普通车床主轴加工工艺及磨削大端内锥孔夹具设计【长度743.45】【含7张CAD图纸+PDF图】
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湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业设计 题 目：普通车床主轴加工工艺及 磨削大端内锥孔夹具设计学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 59摘要机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。而加快产品上市的时间，提高质量，降低成本，加强服务是制造业追求的永恒主题。此篇论文主要内容是对主轴加工工艺路线进行的研究、设计，其中包括了各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，准面的选取，定位和夹紧方案的拟定。关键词：主轴，夹具，装配图，工艺Abstract Machinery manufacturing industry is a pillar industry of national technology progress and social development, whether the traditional industry, or the emerging industry, all cannot do without the every kind of mechanical equipment. While speeding up the time to market, improve quality, reduce costs, strengthen the service is the eternal pursuit of manufacturing theme. The main contents of this thesis is to research, design of spindle machining process route, including the processing method of each procedure, machine tool, cutting tool, fixture, assistive devices, measuring choice, quasi the selection, positioning and clamping of programming.Keywords: spindle, fixture, assembly drawings, process目录摘要IIAbstractIII目录IV1.零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析11.2.1主轴的主要技术要求21.2.2工艺过程分组22工艺规程的设计32.1确定毛坯的制造形式32.2基准的选择32.2.1粗基准的选择32.2.2精基准的选择32.2.3基准的转换32.3制定工艺路线42.3.1加工工艺42.3.2加工阶段的划分52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸62.6确定切削用量及基本工时103.夹具设计483.1 机床夹具的分类、基本组成和功用483.2夹具的设计思路483.3磨削大端内锥孔夹具设计503.3.1定位基准的选择503.3.2磨削力及夹紧力的计算503.3.3定位误差分析523.3.4 夹具结构设计533.3.5夹具的使用方法533.3.6夹具的调整54总结55参考文献56致谢571.零件的分析1.1零件的作用本次设计所给定的零件是CA6140主轴零件图。他主要位于主轴箱部，主要作用是传递回转和扭矩。电动机的回转运动和扭矩是通过各级变速齿轮等传递到主轴，再通过主轴传递给工件或刀具的。主轴必须具有较高的回转精度，以保证工件几何形状的正确；为机床附件和有关工艺装备提供安装基面，直接或间接地支持和导向作用；当棒料（毛坯）需从主轴中心通孔通过作贯穿送料时，主轴内孔还具有支承作用。图1CA6140车床的主轴1.2零件的工艺分析由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。1.2.1主轴的主要技术要求1.端部锥孔锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面300mm处公差为0.01mm；锥面接触率70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；硬度要求4550HRC。2.支承轴颈主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为0.005mm，径向跳动公差为0.005mm；而支承轴颈112锥面的接触率70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；支承轴颈尺寸精度为IT5。