凸轮轴半圆形键槽零件数控工艺与夹具设计说明书.doc
上海工程技术大学凸轮轴半圆形键槽零件数控工艺与夹具设计带机械图
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上海工程技术大学凸轮轴半圆形键槽零件数控工艺与夹具设计带机械图,上海,工程技术,大学,凸轮轴,半圆形,键槽,零件,数控,工艺,夹具,设计,机械
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上海工程技术大学毕业设计（毕业论文）凸轮轴半圆形键槽零件数控工艺与夹具设计学 院高职学院专 业班级学号学 生指导教师上海工程技术大学毕业设计（论文） 凸轮轴半圆形键槽零件数控工艺与夹具设计目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 数控机床的发展过程11.2 本论文的研究内容21.3 选题意义31.4 论文结构32 零件的分析42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析及技术要求43 工艺规程设计53.1 确定毛坯的制造形式53.2 基面的选择53.3 制定工艺路线63.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定83.5 毛坯的选择83.6 定位基准的选择93.7 装夹方式的选择93.8 加工顺序的安排94 设备及其工艺装备的确定104.1 机床的选择104.2 刀具的选择105 切削用量的选取126 卡片的制定146.1 工艺过程卡146.2 数控加工工序卡146.3 数控加工刀具卡146.4 数控加工刀具进给路线图147 铣半圆键槽夹具设计157.1问题的提出157.2 定位基准的选择157.3 切削力和夹紧力计算167.4 定位误差分析187.5夹具的简要操作说明188 数控程序19总 结26致 谢27参考文献28摘 要凸轮轴加工工艺规程及其铣键槽夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。IIAbstractprocess planning camshaft keyway milling fixture design and the design of three parts including a part machining process design, process design, and the special fixture. To First parts analyzed and process design, to understand the part of the process redesign the structure of the blank, and the choice of a good part of the processing reference, design routing part; Next, a step of each process step of the parts for dimension calculation, the key It is to determine the process equipment and cutting the respective step; and a dedicated fixture design, the various components of the selected design of the jig, such as the positioning member, the clamping member, the guide member, the clamp member connected to the machine and other components; positioning error generated when calculating a positioning jig, the rationality and analysis shortcomings of the clamp structure, and improved in the future design attention. With the rapid development of computer technology, the traditional manufacturing industry began a fundamental change, industrial countries invested heavily in modern manufacturing technology research and development, put forward a new manufacturing model. In modern manufacturing system, numerical control technology is the key, it Microelectronics, computer, information processing, automatic detection and automatic control tech in one, with high precision, high efficiency, flexible automation, etc., to achieve a flexible manufacturing automation, integration, intelligence plays an important role. Keywords: process step, the amount of cutting, clamping, positioning error.