斜齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計【含5張CAD圖紙、文檔全稿】

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畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 城南 學(xué)院 機(jī)械制造及自動化 專業(yè) 11級機(jī)電 班 題 目 齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計 任務(wù)起止日期： 2015年 3 月 16日～2015 年 6 月 19 日 學(xué) 生 姓 名 楊宇佳 學(xué) 號 201179250108 指 導(dǎo) 教 師 李旭宇 教研室主任 年 月 日審查 院 長 年 月 日批準(zhǔn) 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù) 課題內(nèi)容： 根據(jù)齒輪軸零件的零件圖，分析零件的用途和特點，選擇合適的加工設(shè)備，編制零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程；針對某一工序設(shè)計一套專用夾具；通過設(shè)計，了解加工零件所選用的設(shè)備、工裝及機(jī)床的切削運動； 課題任務(wù)要求： 1）零件生產(chǎn)綱領(lǐng)：10000件/年 2）工藝參數(shù)的確定應(yīng)有可靠的依據(jù)，說清確定參數(shù)的方法，使用資料的來源，參數(shù)修正的原因等； 3）說明書應(yīng)使用工程技術(shù)語言、國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的名詞術(shù)語； 3）經(jīng)濟(jì)性分析應(yīng)以分析討論為主，計算步驟可以簡化； 4）繪制零件圖（一張）；繪制零件的機(jī)械加工工藝過程綜合卡片（一張）和工序卡片一套； 5）專用夾具設(shè)計（一套）；繪制專用夾具的裝配圖和主要零件圖； 。 課題完成后應(yīng)提交的資料（或圖表、設(shè)計圖紙） （1） 開題報告 （2） 零件圖（一張）；零件的機(jī)械加工工藝過程綜合卡片（一張）和工序卡片一套 （3） 專用夾具的裝配圖和主要零件圖。 （4） 設(shè)計說明書 （5） 外文翻譯的原文和譯文 （6） 上述資料的電子文檔 主要參考文獻(xiàn)與外文翻譯文件（由指導(dǎo)教師選定） 同組設(shè)計者 注：1. 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。如不夠填寫，可另加頁。 2. 此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周下達(dá)給學(xué)生。 3. 此任務(wù)書可從教務(wù)處網(wǎng)頁表格下載區(qū)下載 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進(jìn)度計劃表 序號 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）工 作 任 務(wù) 工 作 進(jìn) 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 文獻(xiàn)閱讀，開題報告 - - - 2 零件分析 - - - 3 工藝規(guī)程編制 - - - 4 夾具設(shè)計 - - - - - - 5 畢業(yè)設(shè)計說明書的撰寫 - - - - 6 答辯 - 7 8 9 10 注：1. 此表由指導(dǎo)教師填寫； 2. 此表每個學(xué)生人手一份，作為畢業(yè)設(shè)計（論文）檢查工作進(jìn)度之依據(jù)； 3. 進(jìn)度安排請用“一”在相應(yīng)位置畫出。 三、學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計（論文）階段任務(wù)情況檢查表 時間 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段 內(nèi)容 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況 檢 查 記 錄 教師 簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期 注：1. 此表應(yīng)由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫。階段分布由各學(xué)院自行決定。 2. “組織紀(jì)律”一檔應(yīng)按《長沙理工大學(xué)學(xué)生學(xué)籍管理實施辦法》精神，根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況，如實填寫。 3. “完成任務(wù)情況”一檔應(yīng)按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫。包括優(yōu)點，存在的問題與建議 4. 對違紀(jì)和不能按時完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出忠告并督促其完成。 四、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）裝袋要求： 1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）按以下排列順序印刷與裝訂成一本（撰寫規(guī)范見教務(wù)處網(wǎng)頁）。 (1) 封面 (2) 扉 頁 (3) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目錄 (7) 正文 (8) 參考文獻(xiàn) (9) 致謝 (10) 附錄（公式的推演、圖表、程序等） (11) 附件1：開題報告（文獻(xiàn)綜述） (12) 附件2：譯文及原文影印件 2. 需單獨裝訂的圖紙（設(shè)計類）按順序裝訂成一本。 3. 修改稿（經(jīng)、管、文法類專業(yè)）按順序裝訂成一本。 4.《畢業(yè)設(shè)計(論文)成績評定冊》一份。 5．論文電子文檔[由各學(xué)院收集保存]。 學(xué)生送交全部文件日期 學(xué)生（簽名） 指導(dǎo)教師驗收（簽名） 1.外文翻譯 機(jī)械加工零件的工藝及夾具設(shè)計 摘 要：本文對機(jī)械加工零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析，確定了機(jī)械加工工藝路線，夾具在機(jī)械加工中所占的地位和重要性，以及夾具設(shè)計。隨著科學(xué)的日益發(fā)展進(jìn)步和國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整,工程機(jī)械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競爭行業(yè) 關(guān)鍵詞：技術(shù)背景/發(fā)展趨勢/工序/定位方案 1 機(jī)械加工歷史背景及其意義 機(jī)械制造業(yè)是一個古老而永遠(yuǎn)充滿生命力的行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越高，機(jī)械制造工藝也在日新月異地發(fā)展。自新中國成立以來，我國的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長足發(fā)展，一個具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系基本形成。改革開放二十多年來，我國制造業(yè)充分利用國內(nèi)國外兩方面的技術(shù)資源，有計劃地推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生了顯著變化，為推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。盡管我國制造業(yè)的綜合技術(shù)水平有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍存在階段性差距。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè)，特別是在我國加入世貿(mào)組織后，世界的制造中心就從發(fā)達(dá)國家遷移到了亞洲，我國有廉價的勞動力和廣大的消費市場，因此，我國工業(yè)要想發(fā)展，就需要有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備來支持。 機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備工業(yè)；是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)；是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體；是國防建設(shè)的基礎(chǔ)；是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長的重要支柱；也是為提高人民生活質(zhì)量、提供消費類機(jī)電產(chǎn)品的供應(yīng)工業(yè)。