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摘 要
主動(dòng)傘齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程及車車軸頸及背錐工序的專用夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
Abstract
The design of special fixture CA1092 automobile spiral bevel driving machining process planning and vehicle axle neck and back cone process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, process, cutting dosage, clamping, positioning
目 錄
1螺旋傘齒輪加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1
1.1零件的作用 1
1.2毛坯的選擇與尺寸的確定和精度確定 3
1.3螺旋傘齒輪加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
1.3.1孔和平面的加工順序 4
1.3.2加工方案選擇 4
1.4螺旋傘齒輪加工定位基準(zhǔn)的選擇 5
1.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 5
1.4.2精基準(zhǔn)的選擇 5
1.5加工主要工序安排 6
1.6工藝路線的確定 6
1.7制訂機(jī)械加工工藝路線 7
1.8確定各工序切削用量和加工余量 8
2車床夾具設(shè)計(jì) 13
2.1車床夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 13
2.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 13
2.3定位機(jī)構(gòu) 15
2.4夾緊機(jī)構(gòu) 15
2.5零件的車床夾具的加工誤差分析 16
2.6確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 18
2.7零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 19
結(jié) 論 20
參考文獻(xiàn) 21
致 謝 23
1螺旋傘齒輪加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1零件的作用
題目給出的零件是螺旋傘齒輪齒輪。齒主要作用是傳動(dòng)連接作用，保證各軸各擋軸能正常運(yùn)行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此螺旋傘齒輪零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。
螺旋傘齒輪齒輪的工作條件及性能要求；
螺旋傘齒輪齒輪在工作過(guò)程中起著傳遞動(dòng)力和改變速度的作用，嚙合齒面間既有滾動(dòng)、又有滑動(dòng)，輪齒根部還受到脈動(dòng)或交變彎曲的作用。在由此而引起的各種應(yīng)力的作用下，齒輪將發(fā)生輪齒折斷、齒面膠合、齒面疲勞及齒面磨損等失效情況。引起齒輪失效的主要應(yīng)力有：摩擦力、接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。根據(jù)齒輪失效的形式和原因，在選擇齒輪材料及熱處理方法是應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：
齒輪表面有足夠的硬度。齒面存在實(shí)際上的凹凸不平，因而局部會(huì)產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)，引起金屬塑性變形或嵌入相對(duì)表面，導(dǎo)致金屬直接接觸和粘著，當(dāng)嚙合齒面相對(duì)滑動(dòng)是，產(chǎn)生了摩擦力。齒面磨損就是由于相互摩擦的結(jié)果。減少這類磨損的關(guān)鍵是提高輪齒表面的塑變抗力，即提高齒面硬度。提高齒面硬度還可以改善齒面接觸狀態(tài)，從而提高齒面的抗疲勞能力。
輪齒芯部要有足夠的強(qiáng)度和韌性，以保證在變載或沖擊載荷作用下，輪齒有足夠的抗沖擊能力。
大小齒輪應(yīng)有一定的硬度差，以提高其抗膠合能力。
考慮材料加工性和經(jīng)濟(jì)性。螺旋傘齒輪齒輪的性能要求，螺旋錐齒輪是汽車的主要傳動(dòng)零件，主動(dòng)螺旋錐齒輪是將汽車變速器傳過(guò)來(lái)的動(dòng)力傳遞給從動(dòng)錐齒輪，從動(dòng)錐齒輪再將動(dòng)力傳遞給差速器。因此，零件結(jié)構(gòu)上主動(dòng)螺旋錐齒輪是螺旋傘齒輪，一端是花鍵，與變速器動(dòng)力輸出軸相連，另一端是螺旋錐齒輪；從動(dòng)錐齒輪是盤狀齒輪，直徑大于主動(dòng)螺旋錐齒輪，起到減速作用，同時(shí)沿圓周均布一些螺栓孔，使從動(dòng)錐齒
輪通過(guò)螺栓固定在差速器殼上，將減速后的動(dòng)力傳遞給差速器。從動(dòng)錐齒輪既有高的傳動(dòng)速度，同時(shí)又傳遞較大的扭矩，而且在裝載和剎車時(shí)承受沖擊載荷。這類齒輪的主要失效方式有磨損、點(diǎn)蝕和斷裂。故從動(dòng)螺旋錐齒輪應(yīng)滿足如下性能要求：①良好的力學(xué)性能；②良好的滲碳淬火性能；③良好的抗沖擊性能；④良好的心部硬度；⑤良好的熱變形性能。
材料的選擇及技術(shù)要求??
