芯軸加工工藝及鉆5-M8-7H孔夾具設(shè)計(jì)【含圖紙+文檔全套】

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在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC110。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。 5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：鉆頭φ6.8(M8螺紋底孔)。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時(shí) T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時(shí)工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 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(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： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得： 所以有： 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；　參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 可得： 所以 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)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類型和特點(diǎn): 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。 3、快換鉆套：當(dāng)對孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。 在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因?yàn)榇算@的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 5.5 鉆模板 在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4] 5.6定位誤差的分析 3) 夾具安裝誤差 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0. 4) 夾具誤差 因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。 5) 加工方法誤差 因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè) 。 2. 保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是 即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為 或 當(dāng)時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。 知此方案可行。 5.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 11 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.011 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 HT150 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT150 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 110 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 5.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 5.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(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)動自由度。此時(shí)雖然有過定位，但面是經(jīng)加工過的面，定位是允許的。 12 1 課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)芯軸零件芯軸零件機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 曹 光 宇 學(xué)生學(xué)號： 0930120127 院 院系）： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 年級專業(yè)： 09 機(jī)設(shè) 1 班 指導(dǎo)教師： 陶福春 二一一年十二月2目 錄 序序 言言.21 1 零件的分析零件的分析.31.11.1 零件的作用零件的作用.31.21.2 零件的工藝分析零件的工藝分析.32 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì).42.12.1 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式.42.22.2 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇.42.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇.42.2.2 精基準(zhǔn)的選擇.42.32.3 工藝路線的擬定工藝路線的擬定.42.42.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.52.52.5 確定切削用量及基本工時(shí)確定切削用量及基本工時(shí).63 3 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì).123.13.1 問題的提出問題的提出.123.23.2 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì).123.2.1 定位裝置的選擇.123.2.2 夾緊裝置的選擇.133.2.3 定位誤差分析.143.