齒輪軸加工工藝及夾具的設計【中央太陽輪軸】【數(shù)控編程】【三維UG裝配】【含圖紙+文檔全套】

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In addition, processing of two processes to support part of the design of special fixture. Many kinds of the machine tools fixture, the fixture, the most widely used, the size has been standardized, and there is a professional factory production. But widely uses in the volume production, specially the special fixture for gear shaft workpiece machining processes and services, to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The main content of this thesis is to design two sets of fixture design fixture. Keywords: gear shaft, machining process, fixture, design 目錄 引言 1 1 緒論 2 1.1 機械加工工藝概述 2 1.2機械加工工藝流程 2 1.3夾具概述 3 1.4機床夾具的功能 3 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 4 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 4 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4 2　工藝規(guī)程設計 6 2.1 零件的分析 6 2.1.1 零件的作用 6 2.1.2 零件的工藝分析 6 2.2 工藝規(guī)程設計 7 2.2.1 確定毛坯的制造形式 7 2.2.2 基面的選擇 7 2.2.3 制定工藝路線 7 2.2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 2.2.5 確定切削用量 12 3 鉆2-Φ4mm孔夾具設計 25 3.1設計要求 25 3.2夾具設計 26 3.2.1 定位基準的選擇 26 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 26 3.3 誤差分析與計算 27 3.4 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 28 3.5 確定夾具體結構尺寸和總體結構 29 3.6 夾具設計及操作的簡要說明 30 3.7確定夾具體結構尺寸和總體結構 30 總 結 32 參考文獻 33 致 謝 34 引言 機械制造技術基礎畢業(yè)設計是在學完了機械制造技術基礎后的教學環(huán)節(jié)，它一方面 要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力，另外，也為以后做好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。學生應當通過機械制造技術基礎畢業(yè)設計在下述各方面得到鍛煉： 1.能熟練運用機械制造技術基礎課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 2.提高結構設計能力。學生通過設計夾具的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、既經(jīng)濟合理又能保證加工質量的夾具的能力。 3.學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱出處、能夠做到熟練運用。[3] 32 1 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。 比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明。 總的來說，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)工藝流程是綱領，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 4) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 5) 填寫工藝文件。 6) 選擇毛坯。 7) 擬訂工藝路線。 8) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在機床夾具設計是一項重要的技術工作。 1.4機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1） 定位 定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。 （2）導向 導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置 并引導其進行鉆削。。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。特別是近年來，，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）提高機床夾具的標準化程度。 4）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 5）適用于精密加工的高精度機床夾具。 6）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化、柔性化四個方面。 標準化 機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。 夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。 通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。 精密化 精密化夾具的結構類型很多，隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。 具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 2　工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目說給定的零件是齒輪軸，位于傳動系統(tǒng)中，一般配合使用。主要作用是用于空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的傳動機構。零件上有兩個的軸段，用于與軸承內圈相配合，其支承作用。