它對國民經(jīng)濟(jì)運行的質(zhì)量和效益、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用。 2 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 隨著社會的發(fā)展，各種機(jī)械逐漸運用到各個行業(yè)中，不管是在農(nóng)用、軍用、工用等方面，離開了機(jī)械的操作就談不上效率，因此，從某中角度上來說，一個國家的經(jīng)濟(jì)實力、社會地位，和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的。各工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明，沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，就不可能實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化、現(xiàn)代化和信息化[3]。目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級的重要因素，加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，提高國民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)，增強(qiáng)我國經(jīng)濟(jì)的國際競爭力，保障國防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義。 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 3.1 機(jī)械加工工藝過程的定義 機(jī)械加工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀，尺寸，相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的全過程。機(jī)械加工工藝過程直接決定零件及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，對產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)周期都有較大的影響，是整個工藝過程的重要組成部分。 3.2 機(jī)械加工工藝過程的組成 組成機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又是由安裝、工位、工步及走刀組成的。 ⑴ 工序是指一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是制定勞動定額、配備工人及機(jī)床設(shè)備、安排作業(yè)計劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗的基本單元。 ⑵ 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序。 ⑶ 當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)位（或移位）加工的機(jī)床（或夾具）進(jìn)行加工時，在一次裝夾中，工件（或刀具）相對于機(jī)床要經(jīng)過幾個位置依次進(jìn)行加工，在每一個工作位置上所完成的那一部分工序，稱為工位。采用多工位加工可以減少裝夾的次數(shù)，減少裝夾誤差，提高生產(chǎn)率。 ⑷ 工步是加工表面在切削刀具和切削用量（僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。 ⑸ 在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次就稱為一次走刀。 3.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的定義 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程，它是企業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)性技術(shù)文件。 3.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計劃和相應(yīng)的調(diào)度計劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個項目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。 3.5 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟 在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動消耗和最低的費用，按計劃加工出符合圖紙要求的零件，是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則。 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下： ①根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型； ②分析零件加工的工藝性； ③選擇毛坯的種類和制造方法； ④擬訂工藝過程； ⑤工序設(shè)計； ⑥編制工藝文件。 4 夾具設(shè)計 4.1 夾具設(shè)計的意義 在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質(zhì)性問題，一直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。 隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設(shè)計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機(jī)床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個重要發(fā)展方向單位 。 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺,分度頭,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是,在實際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因為生產(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn);或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設(shè)計制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實際的需要。 用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計制造的,其功用主要有下列幾個方面:1.保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機(jī)動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。2.采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機(jī)動時間將與加工一個工件的機(jī)動時間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個工件的同時,進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機(jī)動時間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。4.減輕勞動強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動,液壓或其它機(jī)械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動強(qiáng)度大而且不安全。采用電動回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。 4.2 夾具的發(fā)展趨勢 工業(yè)設(shè)計是人類社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國莫里斯的“工藝美術(shù)運動”，到德國的包豪斯設(shè)計革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日，工業(yè)設(shè)計已成為一門獨立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。 1980年國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會理事會（ICSID）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識，經(jīng)驗及視覺感受，而預(yù)示材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計。