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明.14參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).153序 言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。 41 零件的分析1.1 零件的作用 軸類零件是常見的典型零件之一。按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實(shí)心軸、空心軸等。它們在機(jī)器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動。題目所給的零件是芯軸。 它屬于軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋孔、槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時(shí)退刀方便；槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。 1.2 零件的工藝分析 芯軸主要有三組加工表面，它們相互之間都有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下： 1主要是 35 為主的外圓加工表面。 這一組加工表面包括：一個(gè) 35 外圓及端面，40 外圓。還有 1.7x33的槽。 2主要是 90凹槽的加工表面。 這一組加工表面主要通過角度銑刀來加工 90凹槽。 3主要是 77 外圓、端面的加工表面。 這一組加工表面主要是車 77 外圓，53、深 5 的槽。同時(shí)還要對其攻螺紋 M8、RCI/8，共 5 個(gè)，深 21。 這三組加工表面之間都有一定的位置要求，主要是加工順序的安排。三組加工面應(yīng)該依次加工，這樣有利于裝夾，同時(shí)能夠很好的保證零件的加工質(zhì)量，提高零件的加工精度。 由以上的分析可知，對于三組加工面而言，可以先加工第一組加工面，然后借于專用夾具加工另外的表面，并且保證他們之間的位置精度要求。 52 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)2.1 確定毛坯的制造形式 該芯軸零件材料應(yīng)該選 45 鋼，因其屬于一般的軸類零件，故選 45 鋼可滿足其要求。 該芯軸零件屬于中、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇85 的熱軋圓鋼棒料作毛坯。這對于提高生產(chǎn)率、保證零件加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 該芯軸零件粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。外圓加工采用三角卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、外圓。先用外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾已經(jīng)加工的外圓面，在加工另一端的表面。芯軸主要是回轉(zhuǎn)表面，主要應(yīng)采用車削與外圓磨削成形。但該零件還有90凹曹以及 53，深 5 的槽和 5 個(gè)螺紋孔，所以也要用銑削和鉆孔來完成。由于公差等級較低，表面粗糙度 Ra 值較大，故除 35 外圓需半精加工外，其余表面和加工工藝都只需粗加工。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為了保證不加工表面和加工表面的位置的要求應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 2.3 工藝路線的擬定 為了保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求必須制定合理的工藝路線。 由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn) 所以采用通用機(jī)床配以專用的工、夾、具并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量以便降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，還要考慮經(jīng)6濟(jì)效果。 制定工藝路線： 下料車削毛坯-車兩端面粗車各外圓半精車 35mm 外圓車退刀槽槽鉆、擴(kuò)螺紋孔銑 90缺口和 53mm 深 5mm 的槽攻 5*M8-7H 螺紋終檢。 鑄件 退火 工序: 1.平兩端面，粗車 35mm，40mm 外圓，掉頭車 77mm 外圓。 2.半精車 35mm 外圓。3.車退刀槽 1.7*33mm。4.鉆、擴(kuò)螺紋孔。5.銑 90缺口和 53mm 深 5mm 的內(nèi)圓槽。6.攻螺紋 5*M8-7H。7.鉆 8mm 深 4mm 的錐孔。 8.檢驗(yàn)、入庫。 在銑直角缺口時(shí)，工件必須傾斜-26，直角銑刀垂直銑下。這樣能更好的銑出 90凹槽。 此方案還要考慮工廠的具體條件等因素如設(shè)備能否借用工、夾、量具等。根據(jù)此方案的工藝路線制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示: 毛坯為鑄件清理后退火處理以清除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機(jī)械加工性能在毛坯車間調(diào)整 V 型活塊使其達(dá)到加工面的技術(shù)要求然后在機(jī)械加工車間進(jìn)行加工。 根據(jù)此工序的安排編出機(jī)械加工工藝過程卡及工序卡片。 工序: 1.去料，車削毛坯2.平兩端面，粗車 35mm，40mm 外圓，掉頭車 77mm 外圓。 3.半精車 35mm 外圓。4.車退刀槽 1.7*33mm。5.鉆、擴(kuò)螺紋孔。6.銑 90缺口和 53mm 深 5mm 的槽。7.攻螺紋 5*M8-7H。8.鉆 8mm 深 4mm 的錐孔。 9.檢驗(yàn)、入庫。72.