I機械制造技術課程設計說明書設計題目：變速器齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程和夾具設計姓 名： 學 號： 班 級 : 指導教師: 河南機電高等專科學校2015 年 12 月 1 日II摘 要變速器齒輪軸零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構，并選擇好零件的加工基準，設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計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、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)構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差III目 錄摘 要 .II目 錄 III第 1 章 序 言.1第 2 章 零件的分析.22.1 零件的形狀 .22.2 零件的工藝分析 .2第 3 章 工藝規(guī)程設計.33.1 確定毛坯的制造形式 33.2 基面的選擇 33.3 制定工藝路線 33.3.1 工藝路線方案一 .33.3.2 工藝路線方案二 .43.3.3 工藝方案的比較與分析 .53.4 選擇加工設備和工藝裝備 63.4.1 機床選用 .63.4.2 選擇刀具 .63.4.3 選擇量具 .63.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 63.6 確定切削用量及基本工時 .7第 4 章 插齒夾具設計.164.1 研究原始質(zhì)料 .164.2 定位基準的選擇 .164.3 切削力及夾緊分析計算 164.4 誤差分析與計算 184.5 夾具設計及操作的簡要說明 18總 結(jié).20致 謝.21參 考 文 獻.22機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書1第 1 章 序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。變速器齒輪軸零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書2第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是變速器齒輪軸零件，主要作用是起連接傳遞運動的作用。零件的實際形狀如上圖所示， 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 20CrMiTi，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。變速器齒輪軸零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值為 3.2aR。2.車外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.車裝配孔，表面粗糙度 值 3.2m?aRm?。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度 值 3.2 。法蘭面粗糙度 值 6.3 。am?變速器齒輪軸共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)．左端的加工表面：這一組加工表面包括：左端面，左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外??圓以及端面，倒角。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 其0451?要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中， 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及?端面內(nèi)孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書3第 3 章 工藝規(guī)程設計本變速器齒輪軸來自假設年產(chǎn)量為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領 5000 臺/年，該 零件備品率為4％，廢品率為 0.5％。 結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領N=Qn(1+α)（1+β)=5226 件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 20CrMiTi，年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用型材圓鋼，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇，對像變速器齒輪軸這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。3.3 制定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(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書410 鍛造 鍛造20 時效 時效30 粗車 粗車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。?0451?40 粗車 粗車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為?050 精車 精車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。060 精車 精車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為 045170 車 車 2X2 退刀槽80 車 車左端 2 處退刀槽90 粗車 粗車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?0451?100 精車 精車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。110 插齒 插齒加工120 銑花鍵 銑花鍵130 鉆孔 鉆 2- 2.5 孔?140 鉗 去毛刺，清洗150 終檢 終檢入庫10 鍛造 鍛造20 時效 時效3.3.2 工藝路線方案二10 鍛造 鍛造20 時效 時效30 粗車 粗車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。?0451?40 粗車 粗車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為?050 精車 精車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。060 精車 精車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為 045170 車 車 2X2 退刀槽80 車 車左端 2 處退刀槽90 粗車 粗車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?051?機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書5100 精車 精車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?0451?110 鉆孔 鉆 2- 2.5 孔120 插齒 插齒加工130 銑花鍵 銑花鍵140 鉗 去毛刺，清洗150 終檢 終檢入庫10 鍛造 鍛造20 時效 時效3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二增加了裝夾次數(shù)，增加了機床的來回調(diào)換，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10 鍛造 鍛造20 時效 時效30 粗車 粗車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。?0451?40 粗車 粗車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為?050 精車 精車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。060 精車 精車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為 045170 車 車 2X2 退刀槽80 車 車左端 2 處退刀槽90 粗車 粗車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?0451?100 精車 精車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。110 鉆孔 鉆 2- 2.5 孔120 插齒 插齒加工130 銑花鍵 銑花鍵140 鉗 去毛刺，清洗機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書6150 終檢 終檢入庫10 鍛造 鍛造20 時效 時效3.4 選擇加工設備和工藝裝備3.4.1 機床選用①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。②.工序Ⅸ是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具” 。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》 （主編 徐圣群） 表 12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“變速器齒輪軸” 零件材料為 20CrMiTi，查《機械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝手冊》 ） ，表 2.2-17 各種鐵的性能比較， 20CrMiTi 的硬度 HB 為 143～269，表2.2-23 鐵的物理性能，密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量 [件]機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書7重型（零件重2000kg）中型（零件重100~2000kg）輕型（零件重11.80～13.20 151 101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф α f ψ8.6～18.00 30 118 12 40～60表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（ 1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料≤20高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.確定進給量查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm②.