L235齒輪輸出軸的車右外圓夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備規(guī)程含4張CAD圖
L235齒輪輸出軸的車右外圓夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備規(guī)程含4張CAD圖,l235,齒輪,輸出,車右外圓,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,規(guī)程,cad
摘 要
軸零件的主要作用是支撐回轉(zhuǎn)零件、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩和動力。軸具備傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，是通用機(jī)械特別是工程機(jī)械傳動中的重要零件之一。軸加工材料、熱處理方式、機(jī)械加工工藝過程的優(yōu)化，將對提高軸的加工質(zhì)量及壽命有著重要借鑒意義。本文對某企業(yè)提供的“軸”零件進(jìn)行了機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和銑鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)。對于工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)制訂了兩套不同的方案，從中甄選出最佳方案。本設(shè)計(jì)首先分析了軸零件的作用和加工工藝性，然后進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，最后是銑鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)。軸零件的機(jī)械綜合性能要求較高，一般選擇鍛件作為毛坯。合理安排工藝路線，劃分加工階段對保證零件加工質(zhì)量至關(guān)重要。使用夾具可以縮短輔助時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率，保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量，降低對工人的技術(shù)要求，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。本文對所設(shè)計(jì)的專用夾具進(jìn)行了精度校核和定位誤差分析，對夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量也進(jìn)行了評估。
關(guān)鍵詞：軸；工藝分析；工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；夾具設(shè)計(jì)
38
Abstract
The main effect of shaft parts is to support the rotating parts, rotary motion and torque and power. Shaft with high transmission efficiency, compact structure and long service life and a series of advantages, is the universal machine is one of the most important parts in the transmission of Engineering machinery. Shaft processing materials, heat treatment, machining process optimization, to improve the machining quality and the life of shaft has significance. In an enterprise to provide "axis" parts of the machinery manufacturing process planning and keyway milling fixture design. For the process design and fixture design for two different sets of programs, select the best solution from zhen. Firstly this paper analyzes the role and process of shaft parts, then order for the design process, the final design of special fixture keyway milling. Comprehensive mechanical performance requirements of high shaft parts, generally as blank forgings. Reasonable process route arrangement, division stage of processing is very important to ensure the machining quality of parts. The use of fixture can reduce the auxiliary time, improve labor productivity, guarantee the processing precision, stable processing quality, reduce the technical requirements for workers, machine technology to expand the scope of. In this paper, the precision of calibration and positioning error of the special fixture design analysis, design quality of the fixture were also evaluated.
Keywords: axis; process analysis; process design; fixture design
目 錄
摘 要 I
Abstract I
1 引言 3
1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程 3
1.2 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 4
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 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 7
2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
2.2.1 確定毛坯的制造形式 7
2.2.2 基面的選擇 8
2.2.3 制定工藝路線 8
2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12
2.2.5 確定切削用量 12
第四章 車床夾具設(shè)計(jì) 29
4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 29
4.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 30
4.3 定位機(jī)構(gòu) 31
4.4夾緊機(jī)構(gòu) 31
5.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 32
4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 33
4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 33
4.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 34
結(jié) 論 35
結(jié)論 37
致謝 38
參考文獻(xiàn) 39
1 引言
本設(shè)計(jì)所采用的是一根輸入軸。軸零件的主要作用是支撐回轉(zhuǎn)零件、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩和動力。軸零件是將部分和軸做成一體無需鍵配合的一種常見機(jī)械零件。軸具備傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，是通用機(jī)械特別是工程機(jī)械傳動中的重要零件之一。軸的工作能力一般取決于軸的強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于軸的振動穩(wěn)定性。該軸主要作用是和相嚙合的一起傳遞運(yùn)動和速度，要求傳動平穩(wěn)。軸圓柱面處有圓弧形的鍵槽，主要是通過鍵和其他部件相連。軸的中間部位為斜部分，主要傳遞運(yùn)動和動力。
1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程
（1）機(jī)械加工工藝規(guī)程有：機(jī)械加工工藝過程卡片、機(jī)械加工工序卡片、標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過程卡片、單軸自動車床調(diào)整卡片、多軸自動車床調(diào)整卡片、機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片、檢驗(yàn)卡片等。
（2）制定工藝規(guī)程的基本要求是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低成本，并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，保證工人具有良好而安全的勞動條件。
（3）制定工藝規(guī)程的步驟：
①收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關(guān)資料圖樣，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析；
②確定毛坯的類型及制造方法；
③選擇定位基準(zhǔn)；
④擬定工藝路線；
⑤確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；
⑥確定各工序的設(shè)備、刀具、夾具、量具和輔助工具；
⑦確定各工序的切削用量及時(shí)間定額；
⑧確定主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；
