小齒輪的加工工藝及銑左端面夾具設(shè)計含proe三維及非標8張CAD圖,小齒輪,加工,工藝,端面,夾具,設(shè)計,proe,三維,非標,cad 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 小齒輪的工藝設(shè)計和銑端面的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)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(guān)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(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)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(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：切削用量 夾緊 定位 誤差。 。 Abstract ：This design involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement of various aspects of knowledge. The process design of pinion and the fixture design of milling end face are composed of three parts: the process design of parts processing, the process design and the design of special fixture. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connection component and other components; calculates fixture positioning generated Keywords: cutting amount clamping positioning error. 目 錄 摘 要 I 第1章 概述發(fā)展 1 1.1機床夾具的主要功能 1 1.2機床夾具的組成 1 1.3夾具設(shè)計的步驟和基本要求 1 第2章 零件的分析 5 2.1零件的作用 5 2.2零件的技術(shù)要求分析 5 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 7 3.1確定毛坯的制造形式 7 3.2基面的選擇 7 3.3制訂工藝路線 8 3.4機械加工余量的確定 10 3.5 確定切削用量及基本工時 11 第4章 銑床夾具設(shè)計 27 4.1 問題的提出 27 4.2定位基準的選擇 27 4.3定位元件的設(shè)計 27 4.4定位誤差分析 27 4.5切削力的計算與夾緊力分析 29 4.6夾具設(shè)計及操作簡要說明 30 謝 辭 31 參 考 文 獻 32 III 第1章 概述發(fā)展 1.1機床夾具的主要功能 機床夾具已成為機械加工時的重要裝備，同時是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經(jīng)濟方向發(fā)展。機床夾具的主要功能是使工件定位夾緊，使工件相對于刀具及機床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達到工序所規(guī)定的技術(shù)要求，工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā)生位置改變。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。 安裝方法有找正法和用專用夾具，找正法用于單件、小批生產(chǎn)中，而專用夾具用于生產(chǎn)批量較大或特殊需要時。 1.2機床夾具的組成 1）定位支承元件 確定工件在夾具中的正確位置并支承工件。 2）夾緊裝置 將工件夾緊不發(fā)生移動。 3）對刀或?qū)蛟?保證刀具與工件加工表面的正確位置。 4）夾具體 將夾具的所有組成部分組成一體，并保證它們之間的相對位置關(guān)系。 1.3夾具設(shè)計的步驟和基本要求 一：夾具設(shè)計的基本要求 夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質(zhì)量、工人的勞動強度、生產(chǎn)率和加工成本。因此對設(shè)計的夾具，提出以下幾點基本要求。 1）能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術(shù)要求。若工件達不到加工技術(shù)要求，成為廢品，則夾具設(shè)計是失敗的，該夾具不能用與生產(chǎn)。 2）操作簡單，便于工件安裝，減輕工人的勞動強度，節(jié)省工件安裝時間，降低輔助工時，保證高的生產(chǎn)效率。 3）具有良好的工藝性，便于制造，降低夾具制造成本，從而降低分攤在工件上的加工成本。 為保證上述基本要求，夾具的生產(chǎn)過程應(yīng)按下面程序進行：夾具生產(chǎn)任務(wù)書—夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計—使用、制造部門會簽——夾具制造——夾具驗收——生產(chǎn)使用。 夾具生產(chǎn)任務(wù)書是由工藝人員在編制工藝規(guī)程時，根據(jù)生產(chǎn)需要而提出的。任務(wù)書中包含內(nèi)容有設(shè)計理由、使用車間、使用設(shè)備，該夾具所使用工件工序的工序圖并在工序圖上要標明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基準、夾緊點。這是設(shè)計夾具的依據(jù)，也是驗收制造夾具的依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計人根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書的加工要求，提出幾種可行方案、分析比較、進行誤差計算，以確定出合理方案，進行設(shè)計。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，要會同使用部門、制造部門就夾具的結(jié)構(gòu)合理性、結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟性進行審核、會簽、交付制造。制成的夾具要同設(shè)計人員。工藝人員、使用部門、制造部門共同進行驗證。當(dāng)確認夾具可保證工件該工序加工要求，能保證生產(chǎn)率、操作方便、安全，就可交付生產(chǎn)車間使用。 二:夾具的設(shè)計步驟 當(dāng)接到夾具設(shè)計任務(wù)書后，按下面6個步驟，逐步設(shè)計。 1）明確設(shè)計任務(wù)，收集研究設(shè)計的原始資料。 2）確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖， 3）繪制夾具總圖。 