確定切削速度查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書13（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機械加工min工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K =1.0，R =0.85。mvtvV=12 =10.32 （3-85.0?inm17）則 = =131 （3-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr則實際切削速度 = = =11.8v實③.確定切削時間查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T = （3-ifnllw1?19）其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m則： t= =9.13 s3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rf30.?確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-minkfaTdcvvyxpmzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6mir選取 i120?所以實際切削速度為 =2.647.3?vin23.1?0d?054.3?6.0573?機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書14確定切削時間（一個孔） =ts203.8???工序 130 銑花鍵機床的選擇：X52K 型銑床（1）選擇刀具：查 ，根據(jù)表 2.1-72，因為銑削寬度 ，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 20wam?可查得立銑刀 10odm?2）查 ，根據(jù)表 2.1-20，選擇 7:24 錐柄立銑刀 ，標《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 od準系列 L=198mm，標準系列 l=63mm，粗齒數(shù)為 4。（2）選擇切削用量1）決定銑削深度銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時 為 3.4mm。pa2）決定每齒進給量 zf查 ，根據(jù)表 2.1-72，當銑削寬度 =12mm 時，銑刀的每齒進《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 ea給量 ，取 ，所以 。fa0.5~.8/m?齒 fa0.5/?齒 0.54.2/zf mr???3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命查 ，根據(jù)表 2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀， ，粗銑，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 1od?后刀面的最大磨損限度為 0.3～0.5mm，查 ，根據(jù)表 2.1-76，可選《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》用 的高速鋼立銑刀，其耐用度 T=90min。04dm?4）決定切削速度查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： =1.18， =1.0， =0.9，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 MvKTvvKs=1.2， =1.0， =1.25（銑削余量較小時， ）tvKBvkrvK03~4rk?1.8X0.912.51.93vvMTStBkrv??銑削速度計算公式：vvzqoxypumpeCdVaf查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書15290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvCqxyup????， ， ， ， ， ， ，所以 m/min.40.30.15012993.8V??r/min7nD???查 ，根據(jù)表 3.30，XA6132 型萬能銑床的使用說明書，選擇：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》20r/mi680/incfv，這時實際切削速度 為cVm/min2415100cDn????3.6.1 精銑（1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同（2）選擇切削用量1）決定銑削深度根據(jù) ，可查得精銑 =0.6mm?！?機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 pa2）決定每齒進給量 zf查 ，根據(jù)表 2.1-72，當銑削寬度 時，銑刀每齒進給《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 8eam?量 ，取 ，所以 mm/rfa0.5~.8/m?齒 fa0.5/?齒 0.54.2zf?3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命查 ，根據(jù)表 2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》，精銑，后刀面的最大磨損限度為 0.2~0.25mm，查 ，15od? 《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》根據(jù)表 2.1-76，可查得選用 的高速鋼立銑刀，其耐用度 T=90min。04dm?4）決定切削速度查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： ， ，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 1.8MvK?1.0Tv， ， ， （銑削余量較小時， ）0.9vKs?1.2tv0.8BvK?1.25krv 3~45rkX09.X25.7vMTStkr銑削速度計算公式：vvzqoxypumpeCdVaf?機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書16查 ，根據(jù)表 2.1-77，可查得：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvCqxyup????， ， ， ， ， ， ，所以 m/min.40.30.15012927.68V??r/min3nD???查 ，根據(jù)表 3.30，銑床的使用說明書，選擇：《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》540r/mi760/incfv，這時實際切削速度 為cVm/min245010cDn????機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書17第 4 章 插齒夾具設計4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來插齒，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.2 定位基準的選擇首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動 V 型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有 3 個，一個固定 V 型塊限制兩個自由度，一個滑動 V 型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個自由度，屬于完全定位。在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了 z 軸的移動，z 軸的旋轉(zhuǎn)，y 軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定 V 型塊限制了 y 軸的移動，x 軸的移動，一個滑動 V 型塊限制了 z 軸的旋轉(zhuǎn)，這樣 6 個自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。4.3 切削力及夾緊分析計算刀具：插刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5??''30rK?40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：0.98.0.135pzFafBzn?有： 08.1.10.12054836.2()N???????根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書18式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：60~K13456.,.,.0,3??由此可得： 1.301.56???所以 8245()KWFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。選用夾緊螺釘夾緊機 由 ??FKfN???21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01?fF= +G G 為工件自重zPNf4.321????夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為 6.8 級MPaB06??MPaBs4801???螺釘疲勞極限： B9263.2.1??極限應力幅： akma7.51li????許用應力幅： ??MPSa3.li?螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 ??s???[s]=4.5~4 取[s]=4得 ??Pa120??滿足要求???8.24cHdF???MaNc153.經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書19力由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。4.4 誤差分析與計算該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj????與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ??由參考文獻[5]可得：⑴ 兩 V 型塊定位誤差 ： 11minDWd??????1 21min2i. dJWarctgL????其中：，10.52D?20D??，d?.3d， min?min4⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl??查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw????從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書204.5 夾具設計及操作的簡要說明當夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構結(jié)構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構） 。