齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及銑16槽工裝夾具設計

齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及銑16槽工裝夾具設計,齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及銑16槽工裝夾具設計,齒輪軸,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,16,工裝,夾具,設計 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計 課 題 類 別： 設計 □ 論文　□ 學 生 姓 名： ＸＸＸ 學 號：ＸＸＸ 班 級：機電ＸＸＸ班 專業(yè)（全稱）：機械設計制造及其自動化 指 導 教 師：ＸＸＸＸ 2015年3月 一、本課題設計（研究）的目的： 夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設計，往往可以使生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大的穩(wěn)定[2]。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設計的高效夾具。目前中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準備工作量的50%-80%。生產(chǎn)設計階段，對夾具的選擇和設計工作的重視程度，絲毫也不亞于對機床設備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 二、設計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）： 夾具的設計包括三個步驟：設備規(guī)劃，夾具規(guī)劃和夾具結(jié)構(gòu)設計。目前，J.-Y. Jung[3]以及Ferreira等人在進行CAPP方面的研究中對設備規(guī)劃有詳細論述。計算機輔助家居設計（CAFD）就夾具方面也做了一些工作；Chou YC Chandru V等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法；de meter EC提出的利用機械杠桿原理進行定位和夾緊位置選擇的一種算法。目前，關于工件夾具的自動化配置方面的工作，自動化結(jié)構(gòu)設計AFCD中很少提及。 Cai等提出了一種指導夾具設計的方法，此方案是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來的定位誤差。Hockenberger[4]與Demter提出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析，這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差，這種情況是由于干涉扭矩。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展[5]。 高 精 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對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±5μm，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國demmeler(戴美樂)公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，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)；夾具重復安裝的定位精度高達±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復定位精度高達2~5μm。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。 高 效 為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國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床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用。 模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎[6]。利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務化。通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性[7]。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國demmeler(戴美樂)公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應用的價值[8]。 專家們建議組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學、研協(xié)作的力度，加快用高新技術改造和提升夾具技術水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡技術，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑[9]。 改革開放以來，隨著中國與世界的接軌，中國不斷的引進了西方先進的加工技術，而且隨著世界科技的飛速發(fā)展，數(shù)控機床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)等一系列高端設備得以廣泛的運用，使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變。產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，產(chǎn)品需求的多樣化，是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，特別像齒輪軸這種不規(guī)則零件就出現(xiàn)了重大問題，現(xiàn)階段齒輪軸零件加工還打不到自動化加工，它的工藝好需要人工畫線的方法來保證，而零件的裝夾也是通過人工來完成的，所以現(xiàn)階段我國對齒輪軸這種不規(guī)則零件的加工的效率還是比較低的階段。夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾，定位，刀具的引導定位為夾具的裝夾和定位，隨著數(shù)字化加工設備的擴大化，已經(jīng)將夾具的引導刀具功能完全替代，給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求。 三、設計（研究）的重點與難點。 通過網(wǎng)絡、期刊、教材、廠家資料及國內(nèi)外相關文獻查閱。根據(jù)要求完成對齒輪軸加工工藝和夾具設計系統(tǒng)設計。完成設計圖紙的繪制并進行相關校核工作，完成設計說明書的編寫。 加工工藝 1、制訂齒輪軸加工工藝規(guī)程，關鍵是工序的劃分和定位基準的選擇。在設計開始的過程中，我們必須要認真分析零件圖，了解其齒輪軸零件的結(jié)構(gòu)特點和相關的技術要求，對齒輪軸零件的每一個細節(jié)，都應仔細的分析，如齒輪軸加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意齒輪軸零件各孔系自身精度（同齒輪軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（齒輪軸線之間的平行度、垂直度以及齒輪軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），齒輪軸零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清齒輪軸零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為齒輪軸零件比較復雜,所以也是一個難點。