2487 倒檔齒輪加工工藝規(guī)程制定

2487 倒檔齒輪加工工藝規(guī)程制定,齒輪,加工,工藝,規(guī)程,制定,制訂 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 2 頁機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 倒檔齒輪 零（部）件名稱 倒檔齒輪 第 1 頁材料牌號 45#鋼 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注工時序號工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設 備工 藝 裝 備 準終 單件1 檢查 檢查毛坯是否有裂紋 檢 目測2 車端面 夾毛坯外圓，車 Ф76 端面 金 車床 三爪自定心卡盤3 粗車 夾毛坯外圓，粗車 Ф76 外圓，留 1mm 加工余量 金 車床 三爪自定心卡盤4 精車 精車 Ф76 外圓，達到圖紙尺寸公差要求 金 車床 三爪自定心卡盤5 車端面 掉頭，夾 Ф76 外圓，車端面 金 車床 三爪自定心卡盤6 鉆孔 鉆中心孔 金 鉆床 專用夾具7 粗車 夾 Ф76 外圓，頂針頂中心孔，粗車 Ф105 外圓 金 車床 三爪自定心卡盤8 精車 夾 Ф76 外圓，頂針頂中心孔，精車 Ф105 外圓 金 車床 三爪自定心卡盤9 檢查 檢查是否有黑皮、裂紋 檢 目測10 鉆孔 預鉆中心孔 Ф20 的底孔 Ф10 金 鉆床 專用夾具11 擴孔 擴中心孔 Ф20 的底孔至 Ф15 金 鉆床 專用夾具12 擴孔 擴中心孔 Ф20 的底孔至 Ф19 金 鉆床 專用夾具13 鉸孔 鉸孔 Ф20 金 鉆床 專用夾具14 插鍵槽 插鍵槽 金 插床 專用夾具15 熱處理 熱處理RCRC 熱 淬火爐16 滾齒 滾齒加工 金 滾齒機 專用夾具17 檢驗 檢驗 檢 游標卡尺編 制 日 期標 記 處 記 更改文件號 簽 字 日 期產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 零件名稱 倒檔齒輪 共 7 頁 第 1 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號1 檢查 9Cr18毛 坯 種 類 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)棒料 Ф163X88 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪自定心卡盤工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件可轉位車刀主軸轉速 切削速度 進給 量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 檢查毛坯是否有裂紋產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 倒檔齒輪 零件名稱 倒檔齒輪 共 7 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號1 粗車 9Cr18毛 坯 種 類 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)棒料 Ф163X88 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)臥式車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪自定心卡盤工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件可轉位車刀主軸轉速 切削速度 進給 量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm進給次數(shù)機動 輔助2 夾毛坯外圓，車 Ф76 端面 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.73 夾毛坯外圓，粗車 Ф76 外圓，留 1mm加工余量 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.74 精車 Ф76 外圓，達到圖紙尺寸公差要求 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 倒檔齒輪 共 7 頁 第 3 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號1 精車 9Cr18毛 坯 種 類 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)棒料 Ф163X88 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)臥式車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪自定心卡盤工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件可轉位車刀主軸轉速 切削速度 進給 量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm進給次數(shù)機動 輔助7 掉頭，夾 Ф76 外圓，車端面 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7夾 Ф76 外圓，頂針頂中心孔，粗車 Ф105 外圓 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7夾 Ф76 外圓，頂針頂中心孔，精車 Ф105 外圓 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7產(chǎn)品型號 