根據(jù)當(dāng)時的具體情況，工業(yè)設(shè)計師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè)設(shè)計師對包裝、宣傳、展示，市場開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識和經(jīng)驗以及視覺評價能力時，這也屬于工業(yè)設(shè)計的范疇”。 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。 任何設(shè)計都是時代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機(jī)體的變化。 現(xiàn)在，機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。機(jī)械加工工藝以各個工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗。還應(yīng)保證操作者良好的勞動條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時定額也憑經(jīng)驗來確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個方面。 利用更好的夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項重要的工藝裝備。一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件，為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 參考文獻(xiàn) 1：裘愉，組合機(jī)床，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 2：金振華.組合機(jī)床及其調(diào)整與使用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990. 3：沈延山.生產(chǎn)實習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計.大連：大連理工大學(xué)出版社，1989. 4：上海市大專院校機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著.機(jī)械制造工藝學(xué).福建科學(xué)技術(shù)出版社，1996. 5：王華坤，范元勛.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京：兵器工業(yè)出版社，2000. 6：馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 7：陳日曜.機(jī)械原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992. 8：方子良.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).上海：上海交通大學(xué)出版社，2004. 9：劉秋生，李忠文.液壓傳動與控制.北京：宇航出版社，1994. 10：陳于萍，周兆元.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 11：東北重型機(jī)械學(xué)院等.機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上海：上?？萍技夹g(shù)出版社，1979. 12：《機(jī)械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987. 13：王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)（上下冊）.北京：清華大學(xué)出版社，1989. 14：崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 15：黃如林，汪群.金屬加工工藝及工裝設(shè)計. 16：魯屏宇.工程圖學(xué). 17：馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計. 18：Gell Maurice Materials Science and Engineering，1995，A204：246—251 19：X. Chen, J.W. Hutchinson, M.Y. He, A.G. Evans, Acta Mater. 51 (2003) 2017. 畢業(yè)設(shè)計（論文） 城南 學(xué)院 機(jī)械制造及自動化 專業(yè) 11級機(jī)電 班 題 目 齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計 任務(wù)起止日期： 2015年 3 月 16日～2015 年 6 月 19 日 學(xué) 生 姓 名 楊宇佳 學(xué) 號 201179250108 指 導(dǎo) 教 師 李旭宇 教研室主任 年 月 日審查 院 長 年 月 日批準(zhǔn) 摘要 本文是對齒輪軸零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對支架零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為齒輪軸工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計兩套夾具。 關(guān)鍵詞 齒輪軸，加工工藝，專用夾具，設(shè)計 I Abstract This paper is the analysis of the gear shaft parts processing technology application and processing, including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture, the formulation of the process route, tool selection, cutting, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition, processing of two processes to support part of the design of special fixture. Many kinds of the machine tools fixture, the fixture, the most widely used, the size has been standardized, and there is a professional factory production. But widely uses in the volume production, specially the special fixture for gear shaft workpiece machining processes and services, to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The main content of this thesis is to design two sets of fixture design fixture. Keywords gear shaft, machining process, fixture, design 目錄 1. 引言 2 2　工藝規(guī)程設(shè)計 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工藝分析 3 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計 4 2.2.1 確定毛坯的制造形式 4 2.2.2 基面的選擇 4 2.2.3 制定工藝路線 4 2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 2.2.5 確定切削用量 8 3 基本工時 21 4 銑16槽夾具設(shè)計 26 4.1研究原始質(zhì)料 26 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 26 4.3 切削力及夾緊分析計算 26 4.4 誤差分析與計算 28 4.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 29 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 30 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 1. 引言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)后的教學(xué)環(huán)節(jié)，它一方面 要求學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，另外，也為以后做好畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計在下述各方面得到鍛煉： 1.能熟練運用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確的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，保證零件的加工質(zhì)量。 