花鍵軸零件的加工鉆6-M12-6H螺紋孔夾具設計及機械加工工藝規(guī)程

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0花鍵軸零件的機械加工工藝規(guī)程及加工鉆 6-M12-6H 螺紋孔夾具設計摘 要在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差1ABSTRACTIn the process design, we should analyze the parts, understand the structure of the parts, design the machining datum, design the process route. Then, determine the process equipment and cutting parameters. Then select all components of the fixture, select the location error, analyze the rationality and the shortage of the fixture, and pay attention to the design.Key words: process, working procedure, cutting dosage, clamping, positioning0目錄摘 要 ....................................................................................................................................1ABSTRACT...........................................................................................................................21 引言 ....................................................................................................................................12 工藝規(guī)程設計 ....................................................................................................................22.1 零件的分析 ..............................................................................................................22.1.1 零件的作用 ....................................................................................................22.1.2 零件的工藝分析 ............................................................................................32.2 工藝規(guī)程設計 ..........................................................................................................42.2.1 確定毛坯的制造形式 ....................................................................................42.2.2 零件生產(chǎn)類型的選擇 .....................................................................................42.3 繪制毛坯-零件合圖 ..............................................................................................72.3.1 基面的選擇 ....................................................................................................72.3.2 制定工藝路線 ................................................................................................82.3.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................122.3.5 確定切削用量 ..............................................................................................12第 3 章 鉆 6XM12 螺紋孔夾具設計 .................................................................................213.1 設計機床夾具前的準備工作 .................................................................................213.1.1 明確工件的年生產(chǎn)綱領 ......................................................................................213.1.2 充分理解工件的零件圖和工序圖 ......................................................................213.2 確定機床夾具的結構方案 .....................................................................................213.2.1 選擇定位原件 ...............................................................................................213.2.2 選擇夾緊機構 ...............................................................................................213.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 ..............................................................2213.3 夾具結構方案的設計 .............................................................................................243.4 繪制夾具裝配圖 .....................................................................................................253.5 誤差分析與計算 ....................................................................................................263.6 確定夾具體結構和總體結構 ................................................................................273.7 夾具設計及操作的簡要說明 .................................................................................28結 論 ....................................................................................................................................29參考文獻 ..............................................................................................................................30致 謝 ..................................................................................................................................3201 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畢業(yè)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畢業(yè)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(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]12 工藝規(guī)程設計本零件，假設年產(chǎn)量為 5000 件，每臺機器需要該零件 1 個，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 1 班。