用于與聯(lián)軸器相連接傳遞運動和動力。 圖2-1　齒輪軸 2.1.2 零件的工藝分析 齒輪軸這個零件從零件圖上可以看出，它一共有四組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下： 1.以兩端為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：兩端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面為兩端中心孔，這要是因為中心孔的軸線要用作后面加工的定位和工序基準。 2.以外圓面為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：軸段外圓面、軸段外圓面。其中主要加工表面為軸段外圓面。 3.以兩個軸段外圓面為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：兩個軸段的外圓面及左邊倒角、右邊定位軸肩。其主要加工表面為兩個軸段的外圓面，這是用來與軸承內圈配合用于支承的。 4.以分度圓直徑為花鍵中心的加工表面 這一組的加工表面包括：分度圓直徑為的花鍵中心。 這四組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： 軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面把兩端中心孔軸線A—B作為公共基準，有圓跳動要求。 由以上分析可知，對于這四組加工表面而言，我們可以先加工兩端中心孔這一組加工表面，然后以其軸線為基準，借助夾具進行其他三組表面的加工，并且保證它們之間的形狀精度要求。 2.2 工藝規(guī)程設計 2.2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為20CrNi4A鋼，考慮到蝸桿在傳動過程中收到的振動，載荷，受力等方面的影響，因此應該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件產(chǎn)量為中大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應該的。 2.2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。[3] （1）粗基準的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對于本零件來說，所有表面都需要加工，按照有關粗基準的選擇原則，選取最大外圓面作為粗基準。 （2）精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。設計基準，工序基準，定位基準相重合，可以減少定位誤差和基準不重合引起的誤差，因此選擇兩中心孔的公共中心線作為精基準。 2.2.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 10 鍛 造 20 去飛邊 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ65mm、Φ61.3mm、Φ65mm、Φ69.8 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm加工余量 50 調質處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓Φ75mm加工到尺寸要求。 80 粗車、半精車右端Φ54H6mm內孔，Φ52mm內孔, 90 粗車、半精車左端Φ54H6mm內孔 100 粗、精磨右端面及外圓Φ70mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 鉆孔2-Φ4mm 120 鉆孔2-Φ9.4mm 130 鉆孔Φ6斜孔mm 140 銑3處花鍵 150 去毛刺 160 檢驗 170 入庫 2.工藝路線方案二 10 鍛 造 20 去飛邊 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ65mm、Φ61.3mm、Φ65mm、Φ69.8 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm加工余量 50 調質處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓Φ75mm加工到尺寸要求。 80 粗車、半精車右端Φ54H6mm內孔，Φ52mm內孔, 90 粗車、半精車左端Φ54H6mm內孔 100 粗、精磨右端面及外圓Φ70mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 鉆孔2-Φ4mm 120 鉆孔2-Φ9.4mm 130 鉆孔Φ6斜孔mm 140 銑3處花鍵 150 去毛刺 160 檢驗 170 入庫 3.工藝路線方案的比較與分析 上述兩個工藝路線方案的特點在于：方案一對于整個齒輪軸一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時在加工過程中有效防止了加工產(chǎn)生的應力對后加工工序的影響；方案二對不同部位進行粗、半精、精加工，不能對一臺機床進行連續(xù)運用。綜合比較選擇工藝路線方案一。 10 鍛 造 20 去飛邊 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ65mm、Φ61.3mm、Φ65mm、Φ69.8 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm加工余量 50 調質處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓Φ75mm加工到尺寸要求。 80 粗、精磨右端面及外圓Φ70mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 90 粗車、半精車右端Φ54H6mm內孔，Φ52mm內孔, 100 粗車、半精車左端Φ54H6mm內孔 110 鉆孔2-Φ4mm 120 鉆孔2-Φ9.4mm 130 鉆孔Φ6斜孔mm 140 銑3處花鍵 150 去毛刺 160 檢驗 170 入庫 考慮到本零件在結構上的特點，顯然上述方案還有一些欠考慮之處。例如加工與軸承配合軸段的定位軸肩時，定位軸肩在模鍛上不易直接加工出來，采用車床加工更合適，因此，這應該列為單獨的一道工序。綜合考慮，工藝路線方案為： 10 鍛 造 20 去飛邊 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ65mm、Φ61.3mm、Φ65mm、Φ69.8 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm加工余量 50 調質處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓Φ75mm加工到尺寸要求。 