2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學(xué)生通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 3.學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱出處、能夠做到熟練運用。[3] 2　工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目說給定的零件是齒輪軸，位于傳動系統(tǒng)中，一般與蝸輪配合使用。主要作用是用于空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的傳動機(jī)構(gòu)。零件上有兩個的軸段，用于與軸承內(nèi)圈相配合，其支承作用。零件上有帶鍵槽的的軸頭用于與聯(lián)軸器相連接傳遞運動和動力。 2.1.2 零件的工藝分析 齒輪軸這個零件從零件圖上可以看出，它一共有四組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下： 1.以兩端為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：兩端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面為兩端中心孔，這要是因為中心孔的軸線要用作后面加工的定位和工序基準(zhǔn)。 2.以外圓面為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：軸段外圓面、一個的鍵槽、軸段外圓面。其中主要加工表面為軸段外圓面、一個的鍵槽，這是用來連接聯(lián)軸器的。 3.以兩個軸段外圓面為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：兩個軸段的外圓面及左邊倒角、右邊定位軸肩。其主要加工表面為兩個軸段的外圓面，這是用來與軸承內(nèi)圈配合用于支承的。 4.以分度圓直徑為齒輪中心的加工表面 這一組的加工表面包括：分度圓直徑為的齒輪中心。 這四組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： 軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面把兩端中心孔軸線A—B作為公共基準(zhǔn)，有圓跳動要求。 鍵槽兩側(cè)面相對于公共基準(zhǔn)A—B有對稱度要求。 由以上分析可知，對于這四組加工表面而言，我們可以先加工兩端中心孔這一組加工表面，然后以其軸線為基準(zhǔn)，借助夾具進(jìn)行其他三組表面的加工，并且保證它們之間的形狀精度要求。 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計 2.2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為40Cr鋼，考慮到蝸桿在傳動過程中收到的振動，載荷，受力等方面的影響，因此應(yīng)該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件產(chǎn)量為中大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 2.2.2 基面的選擇 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(jìn)行。[3] （1）粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對于本零件來說，所有表面都需要加工，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選取最大外圓面作為粗基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。設(shè)計基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)相重合，可以減少定位誤差和基準(zhǔn)不重合引起的誤差，因此選擇兩中心孔的公共中心線作為精基準(zhǔn)。 2.2.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點,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)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 10 鍛 造 20 去飛邊 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 50 調(diào)質(zhì)處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓 Φ75mm加工到尺寸要求。 80 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準(zhǔn)。 90 插齒輪 100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 120 去毛刺 130 檢驗 140 入庫 2.工藝路線方案二 10 鍛 造 20 去飛邊 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 50 調(diào)質(zhì)處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準(zhǔn)。 80 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓 Φ75mm加工到尺寸要求。 90 插齒輪 100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 120 去毛刺 130 檢驗 140 入庫 3.工藝路線方案的比較與分析 上述兩個工藝路線方案的特點在于：方案一對于整個齒輪軸一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時在加工過程中有效防止了加工產(chǎn)生的應(yīng)力對后加工工序的影響；方案二對不同部位進(jìn)行粗、半精、精加工，不能對一臺機(jī)床進(jìn)行連續(xù)運用。綜合比較選擇工藝路線方案一。 10 鍛 造 20 去飛邊 30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 50 調(diào)質(zhì)處理 60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓 Φ75mm加工到尺寸要求。 80 銑鍵槽，選擇兩個Φ60mm 外圓面作為基準(zhǔn)。 90 插齒輪 100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 120 去毛刺 130 檢驗 140 入庫 考慮到本零件在結(jié)構(gòu)上的特點，顯然上述方案還有一些欠考慮之處。例如加工與軸承配合軸段的定位軸肩時，定位軸肩在模鍛上不易直接加工出來，采用車床加工更合適，因此，這應(yīng)該列為單獨的一道工序。綜合考慮，工藝路線方案為： 工藝一：鍛造 工藝二：去飛邊 工藝三：以作外圓面為粗基準(zhǔn)車端面，打中心孔。選擇六角車床 工藝四：粗車齒輪軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床 工藝五：車制兩個定位軸肩，以及兩個軸段退刀槽，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床 工藝六：調(diào)制 工藝七：半精車外圓，控制軸線方向的各個軸段的長度。以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床 工藝八：倒角 工藝九：銑鍵槽，選擇兩個外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通立式銑床，采用專用夾具。 工藝十：車螺紋，選擇兩個外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通車床，采用專用夾具。 工藝十一：淬火 工藝十二：粗磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以及磨制過渡圓角，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。 工藝十三：精磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。 工藝十四：研磨螺紋面 工藝十五：去毛刺 工藝十六：檢驗入庫 2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 蝸桿零件材料為40Cr鋼，硬度為217~255HBS，生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，采用普通模鍛，精度IT13。 根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.軸段外圓面 這段軸表面粗糙度為1.6,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨加工。直徑加工余量為2Z=7mm。 2. 軸段沿軸線長度方向的加工余量 長度余量取4mm，模鍛斜度為5。 3．直徑65軸段外圓面 這段軸無表面粗糙度要求，需要粗車，半精車，直徑加工余量為2Z=7mm。 