凸轮轴半圆形键槽零件数控工艺与夹具设计代国文 0111091191 绪 论凸轮轴的加工工艺规程及铣键槽的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。1.1 数控机床的发展过程20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到0.0381mm（0.0015in），达到了当时的最高水平。 1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司正式生产出来。 在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。 到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。 数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。 1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystemFMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。 1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。80年代，国际上出现了14台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCellFMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。 在20余年间，我国数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。1.2 本论文的研究内容数控机床的编程方法分为手工编程和自动编程。从零件图样分析、工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要由人工完成的编程过程称为手工编程。自动编程也称为计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。自动编程工具分为语词式自动编程工具和图形交互式自动编程工具，当今主流的自动编程工具为图形交互式自动编程工具。目前，数控铣削加工中普遍采用UG或Mastercam自动编程，而数控铣削加工中主要采用手工编程的方法，而手工编程效率低，准确性差，本文讨论了基于UG自动编程的数控铣削加工方法。1.3 选题意义在学习了数控加工工艺与装备机械制造基础UG数控编程CAD/CAM应用技术数控机床及编程等课程后，为了将所学的知识应用于实际中，加深对知识的掌握程度，提升自身的实际工作能力，故选取基于UG的数控铣削加工的课题，综合所学知识，解决出现的问题，完成设计。本课题主要内容是数控铣削加工，包括了零件图的审查、工艺的设计、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、UG的建模与编程、后处理等，通过一系列的作业操作，完成对零件的加工任务。通过此次课题，可以学习到很多加工和工艺方面的知识，为以后工作打下基础。1.4 论文结构1）运用制图软件绘制零件二维图纸及三维图。2）分析零件的技术要求，确定零件的加工方案。3）合理的选择刀具、切削参数。4）编制零件的数控加工程序并进行仿真加工。5）制定相应的工艺卡片。282 零件的分析2.1 零件的作用凸轮轴为内燃机配气机构的零件，其主要工作表面是两个凸轮面，推动顶杆移动，从而控制进、排气门的开合。2.2 零件的工艺分析及技术要求正火处理，硬度为240-290HBS。凸轮表面及表面应高频淬火，硬化层深1.53，凸轮顶部允许达6，淬硬层硬度为55-63HRC。淬火层金相组织应为细针状和中等针状回或马氏体及少量屈氏体；进、排气凸轮均为对称形，对于表中所列理论升程之偏差：-，范围内不大于0.04。在-范围内不大于；升程变化率公差在-范围内0.004/，在-范围内0.006/。进、排气凸轮用平面测量头从凸轮对称中心为处向两侧测量；凸轮轴精加工后，各支承轴颈和凸轮表面应光洁。不允许有碰伤，凹痕，毛刺，裂缝等缺陷存在；凸轮轴精加工后应经磁力探伤，探伤后退磁；去锐边，尖角（包括凸轮两侧）；按JB/T510482-92柴油机凸轮轴检验方法检验。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式由于该凸轮轴在工作过程中要承受交变载荷，并且工作环境温度变化较大，为增强凸轮轴的强度和冲击韧性，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该凸轮轴的轮廓尺寸不大，生产类型属于大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为。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。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。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。粗基准的选择：对凸轮轴这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对与回转体零件我们通常以不加工的外圆作为粗基准。