零件圖號 技術學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 倒檔齒輪 共 7 頁 第 4 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號2 磨削 9Cr18毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)棒料 Ф163X88 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)夾具編號 夾具名稱 切削液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件高速鋼主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助8 預鉆中心孔 Ф20 的底孔 Ф10 Z550 200 16 0.5 12 1 17.79 擴中心孔 Ф20 的底孔至 Ф15 Z550 200 16 0.5 12 1 17.7擴中心孔 Ф20 的底孔至 Ф19 Z550鉸孔 Ф20 Z550產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 零件名稱 倒檔齒輪 共 7 頁 第 6 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號4 鉆孔 9Cr18毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)棒料 Ф163X88 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)插床夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件可轉位車刀主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助17 插鍵槽 插床 200 16 0.5 12 1 17.7產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 零件名稱 倒檔齒輪 共 7 頁 第 7 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號5 9Cr18毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)鑄造 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)滾齒機 Ф163X88夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助滾齒加工 滾齒機 200 16 0.5 12 1 17.7檢驗 設 計 說 明 書題目：倒檔齒輪加工工藝及插鍵槽（6 正負 0.015）工裝夾具設計班 級： 姓 名： 指導教師： 前言我們在大學期間學完專業(yè)所有課程后所要進行的一個重要環(huán)節(jié)，這是我們對所學課程的一次深入的全面的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在幾年的學習中占有重要的地位。是利用所學知識解決實際問題能力的具體體現(xiàn)。此次設計既是對我們的一次鍛煉，也是一次挑戰(zhàn)。在設計過程中，通過搜集和整理相關資料、查閱大量的手冊、國家標準和相關技術政策，不僅使我們增長了見識，也開闊了視野。畢業(yè)設計的課程也是一次綜合性的理論聯(lián)系實際的訓練過程，是我們從學校走向工作崗位的一個過度環(huán)節(jié)。我希望能夠通過這次畢業(yè)設計，對將來要從事的工作進行一次適應性訓練，希望在設計中能夠鍛煉自己獨立工作和綜合分析的能力，為今后工作打下一個堅實的基礎，樹立一個良好的開端，這個階段也將在我的大學生活中留下深刻的印象。就我而言，希望通過這次課程設計，對自己今后從事的工作，進行一次適應性訓練，通過設計鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎由于能力所限，設計中尚有許多不足之處，希望各位教師給予批評指教，敬請尊敬的院領導和專業(yè)教師提出寶貴意見和建議！目錄一、零件圖的分析……………………………………………………1.1 零件的功用……………………………………………………1.2 圖紙的完整性和正確性…………………………………………1.3 零件的技術要求分析……………………………………………1.4 零件的結構工藝性分析…………………………………………二、毛坯的選擇……………………………………………………2.1 確定毛坯種類及制造方法………………………………………2.2 毛坯的形狀及加工總余量………………………………………三、定位基準的選擇………………………………………………3.1 精基準的選擇……………………………………………………3.2 粗基準的選擇……………………………………………………四、工藝路線的擬定…………………………………………………4.1 表面加工方法的選擇………………………………………………4.2 確定加工工藝路線（要求兩套工藝方案）…………………………4.3 工藝方案的技術經(jīng)濟分析………………………………………五、確定工序加工余量、工序尺寸及公差……………………………5.1 選擇工序加工余量……………………………………………5.2 計算工序尺寸及公差……………………………………………六、確定切削用量及工時定額………………………………………七、設計體會與收獲…………………………………………………八、參考文獻書目……………………………………………………一、 零件圖的分析1. 