工艺技术_空心齿轮轴工艺规程及铣右端键槽工装夹具设计

毕业设计说明书毕业设计说明书 题目： 空心齿轮轴的工艺规程及铣右端键槽 的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切 削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 空心齿轮轴加工工艺规程及其铣右端键槽的夹具设计是包括 零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在 工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛 坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线； 接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工 序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计 出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹 具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的 定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中 注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metalcutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 目 录 录 序言序言1 一. 一. 零件分析零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二. 二. 工艺规程设计工艺规程设计3 2.1 确定毛坯的制造形式 3 2.2 基面的选择传 4 2.3 制定工艺路线 4 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 2.5 确定切削用量及基本工时7 三 三 夹具设计夹具设计20 3.1 问题的提出20 3.2 定位基准的选择20 3.3 切削力及夹紧力计算20 3.4 定位误差分析22 3.5 定向键和对刀装置设计23 3.6 夹具设计及操作简要说明26 总 结28 致 谢29 参考文献参考文献 30 第 1 页 共 30 页 序 序 言言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品， 并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接 供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各 种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业， 因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展 的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低 是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 空心齿轮轴的加工工艺规程及其铣右端齿轮轴的夹具设计是 在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材 料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件 在加工中的定位， 夹紧以及工艺路线安排， 工艺尺寸确定等问题， 并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自 己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知 识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意 生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好 的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评 指正。 第 2 页 共 30 页 一、一、 零件的分析零件的分析 1.1 1.1 零件的作用零件的作用 作用待查 1.2 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 从空心齿轮的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组 加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以20mm外圆为中心的加工面 这一组加工面包括：两端 20mm， 25mm的外圆，30mm的外 圆及齿轮的外圆 2. 左右两端槽及齿轮 这一组加工面包括：铣右端键槽，铣左端槽及滚齿 其中滚齿和基准A和基准B端面跳动公差0.018mm 第 3 页 共 30 页 二二. . 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 45，零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采 用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件 的轮廓尺寸不大，选用锻造，锻造精度为 2 级，能保证锻件的尺 寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 毛坯的设计 空心齿轮轴零件材料为 45，硬度选用5558HRC，毛坯重约 1Kg。生产类型为成批生产，采用锻造，2级精度组。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工 余量，对毛坯初步设计如下： 1. 两端20的外圆面 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得单边余量 Z=1.5mm 2. 两个25的外圆面 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得，单边余 量Z=1.5mm 3. 30的外圆面 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得 ，单边 余量Z=1.5mm 4. 39的外圆面（及齿轮的齿顶圆所在面） 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得 ，单边 余量Z=1.5mm 5. 两端10mm的内孔 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表4-3得，单边余 量Z=1.0mm 6.左右两端槽 在此处，因为加工的槽不是很大，所以可以不必留余量。 因其它表面均为不加工表面，而且锻造出的毛坯表面就能满 足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、 工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和 第 4 页 共 30 页 尺寸见图.2 “空心齿轮轴”零件毛坯简图。 2.2 2.2 基面的选择的选择基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正 确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则， 不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大 批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面 的精加工至关重要。 