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書21總 結(jié)課程設計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關 20一步。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書22致 謝這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。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課程設計。這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書23參 考 文 獻[1] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)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。[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1995。[3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1991。[4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］ 。北京出版社，1996。[5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］ 。上?？茖W技術出版社，2544。[6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］ ?；瘜W工業(yè)出版社，2544。[7] 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。[8] [周永強，高等學校課程設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。[9] 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。[10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］ 。上海科學技術出版社，2542。[11] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)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?？茖W技術出版社，1984。 [12] 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。[13] 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，2540：9-19。[14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2540。[15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2520CrMiTi：4-17起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 粗車 工序號 30零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1粗車 61.226 外圓、?44 外圓以及端面，倒角為 。045?90 度偏刀游標卡尺 1 12mm 0.5mm/r 200r/min 16m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 1 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 粗車 工序號 40零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1粗車左端 40 外圓、?30 外圓、 26 外圓、15 外圓以及端面，倒角為 045?90 度偏刀游標卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min29.6m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 2 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 精車 工序號 50零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1精車 61.226 外圓、?44 外圓以及端面，倒角為 045?90 度偏刀游標卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min29.6m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 3 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 精車 工序號 60零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1精車左端 40 外圓、?30 外圓、 26 外圓、15 外圓以及端面，倒角為 045?90 度偏刀游標卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min29.6m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 4 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 車 工序號 70零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1車 2X2 退刀槽切槽刀游標卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min29.6m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 5 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 車 工序號 80零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1車左端 2 處退刀槽切槽刀游標卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min29.6m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 6 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 粗車 工序號 90零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1粗車 26.4 內(nèi)孔、 24?內(nèi)孔以及端面，倒角為。045?鏜刀游標卡尺 1 10mm 0.5mm/r 210r/min 26m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 7 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 車 工序號 100零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具車床 CA6140 三爪卡盤安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1精車 26.4 內(nèi)孔、 24?內(nèi)孔以及端面，倒角為。045?鏜刀游標卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min29.6m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 8 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 鉆孔攻絲 工序號 110零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具鉆床 Z525 通用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1鉆 2- 2.5 孔?麻花鉆游標卡尺 1 5mm 0.5mm/r 586r/min 32m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 9 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 插齒 工序號 120零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具插床 通用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1插齒加工插 刀游標卡尺 1 3mm 0.3mm/r 116r/min 90m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 10 頁起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 銑花鍵 工序號 130零件名稱 變速器齒輪軸 零件號零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量20CrMiTi 鍛造設 備名 稱 型 號 夾具名稱 輔助工具銑床 X52K通用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具走 刀長 度走 刀次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 基本工時1 1銑花鍵銑刀游標卡尺 1 3mm 0.3mm/r 188r/min17.5m/mim設計者 指導教師 共 13 頁 第 11 頁I機械制造技術課程設計說明書設計題目：變速器齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程和夾具設計姓 名： 學 號： 班 級 : 指導教師: 河南機電高等?？茖W校2015 年 12 月 1 日II摘 要變速器齒輪軸零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構，并選擇好零件的加工基準，設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計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、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)構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差III目 錄摘 要 .II目 錄 III第 1 章 序 言.1第 2 章 零件的分析.22.1 零件的形狀 .22.2 零件的工藝分析 .2第 3 章 工藝規(guī)程設計.33.1 確定毛坯的制造形式 33.2 基面的選擇 33.3 制定工藝路線 33.3.1 工藝路線方案一 .33.3.2 工藝路線方案二 .43.3.3 工藝方案的比較與分析 .53.4 選擇加工設備和工藝裝備 63.4.1 機床選用 .63.4.2 選擇刀具 .63.4.3 選擇量具 .63.