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認識，另一方面增加我們對autoCAD軟件的熟悉。 工序的劃分 確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產(chǎn)綱領有密切關系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術要求和機床設備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。 2、夾具設計可能遇到的問題： 工件定位是否正確，定位精度是否滿足要求，工件夾緊牢固是否可靠等等。 工件在夾具中的定位精度，主要與定位基準是否與工序基準重合、定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在機床上的定位精度，夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。 夾緊必須可靠，但夾緊力不可過大，以免工件或夾具產(chǎn)生過大變形?？刹捎枚帱c夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當?shù)妮o助支撐。夾具的設計必須要保證夾具的定位準確和機構(gòu)合理,考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對工件與夾具的認真分析,結(jié)合一些夾具的具體設計事例,查閱相關的夾具設計資料,聯(lián)系在工廠看到的一些齒輪軸零件加工的夾具來解決這些問題. 四、設計（研究）進度計劃： 畢業(yè)論文工作任務 工作進度日程安排 調(diào)研、收集資料，寫出開題報告 第4-5周 確定工藝方案，編制工藝規(guī)程 第6-7周 初步確定指定工序的夾具設計方案 第8-9周 熟練掌握AutoCAD軟件 第10-11周 繪制夾具裝配圖、有關零件圖 第12-13周 撰寫設計說明書 第14-15周 審閱、準備答辯 第16周 答辯 第17周 5參考文獻 [1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991,169–182. [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993,178–195. [3] J.-Y. Jung, R.S. Ahluwalia, Feature-based noncutting tool path selection, J. Manufacturing System 13 (3)（1994） 165–176. [4] Hockenberger, A systems approach to fixture planning and design, Int. J. Advanced Manufacturing Technol. 10 （1995） 169–182. [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 169–182. [6]薛源順主編.機床夾具設計.機械工業(yè)出版社，1995 169–182. [7]崇 凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術.北京高等教育出版社，2005. 169–182. [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎. 高等教育出版社，1991 169–182. [10]張龍勛主編.機械制造工藝學課程設計指導及習題.機械工業(yè)出版社，1999.11 169–182. [11]艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社，2002 [12] Handbook of Machine Tools Manfred weck[J] ,2005 169–182. [13]Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME[J],2006 169–182. 指導教師意見 簽名： 月 日 教研室（學術小組）意見 教研室主任（學術小組長）（簽章）： 月 日 畢業(yè)設計(論文)文獻綜述 題目：齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計 課 題 類 別： 設計 □ 論文　□ 學 生 姓 名： ＸＸＸ 學 號：ＸＸＸ 班 級：機電ＸＸＸ班 專業(yè)（全稱）：機械設計制造及其自動化 指 導 教 師：ＸＸＸＸ 2015年3月 齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計 1.制定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析 毛坯的選擇： 根據(jù)生產(chǎn)綱領和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對于鑄件和鍛件應了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準和計算加工余量時有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標準確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。 毛坯的種類和其質(zhì)量對機械加工的質(zhì)量有密切的關系。同時對提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。擬訂工藝路線： 表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機床型號、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實際出發(fā)，理論聯(lián)系實際和工人結(jié)合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。 計算切削用量、加工余量及工時定額： 查閱《切削用量手冊》等資料并進行計算確定。目前，對單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗自行選定，但對于自動線和流水線，為保證生產(chǎn)的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質(zhì)量以保證最終加工質(zhì)量。工時定額一般按各工廠的實際經(jīng)驗積累起來的統(tǒng)計資料來估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進，新工藝，新技術的不斷出現(xiàn)，工時定額應進行相應的修改。 對機械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。雖然有時互相矛盾，但只要把它們處理好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機械產(chǎn)品的各項技術性能指標，質(zhì)量不能保證，根本談不上數(shù)量；質(zhì)量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質(zhì)量的前提下，應該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質(zhì)量，應在保證質(zhì)量的前提下解決生產(chǎn)率問題。在保證質(zhì)量的前提下，應盡可能的節(jié)約耗費，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟性。 因此，齒輪軸的工藝規(guī)程研究途徑應該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一，達到經(jīng)濟合理及可行的最優(yōu)方案。 