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不完全齿轮工艺及夹具设计(带CAD图）,不完全,齿轮,工艺,夹具,设计,CAD
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宁XX大学设计说明书 不完全齿轮工艺及夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要随着科技技术的不断进步，生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。这就要求企业的生产在体现人性化的基础上降低工人的生产强度和提高工人的生产效率，降低企业的生产成本。现代的生产和应用设备多数都采用机电一体化、数字控制技术和自动化的控制模式。在这种要求下不完全齿轮零件越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。特别是近年来与微电子、计算机技术相结合后，使不完全齿轮零件进入了一个新的发展阶段。在不完全齿轮零部件是最重要部分，因需求的增加，所以生产也步入大批量化和自动化。不完全齿轮零件的主要加工表面是外圆及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以孔系定位加工出平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。为适应机械设备对不完全齿轮加工的要求，对不完全齿轮加工要求和技术领域的拓展还需要不断的更新与改进。关键词：工艺设计，不完全齿轮零件，不完全齿轮传动5 AbstractWith the continuous progress of science and technology, production is toward the direction of automation, specialization and mass production. This requires the production of enterprises in the embodiment of human nature based on reducing the production intensity of workers and improve the productivity of workers, reduce the production costs of enterprises. Modern production and application of the majority of the equipment are the use of mechanical and electrical integration, digital control technology and automation of the control model. Under this kind of request, the incomplete gear parts are more and more show its wide application field and market prospect. Especially in recent years, with the combination of microelectronics and computer technology, the incomplete gear parts have entered a new stage of development. In incomplete gear parts is the most important part, due to the increase in demand, so the production has entered a large number of quantitative and automated.The main processing surface of incomplete gear parts is the outer circle and the hole. Generally speaking, it is easier to guarantee the machining accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the hole. Therefore, this design follows the principle of the first surface after the hole. And the hole and plane processing clearly divided into rough machining and finishing stages to ensure the accuracy of the hole machining. The main processing procedure is to locate the plane with holes, and the other holes and the plane can be processed by the top plane and the processing hole in the following procedure.In order to meet the requirements of mechanical equipment for incomplete gear processing, it is required to update and improve the processing requirements and technical field of incomplete gear.Key words: process design, incomplete gear parts, incomplete gear transmission目 录摘 要2Abstract3目 录4第1章 绪论6第2章 不完全齿轮的加工工艺规程设计82.1 零件的作用82.2零件的工艺分析82.3零件生产类型的选择92.4工艺规程设计112.4.1 确定毛坯的尺寸公差和加工余量122.4.2基面的选择122.5加工阶段的划分132.6工序顺序安排142.6.1 确定工艺路线142.6.2确定切削用量及基本工时18第3章 夹具的结构设计253.1设计机床夹具前的准备工作253.1.1明确工件的年生产纲领253.1.2充分理解工件的零件图和工序图253.2确定机床夹具的结构方案253.2.1选择定位原件253.2.2选择夹紧机构273.2.