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壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 汽車傳動軸的設(shè)計與加工 學(xué) 院 工業(yè)制造學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 指導(dǎo)教師 職稱 二 0 一五 年 四 月二十九日 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書 ,咨詢 Q 197216396 或 11970985 I 汽車傳動軸的設(shè)計與加工 專 業(yè)： 學(xué) 號： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 摘要：在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直 接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在 制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床 的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和 走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。 關(guān)鍵詞：工藝過程；毛坯；進給量；走刀長度 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書 ,咨詢 Q 197216396 或 11970985 II 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書 ,咨詢 Q 197216396 或 11970985 III 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書 ,咨詢 Q 197216396 或 11970985 IV ； 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書 ,咨詢 Q 197216396 或 11970985 II The commander paving machine structure design Specialty： Student Number： Student： Supervisor： Abstract：E nable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Key words：pneumatic manipulator ；cylinder ；pneumatic loop ；Fout degrees of freedom 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 III 目 錄 緒論 .1 1. 選題的意義 3 2. 夾具的發(fā)展方向 3 3. 本章小結(jié) 6 4. 汽車傳動軸的加工工藝規(guī)程設(shè)計 8 4.1 汽車傳動軸的作用 9 4.1.1 汽車傳動軸的技術(shù)要求 .10 4.2 汽車傳動軸的工藝分析 11 4.3 確定毛坯，繪制毛坯簡圖 11 4.3.1 選擇毛坯 .12 4.3.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 .12 4.4 擬定汽車傳動軸工藝路線 13 4.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .13 4.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 .15 4.4.3 粗基準(zhǔn)的選擇 .16 4.5 各面、孔加工方法的確定 .17 4.6 加工階段的劃分 .18 4.7 工序的集中于分散 .19 4.8 工序順序的安排 .20 4.8.1 機械加工工序 .21 4.8.2 熱處理工序 .22 4.8.3 輔助工序 .22 5. 機床設(shè)備及工藝裝備的選用 23 5.1 機床設(shè)備的選用23 5.2 工藝裝備的選用23 6. 切削用量與時間定額的計算 23 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 IV 7. 夾具設(shè)計 24 7.1 問題的提出 25 7.2 定位方案26 7.3 夾緊機構(gòu)27 7.4 夾具與機床的聯(lián)接元件28 7.5 定位誤差分析28 7.6 切削力及夾緊力的計算29 結(jié)論 30 參考文獻 31 致謝 32 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 1 緒論 1 選 題 的 意 義 當(dāng)人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時，很少談到工件夾具，但是在零件生產(chǎn)的 基本領(lǐng)域，正吹著改革之風(fēng)。一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率 大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較 復(fù)雜的，不規(guī)則的汽車傳動軸類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的 高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工 作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的 50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè) 計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具 的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣 起著舉足輕重的作用。 如今，制造商們需要供應(yīng)商提供一步到位服務(wù)，他們要求世界范圍內(nèi)的當(dāng)?shù)?供應(yīng)商能夠支持全球化生產(chǎn)。他們堅持與供應(yīng)商保持并行生產(chǎn)過程開發(fā)。他們努 力尋求各種以及所有可以降低其產(chǎn)品生產(chǎn)時間的對策。那些制作夾具的人，必須 采用與制作價值好幾百萬美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則，如今他們 正在迎接這種挑戰(zhàn)。 2 夾 具 的 發(fā) 展 方 向 夾具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)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、 經(jīng)濟方向發(fā)展。 