汽车无极变速器从动轮活动盘数控加工工艺设计毕业设计论.doc

毕业设计（论文） 题 目 汽车无极变速器从动轮活动盘 数控加工工艺设计 院 （系） 机械与动力工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 讲 师 评阅教师 职称 2013年 6 月 5 日 01 重庆科技学院本科生毕业设计 摘要 摘要工艺学是研究机械加工工艺技术和夹具设计为主的技术学科。 本次毕业设计研究的课题是汽车无级变速器从动轮活动盘数控加工工艺设计，主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要分析的是零件作用、结构和工艺的分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出具体加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸其次，进行基面的选择，确定加工过程中的精基准和粗基准。根据选好的基准，制定工艺路线方案。接着，根据已经确定的工艺路线，选择加工设备及工艺装备，再确定每一工步的切削用量。第四步，设计直径为 121mm 外圆的夹具。先提出夹具设计任务，选择定位基准，再确定夹具结构方案，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。最后，把整个设计过程整理为设计说明书和图纸，至此整个设计基本完成。 关键词：从动轮活动盘 加工工艺 夹具设计24 重庆科技学院本科生毕业设计 ABSTRACTTechnology is the study of mechanical processing technology and fixture design technology subject。The graduation design research topic is stepless transmission driven pulley plate of nc machining process design activity，The main contents are as follows：First of all, analyze the components, the main analysis is the parts function, structure and process analysis，we Can understand the basic information of the parts, through the analysis of the parts，And process analysis can know parts processing surface and the processing requirements，Determination of blank shape and size manufacturing。Secondly, for the selection, determine the processing precision in the process of benchmarking and crude benchmark.。According to choose good benchmark, making craft route plan。Then, according to the established process routes, choice and processing equipment and process equipment, and determine every step of cutting parameter.，The fourth step, the cylindrical fixture design diameter 121 mm. Fixture design is put forward first, choose the locating datum, then fixture structure scheme is determined, and then start cutting force, clamping force, calculation and analysis of fixing error。Finally, the whole design process to design specifications and drawings, so the design completed。Keywords：Disc from the wheel；processing technic；fixture design目录1绪论51.1零件的作用51.2零件的工艺分析51.3确定毛坯的制造形成61.4基面的选择61.5制造工艺路线61.6机械加工余量61.7工艺路线方案72.1原始条件112.2设计步骤112.3选择刀片型号和尺寸122.4选择硬质合金刀垫型号和尺寸132.5计算刀槽角度132.6选择刀杆材料和尺寸162.6.1选择偏心角及其相关尺寸163. 