哈理工3份之二平衡肘轴加工工艺及工装设计带机械图
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哈理工3份之二平衡肘轴加工工艺及工装设计带机械图,理工,平衡,加工,工艺,工装,设计,机械
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哈 尔 滨 理 工 大 学毕 业 设 计 题 目： 平衡肘轴加工工艺及工装设计 院、 系：荣成学院 机械工程系 姓 名： XXX 指导教师： 系 主 任： 2017 年 6 月 18 日哈尔滨理工大学学士学位论文平衡肘轴加工工艺及工装设计摘 要设计工艺夹具时需要预先分析平衡肘轴零件，充分了解该零件后就可设计毛坯部分，并选择数据加工好的加工设备，拟定合理的工艺路线，那么每一个工序步骤是确定工艺路线和切削所需要用量，然后进入专用夹具步骤的设计，选择了产生各种组件，如定位元件，所述夹紧元件，该元件引导和机床等连接的部件的固定部分;在设定的计算定位误差，分析的结构和注意力的合理性和附件，以改进之后的设计缺陷。本次专门对外圆设计了专用车床夹具设计。关键词 平衡肘轴；工艺规程；车外圆夹具 34Balance Shaft Procedure and Tooling DesignAbstractDesign process fixture Shi need advance analysis balance elbow axis parts, full understand the parts Hou on can design rough part, and select data processing good of processing equipment, developed reasonable of process route, so each a process steps is determine process route and cutting by need dosage, then into dedicated fixture steps of design, select has produced various component, as positioning components, by said clip tight components, the components Guide and machine, connection of parts of fixed part; in set of calculation positioning errors, Analysis of rationality and the structure and focus of attachment, with improved design defects. The special cylinder designs special design of lathe fixture.Keywords: balance elbow axis; process; outside the circle jig目 录摘要IAbstractII第1章 零件分析11.1 零件的作用11.2 零件的结构特点11.3 零件的技术要求分析11.4 加工精度要求11.5 热处理要求21.6 其他要求21.7 本章小结2第2章 工艺规程的设计32.1工艺规程概念、原则及依据32.1.1工艺规程概念32.1.2制订工艺规程的原则32.1.3制订工艺规程的主要依据32.1.4零件规程的设计32.2确毛坯的制定52.2.1确定零件毛坯的制造形式52.2.2影响毛坯选择的因素52.2.3毛坯材料的确定52.2.4毛坯的技术要求62.3 基准的选择72.3.1粗加工基准的选择72.3.2半精加工基准的选择72.3.3精加工基准的选择72.4工艺规程的安排72.4.1工艺规程的拟定72.4.2加工阶段的划分82.4.3加工方法的选择82.4.4加工工序安排82.5 加工余量的选择92.6 切削用量的选择92.6.1粗加工时92.6.2半精加工时92.6.3精加工时92.6.5光整加工时102.7工序的确定102.8 机床的选择与功率核算202.8.1机床的选择202.8.2机床功率核算212.9 刀具的选用212.9.1刀具的选择212.9.2依据原则212.10本章小结22第3章 车外圆夹具设计233.1 车床夹具设计要求说明233.2 车床夹具的设计要点233.3 定位机构243.4 切削力及夹紧力计算253.5 定位误差分析263.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构273.7 零件简单使用说明283.7.1 尾座套筒的设计293.7.2尾座体的设计293.7.3尾座顶尖的设计29结论31致谢32参考文献33第1章 零件分析1.1 零件的作用平衡肘轴与负重轮轴和轴体共同组成平衡肘，零件是履带式车辆行动部分中的平衡肘轴，平衡肘轴的结构为空心轴结构。一端安装于车体的平衡肘支架孔中，另一端与负重轮连接，在整个车辆中起联接作用。平衡肘轴外圆上125.7和95.5处用滚针轴承支承，外端部分有花键孔，与扭力轴的大端花键联接，将扭力轴、负重轮与车体联接，负重轮的上下颠簸运动通过平衡肘轴（内花键）扭力轴（外花键）车体上的平衡肘支架，通过扭力轴的弹性变形减小车辆行动过程中的冲击力，起到减震、缓冲的作用，使车辆运行平稳3。1.2 零件的结构特点该零件属于典型的轴类零件，上面分布有外花键、内花键、内螺纹、滚珠槽等，结构比较复杂（见产品零件图）。1.3 零件的技术要求分析1.零件的技术要求分析由以下几方面组成：（1）加工表面的尺寸精度和形状精度。（2）加工表面之间以及加工表面和不加工表面之间相互位置精度。（3）加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求。（4）热处理及其它要求（如未注倒角、去毛刺等）。根据上述几个方面的分析对平衡肘轴进行分析如下：2.在125.7和95.5两处表面渗碳淬火HRC58，渗碳层深1.21.8mm。3.内花键M=1.25，Z=54，表面粗糙度Ra3.2，齿宽2.213，未注明要求按GB1145-74制造。