从零件图上可以看出， 空心齿轮轴比较规则， 所以粗基准比较容易选择。选择右端20外圆面作为粗基准。 （即当零件有不加工表面时， 应该以这些不加工表面作为粗基准， 若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置 精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 工件被三爪卡盘夹紧，限制六个自由度，实现完全定位 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与 工序基准不重合时， 应该进行尺寸换算， 这在以后还要专门计算， 此处不再重复。 2.3 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精 度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定 为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具， 并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效 果，以便使生产成本尽量降下来。 第 5 页 共 30 页 方案一 工序：锻造。 工序：表面渗碳 0.6mm，淬火 5558HRC 工序：粗车，半精车左端20 外圆及10 内孔 工序：粗车，半精车右端20、25、30、39 等的外 圆，及10 的内孔 工序：铣右端键槽 工序：铣左端槽 工序：精车左端20 外圆，车 M20X1.5-6g 的螺纹 工序：精车右端20、25、30 等外圆 工序：滚齿 工序 X：终检，入库。 方案二 工序：锻造。 工序：表面渗碳 0.6mm，淬火 5558HRC 工序：粗车，半精车左端20 外圆及10 内孔 工序：粗车，半精车右端20、25、30、39 等的外 圆，及10 的内孔 工序：精车左端20 外圆，车 M20X1.5-6g 的螺纹 工序：精车右端20、25、30 等外圆 工序：铣右端键槽 工序：铣左端槽 工序：滚齿 工序 X：终检，入库。 上述两种方案看起来大体合理， 不过仔细一看都有不足之处。 第一个 方案先是进行粗加工和半精加工， 然后铣槽， 再进行 精加工；而方案二则是粗加工，半精加工之后，接着就精加 工，然后铣槽，这样的话，工件表面 的精度有可能在后面的 加工过程被破坏，所以方案一相对比较合理，把精加工放到 后面。 具体的加工路线如下 第 6 页 共 30 页 工序：锻造。 工序：表面渗碳 0.6mm，淬火 5558HRC 工序：粗车，半精车左端20 外圆及10 内孔 工序：粗车，半精车右端20、25、30、39 等的外 圆，及10 的内孔 工序：铣右端键槽 工序：铣左端槽 工序：精车左端20 外圆，车 M20X1.5-6g 的螺纹 工序：精车右端20、25、30 等外圆 工序：滚齿 工序 X：终检，入库。 2.4 2.4 机械加工余量机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺， 分别确定各加工表面的加工 余量和工步如下： 1. 两端20的外圆面 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得单边余量 Z=1.5mm 2. 两个25的外圆面 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得，单边余 量Z=1.5mm 3. 30的外圆面 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得 ，单边 余量Z=1.5mm 4. 39的外圆面（及齿轮的齿顶圆所在面） 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表3-2得 ，单边 余量Z=1.5mm 5. 两端10mm的内孔 查机械制造工艺与机床夹具设计指导，表4-3得，单边余 量Z=1.0mm 6.左右两端槽 在此处，因为加工的槽不是很大，所以可以不必留余量。 第 7 页 共 30 页 2.5 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序：锻造。 工序 II：表面渗碳 0.6mm，淬火 5558HRC 工序 III：粗车，半精车左端20 外圆及10 内孔 工步一：粗车左端20 外圆 选硬质合金外圆车刀 1） 车削深度，因为后面还有半精加工，精加工，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率 为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 第 8 页 共 30 页 tmL/ Vf=(40+1)/475=0.052min。 工步二：半精车20 外圆 选择硬质合金内孔车刀 1） 车削深度，因为后面还有精加工，故可以选择 ap=0.4mm，一 次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率 为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(40+0.4)/475=0.050min。 工步三：粗车10 内孔 1） 车削深度，因为后面还有半精加工，故可以选择 ap=1.0mm， 一次走刀即可完成所需长度。 第 9 页 共 30 页 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率 为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(30+1)/475=0.037min。 工步四：半精车10 内孔 选择硬质合金内孔车刀 1） 车削深度，选择 ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 第 10 页 共 30 页 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率 为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(20+0.5)/475=0.035min。 工序：粗车，半精车右端20、25、30、39 等的外 圆，及10 的内孔 工步一：粗车右端20，25，30，39 等外圆 选硬质合金外圆车刀 1） 车削深度，因为后面还有半精加工，精加工，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 第 11 页 共 30 页 据 CA6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率 为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(116+1)/475=0.246min。 工步二：半精车右端20，25，30，39 等外圆 选硬质合金外圆车刀 1） 车削深度，因为后面还有半精加工，精加工，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 第 12 页 共 30 页 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率 为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(116+0.4)/475=0.245min。 工序：铣右端键槽 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8, mm a p 5 . 1 = ， mm d 6 0 = ， min / 75m v = ， 4 = z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mm a p 5 . 