80 粗車、半精車右端Φ54H6mm內孔，Φ52mm內孔, 90 粗車、半精車左端Φ54H6mm內孔 100 粗、精磨右端面及外圓Φ70mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 鉆孔2-Φ4mm 120 鉆孔2-Φ9.4mm 130 鉆孔Φ6斜孔mm 140 銑3處花鍵 150 去毛刺 160 檢驗 170 入庫 2.2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 蝸桿零件材料為20CrNi4A鋼，硬度為217~255HBS，生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，采用普通模鍛，精度IT13。 根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.軸段外圓面 這段軸表面粗糙度為1.6,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨加工。直徑加工余量為2Z=7mm。 2. 軸段沿軸線長度方向的加工余量 長度余量取4mm，模鍛斜度為5。 3．直徑65軸段外圓面 這段軸無表面粗糙度要求，需要粗車，半精車，直徑加工余量為2Z=7mm。 4直徑65軸段沿軸線長度方向的加工余量 長度余量取3.5mm，模鍛斜度為5，外圓角為R4。 2.2.5 確定切削用量 3.1工序30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ65mm、Φ61.3mm、Φ65mm、Φ69.8 ，留2mm加工余量 所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為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，可在一次走刀內完成，故 == （3-1） ②.確定進給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質合金刀加工硬度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 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= 3.2工序40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm加工余量 1、加工條件 （1）選擇刀具 1） 選擇直頭焊接式外圓車刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質合金刀具。 4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12 表12 車刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號 范圍 取值 主偏角 kr 30～45 45 副偏角 10～15 15 前角 5～10 10 后角 5～8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10～ -15 -10 續(xù)表12 車刀幾何形狀角度 倒棱寬度 0.4［（0.3~0.8）f］ 1 0.4~0.8 0.5 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內切完，故 ap=2.9mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，， (預計)時，進給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為 N 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 3.3工序60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ81.3mm、Φ70mm、留2mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 1、加工條件 （1）選擇刀具 1） 選擇直頭焊接式外圓車刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質合金刀具。 4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12 表12 車刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號 范圍 取值 主偏角 kr 30～45 45 副偏角 10～15 15 前角 5～10 10 后角 5～8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10～ -15 -10 續(xù)表12 車刀幾何形狀角度 倒棱寬度 0.4［（0.3~0.8）f］ 1 0.4~0.8 0.5 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內切完，故 ap=2.9mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，， (預計)時，進給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為 N 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 工序70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓Φ75mm加工到尺寸要求。 1、加工條件 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）、背吃刀量ap 查，得半精車余量ap=0.9mm 1）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當表面粗糙度為，（預計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 2）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。 3）、切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =158m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =97m/min 最后決定切削用量 工序100: 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 1）確定磨削深度=0.5mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 8.16.1工序 磨外圓達到尺寸要求，磨外圓尺寸要求 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=i，故 ==0.66min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min, 則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6）小結 綜上所述，機床為磨床M114W，主軸轉速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.66min, 輔助時間0.2min。 