一、高精度 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制 造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面的垂直度達 到 0.01mm/300mm，平行度高達 0.01mm/500mm。德國 demmeler（戴美樂）公司制 造的 4m 長、2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平 口鉗的平行度和垂直度在 5μm 以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達±5μm；瑞 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 2 士 EROWA 柔性夾具的重復(fù)定位精度高達 2～5μm。機床夾具的精度已提高到微米 級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，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(biāo)準(zhǔn)供選擇。 二、高效 為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。 為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾 緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾 具，加緊和松開工件只用 1～2 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和 多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典 3R 夾具 僅用 1 分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國 Jergens（杰金 斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球 鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作 用。 三、模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。 利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成 為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的 創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)， 可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用 戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的 夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾 具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站， 為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計 與服務(wù)的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。 四、通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。 采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重 組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收 回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國 demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊 接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元 件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用才有 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 3 推廣應(yīng)用的價值。 3 本 章 小 結(jié) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工 藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng) 的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的 型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零 件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的 迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個 新的階段。 自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā) 展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分 顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此， 無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 4 汽 車 傳 動 軸 的 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 4.1 汽 車 傳 動 軸 的 作 用 該零件為汽車傳動軸，是汽車傳動總成中的零件圖、毛坯圖分別如附圖 1、 附圖 2 所示。 （附圖 1 零件圖） XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 4 （附圖 2 毛坯圖） 4.1.1 汽 車 傳 動 軸 的 技 術(shù) 要 求 汽 車 傳 動 軸 的 技 術(shù) 要 求 見 表 1.1 表 1.1 汽車傳動軸技術(shù)要求 加工表面 偏差 mm 公差及精度 等級 粗糙度 Ra μm 形位公差/mm 外圓20?06.3?IT7 1.6 外圓35.2IT7 1.6 的外圓2?0.?IT7 1.6 外圓4IT10 6.3 外圓25?04.2??IT7 3.2 外圓03.1IT7 1.6 4.2 汽 車 傳 動 軸 工 藝 分 析 分析可知本零件材料為 45 鋼。該零件具有較高的強度，耐磨性，耐熱性， 減震性，適應(yīng)于承受較大的應(yīng)力，要求耐磨的零件。