該零件材料為 45，考慮到零件在工作時有很多的要求，所以選擇鑄造。依據(jù)設計要求 Q=5000 件/年，n=1 件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領N=Qn(1+α)（1+β)=7437.5 件/年2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目說給定的零件是花鍵軸，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動和動力的傳動機構。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。22.1.2 零件的工藝分析花鍵軸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.以兩端孔為中心的加工表面這一組的加工表面包括：兩端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.以左端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.以右端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.以鍵槽為中心的加工表面這一組的加工表面包括：鍵槽。主這是用來配合用于傳遞運動和動力的。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作為公共基準，有圓跳動要求。鍵槽兩側面相對于有對稱度要求。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。32.2 工藝規(guī)程設計2.2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 45 鋼，考慮到花鍵軸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 零件生產(chǎn)類型的選擇由以上分析可知。該軸零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于軸來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。零件毛坯的生產(chǎn)加工主要有三種方式：鑄造、鍛壓、焊接。一 常見零件毛坯類型機械零件的常用毛坯包括鑄件、鍛件、軋制型材、擠壓件、沖壓件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。1．鑄件是形狀較復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前生產(chǎn)中的鑄件大多數(shù)是砂型鑄造，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質(zhì)鑄件可采用特種鑄造，如金屬性鑄造、熔模鑄造和壓力鑄造等。2．鍛件適用于強度要求較高，形狀比較簡單的零件毛坯，鍛造方法有自由鍛和模鍛。自由鍛的加工余量大，鍛件精度低，生產(chǎn)率不高，適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯制造。模鍛加工余量小，鍛件精度高，生產(chǎn)率高，適用于中小型零件毛坯的大批量生產(chǎn)。3．型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋型材的精度較低，適用于一般零件的毛坯。冷拉型材的精度較高，適用于對毛坯精度要求較高的中小型零件的毛坯制造，可用于自動機床加工。44．焊接件是根據(jù)需要用焊接的方法將同類材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。焊接件制造簡單，生產(chǎn)周期短，但變形較大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。焊接方法適用于大型毛坯、結構復雜的毛坯制造。5．冷沖壓件適用于形狀復雜的板料零件。二 毛坯選擇的原則選擇毛坯的基本任務是選定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝和費用，而且對零件的加工質(zhì)量、加工方法、生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本都有很大的影響。因此，選擇毛坯要從毛坯的制造和機械加工兩方面綜合考慮，以求得最佳的技術經(jīng)濟效果。在選擇毛坯時應考慮下列因素：1．零件材料及力學性能要求例如材料為鑄鐵的零件，應選擇鑄造毛坯。對于重要的鋼制零件，為獲得良好的力學性能，應選用鍛件毛坯；形狀較簡單及力學性能不太高時，可用型材毛坯；有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。2．零件的結構形狀與大小軸類零件毛坯，如直徑和臺階相差不大，可用棒料；如各臺階尺寸相差較大，則宜選用鍛件。大型零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；中小型零件可用模鍛件或特種鑄造件。3．生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應選用毛坯精度和生產(chǎn)率均較高的毛坯制造方法，和精密如模鍛、金屬型機器造型鑄造和精密鑄造。單件小批生產(chǎn)時，可采用木模手工造型鑄造或自由鍛造。54．現(xiàn)有生產(chǎn)條件選擇毛坯時，必須考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯制造的水平和設備情況，外協(xié)的可能性及經(jīng)濟性等。5．充分利用新工藝、新材料為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產(chǎn)率，應充分考慮應用新工藝、新技術和新材料。如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓和粉末冶金等在機械中的應用日益廣泛，這些方法可以大大減少機械加工量，節(jié)約材料，大大提高了經(jīng)濟效益。三 典型零件毛坯的選擇根據(jù)毛坯的選擇原則，下面分別介紹軸桿類、盤套類和機架箱體類等典型零件的毛坯的選擇方法。1．軸桿類零件的毛坯選擇作用：軸桿類零件指各種傳動軸、機床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖臂、螺栓、銷子等。這類零件一般軸向（縱向）尺寸遠大于徑向(橫向)尺寸，是機械產(chǎn)品中支撐傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件。毛坯選擇：軸類零件最常用毛坯是型材和鍛件。① 對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯。② 對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和腳邊應力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。生產(chǎn)批量較小時，采用自由鍛件。生產(chǎn)批量較大時，采用模鍛件。③ 對于結構形狀復雜的大型軸類零件，其毛坯采用砂型鑄造件、焊接結構件或6鑄-焊結構毛坯。根據(jù)圖紙參數(shù)要求，選擇生產(chǎn)批量較大的軸，采用模鍛成型。2.3 繪制毛坯-零件合圖毛坯圖如圖 2-12.3.1 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。基面選擇得正確與合理，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7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。2.3.2 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 采用鍛造的方法獲得毛坯20 時效 時效處理，去應力30 車 粗車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。40 車 粗車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。