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“芯軸”零件材料為 45 鋼，硬度為 207-241HBW，毛坯重量約為 1.2kg 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工面的機(jī)械加工余量、工序尺寸如下：1外圓表面、端面（35，40mm） 。考慮其加工長度為 125mm 與其連接的最大加工外圓表面為 80，為簡化模鍛毛坯外形，現(xiàn)在直接取外圓表面為 80mm。直徑 77mm 表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值只要求粗加工，此時(shí)直徑余量 2Z=3mm 已能滿足加工要求。35mm外圓的表面粗糙度值為 3.2，需要半精加工。設(shè)定其粗加工余量 2Z=4mm，則半精加工余量 2Z=1mm。2芯軸的 2 個(gè)端面的加工余量（35mm 77mm）根據(jù)所設(shè)計(jì)的零件毛坯圖，端面的加工余量也就是長度方向的加工余量應(yīng)該規(guī)定為 3-5mm 現(xiàn)取為 3mm.3. 90缺口的加工余量。該加工部位的毛坯為實(shí)心，要有一定的切削力，參照工藝手冊及零件毛坯圖確定加工余量為：銑 90凹槽：Z=0.5mm.4. 53mm 深 5mm 的內(nèi)圓槽該加工部位是銑內(nèi)圓槽，故采用銑削加工。內(nèi)圓為 53mm 見零件毛坯圖。因精度要求不高，參照工藝手冊確定內(nèi)圓槽的加工余量為 2Z=2.5mm。5.5 個(gè) M8-7H 內(nèi)螺紋孔。由于內(nèi)孔要有精度要求，參照工藝手冊表確定工序尺寸及余量為：鉆孔：6mm 擴(kuò)孔：6.5mm 2Z=0.5 mm攻螺紋：8 mm 2Z=1.5 mm車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由機(jī)械加工工藝手冊或切削用量手冊中選取通過查手冊可得出以上的加工余量，再考慮到其所要加工的次數(shù)，從而可以確定出毛坯所要達(dá)到的尺寸。 綜合考慮所要加工零件的尺寸及要加工表面所要達(dá)到的粗糙度，選擇如下機(jī)床：普通車床：CA6140、立式銑床、立式鉆床。2.5 確定切削用量及基本工時(shí)工序 2：車兩端面及外圓。81.加工條件：工件材料：80，長度尺寸 130mm45 鋼正火，6b=0.60GPa 模鍛。加工要求：平兩端面，粗車 35mm，40mm 外圓，掉頭車 77mm 外圓。機(jī)床選擇：CA6140 臥式車床。刀具：主要采用硬質(zhì)合金外圓、端面車刀，以提高刀具的耐磨性。量具：采用卡板。2計(jì)算切削用量（1） 粗車 35 外圓端面1） 確定斷面最大加工余量：根據(jù)芯軸毛坯圖已知毛坯長度方向的加工余量為 3mm，但考慮到精車，精磨等加工，所以端面不必全部加工，但要留有余量，根據(jù)實(shí)際情況及加工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)取實(shí)際端面的最大加工余量可按 Zmax=1.5 考慮，分兩次加工。2）確定進(jìn)給量 f：根據(jù)切削用量簡明手冊及加工零件的實(shí)際情況取f=0.3mm/r3）計(jì)算切削速度：按切削手冊表，得切削速度的計(jì)算公式為：Vc=Cv/TmAxfyKv 由于切削速度并無嚴(yán)格要求，所以 Vc 取 0.5mm/r4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：Ns=1000Vc/3.14dw 按機(jī)床說明書，現(xiàn)取 500r/mm.5)計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊及實(shí)際加工情況取 Tm=0.05min.(2)粗車 40 外圓：1）背吃刀量：單邊余量 Z=1mm 可一次去除。2）進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊 ，現(xiàn)選用 f=0.3mm/r.3)計(jì)算切削速度：Vc=0.5mm/r.4)確定主軸轉(zhuǎn)速：Ns=1000Vc/3.14dw=518r/min 按機(jī)床選取 Ns=500r/min 故實(shí)際切削速度為Vc=3.14dn/1000=106mm/min5)切削工時(shí)：T=L+L1+L2/nf 現(xiàn)取 T=0.4min.(3)粗車 35 外圓。1）背吃刀量：單邊余量 Z=2mm 可一次去除。2）進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊 ，現(xiàn)選用 f=0.5mm/r.3)計(jì)算切削速度：見切削手冊表 1.27V=97. 081. 08 . 041. 15 . 026024235. 015. 02 . 0vvyxpMVfaTC9=111.1（m/min）4）確定主軸轉(zhuǎn)速=884(r/min)wsdvn10004014. 31 .1111000按機(jī)床選取 n=900(r/min)，所以實(shí)際的切削速度為：min/11310009004014. 31000mndV實(shí)際(4)車削 77 外圓：1）進(jìn)給量選 0.4mm/r2) 主軸轉(zhuǎn)速選 500r/min.3) 切削速度：Vc=0.5mm/r.4)基本工時(shí)：考慮到走刀長度以及背吃刀量，現(xiàn)取基本工時(shí) 0.23min.工序 3：半精車 35mm 外圓。1）切削深度：單邊余量 Z=0.5mm 可一次去除。2）進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊 ，現(xiàn)選用 f=0.5mm/r.3)計(jì)算切削速度：見切削手冊表 1.27V=97. 081. 08 . 041. 15 . 05 . 06024235. 015. 02 . 0vvyxpMVfaTC=132m/min4）確定主軸轉(zhuǎn)速=1167(r/min)wsdvn10003614. 31321000按機(jī)床選取 n=1200(r/min)，所以實(shí)際的切削速度為：min/136100012003614. 31000Vmnd實(shí)際工序 4：車退刀槽 1.7x33mm1）背吃刀量：單邊余量 Z=1mm 可一次去除。2）進(jìn)給量、切削速度以及主軸轉(zhuǎn)速同粗車 35、40 外圓同時(shí)進(jìn)行，故進(jìn)給量：f=0.5mm/r3)計(jì)算切削速度：見切削手冊表 1.27V=97. 081. 08 . 041. 15 . 