汽車傳動軸具有幾組外圓表 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 5 面，他們之間有一定的位置要求。 由零件圖可知， ， ， 外圓的中心線是主要的設(shè)計基準(zhǔn)和06.32??5.20.3?? 加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組： 1. 外圓為中心的加工表面06.32?? 這一組加工表面包括： ， ， 外圓的車削加工及端面和倒06.32??5.20.3?? 角。 2.扁位 28 處的銑削加工 由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。 由參考文獻中有關(guān)面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要 求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。另外考慮到零件的精度不高可 以在普通機床上加工。 4.3 確 定 毛 坯 、 繪 制 毛 坯 簡 圖 4.3.1 選 擇 毛 坯 根 據(jù) 零 件 差 資 料 知 ： 零 件 材 料 確 定 毛 坯 為 鍛 打 毛 坯 ， 通 過 計 算 和 查 詢 資料可知，毛坯重量約為 4.72kg。生產(chǎn)類型為中小批量，可采用金屬型鍛造毛 坯。 4.3.2 確 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 機 械 加 工 余 量 零件基本尺寸在 70—300 之間，由表 2-1 可知，差得該鍛件的尺寸公差等級 CT 為 8～10 級。由表 2-5 可知，加工余量等級 MA 為 G 級，故 CT=10 級，MA 為 G 級。 表 2.1 用查表法確定各加工表面的總余量 加 工 表 面 基 本 尺 寸 加 工 余 量 等 級 加 工 余 量 數(shù) 值 說 明 外圓 06.32??Φ 20 H 2.5 雙 側(cè) 加 工 （ 取 下 行 值 ） XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 6 外圓 05.23??Φ 30 H 2.5 雙 側(cè) 加 工 （ 取 下 行 值 ） 外圓 .Φ 32 H 2.5 雙 側(cè) 加 工 （ 取 下 行 值 ） 外圓44?G 3.0 雙 側(cè) 加 工 （ 取 下 行 值 ） 外圓25?5G 2.5 雙 側(cè) 加 工 （ 取 下 行 值 ） 外圓 03.1?20H 2.0 雙 側(cè) 加 工 （ 取 下 行 值 4.4 擬 定 汽 車 傳 動 軸 工 藝 路 線 4.4.1 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 基面選擇是工藝規(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)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚 者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 4.4.2 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基 準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不 重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為 使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇 外圓和 的外圓作為精基準(zhǔn)。06.32??05.2?? 4.4.3 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn) 的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng) 零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對位置精度較高 大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，汽車傳動軸以外圓作為粗基準(zhǔn)。 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 7 4.5 各 面 、 孔 加 工 方 法 的 確 定 根據(jù)汽車傳動軸零件圖上各加工表面的尺寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 確 定 加 工 件 各 表 面 的 加 工 方 法 ， 如 表 4.5： 表 4.5 汽車傳動軸各表面加工方案 主要加工表面 尺寸精度等級 粗糙度 加工方案 備注 外圓 06.32??IT7 1.6 粗車、精車 外圓 5. IT7 1.6 粗車、精車 外圓 0.23??IT7 1.6 粗車、精車 外圓4IT9 6.3 粗車 外圓5IT10 6.3 粗車、精車 外圓 03.12??IT7 1.6 粗車、精車 4.6 加 工 階 段 的 劃 分 該汽車傳動軸的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成面加工和孔加工兩 個階段。 加工過程中，首先加工面，然后銑扁位，銑花鍵槽，最后加工各細節(jié)部分 （鉆、絞孔等） 4.7 工 序 的 集 中 與 分 散 該零件選用工序集中原則安排汽車傳動軸的加工工序。該汽車傳動軸的生產(chǎn) 類型是中、小批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率； 而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在 一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 8 4.8 工 序 順 序 的 安 排 4.8.1 機 械 加 工 工 序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則 、 “先粗后精”原則、 “先主后次”原則、 “先 面后孔”原則。制定機械加工工序如下： 工序 10：鍛打毛坯料 490X∮45 工序 20：調(diào)質(zhì)處理 HB240-285 工序 30：粗車左端外圓 ， ， 及端面及倒角06.32??05.2?05.23?? 工序 40：調(diào)頭裝夾，粗車右端外圓 外圓端面及倒角 .01,4 工序 50：調(diào)頭裝夾，精車左端外圓 ， ， 至尺寸6.032??5.02?05.23?? 工序 60：調(diào)頭裝夾，精車右端外圓 外圓端面 .1,4 工序 70：銑外花鍵 工序 80：銑深度 4mm 扁位 工序 90：鉆、絞左端外圓面 直孔 03.15?? 工序 100：鉆、絞左端外圓面 直孔 .0 工序 110：去毛刺倒棱角 工序 120：檢驗 工序 130：入庫 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 9 4.8.2 熱 處 理 工 序 加 工 之 前 進 行 熱 處 理 。 