軸加工工藝和夾具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

軸加工工藝和夾具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）,加工,工藝,以及,夾具,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂 CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國(guó) 2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表 摘 要 幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來(lái)描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下?tīng)顟B(tài)，如果它存在，可以識(shí)別給定定位計(jì)劃?？梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過(guò)約束 1.介紹 夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過(guò)程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。 一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動(dòng)，而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別： 1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束：不完全約束工件的自由度。 3、過(guò)約束：工件自由度超過(guò)6定位的制約。 在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問(wèn)題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過(guò)無(wú)數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反。卡爾森[4]認(rèn)為，可能沒(méi)有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開(kāi)，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。 在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無(wú)阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見(jiàn)圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的解決方案為下列所有定位方程組。 gi(q)=0,i=1,2,...,n (1) 其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。 只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處: 淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位 如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法 (3) 在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過(guò)約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。 圖1 .夾具系統(tǒng)模型。 表1 等級(jí) 數(shù)量的定位 地位 <6 - Under-constrained =6 =6 Well-constrained =6 >6 Over-constrained 康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來(lái)確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見(jiàn)附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下: Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4) Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5) Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6) λ是任意一個(gè)向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)定位配置，其次是通過(guò)約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒(méi)有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評(píng)價(jià) 如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過(guò)度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。 在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見(jiàn)附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL: 如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi] 每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下: （7） 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n>6時(shí);是工件過(guò)約束。 這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個(gè)簡(jiǎn)化的定位方案。 定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國(guó)家的算法使用下列方法確定不必要的定位： 1、找到所有的（n-6）組合定位的。 2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。 3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。 4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過(guò)約束狀態(tài)。 這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來(lái)決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）<6,工件的限制約束。 參考文獻(xiàn) [1] Asada H, By AB.。自動(dòng)重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 IEEE J機(jī)器人autom1985; 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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 2 1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程 2 1.2 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 3 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.1 零件的分析 4 2.1.1 零件的作用 4 2.1.2 零件的工藝分析 5 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 2.2.1 確定毛坯的制造形式 6 2.2.2 基面的選擇 6 2.2.3 制定工藝路線 6 2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 2.2.5 確定切削用量 10 3 銑鍵槽夾具設(shè)計(jì) 26 3.1研究原始質(zhì)料 26 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 26 3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 26 3.4 誤差分析與計(jì)算 28 3.5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 29 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 31 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 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(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力。軸零件是將部分和軸做成一體無(wú)需鍵配合的一種常見(jiàn)機(jī)械零件。軸具備傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，是通用機(jī)械特別是工程機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)穩(wěn)定性。該軸主要作用是和相嚙合的一起傳遞運(yùn)動(dòng)和速度，要求傳動(dòng)平穩(wěn)。軸圓柱面處有圓弧形的鍵槽，主要是通過(guò)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(dòng)和動(dòng)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(guò)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(guò)程卡片、單軸自動(dòng)車床調(diào)整卡片、多軸自動(dòng)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(dòng)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(duì)一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wèn)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(guò)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(lái)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(lái)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(duì)性強(qiáng)。設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。 （3）夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)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(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)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(lái)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(lái)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(jiǎn)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(duì)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(chǎng)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(cè)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(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問(wèn)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(shuō)給定的零件是軸，位于傳動(dòng)系統(tǒng)中，一般與配合使用。主要作用是用于空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)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(dòng)和動(dòng)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(lái)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(lái)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(dòng)要求。 鍵槽兩側(cè)面相對(duì)于公共基準(zhǔn)A—B有對(duì)稱度要求。 由以上分析可知，對(duì)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(dòng)過(guò)程中收到的振動(dòng)，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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。[3] （1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)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(duì)于本零件來(lái)說(shuō)，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(wèn)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(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來(lái)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(zhǎng)，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(zhǎng)，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(guò)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(kù) 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(zhǎng)，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(zhǎng)，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(guò)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(kù) 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(duì)于整個(gè)軸一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時(shí)在加工過(guò)程中有效防止了加工產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)后加工工序的影響；方案二對(duì)不同部位進(jìn)行粗、半精、精加工，不能對(duì)一臺(tái)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(zhǎng)，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(zhǎng)，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(guò)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(kù) 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(lái)，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(zhǎng)，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(zhǎng)，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(guò)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(kù) 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(zhǎng)度方向的加工余量 長(zhǎng)度余量取4mm，模鍛斜度為5。 3．直徑50軸段外圓面 這段軸無(wú)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(zhǎng)度方向的加工余量 長(zhǎng)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(jiǎn)明手冊(cè)》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(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》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(cè)》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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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(jiàn)表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書(shū)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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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(zhǎng)，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(hào) 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?jī)H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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)，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(zhǎng)，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(hào) 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?jī)H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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)，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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)，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(hào) 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?jī)H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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)，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(cè)》表2.4.77，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》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(tái)每分進(jìn)給量： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間：（其中） 因?yàn)椋? 本工序機(jī)動(dòng)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?，故均可以一次性走完，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(shuō)明書(shū)，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(hào)、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(shuō)明書(shū)，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(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)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(guò)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(dòng)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(dòng)時(shí)間0.66min, 輔助時(shí)間0.2min。 3 銑鍵槽夾具設(shè)計(jì) 3.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)粗、精銑16寬鍵槽，該槽對(duì)中心線要滿足對(duì)稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2定位基準(zhǔn)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(gè)自由度，現(xiàn)根據(jù)加工要求來(lái)分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準(zhǔn)選擇的合理性。 （1） 為了保證43.5必須限制Z向的移動(dòng)及X向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 （2） 為了保證16和槽面的對(duì)稱度必須保證Z向的轉(zhuǎn)動(dòng)，X向的移動(dòng)，Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 （3） 為了保證軸肩與鍵槽右端的長(zhǎng)度為16，必須限制Y向的移動(dòng)。 3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)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(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1. 由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 3.4 誤差分析與計(jì)算 注：V型塊夾角α=90°。 基準(zhǔn)位移誤差： 工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出： ΔY== 基準(zhǔn)不重合誤差： 從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。 從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差. ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207 ΔD=0.00207＜T 即滿足要求 3.5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表5.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 結(jié)論 JS008接頭的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對(duì)JS008接頭的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。JS008接頭的加工工藝設(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)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過(guò)定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過(guò)在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)三個(gè)多月自身的不斷努力，這些問(wèn)題都一一解決。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 34 致謝 首先，我要感謝老師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，他給予了我學(xué)術(shù)和指導(dǎo)性的意見(jiàn)。我萬(wàn)分的感謝他們給我的寶貴的指導(dǎo)意見(jiàn)和鼓勵(lì)。 我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中。 最后，很感謝閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的人們。感謝你們抽出寶貴的時(shí)間來(lái)閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。 35 參考文獻(xiàn) [1] 李旦等，機(jī)床專用夾具圖冊(cè)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。 [2] 孫已德，機(jī)床夾具圖冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984。 [3] 何玉林，機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，20001983。 [4] 機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用叢書(shū)編委會(huì)，形狀和位置公差，北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2004。 [5] 淘濟(jì)賢等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986。 [6] 李洪，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [7] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)卷4，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998。 [8] 東北重型機(jī)械學(xué)院，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [9] 賀光誼等，畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，1994。 [10] 丁駿一，典型零件制造工藝，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1989。 [11] 孫麗媛，機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。 [12] 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [13] 孟少龍，機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [14] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》修訂組，金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [16] 馬賢智，機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)，北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994。 [17] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [18] 周永強(qiáng)，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2002 36