工序100: 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 1）確定磨削深度=0.5mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 工序110：鉆孔2-Φ4mm 機床：立式鉆床Z525 刀具：從第三本文獻的表號中4.3～9可找出選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 進給量：從第三本文獻查到表號中2.4～38可找出，選擇。 切削速度：從第三本文獻查到表號中2.4～41可找出，選擇。 機床主軸轉速： ， 從第三本文獻查到表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 選擇 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序120：鉆孔2-Φ9.4mm 憑據(jù)【機械加工工藝手冊】NO.2卷。鉆孔工序時的刀具選擇直柄短麻花鉆（GB1436-85），鉆床選Z525搖臂機床。 按照【機械加工工藝手冊】NO.2卷書中找出表號為10.4-2的表格，找出鉆孔進給量0.20～0.35。 則選擇 按照【機械加工工藝手冊】NO.2卷書本中表號為10.4-9的表格來定量切削速度 切削速度計算公式為 經(jīng)查，參數(shù)是，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以，實際切削速度是=2.64 確定切削時間（一個孔） = 工序130：鉆孔Φ6斜孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：按照第三本文獻查到表號中4.3～9可找出選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進給量：從第三本文獻查到表號中2.4～38可找出，取。 切削速度：從第三本文獻查到表號中表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 從第三本文獻查到表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序140 銑3處花鍵 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金花鍵銑刀 每齒進給量：從第三本文獻的表號中2.4～73可找出，選擇：從第三本文獻的表號中2.4～81可找出，選擇銑削速度 每齒進給量：從第三本文獻的表號中2.4～73可找出，選擇從第三本文獻的表號中2.4～81可找出，選擇銑削速度 機床主軸轉速： 從第三本文獻的表號中3.1～74可找出，選擇 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：從第三本文獻的表號中2.4～81可找出, 選擇 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：選擇 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 3 鉆2-Φ4mm孔夾具設計 3.1設計要求 要提高勞動生產(chǎn)率，降低了質量保證流程，工人勞動強度，需要設計專用夾具。以上是鉆2-Φ4mm裝置中，此夾具用于Z525。 當工件在順序進行加工，以確保處理中，首先在支撐且相對于加工工件不修改的正確位置和外力的過程中的影響下這個位置。因此在進行修改之前，第一夾緊良好的工作。 工裝夾具組成 1，具有定位的任務裝置占據(jù)圖中工件的正確位置。 夾持裝置，其作用是牢固地夾緊夾緊工件，以確保工件不會離開正確位置是通過在過程中的外力（切斷力）的作用被占用。 3，刀具或導具有建立相對于所述定位元件的工具的精確位置的任務。 4，與該目的連接，以確定在機器上夾具的正確位置。 5，夾緊夾緊元件是夾具和固定裝置的基礎上，所有的元素，因此，該裝置被連接成一個整體。 6，其他元素或設備是指設備或在家庭特殊需要的家具套裝置。根據(jù)處理需求索引凸輪裝置，簡便，準確的定位部分的夾具的設置，通常被設置為預定位裝置，對于大型裝置，經(jīng)常設置升降元件等。 或多種組分，所述定位元件，所述夾持裝置和夾具是夾具和夾具的一個基本組成部分。 分級機 廣泛的工裝夾具，從不同的角度器械分類。 通過閥的特性可分為：通用支架，一個特殊的裝置，可調節(jié)夾具，模塊化設備， 裝配夾具。 通過使用機可分為：車床夾具，夾具銑，鉆夾具，坐標鏜床，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機夾具，自動托盤線和其它工裝夾具。 由于電源的端子，可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增壓夾具，夾具和電磁真空夾具。 夾緊工件的方法 有兩個夾具下面工件： 工件在機床工作臺或盤直接夾緊 工件裝夾家具 第一種方法夾緊效率是在工件的表面上的低，通常越過打印附圖是必需的，在用輸入筆或紙張表面取向的設備繪制的尺寸和加工表面的位置，然后一個緊。一般用于單件小批生產(chǎn)。數(shù)量較多，工件夾緊裝置，被使用。 與工件夾具的輔助下具有以下優(yōu)點： 一，保證加工精度，加工質量穩(wěn)定 B，縮短了額外的時間，提高了勞動生產(chǎn)率 C到擴大使用的工具，實現(xiàn)“一機”。 D，改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本 夾具沒有嚴格的技術要求，尤其要探索如何提高勞動生產(chǎn)率，勞動強度問題，精度不是主要考慮因素。 3.2夾具設計 3.2.1 定位基準的選擇 鑒于處理效率和處理方便，使所使用的高速鋼的材料，被用于處理，準備確定完善確定手動夾緊。 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭 D=4。 則軸向力：詳情參考相關手冊表格28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 式子里： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉矩 T=Cdfk 式子里: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計算切削力時,安全系數(shù)是重要因素，其公式見下： K=KKKK 式子里 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。 3.3 誤差分析與計算 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和心軸配合。 