4.8.3 輔 助 工 序 在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清洗 和終檢工序。 綜上所述，該汽車傳動軸工序的安排順序為：熱處理（時效處理）——主要 表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工— —主要表面精加工。 4.9 確 定 加 工 路 線 在綜合考慮上述工序安排的原則基礎(chǔ)上，由表 4.9 列出汽車傳動軸的工藝路 線 產(chǎn)品 型號 零件 圖號XX 學(xué)院 機械加工工藝過 程卡片 產(chǎn)品名稱 零件名稱 汽車傳動軸 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 45# 毛 坯 種 類 鍛打料 毛坯外 形尺寸 490X∮45 每毛坯件 數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 時 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 準(zhǔn) 終 單 件 1 0 鍛 打 鍛打毛坯料 490X∮45 鍛 造 壓力機 2 0 熱 處 理 調(diào)質(zhì)處理 HB240-285 熱處 理 熱處理 爐 布氏硬度計 3 0 車 粗車左端外圓 ， ， 06.32??5.2 及端面及倒角 05.2?? 金工 CA6140 游標(biāo)卡尺、外圓車刀 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 10 4 0 車 調(diào)頭裝夾，粗車右端外圓 外圓端面及倒角 03.12,5??金 工 CA6140 游標(biāo)卡尺、外圓車刀 5 0 車 調(diào)頭裝夾，精車左端外圓 ， 06.32?? ， 至尺寸 05.23??. 金 工 CA6140 游標(biāo)卡尺、外圓車刀 6 0 車 調(diào)頭裝夾，精車右端外圓 外圓端面 03.12,54??金 工 CA6140 游標(biāo)卡尺、外圓車刀 7 0 銑 銑外花鍵 金 工 X5032 游標(biāo)卡尺、銑刀 8 0 銑 銑深度 4mm 扁位 金 工 X5032 銑扁位夾具、游標(biāo)卡 尺 9 0 鉆 鉆、絞左端外圓面 直孔 03.15??金 工 Z502 Φ4.2 鉆頭、Φ5 機用 鉸刀 1 0 0 鉆 鉆、絞左端外圓面 直孔 .金 工 Z502 Φ4.2 鉆頭、Φ5 機用 鉸刀 1 1 0 鉗 去毛刺倒棱角 裝配 鉗工臺、平板銼 1 2 0 檢 檢驗 質(zhì)檢 塞規(guī)、卡尺、百分表、 內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡 尺等 1 3 0 倉 庫 入庫 倉 庫 設(shè) 計 （日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 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 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 11 5 機 床 設(shè) 備 及 工 藝 裝 備 的 選 用 5.1 機 床 設(shè) 備 的 選 用 在 大 批 生 產(chǎn) 條 件 下 ， 可 以 選 用 高 效 的 專 用 設(shè) 備 和 組 合 機 床 ， 也 可 選 用 通用設(shè)備。所選用的通用設(shè)備應(yīng)提出機床型號，所選用的組合機床應(yīng)提出機床特 征，如“四面組合機床” 。主要以由表 3.2 給出。 5.2 工 藝 裝 備 的 選 用 工藝裝配主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應(yīng)簡要寫出它們的名稱， 如“鉆頭” 、 “百分表” 、 “車床夾具”等。 刀具、量具以在 3.2 給出。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所選用的夾具 均為專用夾具。 6 切 削 用 量 、 時 間 定 額 的 計 算 6.1 粗車左端外圓 ， ， 及端面及倒角0.32??05.2?05.23?? 本工序為粗車左端外圓 ， ， 及端面及倒角605.23?? 的工序，我們選擇機床：普通車床 CA6140，功率 P=13kw； 刀具：選用高速鋼外圓車刀， 查 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1— 39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=16 20z?25wd 1)車削進寬度的選擇 根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—27 可知 1—2 這里取 1.5ea? 2)選擇進給量 經(jīng)過查表可知： 0.23 f 0.5pa? XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 12 3)選擇車削的速度 經(jīng)查表可知 0.6/3/minvs? 所以： 10619/in.4vnrd??? 4)計算切削時間 查《機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表 1.4—15 可知： ??122 .0.51926037580zmfppLTanlDlL?????? 所以， 190.65minzmTf? 5)計算車削力 根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》有 ： 0.83.650.839.1zzefpFCadaz?? 式中： 01.526zefad?.5pza 所以， 0.83.650.8391zzefpFCadz?? 0.83.252N??? 6)校核機床功率 查《切削用量簡明手冊》表 3.28 有 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 13 .93.6.81310FvPkw???? 所以，機床的功率足夠； 6.2 調(diào)頭裝夾，粗車右端外圓 外圓端面及倒角 03.12,54?? 1） 確定背吃刀量 。由于粗加工單邊余量為 1.3mm 可在一次走刀內(nèi)完成，pa 故 m75.0? 2）確定進給量 。根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為f ， 以及工件直徑為 時mHB2516??ap3?m40~2 rmf/5.0~2? 按 CK6140 車床說明書選擇 rf/3.0? 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù) CK6140 車床說明書，其進給機構(gòu)允許的進給力 。NF350max? 當(dāng)鋼的強度 ， ， ， ，MPab810~6??mp4?rf/75.0?4k （預(yù)計）時，進給力為 。min/5vc NFf182? 切削時 的修正系數(shù)為 ， ， 故實際進給力為fF.voFfk.sfk?1.krFf f 0182?? 