主動(dòng)齒輪軸的銑20x5鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備含4張CAD圖
主動(dòng)齒輪軸的銑20x5鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備含4張CAD圖,主動(dòng)齒輪軸的銑20,x5鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備含4張CAD圖,主動(dòng),齒輪軸,20,x5,鍵槽,專用,夾具,設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,裝備,設(shè)備,cad
任 務(wù) 書
一、設(shè)計(jì)題目:主動(dòng)齒輪主動(dòng)齒輪軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑削專用夾具設(shè)計(jì)
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．所加工的零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機(jī)械加工工藝過程卡片 1套
4．編制所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工序卡片 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個(gè)零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．課程設(shè)計(jì)說明書，包括機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份
四、進(jìn)度安排
本課程設(shè)計(jì)要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，繪制零件圖。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機(jī)械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計(jì)說明書的編寫。
7．第19天～21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯
五、指導(dǎo)教師評語
該生設(shè)計(jì)的過程中表現(xiàn) ，設(shè)計(jì)內(nèi)容反映的基本概念及計(jì)算 ，設(shè)計(jì)方案 ，圖紙表達(dá) ，說明書撰寫 ，答辯表現(xiàn) 。
摘 要
本次設(shè)計(jì)的是主動(dòng)齒輪軸的加工工藝及銑削加工鍵槽的夾具設(shè)計(jì)，主要采用銑床銑削加工來的完成工藝加工。在數(shù)控加工中利用數(shù)控機(jī)床來加工，使得產(chǎn)品加工的質(zhì)量能夠保持一致性，保證主動(dòng)齒輪軸零件的加工精度和主動(dòng)齒輪軸零件效率，在這些方面均比普通銑床加工高出很多有點(diǎn)，尤其是針對一些輪廓輪廓不規(guī)則的零件的加工、在零件上有復(fù)雜的曲線或不規(guī)則的曲面、需要要到多工藝復(fù)合，工序加工和零件的高精度要求的產(chǎn)品零件的加工時(shí)，最突出的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)床，在加工的時(shí)候所無法比達(dá)到這一的要求。
本文通過主動(dòng)齒輪軸零件的分析，主動(dòng)齒輪軸零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主動(dòng)齒輪軸零件加工技術(shù)圖紙要求，完成設(shè)計(jì)制定了一套較合理的主動(dòng)齒輪軸零件銑槽夾具設(shè)計(jì)，從而為保證主動(dòng)齒輪軸零件加工精度要求，將提供一種主動(dòng)齒輪軸零件經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝加工裝備設(shè)計(jì)，使得主動(dòng)齒輪軸零件的加工具有一定的實(shí)用高效率的生產(chǎn)價(jià)值。
關(guān)鍵詞：齒輪軸、夾具、工藝、銑削
Abstract
This design is the processing technology of the driving gear shaft and the fixture design for milling the keyway, mainly using the milling machine to complete the processing. In NC machining, the use of CNC machine tools to process, so that the quality of product processing can maintain consistency, ensure the processing accuracy of the driving gear shaft parts and the efficiency of the driving gear shaft parts, in these aspects are higher than the ordinary milling machine processing, especially for some parts with irregular contour contour, there are complex curves or irregular curved surfaces on the parts The most outstanding advantage of the traditional machine tool is that it can not meet the requirements of multi process combination, process processing and high-precision parts.
In this paper, through the analysis of the driving gear shaft parts, the structural characteristics of the driving gear shaft parts and the processing technology drawing requirements of the driving gear shaft parts, the design is completed, and a set of reasonable groove milling fixture design for the driving gear shaft parts is formulated. Thus, in order to ensure the machining accuracy requirements of the driving gear shaft parts, an economic and practical process equipment design for the driving gear shaft parts will be provided, The machining of the driving gear shaft parts has a certain practical and efficient production value.