因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。3.空套齿轮轴颈空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.015mm。由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。4.端部短锥和端面头部短锥C和端面D对主轴二个支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.008mm；表面粗糙度Ra为0.8mm。它是安装卡盘的定位面。为保证卡盘的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，而端面必须与主轴的回转中心垂直。5.螺纹当主轴上压紧螺母的端面跳动过大时，会使被压紧的滚动轴承内环的轴心线产生倾斜，从而引起主轴的径向圆跳动。主轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。1.2.2工艺过程分组CA6140车床主轴结构较为复杂，精度要求也较高，在大批量的生产条件下，主轴的机械加工工艺过程有三组加工表面。第一阶段：以毛坯外圆为基准，车螺纹外圆和的端面及钻中心孔。第二阶段：以中心孔为基准，粗车外圆，半精车、磨削各阶段外圆、轴颈，铣键槽，车螺纹、钻端面上各孔。第三阶段：以两端面支承轴颈为基准，钻通孔、车、磨小端面锥孔（配锥堵），车、磨大端锥孔（配莫氏号锥堵）。2工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。主轴在机床运行中要起到传递功率的作用，则其在工作过程中，经常受到扭矩作用，由于零件年生产量为XX件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不太大。故可采用模锻成型，且为胎膜锻。它的毛坯精度较高，加工余量较小，对提高生产率，保证加工质量也是有利的。2.2基准的选择2.2.1粗基准的选择为取得两中心孔作为精加工的定位基准，所以机械加工的第一道工序是钻两端面中心孔。为此可选择前、后支承轴颈（或其近处的外圆表面）作为粗基准。这样，当反过来再用中心孔定位，加工支承轴颈时，可以获得均匀的加工余量，有利于保证这两个高精度轴颈的加工精度。2.2.2精基准的选择为了避免基准不重合误差，考虑工艺基准与设计基准和各工序定位基准的统一，以及尽可能在一次装夹中加工较多的工件表面，所以在主轴精加工的全部工序中（二端锥孔面本身加工时除外）均采用二中心孔作为定位基准。在主轴中心孔通孔钻出以后，原中心孔消失，需要采用锥堵，借以重新建立定位精度（二端中心孔）。中心孔在使用过程中的磨损会影响定位精度，故必须经常注意保护并及时修整。特别是在关键的精加工工序之前，为了保证和提高定位精度，均需重新修整中心孔。使用锥堵时应注意：当锥堵装入中心孔后，在使用过程中，不能随意拆卸和更换，都会引起基准的位置变动，从而造成误差。2.2.3基准的转换由于主轴的主要轴颈和大端锥孔的位置精度要求很高，所以在加工过程中要采用互换基准的原则，在基准相互转换的过程中，精度逐步得到提高。以轴颈为粗基准加工中心孔；以中心孔为基准，粗车支承轴颈等外圆各部；以支承轴颈为基准，加工大端锥孔；以中心孔（锥堵）为基准，加工支承轴颈等外圆各部；以支承轴颈为基准，粗磨大端锥孔；以中心孔为（重配锥堵）为基准，加工支承轴颈等外圆各部；以大端支承轴颈和外圆表面为基准，精磨大端锥孔。特别是最后精磨主轴锥孔时，由于定位基准选择恰当，收到了互基准和基准重合双重效果，从而保证了很高的主轴跳动精度。2.3制定工艺路线由于生产类型为大批生产，故在使零件的几何性状、尺寸精度几位置精度等技术要求得到合理的保证的前提下，应采用专用的夹具，并应尽量使工序集中起来提高生产率，处此之外，还应考虑经济效果，以使生产成本尽量提高。2.3.1加工工艺生产类型：大批生产；材料牌号：45号钢；毛坯种类：模锻件工艺路线方案序号工序名称工序内容定位基准设备1备料2锻造模 锻立式精锻机3热 处理正火4铣端面钻中心孔毛坯外圆中心孔机床5粗车外圆顶尖孔多刀半自动车床6热处理调质7车大端各部车大端外圆、短锥、端面及台阶顶尖孔卧式车床8车小端各部仿形车小端各部外圆顶尖孔仿形车床9钻深孔钻48mm通孔两端支承轴颈深孔钻床10车小端锥孔车小端锥孔（配120锥堵，涂色法检查接触率50%）两端支承轴颈卧式车床11车大端锥孔车大端锥孔（配莫氏6号锥堵，涂色法检查接触率30%）、外短锥及端面两端支承轴颈卧式车床12钻孔钻大头端面各孔大端内锥孔摇臂钻床13热处理局部高频淬火（90g5、短锥及莫氏6号锥孔）高频淬火设备14精车外圆精车各外圆并切槽、倒角锥堵顶尖孔数控车床15粗磨外圆粗磨75h5、90g5、105h5外圆锥堵顶尖孔组合外圆磨床16粗磨大端锥孔粗磨大端内锥孔（重配莫氏6号锥堵，涂色法检查接触率40%）前支承轴颈及75h5外圆内圆磨床17铣花键铣89f6花键锥堵顶尖孔花键铣床18铣键槽铣12f9键槽80h5及M115mm外圆立式铣床19车螺纹车三处螺纹（与螺母配车）锥堵顶尖孔卧式车床20精磨外圆精磨各外圆及E、F两端面锥堵顶尖孔外圆磨床21粗磨外锥面粗磨两处112外锥面锥堵顶尖孔专用组合磨床22精磨外锥面精磨两处两处112外锥面、D端面及短锥面锥堵顶尖孔专用组合磨床23精磨大端锥孔精磨大端莫氏6号内锥孔（卸堵，涂色法检查接触率70%）前支承轴颈及75h5外圆专用主轴锥孔磨床24钳工端面孔去锐边倒角，去毛刺25检验按图样要求全部检验前支承轴颈及75h5外圆专用检具262.3.2加工阶段的划分在大批量生产条件下，主轴的机械加工工艺可划分为以下三阶段：粗加工阶段该阶段是在主轴毛坯锻造和正火后进行的，包括车端面、打中心孔和粗车外圆等工序。