量具设计173.1光滑极限量规的种类173.2工作量规173.3量规公差带的布置183.4量规的技术要求183.5量规的结构型式193.5.1量规工作尺寸的计算193.6量规技术要求204.1问题的提出214.2夹具设计214.2.1定位基准的选择214.2.2定位误差分析214.3 切削力及夹紧分析计算224.4定位误差分析234.4.1夹具设计及操作的简要说明24致 谢261绪论1.1零件的作用从动轮活动盘用于连接滚动轴承，他位于传动轴的端部，主要作用是传递扭矩，使汽车获得前进的动力，使汽车无级变速器转动。零件44的孔与滚动轴承相配合，用于传递动力之用。1.2零件的工艺分析从动轮活动盘有一组加工表面，它与其他表面有一定的位置要求，现表述如下：以121孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：直径为115和44的孔及其端面，必须保证长度为83.70.2.1.3确定毛坯的制造形成零件材料为ZL108，考虑到汽车在运行中要经常加速及正反向运行，零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选择锻件，已使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，再加上锻件毛坯由于纤维组织好，分布均匀，从而提高了零件的强度，锻造分为自由锻造、模锻、精锻，由于自由段适用于锻造批量小、精度低，形状简单的零件，小批量生产毛坯，因此选用自由锻造。1.4基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得到提高，否则加工工艺过程中会出问题，更有甚着还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1.4.1粗基准的选择首先分析粗基准对零件加工的影响，如图所示，要求加工内孔及总厂。由于在锻造时内孔与外圆难免有偏心，因此在加工时如果用外圆做粗基准加工内孔，这时工件的旋转中心是外圆的轴线，加工后内孔与外圆是同心的，即加工后的壁厚是均匀的。 1.4.2精基准的选择为保证定位基准和工序基准重合，以零件的内孔为精基准。1.5制造工艺路线1. 车内孔44，115，4128以及长度为83.70.2.2.车外圆12100.0543.钻孔、倒角、攻丝、铰孔。4.钻孔3+0.205.加工两个销孔。1.6机械加工余量从动轮活动盘的材料为ZL108，硬度100-120HB，生产类型为小批生产，采用模锻成型。根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸如下： 1：端面：根据查表简明机械加工工艺手册表9-9得到粗车的余量为2.8-0.4-0.63mm，端面的半精车余量查表得2mm。 2： 内圆440.0250(H7)通过查简明机械加工工艺手册得到粗车的加工余量为2.2-0.25-0.39半精车1.4。 3：孔115(H7):根据查表简明机械加工工艺手册表9-9得到粗车的余量为2.8-0.35-0.63,半精车余量为1.8。 4：外圆尺寸1210-0.054：根据查表简明机械加工工艺手册表9-9得到粗车的余量为2.8-0.35-0.63,半精车余量为1.8。 5：钻孔5mm1.7工艺路线方案 工序：车内圆、孔及总长 1.加工条件 工件材料：ZL108，硬度为100-120HB，模锻 加工要求：粗车内圆44、115、128及总长， 机床：由查切削用量简明手册可知机床的型号为CK3220卧式双轴数控车床 刀具：刀片材料YT15，Kr=900，Ro=60, ao=100,刀杆尺寸为16mm*25mm2. 2.计算切削用量 (1)粗车端面 1)已知毛坯长度方向的加工余量为2.8-0.4-0.63， 2)进给量f根据切削用量简明手册表1.4，当刀杆尺寸为16mm*25mm2，ap3mm以及工件直径为245mm时。 f=0.15-0.5按CK3220卧式双轴数控车床说明书取 f=0.2mm/r 3.计算切削速度 按切削用量简明手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）. V=Cv/(Tm*ap xv*f yv) *kv 其中：Cv=242 xv=0.15 yv=0.35 M=0.2修正系数Ko见简明机械加工工艺手册表1.28即kmv=1.44 ksv=0.8 kkrv=0.8 kkv=1.04 kkrv=0.81 kbv=0.97Vc =242/( 600.2*30.15*0.20.35) *1.44*0.8*1.04*0.81*0.97 =110(m/min)4.确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw =1000*110/*250（r/min） 490rmin按CK3220卧式双轴数控车床上的标准，490rmin相近的机床转速为500rmin5.