4直徑65軸段沿軸線長度方向的加工余量 長度余量取3.5mm，模鍛斜度為5，外圓角為R4。 2.2.5 確定切削用量 3.1工序30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》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，故 == （3-1） ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 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)計手冊》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，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進(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)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= 3.2工序40 粗車齒輪軸左端面，保證全長，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量 1、加工條件 （1）選擇刀具 1） 選擇直頭焊接式外圓車刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。 4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12 表12 車刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號 范圍 取值 主偏角 kr 30～45 45 副偏角 10～15 15 前角 5～10 10 后角 5～8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10～ -15 -10 續(xù)表12 車刀幾何形狀角度 倒棱寬度 0.4［（0.3~0.8）f］ 1 0.4~0.8 0.5 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 ap=2.9mm 2）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計)時，進(jìn)給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進(jìn)給力為 N 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用 3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 3.3工序60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。 1、加工條件 （1）選擇刀具 1） 選擇直頭焊接式外圓車刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。 4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12 表12 車刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號 范圍 取值 主偏角 kr 30～45 45 副偏角 10～15 15 前角 5～10 10 后角 5～8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10～ -15 -10 續(xù)表12 車刀幾何形狀角度 倒棱寬度 0.4［（0.3~0.8）f］ 1 0.4~0.8 0.5 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 ap=2.9mm 2）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計)時，進(jìn)給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進(jìn)給力為 N 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用 3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 工序70 半精車齒輪軸左端面，保證全長，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓Φ75mm加工到尺寸要求。 1、加工條件 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）、背吃刀量ap 查，得半精車余量ap=0.9mm 1）、進(jìn)給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。 3）、切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =158m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =97m/min 最后決定切削用量 工序80 粗銑鍵槽 機(jī)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，可查得立銑刀 2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=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。 2）決定每齒進(jìn)給量 查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，X52K型銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 3.6.1精銑鍵槽 （1）選擇的機(jī)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。 2）決定每齒進(jìn)給量 查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度時，銑刀每齒進(jìn)給量，取，所以 mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，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。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30， XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 工序100: 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 1）確定磨削深度=0.5mm 2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 8.16.1工序 磨外圓達(dá)到尺寸要求，磨外圓尺寸要求 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=i，故 ==0.66min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min, 則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6）小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動時間0.66min, 輔助時間0.2min。 工序100: 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過渡圓角。 1）確定磨削深度=0.5mm 2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 工序110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。 1）確定磨削深度=0.5mm 2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=i，故 ==0.66min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min, 則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6）小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動時間0.66min, 輔助時間0.2min。 