第 1 頁 共 26 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 光桿加工工藝及長(zhǎng)鍵槽銑夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者：評(píng)閱者：年 月 第 2 頁 共 26 頁畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 中 文 摘 要本設(shè)計(jì)是基于光桿加工工藝及長(zhǎng)鍵槽銑夾具設(shè)計(jì)長(zhǎng)鍵槽銑夾具。長(zhǎng)鍵槽零件的主要加工表面是外圓及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后槽的原則。并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。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：長(zhǎng)鍵槽類零件；工藝；夾具第 3 頁 共 26 頁畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 外 文 摘 要Title： The long shaft fork processing technology and fixture design Abstract：This design is the special fixture for machining process for long shaft parts and process design based on. The main processing surface of long shaft parts is cylindrical and holes. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. Therefore, follow the groove surface after the first principle of the design. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, in addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. The special fixture fixture, clamping means more choice of manual clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking. Therefore, higher production efficiency. Suitable for large batch, the processing pipeline. Can meet the design requirements.Keywords：long shaft, processing, special fixture, design第 4 頁 共 26 頁目 錄1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 51.1 零件的分析 ??????????????????????????? 51.1.1 零件的作用 ???????????????????????? 51.1.2 零件的工藝分析 ?????????????????????? 51.2 長(zhǎng)鍵槽加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 ????? 51.3 長(zhǎng)鍵槽加工定位基準(zhǔn)的選擇 ??????????????????? 61.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ??????????????????????? 61.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 ??????????????????????? 61.4 長(zhǎng)鍵槽加工主要工序安排 ???????????????????? 61.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ???????????? 81.6 選擇加工設(shè)備及刀、量具 ???????????????????? 81.7 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） ?????????????? 91.8 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 ???????????????????? 162 銑槽夾具設(shè)計(jì) ????????????????????????????? 182.1 工序尺寸精度分析 ??????????????????????? 182.2 定位方案確定 ????????????????????????? 182.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 ????????????????????? 182.4 定位元件確定 ????????????????????????? 202.5 定位誤差分析計(jì)算 ??????????????????????? 212.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 ??????????????????? 22結(jié) 論 ????????????????????????????????? 23參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????? 24致 謝 ????????????????????????????????? 25第 5 頁 共 26 頁1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是長(zhǎng)鍵槽。長(zhǎng)鍵槽的主要作用是傳動(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。因此長(zhǎng)鍵槽零件的加工質(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。圖 1 長(zhǎng)鍵槽1.1.2 零件的工藝分析由長(zhǎng)鍵槽零件圖可知。長(zhǎng)鍵槽是一個(gè)軸類零件，它的外表面上有 2 個(gè)平面需要進(jìn)行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：（1）以 φ42 外圓面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ42 外圓面的加工；，其中表面粗糙度要求為 。mRa?2.3（2）以 12 寬度的平面為主要加工表面的槽。這一組加工表面包括：12 寬度的槽，粗糙度為 。mRa?2.31.2 長(zhǎng)鍵槽加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該長(zhǎng)鍵槽零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，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)于長(zhǎng)鍵槽來說，加工過程中的主要問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)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。長(zhǎng)鍵槽孔系加工方案，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。在滿足精度要求第 6 頁 共 26 頁及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。1.3 長(zhǎng)鍵槽加工定位基準(zhǔn)的選擇1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）保證各重要支承的加工余量均勻；（2）保證裝入長(zhǎng)鍵槽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)。即以長(zhǎng)鍵槽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。1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證長(zhǎng)鍵槽孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證長(zhǎng)鍵槽在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從長(zhǎng)鍵槽零件圖分析可知，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，雖然它是長(zhǎng)鍵槽的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c長(zhǎng)鍵槽的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(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。1.4 長(zhǎng)鍵槽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)。長(zhǎng)鍵槽加工的第一個(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長(zhǎng)鍵槽加工完成為止，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。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。對(duì)于長(zhǎng)鍵槽，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c??908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)部雜第 7 頁 共 26 頁質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將長(zhǎng)鍵槽加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 下料 型材開料毛坯￠52×160420 粗車 車兩端，總長(zhǎng)車至 1602mm,打中心孔 A230 粗車 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm40 熱處理 熱處理 HRC28-3250 粗車 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.560 半精車 （1） 車外圓至￠ mm,倒角 C2。（2） 調(diào)頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀70 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀80 銑鍵槽至圖紙尺寸90 檢驗(yàn)100 油封、入庫(kù)工藝路線二：10 下料 型材開料毛坯￠52×160420 粗車 車兩端，總長(zhǎng)車至 1602mm,打中心孔 A230 粗車 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm40 粗車 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.550 半精車 （1） 車外圓至￠ mm,倒角 C2。（2） 調(diào)頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀60 熱處理 熱處理 HRC28-3270 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀80 銑鍵槽至圖紙尺寸90 檢驗(yàn)100 油封、入庫(kù)以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)該方案一比較合理。綜合選擇方案一：10 下料 型材開料毛坯￠52×1604第 8 頁 共 26 頁20 粗車 車兩端，總長(zhǎng)車至 1602mm,打中心孔 A230 粗車 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm40 熱處理 熱處理 HRC28-3250 粗車 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.560 半精車 （1） 車外圓至￠ mm,倒角 C2。（2） 調(diào)頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀70 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀80 銑鍵槽至圖紙尺寸90 檢驗(yàn)100 油封、入庫(kù)1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(1)毛坯種類的選擇零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為 45、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇型材成型。