切削工时Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.28（min） L=(60-0)/2=30 L1=2 L2=1 L3=5 (2)粗车44的内孔 1)加工要求：粗车内圆44的内孔， 机床：由查切削用量简明手册可知机床的型号为CK3220卧式双轴数控车床 刀具：刀片材料YT15，Kr=750，Ro=150, ao=60,刀杆尺寸为16mm*25mm2. 2)计算切削用量 已知内圆的加工余量为2.2-0.25-0.39 3)进给量f 根据切削用量简明手册表1.4，当刀杆尺寸为16mm*25mm2，ap3mm以及孔的尺寸为44mm时。 f=0.1-0.3按CK3220卧式双轴数控车床说明书取 f=0.1mm/r 4)计算切削速度按切削用量简明手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）.V=Cv/(Tm*ap xv*f yv) *kv 其中：Cv=242 xv=0.15 yv=0.35 M=0.2修正系数Ko见简明机械加工工艺手册表1.28即kmv=1.3 ksv=0.7 kkv=0.98 kkrv=0.6 kbv=0.7Vc =242/( 440.2*30.15*0.10.35) *1.3*0.7*0.98*0.6*0.7 =46(m/min) 5)确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw =1000*46/*44（r/min） 260rmin 6）切削工时Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.096（min） L=(60-0)/2=30 L1=2 L2=2 L3=1 (3)粗车1280.1的孔 刀具：刀片材料YT15，Kr=750，Ro=150, ao=60,刀杆尺寸为16mm*25mm2. 1)计算切削用量 已知毛坯长度方向的加工余量为2.8-0.4-0.63， 2)进给量f根据切削用量简明手册表1.4，当刀杆尺寸为16mm*25mm2，ap3mm以及工件直径为128mm时。 f=0.1-0.3mm/r按CK3220卧式双轴数控车床说明书取 f=0.2mm/r 3)计算切削速度按切削用量简明手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）.V=Cv/(Tm*ap xv*f yv) *kv 其中：Cv=242 xv=0.15 yv=0.35 M=0.2修正系数Ko见简明机械加工工艺手册表1.28即kmv=1.2 ksv=0.2 kkv=0.8 kkrv=0.6 kbv=0.5Vc =242/( 600.2*30.15*0.20.35) *1.2*0.2*0.8*0.6*0.5 87(m/min) 4)确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw =1000*87/*128（r/min） 270rmin 5）切削工时Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.31（min） L=(60-0)/2=30 L1=2 L2=2 L3=1工序车外圆12100.054,，同时应该效验机床功率及进给机床强度1.加工条件 工件材料：ZL108，硬度为100-120HB，模锻 加工要求：车外圆12100.054, 机床：由查切削用量简明手册可知机床的型号为CK3220卧式双轴数控车床.刀具：刀片材料YT15，Kr=750，Ro=100, ao=80,刀杆尺寸为16mm*25mm2.2.计算切削用量 （1）已知外圆的粗加工余量2.8-0.4-0.63半精加工1.8 （2）计算进给量 根据切削用量简明手册表1.4，当刀杆尺寸为16*25mm2ap3mm以及工件直径为121mm时。 f=0.15-0.5按CK3220卧式双轴数控车床说明书取 f=0.3mm/r3.计算切削速度 按切削用量简明手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）. V=Cv/(Tm*ap xv*f yv) *kv 其中：Cv=242 xv=0.15 yv=0.35 M=0.2修正系数Ko见简明机械加工工艺手册表1.28即kmv=1.44 ksv=0.8 kkrv=0.8 kkv=1.04 kkrv=0.81 kbv=0.97Vc =242/( 600.2*30.15*0.20.35) *1.44*0.8*1.04*0.81*0.97 =105(m/min)4.确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw =1000*105/*121（r/min） 530rmin5.