目前螺旋傘齒輪齒輪用材大致有20CrMnTi、22CrMoH等。它們的工藝性能優(yōu)良，廣泛用于承受高速、中等或重載及受沖擊載荷和摩擦的重要零件，且材料成本相對(duì)低廉，
螺旋傘齒輪的設(shè)計(jì)精度一般是依據(jù)齒輪線速度確定工作平穩(wěn)性精度等級(jí)的，然后在按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選定運(yùn)動(dòng)精度等級(jí)、接觸精度等級(jí)及齒側(cè)間隙精度等級(jí)。中型載重汽車螺旋傘齒輪的精度等級(jí)一般為8-7-7。CA1092載重汽車驅(qū)動(dòng)橋中，主、從動(dòng)螺旋傘齒輪輪的精度為8-7-7D。圖1為主動(dòng)螺旋傘螺旋傘齒輪的零件圖 。
圖1 主動(dòng)螺旋傘螺旋傘齒輪零件圖
技術(shù)要求分析：螺旋傘齒輪經(jīng)過(guò)滲碳淬火后會(huì)產(chǎn)生變形，其中輪齒變形可通過(guò)磨齒或研齒方法進(jìn)行修正，同時(shí)會(huì)顯著降低螺旋傘齒輪的傳動(dòng)噪音，這種方法已在轎車生產(chǎn)中被采用。中型載重汽車通常以提高齒形精度來(lái)彌補(bǔ)熱處理造成的精度損失。表1所示為主動(dòng)螺旋傘螺旋傘齒輪的漸開(kāi)線花參數(shù)和齒輪參數(shù)。
表1 主動(dòng)螺旋傘螺旋傘齒輪的漸開(kāi)線花鍵參數(shù)和齒輪參數(shù)
漸開(kāi)線花鍵參數(shù)
齒輪參數(shù)
花鍵齒形
漸開(kāi)線
齒輪
13
模數(shù)（mm）
3
分齒圓上端面模數(shù)（mm）
9
齒數(shù)
14
法面計(jì)算嚙合角
20o
原始齒形壓力角
20o
齒頂高（mm）
10.26
原始齒形移位距（mm）
+1.5
齒全高（mm）
16.992
分齒圓直徑（mm）
42
輪齒中點(diǎn)螺旋角
35o
分齒圓上弧齒厚：
理論值（mm）
用通過(guò)量規(guī)檢驗(yàn)（mm）
用量棒檢驗(yàn)（mm）
5.80
5.82
5.76
旋轉(zhuǎn)方向
左
刀盤直徑（mm）
?228.6（9"）
分齒圓上端面理論弧齒厚（mm）
16.652
配對(duì)齒輪研磨后在檢驗(yàn)臺(tái)上的齒隙（mm）
0.20~0.35
漸開(kāi)線的轉(zhuǎn)變直徑（mm）
?41
齒的工作表面粗糙度（um）
Ra1.6
齒側(cè)表面粗糙度（um）
Ra3.2
按需要量研磨牙齒，配對(duì)后在齒輪上打上標(biāo)記
1.2毛坯的選擇與尺寸的確定和精度確定
毛坯類型確定：汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪一般都選用20CrMnTi合金鋼，采用滲碳淬火處理。CA1092汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪材料及熱處理如表2。大批生產(chǎn)中齒輪毛胚采用模鍛工藝制造。經(jīng)正火處理，硬度為157~207HV。
表2 汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪材料及熱處理
零件名稱
材料
滲碳深度（mm）
表面硬度HRC
心部硬度HRC
螺旋傘齒
20CrMnTi
1.2~1.6
58~63
33~48
螺旋圓柱齒輪
20CrMnTi
1.0~1.6
58~63
33~48
差速器齒輪
20CrMnTi
1.0~1.4
58~63
33~48
毛坯結(jié)構(gòu)、尺寸和精度確定：
簡(jiǎn)化零件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，由于零件為大批生產(chǎn)，故毛坯精度取普通級(jí)，CT9級(jí)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，繪出毛坯圖。
1.3螺旋傘齒輪加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該螺旋傘齒輪零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于螺旋傘齒輪來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過(guò)程中的主要考慮因素。
1.3.1孔和平面的加工順序
螺旋傘齒輪類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工螺旋傘齒輪上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。螺旋傘齒輪的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
螺旋傘齒輪零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
1.3.2加工方案選擇
螺旋傘齒輪孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。
根據(jù)螺旋傘齒輪零件圖所示的螺旋傘齒輪的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用坐標(biāo)法鏜孔
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。
用坐標(biāo)法鏜孔，需要將螺旋傘齒輪孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。
在大批量生產(chǎn)中，螺旋傘齒輪孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。
采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。
1.4螺旋傘齒輪加工定位基準(zhǔn)的選擇
1.4.1粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入螺旋傘齒輪的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以螺旋傘齒輪的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。
1.4.2精基準(zhǔn)的選擇
從保證螺旋傘齒輪孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證螺旋傘齒輪在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從螺旋傘齒輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是螺旋傘齒輪的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c螺旋傘齒輪的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
1.5加工主要工序安排
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。螺旋傘齒輪加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到螺旋傘齒輪加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，結(jié)合面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于螺旋傘齒輪，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將加工工藝路線確定如下：
1.6工藝路線的確定
工藝分析：螺旋傘齒輪的加工主要分成以下幾個(gè)階段：
1) 齒坯加工：齒坯成形，保證銑齒基準(zhǔn)的加工精度。
2) 中間檢查：重點(diǎn)檢查銑齒定位夾緊尺寸精度。
3) 齒形加工：保證接觸區(qū)的形狀、位置、大小、齒面間隙及齒側(cè)間隙變動(dòng)量。
4) 中間檢查：重點(diǎn)檢查接觸區(qū)、齒側(cè)間隙和輪齒表面的粗糙度。
5) 熱處理：滲碳淬火，校正。
6) 熱處理后加工：精加工裝配（使用）基準(zhǔn)。