50 熱 調(diào)質(zhì)處理60 車 半精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。70 車 半精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。80 車 精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。90 車 精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。100 車 車 M130X3 外螺紋110 銑 銑鍵槽 R16120 鉆 鉆左端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲8130 鉆 鉆右端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲140 磨 粗、精磨 Φ160mm 外圓面，Φ150mm 軸段外圓面，Φ116mm 軸段外圓面，以及磨制過渡圓角。150 鉗 去毛刺160 檢 檢驗170 庫 入庫2.工藝路線方案二10 鍛 造 采用鍛造的方法獲得毛坯20 時效 時效處理，去應力30 車 粗車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。40 車 粗車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。50 熱 調(diào)質(zhì)處理60 車 半精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。70 車 半精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。70 車 精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。80 車 精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。90 磨 粗、精磨 Φ160mm 外圓面，Φ150mm 軸段外圓面，Φ116mm 軸段外圓面，以及磨制過渡圓角。150 鉗 去毛刺100 車 車 M130X3 外螺紋110 銑 銑鍵槽 R16120 鉆 鉆左端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲130 鉆 鉆右端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲160 檢 檢驗9170 庫 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：方案一對于整個花鍵軸軸一起加工，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 采用鍛造的方法獲得毛坯20 時效 時效處理，去應力30 車 粗車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。40 車 粗車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。50 熱 調(diào)質(zhì)處理60 車 半精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。70 車 半精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。80 車 精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。90 車 精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。100 車 車 M130X3 外螺紋110 銑 銑鍵槽 R16120 鉆 鉆左端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲130 鉆 鉆右端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲140 磨 粗、精磨 Φ160mm 外圓面，Φ150mm 軸段外圓面，Φ116mm 軸段外圓面，以及磨制過渡圓角。150 鉗 去毛刺10160 檢 檢驗170 庫 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 采用鍛造的方法獲得毛坯20 時效 時效處理，去應力30 車 粗車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。40 車 粗車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。50 熱 調(diào)質(zhì)處理60 車 半精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。70 車 半精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。80 車 精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。90 車 精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 0.5mm 加工余量。100 車 車 M130X3 外螺紋110 銑 銑鍵槽 R16120 鉆 鉆左端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲130 鉆 鉆右端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲140 磨 粗、精磨 Φ160mm 外圓面，Φ150mm 軸段外圓面，Φ116mm 軸段外圓面，以及磨制過渡圓角。150 鉗 去毛刺160 檢 檢驗170 庫 入庫112.3.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定花鍵軸零件材料為 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。2.3.5 確定切削用量工序 30： 粗車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及 Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。工件材料：45 鋼正火，，模鍛機床：普通車床 C620-1刀具：刀具材料 YT15，刀桿尺寸 16×25mm2 中心鉆：帶護錐的中心孔刀具，基本尺寸為 d=4mm2.計算切削用量(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)選擇進給量。查表得，f=0.4mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋 45 剛，由表知，當=2mm ，f=0.4mm/r 時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉速12=1000v/=100043=740.6r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉速為 680r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為 1，故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW，由機床說明書知，普通車床 C620-1 主電動機功率為 7.62KW，取機床效率=0.8，則=3.25kW/0.8=4.06KW 所以機床效率夠用。2）粗車左端面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋 45 剛，由表知，當=2mm ，f=0.3mm/r 時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉速=1000v/=100027=1179.5r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉速為 1000r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為 1，故主切削力13=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，由機床說明書知，普通車床 C620-1 主電動機功率為 7.62KW，取機床效率=0.8，則=2.35kW/0.8=2.93KW 所以機床效率夠用3）粗車的外圓面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，肩軸采用一次切削，另兩個外圓面采用二次切削，取=2mm 。(2)選擇進給量。