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前 言
地方及周邊地區(qū)的快速發(fā)展需要越來(lái)越多的實(shí)用型應(yīng)用型人才。高等職業(yè)教育根據(jù)“必須、夠用”原則培養(yǎng)出一大批能把科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用技術(shù)，把產(chǎn)品設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為工藝流程，把宏觀決策轉(zhuǎn)化為微觀管理的技術(shù)型和管理型的人才。正是在這種背景下，我們?yōu)槿嫣嵘陨淼闹R(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是繼專業(yè)基礎(chǔ)課程如機(jī)械制造工藝學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測(cè)量等之后，并在一定生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，要求我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和產(chǎn)品的加工要求，進(jìn)行加工工藝規(guī)程和夾具的設(shè)計(jì)。
機(jī)床夾具是保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量高、數(shù)量多、成本的一種極重要的工藝裝備。其主要作用是：可靠地保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)的重要組成部分。一個(gè)好的設(shè)計(jì)，應(yīng)能穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力，制造、維護(hù)容易等其衡量指標(biāo)。
本人設(shè)計(jì)的課題是矩形齒花鍵軸銑花鍵設(shè)計(jì)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能夠綜合的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本知識(shí)和理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題,已初步具備設(shè)計(jì)一定復(fù)雜程度的零件的工藝規(guī)程能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法.擬訂夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力,并熟悉和運(yùn)用相關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等技能的一次綜合訓(xùn)練的機(jī)會(huì),為今后從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。
作為一名高職院校的學(xué)生，我深知自己知識(shí)、能力和經(jīng)驗(yàn)的不足,正是這種不足讓我在今后的工作中更加謙虛謹(jǐn)慎、腳踏實(shí)地、不斷進(jìn)步，敬請(qǐng)各位老師多多指教 。
目 錄
一、 零件的工藝分析----------------------------------------------------（4）
二、 毛坯的選擇--------------------------------------------------------（4）
三、 基準(zhǔn)的選擇--------------------------------------------------------（5）
四、 擬定機(jī)械加工工藝路線----------------------------------------------（5）
五、 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差----------------------------------（8）
六、 選擇機(jī)床及工藝裝備------------------------------------------------（8）
七、 確定且學(xué)用量及基本工時(shí)--------------------------------------------（9）
八、 銑花鍵夾具設(shè)計(jì)----------------------------------------------------（14）
結(jié)論--------------------------------------------------------------（19）
致謝--------------------------------------------------------------（20）
參考文獻(xiàn)----------------------------------------------------------（21）
要求：材料為45鋼大批量生產(chǎn)
技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理28～32HRC
一、 零件的工藝分析
1、 零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
該零件是及其中常見(jiàn)的零件，也是重要零件。某主要功用是支撐住傳動(dòng)零件和傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩。該零件是旋轉(zhuǎn)類零件，其長(zhǎng)度大于直徑，其加工表面為外圓柱面、矩形花鍵、鍵槽，該零件是以φ20的軸安裝在孔上，并以鍵槽與孔定位，起傳動(dòng)作用。矩形8×6+00.03花鍵軸主要工作中永受一定力。因此，要求一定強(qiáng)度、剛度、韌度。