7) 最后檢查：全面檢查裝配基準(zhǔn)尺寸精度。
1.7制訂機(jī)械加工工藝路線
制訂機(jī)械加工工藝路線的出發(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)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。
⑴ 工藝路線方案一
工序1 鍛造造；
工序3 熱處理；
工序5 銑兩端面及鉆中心孔；
工序7 車軸頸及背錐；
工序9 車槽錐端面；
工序11 銑漸開(kāi)線花鍵；
工序13 磨軸頸及端面；
工序15 加工小孔；
工序17 加工螺紋；
工序19 中間檢查軸頸；
工序21 粗銑螺紋；
工序23 精磨齒輪。
工序25 中間檢查；
工序27 熱處理校正；
工序29 磨軸頸及端面；
工序31 最后檢查；
工序33 入庫(kù)
⑵ 工藝路線方案二
工序1 鑄造；
工序3 熱處理；
工序5 銑兩端面及鉆中心孔；
工序7 車軸頸及背錐；
工序9 車槽錐端面；
工序11 銑漸開(kāi)線花鍵及鉆小孔；
工序13 磨軸頸及端面；
工序15 加工螺紋；
工序17 中間檢查；
工序19 粗銑輪齒；
工序21 精銑輪齒凸面；
工序23 精銑輪齒凹面；
工序25 中間檢查；
工序27 熱處理校正；
工序29 磨軸頸及端面；
工序31 最后檢查；
工序33 入庫(kù)。
1.8確定各工序切削用量和加工余量
1.車軸頸及背錐
由于零件整體加工為外圓端面，故所有軸頸可以一次車削加工，所有軸頸加工余量相同。現(xiàn)已軸頸為例，說(shuō)明所有軸頸的加工余量。（參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9），
確定工序尺寸及余量：
粗車：?65.5mm；
精車：
具體工序尺寸見(jiàn)表3。
表3 工序尺寸表
工序
名稱
工序間
余量/mm
工序間
工序間
尺寸/mm
工序間
經(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精車
0.5
H9
Ra6.3
66
Ra6.3
粗車
1
H12
Ra12.5
68
Ra12.5
已知工件材料： 20CrMnTi，有外皮，機(jī)床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。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，可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
=0.7
確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （1-2）
由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故：
==63 （1-3）
===120 （1-4）
根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
== （1-5）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：
=1.7=1.2 （1-6）
根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
2. 加工?5mm孔
毛坯為實(shí)心，而孔沒(méi)有精度要求，因此可以只鉆孔。（參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量：
鉆孔Φ5mm；
具體工序尺寸見(jiàn)表4。
表4 工序尺寸表
工序
名稱
工序間
余量/mm
工序間
工序間
尺寸/mm
工序間
經(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
鉆孔
5
H12
Ra12.5
5
無(wú)
Ra12.5
機(jī)床：立式鉆床Z525
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。
切削深度：
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。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2車床夾具設(shè)計(jì)
2.1車床夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明
車床夾具主要用于加工軸 外圓夾具。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)
定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。
角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。
花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開(kāi)有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對(duì)稱，要注意平衡。
（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。
2.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求
當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。
當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。
工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機(jī)床主軸的連接
車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。
根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：
1)對(duì)于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。
2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過(guò)渡盤與車床主軸軸頸連接。過(guò)渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。
圖1-b所示的過(guò)渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開(kāi)，可用壓板將過(guò)渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過(guò)渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。
對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過(guò)渡盤在其長(zhǎng)錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。
圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過(guò)渡盤連接的方式。過(guò)渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。
圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接
過(guò)渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過(guò)渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過(guò)渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè)
2.3定位機(jī)構(gòu)
本工件在加工孔時(shí)采用一面兩孔作為定位基準(zhǔn)，易于做到工藝過(guò)程中的基準(zhǔn)統(tǒng)一，保證工件的相對(duì)位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點(diǎn)；