4）標注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件。夾具總圖結(jié)構(gòu)繪制完成后，需標注五類尺寸和四類技術(shù)條件。 5）編寫零件明細表。明細表應(yīng)包括零件序號、名稱、代號（指標準件代號或通用件代號 ）、數(shù)量、材料、熱處理、質(zhì)量等。 6）繪制總圖中非標準件的零件圖。 三：夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標注 在夾具設(shè)計中，對于初設(shè)計者，在夾具總圖上如何標注尺寸及技術(shù)條件，往往是難點之一，以下對此作簡要闡述。 1）夾具總圖上應(yīng)標注的五類尺寸 A：夾具外形輪廓尺寸 B：工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸 C：夾具與刀具的聯(lián)系尺寸 D：夾具與機床的連接部分尺寸 E：夾具內(nèi)容的配合尺寸2） 夾具總圖上應(yīng)標注的四類技術(shù)條件 夾具中的技術(shù)條件主要指夾具裝配好后，各表面之間的位置精度要求。 A：定位元件之間的相互位置要求 B：定位元件與連接元件或夾具體底面的相位置要求 C：引導(dǎo)元件與連接元件或夾具體底面的位置要求 D：引導(dǎo)元件與定位元件之間的相互位置要求 3）五類尺寸、四類技術(shù)條件的分類 五類尺寸、四類技術(shù)條件根據(jù)是否與工序加工要求相關(guān)而分為兩類，其精度值大小和取法不同。 A：與工件加工要求無直接關(guān)系的 ① 尺寸公差與配合 這類尺寸公差與配合應(yīng)按照元件在夾具中的功用和裝配要求，根據(jù)公差與配合國家標準或參閱有關(guān)資料來制定。 ② 技術(shù)條件 與工件加工要求無直接關(guān)系的夾具上技術(shù)條件。 B： 與加工要求直接相關(guān)的 這類尺寸和技術(shù)條件與工件上相應(yīng)尺寸和技術(shù)條件直接對應(yīng)，直接根據(jù)工件相應(yīng)尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值選取。一般工件允差小，取大系數(shù)，工件允差大，則取小系數(shù)。 制定這類夾具尺寸公差時，要注意下列問題。 ① 應(yīng)經(jīng)工件的平均尺寸作為夾具相應(yīng)尺寸的基本尺寸，極限偏差按對稱雙向標注。 ② 應(yīng)以工序尺寸（不一定是工件最終尺寸）作為夾具基本尺寸的設(shè)計依據(jù)。 4）夾具調(diào)刀尺寸的標注 當(dāng)夾具設(shè)計完成，按要求標注尺寸后，對有些夾具如銑夾具，往往還要標注調(diào)刀尺寸（調(diào)刀尺寸一般是指夾具的調(diào)刀基準到對刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相對基準的尺寸，它與工件加工尺寸直接相關(guān)，也是夾具總圖上關(guān)鍵尺寸要求。 四：夾具體設(shè)計 夾具總體設(shè)計中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具基礎(chǔ)件、組成夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過程中，它還要承受切削力、夾緊、慣性力及由此而產(chǎn)生的振動和沖擊。所以，夾具體是夾具中一個設(shè)計、制造勞動量大，耗費材料多，加工要求高的零部件。在夾具成本中所占比重較大，制造周期也長，設(shè)計時，應(yīng)給以足夠的重視。 第2章 零件的分析 2.1零件的作用 題目所給的零件是小齒輪，齒輪是指輪緣上有齒輪連續(xù)嚙合傳遞運動和動力的機械元件。作用是能將一根軸的轉(zhuǎn)動傳遞給另一根軸，也可以實現(xiàn)減速、增速、變向和換向等動作。 2.2零件的技術(shù)要求分析 一： 加工表面的尺寸精度和形狀精度 加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。 形狀精度是限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差。如圓度、圓柱度、平面度、直線度。 1、 齒輪兩端面，尺寸精度105±0.2 2、 齒輪Φ44孔，尺寸精度Φ44 3、 齒輪寬14鍵槽，尺寸精度14±0.026 4、 齒輪分度圓直徑，尺寸精度Φ100 二： 主要加工表面之間的相互位置精度 小齒輪主要加工表面為：左端面、右端面、Φ108外圓，Φ44孔、寬14鍵槽、齒輪的分度圓，其中小齒輪的分度圓相對于基準A的同軸度公差為0.1，寬14鍵槽相對于基準A公差為0.05mm。 三： 加工表面的粗糙度 表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度?。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很?。ㄔ?mm以下），它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。 表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。 表面粗糙度與機械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關(guān)系，對機械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標注采用Ra。 1、 左端面,表面粗糙度Ra12.5 2、 右端面，表面粗糙度Ra12.5 3、 Φ44孔，表面粗糙度Ra3.2 4、 Φ108外圓，表面粗糙度Ra3.2 5、 寬14鍵槽，表面粗糙度Ra3.2 6、 齒，表面粗糙度Ra3.2 ? ? 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1確定毛坯的制造形式 零件材料為45鋼，特性為中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,考慮到中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 的抗缺口敏感性，減震性和耐優(yōu)良等特點,因此應(yīng)該選用鍛件,以便使開合螺母在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠.由于零件已達到成批生產(chǎn)的水平，而且模鍛，免除了砂模和制模的設(shè)備，以及減少了鍛工車間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低，這樣得來的鍛件具有緊密與微細的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機械性能。因此采用模鍛,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來考慮也是應(yīng)該的。? 3.2基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。? 一：粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。 