Key words: gear shaft, fixture, process, milling
目 錄
1零件的分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的工藝分析 1
1.3工藝設(shè)計(jì)的要求 3
2主動(dòng)齒輪軸的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2.1確定生產(chǎn)類型 5
2.2選擇定位基準(zhǔn) 7
2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 8
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 8
2.3制定工藝路線 8
2.4選擇加工設(shè)備和工藝裝備 10
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
3切削用量及工時(shí)的計(jì)算 13
3.1車削加工工時(shí)定額 13
3.2銑削加工工時(shí)定額的計(jì)算 15
1. 選擇刀具 15
2. 決定銑削用量 15
3.3鉆銷加工工時(shí)定額計(jì)算 16
4銑削專用夾具設(shè)計(jì) 18
4.1問題的提出 18
4.2夾具的誤差分析 19
4.3、夾具總體設(shè)計(jì) 21
總結(jié) 25
參考文獻(xiàn) 26
6
1零件的分析
1.1零件的作用
給定的零件是主動(dòng)齒輪軸。通過連接兩個(gè)零件，起到連接支撐和傳遞動(dòng)力等一系列作用，在工作中，由于受到彎應(yīng)力和沖擊載荷，因此該零件應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度及韌性。以適應(yīng)工作環(huán)境的變化。軸用于傳遞力與扭矩，它的加工精度影響自身的傳動(dòng)精度甚至整個(gè)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度。通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該零件需要加工的地方有平面和孔，加工難度不大，本零件的工藝性較好。主動(dòng)齒輪軸用來起到支撐的構(gòu)件，起定位、夾緊軸的作用的零件。主動(dòng)齒輪軸是一種可以接受綜合載荷的加工、使得構(gòu)造特別的大型和特大型的亂扣蓋，主動(dòng)齒輪軸的設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn)“設(shè)計(jì)的構(gòu)造緊湊、結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)靈敏”。
1.2零件的工藝分析
主動(dòng)齒輪軸零件工藝分析就是通過零件圖的分析研究，判斷該零件是否合理，符合工藝性要求。
（1）審查零件圖 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖、尺寸、公差及技術(shù)要求等。
（2）零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 該零件比較簡單，沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和較高的加工要求。主要的加工有各個(gè)外圓表面、端面的車削、磨削等。
主動(dòng)齒輪軸是的重要零件之一，要求有足夠的剛度和強(qiáng)度，足夠精確的尺寸和較高的表面粗糙度，碳素鋼價(jià)格低廉，鍛造工藝性能好，對載荷較大，用45號鋼模鍛制作零件毛坯。其零件圖如下圖所示：
圖1.1 主動(dòng)齒輪軸
1.3工藝設(shè)計(jì)的要求
1）工藝過程
在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，與原材料變?yōu)槌善酚兄苯雨P(guān)系的過程稱為工藝工程。例如：鑄造、鍛造、焊接和零件的機(jī)械加工等。
2）機(jī)械加工工藝過程
在工藝過程中，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀，尺寸和性能使之變?yōu)槌善返墓に囘^程，稱為機(jī)械加工工藝過程。
3）機(jī)械加工工藝過程的組成
機(jī)械加工工藝過程是由若干個(gè)順次工序組成的，通過這些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。
4）工序
一個(gè)（或一組）工人，在一臺(tái)機(jī)床上（或一個(gè)工作地點(diǎn)），對一個(gè)（或同時(shí)幾個(gè)）工件連續(xù)加工所完成的那一部分機(jī)械加工工藝過程。這里必須注意，構(gòu)成一個(gè)工序的主要特點(diǎn)是不改變加工對象、設(shè)備和操作者，而且工序內(nèi)的工作是連續(xù)完成的。
5）機(jī)械加工工藝規(guī)程
機(jī)械加工工藝規(guī)程（簡稱工藝規(guī)程）是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。工藝規(guī)程的內(nèi)容包括：
A、工藝路線：