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用283.3夹具结构方案的设计293.4绘制夹具装配图293.5绘制夹具零件图31第4章 夹具精度的验算314.1产生定位误差的原因314.2 误差分析与计算324.3 确定夹具体结构和总体结构334.4夹具设计及操作的简要说明34总结与展望35参考文献36第1章 绪论机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。35第2章 不完全齿轮的加工工艺规程设计2.1 零件的作用不完全齿轮,其功用是传递运动和间歇机构运动方向，以适应传动机构运动的需要。从而改变机器运行的转速，实现传动功能。2.2零件的工艺分析从零件图上可以看出，该零件的结构加工表面比较多，且轮齿的加工精度比较高。其主要加工表面可以分为三个部分：一、主要加工表面的尺寸：1) 以外圆柱不完全齿轮为中心的一组加工面。这一组加工表面包括：m=1.5mm、z=40、B=30mm的圆柱不完全齿轮及两端倒角。2) 以的孔为中心的一组加工面。这一组加工面包括： mm的孔及其倒角。3) 左、右端面。这一组加工表面主要是左、右表面。二、以上加工表面的主要技术要求：（1） 不完全齿轮三个公差组精度等级为7-7-7，轮齿表面粗糙度为1.6，齿面要求淬硬到HRC4550，并且齿面与孔中心轴线要保证同轴度0.018mm（2） 除两端面的粗糙度为12.5，其余表面粗糙度为6.3。由以上分析可知。对于这三组加工表面来讲，可以先选择其中一组加工表面进行加工，然后以加工过的表面为基准，加工其他两组表面，并保证它们之间的相互位置。2.3零件生产类型的选择零件毛坯的生产加工主要有三种方式：铸造、锻压、焊接。一 常见零件毛坯类型机械零件的常用毛坯包括铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。 1铸件是形状较复杂的零件毛坯，宜采用铸造方法制造。目前生产中的铸件大多数是砂型铸造，少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造，如金属性铸造、熔模铸造和压力铸造等。 2锻件适用于强度要求较高，形状比较简单的零件毛坯，锻造方法有自由锻和模锻。自由锻的加工余量大，锻件精度低，生产率不高，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯制造。模锻加工余量小，锻件精度高，生产率高，适用于中小型零件毛坯的大批量生产。 3型材有热轧和冷拉两种。热轧型材的精度较低，适用于一般零件的毛坯。冷拉型材的精度较高，适用于对毛坯精度要求较高的中小型零件的毛坯制造，可用于自动机床加工。 4焊接件是根据需要用焊接的方法将同类材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。焊接件制造简单，生产周期短，但变形较大，需经时效处理后才能进行机械加工。焊接方法适用于大型毛坯、结构复杂的毛坯制造。 5冷冲压件适用于形状复杂的板料零件。二 毛坯选择的原则 选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且对零件的加工质量、加工方法、生产率及生产成本都有很大的影响。因此，选择毛坯要从毛坯的制造和机械加工两方面综合考虑，以求得最佳的技术经济效果。 在选择毛坯时应考虑下列因素： 1零件材料及力学性能要求 例如材料为铸铁的零件，应选择铸造毛坯。对于重要的钢制零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件毛坯；形状较简单及力学性能不太高时，可用型材毛坯；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。 2零件的结构形状与大小 轴类零件毛坯，如直径和台阶相差不大，可用棒料；如各台阶尺寸相差较大，则宜选用锻件。 大型零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；中小型零件可用模锻件或特种铸造件。 3生产类型 大批大量生产时，应选用毛坯精度和生产率均较高的毛坯制造方法，和精密如模锻、金属型机器造型铸造和精密铸造。 单件小批生产时，可采用木模手工造型铸造或自由锻造。 4现有生产条件 选择毛坯时，必须考虑现有生产条件，如现有毛坯制造的水平和设备情况，外协的可能性及经济性等。 5充分利用新工艺、新材料 为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑应用新工艺、新技术和新材料。如精铸、精锻、冷轧、冷挤压和粉末冶金等在机械中的应用日益广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料，大大提高了经济效益。三 典型零件毛坯的选择 根据毛坯的选择原则，下面分别介绍轴杆类、盘套类和机架箱体类等典型零件的毛坯的选择方法。 1轴杆类零件的毛坯选择 作用：轴杆类零件指各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、摇臂、螺栓、销子等。