1 零件的功用用來傳遞的運動和動力，改變轉向傳遞扭矩從而使汽車實現(xiàn)反向行使1.2 圖紙的完整性和正確性本零件各表面的加工并不困難。齒輪零件圖樣由兩個剖視圖組成，視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。零件內(nèi)、外輪廓描述清楚完整，零件圖的粗實線、細實線、點化線的線型均符合于國家標準；有利于加工時的數(shù)據(jù)分析和計算，零件材料為 45 鋼。1.3 零件的技術要求分析零件圖的尺寸比較多，但尺寸的標注多而不亂。圖紙當中有對齒面粗糙度和孔面粗糙度的要求為 3.2，齒部熱處理 45-52HRC，齒圈徑向跳動公差為 0.08mm，還有一些技術要求倒角為 C2.5、未標注為 1*450，零件表面光潔、精度等級 8GK。1.4 零件的結構工藝性分析1.4.1 零件結構本產(chǎn)品是一個雙聯(lián)齒輪零件，該零件是由兩個不同的齒廓組成，一個為 m=4,z=17 的齒廓一個為 m=5,z=19 的齒廓，由 φ40mm 的圓柱的連接在一起。零件有 φ20mm 的孔和寬6mm 的鍵槽。1.4.2 結構工藝性分析零件的結構工藝性是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性和經(jīng)濟性，即零件的結構應方便加工時工件的裝夾、對刀、測量，結構越簡單,工藝性越好。結構形式應盡量簡化?？梢蕴岣咔邢餍实?。根據(jù)零件的外形尺寸 Φ105×100mm，所以選擇 Φ110*105 的毛坯。鉆孔結構相對簡單，選擇合適的轉速和進給速率，就可以將此結構作出為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應制出 45°的倒角。零件表面硬度的分析硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。調(diào)質(zhì) 45-52HRC，該鋼具有較高的硬度和耐磨性，淬火時變形較小。具有良好的沖載能力，使用時進行熱處理。、、毛坯的選擇2.1 確定毛坯種類及制造方法輸出軸為傳動零件，要求有一定的強度，該零件的材料為 45 鋼，輪廓尺寸不大，形狀并不復雜，又屬于大批生產(chǎn)，故毛坯可采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)效率、保證加工質(zhì)量也是有利的。毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。2.2 毛坯的形狀及加工總余量毛坯的形狀 毛坯的總余量主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸φ76 外圓 76 6 82φ105 外圓 105 5 110φ40 40 40100 長 100 5 10515 厚 15 3 18、、 定位基準的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程的設計中重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則就會使加工工藝規(guī)程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，是生產(chǎn)無法進行。3.1 精基準的選擇本零件是帶孔的雙聯(lián)齒輪，孔是其設計基準和測量基準。為避免因基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。即選 孔及一端面為精基準。027.??3.2 粗基準的選擇由于本零件的表面都需要加工，而孔作為精基準應先加工，因此應先加工出一外圓及一個端面為粗基準。、、 工藝路線的擬定4.1 表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、鍵槽，材料為 45 鋼。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》 ，加工方法選擇如下：（1） 齒圈外圓面：為標注公差尺寸，根據(jù) GB1800-97 規(guī)定其公差等級為 IT14，表面粗糙度為 ，需粗車、半精車（表 1.4-6）mRa?2.3（2）φ40mm 外圓面：為標注公差尺寸，根據(jù) GB1800-97 規(guī)定其公差等級為 IT14，表面粗糙度為 ，需粗車、半精車（表 1.4-a.6）（3） mm 內(nèi)孔：公差等級為 IT7，表面粗糙度 ，根027.?? mRa?2.3據(jù)表 1.4-7，加工方法選用鉆、粗鉸、精鉸。（4）端面：本零件的端面為回轉體端面，尺寸精度、表面粗糙度未作要求，只需粗車即可。（5）齒面：齒輪模數(shù)分別為 4、5，齒數(shù)分別為 17、19，精度都為 8GK 螺旋圓錐齒輪刀盤銑齒即可（表 1.4-16、表 1.4-17） 。（6）鍵槽：槽寬和槽深的公差等級分別為 IT9 和 IT12，需粗插、精插（表 1.4-17）4.2 確定加工工藝路線（要求兩套工藝方案）工藝路線的擬訂，為了保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。制定工藝路線的出發(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，盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。齒輪的加工工藝路線一般是先進行尺坯的加工，然后在進行齒面的加工。