工藝路線是指產(chǎn)品或零部件在生產(chǎn)過程中由毛坯準(zhǔn)備到成品包裝入庫經(jīng)過企業(yè)有關(guān)部門或工序的先后順序。
B、各工序加工的內(nèi)容、要求，所采用的機(jī)床、工藝裝備；
工藝裝備（簡稱工裝）是產(chǎn)品制造過程中所用的各種工具的總稱。它包括刀具、夾具、模具、量具、檢驗(yàn)工具及輔助工具等。
C、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法和切削用量、工時(shí)定額等。
6）工藝規(guī)程的格式
機(jī)械加工工藝規(guī)程主要有機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片兩種基本形式。機(jī)械加工工藝過程卡是以工序?yàn)閱挝缓喴f明零件加工過程的一種工藝文件。一般適用于單件小批生產(chǎn)（零件加工的流向）。
經(jīng)過分析，為了保證加工精度和降低加工成本，將Φ18f6和φ16f7作為定位基準(zhǔn)，以他為工藝基準(zhǔn)能很好保證其他各個(gè)尺寸要求，完全可以達(dá)到圖紙要求。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工第一組表面，再以第一組加工后表面為精基準(zhǔn)工另外一組加工面。
2主動(dòng)齒輪軸的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定生產(chǎn)類型
主軸齒輪軸零件在設(shè)計(jì)加工工藝生產(chǎn)中，生產(chǎn)綱領(lǐng)設(shè)定為為： N=Q·n（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，主軸齒輪軸產(chǎn)品年產(chǎn)量Q為臺(tái)/年, 每臺(tái)主軸齒輪軸產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為n件/臺(tái)，主軸齒輪軸零件備品率為a%，主軸齒輪軸零件廢品率為b%。從加工公寓的初始資料和設(shè)計(jì)的夾具計(jì)算結(jié)果可知，該主軸齒輪軸零件為中批生產(chǎn)。
生產(chǎn)綱領(lǐng)5000件/年，主軸齒輪軸備品率為2%，主軸齒輪軸廢品率為2%，因此軸年產(chǎn)量：
Q＝主軸齒輪軸生產(chǎn)綱領(lǐng)×主軸齒輪軸每臺(tái)件數(shù)×(1+備品率)×(1+廢品率)
由零件圖可知：
生產(chǎn)綱領(lǐng)5000件/年，備品率為2%，廢品率為2%，因此年產(chǎn)量：
Q＝生產(chǎn)綱領(lǐng)×每臺(tái)件數(shù)×(1+備品率)×(1+廢品率)
Q＝5202件
月產(chǎn)量＝Q÷12=434(件)
Days=(365-52-14)÷12=24.92天
日產(chǎn)量(一天2班)＝月產(chǎn)量÷Days=10件/天
查工藝人員手冊，輕型（100公斤以內(nèi)）零件的生產(chǎn)性質(zhì)：
中批500～5000 大批5000～50000
考慮到保證產(chǎn)品按時(shí)定量完成，生產(chǎn)該產(chǎn)品的每一道工序的單件核算時(shí)間必須小于生產(chǎn)節(jié)拍（工藝卡填寫過程考慮到客觀隨機(jī)因素的影響，將節(jié)拍乘80%后與單件核算時(shí)間比較），若大于生產(chǎn)節(jié)拍，就會(huì)造成完不成年產(chǎn)量，因此應(yīng)改用多臺(tái)機(jī)床加工。
中批量生產(chǎn)采用流水線，其工藝特點(diǎn)
a）毛坯特點(diǎn)：采用金屬模造型，毛坯精度及余量中等。
b）機(jī)床設(shè)備及機(jī)床布置：通用機(jī)床，機(jī)床按零件類別分工段排列。
c）夾具及尺寸保證：專用夾具，調(diào)整法和自動(dòng)獲得法(如對刀塊)保證尺寸。
d）刀具、量具：專用或標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具
e）零件的互換性：多數(shù)互換，部分試配或修配。
f）工藝文件的要求：編制詳細(xì)的工藝規(guī)程及關(guān)鍵工序的工序卡片。
g）生產(chǎn)出率：中等
h）成本：中等
i）發(fā)展趨勢：采用成組工藝。
由以上可知，該主軸齒輪軸為中批生產(chǎn)，所以工藝安排應(yīng)考慮工序適當(dāng)集中，考慮零件成批生產(chǎn)，產(chǎn)量比較大，綜合經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)效率等因素，確定加工設(shè)備為通用機(jī)床，采用專用夾具。在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮到保證軸產(chǎn)品的加工能夠按時(shí)定量的完成，主軸齒輪軸生產(chǎn)該零件的的每一道工序的單件生產(chǎn)的主軸齒輪軸核算時(shí)間必須小于軸制造生產(chǎn)的節(jié)拍，若軸加工大于生產(chǎn)節(jié)拍，就會(huì)造成完不成年產(chǎn)量。
2.2選擇定位基準(zhǔn)