016024235. 015. 02 . 0vvyxpMVfaTC10=123m/min4）確定主軸轉(zhuǎn)速=1119(r/min)wsdvn10003514. 31231000按機(jī)床選取 n=1200(r/min)，所以實(shí)際的切削速度為：min/132100012003514. 31000.mndv實(shí)際5）基本工時(shí)現(xiàn)取 0.3min.工序 5：鉆、擴(kuò)螺紋孔（1）鉆孔 6 f=0.75mm/rK=0.350.95=0.3/s (表 338)fl=0.35m/s （21m/min） （表 342）n =1115(r/min)swd1000v63.14211000按機(jī)床選取 n =1200r/minw故實(shí)際切削速度 =22.6(r/min) 1000ndsw切削工時(shí) l=18mm，l = 3mm，l =3mm12t = =6smfw21nlll3 . 0203318（2）擴(kuò)孔 6.5根據(jù)切削手冊表 3-3 可取 f=0.6(mm/r) (表 354)切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 =0.175m/s （10.5m/min） n =514(r/min)swd1000v6.53.145 .101000按機(jī)床選取 n =520r/min=8.67r/sw故實(shí)際切削速度 =0.17m/s 1000nd .sw切削工時(shí) l=18mm，l = 4mm，l =3mm12 t = =5s mfw21nlll6 . 067. 8341811工序 6：銑 90缺口和 53mm 深 5mm 的內(nèi)圓槽：（1）銑 90缺口根據(jù)切削手冊表 3-3 可知，可以取。齒/08. 0mmfz切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 V=0.3m/s 即 18m/min。采用鑲齒套式面銑刀，d=80mm,齒數(shù) Z=10。wn =71.6（r/min)swd1000v803.14181000現(xiàn)采用 X53T 立式銑床，根據(jù)銑床使用說明書（見工藝手冊表 4.2-39） ，取 n =76r/min。故實(shí)際切削深度為w=min)/(8 .171000718014. 31000ndwwm當(dāng) n =76r/min 時(shí)，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為wmfmin)/(8 .56711008. 0mmznffwzm查機(jī)床說明書，可取min/56mmfm切削工時(shí)：由于無精度要求，且所選銑刀刀齒寬度 36mm，所以 2 次加工就可以銑出缺口。由此可以得出行程為 175mmt =m(min)125. 356175（2）銑削 53mm 深 5mm 的內(nèi)圓槽。該工序和工序（5）基本相同，故根據(jù)切削手冊表 3-3 可知，同樣可以取。齒/08. 0mmfz切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 V=0.1m/s 即 6m/min。采用高速鋼粗銑刀，d=50mm，齒數(shù) Z=8。wn =38.2（r/min)swd1000v503.1461000現(xiàn)采用 X52K 立式銑床，根據(jù)銑床使用說明書（見工藝手冊表 4.2-39） ，取 n =37.5r/min。故實(shí)際切削深度為w=min)/(9 . 510005 .375014. 31000ndwwm當(dāng) n =37.5r/min 時(shí)，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為wmfmin)/(305 .37808. 0mmznffwzm查機(jī)床說明書，可取min/30mmfm12切削工時(shí)：由于無精度要求，工序和工序（5）基本相同，現(xiàn)取基本工時(shí)為2.36min.工序 7：攻螺紋 5xM8-7H。由于公制螺紋為標(biāo)準(zhǔn)螺紋，故切削用量可選為：v=0.1m/s=6m/min (切削手冊表 342)n =238(r/min)swd1000v83.1461000按機(jī)床選取 n =195r/min，則故實(shí)際切削速度為w=。min)/(9 . 51000238814. 31000ndswm機(jī)動工時(shí) l=19mm，l =3mm，l =3mm12t = =1.02(min)mfn8)ll(l21119583)319(工序 8：鉆 8mm 深 4mm 的錐孔。根據(jù)切削手冊表 3-3 可知，可以選擇進(jìn)給量 f=0.11mm/r。切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 V=18m/min。所以主軸轉(zhuǎn)速為n =716(r/min)swd1000v83.14181000按機(jī)床選取 n =680r/min，則故實(shí)際切削速度為w=。min)/(171000680814. 31000ndswm機(jī)動工時(shí) l=19mm，l =4mm，l =3mm12 t = =0.32(min)mfnlll2111. 06803419最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果加以整理，就可以得到該芯軸零件的加工工藝規(guī)程。第一節(jié)設(shè)計(jì)要求對夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，主要考慮如何提高加工率，保證零件加工質(zhì)量。13143 夾具設(shè)計(jì)3.1 問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。這次主要設(shè)計(jì)第六道工序粗銑 90缺口槽。本夾具將用于 X53T 立式銑床，刀具為鑲齒套式面銑刀。因是銑床夾具，所以必須有對刀裝置，查制造工藝手冊 ，并根據(jù)工序六的實(shí)際情況，選取直角對刀塊。其圖如下所示：3.2 夾具設(shè)計(jì)3.2.1 定位裝置的選擇由零件圖可知，90直角缺口與工件軸線成 64傾角。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為直角缺口兩條邊的長度。為了使誤差為零，將工件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 64，使直角缺口一條邊水平，一條鉛垂。