齒坯加工包括個圓柱表面及端面的加工，按照先加工基準面及先粗后精的原則，齒坯加工可按下述工藝路線進行：工藝路線方案一：工序 10:毛坯進行正火熱處理工序 20：粗車各外圓及各端面工序 30：鉆孔 φ20mm工序 40：粗鉸 φ20mm工序 50：調(diào)質(zhì)工序 60：精鉸 φ20mm工序 70：半精車外圓 及各端面m105?76?m40工序 80：銑齒輪工序 90：粗插鍵槽工序 100: 精插鍵槽工序 110: 高頻淬火工序 120：修正工序 130：終檢工藝路線方案二：工序 10:毛坯進行正火熱處理工序 20:銑平面工序 30：鉆孔工序 40 粗鉸工序 50：粗車各外圓工序 60：調(diào)質(zhì)工序 70：半精車外圓 及各端面m105?76?m40工序 80：精鉸 φ20mm工序 90：粗插鍵槽工序 100：精插鍵槽工序 110: 銑齒輪工序 120: 高頻淬火工序 130：修正工序 140：終檢工藝路線的比較分析：第二條工藝路線不同于第一條工藝路線是把平面銑出來，并將孔與外圓柱面的加工進行了互換，其它的先后順序均沒有變化。零件的基準有所變化，第一條工藝路線，直接車出端面，有利于保證精度減小誤差，節(jié)省拆裝時間；再者先加工孔，確定了精基準，符合基準重合原則，有利于提高其他部分的加工精度。 第二條工藝路線，增加了銑平面，要換床，拆裝過程中會產(chǎn)生誤差，先加工外圓柱面再加工孔，改變了精基準，以外圓柱面為精基準，違反了基準重合原則。從保證精度的前提下，我們選擇了第一條工藝路線進行生產(chǎn)。4.3 工藝方案的技術經(jīng)濟分析齒圈外圓面及 φ40mm 外圓和兩端面都未標注公差尺寸，根據(jù)GB1800-97 規(guī)定其公差等級為 IT14，表面粗糙度為 ，粗車、半mRa?2.3精車（表 1.4-6）即能達到要求，φ20mm 孔為公差等級為 IT 工方法選用鉆、粗鉸、精鉸（表 1.4-7）即能達到要求；和鍵槽槽寬和槽深的公差等級分別為 IT9 和 IT10，需粗插、精插（表 1.4-17）即能達到要求，兩齒部齒面精度都為 8GK 螺旋圓錐齒輪刀盤銑齒即可（表1.4-16、表 1.4-17） 。從經(jīng)濟性分析不需要過精的加工即可， 、、 確定工序加工余量、工序尺寸及公差5.1 選擇工序加工余量工序加工余量（直徑）工序尺寸 IT 公差粗車 φ76mm 端面 2mm 103mm 11+0.220粗車 φ76m 2.9mm φ77.1mm 13+0.460粗車 φ40mm 4mm φ41mm 13+0.390粗車 φ76mm 齒厚15mm2mm 16mm 11+0.110粗車 φ105mm 端面 2mm φ101mm 11+0.220粗車 φ105mm3.9mmφ106.1mm 13+0.540粗車 φ105mm 齒厚15mm2mm 16mm 11+0.110鉆孔 φ20mm 18mm φ18mm 130-0.33粗鉸 φ20mm1.94mm φ19.94mm 100-0.084精鉸 φ20mm0.06mm φ20mm 8+0.0270半精車外圓 φ76mm端面0.5mm 100.5mm 9+0.0870半精車外圓 φ76mm 1.1mm φ76mm 10 0-0.12半精車外圓 φ40mm 1mm φ40mm 10 0-0.1半精車 φ76mm 齒厚 15mm0.5mm 15mm 9+0.0430半精車外圓 0.5mm 100mm 9 +0.0870φ105mm 端面半精車外圓φ105mm1.1mm φ105mm 100-0.14半精車 φ105mm 齒厚 15mm0.5mm 15mm 9+0.0430粗插鍵槽 5.6*2.4 5.6*2.4精插鍵槽0.4*0.4 6*2.85.2 計算工序尺寸及公差粗車 φ76 端面：L=105-2=103IT 為 11 公差為 2.0?粗車 φ76mm ：φ=80-3.9=77.1 IT 為 13 公差為 46.0粗車 φ40mm 外圓：φ=45-4=41IT 為 13 公差為 39.?粗車 φ76 齒厚 15：L=18-2=16IT 為 11 公差為 1.0粗車 φ105 齒厚：L=18-2=16IT 為 11 公差為 .0?粗車 φ105 端面：L=103-2=101IT 為 11 公差為 2.粗車 φ105：φ=110-3.9=106.1IT 為 13 公差為 54.0?鉆孔 φ20：φ=0+18=18IT 為 13 公差為 03.?粗鉸 φ20：φ=18+1.94=19.94IT 為 10 公差為 084.?精鉸 φ20：φ=19.94+0.06=20IT 為 8 公差為 27.0?半精車外圓 φ76 端面：L=101-0.5=100.5IT 為 9 公差為 087.?半精車外圓 φ76：φ=77.1-1.1=76IT 為 10 公差為 012.?半精車外圓 φ40：φ=41-1=40IT 為 10 公差 為 .0半精車 φ76 齒厚 15：L=15.5-0.5=15IT 為 9 公差為 43.?半精車 φ105 齒厚：L=15.5-0.5=15IT 為 9 公差為 043.?半精車外圓 φ105 端面：L=100.5-0.5=100IT 為 9 公差為 087.?半精車外圓 φ105：φ=106.1-1.1=105IT 為 10 公差為 14.0?粗插鍵槽精插鍵槽（3） 確定切削用量及基本工時工序 1：車端面，鉆頂尖孔。加工條件：45 鋼正火，模鍛。加工要求：粗車直徑 65mm 端面及鉆中心孔。機床：C620-1 臥式車床。刀具：刀片材料 YT15，刀桿尺寸 16*25mm2，K r=90°，r o=15°， ao=12°， r=0.5mm。計算切削用量：粗車端面：已知毛胚長度方向的加工余量為 4mm，考慮到鍛模拔模斜度，則長度方向的加工余量 Zmax=7.5mm。分兩次加工，a p=3mm。進給量 f 根據(jù)《切削手冊》查得當?shù)稐U尺寸 16*25mm2，且工件直徑為 65mm 時：f=0.5-0.7mm/r，則選取 f=0.5mm/r。計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》查得切削速度公式為：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv （1） 其中：C v=242，X v=0.15，y v=0.35，m=0.2。