變速器輸出軸機械加工工藝與銑鍵槽夾具設(shè)計【含CAD圖紙、PROE三維】

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西南大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品代號 零件圖號 零件名稱 01 變變變速器輸出軸 材料 45 供應(yīng)狀態(tài) 毛坯種類 毛坯重量(kg) 每一毛坯可制零件數(shù) 零件重量(kg) 成批中量 鍛件 1 部門 工序號 工序名稱 設(shè)備 主要工藝裝備名稱及規(guī)格 名稱 型號 夾具 刀具 量具 輔具 10 鍛造毛坯 20 時效 30 車兩端面（長度達187mm） 車床 CA6140 專用夾具 YT15 45°右偏刀 游標(biāo)卡尺 40 鉆中心孔B3.15/10 車床 CA6140 專用夾具 中心孔鉆 游標(biāo)卡尺 50 粗車外圓φ74.82mm 車床 CA6140 專用夾具 YT1590°右偏刀、頂尖，雞心夾，游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 60 粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 車床 CA6140 專用夾具 YT1590°右偏刀、頂尖，雞心夾，游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 70 調(diào)質(zhì)處理 80 修磨中心孔 磨床 M1432A 專用夾具 磨頭 90 精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 車床 CA6140 專用夾具 YT1590°右偏刀、頂尖，雞心夾，游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 100 車退刀槽2.5Xφ23.5 車床 CA6140 專用夾具 切斷車刀 游標(biāo)卡尺 110 掉頭，粗車φ35、φ34 車床 CA6140 專用夾具 YT1590°右偏刀、頂尖，雞心夾，游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 110 精車φ35、φ34 車床 CA6140 專用夾具 YT1590°右偏刀、頂尖，雞心夾，游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 120 粗鏜φ28 車床 CA6140 專用夾具 鏜刀 游標(biāo)卡尺 130 精鏜φ28，并倒角1*45° 車床 CA6140 專用夾具 倒角刀 游標(biāo)卡尺 140 銑鍵槽 銑床 X6132 專用夾具 直柄鍵槽銑刀、V形塊 150 銑花鍵 滾齒機 Y3150E 專用夾具 花鍵銑 160 滾齒 滾齒機 Y3150E 專用夾具 整體齒輪滾刀（模數(shù)為2.75，頭數(shù)2）彈簧夾頭、頂尖 170 去毛刺 180 清洗 190 檢驗 200 油封、入庫 設(shè)計 共2頁 校核 第2頁 標(biāo)記 處數(shù) 文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 文件號 簽字 日期 西南大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 車 間 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 共 2頁 小 組 產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速器輸出軸 第 1頁 工 序 號 60 工序名稱 滾齒 零件毛重 零件凈重 一個工人看管機床臺數(shù) 1 零件數(shù) 每臺件數(shù) 6 每次加工數(shù) 1 材料 名 稱 45 牌 號 45 狀 態(tài) 鍛造 設(shè)備 名稱型號 滾齒機 編 號 Y3150E 夾具 名 稱 滾齒 代 號 冷 卻 液 液壓油 每批件數(shù) 準(zhǔn)終時間 基本時間 單件時間 工步號 工 步 內(nèi) 容 刀具名稱規(guī)格 或代號 量具名稱規(guī)格 或代號 輔具名稱規(guī)格或代號 加工尺寸 (mm) 背吃刀量 (mm) 切削長度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進給 量 mm 切削時間 (min) 1 滾齒 整體齒輪滾刀（模數(shù)為2.75，頭數(shù)2） 游標(biāo)卡尺 彈簧夾頭、頂尖 74.85 2 20 2.5 59.7 352.8 0.1 0.19 編 制 校 對 審 核 會 簽 描 圖 更改 處數(shù) 文件號 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號 簽字 日期 西南大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 車 間 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 共 2頁 小 組 產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速器輸出軸 第 1頁 工 序 號 60 工序名稱 銑鍵槽 零件毛重 零件凈重 一個工人看管機床臺數(shù) 1 零件數(shù) 每臺件數(shù) 6 每次加工數(shù) 1 材料 名 稱 45 牌 號 45 狀 