4.外花键齿厚2.656mm的公差按与其相压配的平衡肘体花键齿厚实测公差而定，保证配合过盈值0.060.10mm。5.尺寸公差，形位公差，各表面粗糙度等要求详见产品零件图，未注明表面粗糙度要求Ra12.5 4 。1.4 加工精度要求1.尺寸精度：主要尺寸：125.7h60 -0.02595.5-0.100 -0.122115+0.1 -0.11150.51060 -0.2880 -0.5238 -0.4 0 (大端面到滚珠球槽中心尺寸)139.5 0 -0.08 (外花键大径尺寸)66.75 -0.08 0 (内花键小径尺寸)其它尺寸公差要求比较低，详见零件图.2.形位公差：内外花键相对于125.7h60-0.025轴线的圆跳为0.15mm，95.5-0.100 -0.122外圆表面相对于125.7h60 -0.025轴线的圆跳为0.06mm，未注形位公差按国家标准执行。1.5 热处理要求在半精加工后进行表面渗碳，渗碳层深度1.82.2mm，d3.6mm。在精加工后进行热处理5，HRC34-45，保护顶尖孔，不允许有氧化皮。滚珠环槽和两处滚针轴承配合面处，淬火HRC58。1.6 其他要求精加工后，热处理前进行去毛刺及零件清理，然后进行中间检验。抛光后，去毛刺及零件清理，然后进行最终检验。1.7 本章小结本章主要分析了坦克平衡肘轴的主要功能和连接零件的情况，以及平衡肘轴的结构特点，各部分的技术要求和技术要求的分析。并对各个部位的加工精度要求作了细致的阐述。并对加工过程中对热处理的方式进行了确定。第2章 工艺规程的设计2.1工艺规程概念、原则及依据2.1.1工艺规程概念工艺规程是规定产 品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。正确的工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实验的基础上，依据科学理论和必要的工艺试验并考虑具体的生产条件而制订的。2.1.2制订工艺规程的原则制订工艺规程的基本原则是所制订的工艺规程应保证能在一定生产条件下，以最高的生产率、最低的成本、可靠地生产出符合要求的产品。为此，应尽量做到技术上先进，经济上合理，并且有良好的劳动条件。另外还应做到正确、统一、完整和清晰，所用的术语、符号、计量单位、编号等都要符合有关的标准6。2.1.3制订工艺规程的主要依据1.产品成套的装配图和零件工作图。2.产品质量验收的质量标准。3.产品的生产纲领。4.毛坯的生产条件及生产技术水平和协作关系等。5.工厂现有的生产设备、生产能力、技术水平、外协条件等。6.新技术、新工艺的应用和发展情况。7.有关的工艺手册和资料以及国家的有关法规等。2.1.4零件规程的设计1.零件的结构工艺性的分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺性分析，这主要有以下几点：（1）工件应便于在机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹的次数。（2）刀具易接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。（3）尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。（4）尽量减少刀具调整和走刀次数。（5）便于采用标准刀具，尽可能减少刀具的种类。（6）尽量减少工件和刀具的受力变形。（7）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多刀加工。（8）有适宜的定位基准，且定位基准至加工表面的标注尺寸应便于测量。（9）熟悉并分析其它制订工艺规程的原始资料。2.确定零件的生产类型生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。（1）单件生产 单件生产是生产的产品品种很多，同一产品的产量很小，各个工作地的加工对象经常改变，而且很少重复生产。（2）大量生产 大量生产是指生产的产品数量很大，大多数工作地长期只进行某一工序的生产。（3）成批生产 成批生产是指一年中分批轮流生产几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的生产对象周期性的重复。而每次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为批量。按批量的大小又分为大批生产、中批生产和小批生产。本零件的生产类型划分与生产纲领有一定的关系。零件的生产纲领，既包括备品和废品在内的该零件的年产量。生产纲领的大小对工艺规程的制订有很大影响。零件的生产纲领可按下式计算7：N=Qn(1+%+%)式中 N零件的生产纲领（件/年） Q产品的年产量 （台/年） n每台产品中，该零件的数量（件/台）%零件的备品率，一般情况下为3%5%。%零件的平均废品率。按式N=Qn(1+%+%)确定生产纲领为12002500，零件重量约为48.23Kg属中型零件。生产类型为成批生产。所以本零件属于成批生产，有它的生产类型的工艺特点：要求工件有互换性。毛坯的制造方法及加工余量：采用模锻件锻造毛坯。毛坯的精度中等，加工余量中等。机床设备：毛坯的中心孔等加工采用高生产率机床，加工表面时用通用机床，并按加工零件类别分工段排列。夹具：广泛采用通用和专用夹具，本零件钻孔工序时就采用了专用夹具，往后的工序也用了不少专用夹具，但主要是采用了通用夹具，如三爪卡盘。刀具与量具：多采用通用刀具和通用量具。对工人的要求：需要一定熟练程度的工人。生产率：中。成本：中。发展的趋向：是采用了成组技术、数控机床或柔性制造系统等进行加工。2.2确毛坯的制定2.2.1确定零件毛坯的制造形式先了解毛坯的定义：根据零件（或产品）所要求的形状、尺寸等而制制成的供进一步加工用的生产对象称为毛坯。因此在制订本工艺规程时，必须要合理的选择毛坯，因为它影响到制造工艺和费用，还有影响到机械加工工艺、生产率和经济性。它的种类的选择有以下几种：（1）轧制件（2）铸件（3）锻件（4）焊接件（5）其它毛坯，如冲压和塑料压制件等8。2.2.2影响毛坯选择的因素1.零件材料的工艺性及对材料组织的要求。 2.