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XXXXXXX(设计)说明书论文题目：花键轴零件的加工工艺及夹具设计学院： 年级： 专业(班）： 学号： 学生姓名： 指导教师： 20XX年 10月 16日摘要本次设计的零件是花键轴，该零件在汽车、飞机以及拖拉机上广泛应用。为机器的正常运转传递运动和动力，花键轴是较为典型的轴类零件，该零件的材料选择45号钢。因为花键轴在工作时是多齿啮合，故而其对中性较好，承载能力比较大，导向性也较好。考虑到该零件较为重要，因而，对其进行加工工艺以及夹具设计是非常有必要。依据设计任务书，本次设计的主要内容包括：工艺规程设计、车床夹具设计和磨床夹具设计。工艺规程设计的主要内容包括：零件作用、材料、结构以及加工要求的分析；零件加工工艺路线的设计、生产类型和制造方式的确定等；确定主要切削用量，填写工艺卡和工序卡等。本次设计的车床夹具完成工序15的加工。夹具设计的主要内容包括：通过对零件的分析，依据工序简图设计夹具的定位方案和夹紧方案、选择定位和夹紧元件；完成夹具体材料的选择以及结构设计；计算切削力和夹紧力；绘制夹具装配图、夹具体图以及非标零件图。关键词：花键轴、工艺规程、车床夹具IIIAbstractThe part of this design is spline shaft, which is widely used in automobiles, airplanes and tractors. For the normal operation of the machine to transfer movement and power, spline shaft is a typical shaft part, the material of the part is 45 steel. Because the spline shaft is meshed with many teeth when it works, it has better centering, larger bearing capacity and better guiding performance. Considering the importance of the part, it is necessary to design the processing technology and fixture.According to the design specification, the main contents of this design include: process design, lathe fixture design and grinder fixture design. The main contents of process planning design include: the analysis of parts function, material, structure and processing requirements; the design of parts processing process route, the determination of production type and manufacturing mode; the determination of main cutting parameters and the filling of process cards and process cards.The lathe fixture designed in this paper completes the processing of process 15. The main contents of fixture design include: through the analysis of parts, according to the process sketch, design the fixture positioning scheme and clamping scheme, select positioning and clamping components; complete the selection of specific materials and structure design of the clamp; calculate the cutting force and clamping force; draw the fixture assembly drawing, clamp specific drawing and non-standard part drawing.Key words: spline shaft, process specification, lathe fixture目 录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1 本课题研究的背景及意义11.2 机械加工工艺规程的作用及制订原则11.2.1 机械加工工艺规程的作用21.2.2 机械加工工艺规程的制订原则21.3 机床夹具的概述21.3.1 机床夹具的组成31.3.2 机床夹具的分类41.3.3 机床夹具在机械加工中的作用51.3.4 机床夹具的发展方向5第二章 花键轴工艺规程设计72.1 零件作用的分析72.2 零件加工工艺、组成结构及技术要求的分析72.2.1 零件加工工艺的分析72.2.2 零件组成结构的分析82.2.3 零件技术要求的分析82.3 零件材料的选择与分析92.4 零件生产类型的选择92.5 零件制造形式的选择102.6 加工基准的选择112.7 加工工艺路线的选择与确定122.7.1 加工工艺路线的选择122.7.2 加工工艺路线的确定132.8 机床加工工艺装备的选择132.9 零件加工余量的选择132.10 零件切削用量的选择及加工工时的计算14第三章 花键轴车床夹具设计243.1 定位方案的设计243.2 定位元件的选择243.3 夹紧方案的设计253.4 夹紧元件的选择253.5 夹具体的设计263.6 车削力和夹紧力的计算273.6.1 车削力的计算273.6.2 夹紧力的计算273.7 定位误差的分析28结论29致谢30参考文献31第一章 绪论1.1 本课题研究的背景及意义此次研究的产品为花键，它是用在一些传动装置上，比如飞机，汽车，车床等等。