其主要任务是切除毛坯上大部分余量，同时，可以发现锻件的裂纹或其他缺陷。半精加工阶段主轴毛坯在粗加工后需要进行调质阶段，然后再进行半精加工。半精加工阶段包括各半精车工序，中心通孔及螺孔等次要表面加工等工序。其主要任务是：为精加工做好准备；对一些要求不高的表面，使之达到图样要求。此加工阶段是在热处理（高频淬火后）之后进行的，包括各支承轴颈及大端锥孔（莫氏号）的最终加工等工序。其主要任务是最后全面地保证工件达到图样的要求。此外，为防止主轴螺纹和花键等工作表面在热处理过程中变形或撞伤，故其最终加工也安排在此阶段中进行。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140主轴零件材料为钢，硬度为190-260。生产类型为大批生产，采用在自由锻设备上使用胎膜锻毛坯，毛坯重量约为。由机械加工工艺手册表查得：直径为的余量及偏差为。直径为的余量及偏差为。直径为的余量及偏差为。对主轴的零件进行分析：相差相差相差2.5确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸小端端面的加工余量总余量附表工序尺寸半精车余量附表粗车余量毛坯尺寸车大端外圆的加工余量总余量附表半精车余量附表工序尺寸粗车余量毛坯尺寸外圆总余量半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，粗车余量，毛坯尺寸外圆锥面总余量，磨削余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，磨削余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，磨削余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆锥面总余量，磨削余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，精车余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，精车余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆锥面总余量，磨削余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆锥面总余量，磨削余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆M86X1.5总余量，磨削余量，工序尺寸86.3半精车余量1.7，工序尺寸104粗车余量16-0.3-1.7=14，毛坯尺寸102外圆总余量，切槽余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外圆总余量，半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸外短锥总余量，精磨余量，工序尺寸粗磨余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗车余量，毛坯尺寸钻通孔钻孔小端锥孔粗车小端锥孔余量，工序尺寸大端锥孔粗车余量，工序尺寸半精车余量，工序尺寸粗磨余量，工序尺寸精磨余量，工序尺寸攻端面螺纹孔,通孔,沉头孔车螺纹4处铣键槽2处2.6确定切削用量及基本工时工序模锻工序正火热处理工序车两端面、钻中心孔粗车两端面：加工条件工件材料：钢正火，模锻。加工要求：车主轴两端面，并钻中心孔，表面粗糙度值。机床：卧式车床刀具：材料为，刀杆，根据：机械加工工艺设计实用手册表.计算切削用量已知毛坯小端长度方向上的加工余量为，粗车时分两次加工，；毛坯大端长度方向的加工余量为，粗车时分三次加工。2 进给量，根据机械加工工艺设计实用手册表当刀杆的尺寸为时为时，以及工件的直径为时，取计算切削速度按机械加工工艺手册表当时，其中 对小端端面得：确定机床转速：按机械加工工艺手册表，与相近的机床转速为及，选取，如果选，则速度损失太大。所以实际切削速度：对大端端面得：确定主轴转速：按机械加工工艺手册表查的与相近的机床转速为与，选取。故实际切削速度：切削工时半精车两端面计算切削速度确定主轴转速按机械加工工艺手册表选，其实际切削速度：切削工时：，4.钻中心孔刀具：A型中心钻机械加工工艺手册表4.3-2进给量：，机械加工工艺设计实用手册表15-39切削速度：按机床选取，机械加工工艺手册表3.1-31。