修正系數(shù) Kv為：Kv=KmvKsvKkrvKkvKBv （2） Vc=(242*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97)/(600.2*30.15*0.50.35)=108.6(m/min)確定機床主軸轉速：Ns=1000Vc/3.14*dw （3）將數(shù)值代入，機床主軸轉速為 532r/min。取與 532r/min 相近的機床轉速為600m/min。切削工時，根據(jù)《工藝手冊》查表可得：Tm=(l+l1+l2+l3)/nwf （4）代入數(shù)值可得：T m=0.45(min)。工序 2：粗車加工。粗車直徑為 65mm 的軸段，切削深度 單邊余量為 1.25mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得，V c=118(m/min)確定主軸轉速 ns=1000*118/3.14*65=578(r/min)按機床選取 n=600r/min所以實際的切削速度為 132m/min。檢驗機床功率 主切削力 Fc根據(jù)《切削手冊》所示公式計算Fc=CFapxffyfVcnfKfc （5）CF=2795，x Fc=1.0,yFc=0.75,nFc=-0.15,Fc=2795*1.5*0.50.75*122-0.15*0.94*0.89Fc=1012.5(N)切削時消耗功率為：Pc=FcVc/6*104 （6）代入數(shù)值得：P c=2.06（kw）由切削手冊得知 C620-1 主電機功率為 7.8kw，當主軸轉速為 600r/min，主軸傳遞得最大功率為 5.5kw，所以機床功率足夠，可以正常加工。校驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主切削力為 1012.5N，則徑向切削力為：FP=CFp*apxffyfVcnfKFp （7）CFp=1940,xFp=0.9,yFp=0.6,nFp=-0.3,Fp=1940*1.50.9*0.50.6*122-0.3*0.897*0.5=197(N)而軸向力為：Ff=CFf*afxf*fyf*Vcnf*KFf （8）CFf=2880,xFf=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4，代入數(shù)值為 Ff=480(N)。取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)為 0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構的作用力為：F=Ff+u(Fc+Fp)代入數(shù)值算得 F=600(N)。而機床縱向進給機構可以承受的最大縱向力為 3530N，故可以正常功能工作。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.3（min）車削直徑為 72mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1.25mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得，V c=118(m/min)確定主軸轉速： n=1000Vc/3.14dwn=(1000*118)/(3.14*72)=521(r/min) 按機床選取 n=600r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=60，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.21（min）粗車直徑為 75mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1.25mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得，V c=118(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*118)/(3.14*75)=501.6(r/min) 按機床選取 n=600r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=74，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.26（min）粗車直徑為 80mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1.25mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得，V c=118(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*118)/(3.14*80)=469.7(r/min) 按機床選取 n=480r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.375（min）粗車直徑為 75mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1.25mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得，V c=118(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*118)/(3.14*75)=501.6(r/min) 按機床選取 n=600r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=46，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.16（min）工序 3：精車加工。