1 = 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿 / 2 . 0 mm f z = ，则 min / 2 . 1194 6 75 1000 1000 r d v n s = = = 按机床标准选取 w n 1450 min / r min / 477 1000 1450 6 1000 m dn v w = = = 当 w n 1450r/min 时 第 13 页 共 30 页 r mm zn f f w z m / 1160 1450 4 2 . 0 = = = 按机床标准选取 r mm f m / 1160 = 3）计算工时 切削工时： mm l 20 1 = ， mm l 2 2 = ，则机动工时为 min 505 . 0 475 2 20 2 1 = + = + = f n l l t w m 总的时间 T=2t=1.010min 工序：铣左端槽 工步一：钻9 孔 确定进给量 f ：根据参考文献表 27，当钢的 MPa b 800 ， mm d 9 0 = 时， r m f / 47 . 0 39 . 0 = 。由 于本零件在加工31 孔时属于低刚度零件，故进给量应 乘以系数 0.75，则 ( ) r mm f / 35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 = = 根据 Z525 机床说明书，现取 r mm f / 25 . 0 = 切削速度：根据参考文献表 213 及表 214，查得 切削速度 min / 18m v = 所以 min / 152 9 18 1000 1000 r d v n w s = = = 根据机床说明书，取 min / 175r n w = ，故实际切削速度为 min / 98 . 71 1000 175 9 1000 m n d v w w = = = 第 14 页 共 30 页 切削工时： mm l 16 = ， mm l 5 . 4 1 = ， mm l 3 2 = ，则机 动工时为 min 251 . 0 25 . 0 375 3 5 . 4 16 2 1 = + + = + + = f n l l l t w m 工步二：铣槽 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8, mm a p 5 . 1 = ， mm d 6 0 = ， min / 75m v = ， 4 = z 。 2. 决定铣削用量 4）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mm a p 5 . 1 = 5）决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿 / 2 . 0 mm f z = ，则 min / 2 . 1194 6 75 1000 1000 r d v n s = = = 按机床标准选取 w n 1450 min / r min / 477 1000 1450 6 1000 m dn v w = = = 当 w n 1450r/min 时 r mm zn f f w z m / 1160 1450 4 2 . 0 = = = 按机床标准选取 r mm f m / 1160 = 第 15 页 共 30 页 6）计算工时 切削工时： mm l 16 1 = ， mm l 3 2 = ，则机动工时为 min 040 . 0 475 3 16 2 1 = + = + = f n l l t w m 工序：精车左端20 外圆，车 M20X1.5-6g 的螺纹 工步一：精车左端20 外圆 1) 切削深度 单边余量为 Z=0.1mm 一次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.1mm/r 3) 计算切削速度 v y x p m v c k f a T C v v v = 其中： v C =342, v x =0.15, v y =0.35, m=0.2。 Mv k =1.44 , sv k =0.8 , kv k =1.04 , krv k =0.81 , Bv k =0.97。 所以 v c v 35 . 0 15 . 0 2 . 0 1 . 0 3 . 0 60 342 = 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 确定机床主轴转速 ns= W d 1000 c v = 6 96 1000 585r/min 与 585r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 600r/min 。 现 选 取 w n =600r/min。 所以实际切削速度 第 16 页 共 30 页 c v = 1000 s dn = min / 1 . 14 1000 600 6 m = 5)切削工时，按工艺手册表 6.21。 t m = f n l w 2 1 l l + + ;其中 l=40mm; 1 l =0.1mm 2 l =0mm t m = f n l w 2 1 l l + + = 0.1 600 1 . 40 =0.668(min) 工步二：车 M20X1.5-6g 的螺纹 1) 切削深度 单边余量为 Z=0.75mm 一次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r 3) 计算切削速度 v y x p m v c k f a T C v v v = 其中： v C =342, v x =0.15, v y =0.35, m=0.2。 Mv k =1.44 , sv k =0.8 , kv k =1.04 , krv k =0.81 , Bv k =0.97。 所以 v c v 35 . 0 15 . 0 2 . 0 1 . 0 3 . 0 60 342 = 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 确定机床主轴转速 ns= W d 1000 c v = 20 96 1000 427.2r/min 与 427.2r/min 相近的机床转速为 475r/min。现选取 第 17 页 共 30 页 w n =475r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn = min / 83 . 29 1000 475 20 m = 5)切削工时，按工艺手册表 6.21。 t m = f n l w 2 1 l l + + ; 其 中 l=20mm; 1 l =0.75mm 2 l =0mm t m = f n l w 2 1 l l + + = 0.1 600 75 . 20 =0.346(min) 工序：精车右端20、25、30 等外圆 1) 切削深度 单边余量为 Z=0.1mm 一次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.1mm/r 3) 计算切削速度 v y x p m v c k f a T C v v v = 其中： v C =342, v x =0.15, v y =0.35, m=0.2。 Mv k =1.44 , sv k =0.8 , kv k =1.04 , krv k =0.81 , Bv k =0.97。 所以 v c v 35 . 0 15 . 0 2 . 0 1 . 0 3 . 0 60 342 = 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 确定机床主轴转速 第 18 页 共 30 页 ns= W d 1000 c v = 6 96 1000 585r/min 与 585r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 600r/min 。 现 选 取 w n =600r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn = min / 1 . 14 1000 600 6 m = 5)切削工时，按工艺手册表 6.21。 