检验机床功率 主切削Fc按切削用量简明手册表1.29所示公式计算 Fc=Cfc*ApxFcfyFcVncFckFc 其中Cfc=2795，Xfc=1.0，Yfc=0.75，Nfc=-0.15 Fc=2795*1.5*0.30.75*105-0.15*0.94*0.89 =1200N 切削是消耗功率为 Pc=FcVc/6*104 =3.52(KW)由切削用量简明手册表1.3中CK3220卧式双轴数控车床说明书可知， 机床主电动机功率为23.5KW，当主轴转速为530r/min时，主轴传递的最大功率为7.8KW，所以机床功率足够，可以正常加工。工序：钻孔5mm，选用机床：ZQ4106轻型台式钻床见切削用量简明手册 (1)钻孔5mm F=0.2mm/r见切削用量简明手册表2.7 V=8.25m/min见切削用量简明手册表2.13及表2.14.按5类加工型考虑。 n=1000V/D =1000*8.25/*5 =520r/min Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=150+3+2/520*0.21.5min 其中 L1=3、L2=4、L=150 (2)钻孔4mm F=0.3mm/r见切削用量简明手册表2.7 V=8.25m/min见切削用量简明手册表2.13及表2.14.按5类加工型考虑。 n=1000V/D =1000*8.25/*4 =525r/min Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=150+2+1/520*0.31min 其中 L1=2、L2=1、L=150 (3)铰孔5mmH7 F=0.2mm/r见切削用量简明手册表2.7 V=7m/min见切削用量简明手册表2.13及表2.14.按5类加工型考虑。 n=1000V/D =1000*7/*5 =460r/min Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=150+3+2/460*0.21.7min 其中 L1=3、L2=2、L=150工序钻孔3mm，选用机床：ZQ4106轻型台式钻床见切削用量简明手册 F=0.2mm/r见切削用量简明手册表2.7 V=6m/min见切削用量简明手册表2.13及表2.14.按5类加工型考虑。 n=1000V/D =1000*6/*5 =450r/min Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=150+2+1/450*0.21.5min其中 L1=2、L2=1、L=150工序：钻孔9.5mm，根据切削用量简明手册选4012型台式钻床，因为最大钻孔直径为12mm，主轴转速450-4000， (1)钻孔9.5mm F=0.3mm/r见切削用量简明手册表2.7 V=15m/min见切削用量简明手册表2.13及表2.14.按5类加工型考虑。 n=1000V/D =1000*15/*9.5=540r/min Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=150+5+3/540*0.43min 其中 L1=5、L2=3、L=150 (2)铰孔10mm F=0.2mm/r见切削用量简明手册表2.7 V=18m/min见切削用量简明手册表2.13及表2.14.按5类加工型考虑。 n=1000V/D =1000*18/*10=560r/min Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=150+5+3/540*0.23.5min其中 L1=5、L2=3、L=1502.硬质合金可转位车刀设计2.1原始条件加工如图所示的零件，零件材料为ZL108，硬度100-120HB，表面粗糙度要求达到Ra3.2um，需分粗车和半精车两道工序完成其外圆车削，半边总余量为2.8mm，使用机床为CK3220卧式双轴数控车床。试设计一把硬质合金可转位外圆车刀2.2设计步骤 1.选择刀片夹固结构考虑到加工是在卧式车床上进行，参照金属切削刀具设计简明手册H型刀片结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 2.选择刀片材料(硬质合金牌号)有原始材料给定，被加工工件材料为ZL108，单件车削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料(硬质合金牌号)为YT15。 3.选择车刀合理角度根据刀具合理几何参数的选用原则，并考虑到可转为车刀几何角度的形成特点，选取如下四个角度： 1)前角r0=150； 2)后角a0=50； 3)主偏角Kr=450； 4)刃倾角s=-6 后角a0的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。 4.