2、 主要加工表面及其要求
① 矩形花鍵軸兩端面對(duì)公共軸心線的圓跳動(dòng)公差為0.03mm，表面粗糙度Ra為1.6um
② 花鍵外圓φ36對(duì)公共軸心線，圓跳動(dòng)公差為0.04mm，表面粗糙度Ra為3.2um
③ φ25+00.03mm外圓（兩處），對(duì)公共軸心線圓跳動(dòng)公差為0.04mm，表面粗糙度Ra為1.6um
④ φ 20+00.03mm外圓，對(duì)公共軸心線圓跳動(dòng)公差為0.04mm，表面粗糙度Ra為3.2um
⑤ 鍵槽的寬度為6+00.03mm，深度為1.8mm，表面粗糙度Ra為3.2um
二、 毛坯的選擇
1、 確定毛坯的類型，制造方法和尺寸及其公差
① 因零件材料為45鋼，屬于大批量生產(chǎn)，所以毛坯選用自由鍛造成形
② 自由鍛件尺寸公差等級(jí)為CT15（見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]中3-1①）其余加工量及公差符合（JB249、2-1986）其余加工余量為3—5級(jí)。
2、 確定毛坯的技術(shù)要求
① 調(diào)質(zhì)處理28～32HRC，使軸的整體具有較好的綜合能力
② 未注倒角C0.5
3、 繪制毛坯圖如圖：
三、 基準(zhǔn)的選擇
該零件圓中較多尺寸及形位公差是以兩中心孔及其端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。因此必須首先加工處兩中心孔B2.5/8及其端面，為后續(xù)工序作為基準(zhǔn)。根據(jù)粗精基準(zhǔn)選擇原則，確定加工表面的基準(zhǔn)加工表3-1所示：
表3-1 加工表面的基準(zhǔn)
序號(hào)
加工標(biāo)準(zhǔn)
基準(zhǔn)選擇
1
B2.5/8中心孔及其兩端面
軸外圓柱表面（粗基準(zhǔn)）
2
矩形花鍵軸外圓及倒角車槽
兩中心孔B2.5/8
3
矩形花鍵8x6+00.03
兩中心孔B2.5/8
4
鍵槽6+00.03
兩中心孔B2.5/8
四、 擬定機(jī)械加工工藝路線
1、確定各表面的加工方法
根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，選定以下加工方法：
矩形花鍵軸的兩端面加工方法為車削，B2.5/8孔的加工方法為鉆，該軸外圓加工方法為車削，該倒角加工方式為車削，其花鍵加工方法為銑削，鍵槽的加工方法為銑削。
具體方法如下 ：
① 矩形花鍵軸兩端面為φ25+00.03，公差等級(jí)IT12，表面粗糙度Ra為6.3um（見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]表4-2及表4-5）需要進(jìn)行粗車。
② 鉆中心孔B2.5/8可直接采用麻花鉆（2.5/8鉆頭）鉆削。
③ 車矩形花鍵軸外圓車槽：倒角的表面粗糙度Ra為3.2cm～1.6cm，公差等級(jí)為IT8見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]表4-2需粗車、精車才能達(dá)到要求。
④ 矩形花鍵8xmm，且保證小徑φmm其表面粗糙度Ra為3.2cm。公差等級(jí)為IT12，見(jiàn)參考文獻(xiàn)表4-2需粗銑—精銑。
⑤ 鍵槽寬度φ6+00.03mm其表面粗糙度Ra為3.2cm，公差等級(jí)為IT9見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]表4-2只需粗銑即可。
2、擬定加工工藝路線
加工方案有以下兩種，分別如表4-1和表4-2所示：
表4-1 加工方案一
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
加工基準(zhǔn)
工藝裝備
10
下料
棒料φ40x200
鋸床
20
粗車
夾一端車端面，見(jiàn)平即可，鉆中心孔B2.5/8
外圓
車床
30
粗車
倒立裝夾工件，車端面，保證總長(zhǎng)190mm鉆中心孔B2.5/8
外圓
車床
40
粗車
以兩中心孔定位裝置裝夾工作粗車外圓各部留加工余量2mm，長(zhǎng)度方向各留加工余量2mm
中心孔
車床
50
熱處理
調(diào)質(zhì)處理28～32HRL
60
精車
以兩中心孔定位裝夾工件，精車各部尺寸切槽2xφ18mm,切槽3xφ23mm（兩處）倒角C2。及C0.5。以及鉆中心孔B2.5/8
中心孔
車床
70
粗銑
一夾一頂裝夾工件精銑花鍵
8xφmm留加工余量1mm
中心孔
車床
80
精銑
一夾一頂裝夾工件精銑花鍵
8xφmm保證以小徑φmm
中心孔
銑床
90
劃線
劃φ 6+00.03mm鍵槽線
100
精銑
一夾一頂裝夾工件精銑鍵槽
φ 6+00.03mm保證尺寸1mm
中心孔
銑床
110
精銑
一夾一頂裝夾工件精銑鍵槽
φ6+00.03mm保證尺寸18.2mm
中心孔
銑床
120
清洗
130
檢驗(yàn)
表4-2 加工方案二
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
加工基準(zhǔn)
工藝設(shè)備
10
下料
棒料φ40x200
鋸床
20
粗銑
同時(shí)銑兩端，鉆中心孔B2.5/8
外圓
專用機(jī)床
30
粗車
以兩中心孔定位粗車外圓各部孔留加工余量2mm，長(zhǎng)度方向留加工余量2mm
中心孔
車床
40
粗車
以兩中心孔定位粗車另一端加工余量2mm，長(zhǎng)度方向各留加工余量2mm
中心孔
車床
50
熱處理
調(diào)質(zhì)處理28～32HRL
60
精車
以兩中心孔定位裝夾工件，精車一端切槽3xφ23mm倒角C2。及C0.5。
中心孔
車床
70
精車
以兩中心孔定位裝夾車槽另一端面，各部尺寸切槽2xφ18mm,切槽3xφ23mm 倒角C2。及C0.5
中心孔
車床
80
粗銑
一夾一頂裝夾工件精銑花鍵8xmm留加工余量1mm
中心孔
銑床
90
精銑
一夾一頂裝夾工件精銑花鍵8xmm保證小徑φmm
中心孔