本工件采用底面和一對(duì)對(duì)角工藝孔作為定位基準(zhǔn)，工件底面為第一定位基準(zhǔn)，限制了x、y方向轉(zhuǎn)動(dòng)，z方向移動(dòng)三個(gè)自由度；圓柱銷為第二定位基準(zhǔn)限制了x、y方向移動(dòng)兩個(gè)自由度；菱形銷為第三定位基準(zhǔn)，它和圓柱銷聯(lián)合限制了z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，所以此定位方案符合六點(diǎn)定位原理，采用對(duì)稱壓板將工件壓緊。
2.4夾緊機(jī)構(gòu)
選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：
1、 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
2、 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。
3、 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。
4、 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。
分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。
工件夾緊方式的確定
從夾緊動(dòng)力源選擇：手動(dòng)夾緊
確定主夾緊機(jī)構(gòu)： 螺栓壓板
2.5零件的車床夾具的加工誤差分析
工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。
如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：
注：V型塊夾角α=90°。
基準(zhǔn)位移誤差：
工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：
ΔY==
基準(zhǔn)不重合誤差：
從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。
從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.
ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207
ΔD=0.00207＜T 即滿足要求
2.6確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。
2.7零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明
（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過(guò)夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。
結(jié) 論
通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學(xué)，也深深意識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性，認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計(jì)相關(guān)的信息（包括手冊(cè)，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）和實(shí)證估計(jì)有了一定程度的提高，在計(jì)算機(jī)和方便的參考書籍和手冊(cè)的情感設(shè)計(jì)和幫助。
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，機(jī)械制造過(guò)程更系統(tǒng)的了解一般的過(guò)程，學(xué)習(xí)和掌握整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)方法是更嚴(yán)格的。課程設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)，可以學(xué)習(xí)使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行必要的計(jì)算，效率高的項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識(shí)，進(jìn)行必要的計(jì)算設(shè)計(jì)，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過(guò)程，了解情況之前，機(jī)床刀具和加工，課程設(shè)計(jì)有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
在設(shè)計(jì)和分析使我感到更多的設(shè)計(jì)思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問(wèn)題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。
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43
致 謝
課程設(shè)計(jì)是大學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，是知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)是在原有的基礎(chǔ)上鞏固和提高，也不能沒(méi)有老師和同學(xué)的幫助。分析設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過(guò)程中，陰長(zhǎng)城的老師給了我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)和分析使我感到更多的設(shè)計(jì)思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問(wèn)題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
本課程設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，高度的責(zé)任感。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題，老師給了我很多的關(guān)心和幫助，并總是問(wèn)指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)過(guò)程。
通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。說(shuō)實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累了。然而，其設(shè)計(jì)結(jié)果，課程設(shè)計(jì)仔細(xì)回味的旅程，一個(gè)罕見(jiàn)的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學(xué)的第一個(gè)走，一點(diǎn)在我的生命中的成功，但它讓我覺(jué)得更成熟了。
因?yàn)楫厴I(yè)的時(shí)候，很多人應(yīng)該知道的地方都沒(méi)有時(shí)間去仔細(xì)地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因?yàn)榉较颍瑢⒂米钌俚木θプ鍪虑?，這工作，我的人生。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活，工作是千差萬(wàn)別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻(xiàn)。
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