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的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，加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行?；鶞?zhǔn)選擇的原則有：
粗基準(zhǔn)的選擇原則：
a)盡可能用精度要求高的主要表面作粗基準(zhǔn)；
b）不加工面作粗基準(zhǔn)，且該面與要加工面有一定的位置精度要求；
c）余量均勻原則；
d）粗基準(zhǔn)的表面要盡量光整、光潔、有一定的面積以便于裝夾；
e)不能重復(fù)使用原則。
精基準(zhǔn)的選擇原則：
a）基準(zhǔn)重合原則——盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合；
b）互為基準(zhǔn)原則——兩個(gè)位置精度要求較高的表面互為基準(zhǔn)；
c）基準(zhǔn)不變原則——統(tǒng)一基準(zhǔn)。
2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
主動(dòng)齒輪軸基面選擇是主動(dòng)齒輪軸零件加工工藝規(guī)程，加工設(shè)計(jì)的中的重要考量的內(nèi)容工作之一，主動(dòng)齒輪軸零件加工工藝基面選擇是否正確與合理，可以使軸零件加工質(zhì)量能否得到保證，軸零件生產(chǎn)率能否得以提高?；鶞?zhǔn)的選擇不但使主動(dòng)齒輪軸零件加工工藝過程中的問題出現(xiàn)，更有可能因?yàn)檫x擇不當(dāng)，還會(huì)造成軸零件大批報(bào)廢，使軸零件生產(chǎn)無法正常得到很好的進(jìn)行。故在本次的加工中，選擇左端主動(dòng)齒輪軸的臺(tái)階Φ18f6作為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工。
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇
對于主動(dòng)齒輪軸零件的精基準(zhǔn)的可靠性選擇而言，主要需要考慮的問題是，在加工的時(shí)候軸零件基準(zhǔn)能否重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)主動(dòng)齒輪軸零件基準(zhǔn)與軸零件工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行主動(dòng)齒輪軸零件尺寸換算，這在以后還要專門對主動(dòng)齒輪軸零件進(jìn)行加工分析計(jì)算，不再重復(fù)說明。擋加工完精基準(zhǔn)Φ16f7后，其余加工工序的基準(zhǔn)都以基準(zhǔn)為定位和裝夾，完成孔的加工和5mm鍵槽的銑削加工。
2.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(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)已確定的情況下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，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。
因此確定工藝路線方案如下：
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
1
鍛造
按照毛坯圖鍛造主動(dòng)齒輪軸毛坯；
鍛
鍛造設(shè)備
2
熱處理
調(diào)質(zhì)HB=220-250;
調(diào)質(zhì)
熱處理設(shè)備
3
車
車右端面，帶光即可，車頂針孔；
金
車
CA6140
4
粗車
粗車右端臺(tái)階Φ18f6，臺(tái)階Φ16f7，M12外徑Φ12，保留單邊0.5mm精車余量；
金
車
CA6140
5
半精車
半精車右端臺(tái)階Φ18f6，臺(tái)階Φ16f7，M12外徑Φ12，保留單邊0.05mm精車余量；
金
車
CA6140
6
精車
精車右端臺(tái)階Φ18f6，臺(tái)階Φ16f7，M12外徑Φ12至圖紙尺寸，保證公差要求；
車退刀槽及倒角；
金
車
CA6140
7
車
車左端面，帶光即可，車頂針孔；
金
車
CA6140
8
粗車
粗車外圓Φ48f7，臺(tái)階Φ18f6，保留單邊0.5mm精車余量；
金
車
CA6140
9
半精車
半精車外圓Φ48f7，臺(tái)階Φ18f6，保留單邊0.05mm精車余量；
金
車
CA6140
10
精車
精車外圓Φ48f7，臺(tái)階Φ18f6至圖紙尺寸，保證公差要求；
車退刀槽及倒角；
金
車
CA6140
11
銑
銑鍵槽20x5（0，-0.03）mm至圖紙尺寸要求；
金
銑
X6130
12
鉆
鉆Φ3.5mm孔至圖紙尺寸要求；
金
鉆
Z3050
13
滾齒
滾齒機(jī)滾齒至圖紙尺寸要求；
金
滾齒
滾齒機(jī)
14
鉗
鉗工去毛刺，清洗；
15
檢
按照零件圖檢驗(yàn)是否合格；
16
入庫
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大多數(shù)情況下都應(yīng)該先車主動(dòng)齒輪軸再加工孔，會(huì)更能容易滿足零件的加工要求，因此，工藝路線方案設(shè)計(jì)較為合理，工序集中，工序排列最優(yōu)，效率也比較高，因此選擇工藝路線方案設(shè)計(jì)作為本的工藝生產(chǎn)路線。
