斜齿轮轴零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计
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齿轮轴
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毕业设计（论文）城南 学院 机械制造及自动化 专业 11级机电 班题 目 齿轮轴零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计任务起止日期： 2015年 3 月 16日2015 年 6 月 19 日学 生 姓 名 杨宇佳 学 号 201179250108指 导 教 师 李旭宇 教研室主任 年 月 日审查院 长 年 月 日批准摘要本文是对齿轮轴零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对支架零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为齿轮轴工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计两套夹具。关键词 齿轮轴，加工工艺，专用夹具，设计IAbstractThis paper is the analysis of the gear shaft parts processing technology application and processing, including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture, the formulation of the process route, tool selection, cutting, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition, processing of two processes to support part of the design of special fixture.Many kinds of the machine tools fixture, the fixture, the most widely used, the size has been standardized, and there is a professional factory production. But widely uses in the volume production, specially the special fixture for gear shaft workpiece machining processes and services, to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The main content of this thesis is to design two sets of fixture design fixture.Keywords gear shaft, machining process, fixture, design目录1. 引言22工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分析32.2 工艺规程设计42.2.1 确定毛坯的制造形式42.2.2 基面的选择42.2.3 制定工艺路线42.2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.2.5 确定切削用量83 基本工时214 铣16槽夹具设计264.1研究原始质料264.2定位基准的选择264.3 切削力及夹紧分析计算264.4 误差分析与计算284.5 定向键与对刀装置设计294.6 夹具设计及操作的简要说明30结论32致谢33参考文献341. 引言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础后的教学环节，它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生应当通过机械制造技术基础课程设计在下述各方面得到锻炼：1.能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的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。2.提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。3.学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称出处、能够做到熟练运用。32工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目说给定的零件是齿轮轴，位于传动系统中，一般与蜗轮配合使用。主要作用是用于空间交错的两轴间传递运动和动力的传动机构。零件上有两个的轴段，用于与轴承内圈相配合，其支承作用。零件上有带键槽的的轴头用于与联轴器相连接传递运动和动力。2.1.2 零件的工艺分析齿轮轴这个零件从零件图上可以看出，它一共有四组加工表面，而这四组加工表面之间有一定的位置要求，现将这三组加工表面分述如下：1.以两端为中心的加工表面这一组的加工表面包括：两端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面为两端中心孔，这要是因为中心孔的轴线要用作后面加工的定位和工序基准。2.以外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括：轴段外圆面、一个的键槽、轴段外圆面。其中主要加工表面为轴段外圆面、一个的键槽，这是用来连接联轴器的。3.以两个轴段外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括：两个轴段的外圆面及左边倒角、右边定位轴肩。其主要加工表面为两个轴段的外圆面，这是用来与轴承内圈配合用于支承的。4.以分度圆直径为齿轮中心的加工表面这一组的加工表面包括：分度圆直径为的齿轮中心。这四组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：轴头外圆面，两个轴段外圆面，轴段外圆面把两端中心孔轴线AB作为公共基准，有圆跳动要求。键槽两侧面相对于公共基准AB有对称度要求。由以上分析可知，对于这四组加工表面而言，我们可以先加工两端中心孔这一组加工表面，然后以其轴线为基准，借助夹具进行其他三组表面的加工，并且保证它们之间的形状精度要求。2.2 工艺规程设计2.2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为40Cr钢，考虑到蜗杆在传动过程中收到的振动，载荷，受力等方面的影响，因此应该选用锻件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，由于零件产量为中大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，可以采用模锻成型，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2.2 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，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3（1）粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，所有表面都需要加工，按照有关粗基准的选择原则，选取最大外圆面作为粗基准。（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。