精車直徑為 65mm 的軸段，切削深度單邊余量為 1mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得，V c=218(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*218)/(3.14*65)=1068(r/min) 按機床選取 n=1000r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.45（min）精車直徑為 72mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得，V c=218(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*218)/(3.14*72)=964(r/min) 按機床選取 n=1000r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=60，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.32（min）精車直徑為 75mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得，V c=218(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*218)/(3.14*75)=926(r/min) 按機床選取 n=1000r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=74，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.39（min）精車直徑為 80mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得，V c=218(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*218)/(3.14*80)=868(r/min) 按機床選取 n=1000r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.45（min）精車直徑為 75mm 的軸段的外圓切削深度單邊余量為 1mm，可以一次切除。進給量 根據(jù)《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。計算切削速度：Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得，V c=218(m/min)確定主軸轉速：n=(1000*218)/(3.14*75)=926(r/min) 按機床選取 n=1000r/min 。切削工時：T=(l+l1+l2)/nf其中 l=46，l 1=4，l 2=0，所以 t=0.25（min）工序 4：插削鍵槽。削軸外鍵槽選用高速鋼鍵槽插刀，d=20mm ,z=2,參考《數(shù)控機床與編程》Vc=30m/min。機床轉速：N s=1000*30/3.14*20=477(r/min)。每分鐘進給量：f m=0.08*2*480=76.8(mm/min)。機動時間：t m=9/76.8=0.21(min)。2.3 夾具的設計為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。這樣，在產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中，可以較大的提高生產(chǎn)效率和加工精度。且批量生產(chǎn)中工件的加工精度能夠趨于一致。2.3.1 問題的提出本夾具用來加工軸類零件外鍵槽。鍵槽與工件外圓表面有位置要求。加工本工序時，零件外圓柱面已經(jīng)精車過，主要考慮如何保證鍵槽與工件外圓表面的位置精度要求。2.3.2 夾具的設計（1） 定位基準的選擇由零件的工藝分析可知，軸外鍵槽與軸外圓表面有對稱度要求。零件外圓已經(jīng)精車過，則應以零件外圓柱表面為定位基準。為了簡化夾具的結構，方便操作，準備采用手動夾緊。（2） 確定定位元件工件以外圓柱面作為定位基準時，根據(jù)外圓柱面的完整程度，加工要求及安裝方式，可以在 V 形塊，定位套，半圓套及圓錐套中定位。本夾具是用來加工軸類零件的外鍵槽的，定位基準直徑與長度均較大，且銑削加工是多刀多刃斷續(xù)切削，切削用量和切削力都較大，且切削力的方向變化不斷，加工時極易產(chǎn)生振動。因此選用長 V 形塊作為定位元件，其定位支撐面積大，定位可靠。V 形塊定位的優(yōu)點：對中性好，可以使工件的定位基準軸線對中在 V 形塊兩斜面的對稱面上，不會發(fā)生偏移而且安裝方便；應用范圍廣泛，不論定位基準是否經(jīng)過加工，不論是否完整，都可以采用 V 形塊定位。V 形塊上兩斜面間的夾角一般選用 60°，90°，和 120°。隨著 V 形塊的夾角的增大，其定位誤差減小，但夾角過大時，又會引起工件定位不穩(wěn)定，綜合兩方面考慮選擇 90°的 V 形塊。本夾具中采用的定位元件如圖 1 所示，V 形塊與工件接觸的平面其表面粗糙度要求較高，工件定位誤差較小，且夾具的使用壽命更長，定位更為可靠 [5]。（3）確定夾緊機構及夾緊元件夾緊機構常用的有斜楔，螺旋，偏心等夾緊機構，它們都是根據(jù)斜面加緊原理來實現(xiàn)夾緊工作的。但是本工序采用數(shù)控銑床加工，考慮到切削力的方向變化不斷，加工時極易產(chǎn)生振動等因素。不采用偏心夾緊機構，而采用螺旋壓板組合夾緊機構。圖 1 V 形塊主視圖本夾具采用的夾緊機構。其制造簡單，夾緊行程大擴力比大，自鎖性能好，適合于手動夾緊。運用雙頭螺桿——壓板系統(tǒng)可以沿橫向移動而只起壓緊作用。