这类零件一般轴向（纵向）尺寸远大于径向(横向)尺寸，是机械产品中支撑传动件、承受载荷、传递扭矩和动力的常见典型零件。毛坯选择：轴类零件最常用毛坯是型材和锻件。 对于光滑的或有阶梯但直径相差不大的一般轴，常用型材（即热轧或冷拉圆钢）作为毛坯。 对于直径相差较大的阶梯轴或要承受冲击载荷和脚边应力的重要轴，均采用锻件作为毛坯。生产批量较小时，采用自由锻件。生产批量较大时，采用模锻件。 对于结构形状复杂的大型轴类零件，其毛坯采用砂型铸造件、焊接结构件或铸-焊结构毛坯。2盘套类零件的毛坯选择结构特征：盘套类零件时指直径尺寸较大而长度尺寸相对较长的回转体零件（一般长度与直径之比小于1）。盘套类零件指各种齿轮、带轮、飞轮、联轴节、套环、轴承环、端盖及螺母、垫圈等。（1） 不完全齿轮的毛坯选择 钢制齿轮的毛坯选择取决于齿轮的选材、结构形状、尺寸大小、使用条件及生产批量等因素。毛坯选择： 尺寸较小且性能要求不高，可直接采用热轧棒料。直径较大且性能要求高，一般都采用锻造毛坯。生产批量较小或尺寸较大的齿轮，采用自由锻造。 生产批量较大的中小尺寸的齿轮，采用模锻造。对于直径比较大，结构比较复杂的不便于锻造的齿轮，采用铸钢或焊接组合毛坯。根据图纸参数要求，选择 生产批量较大的中小尺寸的齿轮，采用模锻造。2.4工艺规程设计 由生产计划可知，该零件为成批生产。零件材料为40Cr钢，由于零件本身的作用，考虑到其在运行过程中会经常的行驶，故零件在工作过程中经常承受冲击性载荷，不完全齿轮面也应该有较强的硬度，因此应该选用锻件，以便金属纤维不被切断，保证零件的工作可靠性。由于零件为大批生产，而且零件的尺寸不大，可以采用模锻成型，从而提高生产率，保证加工精度。2.4.1 确定毛坯的尺寸公差和加工余量（1）确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的造型，查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5，“不完全齿轮”零件材料采用合金钢制造。材料为40Cr，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（2）外圆的加工余量。根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗车：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精车：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。差等级选用CT7。再查表2.3.9可得锻件尺寸公差为。2.4.2基面的选择 定位基准的选择是拟定零件加工路线的、确定法加工方案前的重要工作。基准选择的合理、可靠，直接影响到加工质量和生产效率。对于保证零件的尺寸精度和位置精度有着决定性的作用，同时可以使生产率得以提高。反之，就会出现各种问题，更有甚者还会造成大批废品零件，使生产无法正常进行。我们在选择基准的时候通常考虑下面几个问题：以哪一个表面作为精基面或统一基准，可以保证加工精度和高的生产效率；为加工精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基准；是否有特殊表面需要采用统一基准以外的精基面。 在选择基准的时候，应尽量做到设计基准与定位基准重合。对于离合不完全齿轮这样的盘套类零件，根据该零件的工作特点和加工要求，选择定位面基准如下：粗基面：以外圆和一个端面作为粗基面，镗、拉内孔。精基面：不完全齿轮基圆的基准是内孔32的内圆表面，所以精基准为内孔32+0.16 0mm的内圆表面，选择键孔和一个端面作为精基面，加工不完全齿轮，以键孔和右端面作为定位基面；加工以键孔和左端面作为主要定位基面。2.5加工阶段的划分(1)划分方法 零件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。一般划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。如果零件要求的精度特别高，表面粗糙度很细时，还应増加光整加工和超精密加工阶段。各加工阶段的主要任务是： 1) 粗加工阶段 主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。 因此，应采取措施尽可能提高生产率。同时要为半精加工阶段提供精基准，并留有充分均匀 的加工余量，为后续工序创造有利条件。 2) 半精加工阶段 达到一定的精度要求，并保证留有一定的加工余量，为主要表面的精加工作准备。同时完成一些次要表面的加工（如紧固孔的钻削，攻螺纹，铣键槽等）。 3) 精加工阶段 主要任务是保证零件各主要表面达到图纸规定的技术要求。 4) 光整加工阶段 对精度要求很高（ IT6 以上），表面粗糙度很小（小于 R a 0.2 m ）的零件，需安排光整加工阶段。其主要任务是减小表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度。 (2)划分加工阶段的原因 1) 保证加工质量的需要 零件在粗加工时，由于要切除掉大量金属，因而会产生较大的切削力和切削热，同时也需要较大的夹紧力，在这些力和热的作用下，零件会产生较大的变形。而且经过粗加工后零件的内应力要重新分布，也会使零件发生变形。如果不划分加工阶段而连续加工，就无法避免和修正上述原因所引起的加工误差。加工阶段划分后，粗加工造成的误差，通过半精加工和精加工可以得到修正，并逐步提高零件的加工精度和表面质量，保证了零件的加工要求。 2) 合理使用机床设备的需要 粗加工一般要求功率大，刚性好，生产率高而精度不高的机床设备。而精加工需采用精度高的机床设备，划分加工阶段后就可以充分发挥粗、精加工设备各自性能的特点，避免以粗干精，做到合理使用设备。