態(tài) 鍛造 設(shè)備 名稱型號 萬能銑床 編 號 X6132 夾具 名 稱 銑鍵槽 代 號 冷 卻 液 液壓油 每批件數(shù) 準(zhǔn)終時間 基本時間 單件時間 工步號 工 步 內(nèi) 容 刀具名稱規(guī)格 或代號 量具名稱規(guī)格 或代號 輔具名稱規(guī)格或代號 加工尺寸 (mm) 背吃刀量 (mm) 切削長度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進給 量 mm 切削時間 (min) 1 銑鍵槽 硬質(zhì)合金銑刀 直柄鍵槽銑刀、 V形塊 5 2.5 11 2.5 59.7 352.8 0.1 0.19 編 制 校 對 審 核 會 簽 描 圖 更改 處數(shù) 文件號 簽字 日期 更改 處數(shù) 文件號 簽字 日期 寧大學(xué) 課程設(shè)計(論文) 變速器輸出軸工藝與銑鍵槽夾具設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 29 目 錄 目 錄 1 第1章 零件的分析 3 1.1 零件的作用 3 1.2 零件的工藝分析 3 1.2.1分析、審查產(chǎn)品的零件圖和裝配圖 3 1.2.2 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 第2章 確定毛坯畫毛坯圖 4 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 5 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 5 3.2制定工藝路線 6 3.3 方案比較與分析 6 3.4選擇加工設(shè)備及刀、量具 9 3.5確定切削用量及基本工時 10 3.5.1 工序30 10 3.5.2 工序40 12 3.5.3 工序50 13 3.5.4 工序60 15 3.5.5工序80 15 3.5.6工序90 16 3.5.7工序100 16 3.5.8工序110 16 3.5.9工序120 16 3.5.10工序130 16 3.5.11工序140 17 3.5.11工序150 18 3.5.11工序160 19 3.5.11工序170 20 第4章 夾具設(shè)計 22 4.1 工序尺寸精度分析 22 4.2 定位方案確定 23 4.3 定位元件確定 23 4.4 定位誤差分析計算 24 4.5夾緊方案及元件確定 25 4.6 夾具總裝草圖 25 總 結(jié) 26 致 謝 27 參 考 文 獻 28 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 下面所示為動力輸出裝置中的主要零件。φ28mm孔與動力源（電動機主軸等）配合起定心作用。再由φ21.7mm處通過鍵將動力輸出。A,B是兩段支軸頸。 圖1 變速器輸出軸 1.2 零件的工藝分析 1.2.1分析、審查產(chǎn)品的零件圖和裝配圖 制定工藝規(guī)程時，首先應(yīng)分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件中的作用及零件的技術(shù)要求，找出其主要的技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。 1.2.2 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟性。 由圖3-5所示得知：其零件材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理200HBS，此為低碳鋼具有較高 的強度，耐磨性，耐熱性及減振性適用于較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件的主要加工面為軸的表面和孔10-φ20mm的銷。軸的表面會直接影響配合的接觸精度和密封。鍵槽的平行度也直接影響配合的精度。10-φ20mm銷的精度要求很高也是該零件 加工的關(guān)鍵所在。該零件上的平行度為0．08，圓度為φ0。05和圓跳讀0。04。由參考文獻中有關(guān)資料所得和機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的工藝性是可行的。 第2章 確定毛坯畫毛坯圖 在擬訂機械加工工藝規(guī)程時，毛坯選擇得是否正確，不僅直接影響毛坯的制造工藝及費用，而且對零件的機械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時的消耗都有很大影響。毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，機械加工的勞動量就越少，但毛坯制造的成本可能會越高。由于原材料消耗的減少，會抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件的材料、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量及具體的生產(chǎn)條件等作綜合考慮，以選擇毛坯。在毛坯選擇時，應(yīng)充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性，以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。 毛坯的種類包括：鍛造件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。