2.4選擇加工設(shè)備和工藝裝備
主要表面可能采用的車削加工方法，按照精度要求，Ra3.2μm應(yīng)為半精車精車或磨削。
按照零件材料，批量大小，現(xiàn)場條件等因素，并對照各加工方法特點(diǎn)及適應(yīng)范圍確定采用銑削加工鍵槽面。
結(jié)合主要表面加工及表面形狀特點(diǎn)，Φ3.5孔采用鉆的加工方式。車削采用數(shù)控車床加工外圓，銑削加工采用數(shù)控銑床加工鍵槽。
零件在鉆床上或者銑床上的加工都應(yīng)采用專用夾具進(jìn)行裝夾。
數(shù)控銑床的主要參數(shù)如下：
型號：X6130功率：1.5kW
主軸轉(zhuǎn)速：30-900轉(zhuǎn)/分
數(shù)控車床的主要參數(shù)如下：
型號：CA6140
功率：7.5kW
主軸轉(zhuǎn)速：100~1360轉(zhuǎn)/分
立式鉆床的主要參數(shù)如下：
型號：Z3050功率：1.5kW
主軸轉(zhuǎn)速：20~800轉(zhuǎn)/分。
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查詢《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-24的平面加工余量，本次的主動(dòng)齒輪軸鍵槽面的平面的表面粗糙度要求為Ra3.2，要經(jīng)過粗、精加工達(dá)到完成，厚度范圍屬于5~20mm，得知粗加工余量單邊為2.5mm，半精加工余量單邊為2.0mm。分別確定各加工表面的加工余量和工步如下：
1.粗車兩端面
毛坯尺寸：Φ22，加工余量：2，工序尺寸：Φ18
2.車外圓面Φ48
毛坯尺寸：Φ56，加工余量：4，工序尺寸：Φ48
3.車Φ18f6：
毛坯尺寸：Φ26，加工余量：4，工序尺寸：Φ18mm
4.車Φ16f7：
毛坯尺寸：Φ26，加工余量：5，工序尺寸：Φ16mm
5.鉆Φ3.5：
毛坯尺寸：0，加工余量：3.5，工序尺寸：Φ3.5mm
6.銑5x20：
毛坯尺寸：0，加工余量：5，工序尺寸：5mm。
根據(jù)毛坯尺寸的計(jì)算，該毛坯為模鍛件，主動(dòng)齒輪軸的毛坯圖如下圖所示：
圖2.1 毛坯圖
3切削用量及工時(shí)的計(jì)算
3.1車削加工工時(shí)定額
1、粗車（車端面、外圓及車臺(tái)階）。已知加工材料為45鋼，σ=670Mp，鍛件，有外皮；機(jī)床為CA6140，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。
（1）、確定粗車外圓的切削用量。所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具。查參考文獻(xiàn)選擇切削深度a=2mm（雙邊余量）/2=1mm。
確定進(jìn)給量f。查參考文獻(xiàn)，硬質(zhì)合金及高速鋼車刀粗車外圓和端面進(jìn)給量表1.4，在粗車鋼料，車刀刀桿尺寸為16×25mm，a≤3mm,工件直徑為20-68mm，f=0.4-0.7mm/r，查參考文獻(xiàn)，查的CA6140車床進(jìn)給量選擇f=0.61mm/r。計(jì)算切削力F=4269N。
（2）、選擇車床磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。查閱參考文獻(xiàn)，后刀面最大磨損量取1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度為T=60min。
確定切削速度v。查參考文獻(xiàn)，表1.0，用YT15硬質(zhì)合金切削速度，選擇109m/min。查切削速度的修正系數(shù)得
v=109×0.80×0.65×0.81×1.15=52.8m/min。
n=1000v/(πd)=1000×52.8/(π×44）=382.2r/min
根據(jù)CA6140車床的轉(zhuǎn)速，選擇400r/min,實(shí)際切削速度為55.26m/min。
（3）、校驗(yàn)機(jī)床功率。根據(jù)切削過程中切削功率計(jì)算公式，求得切削功率P=2.25KW.CA6140主電機(jī)功率7.5kw，故所選切削用量合適。最后的切削用量為
a=1mm,f=0.61mm,n=400r/min,v=55.26m/min。
車端面 a=1.5mm，主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min，f=0.61mm/r。
2、半精車余量及工時(shí)定額計(jì)算
（1） 確定該工序的加工余量。所選刀具為YT15硬質(zhì)合金刀具，車刀刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。查參考文獻(xiàn)得半精車加工余量為1.5，切削深度a=0.75mm，將工件車至Φ18.5mm，需兩次半精車，第一次半精車a=0.75,第二次半精車切削深度a=1.3/2=0.65mm。
（2） 確定進(jìn)給量。根據(jù)參考文獻(xiàn)，查得CA6140進(jìn)給量選擇f=0.3mm/r，由于半精車加工，切削力較小，故不需要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。