夾具設計的研究途徑和可行性分析 齒輪軸、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。 夾具設計最關鍵是要求對工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。 除此之外，選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應具有足夠的剛度和強度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。 2.課題研究的主要方法 （1） 搜集資料，了解并掌握齒輪軸加工工藝結(jié)構(gòu)和工作原理。 （2） 確定設計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設計內(nèi)容及計算。 （3） 根據(jù)設計任務書的要求，熟悉相關軟件AutoCAD，確定設計方法及設計要點。按要求完成完整的設計計劃及預期達到的結(jié)果，進行相關設計及計算。 （4） 對所設計夾具設計相關校核，準備相關資料。 對設計說明書初稿進行相關格式修改，對設計圖紙并進行修改。 3.研究過程中的主要問題和解決的方法 1、研究內(nèi)容 (1)查閱文獻資料，詳細研究零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)。 (2)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)選取毛坯的種類和制造方法毛坯余量的選擇。 (3)制定工藝規(guī)程和可行性分析。 (4)選擇粗精基準，計算和選擇金屬切削機床的技術參數(shù)。 (5)根據(jù)齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計工序過程中的專用夾具。 2、本課題可能遇到的問題及其研究方法 （1）在剛開始的時候工序的劃分以及定位基準會比較難選擇，所以就在過程中腰認真分析零件圖，了解齒輪軸的結(jié)構(gòu)特點及相關的技術要求而加工工序要根據(jù)生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)來認真分析。 （2）在夾具設計的時候也可能遇到問題，比如工件的定位是否正確，定位精度是否滿足要求等等，所以要調(diào)查現(xiàn)階段國內(nèi)外比較先進的齒輪軸結(jié)構(gòu)，從整體上把握設計的方向，了解齒輪軸的加工工藝規(guī)程及夾具的設計原理。 （3）通過大量的資料，研究零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的加工方法，及選擇合理的基準和工序安排。 （4）熟悉夾具的結(jié)構(gòu)選擇合理的機床及裝夾設備，確定加工余量和工序，進行精細的準確的尺寸計算，和時間的估算。 3、課題預期結(jié)果 （1）了解了齒輪軸的作用，完成對零件的結(jié)構(gòu)分析，并制作出合理的夾具及裝夾方案 （2）在保證經(jīng)濟和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序。 （3）在老師的要求下及自己的計劃內(nèi)完成各項任務。 4、完成課題所需的工作條件 在前期得做好各項準備，要查閱大量的文獻了解齒輪軸的結(jié)構(gòu)，并在CAD，上畫出這個零件，認真去了解他的結(jié)構(gòu)，這當中就需要一些工具書比如機械加工工藝手冊，夾具設計圖冊，刀具設計手冊以及有關教材及參考資料，最后如果有需要還可以選擇去工廠調(diào)研，以上條件具備完成本課題所需的工作條件。 4.課題研究所需的參考文獻 [1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991,169–182. [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993,178–195. [3] J.-Y. Jung, R.S. Ahluwalia, Feature-based noncutting tool path selection, J. Manufacturing System 13 (3)（1994） 165–176. [4] Hockenberger, A systems approach to fixture planning and design, Int. J. Advanced Manufacturing Technol. 10 （1995） 169–182. [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 169–182. [6]薛源順主編.機床夾具設計.機械工業(yè)出版社，1995 169–182. [7]崇 凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術.北京高等教育出版社，2005. 169–182. [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎. 高等教育出版社，1991 169–182. [10]張龍勛主編.機械制造工藝學課程設計指導及習題.機械工業(yè)出版社，1999.11 169–182. [11]艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社，2002 [12] Handbook of Machine Tools Manfred weck[J] ,2005 169–182. [13]Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME[J],2006 169–182. 3 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 30 車 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 外圓車刀、三爪卡盤 500 1.27 0.8 3 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 40 車 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 外圓車刀、三爪卡盤 500 1.27 0.8 3 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 60 車 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 外圓車刀、三爪卡盤 500 1.27 0.8 3 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 70 車 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 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。 外圓車刀、三爪卡盤 500 1.27 0.8 3 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 80 銑 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準。 