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 63.6 確定切削用量及基本工時 .7第 4 章 插齒夾具設計.164.1 研究原始質(zhì)料 .164.2 定位基準的選擇 .164.3 切削力及夾緊分析計算 164.4 誤差分析與計算 184.5 夾具設計及操作的簡要說明 18總 結(jié).20致 謝.21參 考 文 獻.22機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書1第 1 章 序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。變速器齒輪軸零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書2第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是變速器齒輪軸零件，主要作用是起連接傳遞運動的作用。零件的實際形狀如上圖所示， 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 20CrMiTi，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。變速器齒輪軸零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值為 3.2aR。2.車外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.車裝配孔，表面粗糙度 值 3.2m?aRm?。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度 值 3.2 。法蘭面粗糙度 值 6.3 。am?變速器齒輪軸共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)．左端的加工表面：這一組加工表面包括：左端面，左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外??圓以及端面，倒角。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 其0451?要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中， 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及?端面內(nèi)孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書3第 3 章 工藝規(guī)程設計本變速器齒輪軸來自假設年產(chǎn)量為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領 5000 臺/年，該 零件備品率為4％，廢品率為 0.5％。 結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領N=Qn(1+α)（1+β)=5226 件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 20CrMiTi，年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用型材圓鋼，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇，對像變速器齒輪軸這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。3.3 制定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(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書410 鍛造 鍛造20 時效 時效30 粗車 粗車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。?0451?40 粗車 粗車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為?050 精車 精車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。060 精車 精車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為 045170 車 車 2X2 退刀槽80 車 車左端 2 處退刀槽90 粗車 粗車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?0451?100 精車 精車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。110 插齒 插齒加工120 銑花鍵 銑花鍵130 鉆孔 鉆 2- 2.5 孔?140 鉗 去毛刺，清洗150 終檢 終檢入庫10 鍛造 鍛造20 時效 時效3.3.2 工藝路線方案二10 鍛造 鍛造20 時效 時效30 粗車 粗車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。?0451?40 粗車 粗車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為?050 精車 精車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。060 精車 精車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為 045170 車 車 2X2 退刀槽80 車 車左端 2 處退刀槽90 粗車 粗車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?051?機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書5100 精車 精車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?0451?110 鉆孔 鉆 2- 2.5 孔120 插齒 插齒加工130 銑花鍵 銑花鍵140 鉗 去毛刺，清洗150 終檢 終檢入庫10 鍛造 鍛造20 時效 時效3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二增加了裝夾次數(shù)，增加了機床的來回調(diào)換，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10 鍛造 鍛造20 時效 時效30 粗車 粗車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。?0451?40 粗車 粗車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為?050 精車 精車 61.226 外圓、 44 外圓以及端面，倒角為 。060 精車 精車左端 40 外圓、 30 外圓、 26 外圓、 15 外圓以及端面，倒角為 045170 車 車 2X2 退刀槽80 車 車左端 2 處退刀槽90 粗車 粗車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。?0451?100 精車 精車 26.4 內(nèi)孔、 24 內(nèi)孔以及端面，倒角為 。110 鉆孔 鉆 2- 2.5 孔120 插齒 插齒加工130 銑花鍵 銑花鍵140 鉗 去毛刺，清洗機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書6150 終檢 終檢入庫10 鍛造 鍛造20 時效 時效3.4 選擇加工設備和工藝裝備3.4.1 機床選用①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。②.工序Ⅸ是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具” 。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》 （主編 徐圣群） 表 12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“變速器齒輪軸” 零件材料為 20CrMiTi，查《機械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝手冊》 ） ，表 2.2-17 各種鐵的性能比較， 20CrMiTi 的硬度 HB 為 143～269，表2.2-23 鐵的物理性能，密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量 [件]機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書7重型（零件重2000kg）中型（零件重100~2000kg）輕型（零件重11.80～13.20 151 101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф α f ψ8.6～18.00 30 118 12 40～60表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（ 1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料≤20高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.確定進給量查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm②.確定切削速度查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書13（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機械加工min工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K =1.0，R =0.85。mvtvV=12 =10.32 （3-85.0?inm17）則 = =131 （3-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr則實際切削速度 = = =11.8v實③.確定切削時間查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T = （3-ifnllw1?19）其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m則： t= =9.13 s3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rf30.?確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-minkfaTdcvvyxpmzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6mir選取 i120?所以實際切削速度為 =2.647.3?vin23.1?0d?054.3?6.0573?機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書14確定切削時間（一個孔） =ts203.8???