合理的選擇毛坯，通常從下面幾個方面綜合考慮：1、零件材料的工藝特性；2、生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小；3、零件的形狀和尺寸；4、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。 根據(jù)零件材料確定此毛坯為鍛件。鍛造時應(yīng)安排人工調(diào)質(zhì)處理200HBS 參考文獻，＜1＞表2。3-7，該鍛件的尺寸公差等級為IT7-13級加工精度要求高的地方：例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2), 精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8). 根據(jù)該零件的各加工精度要求，經(jīng)過查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加工余量3mm，因此為圓柱所以保留加工余量為6mm.。 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 φ74.82 74.82 H 3.2(mm) φ25.5 25.5 H 3.5 φ25 25 mm G 4 φ23 50 mm H 4 φ20 20mm G 7 φ21.7 21.7 mm G 5.7 以上為各加工表面的總余量。 鍛件直接鍛造出此大概形狀，參考文獻（1）表2.3-6。用查表法確定各個加工的總余量如上圖所示。 由參考文獻（1）2.3-9可得鍛件主要尺寸的公差如下表所示： 主要毛坯尺寸及公差 （mm） 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT11 鍛件的長度尺寸 187 4 191 —— 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準(zhǔn)：1、在保證各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；2保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的方便可靠。其選擇的原則如下：1、基準(zhǔn)重合原則；2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；3、自為基準(zhǔn)原則；4、互為基準(zhǔn)原則；5、所選精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單適用。 精基準(zhǔn)的選擇：加工輸出軸，通過了解零件結(jié)構(gòu)特點和加工精度要求，可以初步選定車各階梯圓柱面時分別以不加工面為基準(zhǔn)。選定A面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案比較簡單，可靠，操作方便，使用夾具即可。利用鉆頂尖孔可以對精加工面進行自由度的限制確保加工達到要求精度。 3.2制定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各外圓面加工方法如下：外圓面：粗車—精車 因為外圓面與A端面的中心孔φ16H7有同軸度要求，所以宜在一次固定加工中完成，以保證其位置精度。根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的加工原則，先完成一端的粗加工后再精加工，再調(diào)頭加工另外一端。然后加工鍵槽，滾斜齒輪，最后進行修磨加工。 為改善工件材料的力學(xué)性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之間進行，這是因為淬火處理后尤其是滲碳淬火后工件會有較大的變形產(chǎn)生，為修正滲碳、淬火處理產(chǎn)生的變形，熱處理后需要安排精加工工序。在淬火處理之前，需要將銑鍵槽、鉆孔、攻螺紋，去毛刺等次要表面的加工進行完畢。當(dāng)工件需要作滲碳淬火處理時，由于滲碳過程工件會有較大的變形產(chǎn)生，常將滲碳過程放在次要表面加工之前進行，這樣可以減少次要表面與淬硬表面間的位置誤差。 根據(jù)機械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循以下幾個原則： 1、先加工定位基準(zhǔn)，再加工其他表面。 2、先加工主要表面，后加工次要表面。 3、先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 4、先加工平面，后加工孔。 為了減少工件的換位帶來的加工誤差，可以在一次裝夾中通過換刀來完成幾個工序的加工。對于位置度要求較高的孔系，宜在同一工位工安排該孔系相關(guān)表面的加工工作，以消除工件更換裝夾誤差對孔系位置精度要求的影響。 