銑刀，游標卡尺 300 19.3 0.5 2 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 90 插齒輪 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 插齒機 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 插齒輪 插刀、專用夾具 300 19.3 0.5 2 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 100 粗精磨 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 普通磨床 M114 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 砂輪、游標卡尺 350 20.5 0.5 2 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 齒輪軸 零件圖號 產(chǎn)品名稱 齒輪軸 零件名稱 齒輪軸 共 8 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 110 粗精磨 40Cr鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 普通磨床 M114 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 砂輪、游標卡尺 350 20.5 0.5 2 1 15 10 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 零件圖號 共　2 頁 零件名稱 齒輪軸 第　　頁 材料牌號 40Cr鋼 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 工序號 工序內(nèi)容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時 準終 單件 10 鍛 造 鍛工 自由鍛 鍛床 游標卡尺 20 去飛邊 金工 磨工 磨床 砂輪、游標卡尺 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 金工 車、鉗工 普通車床 外圓車刀、三爪卡盤 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 金工 車 、鉗工 普通車床 外圓車刀、麻花鉆、三爪卡盤 50 調(diào)質(zhì)處理 熱加工 熱處理 淬火機 淬火機 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 金工 車工 普通車床 外圓車刀、三爪卡盤 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。 金工 車工 普通車床 外圓車刀、三爪卡盤 80 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準。 金工 鉗工 普通立式銑床 銑刀、專用夾具 90 插齒輪 金工 鉗工 插齒機 插刀、專用夾具 100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 金工 磨工 普通磨床 砂輪、游標卡尺 110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 金工 車工 普通磨床 砂輪、游標卡尺 120 去毛刺 金工 鉗工 鉗工臺 深度游標卡尺 130 檢驗 檢驗 140 入庫 倉庫 畢業(yè)設計（論文） 城南 學院 機械制造及自動化 專業(yè) 11級機電 班 題 目 齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計 任務起止日期： 2015年 3 月 16日～2015 年 6 月 19 日 學 生 姓 名 楊宇佳 學 號 201179250108 指 導 教 師 李旭宇 教研室主任 年 月 日審查 院 長 年 月 日批準 摘要 本文是對齒輪軸零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對支架零件的兩道工序的加工設計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為齒輪軸工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內(nèi)容是設計兩套夾具。 關鍵詞 齒輪軸，加工工藝，專用夾具，設計 II Abstract This paper is the analysis of the gear shaft parts processing technology application and processing, including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture, the formulation of the process route, tool selection, cutting, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. 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 3 1 緒論 4 1.1 機械加工工藝概述 4 1.2機械加工工藝流程 4 1.3夾具概述 5 1.4機床夾具的功能 5 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 6 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 6 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 6 2　工藝規(guī)程設計 8 2.1 零件的分析 8 2.1.1 零件的作用 8 2.1.2 零件的工藝分析 8 2.2 工藝規(guī)程設計 9 2.2.1 確定毛坯的制造形式 9 2.2.2 基面的選擇 9 2.2.3 制定工藝路線 10 2.2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13 2.2.5 確定切削用量 13 3 基本工時 27 4 銑16槽夾具設計 31 4.1研究原始質(zhì)料 31 4.2定位基準的選擇 31 4.3 切削力及夾緊分析計算 31 4.4 誤差分析與計算 33 4.5 定向鍵與對刀裝置設計 34 4.6 夾具設計及操作的簡要說明 35 結(jié)論 37 致謝 38 參考文獻 39 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(jié)構(gòu)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(zhì)量。 2.提高結(jié)構(gòu)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(zhì)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] 42 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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)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(nèi)容進行調(diào)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(diào)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(jié)構(gòu)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(nèi)；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(diào)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(diào)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(nèi)，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，一般與蝸輪配合使用。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(gòu)。零件上有兩個的軸段，用于與軸承內(nèi)圈相配合，其支承作用。零件上有帶鍵槽的的軸頭用于與聯(lián)軸器相連接傳遞運動和動力。 