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。以11和20孔（一面2销）为定位精基准，加工其它表面及孔。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。精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用孔做为精基准3.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一工序号工序名称工序内容车间工段10 备料1. 45#钢模锻件2、时效去应力 锻造车间一20车安装零件，夹持外圆机加工车28.45外圆右端面机加工二粗车半精车精车28.45外圆并倒角机加工二30车调头装夹，夹持零件外圆机加工车凸轮轴左侧端面，保证总长机加工二粗车半精车精车40mm的外圆，并倒角机加工二40 铣粗铣-精铣凸轮轮廓外形 机加工二50 铣铣宽为5mm， R14半圆弧键槽 机加工二60 钳工去毛刺70 检验 入库检验入库方案二工序：锻造工序：退火处理工序：粗车左右端面工序：粗车30，26，40，28.45外圆工序：精车左右端面工序：精车30，26，40，28.45外圆工序：线切割凸轮工序：铣半圆键槽工序：检验，入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一是中有中频淬火这一工序，而方案二没有中频淬火这一工序，中频淬火可以保证应力和光洁度，有利于提高加工精度，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下工序号工序名称工序内容车间工段10 备料1. 45#钢模锻件2、时效去应力 锻造车间一20车安装零件，夹持外圆机加工车28.45外圆右端面机加工二粗车半精车精车28.45外圆并倒角机加工二30车调头装夹，夹持零件外圆机加工车凸轮轴左侧端面，保证总长机加工二粗车半精车精车40mm的外圆，并倒角机加工二40 铣粗铣-精铣凸轮轮廓外形 机加工二50 铣铣宽为5mm， R14半圆弧键槽 机加工二60 钳工去毛刺70 检验 入库检验入库3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定工序3和5：粗精车左右端面，保证工序尺寸230；工序2和4：粗精车各轴外圆粗车外圆，为下步预留径向加工余量为1，轴向加工预留加工余量为0.5，故粗车外圆直径保证为工序尺寸、，倒直角预留加工余量为0.4。加工精度要求低，故一次加工保证粗糙度1.6。工序7：线切割凸轮，加工精度要求低，故一次加工保证粗糙度1.6。工序8：铣半圆键槽，保证R14，键槽保证宽5mm。3.5 毛坯的选择毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件,以及各种型材也可以用作毛坯，该零件的毛坯类型可选择型材毛坯。毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。笔者认为这种设计方法并不合理，这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致，对它提出的要求是:(1)保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量：(2)保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸。该零件为板类零件，故其毛坯选择为板材，毛坯材料为45#，毛坯尺寸为15011030mm。3.6 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用己加工过的表面作为定位基准称为精加工。除第一道工序用粗基准外，其余工序都应使用精基准。选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求没计基准、工艺基准和编程基准统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量，并且能有效地减少装夹次数。经分析，确定该零件的粗基准为毛坯底面及毛坯外轮廓；精基准以设计基准为精基准，即底面及零件外轮廓侧面。3.7 装夹方式的选择经分析，该零件需要进行两次装夹方能完成零件的加工。在第一次装夹时为铣削零件的底面，采用平口虎钳进行装夹；第二次装夹时加工零件的上表面，此次装夹可以以加工好的底面及外边进行定位，用虎钳压紧即可。3.8 加工顺序的安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。加工顺序的安排原则：先粗后精、先面后孔、基面先行。根据该以上原则，确定该零件的加工顺序为：铣上表面铣外轮廓铣内轮廓铣中心凹槽钻铰30中心孔钻4XM10螺纹孔底孔攻丝4XM10螺纹孔4 设备及其工艺装备的确定4.1 机床的选择由于该零件属于单件小批量生产，因此不用考虑生产效率等问题，只要在能够保证其精度要求的前提下选择相应的设备进行加工即可，但为了减少人为的换刀量，根据现有的数控机床，确定选择由CKA6136 数控车床XH714加工中心 系列数控立式加工中心，其主要技术参数如下：系统配置： FANUC 工作台面积(mm)：460950(5001050) 行程(X-Y-Z)(mm)：800500550主轴锥孔：BT40 主功率(KW)：7.5/11 主轴变速系统转速(rpm)：50-6000伺服 机床结构：台湾主轴、全防护、贴塑滑轨、电柜空调 备注：16把斗笠式刀库、20把圆盘式刀库 机床重量(吨)：64.2 刀具的选择合理的选择数控加工的刀具、夹具，是工艺处理工作中的重要内容，在数控加工中产品的加工质量和劳动生产率在很大程度上将受到刀具、夹具的制约，虽其大多数刀具、夹具与普通加工中所用的刀具、夹具基本相同，但对一些工艺难度较大或其轮廓、形状等方面较特殊的零件加工，所选用的刀具、夹具必须具有较高要求，或需做进一步的特殊处理，以满足数控加工的需求。