选择切削用量 根据切削用量的选择原则，查表(详见金属切削原理)确定切削用量为： 粗车时：切削深度ap=3mm； 进给量f=0.6mm/r； 切削速度v=110m/min； 半精车时：切削深度ap=3mm； 进给量f=0.6mm/r； 切削速度v=110m/min；2.3选择刀片型号和尺寸 (1)选择刀片有无中心固定孔 由于刀片夹固结构已选定为偏心式，因此应选用由中心固定孔的刀片。 (2)选择刀片形状 按选定的主偏角Kr=750参照金属切削刀具设计简明手册，刀片形状的选用原则，选用正方形刀片。 (3)选择刀片精度等级 参照金属切削刀具设计简明手册刀片精度等级的选用原则，选用U级。 (4)选择刀片内切圆直径D(或刀片边长L) 根据已选定的ap=3mm，Kr=450，将ap、Kr和s代入式(1-1)，可求出刀刃的实际参加工作长度Lse为 Lse=3.123mm L1.5Lse=4.685 因为是正方形刀片 所以L=D4.685 (5)选择刀片厚度s 根据已选定的ap=3mm，f=0.6mm/r利用金属切削刀具设计简明手册图1-1选择刀片厚度，求得刀片的厚度s4.8mm。 （6）选择刀尖圆半径r：根据ap=3,f=0.6, 利用金属切削刀具设计简明手册里的1-2选择刀尖圆角半径的诺模图，求得连续切削时的=1.2mm。 （7）选择刀片断屑槽型式和尺寸参照金属切削刀具设计简明手册第三章、5.刀片切削曹型式和尺寸的选用原则，根据已知的原始条件，选用A型断屑槽，断屑槽的尺寸再选定刀片型号和尺寸后，便可确定。 综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：SNUM150612R-A4，其具体尺寸为L=D=15.875mm;S=6.35mm;d1=6.35mm,m=2.97mm, =1.2mm刀片刀尖角=90；刃倾角sn=0，法前角rsn=20，法后角sn=0，断屑槽宽度Wn=4mm2.4选择硬质合金刀垫型号和尺寸选用硬质合金刀垫。其形状和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构及刀片型号和尺寸。其具体尺寸为：L=14.88 mm,S=4.76mm,d1=7.6, 材料为YG15.2.5计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系如图金属切削刀具设计简明手册1-6所示。刀槽角度计算步骤： (1)刀杆主偏角Krg=Kr=45 （2）刀槽刃倾角sg sg=s=-6 (3)刀槽前角og 可转为车刀刃倾角较小，所以og 可用下述近视公式计算rog=-a0=-5 (1-1) (4)验算车刀后角0车刀后角0的验算公式为 tg0= (1-2) 当nb=0时，则将og=-5，s=-6代入 (1-3)得 tgo=-tg（-5）cos（-6）=0.087则 o=4.9460与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角故og= oog=4.946，取og=-5 (5)刀杆副偏角Krg Krg=Kr Kr=180-Kr-r 而rg=r，Krg=Kr rg=-krg- = -kr- (1-4) 车刀刀尖角r的计算公式为 ctgr=ctgrg(1+（tgrgcoss）)1/2-tgrgsinscoss 当b=90时，(1-4)为ctgr=-tgrgsinscoss (1-5) 将og=-5，s=-6代入(1-5)得 ctgr=-tg(-5)sin(-6)cos(-6)=-0.0091 则 r=90.52 故 Krg= Kr=180-75-90.52 =14.48取 Krg=14.5 （6）检验车刀副后角0 车刀副后角0的验算公式为 tg0=(tganb-tgog)cossg/1+tganbtgogcossg (1-6) 当anb=0时，则(1-6)为 tg=- (1-7) 而 tgog=-tgogcosrg+tgsgsinrg (1-8) tgsg=tgogsinrg+tgsgcosrg(1-9)将og=-5，sg=s=-6，rg=r=90.52代入 (1-7)和(1-8) 得tgog=-tg（-5）cos90.52+tg（-6）sin90.52 =-0.106则 og=-6.04 tgsg=tg（-5）sin90.53+tg（-6）cos90.52 =-0.087则 sg=-4.95再将og=-6.04，sg=-4.95代入式(1-6)得； tg=-tg（-6.04）cos（-4.95）=0.105则 o=5.995可以满足切削要求而刀槽副后角og=o故og=5.995，取rg=6综合上述计算结果，可以归纳为；刀具的几何角度为；o=15，o=4.95，Kr =75，Kr=14.48，s=-6，o=5.9950刀杆于刀槽的几何角度为og=-5，og=5，Krg=75，Krg=14.5，sg=-6，og=62.6选择刀杆材料和尺寸 （1）选择刀杆材料选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC38-45，发蓝处理。 （2）选择刀杆尺寸 1）选择刀杆截面尺寸因为加工使用CK3220卧式双轴数控车床，其中心高为200mm，按照金属切削刀具设计简明手册表1-15.