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、一個的鍵槽、軸段外圓面。其中主要加工表面為軸段外圓面、一個的鍵槽，這是用來連接聯(lián)軸器的。 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(nèi)圈配合用于支承的。 4.以分度圓直徑為齒輪中心的加工表面 這一組的加工表面包括：分度圓直徑為的齒輪中心。 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。 鍵槽兩側(cè)面相對于公共基準A—B有對稱度要求。 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40Cr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(zhì)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。 1.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Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 50 調(diào)質(zhì)處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm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 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準。 90 插齒輪 100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 120 去毛刺 130 檢驗 140 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Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 50 調(diào)質(zhì)處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準。 80 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。 90 插齒輪 100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 120 去毛刺 130 檢驗 140 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Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 50 調(diào)質(zhì)處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm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 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準。 90 插齒輪 100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 120 去毛刺 130 檢驗 140 入庫 考慮到本零件在結(jié)構(gòu)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： 工藝一：鍛造 工藝二：去飛邊 工藝三：以作外圓面為粗基準車端面，打中心孔。選擇六角車床 工藝四：粗車齒輪軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床 工藝五：車制兩個定位軸肩，以及兩個軸段退刀槽，以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床 工藝六：調(diào)制 工藝七：半精車外圓，控制軸線方向的各個軸段的長度。以中心孔軸線為精基準。選擇普通車床 工藝八：倒角 工藝九：銑鍵槽，選擇兩個外圓面作為基準，選擇普通立式銑床，采用專用夾具。 工藝十：車螺紋，選擇兩個外圓面作為基準，選擇普通車床，采用專用夾具。 工藝十一：淬火 工藝十二：粗磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以及磨制過渡圓角，以兩中心孔軸心線為基準。采用普通磨床。 工藝十三：精磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準。采用普通磨床。 工藝十四：研磨螺紋面 工藝十五：去毛刺 工藝十六：檢驗入庫 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40Cr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Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，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(nèi)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(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構(gòu)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(gòu)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(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 （3-3） ===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Φ60mm、Φ75mm、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(zhì)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(nèi)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓Φ60mm、Φ65mm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(zhì)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(nèi)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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80 粗銑鍵槽 機床的選擇：X52K型銑床 （1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因為銑削寬度，可查得立銑刀 2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標準系列L=198mm，標準系列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，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時為3.4mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進給量，取，所以。 