一般优先采用标准刀具，必要的时候可以采用各种提高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。此外，应结合实际情况，尽可能选用各种先进刀具，如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷涂层刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工需求，刀具材料应与工件材料相适应。数控加工所用的刀具在刀具性能上应高于普通加工中所用的刀具。所以选择数控加工刀具时，还应考虑以下几个方面：切削性能好 数控加工能采用大的背吃刀量和高进给速度，刀具必须要有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，以便实现按刀具寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。精度高 为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具必须具有较高的精度，如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度达到0.005mm等。可靠性高 要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。耐用度高 数控加工的刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀次数，从而提高数控机床的加工效率及保证加工质量。断屑及排屑性能好 数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样，能及时由人工处理，切屑易缠在刀具和工件上，会损坏刀具和划上工件上已加工表面，甚至会发生伤人和设备事故，影响加工质量和机床的顺利、安全，所以要求刀具应具有较好的断屑和排屑性能。综上所述，零件上、下表面加工时采用端铣刀加工，根据工件的宽度选择端铣刀直径，使得铣刀工作时有合理的切入/切出角；切铣刀直径应尽量包容整个工件加工宽度，以提高加工精度和效率，并减少相邻两次进给之间的接刀痕。表4.1就是该零件加工所需要用到的所有刀具。表4.1 刀具卡片工步号刀具号刀具各称刀具型号刀片刀尖半径(mm)刀柄型号型号牌号20T01机夹可转位车刀MCLNR2020K12CNMG090308-DM 硬质合金0.4MCLNR2020K1220T02成型铣刀SVJBR1616H11VBMT160408-HM硬质合金0.4SVJBR1616H1130T03键槽铣刀MCLNR2020K12YBM151硬质合金0.4BT40-TW50-205 切削用量的选取数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。切削用量：“三要素”是指刀具在切削过程中的运动参数。“三要素”是指：切削速度，进给量，背吃刀量。选择切削用量时考虑的因素：（1）切削加工生产率在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。 （2）刀具寿命 切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。（3）加工表面粗糙度精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。 （4）刀具寿命 切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。（5）加工表面粗糙度 精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。根据以上因素，确定该零件的切削用量如数控加工工序卡所示。6 卡片的制定6.1 工艺过程卡工序号工序名称工序内容车间10 备料1. 45#钢模锻件2、时效去应力 锻造车间20车安装零件，夹持外圆机加工车28.45外圆右端面机加工粗车半精车精车28.45外圆并倒角机加工30车调头装夹，夹持零件外圆机加工车凸轮轴左侧端面，保证总长机加工粗车半精车精车40mm的外圆，并倒角机加工40 铣粗铣-精铣凸轮轮廓外形 机加工50 铣铣宽为5mm， R14半圆弧键槽 机加工60 钳工去毛刺70 检验 入库检验入库6.2 数控加工工序卡根据以上工艺过程及工序尺寸等，制定工序卡，见附表2。6.3 数控加工刀具卡根据以上工艺过程及工序卡，分析刀具并查书，制定刀具卡，见附表3。6.4 数控加工刀具进给路线图根据刀具信息绘出刀具路线图，并结合以上三卡制定刀具进给路线图，见附表3。7 铣半圆键槽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，决定设计工序铣半圆键槽的夹具设计。 7.1问题的提出 本夹具主要用于铣半圆键槽，因为底面没有精度和位置度要求，定位要求不高，因此我们主要考虑提高生产效率的.7.2 定位基准的选择机器零件是由若干个表面组成的。这些表面之间的相对位置关系包括两方面的要求：表面见的位置尺寸精度和相对位置精度。研究零件表面的相对位置关系，是离不开基准的。不明确基准就不无法确定表面的位置。