3 基本工時 3.1工序30 粗車右端面 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故 min 3.2工序30 粗車Φ68外圓留2.5mm的余量，粗車Φ50外圓留2.5mm的余量，粗車至圖紙尺寸外圓留2.5mm余量 式中，l=413.5mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=418.5mm,故 　　min 3.2工序30 粗車外圓留2mm的余量，粗車外圓留2mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面，粗車外圓留2mm的余量 式中，l=263mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=268mm,故 　　min 3.2.1半精車左端面，保證總長614.5，半精車Φ68外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車Φ50外圓以及外圓臺階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺階留1mm余量 式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故 min 3.2.1 掉頭裝夾，半精車外圓留2mm的余量，半精車外圓留1mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面. 半精車外圓留1mm的余量 式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故 min 3.2.2工序110 車退刀槽4XΦ38, 車退刀槽3XΦ38 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 3.2.2工序110 精車外圓以及外圓臺階留0.5mm余量，并倒角0.5x45度 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 3.2.2工序110 精車外圓留0.8mm的余量，精車外圓留0.5mm的余量，以及對應(yīng)的臺階面 式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=47mm,故 min 3.2.2工序110 車螺紋M40X1.5-6g 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量為,則L=77mm,故 min 3.5.1精銑 式中，。，則， min 3.5.1精銑 式中，。，則， min 32 4 銑16槽夾具設(shè)計 4.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑18槽，該槽對中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)工件的加工要求，該工件必須限制工件的六個自由度，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） 為了保證58必須限制Z向的移動及X向的轉(zhuǎn)動。 （2） 為了保證18和槽面的對稱度必須保證Z向的轉(zhuǎn)動，X向的移動，Y向的轉(zhuǎn)動。 （3） 為了保證軸肩與鍵槽右端的長度為5，必須限制Y向的移動。 4.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 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： 安全系數(shù)K可按下式計算： 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)： 由此可得： 所以 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(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1. 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 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(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 4.4 誤差分析與計算 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，因此對一批工件來說，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對稱中心平面內(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)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設(shè)計基準(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 4.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表5.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)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。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 結(jié)論 JS008接頭的加工工藝及夾具設(shè)計，主要是對JS008接頭的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計。JS008接頭的加工工藝設(shè)計主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設(shè)計主要是要設(shè)計出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計時，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過三個多月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計有關(guān)的知識有了更深的理解，增強(qiáng)了對本專業(yè)綜合知識運用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 致謝 首先，我要感謝老師對我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計中，他給予了我學(xué)術(shù)和指導(dǎo)性的意見。我萬分的感謝他們給我的寶貴的指導(dǎo)意見和鼓勵。 我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中。 最后，很感謝閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計（論文）的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計（論文）。 33 參考文獻(xiàn) [1] 李旦等，機(jī)床專用夾具圖冊，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。 [2] 孫已德，機(jī)床夾具圖冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984。 [3] 何玉林，機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，20001983。 [4] 機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實用叢書編委會，形狀和位置公差，北京：中國計劃出版社，2004。 [5] 淘濟(jì)賢等，機(jī)床夾具設(shè)計，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986。 [6] 李洪，機(jī)械加工工藝師手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [7] 機(jī)械設(shè)計手冊編委會，機(jī)械設(shè)計手冊卷4，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998。 [8] 東北重型機(jī)械學(xué)院，機(jī)床夾具設(shè)計手冊，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979。 [9] 賀光誼等，畫法幾何及機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，1994。 [10] 丁駿一，典型零件制造工藝，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1989。 [11] 孫麗媛，機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。 [12] 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計手冊，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [13] 孟少龍，機(jī)械加工工藝手冊第1卷，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [14] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [16] 馬賢智，機(jī)械加工余量與公差手冊，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994。 [17] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [18] 周永強(qiáng)，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002 34