零件的结构形状和外形尺寸。3.零件对毛坯精度、表面粗糙度和表面层性能的要求。4.零件生产纲领的大小。5.现有生产能力和发展前途。2.2.3毛坯材料的确定考虑到平衡肘属于轴类零件，且结构形状比较复杂，工作时要承受很大的载荷，并经常要承受交变载荷，冲击载荷等，适用要求部分表面高硬度，高耐磨损。生产类型属批量生产，所以该零件采用模锻毛坯，材料采用钢20Gr2Ni4较为适宜。20Gr2Ni4淬火硬度可达到HRC3445，表面渗碳淬火，硬度可达到HRC5862，由于该合金钢含碳量低，芯部又具有良好的冲击韧性。它属于低碳合金钢，其可塑性、流动性很好，所以它的锻造性很好，可选择锻造。为了节省原材料，提高毛坯的精度，可采用模锻，并且毛坯经过模锻后，内部纤维对称于轴线，可以提高材料的强度。 图2-1 平衡肘毛坯图2.2.4毛坯的技术要求1.加工余量直径方向加工余量：查机械零件设计手册知单边余量4.55.5mm，选择5.2mm。长度方向加工余量：查机械零件设计手册知单边余量5.56.5mm，选择6mm。2.锻件重量查金属材料手册知：W=w1+w2+w3+w4=15.91+17.44+5.93+8.94=48.23kg3.锻件的复杂参数由于该锻件为同轴线台阶轴，且大小直径差很小，直径长度比也不大，锻件比较简单，故选择锻件为一般复杂，取复杂系数为S2。4.锻件材质系数锻件材料为20Gr2Ni4，其平均含碳量为0.2，但合金元素含量在57之间，大于3，所以该锻件材质系数为M2级。5.分模线形状该毛坯属于圆柱轴类零件，故可选用平直对称分模线。6.毛坯的形位公差根据锻件的重量、分模线，锻件的材质系数M2和锻件的复杂系数S2，查机械零件设计手册知：同轴度错差：1.6mm模向残留飞边：1.7mm长度偏差： +4.2 -2.1mm直径偏差：+4.2 -2.1mm模锻件加工面的直线度公差：由于该锻件选择正火处理，所以查表知直线度公差要求是1.4mm。2.3 基准的选择2.3.1粗加工基准的选择由于该零件为轴类零件，所以选择从模锻后的外圆表面作为粗基准来划两端面打两端的孔9，这样就为以后的粗加工、半精加工确定了定位基准，即两中心孔。用长外圆表面定位限制了工件、四个方向的自由度，方向由垫板限位，不限制，但可以用夹紧力来防转，属于不完全定位。2.3.2半精加工基准的选择在选择精基准时，尽量使设计基准与定位基准重合，从而保证加工精度，满足设计要求。由粗基准确定了两端中心孔，在后面的粗加工，半精加工可以用两中心孔为主要定位基准，一头用活顶尖，一头用死顶尖。用两中心孔限制了工件 五个方向的自由度，顶尖有很好的对中性，作为半精基准，能很好地满足了精度要求。2.3.3精加工基准的选择在半精加工过程中，从两中心孔定位加工出了一定精度的外圆表面，并且在轴心钻了通孔，所以中心孔就不存在了，所以在精加工时可以用半精加工后的外圆表面作为精基准，这时定位基准和设计基谁是统一的，定位误差很小，能很好地满足零件高精度形位公差的要求。2.4工艺规程的安排2.4.1工艺规程的拟定工艺过程的拟定是制定工艺规程的总体布局，其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案。确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目的多少等。拟订工艺路线的合理与否，不但影响到加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。因此工艺路线拟订之前，应详细的分析零件图，合理确定毛坯的基础上，结合具体的生产类型和生产条件10，并依据一般原则来进行。这些原则包括各表面加工方法与加工方案的选择、工序集中与分散程度的确定、工序顺序的安排、定位与夹紧方案、基准的选择的确定等内容。2.4.2加工阶段的划分加工阶段划分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小批量批生产的情况下和现有的生产条件下，可以考虑采用立式铣床、平面磨床、卧式镗床等，由于形状结构复杂，还采用了卧式加工中心、摇臂钻床，坐标镗床、坐标磨床等加工。 第一阶段为制基准加工阶段：为后续工序提供一个适合的定位基准，取划平面打中心孔。第二阶段为主要表面粗加工阶段，对主要零件表面进行粗加工，以及对一些加工余量大的表面进行粗加工，为后续工序进一步加工做好准备，即粗车端面及外圆。第三阶段为主要表面半精加工和次要表面加工，本阶段的任务是为下阶段的精加工做准备和安排一些次要表面的加工。先进行主要表面的半精加工，然后进行次要表面加工。即半精车外圆-钻孔-中间检验-渗碳。第四阶段为精加工阶段，主要为保证表面获得设计要求的尺寸、形状、位置要求和表面粗糙度要求。即精车外圆及内孔-车内槽及螺纹孔-精车端面及内孔-精车锥度及切槽-拉花键-去毛刺及清理零件-中间检验-热处理。 第五阶段为光整加工阶段：主要是对零件形位公差要求高，表面粗糙度要求高的表面进行超精加工。即磨花键外圆-滚齿-装卡心轴-磨外圆-抛光-去毛刺及清理零件-最后检验-拆卸心轴-交库。2.4.3加工方法的选择基准加工阶段：划平面打中心孔选择摇臂钻床：ZA55粗加工阶段：粗车外圆及端面选择普通车床：C630半精加工阶段：半精车外圆选择数控车床CKS6145，钻孔选择钻床Z57精加工阶段：精车外圆及内孔，车内槽及螺纹，精车端面及内孔，精车锥度及切槽选择普通车床CW6163A，拉花键选择卧式拉床7540光整加工阶段：磨花键外圆选择外圆磨床3164A，滚齿选择滚齿机Y3180H，抛光选择普通车床C630。2.4.4加工工序安排1.在模锻毛坯后进行去应力热处理，即正火。2.在半精加工后安排了中间检验工序，以便及时发现废品，防止继续进行加工造成加工浪费，中间检验后安排渗碳工序，为提高零件表面硬度而进行淬火做准备。3.在精加工后又安排了去毛刺及清理工序和中间检验，进一步确保工件质量，以防止废品产生，造成后续工序加工浪费，在中间检验后进行热处理即表面渗碳淬火，使表面硬度达到设计要求和使用要求11。4.在光整加工后进行最后检验，确保零件的每一个尺寸、形状、位置公差和表面粗糙度要求等都达到设计要求，确保每一个零件都是合格品12。