基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。需要说明的是，作为基准的点、线、面在工件上并不一定具体存在。如轴心线、对称面等，它们是由某些具体表面来体现的。用以体现基准的表面称为定位基准。采用26外圆和端面定位，定位元件的选择根据工序简图规定的定位基准，选用V型块定位方案，两个短V型块限制四个自由度，利用一端面用支撑钉限制轴向自由度，进而限制了六个自由度,用铰链压板压紧后实现工件正确定位。定位方案如下：7.3 切削力和夹紧力计算 (1)刀具： 半圆键槽铣刀14mm 机床： X62卧式铣床 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 选用移动压板螺钉夹紧机 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=6mm，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，使用快速螺旋铰链压板机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。7.4 定位误差分析 因为铣键槽时的位置度没有精度要求，且我们用对刀块和塞尺保证位置精度，定位精度较高，为了提高生产效率，因此定位误差不予考虑。7.5夹具的简要操作说明我们采用2个V型块和支撑钉定位，用铰链压板夹紧，2个V型块限制空间5个自由度，一个支撑钉限制一个自由度，这样就实现了完全定位，最后用铰链压板压紧即可开始加工，加工完毕可以松开螺母，卸开铰链压板，取出工件。操作简单，装卸方便，适合批量生产。8 数控程序 %N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X-.3174 Y4.366 S0 M03N0050 G43 Z1.3976 H00N0060 Z.9252N0070 G1 Z.8071 F9.8 M08N0080 X-.0024N0090 Y4.6925N0100 X-.0022 Y4.7244N0110 G2 X.0001 Y4.7268 I.0024 J0.0N0120 G1 X.0308 Y4.727N0130 X.7613N0140 X.7805 Y4.7268N0150 X.7997 Y4.727N0160 X.8173 Y4.7267N0170 G2 X.8197 Y4.7243 I0.0 J-.0024N0180 G1 X.8196 Y4.5191N0190 G2 X.4544 Y4.028 I-.5252 J.0093N0200 X.2615 Y4.0034 I-.1772 J.6204N0210 G1 X.0693N0220 X.0501 Y4.0032N0230 X.0308 Y4.0034N0240 X0.0 Y4.0037N0250 G2 X-.0024 Y4.0061 I0.0 J.0024N0260 G1 Y4.366N0270 X.3126N0280 Y4.412N0290 X.4697N0300 G2 X.3628 Y4.3294 I-.1753 J.1163N0310 X.3126 Y4.32 I-.0856 J.319N0320 G1 Y4.366N0330 X-.3174N0340 Z.9252N0350 G0 Z1.3976N0360 X-.3173 Y.3552N0370 Z.9252N0380 G1 Z.8071N0390 X-.0024N0400 Y.7153N0410 G2 X0.0 Y.7177 I.0024 J0.0N0420 G1 X.0154 Y.7179N0430 X.0308 Y.7178N0440 X.2615N0450 G2 X.4158 Y.7037 I.016 J-.6777N0460 X.8175 Y.2408 I-.1204 J-.5103N0470 G1 X.819 Y.2215N0480 Y.2214N0490 X.8196 Y.2021N0500 X.8197 Y.0126N0510 X.8194 Y-.0033N0520 G2 X.817 Y-.0057 I-.0024 J0.0N0530 G1 X.7998 Y-.0059N0540 X.0693N0550 X.05 Y-.0057N0560 X.0308 Y-.0059N0570 X.0005 Y-.0057N0580 G2 X-.0018 Y-.0034 I0.0 J.0024N0590 G1 X-.0024 Y.0126N0600 Y.3552N0610 X.3126N0620 Y.4013N0630 G2 X.3472 Y.3962 I-.0351 J-.3612N0640 X.4699 Y.3091 I-.0518 J-.2028N0650 G1 X.3126N0660 Y.3552N0670 X-.3173N0680 Z.9252N0690 G0 Z1.3976N0700 X5.8497 Y.952N0710 Z.9252N0720 G1 Z.8071N0730 X5.6543 Y.705N0740 X5.6787 Y.6857N0750 X5.7224 Y.6507N0760 X5.7265 Y.6471N0770 X5.7437 Y.6336N0780 X5.7608 Y.6197N0790 X5.7993 Y.5893N0800 X5.8709 Y.5316N0810 X5.8735 Y.5296N0820 X5.8736N0830 X5.9069 Y.5029N0840 G2 X5.9078 Y.5011 I-.0014 