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1. 引言 機(jī)械、機(jī)器和機(jī)床等機(jī)械結(jié)構(gòu)是由部件和零件裝配成的，部件又是由組件和零件裝配而成的。由實(shí)體材料組成的機(jī)械零件的表面，又可分為加工表面和非加工表面兩種。一般，加工表面是機(jī)械零件重要的工作表面，加工表面的精度和粗糙度是通過加工保證的。此外，在加工機(jī)械零件表面時(shí)，還要考慮制造工藝的可行性、加工生產(chǎn)率、加工成本等多方面問題。本設(shè)計(jì)通過對(duì)一軸套零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和銑槽用夾具設(shè)計(jì)，試圖找出一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的加工方法，以供生產(chǎn)同類零件的企業(yè)參考。 2. 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 任務(wù)書上的題目?jī)?nèi)容為：加工一個(gè)軸套零件，該零件年產(chǎn)量為20000臺(tái)，設(shè)其備品率為10 %，機(jī)械加工廢品率為1 % ，試進(jìn)行該軸套零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。 現(xiàn)制定該齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 N＝Qn（l + a %）（1 + b % ) = 20000×1×( l +10 %)（1+ l %) = 22220（件／年） 該零件的年產(chǎn)量為22220件，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教材中生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 3. 零件的分析 零件圖如圖1 圖1 軸套零件圖 此軸套零件在機(jī)器中可起支承、定位或?qū)蜃饔茫}目中未明確），該零件的圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差齊全，但內(nèi)孔的粗糙度Ra1.5μm有誤，應(yīng)該為Ra1.6μm，內(nèi)槽處Ra12.5μm與其余Ra12.5μm重復(fù)標(biāo)注應(yīng)刪除。 該零件外圓Ф粗糙度Ra0.4μm、內(nèi)孔Ф粗糙度Ra1.6μm的尺寸精度和粗糙度要求較高，兩端面與內(nèi)孔也有較高的垂直度要求，但零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工并不困難；兩處槽的精度要求一般，只需分步銑出即可。 因題目中未規(guī)定該軸套零件的材料，為便于設(shè)計(jì)，此處可擬定該軸套零件的材料為45號(hào)鋼。 4. 選擇毛坯 根據(jù)用途，并綜合考慮加工效率和經(jīng)濟(jì)性，坯料選用圓鋼，鋸切下料，然后鍛造毛坯。 零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，即內(nèi)部孔鍛出。因?yàn)樵撦S套生產(chǎn)批量為大批量，所以毛坯應(yīng)采用模鍛。 5. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5.1定位基準(zhǔn)的選擇 本零件孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。即選Ф內(nèi)孔及一端面作為精基準(zhǔn)。 由于本軸套全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。 5.2零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面及槽等，材料為45 鋼。參考教材中有關(guān)資料，其加工方法選擇如下： Ф外圓面：公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度為Ra0.4μm ，需進(jìn)行粗車、精車及磨外圓。 Ф內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT8，表面粗糙度為Ra1.6μm ，毛坯孔已鍛出，為未淬火鋼，加工方法可采取粗車精車之后用精鏜拉孔或磨孔等，都能滿足加工要求。但精鏜拉孔雖然加工效率較高，適合大批量生產(chǎn)，但對(duì)拉刀的要求很高，成本也很高；磨孔的砂輪成本較低，產(chǎn)量上也可以滿足本工件的需要，故采用精車之后磨孔的方法加工。 端面：本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為Ra3.2μm，經(jīng)粗車和半精車即可。但兩端面與內(nèi)孔均有0.03mm的垂直度要求，需經(jīng)過磨平面加工來保證。 槽：槽寬和槽深的公差等級(jí)分別為IT13和IT14，表面粗糙度分別為Ra12.5μm，需采用三面刃銑刀粗銑即可。 5.3制定工藝路線 按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，機(jī)加工可按下述工藝路線進(jìn)行。 工序10：以外圓φ60mm及端面定位，粗車內(nèi)孔及另一端面。 工序20：以粗車后的內(nèi)孔φ32mm及端面定位，粗半精車另一端面及外圓φ60mm，倒角。 