綜合上述論述，初步擬訂加工工藝路線如下： 3.3 方案比較與分析 加工路線方案一： 10時效 20車兩端面（長度達187mm） 30粗車外圓φ74.82mm 40粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 50修磨中心孔 60精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 70車退刀槽2.5Xφ23.5 80掉頭，粗車φ35、φ34 90精車φ35、φ34 100粗鏜φ28 110精鏜φ28，并倒角1*45° 120銑鍵槽 130拉花鍵 140滾齒 150調(diào)質(zhì)處理 160去毛刺 170清洗 180檢驗 190油封、入庫 加工路線方案二： 10時效 20車兩端面（長度達187mm） 30粗車外圓φ74.82mm 40粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 50調(diào)質(zhì)處理 60修磨中心孔 70精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 80車退刀槽2.5Xφ23.5 90掉頭，粗車φ35、φ34 100精車φ35、φ34 110粗鏜φ28 120精鏜φ28，并倒角1*45° 130銑鍵槽 140拉花鍵 150滾齒 160去毛刺 170清洗 180檢驗 190油封、入庫 上述方案中遵循了工藝路線擬定的一般原則，但是在某些工序上有些問題還值得進一步討論。 從上述2種方案比較可以看出，二者的區(qū)別在于調(diào)質(zhì)工序的安排，方案一把調(diào)質(zhì)放到后面工序，而方案二把調(diào)質(zhì)放到粗加工之后加工。從手冊了解可知調(diào)質(zhì)容易出現(xiàn)開裂變形等缺陷，如果安排在最終工序?qū)?dǎo)致零件尺寸超差達不到使用要求。 根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，可按粗、精加工跟開的原則來劃分工序，即先粗加工再精加工。此外，可用不同的機床或不同的刀具順次同步進行加工。對于單個零件要先粗加工、后半精加工，而后精加工?；蛘咭慌慵?，先全部進行粗加工、半精加工，最后再進行精加工。通常在一次安裝中，不允許將零件某一部分表面粗、精加工完畢后，再加工另的其他表面；否則，可能會在對新的表面進行大切削量加工過程中，因切削力太大而引起已精加工完成的表面變形。所以在車削中應(yīng)先切除整個零件的大部分余量，再將其表面精車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。粗精加工中間最好隔一段時間，以使粗加工后零件的變形能得到充分的恢復(fù)，再進行精加工，以提高零件的加工精度。 在工序中鉆孔、擴孔和對孔的攻絲可以只安排一個工序，這樣就可以節(jié)省工時，而且還減少了工步。 修改后的工藝路線如下： 鍛造毛坯 10時效 20車兩端面（長度達187mm） 30粗車外圓φ74.82mm 40粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 50調(diào)質(zhì)處理 60修磨中心孔 70精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 80車退刀槽2.5Xφ23.5 90掉頭，粗車φ35、φ34 100精車φ35、φ34 110粗鏜φ28 120精鏜φ28，并倒角1*45° 130銑鍵槽 140拉花鍵 150滾齒 160去毛刺 170清洗 180檢驗 190油封、入庫 3.4選擇加工設(shè)備及刀、量具 由于生產(chǎn)類型為少批量生產(chǎn)，所以所選設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機車。起生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床加工生產(chǎn)。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳遞，由于工件質(zhì)量較大，故需要輔助工具來完成。 平端面確定工件的總長度?？蛇x用量具為多用游標(biāo)卡尺（mm）,測量范圍0～1000mm（參考文獻[2]表6—7）。采用車床加工，床選用臥式車床CA6140（參考文獻[2]表4—3），專用夾具。鉆孔、擴孔、攻絲所選刀具見（參考文獻[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。 鉆中心孔。選用60°中心鉆（參考文獻[4]第6章）。 銑鍵槽5。選擇X6132臥式（萬能）銑床（參考文獻[2]表4—17）。選擇與鍵槽寬度相同型號的刀具。采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺。 滾齒。選用滾齒機Y3150E（參考文獻[2]表4—25）。專用夾具、量具及檢具。 修磨齒。選用內(nèi)圓磨床M2110（參考文獻[2]表4—12）專用量具、夾具。 3.5確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 3.5.1 工序30 本工序為車兩端面（長度達187mm），已知加工材料為45，鍛造件，有外皮，機床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)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為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， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，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的鍛造件，，，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.