2.5 加工余量的选择根据已知条件查机械零件设计手册知：(1) 粗加工：直径余量：2.5mm，占总加工余量的2.5/6=42；(2) 半精加工：直径余量：1.8mm，占总加工余量的1.8/6=30；(3) 精加工：直径余量：0.6mm，占总加工余量的0.6/6=10；(4) 光整加工：直径余量：0.3mm，占总加工余量的0.3/6=5；2.6 切削用量的选择2.6.1粗加工时1.切削深度：ap =A=（dw-dm）/2=1.4mm2.进给量f：由于所选用刀具属于硬质合金，并且加工余量为2.8mm小于3mm。工件直径大于100mm，所以查机械零件设计手册知f=0.81.0mm/r，根据机床说明书选择f=0.8mm/r。3.切削速度v：根据ap、f和刀具材料为硬质合金，工件材料强度综合查表得v=113m/min。2.6.2半精加工时1.切削深度ap：由于加工余量为2.3mm，所以半精加工时得两次加工。ap 1=(2/33/4)A取ap1=3/4A=2/3*2.3/2=0.85mmap 2=A-ap1=2.3/2-0.85=0.3mm2.进给量f：根据已知条件查机械零件设计手册得f=0.30.35mm/r，根据机床说明书取f=0.30mm/r。3.切削速度v：根据ap、f及已知条件查表得v=162m/min。2.6.3精加工时1.切削深度根据ap=(dw-dm)/2=0.6/2=0.3mm.2.进给量f根据已知条件查机械零件设计手册得f=0.100.25mm/r，根据机床说明书取f=0.20mm/r。3.切削速度v：根据及已知条件查表得v=178m/min2.6.5光整加工时1.切削深度ap：ap =（dw-dm）/2=0.3/2=0.15mm2.工件进给量f：由选定的砂轮的型号、ap等条件查表知f=（0.40.6）bs，bs为砂轮的宽度，bs =100mm，取f=0.5bs=50mm/r3.工件速度vw：查表得vw=30m/min。4.磨削速度v：根据ap、f、砂轮型号等查表知v=12003600m/min根据机床说明书取v=1800m/min。2.7工序的确定1.工序一：锻造2.工序二：锻造后正火3.工序三：铣端面，打中心孔(1)工件材料：20Gr2Ni4，硬度5862HBW,锻造。(2)本工序选用ZBT8216-1铣床，三抓自定心卡盘、顶尖装夹，分两个工步：工步1为铣端面，工步2打中心孔。加工后表面粗糙度为Ra12.5。(3)工步1铣端面1)选择刀具选择端面铣刀。根据切削用量简明手册表1.1，根据切削用量简明手册表1.2，可选择YG6牌号硬质合金。铣刀几何形状，选择端面铣刀， ，=1mm，=170mm。2)选择切削用量铣削速度式中d铣刀直径，mm； n铣刀速度，r/mm。进给量 （3-1）式中铣刀每分钟进给量，mm/min； 铣刀转速，r/min； z铣刀齿数 f每转进给量，mm/r； fz每齿进给量，mm/z。背吃刀量:由于表面粗糙度要求不高故背吃刀量可选ap=2.5mm。切削深度：ap =A=（dw-dm）/2=2.8/2=1.4mm。工步2钻顶尖孔1)选择刀具：选择钻头：选择高速钢麻花钻钻头，Z5125A,粗钻时，钻头采用双头刃磨法，查切削表2.1，2.2，后角，二重刃长度,横刀长,宽,棱带长度，2)选择切削用量决定进给量: f =0.32mm/r 钻孔:查表11-266 ，,取按机床选取 所以实际切削速度为 切削工时 4.工序四：粗车外圆139，车外圆125，锥面115，车95, 切表面键槽和滚珠槽工件材料：20Gr2Ni4，硬度5862HBW,锻造。本工序选用CA6140，三抓自定心卡盘、顶尖装夹，分三个工步：工步1为车外圆140，工步2车125外圆柱面，工步3为车115孔，工步4为粗车95.加工后表面粗糙度为Ra12.5。工步一：车外圆1)选择刀具选择外圆车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于车床的中心高为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据切削用量简明手册表1.2，可选择YG6牌号硬质合金。车刀几何形状（见表1.3），选择平面带倒棱前刀面，。2)选择切削用量确定切削深度ap，由于粗加工余量仅为2.5mm，可在一次走刀内切完，故ap =（45.240.2）/2mm=2.5mm。确定进给量f，根据切削用量简明手册表1.6，选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm的情况下，在粗车140、表面粗糙度Ra=12.5mm时，f =0.81.2mm/r，所以选择f =1.1mm/r选择车刀磨钝标准及寿命:根据切削用量简明手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T=60min。确定切削速度vc:切削速度vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27 （3-2）式中=,故vc =71.2m/min，n=501r/min按CA6140数控车床说明书，选择n=500r/min，这时vc=110m/min。最后决定的车削用量为：车139外圆时ap =2.5mm，f =1.1mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。车125ap =2.5mm，f =1.0mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。车锥面ap =2.5mm，f =1.0mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。车95ap =2.5mm，f =0.9mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。计算基本工时式中L=l+y+，l=110mm，根据切削用量简明手册表1.26，车削时的入切量及超切量y+=2.1mm，则L=110+2.1mm=112.1mm，车139外圆时，tm=0.63min车125外圆时，tm =0.71min车锥面时，tm =0.55min车95 外圆时，tm =0.72min工步二：切表面键槽和滚珠槽1)选择刀具：切槽刀。