二：精基準的選擇 精基準的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準 應(yīng)能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 3.3制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，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。再生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。擬訂兩個方案進行選擇，選出一個在保證質(zhì)量的情況下，效率比較高的方案： 工藝路線方案一： 工序01：備料 工序02：調(diào)質(zhì)處理，硬度28-32HRC 工序03：銑右端面 工序04：銑左端面 工序05：粗車Φ44孔 工序06：粗車、半精車Φ108外圓 工序07：半精車、精車Φ44孔 工序08：精車Φ108外圓 工序09：插寬14鍵槽 工序10：滾齒 工序11：高頻淬火 工序12：打磨齒面 工序13：鉗工去毛刺 工序14：檢驗至圖紙要求并入庫 工藝路線方案二： 工序01：備料 工序02：調(diào)質(zhì)處理，硬度28-32HRC 工序03：銑右端面 工序04：銑左端面 工序05：粗車、半精車、精車Φ44孔 工序06：粗車、半精車、精車Φ108外圓 工序07：插寬14鍵槽 工序08：滾齒 工序09：高頻淬火 工序10：打磨齒面 工序11：鉗工去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求并入庫 工藝路線方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案二把工件加工工序分得很紊亂并且很不集中，基準得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案一比較合適。 3.4機械加工余量的確定 工序間加工余量的選用原則及應(yīng)考慮的因素 一：選用原則 1） 為縮短加工時間，降低制造成本，應(yīng)采用最小的加工余量； 2） 加工余量應(yīng)能保證獲得圖樣所規(guī)定的加工精度和表面粗糙度； 3） 工序公差不應(yīng)超出經(jīng)濟加工精度的范圍； 4） 本工序余量應(yīng)大于上工序留下的表面缺陷層厚度； 5） 本工序的余量必須大于上工序的尺寸公差和幾何形狀公差。 二；考慮因素 1） 上工序加工后各表面相互之間位置的空間偏差（如表面間的方向和位置誤差等）； 2） 本工序的裝夾誤差，包括定位找正誤差和夾緊誤差； 3） 本工序的設(shè)備精度和加工過程中可能產(chǎn)生的變形； 4） 零件熱處理時的變形； 5） 工件的大小，工件越大，加工余量越大； 6） 加工方法所產(chǎn)生的誤差。 因工件的長度為105，最大直徑為Φ108，查《機械加工余量手冊》中的（表4-16）可知，工件的端面加工余量（單邊余量）為4.0mm，外圓的加工余量（單邊余量）為5.0mm、孔的加工余量（單邊余量）為6.5mm；由于其余加工表面尺寸不大，毛坯為實心。 3.5 確定切削用量及基本工時 工序01：備料 工序02：調(diào)質(zhì)處理，硬度28-32HRC 工序03：銑右端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 當(dāng)＝475r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序04：銑左端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 當(dāng)＝475r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序05：粗車Φ31孔至Φ43孔 1、切削用量 機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，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8.0mm，可在1次走刀內(nèi)切完。 2）確定進給量 根據(jù)表1.4，在粗車Φ44孔、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r 按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=350m/min(預(yù)計)時，進給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=130m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28），故=1300.80.650.811.15m/min≈63m/min ≈467r/min 按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min 則實際切削速度=63m/min 5）校驗機床功率 由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=460r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后決定的切削用量為=8.0mm，=0.26mm/r，=460r/min，=63m/min 2、確定粗車Φ44孔的基本時間 ， 式中 =105mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=4 則 工序06：粗車、半精車Φ108外圓 工步一：粗車Φ118外圓至Φ109外圓 1、切削用量 機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金外圓車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，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9.0mm，可在1次走刀內(nèi)切完。 2）確定進給量 根據(jù)表1.4，在粗車Φ108外圓、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r 按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=350m/min(預(yù)計)時，進給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=350m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28），故=3500.80.650.811.15m/min≈169.6m/min ≈496r/min 按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min 則實際切削速度=169.6m/min 5）校驗機床功率 由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=480r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后決定的切削用量為=9.0mm，=0.26mm/r，=480r/min，=169.6m/min 2、確定粗車Φ108外圓的基本時間 ， 式中 =105mm，=3.