所以实际切削速度：；切削工时：；机械加工工艺手册表2.5-7工序5：粗车外圆机床：C620-3卧式车床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸，机床加工工艺设计实用手册表12-7。1.粗车外圆：同时应校验机床功率及进给机构强度：。切削深度：单边余量，进行3次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：检验机床功率：主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算：其中：所以:切削时消耗的功率由机床加工工艺设计实用手册主电动机的功率为,所以机床的主轴功率足够,可以正常加工。检验机床进给系统强度:已知主切削力,径向切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算:式中:所以:而轴向切削力,主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算：式中:轴向切削力:取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为:而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为,见机械加工工艺手册表机床的进给系统可正常工作.切削工时:机械加工工艺手册表其中故粗车外圆：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根机械加工工艺手册据15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：检验机床功率：主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算：其中：所以:切削时消耗的功率由机床加工工艺设计实用手册主电动机的功率为,所以机床的主轴功率足够,可以正常加工。检验机床进给系统强度:已知主切削力,径向切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算:式中:，所以:而轴向切削力,主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算：式中:轴向切削力:取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为:而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为,见机械加工工艺手册表机床的进给系统可正常工作.切削工时:机械加工工艺手册表其中故粗车外圆：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故粗车外圆：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故粗车外圆：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故粗车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故粗车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8：当时，确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故粗车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故工序：车大端各部（车大端外圆、短锥、端面和台阶）机床：C620-3卧式车床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸，机床加工工艺设计实用手册表12-7。粗车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8：当时，确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故粗车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故粗车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故工序：仿形车小端各部机床：半自动仿形车床机械加工工艺手册表刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸，机床加工工艺设计实用手册表12-7。仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺实用手册可得：当时，选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8：当时，确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺实用手册可得：当时，选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故仿形车外圆且锥度为根据机械加工工艺实用手册知锥度为的圆锥角是切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中；故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中；故仿形车外圆锥度为切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中；故仿形车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中；故工序钻深孔机床：深孔钻床机械加工工艺手册第二卷表刀具：外排屑深孔钻机械加工工艺手册第二卷表由机械加工工艺实用手册表钢的硬度为时切削速度由机械加工工艺实用手册表取进给量令：故转速按机床取所以实际切削速度为切削工时且，机械制造工艺金属切削机床设计指导表式中，得：工序车小端锥孔（配锥赌）机床：C620-3卧式车床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸，机床加工工艺设计实用手册表12-7。切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺实用手册15-10可得：选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故工序车大端锥孔（配莫氏号锥赌）外短锥及端面车大端锥孔（配莫氏号锥赌）机床：C620-3卧式车床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸，机床加工工艺设计实用手册表12-7。切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺实用手册15-10可得：选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故车内孔切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故车端面切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故车外圆切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故工序：钻大端各孔钻孔机床：Z35A摇臂钻床进给量：机械加工工艺设计实用手册表切削速度：机械加工工艺设计实用手册表按机床选取，机械加工工艺手册表3.1-31。所以实际切削速度：；切削工时：；机械加工工艺手册表2.5-7钻孔进给量：切削速度：按机床选取，机械加工工艺手册表3.1-31。所以实际切削速度：；切削工时：钻孔进给量：切削速度：按机床选取，机械加工工艺手册表3.1-31。所以实际切削速度：；切削工时： 锪圆柱式沉孔，根据有关资料介绍。锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的故进给量：按机床选取切削速度：按机床选取，机械加工工艺手册表3.1-31。所以实际切削速度：；切削工时：工序钻孔进给量：切削速度：按机床选取，机械加工工艺手册表3.1-31。所以实际切削速度：；切削工时：工序对、短锥及莫氏号锥孔进行高频淬火工序14精车外圆并切槽精车外圆机床：数控机床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸，机床加工工艺设计实用手册表12-7。切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：切削工时:其中故精车外圆时与相同切削工时:故切槽切槽。（之间）刀具：采用高速钢切槽刀机床加工工艺手册表。切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：，确定主轴转速：切削工时:其中故切槽。（之间）切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：切削工时:其中故切槽。（之间）与切槽相同。切槽。（处）切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：切削工时:故切槽。（处）切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：切削工时:故切槽。（处）切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：切削工时:故切槽。（处）切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：切削工时:故切槽。