1 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.4 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 流程只是鉆孔能夠滿足加工要求。因此，互換鉆套（下結構）的選擇，以減少額外的時間來更換鉆套。 尺寸表 鉆模板擇定固定式鉆模板，四個沉頭螺釘以及二個錐銷定位在夾具體上。 3.5 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 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，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當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：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 3.6 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為鉆余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。 3.7確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體: 夾具定位、 夾緊裝置安裝在夾具體上的指導，使它人，和在您的計算機上正確安裝。夾具是夾具上各種設備和組件中的最大和最復雜的組件之一。夾緊裝置特定的形狀和大小取決于夾具安排和夾具連接到這臺機器，并在加工的過程中，夾具也關閉水龍頭和切削力和由此產(chǎn)生的沖擊和振動，夾具因此必須有必要的強度和剛度。加工芯片份額將生成在進程落在夾具上，過度芯片積累會影響一部分的可靠定位和夾緊，所以當夾具的設計，你必須考慮結構應易于芯片。此外，夾緊的混凝土結構、 經(jīng)濟、 易于組裝和拆卸和操作技術，也被認為在設計中。 基本的夾具設計 (1) 應該有相應的精度和尺寸穩(wěn)定性 重要的曲面，在夾具，如安裝定位器，安裝該工具或指南元件表面的表面，以及細節(jié)的安裝基礎，應該有適當?shù)拇笮『托螤罹?，二者之間的正確位置。 夾具大小保持穩(wěn)定，鑄造夾具體到時效工藝，焊接和鍛造機組冷卻。 (2) 應具有足夠的強度和剛度 為了確保在過程中沒有夾緊力、 切削力、 變形和不允許的振動等外力的作用，在墻上夾具的厚度應該有充足的剛性不足可適當添加增援部隊。 (3) 它應具有良好的結構和可用性 夾具尺寸較大和復雜的結構之間的相互作用表面和較高的位置精度應因此特別注意其結構應工藝零件加工過程中，夾具和易于維護。在剛度和強度的前提下，應盡量減輕重量、 降低音量，簡單。 (4) 應該很容易清理砂芯 在加工過程中會根據(jù)芯片繼續(xù)積累著冒口，如果不消除、 熱積累可能損壞切割夾具精度、 拉削芯片元件繞組位置，它也會破壞的準確性或安全事件。因此，工藝芯片不會在很多情況下可以提高定位元件工作表面和固定到增加的芯片空間之間的距離: 需要削減更多在過程中，通常在應設置長笛夾具。 (5) 在這臺機器必須安裝在一個穩(wěn)定和可靠 安裝在機床夾具是通過夾具必須安裝相應的接觸表面在機器上或在有機結合，實現(xiàn)和基礎上。夾具安裝上表機床、 夾具的重力低至可能，支持地區(qū)應足夠大，安裝時基地應具備較高的精度，以確保穩(wěn)定和安全的部署。夾具底部是一般中空、 大鉗環(huán)或起吊孔。 機械加工的零件夾緊解決方案應能確定定位的元素與空間由夾緊范圍和機床表的大小、 確定夾具結構和尺寸，然后繪制夾具的總體布局。詳見繪制的夾具裝配圖。 總 結 通過對閥體機加工藝及工裝的設計，到明年排氣管鉗加工工藝及工裝設計，我學會進行了更廣泛的培訓以前，專業(yè)知識和技能的理論基礎，訓練我嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，獨立分析和解決問題的能力和創(chuàng)新精神。 通過研究和分析零件圖紙制定了合理的工藝設計過程中，這種方法在理論上是可能的，表面粗糙度，位置，尺寸精度圖紙之類的可以更好的滿足。同時還具有良好的經(jīng)濟性。隨著以改進過程的圖也是典型的流程進行專用夾具設計，夾具設計，我們始終遵循設備和實際情況設計的基本原則，使局部優(yōu)化和整體融合，它在功能上的夾緊結構確保的前提下，盡可能簡化結構和夾具夾具自動化功能。通過這個設計，我完全支持，需要先進的軟件來學習認識，先進的軟件可以提高效率和降低成本的設計師的時間。本文設計，老師給了我很多的指導和啟發(fā)，尤其是對誰教治學嚴謹和耐心，讓我可以完成這個設計的教師。 在設計和論文寫作，由于學生誰難免會出現(xiàn)一些缺點和不足，并督促學生和老師批評指正數(shù)量有限。 參考文獻 [1] 王先逵，機械制造工藝學，北京，機械工業(yè)出版社，1997.10 [2] 孟少農(nóng)，機械加工工藝手冊，北京，機械工業(yè)出版社，1991 [3] 陳宏均，典型零件機械加工生產(chǎn)實例，北京，機械工業(yè)出版社，2005.1 [4] 劉友才，機床夾具設計，北京，機械工業(yè)出版社，1991.5 [5] Boye WE.Jigs and Fixture.America.SME，1982 [6]哈爾濱工業(yè)大學，上海工業(yè)大學主編.機械夾具設計.上海：上?？茖W技術出版社，1983 [7]東北重型機械學院，洛陽工學院，第一汽車制造廠職工大學編.機械夾具設計手冊.上海：上?？茖W技術出版社，1990 [8]機械工程手冊 電機工程手冊 編輯委員會.機械工程手冊 第9卷.北京：機械工業(yè)出版社，1982 [9]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 [10]艾 興，肖詩綱主編.切削用量手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 [11] 吳孟紅主編.工裝通用件手冊.南昌：南昌飛機制造公司出版，1984 致 謝 四年生活在這個賽季即將讀到了盡頭，但在我的生活，但只是一個逗號，我將另一段旅程的開始。學制四年，支持老師，朋友和家人，這是很難的，但也是在紙上獲得完全的膀胱付印的即將出臺，許多人認為之際，感覺不能平靜了很久。大，名人崇拜我，但我更渴望表達我的敬意和欽佩致力于一個普通的人，把我的良師益友。我不是最好的學生，但你是我最尊敬的老師。你治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我創(chuàng)造了良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，所以我不但接受新觀念，制定了雄心勃勃的學術目標，了解思維的基本途徑，從紙張到選定的主題征文援助通過你的細心指導，然后想明白了，我會經(jīng)常“暗山，柳暗花明又一村”。我感謝我的父親和母親，沒有什么玄草，背單詞樹，親子，不回，你永遠是健康和快樂是我最大的心愿。在本文即將之際完成，我可以接受不平靜的心情，從一開始就在報紙的任務的順利完成，有多少可敬的老師，同學，朋友們給了我無聲的幫助，請衷心的感謝！ 最后，再次感謝大家誰我的導師和學生參與設計專業(yè)畢業(yè)，在草案中提到或引用作者的我。 35