查表得，f=0.4mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋 45 剛，由表知，當=2mm ，f=0.4mm/r 時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉速=1000v/=100043=740.6r/min從機床主軸箱標 牌上查得，實際主軸轉速為 680r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為 1，故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW，由機床說明書知，普通車床 C620-1 主電動機功率為 7.62KW，取機床效率=0.8，則=3.25kW/0.8=4.06KW 所以機床效率夠用。4）粗車的外圓面14(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量 Z=2.3mm，所以取=2.3mm 。(2)選擇進給量。查表得，f=0.5mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋 45 剛，由表知，當=2.3mm ，f=0.5mm/r 時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉速=1000v/=100070=454.96r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉速為 500r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為 1，故主切削力=2305N切削功率=2958.23/60000KW=5.419KW，由機床說明書知，普通車床 C620-1 主電動機功率為 7.62KW，取機床效率=0.8，則=5.419kW/0.8=6.77KW 所以機床效率夠用。工序 40 粗車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 2mm 加工余量。(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋 45 剛，由表知，當=2mm ，f=0.3mm/r 時，=100m/min。15(4)確認機床主軸轉速=1000v/=100032=995r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉速為 1000r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為 1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.77KW，由機床說明書知，普通車床 CA6140 主電動機功率為 7.62KW，取機床效率=0.8，則 =2.77kW/0.8=3.46KW 所以機床效率夠用工序 60 半精車花鍵軸右端面，粗車 Φ150mm 外圓、Φ131mm 外圓 定位軸肩，以及Φ118mm 外圓面，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋 45 剛，由表知，當=2mm ，f=0.3mm/r 時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉速=1000v/=100027=1179.5r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉速為 1000r/min，故實際切削速度/1000=3.1416(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為 1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，由機床說明書知，普通車床 CA6140 主電動機功率為 7.62KW，取機床效率=0.8，則 =2.35kW/0.8=2.93KW 所以機床效率夠用工序 70 半精車花鍵軸左端面，粗車 Φ160mm 外圓、Φ116mm 外圓 定位軸肩，以中心孔軸線為基準，各留 1mm 加工余量。(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋 45 剛，由表知，當=2mm ，f=0.3mm/r 時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉速=1000v/=100027=1179.5r/min從機床主軸箱標牌上查得，實際主軸轉速為 1000r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為 1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，17由機床說明書知，普通車床 CA6140 主電動機功率為 7.62KW，取機床效率=0.8，則 =2.35kW/0.8=2.93KW 所以機床效率夠用工序 110 銑鍵槽 R16銑刀：直柄鍵槽銑刀 （根據(jù) GB/T1112.1-1997）d=6mm，l=10mm，L=45mm采用一次行程銑鍵槽，=3.5mm，垂直切入時 =14mm/min，縱向切入時=47mm/min。工序 120 鉆左端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進m給量為 0.50～0.35 。rm則取 rf30.?確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-min0kfaTdcvvyxpmzv50）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8???yxzcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?min所以 = =72n74.6ir選取 i120?所以實際切削速度為 =2.6474.3?vmin18確定切削時間（一個孔） =ts203.8???工序 130 鉆右端面 6XM12 螺紋底孔并攻絲鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進m給量為 0.50～0.35 。rm則取 rf30.?確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-min0kfaTdcvvyxpmzv50）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8???yxzcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?min所以 = =72n74.6ir選取 i120?所以實際切削速度為 =2.6474.3?vmin確定切削時間（一個孔） =ts203.8???工序 140 粗、精磨 Φ160mm 外圓面，Φ150mm 軸段外圓面，Φ116mm 軸段外圓面，以及磨制過渡圓角。機床　M114W 萬能外圓磨床191)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料 A46KV6P 350 40 127?其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為 46#,硬度為中輪 1 級，陶瓷結合劑，6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 350x40x1272)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表 33-42 有工件速度　　　　 ＝18m/min 切削深度 ＝ 0.0157mm/st wvrf縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) af3)切削工時　　 rabfvkDZt102??式中　D---被加工直徑　 b----加工寬度　　Z --單邊加工余量bK---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度--工作臺往返一次砂輪軸向進給量af--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　af＝0.55(min)0157.218092???t20第 3 章 鉆 6XM12 螺紋孔夾具設計3.1 設計機床夾具前的準備工作3.1.1 明確工件的年生產(chǎn)綱領工件的年生產(chǎn)量是確定機床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。它決定了夾具的復雜程度和自動化程度。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。3.1.2 充分理解工件的零件圖和工序圖零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結構的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面、決定了機床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要頂六個自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是選擇機床，刀具的依據(jù)。確定夾緊機構要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。