工序30：以半精車后的外圓φ60mm及端面定位，半精車另一端面及內(nèi)孔，倒角。 工序40：以工裝裝夾工件，以端面定位，粗、精磨內(nèi)孔至圖紙尺寸要求。 工序50：工件裝夾在1：2000錐度的心軸上，以內(nèi)孔定位，粗、精磨外圓至圖紙尺寸要求。 工序60：工件裝在專用夾具上，以內(nèi)孔及端面定位，銑2個(gè)5mm槽（5 件一起加工）。 工序70：鉗工去毛刺。 工序80：終檢。 5.4確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯——零件綜合圖 5.4.1確定機(jī)械加工余量 鋼質(zhì)模鍛件的機(jī)械加工余量按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。確定時(shí)，根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)。由《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書三》附表1可查得除孔以外各內(nèi)、外表面的加工余量?？椎募庸び嗔坑杀?查得。 鍛件質(zhì)量：根據(jù)零件成品質(zhì)量0.317kg 估算為0.49kg 。 加工精度：零件除孔以外的各表面為一般加工精度。 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S 1，為簡(jiǎn)單級(jí)別F1。 表1 鍛件內(nèi)孔直徑的機(jī)械加工的單面余量 鍛件內(nèi)孔直徑的機(jī)械加工的單面余量/mm 孔 徑 孔 深 大于 到 大于0 63 100 140 200 到63 100 140 200 280 0　 25 2.0 — — — — 25 40 2.0 2.6 — — — 40 63 2.0 2.6 3.0 — — 63 100 2.5 3.0 3.0 4.0 — 100 160 2.6 3.0 4.0 4.0 4.6 160 250 3.0 3.0 4.0 4.0 4.6 表2 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S 級(jí)別 S數(shù)值范圍 級(jí)別 S數(shù)值范圍 簡(jiǎn)單 S1＞0.63～1 較復(fù)雜 S3＞0.16～0.32 一級(jí) S2＞0.32～0.63 復(fù)雜 S4≦0.16 注： 假定軸最大直徑為φ64mm，長(zhǎng)度為24，則 =πR2ld密度＝3.14×6.42/4×2.4×7.85＝605g＝0.605kg ＝0.49kg 故＝0.81 查表2得鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S 1，為簡(jiǎn)單級(jí)別F1 機(jī)械加工余量。根據(jù)零件形狀系數(shù)，查表1得外圓的直徑方向加工余量放4mm（半徑上放2mm），長(zhǎng)度方向上加工余量每端放2 mm。因內(nèi)孔的粗糙度Ra0.4μm，半徑方向上余量適當(dāng)增大0.5 mm，故內(nèi)孔的直徑方向加工余量為5 mm（半徑上放2.5mm）。 5.4.2確定毛坯尺寸 根據(jù)上面確定的機(jī)械加工余量，可得該零件的毛坯尺寸，見表3 表3軸套零件毛坯尺寸 軸套零件毛坯尺寸mm 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 Ф 2 64 Ф 2.5 27 20 2 24 5.4.3設(shè)計(jì)毛坯—零件綜合圖 ①確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、形狀復(fù)雜系數(shù)、分模形狀種類及精度等級(jí)從手冊(cè)中查得。本軸套零件鍛件質(zhì)量0.49kg ，形狀復(fù)雜系數(shù)S1，45鋼含碳量為0.42%~0.50%，最高含碳量為0.50%，按表4查得鍛件材質(zhì)系數(shù)為M1 ，采用平直分模線，鍛件為普通精度等級(jí)，則毛坯公差可從《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書三》附表2、附表3中查得，見表5。 表4 鍛件材質(zhì)系數(shù) 鍛件材質(zhì)系數(shù) 級(jí)別 鋼的最高含碳量 合金鋼的合金元素最高含碳量 M1 ﹤0.65% ﹤3.0% M2 ≧0.65% ≧3.0% 表5 軸套零件毛坯（鍛件）允許偏差 軸套零件毛坯（鍛件）允許偏差mm 鍛 件 尺 寸 偏 差 根 據(jù) φ64 0.8 附表2 -0.4 φ27 0.3 -0.8 24 0.8 -0.4 ②確定圓角半徑 鍛件圓角半徑按表6確定 表6 鍛件圓角半徑計(jì)算 鍛件圓角半徑計(jì)算/mm H/B r R ≦2 0.05H+0.5 2.5r+0.5 ﹥2～4 0.06H+0.5 3.0r+0.5 ﹥4 0.07H+0.5 3.5r+0.5 本工件的H/B均小于2，故鍛件內(nèi)外圓角半徑計(jì)算如下 r＝0.05H+0.5＝0.05×12+0.5＝1.1mm（取r＝1.5 mm） R＝2.5 r +0.5＝2.5×1.5+0.5＝4.25mm（取r＝4.5 mm） ③確定撥模角 本鍛件上下模模鏜深度相等，其中：＝＝<1 查《指導(dǎo)書三》附表4得，外起模角α＝5?，內(nèi)起模角β＝7?。 ④確定分模位置 毛坯是H

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