切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：切削工时:故切槽切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度确定主轴转速：切削工时:故倒角面，为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与切槽（处）相同。工序15磨削外圆磨削外圆机床：外圆磨床机械加工工艺设计实用手册表砂轮：选取机械加工工艺设计实用手册表机械加工工艺设计实用手册表工件速度,工件转速由机械加工工艺设计实用手册表可知砂轮的转速为故最大的切削速度：选择选取，工件的轴向进给量时，横向进给量机械制造工艺金属切削机床设计指导表工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：机械制造工艺金属切削机床设计指导表且机械制造工艺金属切削机床设计指导表则磨削外圆工件速度,工件转速由机械加工工艺设计实用手册表可知砂轮的转速为故最大的切削速度：选择选取，工件的轴向进给量时，横向进给量工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：且则磨削外圆工件速度,工件转速由机械加工工艺设计实用手册表可知砂轮的转速为故最大的切削速度：选择选取，工件的轴向进给量时，横向进给量工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：且则工序磨削莫氏锥孔（重配莫氏6号锥赌）机床：内圆磨床机械加工工艺设计实用手册表工件的转速范围：砂轮轴的转速：砂轮：选取白刚玉锥磨头机械加工工艺设计实用手册表且由机械加工工艺设计手册表得工件速度,工件转速选取砂轮主轴转速为故最大的切削速度：选择工件转速工件的纵向进给量时，横向进给量机械制造工艺金属切削机床设计指导表工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：机械制造工艺金属切削机床设计指导表且由机械制造工艺金属切削机床设计指导表则工序铣键槽根据机械加工工艺设计手册第一卷表选用硬质合金直柄键槽铣刀铣削深度，一次走刀切除。确定每齿进给量，给据机械加工工艺设计手册表选取确定铣刀的磨钝标准及耐用度按机械加工工艺手册表，铣刀后刀面最大磨损限度按机械加工工艺手册表，刀具的耐用度根据机械加工工艺手册表的故采用铣床由根据机械加工工艺手册表取则实际车削速度此时工作台每分钟的进给量应为：根据机械加工工艺手册表铣削工时：式中所以工序粗铣、精铣花键粗铣刀具:根据机械加工工艺设计手册表选用高速钢三面刃铣刀根据机械加工工艺设计手册表铣削深度，一次走刀切除。确定每齿进给量，根据机械加工工艺设计手册表选取确定铣刀的磨钝标准及耐用度按机械加工工艺手册表，铣刀后刀面最大磨损限度按机械加工工艺手册表，刀具的耐用度根据机械加工工艺手册表的切削速度即故采用铣床由根据机械加工工艺手册表取此时工作台每分钟的进给量应为：根据机械加工工艺手册表铣削工时式中所以精铣铣削深度，一次走刀切除。确定每齿进给量，选取根据机械加工工艺手册表切削速度即故采用铣床由根据机械加工工艺手册表取此时工作台每分钟的进给量应为：根据机械加工工艺手册表铣削工时：式中所以工序19车大端内侧面，车三处螺纹（配螺母）机床：卧式车床刀具：材料为，刀杆，车大端内端面：切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故车大端内端面：切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度：确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时:其中故 车螺纹车刀：采用高速钢粗牙普通螺纹车刀机械加工工艺手册表由机械加工工艺手册表螺距为时，走刀次数，故由机械加工工艺手册表取计算主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：取切入深度按机械加工工艺手册表切削工时:其中故车螺纹车刀：采用高速钢粗牙普通螺纹车刀机械加工工艺手册表由机械加工工艺手册表螺距为时，走刀次数，故由机械加工工艺手册表取计算主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：取切入深度按机械加工工艺手册表切削工时:其中故螺纹与攻螺纹相同即切削：工序20磨削两处外锥面,面，以及短锥面机床：外圆磨床机械加工工艺设计实用手册表砂轮：机械加工工艺设计实用手册表磨削小端锥面由机械加工工艺设计手册表得工件速度,工件转速选取砂轮主轴转速为故最大的切削速度：选择工件转速机械制造工艺金属切削机床设计指导表工件的纵向进给量时，横向进给量机械制造工艺金属切削机床设计指导表工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：机械制造工艺金属切削机床设计指导表且由机械制造工艺金属切削机床设计指导表则磨大端锥面工件转速砂轮最大的切削速度：，选择工件转速，根据手册工件的纵向进给量时，横向进给量工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：则磨外