刀头宽度50mm，刀杆截面2030mm2)选择切削用量确定切削深度ap，由于粗加工余量仅为2.0mm，可在一次走刀内切完，故ap =（45.242）/2mm=2.5mm。确定进给量f : f =0.180.24mm/r，故选择f =0.18mm/r。确定切削速度vc:切削速度Vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27式中=,故vc =87m/min,n=465r/min。按CA6140数控车床说明书，选择n=500r/min，这时vc =110m/min。最后决定的车削用量为：ap =2.5mm，f =0.060mm/r，n=500r/min，vc =110m/min，tm=0.63min5.工序五：去应力退火6.工序六：钻24通孔, 扩66 72孔工件材料为20Gr2Ni4，硬度5862HBW,锻造。孔的直径为56mm和60mm。孔的精度为IT10，表面粗糙度Ra=6.3mm。加工机床为Z3080型摇臂钻床，进行扩孔。钻头选用高速钢扩孔钻。钻24孔刀具及切削用量：1)钻头:选用标准高速钢麻花钻。2)确定钻削用量确定进给量:根据机械加工工艺手册表3.4.-1可查出f =0.350.42mm/r，所以进给量f=0.40由于孔深和孔径之比l/d0=458/24=19，Klf=0.75，故(0.350.43mm/r)0.750.420.75=0.32mm/r。确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率pm，根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得：=17m/min，F=4732N, T=51.69Nm，pm=1.25kw。校验机床功率切削功率pm=pm（）=1.25（13.517）1.06=1.05kW扩66孔刀具及切削用量：1)确定进给量 根据机械加工工艺手册表3.4-5孔径4050 ，f =1.01.3，所以进给量选取f =1.2mm/r。2)确定切削速度v及n根据表3.4-34，取v=17.1m/min，根据摇臂钻床Z3080使用说明书， n=161250，取n=320r/min。实际钻孔速度。3)加工机动时间的计算：扩72孔刀具及切削用量：1)确定进给量 f根据机械加工工艺手册表3.4-5孔径5060，f =1.11.3，所以进给量选取f =1.2mm/r。2)确定切削速度v及n根据表3.4-34，取v=17.1m/min，根据摇臂钻床Z3080使用说明书n=161250，取n=320r/min。实际钻孔速度3)加工机动时间的计算:7.工序七：车56螺纹及内槽车螺纹1)车削用量的选择走刀次数：由于螺距p=4.71，故走刀次数为9次。2)切削用量的选择螺纹直径大于25，走刀的横向进给量第一次走刀f=0.40mm/r。切削速度v=1215m/min，选择v=12m/min。2 车内槽1)选择刀具：切槽刀，刀头宽度50mm，刀杆截面2030mm。2)选择切削用量确定切削深度ap，由于粗加工余量仅为2.0mm，可在一次走刀内切完，故ap =（45.242）/2mm=2.5mm。确定进给量f: f =0.180.24mm/r，故选择f =0.18mm/r。确定切削速度vc：切削速度vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27式中=,故vc =87m/min,n=465r/min。按CA6140数控车床说明书，选择n=500r/min，这时vc =110m/min。最后决定的车削用量为:ap =2.5mm，f =0.060mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。8.工步八: 拉内花键工件材料：20Gr2Ni4，硬度5862HBW,锻造。刀具：选用渐开线花键拉刀，由于内花键的模数m=1.253.5mm，可用一把拉刀。拉床选用卧式拉床L6140A。拉削余量的选择：1)拉刀的齿升量：平衡肘轴材料为低碳合金钢，所以前角r0=15 后角a0=2.54,刃带宽ba1=00.05。2)拉削进给量f ：据机械加工工艺手册表11-361得f =0.050.15，所以选取f =0.10mm/r。3)拉削速度v：加工花键孔时根据表11-360得，v =45m/min。4)拉削余量：拉削长度为175mm，所以拉削余量取1.0mm。9.工序九：半精车外圆139，125，锥面115，车95，键槽及滚珠槽(1)工件材料等同粗车。(2)工步一：半精车外圆1)选择刀具：同粗车。2)选择切削用量确定切削深度ap，由于半精加工余量仅为1.8mm，可在一次走刀内切完，故ap =（125124.4）/2mm=1.8mm。确定进给量f :根据切削用量简明手册表1.6，在半精车125、表面粗糙度Ra=0.2m时，f =0.160.20mm/r，f =0.19mm/r。选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T=60min。确定切削速度vc：切削速度vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27式中=,故vc =81.2m/min,n=542r/min。按CA6140数控车床说明书，选择n=500r/min，这时vc =110m/min。最后决定的车削用量为：车139外圆时ap =1.8mm，f =0.19mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。车125ap =1.8mm，f =0.20mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。车锥面ap =1.8mm，f =0.18mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。车95ap =1.8mm，f =0.19mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。5)计算基本工时车139外圆时，tm=0.83min车125外圆时，tm=0.85min车锥面时，tm=0.79min车95 外圆时，tm=72min工序二：切表面键槽和滚珠槽1)选择刀具：切槽刀。