这样不但提高了粗加工的生产效率，而且也有利于保持精加工设备的精度和使用寿命。 3) 及时发现毛坯缺陷 毛坯上的各种缺陷（如气孔、砂眼、夹渣或加工余量不足等），在粗加工后即可被发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工后造成工时和加工费用的浪费。 4) 便于安排热处理 热处理工序使加工过程划分成几个阶段，如精密主轴在粗加工后进行去除应力的人工时效处理，半精加工后进行淬火，精加工后进行低温回火和冰冷处理，最后再进行光整加工。这几次热处理就把整个加工过程划分为粗加工半精加工精加工光整加工阶段。 在零件工艺路线拟订时，一般应遵守划分加工阶段这一原则，但具体应用时还要根据零件的情况灵活处理，例如对于精度和表面质量要求较低而工件刚性足够，毛坯精度较高，加工余量小的工件，可不划分加工阶段。又如对一些刚性好的重型零件，由于装夹吊运很费时，也往往不划分加工阶段而在一次安装中完成粗精加工。 2.6工序顺序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。不完全齿轮加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到不完全齿轮加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。对于不完全齿轮，需要精加工的是孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工中心孔系，然后以孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。2.6.1 确定工艺路线制定工艺路线是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。尤其在这种大批量生产纲领时，采用合理的工艺路线可以大大提高生产率，使生产成本降低，并获得可观的经济效益。一、加工方法的确定零件各表面加工方法的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，然后需要考虑生产率和经济性方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求综合考虑。该工件毛坯经模锻成型，孔已铸出。其各表面加工方法如下：左、右端面： 粗车各外圆表面： 粗车半精车内孔： 钻扩铰不完全齿轮： 滚齿键槽： 插键槽二、零件各表面加工顺序的确定1、加工阶段的划分 为了达到规定的技术要求，该离合不完全齿轮的加工可以分为上个加工阶段l 粗加工阶段 车外圆、端面，镗内孔、键孔；l 半精加工阶段 以拉出的键孔为主要精基准，精车外圆，滚齿；l 精加工阶段 校正键孔，并以校正好的键孔为精基准，珩齿。2、 加工顺序的安排l 机械加工顺序的安排 根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排外圆、端面、内孔的加工。由于键孔是后面各表面加工的主要精基准，所以接着安排键孔的拉削。键孔加工好以后，以键孔为精基准，精车外圆，铣槽和剃齿，然后安排键孔的校正。l 热处理的安排 由于毛坯为模锻件，在机械加工之前应进行真货处理，消除锻造应力，境地硬度，改善切削性能。在粗加工之后，安排第二次热处理调质处理，提高零件的综合力学性能，最后根据零件的技术要求，对轮齿表面进行淬火处理，以得到较高的表面硬度，提高其耐磨性。l 辅助工序的安排 检验工序：在热处理之后安排中间检验工序，最后安排终检工序，还有安排钳工去毛刺，安排清晰工序，最后还要将零件油封，库存。3、工序的组合根据零件的生产规模以及零件的结构特点还有加工方法，为了尽可能减少安装次数，在一次加工中安排多面加工，以保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。4、工艺路线的确定由于生产纲领为批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。 工艺路线一： 工序号 工序名称工序内容10锻造锻造出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车粗车外圆63及右端面，留1mm精车余量40车粗车外圆63左端面，留1mm精车余量50车精车外圆63及右端面及倒角60车精车外圆63左端面及倒角70钻扩铰钻扩铰16孔并进行孔口倒角80插插键槽90滚齿滚齿加工100铣铣不完全齿轮齿形部分工艺路线二10锻造锻造出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车粗车外圆63及右端面，留1mm精车余量40钻扩铰钻扩铰16孔并进行孔口倒角50车粗车外圆63左端面，留1mm精车余量60车精车外圆63及右端面及倒角70车精车外圆63左端面及倒角80插插键槽90滚齿滚齿加工100铣铣不完全齿轮齿形部分 两个工艺方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二这道工序都是为了获得切削加工。另外，选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等、本次设计选择工艺路线方案一。根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示:毛坯为锻件，清理后进行正火处理，以消除内应力机械切削加工性能，在毛坯车间，对其认真检验分析，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工工序号 工序名称工序内容10锻造锻造出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车粗车外圆63及右端面，留1mm精车余量40车粗车外圆63左端面，留1mm精车余量50车精车外圆63及右端面及倒角60车精车外圆63左端面及倒角70钻扩铰钻扩铰16孔并进行孔口倒角80插插键槽90滚齿滚齿加工100铣铣不完全齿轮齿形部分以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。