t m = f n l w 2 1 l l + + ; 其 中 l=112mm; 1 l =0.1mm 2 l =0mm t m = f n l w 2 1 l l + + = 0.1 600 1 . 112 =1.868(min) 工序：滚齿 选择刀具 刀具选取滚刀，模数 m=1.5，齿数 n=24，齿形角 a=20 2. 决定滚削用量 1）决定滚削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内走完，则 mm a p 0 . 4 = 2）决定每次进给量及切削速度 根据 Y38 型滚床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿 / 2 . 0 mm f z = ，则 第 19 页 共 30 页 min / 2 . 1194 6 75 1000 1000 r d v n s = = = 按机床标准选取 w n 1450 min / r min / 477 1000 1450 6 1000 m dn v w = = = 当 w n 1450r/min 时 r mm zn f f w z m / 1160 1450 4 2 . 0 = = = 按机床标准选取 r mm f m / 1160 = 3)计算工时 切削工时： mm l 24 1 = ， mm l 4 2 = ，则机动工时为 min 295 . 0 2 . 0 475 4 24 2 1 = + = + = X f n l l t w m 总的工时 T=24t=7.073min 工序 X：终检，入库。 三、 三、 夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要 设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计第 V 道工序铣右端键槽的铣床 第 20 页 共 30 页 夹具。 3.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于铣槽，精度要求不高，为此，只考虑如何提 高生产效率上，精度则不予考虑。我们要以已加工的两端20 外 圆作为定位基准。 3.2 3.2 定位基准的选择定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合 理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的 零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理， 或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位 置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零 件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高 的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考 虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。20 的外 圆已加工好， 为了使定位误差减小， 选择已加工好的 20 外圆和 其端面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，以两固定 V 型块 和已加工好的 20 外圆配合， 其端面与档销相配合， 工件实现完 全定位，同时为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的 铰链压板作为夹紧机构。 3.3 3.3 切削力及夹紧力计算切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用锯片铣刀 6mm 机床： x51 立式铣床 由3 所列公式 得 F V F z F w q u e y z X p F n d z a f a C F 0 = 查表 9.48 得其中： 修正系数 0 . 1 = v k 30 = F C 83 . 0 = F q 0 . 1 = F X 65 . 0 = F y 83 . 0 = F u 8 = P a z=24 第 21 页 共 30 页 0 = F w 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 4 3 2 1 K K K K 其中： 1 K 为基本安全系数 1.5 2 K 为加工性质系数 1.1 3 K 为刀具钝化系数 1.1 4 K 为断续切削系数 1.1 所以 N KF F 7 . 1775 = = （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 ( ) F K f f N = + 2 1 其中f为夹紧面上的摩擦系数， 取 25 . 0 2 1 = = f f F= z P +G G 为工件自重 N f f F N 4 . 3551 2 1 = + = 夹紧螺钉： 公称直径 d=10mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPa B 100 6 = MPa B s 480 10 8 = = 螺钉疲劳极限： MPa B 192 600 32 . 0 32 . 0 1 = = = 第 22 页 共 30 页 极限应力幅： MPa k k k m a 76 . 51 1 lim = = 许用应力幅： MPa S a a a 3 . 17 lim = = 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s s = s=3.54 取s=4 得 MPa 120 = = 8 . 2 2 4 2 c H d F 满足要求 = MPa d N c 15 4 3 . 1 2 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用铰链压板的夹紧机构，快速人工夹紧，调节夹紧力调 节装置，即可指定可靠的夹紧力 3.4 3.4 定位误差分析定位误差分析 （1） 定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为两固定 V 型块和一档销 （2） 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位 置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形 成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。 形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造 成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。 根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm， ， = 96 a 。 第 23 页 共 30 页 04 . 0 1 2 sin 1 2 T DW d = = ） （ 已知孔的形状公差为 0.28，根据经验公式， T 5 1 T 3 1 DW = 易知此 结果符合。 3.5 3.5 定向键与对刀装置设计定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离 尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使 夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位 置。 根据 GB220780 定向键结构如图所示： o 图 3.3 夹具体槽形与螺钉图 根据 T 形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如下： 表 3.1 定向键数据表 第 24 页 共 30 页 B L