（3） 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。查參考文獻(xiàn)最大磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.4mm。耐用度為60min,
（4） 確定切削速度。查參考文獻(xiàn)，切削速度為156m/min，
V=156×0.81×1.15=145.3m/min
n=1000×145.3÷3.14÷30=1541r/min
查CA6140主軸轉(zhuǎn)速選擇n=1400r/min，實(shí)際切削速度v=131.88m/min。精加工機(jī)床功率可不校驗(yàn)。
3.2銑削加工工時(shí)定額的計(jì)算
銑5鍵槽：
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金三刃面盤銑刀,
，，，。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X1630型銑床說明書。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝400r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
3.3鉆銷加工工時(shí)定額計(jì)算
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔Φ3.5
加工時(shí)采取的是直接鉆Φ3.5孔，所以D=3.5。
切削深度為12mm
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取V=4.8m/min。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)表3.1～31，取
所以實(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
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4銑削專用夾具設(shè)計(jì)
為了主動(dòng)齒輪軸零件的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證主動(dòng)齒輪軸零件加工質(zhì)量，降低主動(dòng)齒輪軸零件加工的勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工軸時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。機(jī)床銑削主動(dòng)齒輪軸零件夾具是在機(jī)械加工中設(shè)計(jì)使用的加工工藝的一種工藝裝夾裝備，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)對主動(dòng)齒輪軸零件被加工端面的定位和夾緊作用。通過主動(dòng)齒輪軸零件的夾具定位，使被加工的軸在夾具設(shè)計(jì)中，占有相同一個(gè)比較正確的裝夾加工位置；通過夾具的裝夾夾緊作用，更好的克服加工中，存在的各種裝夾的作用力問題，使得加工工藝中的這一正確的位置得到加工的精度等保證，從而使主動(dòng)齒輪軸零件加工過程能夠得以順利進(jìn)行。
4.1問題的提出
A、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；
B、能裝夾一組相似性特征的工件；
C、適用于精密加工的高精度的機(jī)床；
D、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新技術(shù)；
E、采用液壓泵站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面：
在機(jī)械加工中，機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的功用主要有以下六個(gè)方面，然而在不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該有不同的側(cè)重點(diǎn)。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮加工的技術(shù)要求，生產(chǎn)成本和工人操作方面的要求以達(dá)到預(yù)期的效果。
4.2夾具的誤差分析
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)可得：
⑴ 軸定位心軸定心的定位誤差 ：
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
該夾具對工件的定位考慮合理，且夾具結(jié)構(gòu)簡單，可適合于中批量生產(chǎn)。
由于主動(dòng)齒輪軸銑削加工的公差較大，在主動(dòng)齒輪軸銑削夾具制造過程中，應(yīng)稍加考慮，將會(huì)消除主動(dòng)齒輪軸銑削這方面的存在的問題，將產(chǎn)生軸銑削的誤差為，其軸銑削夾角為，主動(dòng)齒輪軸鉆銑削孔平面的尺寸為22mm左右，具體參照圖紙要求。軸銑削定位誤差為：
（1）主動(dòng)齒輪軸銑削，中心線定位方式，中心線定位實(shí)現(xiàn)Φ6H7位置精度，. 取.