3.2 確定機床夾具的結構方案3.2.1 選擇定位原件固定 V 形塊活動 V 形塊3.2.2 選擇夾緊機構（1） 夾緊力的方向：夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。21（2） 夾緊力的作用點：夾緊力的作用點應該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準確、不變形。 （3）選擇夾緊機構：在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：① 安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。② 手動夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。③ 夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。④ 手動夾緊機構應操作靈活、方便。3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。22表d D D1 H t基本 極限偏差 F7基本 極限偏差 D6＞0～1 3 +0.010+0.0046＞1～1.8 4 7＞1.8～2.6 5 86 9 --＞2.6～3+0.016+0.006＞3～5.36+0.016+0.008 9＞5.3～4 7 10＞4～5 8 118 12 16＞5～6+0.022+0.01010+0.019+0.01011＞6～8 12 1510 16 20＞8～10+0.028+0.011 15 18＞10～12 +0.034 18+0.023+0.0122212 20 250.00823＞12～15 22 26＞15～18+0.01626 3016 28 36＞18～22 30+0.028+0.01534＞22～26 35 3920 36HT150＞26～30+0.041+0.02042 46＞30～35 48+0.033+0.0175225HT15056＞35～42 55 59＞42～48 110 660.012＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用固定式鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。3.3 夾具結構方案的設計（1）首先對工件的加工要進行分析，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認為采用立式鉆床比較合理。（2）然后，根據(jù)六點定位原理，選用定位銷套在圓柱內(nèi)孔，這樣配合使用來完成限制了五個自由度，加上圓柱銷，這樣就共限制了六個自由度，正好滿足六點定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用移動壓板，進行夾緊，因為移動壓板簡單使用，而且不影響加工過程，所以最總選擇移動壓板進行夾緊。（3）最后，對整個夾緊方案分析得出，定位約合六點定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設計可行。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更加方便，準確的進行加工。243.4 繪制夾具裝配圖（1）裝配圖應按照國家標準盡可能 1：1 地繪制，用剖視圖完整清晰的表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理。（2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置（3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構。（4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?，將夾具各組成元件聯(lián)成一體。（5）標注必要的尺寸、配合、公差等①夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。②夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。③各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差（6）標注技術條件。①定位元件的定位面間相互位置精度。②定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。③定位表面與導向元件間的位置精度。④導向元件工作面間的位置精度。（7）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。①每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。②完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。③完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。253.5 誤差分析與計算1) 夾具安裝誤差 A?因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。圖 5-2 中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差， =0.A?2) 夾具誤差 J?因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差 主要包括定位元件相對于安裝基準J?的尺寸或位置誤差 ；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢蛟g）的尺1J?寸或位置誤差 ；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差 ；若有分度裝置2 3J?時，還存在分度誤差 。以上幾項共同組成夾具誤差 。F J3) 加工方法誤差 G?因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差 的 1/5.計算時可設K?3G??067.2.K?。13.4.3??G4) 保證加工精度的條件工件在夾具中加工時，總加工誤差 為上述各項誤差之和。由于上述誤差均?為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是26KGJATD????????222即工件的總加工誤差 應不大于工件的加工尺寸 。K?為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量 。因此將上式改寫為CJCKJ????或 0?????KCJ?當 時，夾具能滿足工件的加工要求。 值的大小還表示了夾具使用壽命0?CJ CJ的長短和夾具總圖上各項公差值 確定得是否合理。J知此方案可行。3.6 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。27（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。3.7 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，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(diào)整換取。結 論通過近一個月的畢業(yè)設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設計的整個過程。在整個設計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學、嚴謹?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)上搜索一些相關的資料和相關產(chǎn)品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也是最難的一次。在設計的時候不停的計算、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，幸好有老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了設計。本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：（1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，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。（2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(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，零部件磨損度在實際中尚不明確。參考文獻[1] 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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