圆工件转速砂轮最大的切削速度：，选择工件转速，根据手册工件的纵向进给量时，横向进给量工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：则磨削面由机械加工工艺设计实用手册表得工件速度,工件转速砂轮的最大的切削速度：选择工件回转速度，由手册选取工件的纵向进给量时，横向进给量工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：机械制造工艺金属切削机床设计指导表且且由机械制造工艺金属切削机床设计指导表则工序21磨削莫氏锥孔（卸赌）机床：内圆磨床机械制造工艺金属切削机床设计指导表工件的转速范围：砂轮轴的转速：砂轮：选取白刚玉60锥磨头机械加工工艺设计实用手册表且由机械加工工艺设计手册表得工件速度,工件转速选取砂轮主轴转速为故最大的切削速度：选择工件转速工件的纵向进给量时，横向进给量机械制造工艺金属切削机床设计指导表工件的切削余量，每次切削深度，切削次数为次。动机时间：机械制造工艺金属切削机床设计指导表且由机械制造工艺金属切削机床设计指导表则工序22钳工工序23检验3.夹具设计一个机床的机械制造工艺系统由机床、工件、刀具和夹具组成。机床夹具的用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中这个位置不变，可以看出夹具在机械加工中占有很重要的地位，尤其是在成批生产时更是大量采用机床夹具，它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接影响工件加工表面的位置精度。所以，机床夹具设计是装备设计中的一项重要工作。3.1 机床夹具的分类、基本组成和功用机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型：通用夹具，专用夹具，通用可调整夹具和成组夹具，组合夹具，随行夹具。机床夹具的基本组成，根据功用一般可分为：1）定位原件或装置，用以确定工件在夹具中的正确位置；2）刀具导向原件或装置，用以引导刀具或用以调整刀具相对于工件的位置；3）夹紧元件或装置，用以夹紧元件；4）连接原件，用以确定工件在机床上的正确位置并与机床相连接；5）夹具体，用以连接各夹具元件及装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上；6）其他元件及装置，如分度装置、防错装置等。机床夹具的功用一般为：1）保证加工质量；2）提高生产率，降低成本；3）扩大机床工艺范围，做到一机多能；4）平衡各工序时间，以便组织流水生产；5）减轻工人劳动强度，保证生产安全。3.2夹具的设计思路主轴除了具有轴的一般加工规律外，也有它的工艺特点，主要包括形状复杂，刚性差及技术要求高，针对这些特点应采取相应的措施，分析如下：3.2.1形状复杂主轴主轴颈与连杆轴颈不在同一轴上线，偏心距有一定的尺寸要求，并且两轴有较高的位置度要求，同时主轴颈与连杆轴颈间有较大的平衡块，因此在工艺设计中应解决以下几点问题：a.设计加工连杆轴颈的偏心夹具，即连杆轴颈与机床主轴重合，并使夹具能回转180度，加工另一连杆轴颈。b.为消除加工时的不平衡力的产生，设计夹具时应精确设计平衡重。3.2.2刚性差因本主轴长径比较大，同时具有曲拐，因此刚性较差。主轴在切削力及自重的作用下会产生严重的扭曲及弯曲变形，特别在单边传动的机床上加工更为严重，在工艺设计中应解决以下问题：（1）：粗加工时由于切削余量大，切削力也较大，可用中间托架来增强刚性，减小变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。（2）：在加工时尽量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同时横向进给。（3）：合理安排工位次序以减少加工变形，按先粗后精的原则安排加工工序，逐步提高精度。（4）：在有可能产生变形的工序后面增设校直工序。3.2.3技术要求高主轴技术要求较高，加工面多，需要保证的尺寸、形状、位置精度较多。因而总的工艺路线较长，精加工占有相当比例。加工时应要解决以下问题：A：正确分配粗加工、半精加工及精加工余量。B：粗基准选择用主轴两端的中心孔。中心孔的加工以主轴颈外圆作为基准，这样能保证主轴加工径向及轴向加工余量的均匀性。C：精加工时仍用中心孔作为基准，但要重新修磨中心孔，避免精加工时因中心孔磨损引起加工误差。也可一端用主轴颈定位，另一端用中心孔定位以提高刚度。D：主轴轴向定位以主轴颈轴肩定位，工艺设计时定位基准应尽量与设计基准一致。综上分析，鉴于磨削连杆轴颈夹具的典型性和特殊性，决定设计六个连杆轴颈的粗磨夹具，本夹具将用于MQ1350B外圆磨床。本夹具可同时粗磨位于同一轴心线上的连杆轴颈、两侧面及过度圆角。其中，各连杆轴心线的相位差要求控制在之内对夹具的分度装置精度要求较高，同时连杆轴颈有较高的尺寸和位置精度，对夹具的定位夹紧机构精度要求较高。连杆轴颈侧面有较高的端面跳动要求，并同时满足和磨削表面的粗糙度要求，这就要求夹具有较好的定位和夹紧装置，尽量减少定位和夹紧误差。