（2）主動(dòng)齒輪軸銑削V型塊裝夾的內(nèi)外圓同軸度誤差分析（查表P297），故 故可以滿足主動(dòng)齒輪軸銑削其加工精度。主動(dòng)齒輪軸銑削孔表面粗糙度假定為Ra1.6，由于主動(dòng)齒輪軸銑削孔的公差等級能達(dá)到一般的鉆銷等級IT12-IT 11，其中粗超度要求Ra值為大概可以確定為Ra25~Ra12.5，故主動(dòng)齒輪軸銑削孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到假定的參數(shù)要求Ra3.2。主動(dòng)齒輪軸銑削定位方案仍為帶V型塊的夾具定位，進(jìn)行主動(dòng)齒輪軸銑削鉸孔后便能滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。該夾具對工件的定位考慮合理，且夾具結(jié)構(gòu)簡單，可適合于中批量生產(chǎn)。
4.3、夾具總體設(shè)計(jì)
首先，基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保障，生產(chǎn)得到保證，生產(chǎn)率得到提高。
（1）夾具設(shè)計(jì)說明
本夾具設(shè)計(jì)時(shí)以前道工序成型后的表面作為粗基準(zhǔn)，再以加工好的面作為基準(zhǔn)加工另外一個(gè)面。
由于零件在本道工序之間沒有已經(jīng)加工過的表面，因此使用支承釘作為定位元件較為合適，因此，在本設(shè)計(jì)中，分別以支承釘作為工件端面的定位，頂緊結(jié)構(gòu)限制工件x軸旋轉(zhuǎn)、V型塊y軸旋轉(zhuǎn)、壓緊壓板z向移動(dòng)6個(gè)自由度。
（2）切削力的計(jì)算
在銑削時(shí)夾緊力產(chǎn)生的力矩，必須滿足《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》中所規(guī)定的要求，刀具材料：YG8細(xì)齒硬質(zhì)合金立銑刀
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
查參考文獻(xiàn)表得：
對于灰：
取 ， 即
所以
由參考文獻(xiàn)[3]表1-2可得：
垂直切削力 ：
背向力：
（3）夾緊力的計(jì)算
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(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)，見參考文獻(xiàn)[13]表可得：
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)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
（4）刀具誤差的計(jì)算
由文獻(xiàn)[3] 所列公式可以得
查表 9.4—8 得其中： 修正機(jī)床系數(shù)
z=24 代入上式，可得 F=889.4N
因在誤差計(jì)算中切削力時(shí)，須把切削的安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
誤差安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（5） 軸定位心軸定心的定位誤差
（6）夾緊誤差
其中接觸變形位移值：
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的，可以滿足切削力的要求。夾具裝配圖如下圖所示：
圖4.1夾具裝配圖
總結(jié)
在此設(shè)計(jì)中，一個(gè)主動(dòng)齒輪軸的加工線相當(dāng)正確定位夾具夾緊機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的目的，以確保工件的精度。遇到了很多的設(shè)計(jì)問題，如工藝路線的出現(xiàn)不合理，或者甚至不能保證的準(zhǔn)確度，所要求的處理。在夾具設(shè)計(jì)，由于定位基準(zhǔn)的選擇是不合理的，有具有針對性或更少的定位精密加工的零件造成無法保證。當(dāng)選擇所述夾持機(jī)構(gòu)的大小，由于該機(jī)制，大小等不合理，不實(shí)現(xiàn)夾緊的目的，也可能是由于夾緊力施加點(diǎn)或作用面反轉(zhuǎn)不合理離開工件的位置。然而，老師的精心指導(dǎo)下的精心指導(dǎo)下，對自身的不斷努力一個(gè)月后，這些問題都解決了。
參考文獻(xiàn)
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[11]馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊[M]，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994
27
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