由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力，故選 的進給量可用。rmf/5.0? 3）確定切削速度 cv 當(dāng)用 硬質(zhì)合金車刀加工 鋼料， ，1YTMPab70~63??mp3? XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 14 ，切削速度rmf/54.0?min/109vt? 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為 1.4mm，因為 車刀的材料為硬質(zhì)合金，所以車刀的壽命 T=60min。 5）確定車削速度 和每分鐘進給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.27 與 1.28 中公式計算： =8.88m/min；10ndvc?? 根據(jù)一下公式，可得： 10375??? = 機 動Tmin;23.019*5./20*??nfL 6.3 調(diào)頭裝夾，精車左端外圓 ， ， 至尺寸6.??05.23?05.23?? 1） 確定背吃刀量 。由于粗加工單邊余量為 1.3mm 可在一次走刀內(nèi)完成，pa 故 m75.0? 2）確定進給量 。根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為f ， 以及工件直徑為 時mHB2516??ap3?m40~2 rmf/5.0~2? 按 CA6140 車床說明書選擇 rf/3.0? 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù) CK6140 車床說明書，其進給機構(gòu)允許的進給力 。NF350max? XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 15 當(dāng)鋼的強度 ， ， ， ，MPab810~6??mp4?rf/75.0??45k （預(yù)計）時，進給力為 。min/5vc NFf182? 切削時 的修正系數(shù)為 ， ， 故實際進給力為fF.voFfk.sfk?1.krFf f 0182?? 由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力，故選 的進給量可用。rmf/5.0? 3）確定切削速度 cv 當(dāng)用 硬質(zhì)合金車刀加工 鋼料， ，1YTMPab70~63??mp3? ，切削速度rmf/54.0?min/109vt 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為 1.4mm，因為 車刀的材料為硬質(zhì)合金，所以車刀的壽命 T=60min。 5）確定車削速度 和每分鐘進給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.27 與 1.28 中公式計算： =8.88m/min；10ndvc?? 根據(jù)一下公式，可得： 10375??? = 機 動Tmin;23.019*5./20*??nfL 6.4 調(diào)頭裝夾，精車右端外圓 外圓端面 03.1,54?? 車床：選用 CA6140 型車床。 刀具：硬質(zhì)合車刀 量具：游標(biāo)卡尺 （1） ，走刀次數(shù) 。map?? （2）進給量 。rf/3.0 （3）車刀后刀面最大磨損限度取為 ，硬質(zhì)合金端車刀壽命m5.1 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 16 。min50?T （4）確定切削速度 min)/(fakCVyxpm? 根據(jù)表 1.27，其中 ， ， ， ，18.?vk24vC15.0?vx3.vy ，所以：3.0? min)/(67.49.87653.045.26CV?? 確定主軸轉(zhuǎn)速： md8? in/681.291470).3(6714901 rvn ????? 取標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 in/r 則實際切削速度 2dV? 6.5 銑外花鍵 本工序為銑外花鍵的工序,我們選擇機床：銑床 X5032，功率 P=11kw； 刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=20 20z?25wd 1)銑削進寬度的選擇 根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—27 可知 1—2 這里取 1.5ea? 2)銑削每齒進給量的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—28 3—29 可知 0.25 fa?0.5pa? 3)銑削速度的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—30 可知0.6/3/minvs? XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 17 所以： 1036190/min.4vnrd???? 4)計算切削時間 查《機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表 1.4—15 可知：機床功率 足夠。 6.6 銑深度 4mm 扁位 本工序為銑深度 4mm 扁位的工序,我們選擇機床：銑床 X5032，功率 P=11kw； 刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=20 20z?25wd 1)銑削進寬度的選擇 根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—27 可知 1—2 這里取 1.5ea? 2)銑削每齒進給量的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—28 3—29 可知 0.25 fa?0.5pa? 3)銑削速度的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—30 可知0.6/3/minvs? 所以： 10619/in.4vnrd??? 4)計算切削時間 查《機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表 1.4—15 可知： XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 18 ??122 .0.51926037580zmfppLTanlDlL?????? 所以， 190.65minzmTf? 5)計算銑削力 根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》有 ： 0.83.650.839.1zzefpFCadaz?? 式中： 01.526zefad?.5pza 所以， 0.83.650.8391zzefpFCadz?? 0.83.252N??? 6)校核機床功率 查《切削用量簡明手冊》表 3.28 有 .93.6.81310FvPkw???? 