（4）切削力及夾緊力的計算F=CFapxffzyfaeuf （10）Cf=650,ap=3mm，x F=1.0，f z=0.08，y F=0.72，a e=9mm，u f=0.86，d o=22mm，q F=0.86，wF=0，z=2所以 F=141.27(N)。實際切削力為：F’=F*K1K2K3K （11）實際夾緊力為 F’=291(N)選用壓板 V 形塊夾緊機構:F={(2*M*K)/(D*f)}*{（sin45）/（1+sin45）} （12）其中：安全系數(shù) K=3，壓板尺寸為 D=24，摩擦系數(shù)為 f=0.16，M=500。需要夾緊力為 F=531.25（N） ?？梢园踩ぷ?。 f(3)f(Cv*Kv)f(Cv*Kv)（5）確定定位鍵銑床夾具底面應該設置兩個定位鍵。通過定位鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面相對于銑床工作臺的進給方向具有正確的位置關系。定位鍵的位置相距越遠，定位精度越高。除了定位外，定位鍵還能承受部分切削轉矩，增加夾具的穩(wěn)定性。定位鍵有矩形和圓柱型兩種，矩形更為常用。故此采用矩形定位鍵。矩形定位鍵有 A 型和 B 型。A 型比 B 型更為常用，且 B 型與銑床工作臺的 T 形槽配合，但較易磨損，故選用 A 型定位鍵 [6]。本夾具采用的定位鍵如圖 2 所示。 圖 2 定位鍵（6）夾具體的設計夾具體上應該設置耳座，方便夾具體在工作臺上的固定。本夾具體的尺寸較小，可以在兩端各設置一個耳座。但若是夾具體尺寸較大，則應該在夾具體兩邊各攝制兩個耳座，以固定夾具體。本夾具采用的耳座如圖 3 所示。圖 3 耳座夾具體用于連接，固定夾具上各定位與夾緊元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。本夾具采用的定位元件是 V 形塊，為了避免零件裝夾時發(fā)生干涉。故此，本夾具體上的槽的寬度設計應該大于 V 形塊的設計尺寸，則工件可以正常裝夾，這樣的設計是正確合理的。本夾具的夾具體主視圖如圖 4，左視圖如圖 5 所示。圖 4 夾具體主視圖圖 5 夾具體左視圖（7）定位誤差分析工件以外圓柱面在 V 形塊上定位時，若不考慮 V 形塊的制造誤差，則工件定位基準在V 形塊的對稱面上，因此工件中心線在水平方向上的位移為零。但在垂直方向上，因為工件外圓有制造誤差，而產(chǎn)生基準位移。軸外圓直徑為 80mm，其上偏差為 0mm，下偏差為-0.15mm 其值為：基準位移誤差=0.053mm；工序基準選在上母線或是下母線時，工序基準與定位基準不重合，其誤差值為：基準不重合誤差=0.075mm；工序基準選在下母線時，工序尺寸為 H3，定位誤差最小。其值為：定位誤差=基準位移誤差-基準不重合誤差=0.022mm；已知鍵槽的深度為 9 上偏差為+0.2mm，下偏差為 0mm。定位誤差值滿足要求。2.4 夾具設計及操作的簡要說明本夾具屬于銑床夾具，直接安裝在工作臺上。工件以外圓柱面在 V 形塊上定位，擰緊雙頭螺桿，使壓板夾緊工件。采用螺旋壓板夾緊機構，其結構簡單，夾緊行程大擴力比大，自鎖性能好，適合于手動夾緊。運用雙頭螺桿——壓板系統(tǒng)可以沿橫向移動而只起壓緊作用。操作方便快捷。采用 V 形塊作為定位元件，對中性好，定位誤差小，應用廣泛。采用本夾具加工軸類零件的外鍵槽，對稱度誤差較小，可以適應實際生產(chǎn)加工。本設計結構合理，制造容易，定位可靠，對中精度高，操作方便，可以大大提高軸外鍵槽的對稱度，同時還能提高鍵槽其他方面的加工精度，具有較高的實用價值。需要指出的是，本設計從夾具的設計，制造，定位這些環(huán)節(jié)上討論了提高鍵槽加工對稱度的問題，實際上影響軸外鍵槽加工對稱度的因素有很多。比如：（1）因為定位因素造成的鍵槽對稱平面與軸的縱向?qū)ΨQ面不重合，引起對稱度誤差。（2）因為受力不均衡，導致銑刀微量變形引起的對稱度誤差。（3）機床的精度與剛度不足引起的對稱度誤差。（4）工件的質(zhì)量低，引起的對稱度誤差。（5）刀具的刃磨出現(xiàn)誤差所引起的對稱度誤差。（6）運動副的間隙引起的對稱度誤差。上述原因都會對工件的加工精度造成影響，故使用本夾具時，必須考慮其他因素，對于相關的環(huán)節(jié)作以必要的改進，才能達到較高的加工精度。3 鍵槽的傳統(tǒng)加工工藝與傳統(tǒng)加工方式3.1 加工鍵槽的傳統(tǒng)工藝與傳統(tǒng)工藝分析3.1.1 傳統(tǒng)工藝運用傳統(tǒng)工藝加工軸外鍵槽如圖 6 所示：現(xiàn)將銑刀垂直進給移向工件，到一定深度后，將縱向進給切至鍵槽全長；再進行垂直進給，然后反向縱向進給，反復多次直至切刀要求深度。3.1.2 傳統(tǒng)工藝分析運用傳統(tǒng)工藝加工軸外鍵槽會帶來兩個弊端：其一垂直切削分力加大，引起刀具撓度和轉角加大，這樣就加劇鍵槽側面傾斜，另外順銑與逆銑時產(chǎn)生的不對稱變形，這些都會給對稱度帶來不利影響。其二吃深較大，銑刀與工件接觸弧長，切削沿前刀面滑動時間較長，因此前后刀面同時磨損，而后刀面磨損尤為嚴重，這樣鍵槽寬度尺寸會受到影響，同時減少刀具重磨次數(shù)?；谝陨蟽牲c，此工藝對于加工軸外鍵槽的效果較差。3.2 軸外鍵槽的傳統(tǒng)加工方式圖 6 傳統(tǒng)加工方式圓軸類外鍵槽通常使用鍵槽銑刀或立銑刀加工，如圖 6 所示。用鍵槽銑刀銑削封閉式鍵槽時，一般用抱鉗裝夾工件或 v 型體裝夾工件夾緊工件前必須校正夾具在工作臺中的位置，然后利用螺栓與工作臺 T 型槽連接。鍵槽長度進給量由工作臺縱向進給手輪控制，深度進給由工作臺升降進給手柄來控制，寬度由銑刀直徑控制。其工作循環(huán)如圖 6 所示；先將銑刀垂直進給移向工件，切削少量的深度，將工件縱向進給切至鍵槽的全長；再進行垂直進給，然后方向縱向進給，反復多次直至完成。用傳統(tǒng)的工藝方法和普通銑床來加工精度要求不是很高的鍵槽，應用較為廣泛，隨處可見。3.3 傳統(tǒng)加工方式分析用傳統(tǒng)的工藝方法和普通銑床來加工精度要求不是很高的軸外鍵槽，應用較為廣泛。