(2)確定毛坯的加工余量根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.2-5， “長(zhǎng)鍵槽”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 45，硬度 HB 為 170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。（2）面的加工余量。根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.3~71現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 。m0. m28.0?精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。差等級(jí)選用 CT7。再查表 2.3.9 可得鑄件尺寸公差為 。6.11.6 選擇加工設(shè)備及刀、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以所選設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)車。起生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床加工生產(chǎn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳遞，由于工件質(zhì)量較大，故需要輔助工具來完成。第 9 頁 共 26 頁平端面確定工件的總長(zhǎng)度?？蛇x用量具為多用游標(biāo)卡尺（mm）,測(cè)量范圍0～1000mm（參考文獻(xiàn)[2]表 6—7） 。采用車床加工，床選用臥式車床 CA6140（參考文獻(xiàn)[2]表 4—3） ，專用夾具。鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲所選刀具見（參考文獻(xiàn)[2]第五篇金屬切削刀具，第 2、3 節(jié)） ，采用相匹配的鉆頭，專用夾具及檢具。1.7 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）工序 10 無切削加工，無需計(jì)算工序 20. 車兩端，總長(zhǎng)車至 1602mm,打中心孔 A2已知工件材料： 45，型材，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mHB?m2516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5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑0?6vK09'vK01s?0= 。srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成2②.確定進(jìn)給量 f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)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr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：=0.7f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 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （1-f17.?N2）第 10 頁 共 26 頁由于切削時(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。frm7.0③.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5.1刀壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V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 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見tvKvsvKTvKv表 1.28） ，故：= tVv=63 （1-3）'0?0.184.920.1?in?= = =120 （1-4）nDc?'1748mr根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （1-1c?01257?min?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， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPKW7.1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：krcPcr0=1.7 =1.2 （1-3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故nmi125r EPKW9.5C?EP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 ， = ， = = ， =paf7.0ni25rsr08.Vmin0第 11 頁 共 26 頁工序 30 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm0.146?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C6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516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5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑0?6vK09'vK01s?0= 。srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5.2= = p.251②.確定進(jìn)給量 f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)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr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：=0.7f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 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 f17.?N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。frm7.0③.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5.1刀壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V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 200～21915YT第 12 頁 共 26 頁的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見tvKmvsvKTvKv表 1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）in48?= = =120 （3-nDc?'127?mir13）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）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， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPkw7.1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：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故ni125EPkw9.5C?EP所選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.計(jì)算基本工時(shí)（3-flt?15）式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.26，車削時(shí)的入切量及超切量 y+ = ，?m1則 =126+ =128第 13 頁 共 26 頁= =mt7.0125?in4工序 40 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.5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C6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516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5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑0?6vK09'vK01s?0= 。srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5.2= = p.251②.確定進(jìn)給量 f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)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr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：=0.7f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 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 f17.?N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。frm7.0③.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5.1刀壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V第 14 頁 共 26 頁切削速度可根據(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 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見tvKmvsvKTvKv表 1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）in48?= = =120 （3-nDc?'127?mir13）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）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， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPkw7.1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：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故ni125EPkw9.5C?EP所選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.計(jì)算基本工時(shí)（3-flt?15）式中 = + + ， = m127Lly?l第 15 頁 共 26 頁由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.26，車削時(shí)的入切量及超切量 y+ = ，?m1則 =126+ =L1m28= =t7.0125?min4工序 50車外圓至￠ mm,倒角 C2。調(diào)頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不4.?42.05?允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀該工序與工序 20 的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。工序 調(diào)質(zhì)不需計(jì)算切削計(jì)算。工序 70 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長(zhǎng)度范圍內(nèi)接刀①.選擇砂輪 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》4.8 中磨料的選擇各表選取:A46GV69 350 40127?