由于只能同时磨削在同一轴心线上的连杆轴颈，所以在每一组磨削完两道轴颈之后都要将工件进行角度调整使待磨削的连杆轴颈和机床中心线能够在同一条轴心线上，这就可以考虑在夹具上设计出专用的分度盘进行分度来提高生产效率，不过 分度装置的精度等级要高出连杆轴颈精度等级1级以上。综合分析以上问题，本夹具的设计存在特殊之处，对各部分的要求都相对较高，在设计时必须认真思考和全面地衡量，尽可能地减少夹具导致的加工误差和降低精度的因素。在保证加工质量的前提下，还要考虑提高生产率和降低成本，减轻工人的劳动强度。3.3磨削大端内锥孔夹具设计3.3.1定位基准的选择工件在机床上的定位，实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面，这里只讨论工件在夹具上的定位。在本夹具设计中，由零件图可知，主轴六个连杆轴颈中心线对主轴中心线有平衡度要求，其设计基准为主轴颈中心线。为了使定位误差为零，应该选择以主轴颈为定位面的夹具，其轴向定位面为第一主轴颈上的止推面，因此这里设计以第一、七主轴颈和止推面为定位基准面的夹具。采用翻转压盖式机械夹紧，具有结构简单、通用性好、夹紧可靠、增力比大等特点。3.3.2磨削力及夹紧力的计算计算切削力 （3-1）式中 -切除单位体积的切屑所需压力（）； -切削深度（mm）； -工件速度（m/min）； -砂轮速度（m/s）； -轴向进给量（mm）； -砂轮宽度（mm）；参照机械加工工艺手册表13.1-4，可查得=22，=0.6，=0.76，=0.76，=0.8，=0.62；由机械加工工艺手册表13.4-5取=35m/s；已知=0.1，工件磨削表面直径=62mm，由机械加工工艺手册表13.4-6可查得=24m/min；砂轮宽度=8mm，本工序取，由此算得：在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 （3-2）式中 -基本安全系数，1.5； -加工性质系数，1.2； -磨具钝化系数，1.2； -断续切削系数，1.1；则： 由于法向切削力有左右两夹具体承受，因此在计算所需夹紧力时只需考虑切向磨削力。计算夹紧力：夹紧工件所需的夹紧力如前所述，本工序只需计算防止工件转动所需的夹紧力W，根据工件力矩平衡条件可得： （3-3）式中 N-V型块工作面对工件的反作用力， （3-4）G-工件自重； D-工件定位基准直径； M-切削力矩； ，-夹紧面和夹具定位面上的摩擦系数。将N值带入上世的实际夹紧力为： （3-5）其中已知D=75mm，G=748.7N，=0.25，算得：压盖夹紧机构产生的夹紧力查机床夹具设计手册表1-2-13螺母夹紧力可得用扳手的M20六角螺母许用夹紧力=7950N，显然，故本夹具可以安全的工作。3.3.3定位误差分析因为工件的定位基准和定位元件均有制造误差，所以工件在夹具中定位后的实际位置将在一定范围内变动，即存在一定的定位误差，设计定位装置时，就要控制这一误差在加工中所允许的范围内。产生定位误差的原因有以下两个方面：1）定位基准和工序基准不重合；2）定位基准位移。定位误差就是由基准不重合误差和基准位移公差综合引起的同批工件工序尺寸的那部分公差，也就是等于两者的代数和。 （3-6）本夹具的主要定位元件为V型块，轴向定位时定位基准右夹具体的左端面与止推面的接合面即为主轴连杆轴颈工序基准，即不存在基准位移公差也不存在基准不重合误差，所以。求工序尺寸的定位误差，定位基准为主轴颈与V型块接触母线A和B，工序基准为主轴中心线，当主轴颈直径存在误差时，定位基准A或B沿V型块工作面的位移为 （3-7）所以基准不重合误差为 （3-8）基准位移误差为 （3-9）则总的定位误差为 （3-10）已知本工序中，故 （3-11）3.3.4 夹具结构设计本夹具使用V型块定位，如图所示图3-2MQ1350B外圆磨床主轴连杆轴颈夹具装备图该夹具主要由左夹具体1、右夹具体7、左夹具V型块10、右夹具V型块11、分度盘6、压盖2、定位块14和翻转块19等零件组成。左右夹具的一端分别和磨床的头架和尾架主轴相连接，用V型块定位。左右夹具体的中心线即为主轴的回转中心线。翻转块整体淬火处理，分度盘的3个齿面和M16螺孔淬火处理，以保证耐磨性。分度盘的分度精度等级要高出连杆轴颈等级1级以上。3.3.5夹具的使用方法将左右夹具体固定在头架和尾架中的主轴上，然后把定位销（4个）打入夹具体，再把左右两V型块固定到各自的夹具体上。V型块的定位靠定位销8来实现。V型块的下面和侧面分别垫一块儿底面垫板9和侧面垫板18，用来调整工件的中心线，最后装上压盖2、定位块14和活结螺栓15等零件。加工时，将精磨后的第七主轴颈和第一主轴颈只与夹具的左右V型块上，用百分表调整第1或第6连杆轴颈轴心线，使其处于磨床主轴回转中心位置，然后夹紧主轴，再将分度盘套在主轴皮带轮轴颈上，使3个齿面中的一个紧靠在翻转块上，然后用内六角螺钉将其固在皮带轮轴颈上，这样就可以磨削第1、6连杆轴颈了。当磨削第2、5和3、4连杆轴颈时，只需要将翻转块掀起，主轴顺时针旋转一定角度()再返向旋转主轴，是分度盘的另一个齿面紧靠在翻转快上，然
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