運用傳統(tǒng)工藝加工軸外鍵槽，在精度要求較高，尺寸范圍變化大的時候存在如下弊端：（1） 質(zhì)量穩(wěn)定性差夾具在工作臺中的位置是引起鍵槽的對稱平面與軸的縱向?qū)ΨQ面不重合的重要因素，在加工中若工件長度的變化沒有任何規(guī)律性，工作臺上中央 T 型槽磨損量不均衡，必然會影響夾具定位的準確性，進而造成鍵槽定位的不準確，引起質(zhì)量穩(wěn)定性較低。（2） 生產(chǎn)效率低因為工件上對稱度要求越高，就對機床的定位精度要求高，而且對工件在夾具上的定位精度要求也越高，因此調(diào)試難度就會加大。（3） 運動剛性差普通銑床調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)多，引起誤差的幾率高（如梯形絲杠與螺母之間的間隙調(diào)整；刀桿與主軸連接的間隙調(diào)整等） ，導致相對運動剛性差。此外，由作用于銑刀刀刃上的不均衡切削力導致銑刀的微量變形也會引起對稱度誤差。5 結束語鍵槽加工，對稱度是關鍵問題。在普通機床上加工軸外鍵槽時，采用傳統(tǒng)工藝，會引起刀具的微量變形，從而影響加工精度。在數(shù)控機床上加工外鍵槽時，采用“之”字形走到路線，可以改善刀具受力，從而提高了加工精度。在數(shù)控機床上加工，比普通機床效率高，質(zhì)量穩(wěn)定性好，也可以適應在較大的直徑范圍內(nèi)加工軸外鍵槽，適應性與靈活性更強。生產(chǎn)加工完這一種（或這一批）零件后，需要更換為另一種（或另一批）零件時，只需要更換新的零件加工程序。所以數(shù)控機床是產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁時代的首選柔性設備。在大批大量的加工生產(chǎn)中采用專用夾具裝夾工件，縮短了輔助時間，提高了生產(chǎn)效率，使批量生產(chǎn)中的精度趨于一致。本夾具的設計，結構合理，制造容易，定位可靠，對中精度高，操作方便，可以大大提高軸外鍵槽的對稱度，同時還能提高鍵槽其他方面的加工精度，具有較高的實用價值。我的畢業(yè)設計題目是數(shù)控加工鍵槽的工裝設計。在畢業(yè)設計過程中，將所學的夾具設計，工藝知識，以及數(shù)控知識相結合，掌握一定的設計方法和技巧。了解了軸外鍵槽加工中的一些相關問題。熟悉相關的繪圖軟件，提高了夾具設計水平。通過該課題的設計，進一步強化了我的專業(yè)知識，比較全面的將大部分的知識點融會貫通，是對所學知識的一次全面的復習；在設計中遇到的問題教材中不一定有，只有通過查資料，請教老師解決，增加了經(jīng)驗。同時該課題的設計是參加工作前的一次實戰(zhàn)演習，熟悉夾具設計的基本過程，了解夾具設計的一些常見的問題，為以后工作打下一定的基礎。通過這次畢業(yè)設計，將對我在夾具設計方面的應用和發(fā)展情景的認識有著重要的作用，對我的專業(yè)知識的升化和以后從事夾具設計有著重要的意義。致謝本文是在指導老師的悉心指導下完成的。指導老師具有嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，豐富的實踐經(jīng)驗，在治學及做人方面使我受益匪淺。衷心感謝幫助過我的每一位老師和同學。參考文獻［1］楊書子，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004［2］上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，2004［3］李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990［4］方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1999［5］王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，2000［6］東北重型機械學院，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1979［7］吳宗澤，機械設計手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987［8］劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987［9］上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1984［10］周永強，高等學校畢業(yè)設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002［11］黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2004［12］余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995［13］東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980［14］李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991［15］廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2000［16］樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005［17］王先逵，機械制造工藝學，機械工業(yè)出版社，2006［18］吳明友.數(shù)控機床加工技術.[M].南京:東南大學出版社,2000［19］杜家熙.數(shù)控機床編程與機構.[M].北京:中國國際商務出版社,2003［20］楊有君.數(shù)字控制技術與數(shù)控機床.[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999