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传动轴的机械加工工艺及夹具设计
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传动轴的机械加工工艺
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!CAD+word.doc97666224.bat 1.txt A4.dwg 塪A1.dwg A4.dwg 03.doc 04.doc 05.doc 06.doc 07.doc 08.doc .dwg A4.dwg .dwg A4.dwg A1.dwg .doc 1 1 1.1 1 1.2 1 1.3 1 1.4豣 2 1.5 2 2 3 2.1 3 2.2 3 3 4 3.1 4 3.2 4 3.3 5 3.4 6 3.5 6 3.6 7 3.7 7 4 22 4.1 22 4.2 22 4.3 22 4.4 24 4.5 25 4.6 28 29 30 31 1 1.1 1.2 机械加工工序卡片工 序 名 称车工序号03零件数量1零件号零件名称传动轴材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量Q235锻件 1.4kg设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式车床C620-1工步工 步 内 容刀 具 量 具走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min工步工时/s1粗车右端面端面车刀、游标卡尺11.50.2646043.60.176设计者： 指导老师共6页第1页机械加工工序卡片工 序 名 称车工序号04零件数量1零件号零件名称传动轴材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量Q235锻件 1.4kg设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式车床C620-1工步工 步 内 容刀 具 量 具走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min工步工时/s1粗车右端面端面车刀、游标卡尺11.50.2646043.60.176设计者： 指导老师共6页第2页机械加工工序卡片工 序 名 称车工序号05零件数量1零件号零件名称传动轴材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量Q235锻件 1.4kg设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式车床C620-1工步工 步 内 容刀 具 量 具走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min工步工时/s1车左28外圆外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.61.2462车左25外圆外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.60.6703粗车左20外圆外圆车刀、游标卡尺12.00.2648043.60.5484车左18外圆外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.60.1975倒角外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.60.197设计者： 指导老师共6页第3页机械加工工序卡片工 序 名 称车工序号06零件数量1零件号零件名称传动轴材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量Q235锻件 1.4kg设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式车床C620-1工步工 步 内 容刀 具 量 具走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min工步工时/s1车右28外圆外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.61.2462车右25外圆外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.60.6703粗车右20外圆外圆车刀、游标卡尺12.00.2648043.60.5484车右18外圆外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.60.1975半精车右20外圆外圆车刀、游标卡尺10.50.260048.50.3966车18槽切槽刀、游标卡尺120.2648043.60.667倒角外圆车刀、游标卡尺11.50.2648043.60.670设计者： 指导老师共6页第4页机械加工工序卡片工 序 名 称车工序号07零件数量1零件号零件名称传动轴材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量Q235锻件 1.4kg设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式车床C620-1工步工 步 内 容刀 具 量 具走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min工步工时/s1半精车左20外圆外圆车刀、游标卡尺10.50.260048.50.3962车18槽切槽刀、游标卡尺120.2648043.60.0663倒角外圆车刀、游标卡尺120.2648043.60.066设计者： 指导老师共6页第5页机械加工工序卡片工 序 名 称铣工序号08零件数量1零件号零件名称传动轴材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量Q235锻件 1.4kg设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件立式铣床X52K工步工 步 内 容刀 具 量 具走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min工步工时/s1铣宽12端面圆柱铣刀、游标卡尺22.00.247529.90.3442设计者： 指导老师共6页第6页目 录第1章 绪论11.1课题背景11.2目的11.3夹具设计中的特点11.4夹具设计需保证的条件21.5夹具的发展趋势2第2章 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析3第3章 工艺规程设计43.1确定毛坯的制造形式43.2基面的选择43.3制订工艺路线53.4机械加工余量的确定63.5选择加工方法63.6选择各工序机床及工装73.7 确定切削用量及基本工时7第4章 专用夹具设计224.1 问题的提出224.2 定位基准的选择224.3 定位误差分析224.4 切削力的计算与夹紧力分析244.5导向元件的设计254.6夹具设计及操作简要说明28参 考 文 献29结束语30心得体会31第1章 绪论1.1课题背景制定传动轴的加工工艺，设计铣端面的铣床夹具，运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 1.2目的课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！1.3夹具设计中的特点1.夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3.“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。1.4夹具设计需保证的条件1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2.保证工件的精度。3.保证使用方便与安全。4.正确处理作用力的平衡问题。5.注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。1.5夹具的发展趋势1.发展通用夹具的新品种，由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。2.发展调整式夹具。3.推广和发展组合夹具及拼拆夹具。4.加强专用夹具的标准化和规范化。5.大力推广和使用机械化及自动化夹具。6.采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。第2章 零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是传动轴。在汽车传动轴系或其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用传动装置。传动装置一般由万向节和传动轴组成，当距离较远时，还需要中间支承。在汽车行业中把连接发动机与前、后轴的万向传动装置简称传动轴。传动轴设计应能满足所要传递的扭矩与转速。现轻型载货汽车多采用不等速传动轴。