所以，機床的功率足夠； 6.7 鉆、絞左端外圓面 直孔 0.15?? 由于工件的材料位 45#鋼我們選擇機床: 選用搖臂鉆床 Z502 P=1.5kw XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 19 鉆頭的選擇: 選用 4.2 麻花鉆、 材料為高速鋼 ?機 用 鉸 刀5? 10???30??? 1）鉆削進給量的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—42 有 0.9/fmr? 2）鉆削速度的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—42 有 0.35/21/invs? 所以 304/mi.nrd??? 3） 、計算切削深度 pa 21p? 4） 、鉆削扭矩的計算 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有 0MCmdxfy?310myxCdfk??? 式中： 25.63190.8mXy 所以， 103myxCdfk??? .9.825.6534N? 5）計算軸向力 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有 軸向力 fFXYCdK? XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 20 式中 58.610.FCXY? 所以 0.858623591N?? 因零件材料為 HB=150，查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有 0.60.6419mFHBK????????????? 所以，實際的切削扭矩和軸向力分別為： 34.5032.591MNm?? 6）計算切削功率 因為 304/in5./rrs 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有35.1212.460nmPM??????? kw? 所以，機床功率足夠。 6.8 鉆、絞右端外圓面 直孔 03.15?? 由于工件的材料位 45#鋼我們選擇機床: 選用搖臂鉆床 Z502 P=1.5kw 鉆頭的選擇: 選用 4.2 麻花鉆、 材料為高速鋼 ?機 用 鉸 刀5? 10???30??? 1）鉆削進給量的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—42 有 0.9/fmr? 2）鉆削速度的選擇 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—42 有 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 21 0.35/21/minvs? 所以 304/i.nrd??? 3） 、計算切削深度 pa 21pm? 4） 、鉆削扭矩的計算 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有 0MCdxfy?310myxCdfk??? 式中： 25.63190.8mXy 所以， 103myxCdfk??? .9.825.6534N? 5）計算軸向力 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有 軸向力 fFXYCdK? 式中 58610.F 所以 0.858623591N??? 因零件材料為 HB=150，查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有 0.60.6419mFHBK???????????? 所以，實際的切削扭矩和軸向力分別為： 34.5032.591MNm?? XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 22 6）計算切削功率 因為 304/min5.1/rrs? 查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—36 有35.122.460nmPM????? 1kw?? 所以，機床功率足夠。 7 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 。 根 據(jù) 老 師 給 定 的 題 目 ， 設(shè) 計 工 序 80—銑 深 度 4mm 的 銑 扁 位 的 夾 具 。 本 專 用 夾 具 將 用 于 X5032 立 式 銑 床 的 加 工 。 刀 具 為 面 銑 刀 等 ， 制 造 夾 具 體 毛 坯 的 材 料 為 Q235A。 通 過 機 加 工 得 到 。 7.1 問題的提出 本 夾 具 主 要 用 來 工 序 80—銑 深 度 4mm 的 銑 扁 位 的 夾 具 。 由 于 工 序 較 多 ， 工 藝 要 求 相 對 較 高 ， 加 工 相 對 復(fù) 雜 。 本 夾 具 的 設(shè) 計 工 程 中 應(yīng) 主 要 考 慮 如 何 定 位 ， 使 用 六 點 定 位 原 理 限 制 六 個 自 由 度 。 同 時 由 于 加 工 過 程 中 受 力 較 大 ， 受 力 方 向 較 多 ， 還 應(yīng) 考 慮 如 何 才 能 實 現(xiàn) 很 好 的 夾 緊 ， 以 便 進 行 相 應(yīng) 的 機 械 加 工 。 其 次 還 應(yīng) 考 慮 如 何 提 高 勞 動 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 勞 動 強 度 。 本 專 用 夾 具 將 用 于 X5032 立 式 銑 床 的 加 工 。 7.2 定位方案 工 件 以 外 圓 及 外圓為 定 位 基 準(zhǔn) ， 采 用 V 型 塊 與 平 面 組6.03??04.25??? 合 定 位 方 案 。 其 中 平 面 限 制 工 件 三 個 自 由 度 ， V 型 塊 限 制 兩 個 自 由 度 。 定 位 后 只 有 Z 軸 的 轉(zhuǎn) 動 無 法 限 制 ， 但 是 由 于 本 工 件 夾 緊 部 分 為 圓 柱 形 ， 因 此 無 需 對 該 自 由 度 進 行 限 制 。 綜 上 ， 該 定 位 方 案 可 行 。 7.3 夾緊機構(gòu) 采 用 螺 旋 推 動 V 型 塊 夾 緊 機 構(gòu) ， 通 過 擰 緊 右 端 C 型 固 定 手 柄 壓 緊 螺 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 23 釘 ， 推 動 活 動 V 型 塊 壓 緊 工 件 實 現(xiàn) 夾 緊 。 同 時 輔 助 以 快 速 壓 板 ， 進 行 輔 助 夾 緊 。 7.4 夾具與機床聯(lián)接元件 采 用 兩 個 標(biāo) 準(zhǔn) 定 為 鍵 ， 固 定 在 夾 具 體 底 面 同 一 條 直 線 位 置 的 鍵 槽 中 ， 用 于 確 定 機 床 夾 具 相 對 于 機 床 進 給 方 向 的 正 確 位 置 。 要 保 證 定 位 鍵 的 寬 度 與 機 床 工 作 臺 T 型 槽 相 匹 配 的 要 求 。 