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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。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、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；有利于加工時的數據分析和計算，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
本產品是一個雙聯齒輪零件，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。
可以提高切削效率等。根據零件的外形尺寸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。調質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。
二、 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，故毛坯可采用模鍛成型。這對于提高生產效率、保證加工質量也是有利的。
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
82
φ105外圓
105
5
110
φ40
40
40
100長
100
5
105
15厚
15
3
18
三、 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。基面選擇得正確、合理，可以保證加工質量，提高生產效率。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，是生產無法進行。
3.1精基準的選擇
本零件是帶孔的雙聯齒輪，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。
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。
四、 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）
（2）φ40mm外圓面：為標注公差尺寸，根據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）
（3）mm內孔：公差等級為IT7，表面粗糙度，根據表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：齒輪模數分別為4、5，齒數分別為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。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，盡量使工序集中來提高生產效率。除此之外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。
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：調質
工序60：精鉸φ20mm
工序70：半精車外圓 及各端面
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：調質
工序70：半精車外圓 及各端面
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。
?4.3工藝方案的技術經濟分析
齒圈外圓面及φ40mm 外圓和兩端面都未標注公差尺寸，根據GB1800-97規(guī)定其公差等級為IT14，表面粗糙度為，粗車、半精車（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）。從經濟性分析不需要過精的加工即可，
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
工序
加工余量（直徑）
工序尺寸
IT
公差
粗車φ76mm端面
2mm
103mm
11
+0.22
0
粗車φ76m
2.9mm
φ77.1mm
13
+0.46
0
粗車φ40mm
4mm
φ41mm
13
+0.39
0
粗車φ76mm齒厚15mm
2mm
16mm
11
+0.11
0
粗車φ105mm端面
2mm
φ101mm
11
+0.22
0
粗車φ105mm
3.9mm
φ106.1mm
13
+0.54
0
粗車φ105mm齒厚15mm
2mm
16mm
11
+0.11
0
鉆孔φ20mm
18mm
φ18mm
13
0
-0.33
粗鉸φ20mm
1.94mm
φ19.94mm
10
0
-0.084
精鉸φ20mm
0.06mm
φ20mm
8
+0.027
0
半精車外圓φ76mm端面
0.5mm
100.5mm
9
+0.087
0
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15mm
0.5mm
15mm
9
+0.043
0
半精車外圓φ105mm端面
0.5mm
100mm
9
+0.087
0
半精車外圓φ105mm
1.1mm
φ105mm
10
0
-0.14
半精車φ105mm齒厚15mm
0.5mm
15mm
9
+0.043
0
粗插鍵槽
5.6*2.4
5.6*2.4
精插鍵槽
0.4*0.4
6*2.8
5.2計算工序尺寸及公差
粗車φ76端面：L=105-2=103IT為11公差為
粗車φ76mm ：φ=80-3.9=77.1 IT為13 公差為
粗車φ40mm外圓：φ=45-4=41IT 為13公差為
粗車φ76齒厚15：L=18-2=16IT為11公差為
粗車φ105齒厚：L=18-2=16IT為11公差為
粗車φ105端面：L=103-2=101IT為11公差為
粗車φ105：φ=110-3.9=106.1IT為13公差為
鉆孔φ20：φ=0+18=18IT為13公差為
粗鉸φ20：φ=18+1.94=19.94IT為10公差為
精鉸φ20：φ=19.94+0.06=20IT為8公差為
半精車外圓φ76端面：L=101-0.5=100.5IT為9公差為
半精車外圓φ76：φ=77.1-1.1=76IT為10公差為
半精車外圓φ40：φ=41-1=40IT為10公差 為
半精車φ76齒厚15：L=15.5-0.5=15IT為9公差為
半精車φ105齒厚：L=15.5-0.5=15IT為9公差為
半精車外圓φ105端面：L=100.5-0.5=100IT為9公差為
半精車外圓φ105：φ=106.1-1.1=105IT為10公差為
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，Kr=90°，ro=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，ap=3mm。
進給量f根據《切削手冊》查得當刀桿尺寸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《切削手冊》查得切削速度公式為：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv （1）
其中：Cv=242，Xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。
修正系數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《工藝手冊》查表可得：
Tm=(l+l1+l2+l3)/nwf （4）
代入數值可得：Tm=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《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)
代入數值可得，Vc=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《切削手冊》所示公式計算
Fc=CFapxffyfVcnfKfc （5）
CF=2795，xFc=1.0,yFc=0.75,nFc=-0.15,Fc=2795*1.5*0.50.75*122-0.15*0.94*0.89
Fc=1012.5(N)
切削時消耗功率為：
Pc=FcVc/6*104 （6）
代入數值得：Pc=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，代入數值為Ff=480(N)。
取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數為0.1，則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為：
F=Ff+u(Fc+Fp)
代入數值算得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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv
代入數值可得，Vc=118(m/min)
確定主軸轉速：
n=1000Vc/3.14dw
n=(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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.5mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《切削手冊》查得，f=0.2mm/r。
計算切削速度：
Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv
代入數值可得，Vc=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，l1=4，l2=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《數控機床與編程》Vc=30m/min。
機床轉速：Ns=1000*30/3.14*20=477(r/min)。
每分鐘進給量：fm=0.08*2*480=76.8(mm/min)。
機動時間：tm=9/76.8=0.21(min)。
2.3 夾具的設計
為了提高生產效率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。這樣，在產品固定且批量較大的生產中，可以較大的提高生產效率和加工精度。且批量生產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，它們都是根據斜面加緊原理來實現夾緊工作的。
但是本工序采用數控銑床加工，考慮到切削力的方向變化不斷，加工時極易產生振動等因素。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，xF=1.0，fz=0.08，yF=0.72，ae=9mm，uf=0.86，do=22mm，qF=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K=3，壓板尺寸為D=24，摩擦系數為f=0.16，M=500。
需要夾緊力為F=531.25（N）。
可以安全工作。
（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對稱面不重合，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）工件的質量低，引起的對稱度誤差。
（5）刀具的刃磨出現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 鍵槽的傳統加工工藝與傳統加工方式
3.1 加工鍵槽的傳統工藝與傳統工藝分析
3.1.1 傳統工藝
運用傳統工藝加工軸外鍵槽如圖6所示：現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 傳統工藝分析
運用傳統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。
基于以上兩點，此工藝對于加工軸外鍵槽的效果較差。
3.2 軸外鍵槽的傳統加工方式
圖6 傳統加工方式
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 傳統加工方式分析
用傳統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對稱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，引起質量穩(wěn)定性較低。
（2） 生產效率低
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，因此調試難度就會加大。
（3） 運動剛性差
普通銑床調節(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整；刀桿與主軸連接的間隙調整等），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，采用傳統工藝，會引起刀具的微量變形，從而影響加工精度。在數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。
在數控機床上加工，比普通機床效率高，質量穩(wěn)定性好，也可以適應在較大的直徑范圍內加工軸外鍵槽，適應性與靈活性更強。生產加工完這一種（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。所以數控機床是產品更新換代頻繁時代的首選柔性設備。
在大批大量的加工生產中采用專用夾具裝夾工件，縮短了輔助時間，提高了生產效率，使批量生產中的精度趨于一致。
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。指導老師具有嚴謹的治學態(tài)度，豐富的實踐經驗，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會，金屬切削手冊[M]，上海：上海科學技術出版社，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.數控機床加工技術.[M].南京:東南大學出版社,2000
［19］杜家熙.數控機床編程與機構.[M].北京:中國國際商務出版社,2003
［20］楊有君.數字控制技術與數控機床.[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999