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 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，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 3.5.2 工序40 本工序為車兩端面鉆中心孔B3.15/10，已知加工材料為45，鍛造件，有外皮，機床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。 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的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 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 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 3.5.3 工序50 粗車外圓φ74.82mm 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C6140機床的中心高為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 == ②.確定進給量 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， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，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 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 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 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= ⑥.計算基本工時 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=126+= == 半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；半精鏜至，深。 3.5.4 工序60 粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21. 該工序與工序50的計算方法完全一樣，在此不一一計算。 工序70 調(diào)質(zhì)不需計算切削計算。 3.5.5工序80 修磨中心孔 ①.選擇砂輪 由《機械加工工藝手冊》4.8中磨料的選擇各表選取: A46GV69 350 其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織手型砂輪其尺寸為350（DBd） ②.切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s 軸向進給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表15-67 徑向進給量： f=0.02（雙線程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.737r/m （3-21） ③.切削工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===（s） （3-22） 磨的機床選擇為M2110A，刀具選擇代號為MY的圓柱磨頭，根據(jù)《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表13.4-16確定砂輪直接為20，則工件速度=20，縱向進給量，工作臺一次往復(fù)行程磨削深度，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出所耗工時為41.5 s。 3.5.6工序90 精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7 該工序與工序50的計算方法完全一樣，在此不一一計算。 3.5.7工序100 車退刀槽2.5Xφ23.5 切削深度ap：ap=3mm 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得切削速度， 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知深度為3mm，l=3mm 機動時間==0.052min=3.12s 3.5.8工序110 掉頭，粗車φ35、φ34 該工序與工序50的計算方法完全一樣，在此不一一計算。 3.5.9工序120 精車φ35、φ34 該工序與工序50的計算方法完全一樣，在此不一一計算。 3.5.10工序130 粗鏜φ28 粗鏜至Φ27mm 切削深度 ap =（D-d1）/2=（25-23）/2=1mm 進給量f=0.3—1.0mm/r ,取f=0.8mm/r （切削手冊表11.-27） 切削速度v=0.65—1.5m/s，取v=0.8m/s=48 m/min 主軸轉(zhuǎn)速ns=1000*48/(3.14*28)=546 r/min 取n=600 r/min 則實際切削速度v=52 m/min 切削工時： 工作臺每分鐘進給量fm=fn=0.8*600=480 mm/min 被切削層長度l=117mm 刀具切入長度l1=+(2--3)=+3=4.7mm 刀具切出長度l2l2=3—5mm, 取l2=4mm 則tm=(l+l1+l2)/fm=(111+4.7+4)/480=0.25min 3.5.11工序140 精鏜φ28，并倒角1*45° 刀具：普通單刃鏜刀B*H=8*8 精鏜至Φ28mm 切削深度 ap =（D-d1）/2=（26-25）/2=0.5mm 進給量f=0.15—0.5mm/r ,取f=0.3mm/r （切削手冊表11.