设计基准，工序基准，定位基准相重合，可以减少定位误差和基准不重合引起的误差，因此选择两中心孔的公共中心线作为精基准。2.2.3 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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大批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面，保证全长，粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面，半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。70半精车齿轮轴左端面，保证全长，半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。80铣键槽，选择两个60mm 外圆面作为基准。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库2.工艺路线方案二10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面，保证全长，粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面，半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。70铣键槽，选择两个60mm 外圆面作为基准。80半精车齿轮轴左端面，保证全长，半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库3.工艺路线方案的比较与分析上述两个工艺路线方案的特点在于：方案一对于整个齿轮轴一起加工，减少装夹次数，同时在加工过程中有效防止了加工产生的应力对后加工工序的影响；方案二对不同部位进行粗、半精、精加工，不能对一台机床进行连续运用。综合比较选择工艺路线方案一。10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面，保证全长，粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面，半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。70半精车齿轮轴左端面，保证全长，半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。80铣键槽，选择两个60mm 外圆面作为基准。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库考虑到本零件在结构上的特点，显然上述方案还有一些欠考虑之处。例如加工与轴承配合轴段的定位轴肩时，定位轴肩在模锻上不易直接加工出来，采用车床加工更合适，因此，这应该列为单独的一道工序。综合考虑，工艺路线方案为：工艺一：锻造工艺二：去飞边工艺三：以作外圆面为粗基准车端面，打中心孔。选择六角车床工艺四：粗车齿轮轴所有外圆面，以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺五：车制两个定位轴肩，以及两个轴段退刀槽，以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺六：调制工艺七：半精车外圆，控制轴线方向的各个轴段的长度。以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺八：倒角工艺九：铣键槽，选择两个外圆面作为基准，选择普通立式铣床，采用专用夹具。工艺十：车螺纹，选择两个外圆面作为基准，选择普通车床，采用专用夹具。工艺十一：淬火工艺十二：粗磨轴头外圆面，两个轴段外圆面，轴段外圆面及螺纹面，以及磨制过渡圆角，以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。工艺十三：精磨轴头外圆面，两个轴段外圆面，轴段外圆面及螺纹面，以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。工艺十四：研磨螺纹面工艺十五：去毛刺工艺十六：检验入库2.2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定蜗杆零件材料为40Cr钢，硬度为217255HBS，生产类型为中、大批生产，采用普通模锻，精度IT13。根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.轴段外圆面这段轴表面粗糙度为1.6,需要粗车，半精车，粗磨，半精磨加工。直径加工余量为2Z=7mm。2. 轴段沿轴线长度方向的加工余量长度余量取4mm，模锻斜度为5。3直径65轴段外圆面这段轴无表面粗糙度要求，需要粗车，半精车，直径加工余量为2Z=7mm。4直径65轴段沿轴线长度方向的加工余量长度余量取3.5mm，模锻斜度为5，外圆角为R4。2.2.5 确定切削用量3.1工序30 粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，留2mm加工余量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。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=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = （3-1）.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7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130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，=，=3.2工序40 粗车齿轮轴左端面，保证全长，粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量1、加工条件（1）选择刀具1） 选择直头焊接式外圆车刀2）依据，根据表1.1，车床CA6140的中心高度，所以选择的刀杆尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度为4.5mm。3）依据，根据表1.2，粗车毛坯为45钢，可以选择YT15硬质合金刀具。4）依据，根据表1.3，车刀几何形状如表12表12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304545副偏角101515前角51010后角585刃倾角00倒棱前角-10 -15-10续表12 车刀几何形状角度倒棱宽度0.4（0.30.8）f10.40.80.5（2）选择切削用量 1）、确定切削深度ap 由于粗加工余量仅为2.9mm，可在一次走刀内切完，故 ap=2.9mm2）、进给量依据，根据表1.4，在粗车钢料，刀杆的尺寸为16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直径小于40mm时， 依据，根据CA6140车床的使用说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验依据，根据CA6140车床的使用说明书得其进给机构允许的进给力为。依据，根据表1.21，当钢的强度=570670MPa， (预计)时，进给力为N。依据，根据表1.29-2，切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.0，故实际进给力为 N由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选的进给量可用 3）、车刀磨钝标准及耐用度T依据，根据表1.9，车刀的后刀面最大磨损量取为1.0mm（1.01.4），车刀的寿命T=60min。