2.2零件的工艺分析对该零件的平面和孔及齿轮还有外圆进行加工，具体要求如下：右端面 粗糙度Ra25左端面 粗糙度Ra25左28外圆 粗糙度Ra25左25外圆 粗糙度Ra12.5左20外圆 粗糙度R3.2左18外圆 粗糙度Ra25左18槽 粗糙度Ra25右28外圆 粗糙度Ra25右25外圆 粗糙度Ra12.5右20外圆 粗糙度Ra3.2右18外圆 粗糙度Ra25右18槽 粗糙度Ra25宽12端面 粗糙度Ra25 第3章 工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为Q235，考虑到Q235的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用锻件,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为3000件,已达到成批生产的水平，而且模锻，免除了砂模和制模的设备，以及减少了锻工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的锻件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用模锻,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。3.2基面的选择基面的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，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。一：粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。二：精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。3.3制订工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工序01：锻造工序02：调质处理工序03：粗车右端面工序04：粗车左端面工序05：粗车左28外圆、左25外圆、左20外圆、左18外圆工序06：粗车右28外圆、右25外圆、右20外圆、右18外圆；半精车右20外圆；车18槽；倒角工序07：半精车左20外圆、车18槽；倒角工序08：铣宽12端面工序09：去毛刺工序10：检验至图纸要求并入库3.4机械加工余量的确定 锻件重为1.4kg,在1600t热模锻压力机上生产，零件无磨削精加工工序，锻件复杂系数为，长度为300mm时，查出该零件余量是：厚度方向为1.5-2.0mm，水平方向为1.5-2.0mm。3.5选择加工方法序号加工表面粗糙度加工方法1右端面25粗车2左端面 25粗车3左28外圆 25粗车4左25外圆 12.5粗车5左20外圆3.2粗车、半精车6左18外圆25粗车7左18槽25粗车8右28外圆 25粗车9右25外圆 12.5粗车10右20外圆 3.2粗车、半精车11右18外圆 25粗车12右18槽25粗车13宽12端面 25粗铣3.6选择各工序机床及工装工序03：粗车右端面；加工设备选择：C620-1卧式车床；刀具选择：硬质合金端面车刀；量具选择：游标卡尺。工序04：粗车左端面；加工设备选择：C620-1卧式车床；刀具选择：硬质合金端面车刀；量具选择：游标卡尺。工序05：粗车左28外圆、左25外圆、左20外圆、左18外圆；加工设备选择：C620-1卧式车床；刀具选择：硬质合金外圆车刀；量具选择：游标卡尺。工序06：粗车右28外圆、右25外圆、右20外圆、右18外圆；半精车右20外圆；车R1.2槽；加工设备选择：C620-1卧式车床；刀具选择：硬质合金外圆车刀、切槽车刀；量具选择：游标卡尺。工序07：半精车左20外圆、车R1.2槽加工设备选择：C620-1卧式车床；刀具选择：硬质合金外圆车刀、切槽车刀；量具选择：游标卡尺。工序08：铣宽12端面；加工设备选择：X52K立式铣床；刀具选择：硬质合金圆柱铣刀；量具选择：游标卡尺。3.7 确定切削用量及基本工时工序01：锻造工序02：调质处理工序03：粗车右端面1、切削用量机床为C620-1型卧式车床， 所选刀具为YT5硬质合金端面车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.5mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.26mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=65m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.25mm/r，切削速度=90m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=900.80.650.811.15m/min43.6m/min 448r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=460r/min 则实际切削速度=43.6m/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.25mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=460r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.5mm，=0.26mm/r，=460r/min，=43.6m/min2、确定车右端面的基本时间 ， 式中 =31mm，=0mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1 则 工序04：粗车左端面1、切削用量机床为C620-1型卧式车床， 所选刀具为YT5硬质合金端面车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.5mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.26mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=65m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.25mm/r，切削速度=90m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=900.80.650.811.15m/min43.6m/min 448r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=460r/min 则实际切削速度=43.6m/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.25mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=460r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.5mm，=0.26mm/r，=460r/min，=43.6m/min2、确定车左端面的基本时间 ， 式中 =31mm，=0mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1 则 工序05：粗车左28外圆、左25外圆、左20外圆、左18外圆工步一：车左28外圆1、切削用量机床为C620-1型卧式车床， 所选刀具为YT5硬质合金外圆车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.5mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.26mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=65m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.25mm/r，切削速度=90m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=800.80.650.811.15m/min43.6m/min 496r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=480r/min 则实际切削速度=43.6m/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.25mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=480r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.5mm，=0.26mm/r，=480r/min，=43.6m/min2、确定车左28外圆的基本时间 ， 式中 =150mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步二：车左25外圆 ， 式中 =78mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步三：粗车左20外圆 ， 式中 =62mm，2.0mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步四：粗车左18外圆 ， 式中 =19mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步五：倒角工序06：粗车右28外圆、右25外圆、右20外圆、右18外圆；半精车右20外圆；车18槽；倒角工步一：车右28外圆1、切削用量机床为C620-1型卧式车床， 所选刀具为YT5硬质合金外圆车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.5mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.26mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=65m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.25mm/r，切削速度=90m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=800.80.650.811.15m/min43.6m/min 496r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=480r/min 则实际切削速度=43.6m/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.25mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=480r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.5mm，=0.26mm/r，=480r/min，=43.6m/min2、确定车右28外圆的基本时间 ， 式中 =150mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步二：车右25外圆 ， 式中 =78mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步三：粗车右20外圆 ， 式中 =62mm，2.0mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步四：粗车右18外圆 ， 式中 =19mm，1.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步五：半精车右20外圆1、 =0.5mm2、 =0.2mm/r3、 =1000.80.650.811.15m/min48.5m/min =600r/min ， 式中 =43mm，0.5mm，=4mm，=0mm，=0.2mm/r，=600r/min,=1 则 工步六：车18槽 ， 式中 =2.2mm，2.0mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步七：倒角工序07：半精车左20外圆、车18槽；倒角工步一：半精车左20外圆1、切削用量机床为C620-1型卧式车床， 所选刀具为YT5硬质合金外圆车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为2.0mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.26mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=65m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.25mm/r，切削速度=100m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故 =1000.80.650.811.15m/min48.5m/min 552r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=480r/min 则实际切削速度=48.5m/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.25mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=600r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=2.0mm，=0.26mm/r，=600r/min，=48.5m/min2、确定半精车左20外圆的基本时间 ， 式中 =43mm，0.5mm，=4mm，=0mm，=0.2mm/r，=600r/min,=1 则 工步二：车18槽 ， 式中 =2.2mm，2.0mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步三：倒角工序08：铣宽12端面1、选择刀具刀具选取硬质合金圆柱铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra25，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取4753）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序09：去毛刺工序10：检验至图纸要求并入库第4章 专用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，决定设计铣宽12端面的铣床夹具。4.1 问题的提出 本夹具主要用于铣宽12端面，表面粗糙度Ra25，精度要求不高，故设计夹具时主发考虑如何提高生产效率。4.2 定位基准的选择选择已加工好的20外圆和左端面来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是V形块和支承钉。因此进行定位元件的设计主要是对V形块和支承钉，夹紧则是由铰链压板、铰链支脚、螺母、圆垫圈、螺杆、螺杆支脚和带肩螺母等组成的夹紧机构来完成。1、20外圆与V形块相配合，限制四个自由度，即Y轴转动、Y轴移动、Z轴转动和Z轴移动。2、左端面与支承钉相配合，限制一个自由度，即X轴移动。加工宽12端面限制五个自由度即可，设计合理。4.3 定位误差分析定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图1所示 图1用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。 根据相关公式和公差确定具体变动量。如图2，两个极端情况：情况1：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地高得加工尺寸；情况2：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地低得加工尺寸。且该工序定位误差 图2 定位误差 =O1O2+(d2-（d2-Td2)/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.3924.4 切削力的计算与夹紧力分析查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=1.872，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查表得夹紧力为12360N=30900N由上计算得，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5导向元件的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：图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下：表 3.1 定向键数据表 BLHhDd1夹具体槽形尺寸 公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18-0.013-0.03325124126.618+0.0774对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。对刀块选用直角对刀块，其结构如下图所示：直角对刀块的规格及主要尺寸：塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0140.54.6夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择由铰链压板、铰链支脚、螺母、圆垫圈、螺杆、螺杆支脚和带肩螺母等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 参 考 文 献1.邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京： 机械工业出版社 2004，8 2.赵志修 主编 机械制造工艺学 北京： 机械工业出版社 1984，23.孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用
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