其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為 46 號(hào)，硬度為中軟 1 級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6 號(hào)組織手型砂輪其尺寸為 350 （D B d）40127??②.切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s軸向進(jìn)給量：f =0.2B=8mm（雙線程） 《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表 15-67a徑向進(jìn)給量： f =0.02（雙線程）r工件速度 v =100wV = =0.3（m/s） N= = =1.737r/m （3-w27.51010d?0.345?21）③.切削工時(shí) 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5-11 k=1.1表 2.5-12t = = = （s） （3-22）j2barlzknf02.873.145?6.19磨機(jī)床選擇為 M2110A，刀具選擇代號(hào)為 MY 的圓柱磨頭，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表 13.4-16 確定砂輪直接為 20 ，則工件速度 =20 ，縱向mwvmin進(jìn)給量 ，工作臺(tái)一次往復(fù)行程磨削深度 ，根據(jù)以上rmfa20? stdap.021.?數(shù)據(jù)計(jì)算出所耗工時(shí)為 41.5 s。第 16 頁 共 26 頁工序 90 銑鍵槽至圖紙尺寸切削深度 ap：ap=6mm根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 查得：進(jìn)給量 ,查《機(jī)械加2.476?0.5/famz?工工藝手冊(cè)》表 2.4-82 得切削速度 ，3/minV?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10345.8/i.160Vnrd????查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 3.1-74 取 47.5/innr?實(shí)際切削速度 ：v.1600Dnms????進(jìn)給量 ：fV0.52./.9/ffaZ工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m1857infVs?被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知深度為 3mm，l=3mml機(jī)動(dòng)時(shí)間 = =0.052min=3.12s1jt573160 去毛刺 無切削計(jì)算170 清洗 無切削計(jì)算180 檢驗(yàn) 無切削計(jì)算190 油封、入庫(kù) 無切削計(jì)算工序 90、終檢 無切削計(jì)算1.8 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排假設(shè)該零件年產(chǎn)量為 10 萬件。一年以 240 個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 420 件。再以每天 8 小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于 1.14min。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5.2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為：（大量生產(chǎn)時(shí) ）Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：ttfjd其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）jt—輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所ft消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間第 17 頁 共 26 頁k—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值工序：粗、精銑結(jié)合面機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jtmin73.1?j輔助時(shí)間 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5.43，取工步輔助時(shí)間為 。f min15.0由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 。則in1.0in25.01.??ftk：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5.48， 3?k單間時(shí)間定額 ： dt min14.i2.%)1)(25.0731(%)( ?????kfj因此應(yīng)布置兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺(tái)機(jī)床時(shí)， min4.i12.4.2???dt即能滿足生產(chǎn)要求工序：粗銑平面機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jtin53.0?j輔助時(shí)間 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5.45，取工步輔助時(shí)間為 。f min31.0由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 。則in1.0min41.03.??ftk：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5.48， 3?k單間時(shí)間定額 ： dt min14.i06.%)1)(4.053(%)1( ?????kfj因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：銑端面機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jtmin53.0j輔助時(shí)間 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5.45，取工步輔助時(shí)間為 。f in31.0由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 。則mi.min41.03.??ftk：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5.48， 3k單間時(shí)間定額 ： dt in14.i06.%)1)(4.053(%)1( ????kfj第 18 頁 共 26 頁因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。第 19 頁 共 26 頁2 銑槽夾具設(shè)計(jì)2.1 工序尺寸精度分析本工序加工鍵槽，保證尺寸屬于批量生產(chǎn)。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。2.2 定位方案確定為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。根據(jù)工件的加工要求，該工件必須限制工件的六個(gè)自由度，現(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準(zhǔn)選擇的合理性。（1） 必須限制 Z 向的移動(dòng)及 X 向的轉(zhuǎn)動(dòng)。（2） 為了保證必須保證 Z 向的轉(zhuǎn)動(dòng)，X 向的移動(dòng)，Y 向的轉(zhuǎn)動(dòng)。（3） 為了保證軸肩與鍵槽右端必須限制 Y 向的移動(dòng)。2.3 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：鍵槽銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015??001?頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5??''30rK?2.5Lm2Z.8/famzmap.2由參考文獻(xiàn)[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：0.8.10.pzFafDBzn?有： .9.8.1.10.135254836.2()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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn) [5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~123456.,.0,1.,3KK??由此可得： 0.31.056???第 20 頁 共 26 頁所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很836.241530.()KWFN????大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。b.實(shí)際需要的夾緊力 FJ 需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J 需=KFJ 理。c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力 FJ 是否滿足條件：FJFJ 需。夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。第 21 頁 共 26 頁一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（2）擴(kuò)力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動(dòng)作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26 可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?其中： 3()Lm?)(8N?螺旋夾緊力： 04.該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得： KW??由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。第 22 頁 共 26 頁2.4 定位元件確定綜上分析：為了限制六個(gè)自由度，其中的 Z 移動(dòng) Z 轉(zhuǎn)動(dòng) X 移動(dòng) X 轉(zhuǎn)動(dòng)用兩個(gè)V 型塊限制，Y 移動(dòng)由右端 V 型塊上帶有一擋塊擋的右端面限制，Y 的轉(zhuǎn)動(dòng)由的外圓柱面上的夾緊力限制。2.5 定位誤差分析計(jì)算注：V 型塊夾角 α=90°?；鶞?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)一批工件來說，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1O2量 （即基準(zhǔn)位移誤差 Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：1O2第 23 頁 共 26 頁ΔY= =1O2αδDSIn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1O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=2δD。2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.1O2ΔD=ΔY－ΔB= － =0.207δD=0.207 ×0.01=0.002072αδSInΔD=0.00207＜ T 即滿足要求312.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。第 24 頁 共 26 頁結(jié) 論通過近一個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì)，也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下：（1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。第 25 頁 共 26 頁參考文獻(xiàn)[1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討，組合夾具，1982. 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