主動(dòng)齒輪軸
共
1
頁
第
1
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
11
銑
45
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
模鍛件
鍛造尺寸
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X6130
02
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
銑削專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)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(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/min
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑鍵槽20x5（0，-0.03）mm至圖紙尺寸要求；
Φ4合金立銑刀，塊規(guī)、游標(biāo)卡尺
398
25
0.05
1.5
1
3.5
30
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
主動(dòng)齒輪軸
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
45
毛 坯 種 類
模鍛件
毛坯外形尺寸
鍛造尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺(tái) 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
鍛造
按照毛坯圖鍛造主動(dòng)齒輪軸毛坯；
鍛
鍛造設(shè)備
2
熱處理
調(diào)質(zhì)HB=220-250;
調(diào)質(zhì)
熱處理設(shè)備
3
車
車右端面，帶光即可，車頂針孔；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金端面車刀、游標(biāo)卡尺
30
10
4
粗車
粗車右端臺(tái)階Φ18f6，臺(tái)階Φ16f7，M12外徑Φ12，保留單邊0.5mm精車余量；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金外圓車刀、游標(biāo)卡尺
30
25
5
半精車
半精車右端臺(tái)階Φ18f6，臺(tái)階Φ16f7，M12外徑Φ12，保留單邊0.05mm精車余量；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金外圓車刀、游標(biāo)卡尺、外徑千分尺
30
15
6
精車
精車右端臺(tái)階Φ18f6，臺(tái)階Φ16f7，M12外徑Φ12至圖紙尺寸，保證公差要求；
車退刀槽及倒角；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金外圓車刀、游標(biāo)卡尺、外徑千分尺
30
10
7
車
車左端面，帶光即可，車頂針孔；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金端面車刀、游標(biāo)卡尺
30
10
8
粗車
粗車外圓Φ48f7，臺(tái)階Φ18f6，保留單邊0.5mm精車余量；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金外圓車刀、游標(biāo)卡尺
30
20
9
半精車
半精車外圓Φ48f7，臺(tái)階Φ18f6，保留單邊0.05mm精車余量；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金外圓車刀、游標(biāo)卡尺、外徑千分尺
30
10
10
精車
精車外圓Φ48f7，臺(tái)階Φ18f6至圖紙尺寸，保證公差要求；
車退刀槽及倒角；
金
車
CA6140
YT硬質(zhì)合金外圓車刀、游標(biāo)卡尺、外徑千分尺
30
10
11
銑
銑鍵槽20x5（0，-0.03）mm至圖紙尺寸要求；
金
銑
X6130
Φ4合金立銑刀，塊規(guī)、游標(biāo)卡尺
30
15
12
鉆
鉆Φ3.5mm孔至圖紙尺寸要求；
金
鉆
Z3050
Φ3.5麻花鉆、游標(biāo)卡尺
30
08
13
滾齒
滾齒機(jī)滾齒至圖紙尺寸要求；
金
滾齒
滾齒機(jī)
滾齒刀、磨齒刀
30
40
14
鉗
鉗工去毛刺，清洗；
15
檢
按照零件圖檢驗(yàn)是否合格；
16
入庫
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
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日 期
標(biāo)記
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