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=3 則 工步二：半精車Φ109外圓至Φ108.2外圓 1、切削用量 機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金外圓車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，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0.4mm，可在1次走刀內(nèi)切完。 2）確定進給量 根據(jù)表1.4，在半精車Φ108外圓、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r 按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.22mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=350m/min(預(yù)計)時，進給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=450m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28），故=4500.80.650.811.15m/min≈218m/min ≈642r/min 按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=610r/min 則實際切削速度=218m/min 5）校驗機床功率 由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=610r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后決定的切削用量為=0.4mm，=0.22mm/r，=610r/min，=218m/min 2、確定半精車Φ108外圓的基本時間 ， 式中 =105mm，=0.4mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=610r/min,=1 則 工序07：半精車、精車Φ44孔、倒角C2 工步一：半精車Φ43孔至Φ43.8 1、切削用量 機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，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0.4mm，可在1次走刀內(nèi)切完。 2）確定進給量 根據(jù)表1.4，在半精車Φ44孔、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r 按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.22mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=350m/min(預(yù)計)時，進給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=450m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28），故=1800.80.650.811.15m/min≈87.2m/min ≈634r/min 按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=610r/min 則實際切削速度=87.2m/min 5）校驗機床功率 由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=610r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后決定的切削用量為=0.4mm，=0.22mm/r，=610r/min，=87.2m/min 2、確定半精車Φ44孔的基本時間 ， 式中 =105mm，=0.4mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=610r/min,=1 則 工步二：精車Φ43.8孔至Φ44 1、切削用量 機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，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0.1mm，可在1次走刀內(nèi)切完。 2）確定進給量 根據(jù)表1.4，在精車Φ44孔、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r 按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.2mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=350m/min(預(yù)計)時，進給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=220m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28），故=2200.80.650.811.15m/min≈106.6m/min ≈772r/min 按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=750r/min 則實際切削速度=106.6m/min 5）校驗機床功率 由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=750r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后決定的切削用量為=0.1mm，=0.2mm/r，=750r/min，=106.6m/min 2、確定精車Φ44孔的基本時間 ， 式中 =105mm，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.2mm/r，=750r/min,=1 則 工步三：倒角C2 工序08：精車Φ108外圓、倒角C2 工步一：精車Φ108外圓 1、切削用量 機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金外圓車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，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0.1mm，可在1次走刀內(nèi)切完。 