并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸B*H=16*25mm2.由于切削深度ap=3mm，进给量f=0.6mm/r，可以不必校验刀杆强度。 2).选择刀杆长度尺寸按照金属切削刀具设计简明手册四章3.刀杆长度尺寸选用原则，选取刀杆长度为140mm2.6.1选择偏心角及其相关尺寸 （1）选择偏心销材料偏心销材料选用40Cr，热处理硬度为HRC40-45，发蓝处理。 （2）选择偏心销直径dc和偏心量e 偏心销直径可用以下公式求出。 dc=d1-（0.2-0.4）mm 前面已经选定d1=6.35mm，取括号内最大数值0.4mm，则 dc=（6.35-0.4）mm=5.95mm 偏心最e可用以下式子求出 e1dc/（7-10）*2=1*5.95/（7-10）*2mm=0.2975-0.425 取e=0.3mm 为使刀片夹固可靠，选用自锁性能较好的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴直径d2为M6. (3)计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置 m= 根据前边已选定的各尺寸： d1=6.35mm，d=15.875mm dc=5.95mm，e=0.3mm。 取=300，则 把这些数值带入公式得：m=7.91mm n=7.58mm3.量具设计3.1光滑极限量规的种类光滑极限量规按检验对象可分为检验孔的孔用量规-塞规；检验轴的轴用量规-环规与卡规。光滑极限量规成对使用，其中一个为通规，另一个为止规。如果通规和止规做成一体，则可称为“通端”和“止端”。通规用来检验工件的最大实体尺寸，止规用来检验工件的最小实体尺寸。通规能通过，止规则不能通过，则工件时合格的。极限量规按其用途不同分为：3.2工作量规工件在加工过程中用于检验工件的量规，一般就是加工时操作者手中所用的量规。应该以新量规或磨损量小的量规用做工作量规。这样可以促使操作者提高加工精度，保证工件的合格率。其代号分别为通规“T”，止规“Z”。1.验收量规检验部门或用户代表在验收产品时所使用的量规。在我国量规标准中，没有单独规定验收量规的公差带。主要规定：检验部门应使用磨损较多(但未超出磨损极限)的通规；用户代表应使用接近工件最大实体尺寸的通规，以及接近工件最小实体尺寸的止规。2.校对量规检验轴用工作量规在制造过程中是否符合制造公差要求和在使用过程中是否超出磨损极限所用的量规。小队量规有可分为：“校通-通”(用ZT表示)量规；“校通-损”(用TS表示)量规。TT与ZT用于校对新的通规与止规，TS用于轴用通规的磨损极限，若轴用通规被通过，则通规报废。由于孔用工作量规的尺寸可以很方便的用通用量仪测量，故未规定校对量规，轴用工作量规的尺寸用通用仪器测量比较困难，所以只对轴用量规规定了校对量规。3.3量规公差带的布置为了限制在制造过程中量规尺寸的变化，必须规定量规的制造公差。由于通规经常通过合格的工件，其工作表面不可避免的受到磨损，为了延长通规的使用寿命，允许在一定寿命内磨损，所以规定有“磨损极限”，而且止规受磨损的机会很少，故未用磨损极限。光滑极限量规公差带的布置采用“内缩极限”方案，即量规公差带置于工件公差带之内。如图一所从图上可以看出，工作量规通规的公差带对称于Z值。Z称为量规公差带位置要素。是为了延长通规的使用寿命而规定的。工作量规通规的磨损极限等于工件的最大实体尺寸。工作量规止规的公差带，是从工件的最小实体尺寸起始，向工件公差带内呈单项分布。校对量规的公差带全部位于被校对的轴用量规公差带内。制造公差Tp为被校对轴用量规制造公差的一半。3.4量规的技术要求国家标准规定了IT6-IT12工件的量规公差。量规的形状和位置公差一般为量规尺寸公差的50%。考虑到制造和测量的难度，当量规尺寸公差小于或等于0.002mm时，其形位公差为0.001mm。量规可用合金工具钢(如Cr，CrMn，CrMnW,CrMoV)碳素工具钢，渗碳钢及其他耐磨材料如硬质合金制造。手柄一般用A3钢，LY11铝等材料制造。量规测量表面的硬度为：HRC58-63。量规测量面的表面粗糙度根据工件的尺寸确定，由于孔的尺寸为440.0250mm，可以知道表面粗糙度小于等于0.05mm，量规测量面不应有锈迹、毛刺、黑斑、划痕等明显影响外观和使用质量的缺陷，其他表面也不应有锈迹和裂纹。经分析决定，在本论文中将设计检验内孔440.0250mm工作量规。工件材料ZL108,内孔直径440.0250mm，公差等级IT7，表面粗糙度1.6；倒角C1。本次所要测量的是内孔直径440.0250mm，设计塞规要达到在零件大批大量生产时，快速测量工件是否达到设计要求。3.5量规的结构型式详细的内容可参见6322-1986光滑极限量规形式和尺寸及有关资料。 3.5.1量规工作尺寸的计算 1.量规的尺寸要求：通规的基本尺寸应等于工件的最大实体尺寸，止规的基本尺寸应等于工件的最小实体尺寸。