工序 130 銑花鍵機床的選擇：X52K 型銑床（1）選擇刀具：查 ，根據(jù)表 2.1-72，因為銑削寬度 ，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 20wam?可查得立銑刀 10odm?2）查 ，根據(jù)表 2.1-20，選擇 7:24 錐柄立銑刀 ，標《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 od準系列 L=198mm，標準系列 l=63mm，粗齒數(shù)為 4。（2）選擇切削用量1）決定銑削深度銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時 為 3.4mm。pa2）決定每齒進給量 zf查 ，根據(jù)表 2.1-72，當銑削寬度 =12mm 時，銑刀的每齒進《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 ea給量 ，取 ，所以 。fa0.5~.8/m?齒 fa0.5/?齒 0.54.2/zf mr???3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命查 ，根據(jù)表 2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀， ，粗銑，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 1od?后刀面的最大磨損限度為 0.3～0.5mm，查 ，根據(jù)表 2.1-76，可選《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》用 的高速鋼立銑刀，其耐用度 T=90min。04dm?4）決定切削速度查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： =1.18， =1.0， =0.9，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 MvKTvvKs=1.2， =1.0， =1.25（銑削余量較小時， ）tvKBvkrvK03~4rk?1.8X0.912.51.93vvMTStBkrv??銑削速度計算公式：vvzqoxypumpeCdVaf查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書15290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvCqxyup????， ， ， ， ， ， ，所以 m/min.40.30.15012993.8V??r/min7nD???查 ，根據(jù)表 3.30，XA6132 型萬能銑床的使用說明書，選擇：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》20r/mi680/incfv，這時實際切削速度 為cVm/min2415100cDn????3.6.1 精銑（1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同（2）選擇切削用量1）決定銑削深度根據(jù) ，可查得精銑 =0.6mm?！?機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 pa2）決定每齒進給量 zf查 ，根據(jù)表 2.1-72，當銑削寬度 時，銑刀每齒進給《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 8eam?量 ，取 ，所以 mm/rfa0.5~.8/m?齒 fa0.5/?齒 0.54.2zf?3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命查 ，根據(jù)表 2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》，精銑，后刀面的最大磨損限度為 0.2~0.25mm，查 ，15od? 《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》根據(jù)表 2.1-76，可查得選用 的高速鋼立銑刀，其耐用度 T=90min。04dm?4）決定切削速度查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： ， ，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 1.8MvK?1.0Tv， ， ， （銑削余量較小時， ）0.9vKs?1.2tv0.8BvK?1.25krv 3~45rkX09.X25.7vMTStkr銑削速度計算公式：vvzqoxypumpeCdVaf?機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書16查 ，根據(jù)表 2.1-77，可查得：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvCqxyup????， ， ， ， ， ， ，所以 m/min.40.30.15012927.68V??r/min3nD???查 ，根據(jù)表 3.30，銑床的使用說明書，選擇：《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》540r/mi760/incfv，這時實際切削速度 為cVm/min245010cDn????機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書17第 4 章 插齒夾具設計4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來插齒，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.2 定位基準的選擇首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動 V 型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有 3 個，一個固定 V 型塊限制兩個自由度，一個滑動 V 型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個自由度，屬于完全定位。在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了 z 軸的移動，z 軸的旋轉(zhuǎn)，y 軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定 V 型塊限制了 y 軸的移動，x 軸的移動，一個滑動 V 型塊限制了 z 軸的旋轉(zhuǎn)，這樣 6 個自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。4.3 切削力及夾緊分析計算刀具：插刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5??''30rK?40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：0.98.0.135pzFafBzn?有： 08.1.10.12054836.2()N???????根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書18式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：60~K13456.,.,.0,3??由此可得： 1.301.56???所以 8245()KWFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。選用夾緊螺釘夾緊機 由 ??FKfN???21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01?fF= +G G 為工件自重zPNf4.321????夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為 6.8 級MPaB06??MPaBs4801???螺釘疲勞極限： B9263.2.1??極限應力幅： akma7.51li????許用應力幅： ??MPSa3.li?螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 ??s???[s]=4.5~4 取[s]=4得 ??Pa120??滿足要求???8.24cHdF???MaNc153.經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書19力由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。4.4 誤差分析與計算該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj????與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ??由參考文獻[5]可得：⑴ 兩 V 型塊定位誤差 ： 11minDWd??????1 21min2i. dJWarctgL????其中：，10.52D?20D??，d?.3d， min?min4⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl??查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw????從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書204.5 夾具設計及操作的簡要說明當夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構結(jié)構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構） 。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書21總 結(jié)課程設計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關 20一步。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書22致 謝這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。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課程設計。這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書23參 考 文 獻[1] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)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。[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1995。[3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1991。[4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］ 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