刀头宽度50mm，刀杆截面2030mm。2)选择切削用量。确定切削深度ap，由于粗加工余量仅为1.8mm，可在一次走刀内切完，故ap =（45.242）/2mm=2.5mm。确定进给量f : f=0.180.24mm/r，故选择f =0.18mm/r。确定切削速度vc：切削速度vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27式中=,故vc =87m/min,n=465r/min。按CA6140数控车床说明书，选择n=500r/min，这时vc=110m/min。最后决定的车削用量为:ap=1.8mm，f =0.19mm/r，n=520r/min，vc=120m/min，tm=0.63min10.工序十：精车外圆125，锥面，精车95，精车滚珠槽(1)工件材料：同粗车(2)工步一精车外圆1251)选择刀具：同粗车2)选择切削用量确定切削深度ap，由于精加工余量仅为0.6mm，可在一次走刀内切完，故ap =0.6mm。确定进给量f，根据切削用量简明手册表1.6，在精车125、表面粗糙度ap =0.8m时，f=0.160.25mm/r, f=0.18mm/r。选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T=60min。确定切削速度vc:切削速度vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27式中=,故vc=69.6m/min,n=492r/min。按CA6140数控车床说明书，选择n=500r/min，这时vc=110m/min。最后决定的车削用量为：车125ap =0.6mm，f =0.18mm/r，n=500r/min，vc=110m/min。车锥面ap =0.6mm，f =0.25mm/r，n=500r/min，vc=110m/min。车95ap =0.6mm，f =0.20mm/r，n=500r/min，vc=110m/min。计算基本工时车125外圆时，tm=0.36min 车锥面时，tm =0.45min车95 外圆时，tm =0.53min工序二：精车滚珠槽1)选择刀具：切槽刀，刀头宽度50mm，刀杆截面2030mm。2)选择切削用量。确定切削深度ap，由于粗加工余量仅为2.0mm，可在一次走刀内切完，故ap =（45.242）/2mm=2.5mm。确定进给量f : f =0.180.24mm/r，故选择f =0.18mm/r。确定切削速度vc:切削速度Vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27式中=,故vc =87m/min，n=465r/min。按CA6140数控车床说明书，选择n=500r/min，这时vc =110m/min。最后决定的车削用量为:ap=0.6mm，f =0.18mm/r，n=500r/min，vc =110m/min，tm =0.55min11.工序十一：滚齿加工条件：滚齿机型号：YBA3120。切削用量：切削用量的选择应根据被加工齿的模数、材料、精度、夹具及刀具等情况而定，原则是在保证工件质量和合理滚刀寿命前提下，根据机床、夹具工件系统、刀具系统的刚性及其生产率等因素确定。走刀次数（背吃刀量）选择：整个齿的加工一般不超过23次走刀。第一次走刀时，其背吃刀量取为1.4m（模数），第二次走刀0.8m。由于外花键的模数m=1.5，查机械加工工艺手册6-50得，走到次数为1次，应留余量为切至全齿深。进给量选择：粗加工是，由于机床工件滚刀系统的刚性不足而使滚到到家产生的振动是限制进给量提高的主要因素。根据机床刚性可把历史滚齿机按表分组。查机械加工工艺手册得进给量f =23mm,最终选用进给量f =2mm。切削速度：根据上述所取得的走刀次数、进给量和表6.1-33推荐的滚刀寿命，考虑被加工材料性质等加工条件，得切削速度v =45m/mim。机动时间的计算：采用一次走刀时，其机动时间按如下计算式计算：（min） （3-4）式中 b齿轮轮齿宽度（mm），b=2.656 l1滚刀切入长度（mm），l1=3.01 l2滚刀切出长度（mm），l2=5.21 z被加工齿轮齿数，z=92 n0滚刀转速（r/min），n0=63315r/mm，8级选择n0=100 fa滚刀进给量(mm/r)，fa=2mm/r K滚刀头数K=1最后算出激动时间=5min。12.工序十二：中间检验13.工序十三：热处理（渗碳、淬火）14.工序十四：校准基准15.工序十五：校准外表面滚珠槽、键槽16.工序十六：磨花键外圆磨削方法和设备花键轴的磨削一般用于渐开线形花键的加工，花键轴磨床是一种专用机床，根据外花键齿宽2.656mm，花键槽长度100mm，花键轴直径139mm，所以选择M8612型号花键轴磨床。砂轮的选择砂轮的形状和尺寸的选择应根据磨床、条件和工件形状来进行。磨削花键轴时，易采用平行砂轮P2002532 A60JV。磨削工艺1)加工余量及公差根据机械加工工艺手册6-407得磨削余量a=0.3mm。2)磨削用量及其选择磨削花键轴的用量根据机械加工工艺手册表6.5-25。磨削速度vc一般在2545m/s之间，低速属于小直径的砂轮。配合M8612A型花键轴磨床选择砂轮转速n=3000r/min，砂轮直径da=150mm， （3-5）纵向进给量：当花键长为100mm时，纵向进给量可为16m/min。径向进给量：它取决于花键的加工方法与被加工表面接触周边长度。所以此处径向进给量为0.002。机动时间的计算花键磨削的机动时间可按下式计算：=6min。式中 l花键长度（mm）；y砂轮的切入和切出量（mm）；tx每键的分度时间，tx =0.0050.040min/N。17.工序十七：精磨外圆12595 砂轮型号：GZ46ZR1A PSA 900100305 。磨床型号：外圆磨床M1320E 用具：卡箍，上顶尖，下顶尖，千分尺，长度量规，采用纵磨法。