原始条件：内孔直径mm、长度220.2mm。具体计算过程如下： 1） 查互换性与测量技术基础表2-1知，此孔公差等级为IT7级。ES=0.025mm EI=0mm 2） 确定制造公差T和位置要素Z值根据互换性与测量技术基础表6-5可查得：T=3m、Z=4m。 3） 计算量规的极限偏差和工作尺寸 塞规制造公差T=0.003mm、塞规位置要素Z=0.004mm、塞规形状公差T/2=0.0015mm参照量规公差带图计算量规的极限偏差：通规“T” 上偏差=ESZT/2=0.0250.0040.0015=0.0305mm 下偏差=EIZT/2=00.0040.0015=0.0025mm 磨损极限=EI=0 工作尺寸为440.0250mm止规“Z” 上偏差=ES0.025mm下偏差=EST=0.0250.003=0.022mm 工作尺寸为440.0250mm工件和量规公差带图如下：图12 塞规的手柄部分 查机械制造工艺及设备设计指导手册表2-8，得出的尺寸：L=90mm、D2=16mm、d2=15.3mm3 塞规的工作图如下：3.6量规技术要求1.量规材料 选用硬质合金、合金工具钢等耐磨材料，测量面需经稳定热处理，使其硬度达到55-65HRC。2.表面粗糙度 量规表面不应有锈迹、毛刺、墨斑、划痕等明显影响外观和使用质量的缺陷；测量表面的粗糙度经表查得Ra最大允许值为0.05mm。3.形位公差 量规工作部分的形位公差不大于尺寸公差50。4. 备注：在塞规的规定部位作尺寸标记。4.夹具的设计4.1问题的提出本夹具主要用来粗铣5底槽，在精铣此孔时，其他都是已加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2夹具设计 4.2.1定位基准的选择由零件图可知：粗铣平面对花键孔的中心线有尺寸要求及垂直度要求，其设计基准为121孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用V形块找中心线，这种定位在结构上简单易操作。采用双头螺柱的平面定位的方式，限制工件绕Z方向的转动。其中V形块限制六个自由度，包括3个转动自由度和三个移动自由度;双头螺柱起到定位作用。 4.2.2定位误差分析由于孔的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的孔的制造精度和安装精度。 4.2.3夹具设计方案确定根据任务书要求，钻孔时要保证孔的直径为5，孔的粗糙度为1.6且要保证该孔与圆的中心尺寸为64mm，现设计夹具方案有：方案一：采用压板用螺栓联接，利用汽缸夹紧，这种夹紧方式夹紧力可靠，辅助时间短，工人劳动强度小，但是成本高。方案二：采用手动压板，用螺栓、螺母联接，用V形块定位，这种夹紧方式夹紧力小，但成本低。本次设计零件为小批量生产，要求成本低，且在加工过程中夹紧力要求不高，因此夹具夹紧方案选用方案二，利用螺栓、螺母手动夹紧用V形块定位。如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。4.3 切削力及夹紧分析计算 刀具材料：（高速钢镶齿三面刃铣刀） 刀具有关几何参数： , , 由机床夹具设计手册表1-2-9 可得铣削切削力的计算公式： 式（2.1）查机床夹具设计手册表得： 式（2.2） 取 ， 即所以 =222N由金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ：=199.8N （对称铣削） 式（2.3）背向力：=122.1N根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 式（2.4） 安全系数K可按下式计算： 式（2.5）式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表可得：所以 =493.95N 式（2.6） =449.55M 式（2.7 ） = 274.725N 式（2.8）由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 式（2.9）式中参数由机床夹具设计手册可查得： 其中： 螺旋夹紧力：易得：经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4定位误差分析该夹具以平面定位双头螺柱定心，曹的上偏差为+0.2，下偏差为-0.2，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由机床夹具设计手册可得：、平面定位心轴定心的定位误差 ：、夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 、磨损造成的加工误差：通常不超过、夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 4.4.1夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，