銑床
100
劃線
劃φ6+00.03mm鍵槽線
110
粗銑
一夾一頂裝夾工件粗銑鍵槽φ6+00.03mm留加工余量1mm
中心孔
銑床
120
精銑
一夾一頂裝夾工件精銑鍵槽 φ6+00.03mm留加工余量18.2mm
中心孔
銑床
130
清洗
140
檢驗(yàn)
3、工藝路線方案的分析與比較
①方案一
按工序集中原則，車外圓、車槽、車倒角，在同一臺(tái)車床上完成，其優(yōu)點(diǎn)是工藝路線短，減少工件裝夾次數(shù)，易保證表面間的未知精度。需要車床數(shù)量少，減少工件在工序間的運(yùn)輸，減少附注時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。
②方案二
按工序分散原則，組織工序先在專用機(jī)床上，同時(shí)銑兩端面，鉆中心孔。其車一端外圓，車槽倒角在一臺(tái)車床上，而另一端面外圓、車槽、車倒角在另一臺(tái)車床上。其優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備和工藝裝備數(shù)目多，缺點(diǎn)是工藝路線長(zhǎng)，增加工件裝夾次數(shù)。由于該零件形狀規(guī)則，加工面集中適用單件小批量生產(chǎn)，看采用普通車床銑床等。盡量使工序集中以保證質(zhì)量的要求，考慮選擇方案一更為合理。
五、 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
加工余量可采用查表修正法確定，確定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序網(wǎng)前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注，當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸，只與工序加工余量有關(guān)，當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸用工藝尺寸鏈解算。中間工序尺寸按“單項(xiàng)入體”原則標(biāo)準(zhǔn)，但毛坯和孔的距尺寸公差帶一般取雙向?qū)ΨQ布置。中間工序尺寸的公差可以相應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度表中查得。
該零件工序無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換各表加工均用同意基準(zhǔn)重合，查各種表面加工余量表，分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表5-1所示：
表5-1 機(jī)械加工余量及工序尺寸
工序號(hào)
工序內(nèi)容
單邊余量/mm
工序尺寸/mm
表面粗糙度Ra/mm
20
車一端端面
5
195
6.3
30
倒頭車另一端端面
5
190
6.3
40
粗車外圓臺(tái)階φ
2
φ
6.3
粗車外圓臺(tái)階φ25+00.03
4.5
φ27+00.03
6.3
粗車外圓臺(tái)階φ20+00.03
1.5
φ22+00.03
6.3
50
精車外圓臺(tái)階φ
1
φ360-0.1
3.2
精車外圓臺(tái)階φ25+00.03
1
φ25+00.03
1.6
精車外圓臺(tái)階φ20+00.03
1
φ20+00.03
3.2
切槽3xφ23
1
φ23
6.3
切槽2xφ18
1
φ18
6.3
倒角2.2x45。。
2
φ
3.2
倒角0.7x45。
1
φ25+00.03φ20+00.03
1.6
3.2
60
粗銑花鍵
2.5
φ
6.3
70
精銑花鍵
0.5
φ
3.2
80
粗銑花鍵
2.5
φ5+00.03
6.3
90
精銑花鍵
0.5
φ6+00.03
3.2
六、 選擇機(jī)床及工藝裝備
1、選擇機(jī)床
① 工序10
由于要求是棒料零件，為里達(dá)到φ40x200棒料，選用鋸床加工切割合適。
② 工序20、30、40、60
粗車兩端面、鉆兩中心孔及粗車、粗車外圓、切槽、倒角時(shí)，為提高效率，減少裝卸時(shí)間適用CA6140型普通臥式車床比較合適，由于中心孔精度不用考慮，選麻花鉆即可。
③ 工序70、80、100、110
銑花鍵、鍵槽時(shí)，由于單件小批量生產(chǎn)，即選用臥式銑床XA6132銑比較合適。
2、選擇刀具
該零件無(wú)特殊形狀表面，小批量生產(chǎn)，一般采用通用或標(biāo)準(zhǔn)刀具，車床上粗車面用P10外圓車刀鉆孔用粗直柄∝。麻花鉆查參考文獻(xiàn)[1]中表5-28知，其直徑范圍0.10～0.35在外圓用P10外圓車刀，切槽用切槽車刀，其直徑為1mm。倒角用P1045度倒角倒，銑矩形花鍵mm。查參考文獻(xiàn)[1]中表5-40①所示，用三面刀銑刀，且銑刀直徑為90～110mm。查參考文獻(xiàn)[1]中5-44所示d=100mm.孔徑D=32mm。z=6，Z=18。銑鍵槽6+00.03mm。查參考文獻(xiàn)[1]表5-40①所示，用粗齒i面刀，且銑刀直徑90～170mm。查表5-44所示d=100mm?？讖紻=32mm。寬度L=6，齒數(shù)Z=18。
3、 選擇夾具
該零件加工工序20、30、40、60采用三爪卡盤，其余工序用頂尖。
4、 選擇量具
⑴選擇車端面，鉆中心孔B2.5/8量具
其端面尺寸未注公差。按IT14要求，其為25的標(biāo)準(zhǔn)公差T為0.52mm，查參考文件機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)中5-56①，計(jì)算其不確定度，允許值n1=0.029mm。查參考文件機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)中表5-57①分度值，0.02mm游標(biāo)卡尺，其確定數(shù)值V=0.02mm。u
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