工序确定零件机械加工工艺路线拟定后还需要对每一工序进行设计。其主要内容包括：确定每一工步的加工余量、计算各工序的工序尺寸及公差、选择各工序所选用的机床及工艺装备、确定切削余量、计算工时定额。（1）加工余量的确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工精度，余量过大，不但增加机械加工劳动量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理地安排加工余量。根据零件毛坯条件：材料为40Cr钢，生产类型为成批生产，采用在锻模上得到模锻毛坯。本设计采用查表修正法和经验估值法相结合确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸。1) 轴向长度方向加工余量该零件的端面我们只用到了粗车，查表余量为3mm，所以毛坯长度30+23=36。2) 外圆表面加工余量圆查表得：，Z=3，2Z=6；粗车Z=2，2Z=4 3)内孔表面加工余量 工件内孔为阶梯孔，其中键孔的精度要求比较高，故锻造时取统一内径图2-2 锻件毛坯图2.6.2确定切削用量及基本工时工序30粗车外圆63及右端面，留1mm精车余量 选择CA6140车床，外圆车刀选择外圆车刀，刀具根据加工余量和机床刚度，选择吃刀深度。一次走刀。进给量刀具耐用度理论切削速度: 确定机床主轴转速:选择所以实际切削速度切削工时：取所以工序40 粗车外圆63左端面，留1mm精车余量 选择CA6140车床，外圆车刀采用外圆车刀因此一次走刀进给量理论切削速度: 确定机床主轴转速:为了加工工人操作方便,依然选择机床转速所以实际切削速度切削工时：切入长度: 工序50精车外圆63及右端面及倒角 选择CA6140车床，外圆车刀进给量理论切削速度: 确定机床主轴转速:选择机床转速所以实际切削速度切入长度: 工序60精车外圆63左端面及倒角 选择CA6140车床，外圆车刀进给量理论切削速度: 确定机床主轴转速:选择机床转速所以实际切削速度切入长度: 工序70 钻扩铰16孔并进行孔口倒角孔的直径为16mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z525立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔13mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔15.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔16mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z525立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z525机床说明书，取。实际切削速度为：由表28-5，故3）校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-31，。根据Z525机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及 根据参考文献7表28-33，取。修正系数： ，故 查机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-36，按该表注4，进给量取小植。查Z525说明书，取。2）确定切削速度及 由参考文献7表28-39，取。由参考文献7表28-3，得修正系数，故 查Z525说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，扩孔：，铰孔：，工序80 插键槽选择插床B5040E，使用插刀单面余量h=4mm长度l=64mm取考虑校准部分的长度系数考虑机床返回行程系数K=1.40拉刀齿升切削速度拉刀齿距： 因此工序90 滚齿由艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京.机械工业出版社表10-174V=312/T0.33S0.5N=0.124s0.9m1.7/D又由文献2表10-175,10-177S=2.5，T=240min，m=4代入上式得V=32.4m/min，N=0.27kw工序100 铣不完全齿轮齿形部分机床：XK52铣床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻121)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=15m/min3)确定机床主轴转速ns= 398r/min与398r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=60mm; =4mm; =3mm;t= =1.28min第3章 夹具的结构设计3.1设计机床夹具前的准备工作3.1.1明确工件的年生产纲领工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。3.1.2充分理解工件的零件图和工序图零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，他决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据。