磨削基本参数：1)砂轮速度： （3-6）式中砂轮速度（m/s）砂轮直径（mm）砂轮转速（r/min）2）工作速度： 式中工件转速（m/min）工件直径（mm）工件转速（r/min）3）外圆磨削的轴向进给量 精磨 =（0.200.4）=16mm/r式中 外圆磨削的轴向进给量（mm/r） 砂轮宽度（mm）4）外圆磨削的轴向进给速度vf 式中vf外圆磨削的轴向进给速度（m/min）5）背吃刀量ap或fr（mm/单行程）ap=0.3mm6）砂轮当量直径； 式中砂轮当量直径（mm）“+”用于外圆磨削，“”用于内圆磨削。18.工序十八：校准内花键工件材料：20Gr2Ni4，硬度5862HBW,锻造。刀具：选用渐开线花键拉刀，由于内花键的模数m=1.253.5mm，可用一把拉刀。拉刀的齿升量：平衡肘轴材料为低碳合金钢，所以前角0=150 ，后角0=0.51，刃带宽ba1=0.30.6。19.工序十九：最后检验技术要求：花键齿厚2.656之公差按与其相压配的平衡肘体花键齿厚实测公差而定，保证配合过盈值为0.060.1。使用工具：长度量规 千分尺 杠杆千分尺 圆弧规 带千分表卡尺。2.8 机床的选择与功率核算2.8.1机床的选择在机械冷加工过程中，切削用量对机床效率的影响最大，在粗加工时切削用量还要受到机床功率的限制，所以有必要对选择的机床功率进行核算。当切削深度ap和切削速度v增大时，都会使切削力成比例增大，并且增大切削深度ap对切削力增大的影响较多，而增大进给量f使切削力增大的影响较少。所以在粗加时，适当增大进给量f是合理的、必要的。当选定切削深度ap、进给量f和切削速度v后，尚需检验机床功率是否足够，从而确定机床选择是否合理，或对切削用量ap、f、v作出适当调整13。2.8.2机床功率核算在粗加工时，选择了普通车床CA6140：根据机床说明书知：机床输出功率PE=10*0.75=7.5Kw粗加工时切削功率Pm=（FZV*10-3）/60式中FZ为主切削力FZ=Capfk 其中C为影响系数，K为修正系数：查表知C=1510、K=0.925，已知ap =1.4mm，f=0.8mm/r，v=113m/min，所以Pm=（15101.40.80.9251.0511310-3） =3.1kwPEPm，所以机床功率允许2.9 刀具的选用2.9.1刀具的选择应本着经济效益高（即在满足技术要求前刀具的选择：在满足技术条件前提下，价格尽量低，耐用度高）。刀具的材料应根据所切削工件的材料及硬度选择。上文经技术要求及零件的工作情况选用45CrNi-硬度（55HRC），抗弯强度（1.03GP）的合金锻件为工件材料14。2.9.2依据原则机械工业出版社机械加工工艺学刀具材料硬度必须高于被切材料硬度一般高温硬度在HRC60之上。高的耐磨性，硬度越高，耐磨性越好。足够强度与冲击韧性耐抗弯强度15。高耐热性：（即红硬性）能综合反映刀具材料高温下，能保持的硬度、耐磨性、强度、抗氧化性、抗扩散力等。良好的工艺，刀具锻造，热处理磨削工艺目前，常用的有碳素工具钢，高速钢，硬质合金陶瓷，金纲石，立方氢化硼等。但应用广范的是高速钢和硬质合金，下面根据平衡肘轴材料20Cr2Ni4A选用刀具。硬质合金与高速钢性能比较硬度：硬质合金钢为89-93HRC，高速钢为83-86.6HRA抗弯强度：硬质合金：0.9-1.5Gpa（90-150kgf/mm2）高速钢：2.7-4Gpa硬质合金的耐磨性，耐热性都比高速钢高，在800-1000时，能进行切削，而高速钢为500-600，因此硬质合金耐用度比高速钢高得多。根据硬质合金用途表，平衡肘轴车削加工选择硬质合金刀具材料16为YT15。表2-1 常用硬质合金的用途表：牌号使用性能使用范围YG3X是YG类合金中耐磨性最好的一种,但冲击韧性较差适于铸铁、有色金属及其合金的精镗、精车等。亦可用于合金钢、淬火钢及钨、钼材料的精加工YG6X属细晶粒合金，其耐磨性较YG6高，而使用强度接近于YG6适于冷硬铸铁、合金铸铁、耐热钢及合金钢的加工，亦适于普通铸铁的精加工，并可用于制造仪器仪表工业用的小型刀具和小模数磨刀YG8使用强度较高，抗冲击和抗振性能较YG6好，耐磨性和允许的切削速度较低适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中，不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣，一般孔和深孔的钻孔、扩孔YG10H属超细晶粒合金，耐磨性较好，抗冲击和抗振性能高适于低速粗车，铣削耐热合金及钛合金，作切断刀及丝锥等YT14使用强度高，抗冲击和抗振性能较好，但较YT5稍差，耐磨性及允许的切削速度较YT5高适于碳钢及合金钢连续切削时的粗车，不平整断面和间断切削时的半精车、精车，连续面的粗铣，铸孔的扩钻等YT15耐磨性优于YT14，但抗冲击韧度较YT14差适于碳钢及合金钢加工中，连续切削时的半精车及精车YT30耐磨性及允许的切削速度较YT15高，但使用强度及冲击韧度较差，焊接及刃磨时极易产生裂纹适于碳钢及合金钢的精加工，如小端面精车外圆精车。2.10本章小结本章是本文的重点章节，首先是对工艺规程的概念、原理有了一个明确的了解，然后是从毛坯的选择、基准的选择、工艺规程的安排、加工余量的选择，切削用量的选择开始确定，直至对具体加工工序的最终制定，最后是对加工过程中机床的选择和功率的计算，刀具的选用进行确定。 第3章 车外圆夹具设计3.1 车床夹具设计要求说明车床夹具主要用于车外圆夹具。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。（1） 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。（2） 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以零件在车床上加工用专用夹具。3.2 车床夹具的设计要点（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。（2）夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式：1)对于径向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图1-a所示。这种连接方式定心精度较高。2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。