2）確定進給量 根據(jù)表1.4，在精車Φ108外圓、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r 按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.2mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=350m/min(預(yù)計)時，進給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=550m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28），故=5500.80.650.811.15m/min≈266.5m/min ≈786r/min 按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=750r/min 則實際切削速度=266.5m/min 5）校驗機床功率 由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=750r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。 最后決定的切削用量為=0.1mm，=0.2mm/r，=750r/min，=266.5m/min 2、確定精車Φ108外圓的基本時間 ， 式中 =105mm，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.2mm/r，=750r/min,=1 則 工步二：倒角C2 工序09：插寬14鍵槽 1. 選擇刀具 刀具選取插刀 ，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）計算工時 根據(jù)B5020型插床說明書，其功率為為0.6kw，中等系統(tǒng)剛度。 則機動工時為 ，，L=++， 根據(jù)《機械制造工藝簡明手冊》表6.2-4知，+=50 插床=0.65～0.93，取=0.85 插床B5020工作臺進給量=0.08～1.24，取=0.12 H=h=5.94 工序10：滾齒 1. 選擇刀具 刀具選取滾刀D=32mm，頭數(shù)q=14 2.計算工時 根據(jù)Y32B型滾床說明書，其功率為為1.7kw，中等系統(tǒng)剛度。 則機動工時為 ,=, B——齒輪寬度mm m——齒輪模數(shù) ——螺旋角 h為全齒高mm ——齒輪的齒數(shù)25 ——滾刀頭數(shù) n——滾刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min) D——滾刀直徑 ≤13時可一次切削 ——工件每轉(zhuǎn)軸向進給量（mmm/r） ==[]mm=(16.7～17.7)mm 取， ≈0.790min 工序11：高頻淬火 工序12：打磨齒面 工序13：鉗工去毛刺 工序14：檢驗至圖紙要求并入庫 第4章 銑床夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計銑左端面的銑床夾具。 4.1 問題的提出 本夾具主要用于銑左端面，表面粗糙度Ra12.5，精度要求不高，故設(shè)計夾具時主要考慮如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 4.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。由零件圖和工藝過程得，選右端面和Φ108外圓作為定位基準。 4.3定位元件的設(shè)計 選擇已加工好的右端面和Φ108外圓來定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是支承板及固定V形塊。因此進行定位元件的設(shè)計主要是支承板及固定V形塊。 1、 右端面與支承板相配合，限制三個自由度，即Y軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。 2、 Φ108外圓與固定V形塊相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。 銑左端面限制五個自由度即可，故設(shè)計合理。 4.4定位誤差分析 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 當(dāng)采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示 圖1用V型塊定位加工時的定位誤差 當(dāng)定位基準與工序基準不重合時，就產(chǎn)生了基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。 定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。 圖2 定位誤差 計算定位誤差時，可以分別求出基準位移誤差和基準不重合誤差，再求出它們在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情況，確定工序基準的兩個極限位置，根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個位置的距離，將其投影到加工方向上，求出定位誤差。 如零件圖所示以右端面和Φ108外圓定位，銑工件上的左端面， 由零件圖可知， 工序基準是Φ108外圓，定位基準是右端面，故基準不重合。 按式表（2-3）得 設(shè)計誤差分析時 因此 4.5 切削力的計算與夾緊力分析 本夾具是銑左端面，只有銑削一道工步，故按銑時計算切削力。 計算切削力如下： 查《簡明機床夾具設(shè)計手冊》表3-3得切削力計算公式： 由銑左端面的工時計算知，，=0.2mm，，，， 即 =15503N 所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K= 式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得： K=2.153，當(dāng)計算K<2.5時，取K=2.5 孔軸部分由M16螺母鎖緊，查表得夾緊力為23340N 4.6夾具設(shè)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇用活動V形塊、A型導(dǎo)板、導(dǎo)板支座、螺桿、螺桿支座和滾花螺母等組成的夾緊機構(gòu)進行夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 謝 辭 這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。 這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學(xué)[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987． [12] 王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002．8． [13]《機械設(shè)計手冊》.成大先 主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2008.04月. 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