J-.0018N0850 G1 X5.9079 Y.0286N0860 X5.9077 Y-.0033N0870 G2 X5.9054 Y-.0057 I-.0024 J0.0N0880 G1 X5.8747 Y-.0059N0890 X5.3364N0900 X5.3172 Y-.0057N0910 X5.298 Y-.0059N0920 X5.2755 Y-.0057N0930 G2 X5.2741 Y-.0052 I.0001 J.0024N0940 G1 X5.2581 Y.0075N0950 X5.2342 Y.0268N0960 X5.1858 Y.0653N0970 Y.0654N0980 X5.1811 Y.0694N0990 X5.1427 Y.0997N1000 G2 X5.1426 Y.0998 I.0015 J.0019N1010 G1 X5.1404 Y.1019N1020 X5.1212 Y.1173N1030 X5.0658 Y.1617N1040 X5.0414 Y.1809N1050 X5.0274 Y.1926N1060 X5.0106 Y.2058N1070 X4.9942 Y.2195N1080 G2 X4.994 Y.2196 I.0015 J.0018N1090 G1 X4.9915 Y.222N1100 G2 X4.8695 Y.4372 I.2691 J.2948N1110 G1 X4.8669 Y.4522N1120 X4.8642 Y.4715N1130 X4.8623 Y.4909N1140 G2 X4.8622 Y.4911 I.0023 J.0002N1150 G1 X4.8618 Y.5104N1160 G2 X5.0293 Y.8387 I.4041 J.0007N1170 X5.3756 Y.8934 I.2292 J-.3271N1180 X5.5301 Y.8043 I-.1594 J-.4546N1190 G1 X5.5321 Y.803N1200 G2 X5.5322 Y.8029 I-.0013 J-.002N1210 G1 X5.5826 Y.7628N1220 X5.6455 Y.712N1230 X5.6543 Y.705N1240 X5.4588 Y.4581N1250 X5.4824 Y.4394N1260 X5.5212 Y.4083N1270 X5.5263 Y.4039N1280 X5.5472 Y.3874N1290 X5.5641 Y.3738N1300 X5.5929 Y.351N1310 Y.3091N1320 X5.3856N1330 X5.3827 Y.3115N1340 X5.3465 Y.3402N1350 X5.3449 Y.3416N1360 X5.318 Y.3631N1370 X5.2619 Y.4082N1380 X5.2398 Y.4256N1390 X5.2256 Y.4374N1400 X5.2087 Y.4507N1410 G2 X5.1788 Y.4972 I.0519 J.0662N1420 G1 X5.1781 Y.5012N1430 X5.1769 Y.5093N1440 Y.5103N1450 G2 X5.2119 Y.582 I.0891 J.0008N1460 X5.278 Y.5937 I.0466 J-.0704N1470 X5.3249 Y.5653 I-.0617 J-.1549N1480 G1 X5.3398 Y.5526N1490 X5.3467 Y.548N1500 X5.3855 Y.5171N1510 X5.4488 Y.466N1520 X5.4588 Y.4581N1530 X5.8497 Y.952N1540 Z.9252N1550 G0 Z1.3976N1560 X5.8434 Y3.7641N1570 Z.9252N1580 G1 Z.8071N1590 X5.6455 Y4.0091N1600 X5.5826 Y3.9583N1610 X5.5342 Y3.9198N1620 G2 X5.5341 Y3.9197 I-.0014 J.0018N1630 G1 X5.5301 Y3.9168N1640 X5.5112 Y3.9014N1650 X5.4917 Y3.8865N1660 G2 X5.0293 Y3.8824 I-.2339 J.3205N1670 X4.8779 Y4.094 I.2285 J.3235N1680 X4.9915 Y4.4991 I.3853 J.1104N1690 G1 X4.994 Y4.5015N1700 G2 X4.9942 Y4.5016 I.0017 J-.0017N1710 G1 X5.0106 Y4.5153N1720 X5.0274 Y4.5285N1730 X5.0413 Y4.5401N1740 X5.0536 Y4.5498N1750 X5.0897 Y4.5787N1760 X5.138 Y4.6172N1770 X5.1427 Y4.6213N1780 Y4.6214N1790 X5.1811 Y4.6517N1800 X5.1858 Y4.6557。N2800 X.8197 Y.0126N2810 X.8194 Y-.0033N2820 G2 X.817 Y-.0057 I-.0024 J0.0N2830 G1 X.7998 Y-.0059N2840 X.0693N2850 X.05 Y-.0057N2860 X.0308 Y-.0059N2870 X.0005 Y-.0057N
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