定 位 鍵 可 以 承 受 一 定 的 銑 削 扭 矩 ， 減 輕 夾 緊 螺 栓 、 夾 具 體 與 機 床 的 負 荷 ， 加 強 夾 具 加 工 過 程 的 穩(wěn) 定 性 。 7.5 定位誤差分析 定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 確 定 。 夾 具 的 主 要 定 位 元 件 為 三 個 支 承 釘 和 一 個 V 形 塊 ， 定 為 基 準(zhǔn) 與 工 序 基 準(zhǔn) 相 重 合 ， 所 以 基 準(zhǔn) 不 重 合 誤 差 △ b=0， 由 于 存 在 間 隙 ， 定 位 基 準(zhǔn) 會 發(fā) 生 相 對 位 置 的 變 化 即 存 在 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 。 由 表 2-3 鍛 件 尺 寸 公 差 ， 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 為 。 所 以 定 位 誤mj 4.12/8.?? 差 。mbjd4.1??? 7.6 切削力及夾緊力的計算 各 工 序 中 ， 鉆 孔 過 程 受 力 最 大 ， 所 以 只 計 算 該 工 序 切 削 力 即 可 。 鉆 孔 切 削 力 ： 查 《 機 床 夾 具 設(shè) 計 手 冊 》 P70 表 3-6， 得 鉆 削 力 計 算 公 式 ： HBSDP6.09.670?? 式 中 P─ ─ ─ 鉆 削 力 t─ ─ ─ 鉆 削 深 度 , 45mm S─ ─ ─ 每 轉(zhuǎn) 進 給 量 , 0.5mm D─ ─ ─ 麻 花 鉆 直 徑 , Φ 30mm HB─ ─ ─ 布 氏 硬 度 ， 140HBS 所 以 P6.09.6.7?? =968（ N） 鉆 孔 的 扭 矩 ： DM6.094.0201.?? 式 中 S─ ─ ─ 每 轉(zhuǎn) 進 給 量 , 0.5mm D─ ─ ─ 麻 花 鉆 直 徑 , Φ 30mm XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 24 HB─ ─ ─ 布 氏 硬 度 ， 140HBSDM6.9.2014.??? = ×0.014× ×3 254.0.0 =1840(N·M) 根 據(jù) 手 冊 查 得 該 夾 緊 力 滿 足 要 求 ， 故 此 夾 具 可 以 安 全 工 作 。 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 25 結(jié) 論 很快結(jié)束了繁忙的畢業(yè)設(shè)計階段。期間，在老師的的辛勤指導(dǎo)下，取得了 一定的成績，畢業(yè)設(shè)計是《機械制造基礎(chǔ)》課程的一個重要環(huán)節(jié)。本次設(shè)計通過 理論與實踐的結(jié)合，加深了我們對理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn) 識。 這次畢業(yè)設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階 段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運用了基準(zhǔn)選擇、機床選用等方面的知識；夾具 設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 回顧起此次汽車傳動軸的畢業(yè)設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從理論到實 踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的 東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有 XX 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 26 學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只 有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中 得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能 力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免 會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前 所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固等。 我覺得這次設(shè)計最重要的是讓我懂得了團隊精神的重要性。在本次設(shè)計過程 中，如果我們沒有一個很好的團隊互助，許多問題仍然將是問題，但是，很“遺 憾”我們進行了很好的合作。很多自己想了很久沒有結(jié)果的問題，在大家的幫助 下很快就可以解決掉。我深刻的感覺到團隊合作的重要性。 另外，還要特別感謝我們的指導(dǎo)老師和授課老師。在這次設(shè)計過程中如果沒 有他們的細心的幫助、辛勤的指導(dǎo)、孜孜不倦的教誨，可以說我們不可能這么順 利的完成本次設(shè)計！ 參考文獻 [1]孟 少 農(nóng) 主 編 .機 械 加 工 工 藝 手 冊 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1991 [2]李 益 民 主 編 .機 械 制 造 工 藝 設(shè) 計 簡 明 手 冊 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1993 [3]崇 凱 主 編 .機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) .化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 1993 [4]王 紹 俊 主 編 .機 械 制 造 工 藝 設(shè) 計 手 冊 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1987 [5]黃 如 林 主 編 .切 削 加 工 簡 明 實 用 手 冊 .化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004 [6]薛 源 順 主 編 .機 床 夾 具 設(shè) 計 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1995 [7]崇 凱 主 編 .機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 指 南 . 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006.12 [8]陳 于 萍 ， 高 曉 康 主 編 .互 換 性 與 測 量 技 術(shù) .北 京 高 等 教 育 出 版 社 ， 2005. 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