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 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，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，X52K型銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 3.6.1精銑鍵槽 （1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度時，銑刀每齒進給量，取，所以 mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得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：，，，，，（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30， XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 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(jié) 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)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(jié) 綜上所述，機床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)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(jié) 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)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 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 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=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(jié) 綜上所述，機床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)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。 3 基本工時 3.1工序30 粗車右端面 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故 min 3.2工序30 粗車Φ68外圓留2.5mm的余量，粗車Φ50外圓留2.5mm的余量，粗車至圖紙尺寸外圓留2.5mm余量 式中，l=413.5mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=418.5mm,故 　　min 3.2工序30 粗車外圓留2mm的余量，粗車外圓留2mm的余量，以及對應的臺階面，粗車外圓留2mm的余量 式中，l=263mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=268mm,故 　　min 3.2.1半精車左端面，保證總長614.5，半精車Φ68外圓以及外圓臺階達到尺寸要求，半精車Φ50外圓以及外圓臺階達到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺階留1mm余量 式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故 min 3.2.1 掉頭裝夾，半精車外圓留2mm的余量，半精車外圓留1mm的余量，以及對應的臺階面. 半精車外圓留1mm的余量 式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故 min 3.2.2工序110 車退刀槽4XΦ38, 車退刀槽3XΦ38 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 3.2.2工序110 精車外圓以及外圓臺階留0.5mm余量，并倒角0.5x45度 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 3.2.2工序110 精車外圓留0.8mm的余量，精車外圓留0.5mm的余量，以及對應的臺階面 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 3.2.2工序110 車螺紋M40X1.5-6g 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=77mm,故 min 3.5.1精銑 式中，。，則， min 3.5.1精銑 式中，。，則， min 4 銑16槽夾具設計 4.1 銑床專用夾具的主要類型 （一）直線送進的專用銑床夾具 這類夾具安裝在銑床工作臺上，加工中工作臺是按直線進給方式運動的， 在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對于這類銑床夾具，可采用連動加緊機構(gòu)和氣動，和液壓傳動裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機構(gòu)時間和裝卸工件時間重合等項措施。 （二）圓周送進的專用銑床夾具 圓周銑削法的送進運動時連續(xù)的，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是一種高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。 設計圓周送進銑床夾具時應注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少銑刀的空程和夾具的尺寸和質(zhì)量；手柄沿轉(zhuǎn)臺的四周分布以便于操作，盡可能采用氣動液壓等機械化夾緊方式以減輕工人勞動強度。 （三）機械仿形送進的靠模夾具 靠模夾具時用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送進運動和由靠模獲得的輔助運動合成加工所需要的仿形運動。因此按照送進運動的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進和圓周送進的兩種。采用靠模夾具可在一般萬能銑床上加工出所需要的成形面以代替價格昂貴的靠模銑床加工，這對于中小廠來說，通過采用夾具來擴大機床工藝用途，以解決缺少特殊設備問題，具有較大的技術經(jīng)濟意義。 4.2 銑床專用夾具的設計要點 （一）由于銑削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時多可能在改變。所以夾具應具有足夠的剛性和強度，夾具的重心應盡量低，夾具的高度于寬度之比應為1：1.25，并應有足夠排屑空間。 （二）夾緊裝置要有足夠的強度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能，一般在銑床夾具上特別是粗銑，不宜采用偏心夾緊。 （三）夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當從側(cè)面壓緊工件時，壓板在側(cè)面的著力點應低于工件側(cè)面支承點。 （四）為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應正確選用對刀裝置，對到裝置在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應在銑刀開始切入工件的一端。 （五）切削和切削液應能順利地排除，必要時應開排屑孔。 （六）為了調(diào)整和確定夾具與機床工作臺軸線的相對位置，在夾具的底面應具有兩個定向建，定向健與工作臺T形槽宜用單面貼合。當工作臺T形槽表面平整時可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。 4.3 夾緊裝置 在機械加工中，加工件將受到切削力，離心力，慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持有定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生震動或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可靠的夾緊。 