⑨進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；
⑩編制工藝文件。
（4）機(jī)械加工工序的安排原則：
①基面先行；②先粗后精；③先主后次；④先面后孔。
（5）熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的目的。預(yù)備熱處理安排在機(jī)械加工之前；去除內(nèi)應(yīng)力的熱處理安排在粗加工之后，精加工之前；最終熱處理安排在精加工前后，變形較大的熱處理應(yīng)安排在精加工之前，變形較小的熱處理應(yīng)安排在精加工之后；表面的裝飾性鍍層和發(fā)藍(lán)工序一般安排在工件精加工后；電鍍工序后應(yīng)進(jìn)行拋光，耐磨性鍍鉻則放在粗磨和精磨之間。
（6）輔助工序包括檢查、檢驗(yàn)工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序。除了在每道工序中操作者自檢外，還必須在下列情況下安排單獨(dú)的檢驗(yàn)工序：①粗加工階段結(jié)束后；②關(guān)鍵工序前后；③零件從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間前后；④零件全部加工結(jié)束之后。
（7）工序組合的原則：①大批大量生產(chǎn)、零件結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，適于采用工序集中地原則，對一些結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，也可采用分散的原則。成批生產(chǎn)宜采用適當(dāng)集中的原則，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則；②產(chǎn)品品種較多，又經(jīng)常變換，適于采用工序分散的原則；③零件加工質(zhì)量、技術(shù)要求較高時(shí)一般采用工序分散的原則；④零件尺寸、
質(zhì)量較大，不易運(yùn)輸和安裝的，應(yīng)采用工序集中地原則。
（8）選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮下列問題：①機(jī)床的精度與工序要求的精度相適應(yīng)；②機(jī)床的規(guī)格與工件的外形尺寸，本工序的切削用量相適應(yīng)；③機(jī)床的生產(chǎn)率與被加工零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)類型相適應(yīng)；④選擇的設(shè)備盡可能與工廠現(xiàn)有條件相適應(yīng)。
（9）加工余量是指加工過程中所切除的金屬層厚度。加工余量可分為加工總余量（毛坯余量）和工序余量。加工總余量等于各工序余量之和。影響工序余量的因素有：①上工序的各種表面缺陷和誤差因素，包括表面粗糙度和缺陷層、尺寸公差和形位公差；②本工序加工時(shí)的裝夾誤差。確定加工余量的方法有：分析計(jì)算法、查表法、經(jīng)驗(yàn)估算法。
（10）工藝裝備的選擇包括確定各工序所需的夾具、刀具和計(jì)量器具等。夾具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和加工要求來確定。刀具的選擇主要取決于各工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。計(jì)量器具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和工件的加工精度來選取。
1.2 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)
夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下：
（1）針對性強(qiáng)。設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況。專用夾具是為某零件的某道工序設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機(jī)床、刀具，輔具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。
（2）保證加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把住定位方案的確定和精度分析這兩道關(guān)于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。
（3）夾緊機(jī)構(gòu)對整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對夾具結(jié)構(gòu)的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個(gè)人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可能大不相同。而不同復(fù)雜程度的夾具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣，設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。
（4）夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
（5）設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算。夾具設(shè)計(jì)是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，其設(shè)計(jì)周期要求短，因此設(shè)計(jì)時(shí)多采用參照法或是憑經(jīng)驗(yàn)確定的辦法來保證受力件的強(qiáng)度和剛度，通常不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，有時(shí)采用簡便公式或用圖表作為設(shè)計(jì)參考。要注意的是在設(shè)計(jì)一些具有較高精度的夾具時(shí)，應(yīng)該對定位精度、夾緊力等進(jìn)行必要的計(jì)算和分析。
1.3 設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)的基本要求如下：
夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個(gè)字，其中好用是主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際制造和維修水平為前提。具體要求為：
（1）夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。
（2）保證工件精度。
（3）保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。
（4）注意結(jié)構(gòu)工藝性，對加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問題應(yīng)全面考慮，以降低制造成本。
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目說給定的零件是軸，位于傳動系統(tǒng)中，一般與配合使用。主要作用是用于空間交錯的兩軸間傳遞運(yùn)動和動力的傳動機(jī)構(gòu)。零件上有兩個(gè)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(yùn)動和動力。
2.1.2 零件的工藝分析
軸這個(gè)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?yàn)橹行目椎妮S線要用作后面加工的定位和工序基準(zhǔn)。
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(gè)的鍵槽、軸段外圓面。其中主要加工表面為軸段外圓面、一個(gè)的鍵槽，這是用來連接聯(lián)軸器的。
3.以兩個(gè)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(gè)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(gè)軸段的外圓面，這是用來與軸承內(nèi)圈配合用于支承的。
4.以分度圓直徑為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：分度圓直徑為的中心。
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(gè)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(zhǔn)，有圓跳動要求。
鍵槽兩側(cè)面相對于公共基準(zhǔn)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(zhǔn)，借助夾具進(jìn)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(shè)計(jì)
2.2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼，考慮到在傳動過程中收到的振動，載荷，受力等方面的影響，因此應(yīng)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(yīng)該的。
2.2.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。[3]
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)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(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選取最大外圓面作為粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)相重合，可以減少定位誤差和基準(zhǔn)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(zhǔn)。
2.2.3 制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)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 粗車軸右端面，粗車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm，留2mm加工余量