图1-b所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图1-c所示，过渡盘在其长锥面上配合定心，用活套在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。图1-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有0.050.1mm的间隙，用螺钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好。过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册。3.3 定位机构拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。分析零件图知，三个拐径中心线与基准面A、基准面B平行度公差0.03，故选用基准面A及其端面来定位，另一端采用顶针，顶住工件，尽而实现工件的完全定位。本工序选用的定位基准为外圆、端面、中心孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是V型块、支承钉、顶尖。因此进行定位元件的设计主要是对V型块、支承钉和顶尖进行设计。3.4 切削力及夹紧力计算选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得劳，夹得快。选择夹紧机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下：1. 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；2. 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。4. 机构应尽量简单，制造、维修要方便。分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。（1）刀具： 采用外圆车刀 机床： CK6140卧式车床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。3.5 定位误差分析工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：（1）定位误差由于C面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差为零。因此，尺寸的定位误差等于零。（2）夹具误差夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.（3）安装误差因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。（4）加工方法误差如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取定位基准是基准A（左端25的中心线），工序基准则在30中心线上，是相互独立的因素，故 =0.046/2+0.03=0.053（mm） 又=0.707=0.7070.01=0.007(mm) 则 =+=0.053+0.007=0.06(mm) 已知外圆的形位公差为0.25，故符合要求。3.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。3.7 零件简单使用说明尾座采用的是整体式结构，整体式结构尾座由尾座体、套筒、芯轴结构、套筒液压测力装置、尾座和套筒移动机构、尾座和套筒夹紧与放松结构及液压装置等组成，芯轴结构选用高精度的进口轴承支承，动、静刚度好，精度高。套筒和尾座的移动均为机动，套筒和尾座的夹紧、放松均采用碟形弹簧夹紧，液压放松的机动夹紧、放松结构，夹紧力足够大，安全可靠，工人操作简单、方便、效率高。其优点在于：(1)刚度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整体式尾座，将分体式尾座上、下体合为一个尾座整体，采用整体式箱形结构设计，经有限元分析、计算，通过对尾座内部筋板的合理布置，提高了尾座的刚度和固有频率，尾座采用高强度低应力铸铁铸造，经良好的时效处理，热变形小，在承受最大工件重量和最大额定切削力的情况下。尾座整体变形小，抗振性能好，满足数控卧式车床精度检验标准的要求。(2)结构更加简单、优化、合理，整体式尾座将分体式尾座上、下体合为一个尾座整体，取消了分体式尾座联结的定位键和把合螺钉，总零件数和标准件数更少，取消了分体式尾座上、下体的配合加工面，取消了分体式尾座上、下体的装配环节，加工、装配工艺性更好，节约了加工、装配总费用，降低了尾座的总重量和总成本。我设计的尾座的工作原理是尾座套筒、尾座油压后座上都有油孔,尾座套筒和尾座活塞固定座通过螺钉连接在一起，可以移动。尾座油压后座、尾座体和尾座活塞轴连接在一起，固定不动。尾座活塞轴、尾座套筒和尾座活塞固定座形成一个液压缸，并且分成两个腔。当给尾座油压后座通液压油时，液压油通过油路进入尾座活塞轴上的一个腔，在进入套筒孔的锥形腔内，此时压力增大，套筒带动顶尖向前移动。反之，当液压油通过油路进入尾座活塞轴上的另一个腔，此时向后退的压力增大，套筒带动顶尖向后移动。3.7.1 尾座套筒的设计数控卧式车床尾座套筒的主要尺寸是根据尾座体的尺寸选择的。套筒的作用就是安装尾座活塞轴和顶尖，利用液压缸提供的压力和莫氏锥度本身的结构特性顶紧顶尖，使顶尖在顶着工件加工时不会随工件一起转动。为了使套筒不随工件一起转动在套筒上部设计了滑键槽，在尾座体上设计有滑键。尾座工作时滑键在滑键槽中滑动，这样套筒就不会跟着转了，同时，顶尖在顶着工件加工时也不会随工件一起转动了。从而提高了套筒的使用寿命。由于顶尖是利用氏锥度本身的结构特性卡紧的，但是在工作中需要拆卸顶尖，因此需要在尾座套筒上设计顶尖退套孔，用于拆卸顶尖。当需要拆卸顶尖时，把退套楔插入顶尖退套孔，用小锤敲击退套楔使顶尖松动并可以取出。退套楔的规格是S79-1 4。3.7.2尾座体的设计数控卧式车床的尾座体是尾座的主
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