4）、确定切削速度依据，根据表1.28，切削速度的修正系数为=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算 故 =110m/min r/min依据，根据CA6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =120m/min最后决定的车削用量为。3.3工序60 半精车齿轮轴右端面，半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，其中外圆60mm、65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。1、加工条件（1）选择刀具1） 选择直头焊接式外圆车刀2）依据，根据表1.1，车床CA6140的中心高度，所以选择的刀杆尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度为4.5mm。3）依据，根据表1.2，粗车毛坯为45钢，可以选择YT15硬质合金刀具。4）依据，根据表1.3，车刀几何形状如表12表12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304545副偏角101515前角51010后角585刃倾角00倒棱前角-10 -15-10续表12 车刀几何形状角度倒棱宽度0.4（0.30.8）f10.40.80.5（2）选择切削用量 1）、确定切削深度ap 由于粗加工余量仅为2.9mm，可在一次走刀内切完，故 ap=2.9mm2）、进给量依据，根据表1.4，在粗车钢料，刀杆的尺寸为16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直径小于40mm时， 依据，根据CA6140车床的使用说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验依据，根据CA6140车床的使用说明书得其进给机构允许的进给力为。依据，根据表1.21，当钢的强度=570670MPa， (预计)时，进给力为N。依据，根据表1.29-2，切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.0，故实际进给力为 N由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选的进给量可用 3）、车刀磨钝标准及耐用度T依据，根据表1.9，车刀的后刀面最大磨损量取为1.0mm（1.01.4），车刀的寿命T=60min。4）、确定切削速度依据，根据表1.28，切削速度的修正系数为=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算 故 =110m/min r/min依据，根据CA6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =120m/min最后决定的车削用量为。工序70 半精车齿轮轴左端面，保证全长，半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆75mm加工到尺寸要求。1、加工条件(1)、选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。（2）、背吃刀量ap 查，得半精车余量ap=0.9mm1）、进给量 依据，根据表1.6，材料为碳钢，当表面粗糙度为，（预计）时，。 依据，根据CA6140车床的使用说明书选择 2）、车刀磨钝标准及耐用度T 依据，根据表1.9，选择车刀的后刀面的最大磨损量为0.5mm,刀具的寿命T=60min。3）、切削速度 依据，根据表1.28，可查得切削速度的修正系数为=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算 故 =158m/min r/min依据，根据CA6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =97m/min最后决定切削用量工序80 粗铣键槽机床的选择：X52K型铣床（1）选择刀具：查，根据表2.1-72，因为铣削宽度，可查得立铣刀 2）查，根据表2.1-20，选择7:24锥柄立铣刀，标准系列L=198mm，标准系列l=63mm，粗齿数为4。（2）选择切削用量1）决定铣削深度 铣削深度由工序决定，因为每次的铣削深度不大，故均可以一次性走完，则粗铣削时为3.4mm。2）决定每齿进给量 查，根据表2.1-72，当铣削宽度=12mm时，铣刀的每齿进给量，取，所以。3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查，根据表2.1-75，可选择高速钢立铣刀，粗铣，后刀面的最大磨损限度为0.30.5mm，查，根据表2.1-76，可选用的高速钢立铣刀，其耐用度T=90min。4）决定切削速度 查，根据表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（铣削余量较小时，） 铣削速度计算公式： 查，根据表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根据表3.30，X52K型铣床的使用说明书，选择： 这时实际切削速度为 m/min3.6.1精铣键槽（1）选择的机床、刀具的型号、尺寸均和粗铣相同（2）选择切削用量1）决定铣削深度根据，可查得精铣=0.6mm。2）决定每齿进给量 查，根据表2.1-72，当铣削宽度时，铣刀每齿进给量，取，所以 mm/r3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查，根据表2.1-75，可选择高速钢铣刀，立铣刀，精铣，后刀面的最大磨损限度为0.20.25mm，查，根据表2.1-76，可查得选用的高速钢立铣刀，其耐用度T=90min。4）决定切削速度 查，根据表2.1-77可查得：，（铣削余量较小时，） 铣削速度计算公式： 查，根据表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根据表3.30， XK5532型数控铣床的使用说明书，选择： 这时实际切削速度为 m/min工序100: 粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。 1）确定磨削深度=0.5mm 2）确定进给量,取f= 0.05mm/r 3）根据机床选n=2667r/min，计算出= =2093.6m/min 4）基本时间=，故 =0.195min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min 则=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小结综上所述，机床为磨床床M114W，主轴转速为2667r/min，切削速度2093.6m/min，进给量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，机动时间0.195min, 辅助时间0.2min。8.16.1工序 磨外圆达到尺寸要求，磨外圆尺寸要求 1）确定磨削深度=0.4mm 2）确定进给量,取f= 0.05mm/r 3）根据机床选n=2667r/min，计算出= =2093.6m/min 4）基本时间=i，故 =0.66min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min,则=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6）小结综上所述，机床为磨床M114W，主轴转速为2667r/min，切削速度2093.6m/min，进给量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，机动时间0.66min, 辅助时间0.2min。