1.夾緊裝置的組成 典型的夾緊裝置是由幾部分組成 （1）力源裝置。力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機動夾緊時所用的氣動，液壓，電動等動力裝置。 （2）中間遞力機構(gòu)，。中間遞力機構(gòu)是介于力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。一般遞力機構(gòu)可以在傳遞加緊作用力過程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具有一定的自鎖性能。 （3）夾緊元件與夾緊機構(gòu)。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。 以上就是夾緊裝置的基本設計內(nèi)容。 2.夾緊裝置的基本要求 (1)在夾緊過程中，工件應能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應離開定位置支承。 （2）夾緊力的大小要適當，可靠。既要是工件在加工過程中不產(chǎn)生移動和振動，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應操作安全，方便，省力。 （4）夾緊裝置的自動化程度和復雜程度應與工件的產(chǎn)量和批量相適應。 4.4 專用夾具的基準選擇 本夾具采用側(cè)面定位限制一個方向的自由度；由壓板軸定位，這樣六個自由度全部都被限制住了。可調(diào)部分安裝在夾具體上，即通過滑塊來限制住支座X軸方向上的轉(zhuǎn)動。并通過滑塊上的可換定位銷來實現(xiàn)限制作用。 定位基礎可以通過夾具體上的面來定位或由底板來定位，因為夾具上的面上的定位誤差比起底板所產(chǎn)生的定位誤差相比較大，因此為了減少定位誤差，在此我選擇了以底板作為定位基準。 4.5 機床夾具的概述 機床夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。 在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機床上加工時，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機床上相對刀具占有正確的位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。 4.5.1 機床夾具的種類 機床夾具按其適用范圍可分為通用夾具、專業(yè)夾具、組合夾具、可調(diào)夾具及隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機床來分類，則機床夾具可分為車床夾具、銑床夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動機床夾具及數(shù)控機床夾具等。 通用夾具是指已經(jīng)標準化的、可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件的夾具，如三爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭等。這些夾具已作為機床附件由專門工廠制造供應。 專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設計制造的夾具。專業(yè)夾具在批量生產(chǎn)中使用，這也是本次夾具設計的主要研究對象。 4.5.2 機床夾具的組成 1.定位元件及定位裝置 用于確定工件在夾具中的正確位置，定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。定位元件有支承釘，支承板等。 2.夾緊元件及夾緊裝置 用于夾緊工件，保持工件定位后的位置在加工過程中不變。 3.夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 4.其他裝置或元件 各種夾具還應根據(jù)需要設置一些其它裝置或元件，有分度裝置，導向或?qū)Φ对?，夾具與機床之間的連接元件等。如銑削加工一般多采用定距切削，為便于調(diào)整刀具相對于工件被加工表面的位置，夾具上常設置對刀裝置，其中對刀裝置包括對刀塊和塞尺。 4.6 銑床夾具的分類 銑床夾具主要用于加工零件上的平面精加工工序、花鍵及各種成型面等，是最常見的夾具之一。按銑削的進給方式，可將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式和靠模進給式三類。其中，直線進給式夾具用得最多。 另外，銑床夾具按使用范圍可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類；還可按自動化程度和夾緊動力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進行分類。 4.7 銑削專用夾具的設計要點 1.為了調(diào)整和確定夾具與機床工作臺軸線的相對位置，在夾具體與地面之間應具有兩個定位鍵。 2.為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應正確選用對刀裝置，對刀裝置應在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應在銑刀開始切入工件的一端。 3.考慮加工余量大和切削力方向隨時可能變化的因素，夾具應有足夠的剛性和強度，夾具的重心應盡量低。 4.夾具裝置要有足夠的強度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能。 5.夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當從側(cè)面壓緊工件時，壓板在側(cè)面的著力點應低于工件側(cè)面支承點。 6.切屑和冷卻液應能順利排出，必要時應開排泄孔【2】 4.8 銑床夾具的安裝 夾具在銑床工作臺上的定位,由裝在夾具體底部的兩個定位鍵實現(xiàn)。銑床夾具在銑床工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設計時必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標準化，應按銑床工作臺的T形精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺T形精加工工序的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應力求最大，以利提高安裝精度。 定位鍵安裝在夾具體底面的縱向精加工工序中,一個夾具一般要配置兩個定位鍵。銑床夾具底座定位鍵與銑床工作臺T型精加工工序的配合連接，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具體上還需要提供兩個穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時，可在同側(cè)設置兩個耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺兩個T形精加工工序間的距離一致。T形精加工工序?qū)к壢缦聢D1.1： 圖1.1 銑床加工工序?qū)к? 4.9研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑18槽，該槽對中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.10定位基準的選擇 根據(jù)工件的加工要求，該工件必須限制工件的六個自由度，現(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準選擇的合理性。 （1） 為了保證58必須限制Z向的移動及X向的轉(zhuǎn)動。 （2） 為了保證18和槽面的對稱度必須保證Z向的轉(zhuǎn)動，X向的移動，Y向的轉(zhuǎn)動。 （3） 為了保證軸肩與鍵槽右端的長度為5，必須限制Y向的移動。 4.11 切削力及夾緊分析計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。