將心軸一端的外圓柱面插入圓形套筒內(nèi)，由此可以芯軸的外圓柱面作為定位面。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用鑲齒套式面銑刀進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，采用螺旋式機(jī)械壓板壓緊，且用定位銷防止工件轉(zhuǎn)動。綜上所述，零件的定位方式如下圖所示：153.2.2 夾緊裝置的選擇由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知銑削時(shí)的主要切削力為銑刀的切削方向。由零件的定位方式可知，切削力的方向?yàn)樨Q直向下。為了在夾緊過程中能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置，夾緊力的作用方向應(yīng)與切削力方向一致。為了使夾緊力的大小適當(dāng)，操作方便、簡單而且省力， ，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對支承元件，并作用于工件剛性較好的部位，最后夾緊力作用點(diǎn)必須靠近加工表面，以減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。所以選擇 77mm 大端外圓的中心部位作為夾緊力作用點(diǎn)。下面計(jì)算切削力的大?。旱毒撸焊咚黉撹傹X套式面銑刀，直徑 80mm，Z=10切削力計(jì)算公式：0FFxfyfufzFpfezqwC a a aFFdn0.720.860.86350 3.1 0.084010957()80N查表可得=350、xf=1.0、yf=0.65、=0.83、=0.83、=3.1、=0.08、=40mFcZFFqpaZfeam、=0.86、=80mm、Z=10。其中，垂直分力=0.3 Fz=287NFu0dvF在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=K1K2K3K4其中： K1基本安全系數(shù) 1.5K2加工性質(zhì)系數(shù) 1.1K3刀具鈍化系數(shù) 1.1 K4斷續(xù)刀削系數(shù) 1.1所以 F=1.51.11.11.1287=573(N)。考慮實(shí)際夾緊力較小，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征，決定選用螺旋夾緊結(jié)16構(gòu)。為克服銑削時(shí)的垂直跳動，實(shí)際夾緊力 N 為：125731146()0.250.25HKFNNff其中：、為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，。1f2f120.25ff綜上所述，選取螺旋夾緊機(jī)構(gòu)作為該零件的夾緊元件。夾緊裝置下圖所述：3.2.3 定位誤差分析（1）定位元件尺寸及工差的確定。夾具的主要定位元件 35mm 的圓孔套筒，該定位孔的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相配的尺寸與公差相同。（2）由零件圖可知，用 35mm 深 90mm 的圓柱孔以及鉸鏈夾具定位后，定位誤差取決于定位銷和定位元件的制造誤差。同時(shí)對對中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整，利用中間線定位槽處的間隙為 0.05mm。銑削用量選擇： 根據(jù)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊銑床 X53T 銑床進(jìn)給量取 f =1500 V / D=56.8(mm/min)。因采用鑲齒套式面銑刀，=80mm,齒數(shù) Z=10。則按機(jī)床選取wd=76r/min。wn由于所加工的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術(shù)要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產(chǎn)生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。因此加工能滿足精度要求.。173.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為了提高勞動生產(chǎn)率，本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊，勢必要采取一些特別的方法。目前主要采用 3 個(gè)：一是要盡量提高毛坯的制造精度，使背吃刀量降低，減少切削力；二是要選擇合適的夾緊裝置，增加其的夾緊力度；三是盡可能使夾具上的定位元件合理的安裝在工作臺上，便于操作。18參考文獻(xiàn)1 張耀宸編.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊.航空工業(yè)出版社。2 艾興、肖詩綱編.切削用量手冊.機(jī)械工業(yè)出版社。3 侯珍秀編.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。4 趙家齊編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.機(jī)械工業(yè)出版社。5 孫玉芹、孟兆新編.機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ).科學(xué)出版社。6 張世昌，李旦，高航主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社。7 東北重型機(jī)械學(xué)院編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社。8機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編9簡明機(jī)械加工工藝手冊上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 徐圣群 主編10機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊第二版 上海科學(xué)技術(shù)出版社11切削手冊機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 編