工序100: 粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。 1）确定磨削深度=0.5mm 2）确定进给量,取f= 0.05mm/r 3）根据机床选n=2667r/min，计算出= =2093.6m/min 4）基本时间=，故 =0.195min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min 则=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小结综上所述，机床为磨床床M114W，主轴转速为2667r/min，切削速度2093.6m/min，进给量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，机动时间0.195min, 辅助时间0.2min。工序110 粗、精磨左端面及外圆75mm。 1）确定磨削深度=0.5mm 2）确定进给量,取f= 0.05mm/r 3）根据机床选n=2667r/min，计算出= =2093.6m/min 4）基本时间=i，故 =0.66min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min,则=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6）小结综上所述，机床为磨床M114W，主轴转速为2667r/min，切削速度2093.6m/min，进给量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，机动时间0.66min, 辅助时间0.2min。3 基本工时3.1工序30 粗车右端面式中，l=75mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量,则L=80mm,故 min3.2工序30 粗车68外圆留2.5mm的余量，粗车50外圆留2.5mm的余量，粗车至图纸尺寸外圆留2.5mm余量式中，l=413.5mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=418.5mm,故 min3.2工序30 粗车外圆留2mm的余量，粗车外圆留2mm的余量，以及对应的台阶面，粗车外圆留2mm的余量式中，l=263mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=268mm,故 min3.2.1半精车左端面，保证总长614.5，半精车68外圆以及外圆台阶达到尺寸要求，半精车50外圆以及外圆台阶达到尺寸要求，半精车外圆以及外圆台阶留1mm余量式中，l=413.8mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=415.8mm,故 min3.2.1 掉头装夹，半精车外圆留2mm的余量，半精车外圆留1mm的余量，以及对应的台阶面. 半精车外圆留1mm的余量式中，l=413.8mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=415.8mm,故 min3.2.2工序110 车退刀槽4X38, 车退刀槽3X38式中，l=45mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=47mm,故 min3.2.2工序110 精车外圆以及外圆台阶留0.5mm余量，并倒角0.5x45度式中，l=45mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=47mm,故 min3.2.2工序110 精车外圆留0.8mm的余量，精车外圆留0.5mm的余量，以及对应的台阶面式中，l=45mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=47mm,故 min3.2.2工序110 车螺纹M40X1.5-6g式中，l=75mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=77mm,故 min3.5.1精铣 式中，。，则，min3.5.1精铣 式中，。，则，min324 铣16槽夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣18槽，该槽对中心线要满足对称度要求以及其槽两边的平行度要求。在铣此槽时，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定位基准的选择根据工件的加工要求，该工件必须限制工件的六个自由度，现根据加工要求来分析其必须限制的自由度数目及基准选择的合理性。（1） 为了保证58必须限制Z向的移动及X向的转动。（2） 为了保证18和槽面的对称度必须保证Z向的转动，X向的移动，Y向的转动。（3） 为了保证轴肩与键槽右端的长度为5，必须限制Y向的移动。4.3 切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：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： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 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。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如2.1.由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 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。4.4 误差分析与计算注：V型块夹角=90。基准位移误差：工件以外圆柱面在V型块定位，由于工件定位面外圆直径有公差D，因此对一批工件来说，当直径由最小DD变大到D时，工件中心（即定位基准）将在V型块的对称中心平面内上下偏移，左右不发生偏移，即工件由变大到,其变化量（即基准位移误差）从图（a）中的几何关系退出：Y=基准不重合误差：从图（b）中设计基准与定位基准不重合，假设定位基准不动，当工件直径由最小DD变到最大D时，设计基准的变化量为，即基准不重合误差B=。从图(c)中可知，设计基准为工件的下母线。即，上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反，故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即满足要求4.5 定向键与对刀装置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。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示： 图5.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4：表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195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。塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表
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