-27） 切削速度v=0.8—1.5m/s，取v=1.5m/s=90 m/min 主軸轉(zhuǎn)速ns=1000*90/(3.14*30.5)=940 r/min 取n=1000 r/min 則實際切削速度v=96m/min 切削工時： 工作臺每分鐘進給量fm=fn=0.3*1000=300 mm/min 被切削層長度l=117mm 刀具切入長度l1=+(2--3)=+3=4.7mm 刀具切出長度l2l2=3—5mm, 取l2=4mm 則tm=(l+l1+l2)/fm=(111+4.7+4)/300=0.4min 3.5.11工序150 銑鍵槽 1． 加工條件 工件材料：45，σb =0.6GPa《機械工程材料》表5—6,24—38HRC。 加工要求：一夾一頂裝夾工件，粗，精銑花鍵 機床：X6132 2. 切削用量 選取銑刀類型及其參數(shù)：根據(jù)花鍵軸參數(shù)，選取高速鋼尖齒槽銑刀，其直徑D=40，銑刀厚度L=18，齒數(shù)Z=16 選取每齒進給量af:根據(jù)銑刀結(jié)構(gòu)及其參數(shù)，加工性質(zhì)和銑削寬度 ae=(120-112)/2=4mm 按表選取每齒進給量af=0.04mm/z 確定刀具耐久度T：按表18。2-14確定銑刀耐久度T=120min 選擇切削速度V：根據(jù)表18.2-14選取切削速度V，按條件D=40； L=10-16；Z=16；T=120min和af=0.04mm/z，取V1=45m/min，又根據(jù)不同的加工條件進行修正計算。 按表18.2-19，工件硬度為255—302HB時，取Kmv=1.27，最后確定V=V1，Kmv=45×1.27=57.15m/min. 確定銑床主軸轉(zhuǎn)速N N=100V/∏D=1000×57.15/∏×100=181.91r/min 根據(jù)X6132型銑床說明書，選定N‘=190r/min 最后確定的切削速度為： V=∏×100×190/1000=59.69r/min 確定每分鐘進給量Vf Vf=Af×Z×N‘=0.04×18×190=136.8mm/min 根據(jù)X6132銑床說明書，確定Vmm/min 校驗機床電動機功率：選取切削功率Pm=1.1kw, 按公式Pm≤η×Pe,則 1.1≤0.85×7.5 1.1＜6.375 所以滿足要求 計算縱向工作臺的工作行程長度： L=l+L1+L2 長度l=95mm，則L1=21mm 取L2=3mm,L=400+21+3=424mm (3) 切削工時 計算機動時間： Tm=LN/Vf=424×10/118=35.9min 3.5.11工序160 銑花鍵 定銑削深度：由于加工余量不大，故可一次走刀完成，擇ac=zb0.7mm 確定每齒進給量：af=0.1mm 計算切削速度：根據(jù)表3-27選刀具耐用度t=7.8×1000 由表3-29確定cv=68.5,zv=0.25,xv=0.3,yv=0.2,uv=0.1,pv=0.1,m=0.2 v=81.68s/min 選定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/3.14×d=1000×81.68/3.14×100=260r/min 根據(jù)機床說明書選n=255r/min 實際切削速度為v=3.14dn/1000=3.14/100=80.07m/min 計算基本工時 首先計算每分鐘進給量fm=afzn=0.1×6×25153mm/min 根據(jù)機床說明書選fm=165m/min 基本工時：T基=L/fm=72+8.5+8.5/165=0.55min 3.5.11工序170 滾齒 （1）滾齒 a、背吃刀量的選擇 參考文獻《機械加工工藝手冊》第二卷，表6.1—35可知滾刀走刀次數(shù)（背吃刀量）可知，盤形齒輪和軸齒輪的模數(shù)均小于3mm，故走刀次數(shù)為1次滾切至全齒深。 b、進給量的選擇 根據(jù)表6.1—36可知，前面所選擇的滾齒機床Y3180屬于第Ⅲ機床組別，查表6.1—37可知滾刀粗滾加工進給量為4～5mm/工件每轉(zhuǎn)，又因所加工的齒輪螺旋角分別為和15°，故均小于30°，所以粗加工進給量須乘以修正系數(shù)0.8，故修正后的粗滾進給量為3.2～4mm/工件每轉(zhuǎn)，查Y3180滾齒機說明書，選擇進給量3.5mm/工件每轉(zhuǎn)。 c、切削速度的選擇 根據(jù)上述的走到次數(shù)、進給量和表6.1—33推薦的滾刀壽命，考慮被加工材料性質(zhì)、齒輪模數(shù)和其他加工條件來確定切削速度，參考表6.1—39高速鋼標(biāo)準(zhǔn)滾刀粗切齒輪時的切削速度，選擇粗切速度35m/min，即n≈175r/min。 （2）剃齒 采用查表法，參照《齒輪制造工藝手冊》表10—9、表10—11查得余量及切削用量如3-6表所示： 表3-6 剃齒切削參數(shù)及切削余量 名稱 切削速度（m/min） 縱向進給量（mm/r） 徑向進給量 行程次數(shù) 剃齒余量 軸齒輪 105 0.18 0.025 mm 5次 0.025 盤形齒輪 105 0.25 0.02 mm 6次 0.04 依 據(jù) 表10—9 表10—9 表10—9 表10—9 表10—11 注：剃齒余量為齒厚余量。 （3）強力珩齒（盤形齒輪） 切削用量的選擇，參照《齒輪制造工藝手冊》表10—22，選擇主軸轉(zhuǎn)速800r/min，切削速度1.2m/min，軸向進給量2000mm/min，徑向進給量0.02mm/min；依據(jù)表10—23，選擇加工余量（公法線）0.04mm。 （1）機動時間：參考文獻《機械加工工藝手冊》第一卷，由公式 （4-11） 公試中b—齒輪的齒寬； 滾刀滾入和滾出長度； Z—被加工齒輪齒數(shù)； 滾刀的轉(zhuǎn)速； 為滾刀進給量； 為滾刀頭數(shù)。 其中 （4-12） 為滾切深度（由于是一次滾出，即為齒全深），為滾刀外徑，為滾刀的安裝角（通常等于工件的螺旋角），帶入數(shù)值計算得 （注：3～5取值4mm） 將以上參數(shù)帶入公式（4-11）計算得 （2）輔助時間：查《機械加工工藝手冊》第一卷表5.2—42滾齒機上雙頂尖工件裝夾時間為：0.14min；機床操作時間（工件刀具的啟動停止、刀架靠近和離開工件、清理鐵屑等）為：0.23min。故。 （3）作業(yè)時間：，即。 （4）布置工作場地時間：參考《機械制造工藝學(xué)》教材，可知該時間一般按作業(yè)時間的2%～7%計算，取5%作為參考計算，即。 （5）休息與生理需要時間：參考《機械制造工藝學(xué)》教材，可知一般按作業(yè)時間的2%～4%計算，取3%計算可知。 （6）準(zhǔn)備與終結(jié)時間：由于該零件為大批量生產(chǎn)，所以準(zhǔn)備與終結(jié)時間分?jǐn)偟矫考ぜ系牧亢苄?，可以忽略不計? （7）單件計算工時： 結(jié)束。 第4章 夾具設(shè)計 4.1 工序尺寸精度分析 本工序加工鍵槽，保證軸肩與鍵槽右端的長度為7，和外圓到鍵槽底部的距離22及鍵寬5該工序在X6132機床上加工，零件屬于中批量生產(chǎn)。 4.2 定位方案確定 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 必須限制Z向的移動及X向的轉(zhuǎn)動。 （2） 為了保證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7，必須限制Y向的移動。 4.3 定位元件確定 綜上分析：為了限制六個自由度，其中的Z移動Z轉(zhuǎn)動X移動X轉(zhuǎn)動用兩個V型塊限制，Y移動由右端V型塊上帶有一擋塊擋在的右端面限制，Y的轉(zhuǎn)動由的外圓柱面上的夾緊力限制。 4.4 定位誤差分析計算 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夾緊方案及元件確定 工件在定位時為了保證定位的精度需要在外圓面上加個壓板。 4.6 夾具總裝草圖 總 結(jié) 這次課程設(shè)計是對我在大學(xué)四年中所學(xué)知識的重要總結(jié)，它將我所學(xué)的科學(xué)理論知識與社會實踐相結(jié)合，是我們大學(xué)生從學(xué)校步入社會的主要載體之一。也正因通過老師的細(xì)心指導(dǎo)，在同學(xué)的積極幫助和我的不懈努力下，我完成了這個重要的課程設(shè)計。 在這次設(shè)計中我遇到不少難以解決的問題，比如：夾具的設(shè)計問題、CAD的繪圖問題以及說明書的編寫問題。通過對這些問題的認(rèn)識，我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié)；也通過解決這些問題，我更進一步的對所學(xué)專業(yè)知識的鞏固加深。所謂“溫故而知新”，在這些知識的基礎(chǔ)上還明白了許多課本所未涉及的知識，令人振奮！ 這次設(shè)計使我能綜合運用機械制造工藝學(xué)中的基本理論，并能結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐經(jīng)驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和學(xué)到了夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 致 謝 彈指一揮間，大學(xué)生活瞬間即逝。在最后階段，通過老師的認(rèn)真指導(dǎo)和我的不懈努力我終于完成了課程設(shè)計。在這次課程設(shè)計中，我將在課堂上所學(xué)到的相關(guān)的科學(xué)知識都運用到設(shè)計里面，又一次的鞏固了所學(xué)內(nèi)容，甚感欣慰。在完成這一設(shè)計的過程中，我遇到了許多困難。面對它們，我并沒有心灰意冷，而是查資料、尋找別人的幫助。在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我一個個的解決了它們，獲得了最后勝利！在這里，對幫助我完成這次課程設(shè)計的指導(dǎo)老師和同學(xué)表示真誠的謝意。在此特別感謝殷曉中與陳興和老師：這兩個月來他們不斷的引導(dǎo)我、教導(dǎo)我，讓我在這次課程設(shè)計中學(xué)到了很多知識！對于我不懂的問題，只要我提出他們就毫不吝嗇的、不厭其煩地幫我解決，殷老師和陳老師這兩個月來付出了辛勤汗水，換來了我在這次設(shè)計中所學(xué)到知識！我會謹(jǐn)記兩位老師的教誨，為社會貢獻一份自己的力量?？傊瑳]有你們的幫助，我很難完成這次設(shè)計，再一次表示我對你們最真誠的謝意。 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學(xué)[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [12] 王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8．