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。
主轴零件的工艺规程及其铣键槽的工装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。
Abstract
This design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.
Process design, process of spindle parts and a keyway milling fixture design is including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.
Keywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error
目录
摘 要 1
Abstract 2
目 录 3
第1章 绪论 4
1.1 引言 4
1.2 研究内容 4
1.3 机械加工工艺规程 4
1.4 机械加工工艺规程的设计原则 5
1.5 机床夹具的工作原理及设计步骤 5
1.5.1 机床夹具的工作原理 5
1.5.2 机床夹具的设计步骤 5
第2章 工艺规程设计 7
2.1毛坯的制造形式 7
2.2零件分析 7
2.3 基面选择 8
2.3.1 粗基准的选择 8
2.3.2精基准的选择 8
2.4制定工艺路线 9
2.5确定切削用量及基本工时 9
第3章 主轴的专用夹具设计 19
3.1问题的提出 19
3.2定位基准的选择 19
3.3切削力和夹紧力的计算 19
3.4定位误差分析 21
3.5定向键与对刀装置的设计 22
3.6夹具设计及操作简要说明 24
结论 26
参考文献 27
致 谢 28
第一章 绪论
1．1 引言
制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石器以便于狩猎，此后，出现了陶器，铜器，铁器，和一些简单的机械，如刀，剑，弓，箭等兵器，锅，壶，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程，主要围绕生活必需和存亡征战，制造资源，规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提高，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，笔墨，活版，石雕，珠宝 ，钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物质生活和文明有了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密切相关，人类活动的水平受到了限制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空 。
1．2 研究内容
机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。
制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。
制订工艺规程的程序：
1、计算生产纲领，确定生产类型
2、分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查
3、确定毛坯种类、形状、尺寸及精度
4、制订工艺路线
5、进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备，计算时间定额等。）
1．3 机械加工工艺规程
制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。
制订工艺规程的程序：
1、计算生产纲领，确定生产类型
2、分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查
3、确定毛坯种类、形状、尺寸及精度
4、制订工艺路线
5、进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备，计算时间定额等。）
1．4 机械加工工艺规程的设计原则
设计机械加工工艺规程应遵循如下原则：
1） 可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。在设计机械加工工艺规程时，如果发现图样上某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改图样或不按图样上的要求去做。
2） 必须能满足生产纲领的要求。
3） 在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，一般要求工艺成本最低。
4） 尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。
1．5 机床夹具的工作原理及设计步骤
1．5．1 机床夹具的工作原理
工件通过定位元件在夹具中占有正确位置；工件和夹具通过连接元件在机床上占有正确位置；工件和夹具通过对刀、引导元件相对刀具占有正确位置，从而保证工件相对机床位置正确、工件相对刀具位置正确，最终保证满足工件加工要求。
1．5．2 机床夹具的设计步骤
1、明确设计任务，收集研究设计的原始资料
2、确定夹具结构方案，绘制结构草图
3、绘制夹具总图
4、标注总图尺寸、公差与配合和技术条件
5、编写零件明细表
6、绘制夹具零件图
第2章 工艺规程设计
2．1毛坯的制造形式
零件材料为40Cr，由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用棒料，棒料精度为7级，能保证棒料的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。
2. 2零件分析
要对该零件的外圆面、端面和孔进行加工。具体加工要求如下：
Φ128.571h6外圆面 粗糙度1.6
Φ128.571h6端面 粗糙度1.6
Φ95外圆面
4号莫氏锥度孔 粗糙度0.8
Φ16孔 粗糙度12.5
Φ95端面 粗糙度1.6
Φ60js6外圆面 粗糙度1.6
Φ50h6外圆面 粗糙度1.6
Φ45外圆面
M481.5
Φ40外圆面
Φ30js6外圆面 粗糙度1.6
R12.7槽
3211.9键槽
宽8的键槽
4512键槽 粗糙度3.2
4-M16螺纹
2-M12螺纹
技术要求：
1.热处理40～45HRC。
2.未注倒角均为1×45%d。
3.去毛刺。
2．3 基面的选择
定位基准有粗基准和精基准，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
2．3．1 精基准的选择
选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。
1）用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。
2）当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。
3）当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。
4）为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。
5）有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。
根据该主轴零件的技术要求和装配要求，选择主轴的基准工A及其端面作为定位精基准，零件上有很多表面都可以采用它作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。
2．3．2 粗基准的选择
1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。
2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。
3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。
4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。
此设计选择?40外圆毛坯作为定位粗基准。
2．4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。
工序01棒料
工序02热处理40-45HRC
工序03粗车、半精车?128.571h6外圆面及其端面；粗车、半精车4号莫氏锥度孔工序04粗车、半精车其余各外圆面及端面；车各退刀槽；扩?16孔
工序05精车?128.571h6外圆面及其端面；精车4号莫氏锥度孔（保证开始尺寸?31.267、末端尺寸?26.5）
工序06精车?95端面、?60js6外圆面、?50h6外圆面及?30js6外圆面
工序07车M481.5螺纹
工序08粗铣、半精铣2-R12.7槽
工序09铣3211.9键槽；铣宽8的键槽
工序10粗铣、半精铣4512键槽
工序11钻、攻4-M16螺纹；钻、攻2-M12螺纹
工序12：检验到图纸要求并入库
2．5确定切削用量及基本工时
工序01棒料
工序02热处理40-45HRC
工序03粗车、半精车?128.571h6外圆面及其端面；粗车、半精车4号莫氏锥度孔
工步一：粗车、半精车?128.571h6外圆面及其端面
1） 车削深度， ap=0.5mm。
2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨损及寿命
川公网安备: 51019002004831号