工序图给出了零件本工序的工序基准、以加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面、决定了机床夹具的定位方案，如选用平面定位、孔定位定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要顶六个自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是选择机床，刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外形尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。3.2确定机床夹具的结构方案3.2.1选择定位原件固定V形块标准件活动V形块标准件固定手柄压紧螺钉标准件3.2.2选择夹紧机构（1） 夹紧力的方向：夹紧力的要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。（2） 夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应该选择在定位元件支撑点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件的定位准确、不变形。 （3）选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题： 安全性 夹紧机构应具备足够的强度和加紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。 手动夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。 夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。 手动夹紧机构应操作灵活、方便。3.2.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.3夹具结构方案的设计（1）首先对工件的加工要进行分析，根据工件的形状和加工要求，我认为采用立式钻床比较合理。（2）然后，根据六点定位原理，选用定位销套在圆柱内孔，这样配合使用来完成限制了五个自由度，加上圆柱销，这样就共限制了六个自由度，正好满足六点定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧，可以利用移动压板，进行夹紧，因为移动压板简单使用，而且不影响加工过程，所以最总选择移动压板进行夹紧。（3）最后，对整个夹紧方案分析得出，定位约合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计可行。这样就可使工件稳固的夹紧在机床上，能更加方便，准确的进行加工。3.4绘制夹具装配图（1）装配图应按照国家标准尽可能1：1地绘制，用剖视图完整清晰的表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位面夹紧面加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。此机床夹具要用到的零件如下：六角螺钉M6X25 8个 材料：钢件定位销 A6X26 4个 材料：钢件定位衬套 4个 材料：钢件 六角螺母-C级M12 1个 材料：Q235 螺杆M12X40 1个 材料：钢件 夹具体 1个 材料：HT200筋板 1个 材料：钢件 立柱 1个 材料：钢件轴 1个 材料：钢件快换垫圈 1个 材料：钢件 定位轴 1个 材料：钢件 （5）标注必要的尺寸、配合、公差等夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差（6）标注技术条件。定位元件的定位面间相互位置精度。定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。定位表面与导向元件间的位置精度。导向元件工作面间的位置精度。（7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。图 装配图3.5绘制夹具零件图（1）对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。（2）零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、 位置精度、技术要求而定。（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整第4章 夹具精度的验算4.1产生定位误差的原因（1）平位情面定形，夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反应到被加工表面的位置上去，所产生的定位误差称之为基准转换误差。（2）定位基准面与定位元件表面的形状误差。（3）导向元件，对刀元件与定位元件间的位置误差。（4）夹紧力使工件或夹具产生变形，产生位置误差。（5）夹具在机床上的安装误差。（6）定位元件与定位元件间的位置误差4.2 误差分析与计算3) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.2) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。3) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。4) 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或 当时，夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。4.3 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相
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