(zhǔn)到刀具切削表面之間 的位置尺寸,和對(duì)刀塊位置尺寸差一個(gè)塞尺厚度。影響對(duì)刀塊位置尺寸的因素主 要有對(duì)刀需要保證的工件上的加工尺寸、定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向的最小位移 量及塞尺的厚度 S。為了節(jié)約生產(chǎn)成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 21 7 總結(jié) 為期三周的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，但是本次設(shè)計(jì)帶來(lái)的影響確是深遠(yuǎn)的。通 過(guò)此次設(shè)計(jì)我遇到了許多問(wèn)題，也學(xué)到了許多。在這期間我曾困惑過(guò)，也曾迷 茫過(guò)，但最終在老師的幫助和自己的努力下，解決了一系列問(wèn)題。本次設(shè)計(jì)使 我對(duì)機(jī)械制造這門(mén)課有了新的認(rèn)識(shí)，改變了我之前對(duì)這門(mén)課的態(tài)度，它將理論 學(xué)習(xí)與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系了起來(lái)。每一道工序都需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)制定，不可隨意 捏造事實(shí)，篡改數(shù)據(jù)。我們要用嚴(yán)謹(jǐn)和實(shí)事求是的的態(tài)度對(duì)待每一個(gè)環(huán)節(jié)，一 個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)就會(huì)影響整個(gè)結(jié)果。大量的數(shù)據(jù)參數(shù)確定，需要查找大量的手 冊(cè)，考驗(yàn)了我們查找資料的能力。面對(duì)問(wèn)題要從不同的角度去思考，可以得到 不同的結(jié)果從而制定不同的方案，這在夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中很好的體現(xiàn)出來(lái)。不 同的定位方案可以設(shè)計(jì)不同的夾具。零件圖的繪制提高了我們電腦繪圖的能力 通過(guò)這次設(shè)計(jì)鞏固了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》這門(mén)課和相關(guān)專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)， 同時(shí)也提高我們解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力。為大四畢業(yè)設(shè)計(jì)和走向社會(huì)工作 打下理論基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 紀(jì)名剛，濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社,2003 [2] 于英華.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.5 [3]鄒青,呼詠.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.6 [3]趙麗娟，冷岳峰.機(jī)械幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)[M].北京：清華大學(xué)出版社 2011.7 [4]孫麗嬡.機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具[J].北京:冶金工業(yè)出版社,2003.9 [5]楊叔子.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.9 [6]艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 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