40 粗車軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ50mm、Φ32mm留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車軸左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ50mm、Φ32mm留0.5mm加工余量，并打A4中心孔
70 半精車軸右端面，半精車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm并倒角，其中外圓Φ32mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 車螺紋退刀槽6XΦ18.5
90 車螺紋
100 銑22 mm X22mm四方平面
110 銑鍵槽
120 鉆Φ7深3
130 粗、精磨右端面及外圓Φ32mm，以及磨制過渡圓角。
140 粗、精磨左端面及外圓Φ32mm、Φ50mm。
150 去毛刺
160 檢驗(yàn)
170 入庫
2.工藝路線方案二
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車軸右端面，粗車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm，留2mm加工余量
40 粗車軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ50mm、Φ32mm留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車軸左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ50mm、Φ32mm留0.5mm加工余量，并打A4中心孔
70 半精車軸右端面，半精車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm并倒角，其中外圓Φ32mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 車螺紋退刀槽6XΦ18.5
90 車螺紋
100 銑22 mm X22mm四方平面
110 銑鍵槽
120 鉆Φ7深3
130 粗、精磨右端面及外圓Φ32mm，以及磨制過渡圓角。
140 粗、精磨左端面及外圓Φ32mm、Φ50mm。
150 去毛刺
160 檢驗(yàn)
170 入庫
3.工藝路線方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝路線方案的特點(diǎn)在于：方案一對于整個(gè)軸一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時(shí)在加工過程中有效防止了加工產(chǎn)生的應(yīng)力對后加工工序的影響；方案二對不同部位進(jìn)行粗、半精、精加工，不能對一臺機(jī)床進(jìn)行連續(xù)運(yùn)用。綜合比較選擇工藝路線方案一。
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車軸右端面，粗車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm，留2mm加工余量
40 粗車軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ50mm、Φ32mm留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車軸左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ50mm、Φ32mm留0.5mm加工余量，并打A4中心孔
70 半精車軸右端面，半精車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm并倒角，其中外圓Φ32mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 車螺紋退刀槽6XΦ18.5
90 車螺紋
100 銑22 mm X22mm四方平面
110 銑鍵槽
120 鉆Φ7深3
130 粗、精磨右端面及外圓Φ32mm，以及磨制過渡圓角。
140 粗、精磨左端面及外圓Φ32mm、Φ50mm。
150 去毛刺
160 檢驗(yàn)
170 入庫
考慮到本零件在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，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(shí)，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(yīng)該列為單獨(dú)的一道工序。綜合考慮，工藝路線方案為：
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車軸右端面，粗車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm，留2mm加工余量
40 粗車軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ50mm、Φ32mm留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車軸左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ50mm、Φ32mm留0.5mm加工余量，并打A4中心孔
70 半精車軸右端面，半精車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm并倒角，其中外圓Φ32mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 車螺紋退刀槽6XΦ18.5
90 車螺紋
100 銑22 mm X22mm四方平面
110 銑鍵槽
120 鉆Φ7深3
130 粗、精磨右端面及外圓Φ32mm，以及磨制過渡圓角。
140 粗、精磨左端面及外圓Φ32mm、Φ50mm。
150 去毛刺
160 檢驗(yàn)
170 入庫
2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件材料為45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(jī)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50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50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 粗車軸右端面，粗車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm，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(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)《切削加工簡明實(shí)用手冊》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》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(jì)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(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 （3-3）
===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《切削用量簡明使用手冊》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，=，==，=
3.2工序40 粗車軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ50mm、Φ32mm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(jìn)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(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
3.3工序60 半精車軸左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ50mm、Φ32mm留0.5mm加工余量，并打A4中心孔
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(jìn)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(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
工序70半精車軸右端面，半精車外圓Φ32mm、Φ27mm、Φ22mm并倒角，其中外圓Φ32mm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
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(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
3.3工序60 車螺紋退刀槽6XΦ18.5
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇切槽刀
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(jìn)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(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
工序100 銑22 mm X22mm四方平面
機(jī)床的選擇：X52K型銑床
銑刀直徑，齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.77，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.88，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：（其中）
因?yàn)椋?
本工序機(jī)動時(shí)間：
工序110 銑鍵槽
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?
2）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螅示梢砸淮涡宰咄?，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/min
r/min
查，根據(jù)表3.30，X52K型銑床的使用說明書，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
3.6.1精銑鍵槽
（1）選擇的機(jī)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(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度時(shí)，銑刀每齒進(jìn)給量，取，所以 mm/r
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(shí)，）
銑削速度計(jì)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(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
工序120：鉆Φ7深3
機(jī)床：鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,切削速度。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取。
實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取。
加工基本時(shí)間：
工序130: 粗、精磨右端面及外圓Φ32mm，以及磨制過渡圓角。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=，故 ==0.195min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min
則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動時(shí)間0.195min, 輔助時(shí)間0.2min。
工序140 粗、精磨左端面及外圓Φ32mm、Φ50mm。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=i，故 ==0.66min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min,
則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動時(shí)間0.66min, 輔助時(shí)間0.2min。
第四章 車床夾具設(shè)計(jì)
4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明
車床夾具主要用于加工右端面夾具。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動
定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。
角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。
花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。
（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，夾具做進(jìn)給運(yùn)動。
由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。
4.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求
當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。
當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。
工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會使主軸振動。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機(jī)床主軸的連接
車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。
根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：
1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。
2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。
圖1-b所示的過渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。
對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。
圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。
圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接
過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊
4.3 定位機(jī)構(gòu)
由零件圖分析加工右端面夾具的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下：
選擇定位元件為：固定V型塊，活動V型塊。端面限制了X,Y,Z方向的移動自由度，固定V型塊限制X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，活動V型塊限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度?？梢?，定位方案選擇合理。
4.4夾緊機(jī)構(gòu)
選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：
1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。
3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。
4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，制造、維修要方便。
分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。
5.4 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：
① 粗車切削力：查《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》P104表，得車削切削力計(jì)算公式：
圓周分力Fc = 902 Kp
徑向分力Fp = 2383Kp
軸向分力Ff =3326Kp
其中——背吃刀量 2.3mm
f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.16mm
Vc—切削速度m/min 60
Kp—修正系數(shù)1.08
所以切削時(shí)的各切削力
Fc1= 566.8N
Fp2=801.5N
Ff3= 416.4N
精車切削力：——背吃刀量0.5mm
f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.13mm
Vc—切削速度m/min 38
Kp—修正系數(shù) 1.08
所以切削時(shí)的各切削力
Fc1= 105.45N
Fp2= 57.23N
Ff3= 97.96N
4.5零件的車床夾具的加工誤差分析
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：
（1）定位誤差
由于C面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。
（2）夾具誤差
夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01.
（3）安裝誤差
因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。
（4）加工方法誤差
如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取
=/3=0.05/3=0.017mm
零件的車床夾具總加工誤差是：
精度儲備：
故此方案可行。
4.6 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
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?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)奈恢镁取?
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，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
夾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，力求簡單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中，切屑會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(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。
4.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明
（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。
結(jié) 論
通過近一個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅是對所學(xué)知識的一個(gè)鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì)，也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下：
（1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。
（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。
（3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。
（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。
結(jié)論
齒輪輸出軸的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對齒輪輸出軸的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。齒輪輸出軸的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件
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