作为矩形的花键，它的工作是多齿进行，故而有很高的承受能力，无论是导向性还是对中性都很棒，它的齿根不深，这样的好处是集中的应力不大。矩形的花键，它在定心的时候实行小径，换句话说里面和外面的花键小径均是配合的表面，此款特征是定心时有很高的精度，并且相当稳定，要想将热处理出现的形状改变给去除掉，可以通过磨削来实现。花键连接中用的最多就是矩形花键，因为这些特征的存在，故而对花键轴的工艺流程还有夹具进行设计。眼下中国的机械生产技术来说，准备对机器进行升级，单纯从国外买机器肯定不是长久之计，一定要按照需要去进行定制，这样方可以用最小的投入获得最大的收益。从08年到现在，很多出口的单位有一些显著性的问题存在：现下全球的订单减少，原料的价格水涨船高，人民币汇率不断上升等等，很多资金实力不强的小单位一直处于亏本的状况，有的经营不下去直接关闭，故而现下最关键就是怎么让单位进行转型升级，两点进行转型升级，一个是软件，一个是硬件，首先要让我们国家的单位以及产品面对更大的市场，有更多的人知道；另外，按照当下的实际状况生产符合需要的加工工具。对于现代化的机械生产来说，机床夹具显得尤为重要，按照种类不一样对它进行划分，这样不管多复杂的产品都可以按照不一样的生产流程去进行加工，故而，有必要对它进行研究。1.2 机械加工工艺规程的作用及制订原则机械加工工艺规程，机械生产产品的工艺流程进行规定，操作办法进行规定的起重一个工艺，实际进行生产是，工艺流程更加符合实际需求，并且操作起来更加合理，根据它的要求将工艺编写出来，此后通过审批即可对生产进行指导。正常来说，它所囊括的东西有每一道工序所含内容，使用的加工机器，以及如何检验，切削加工多少量等等。1.2.1 机械加工工艺规程的作用1、指导生产的重要技术文件按照工艺的原理以及进行的相关实验，通过生产即而肯定下来的，这经验的积累，也是科技的进步。由此能够看出，要想加工出满足要求的产品，必须通过它来对生产进行指导。在加工流程中，必然按照工艺流程进行，如若不然，生产产品质量必然不能满足需求，加工效率亦不能满足要求，严重的话，生产出无效产品。2、生产组织和生产准备工作的依据编写生产计划，真正进行加工之前，它的原料准备的如何，是否设计出加工工艺，对于加工机器是否进行生产，调整，有否编写出工作计划，工人的数量是否足够，有未对相关成本进行计算等，这些都是我们制定工艺规程需要清楚的事项。3、新建和扩建工厂的技术依据建设加工单位，或者扩大加工单位规模，加工时使用的机器有多少种，有多少台，具体规格等，这些都需要根据工艺规程还有生产类型来进行。除了介绍的这些，工艺规程先进的话，如若加工一样的产品，它亦能够进行指导。1.2.2 机械加工工艺规程的制订原则在编写工艺规程时，需满足质量好，产量高，成本低的要求。主要在几方面：1、技术上的先进性对工艺规程进行编写，首先要清楚国内外的技术行情，对工艺进行试验，最终编写的工艺以及设备必须完全符合设计需要，先进的。2、经济上的合理性生产条件一定时，必须编写出好几个方案，这些方案要满足技术需求。在这时，比较这几个方案的成本，选用的方案应该是最合理的，务必使加工的花销最少。3、良好的劳动条件及避免环境污染对工艺规程进行编写，确保操作者的安全性，所以，编写的工艺尽量能够机械自动化，那么操作者的工作强度减轻。加工产品的质量好坏，效率高低，经济性有时候彼此有冲突，所以编写工艺流程时要将他们之间的关系设定好。1.3 机床夹具的概述早在十八世纪时，就有夹具被研发出，现在科技发展如此之快，原先的夹具仅仅是一种工具，但现下的夹具早已经成为一种加工设备。现在的机械化进程很快，所以对于夹具的需求自然更高：1、对于需要生产的新能够，能够顺利使用夹具加工，这样生产时长变少，并且花销降低；2、对于一些特征差异不大的产品能够进行装夹；3、对于一些精度非常高的机器亦能够进行使用；4、针对现在一些加工技术非常新的机床亦能够使用；5、用别的方式可以很快的对产品进行装夹，并且效率很高，如此工人们的工作强度没有那么大，并且加工效率提升不少；6、将机床夹具的标准化变即可算出更好。现如今可以看到，夹具技术最为先进的国家是俄罗斯，美国，德国，目前对夹具进行生产的都是一些规模不大的单位，他们可以对全球的订单进行生产，中国的夹具行业研究年份较长，经验比较丰富，从价位上看，别的国家无法与中国相比，所以从全球市场看，性价比很高，相信将来有很大的发展空间。1.3.1 机床夹具的组成1、定位元件此零件可直接接触定位基准，让产品在夹具上处在加工的正确地点上，确保生产时跟刀具以及加工机器之间进行的正确的相对动作。2、夹紧装置对零件进行夹紧，切削生产时，夹具中的产品一直处在某一地点不改变。3、对刀、引导元件或装置它们可以确保加工产品跟加工刀具之间所处地点精准，生产之前，可以确保刀具所处地点为加工需要的这种零件，这就是对刀零件。4、连接元件此零件用来连接夹具跟机床，确保它们彼此之间所处地点精准。5、夹具体这部分可对夹具以及夹具上的零部件进行连接还有固定，让他们形成整体。夹具体能够连接机床上的零部件，这样跟起床形成正确的地点。6、其它元件及装置按照零件的生产需要，夹具体需要设置分度装置，铣床夹具以及定位键等等。1.3.2 机床夹具的分类1、专门化分类（1）通用夹具此种夹具已完全标准化，规定区间中能够对不一样的产品进行生产，比方说，安装在机床上的三爪卡盘，还有回转工作台等等。此种夹具基本上使用在专业化程度比较高的单位，对于使用者来说它是机床的附件，特征就是可以用在很多方面，效率不怎么高，并且只能加工单件或者是批量比较小的产品。（2）专用夹具专门为了加工某一款产品或者是加工它的某道工序进行设计，此款夹具为专用夹具，特征是构造相当紧凑，用起来很快，便利性强，另外加工的精度也很高，加工效率强。只是说这种夹具加工也好，设计也好都要花费很长时间，并且前期的投入也很大。一旦加工品出现变化，夹具就没法再用，只能是单件产品加工量很多时可以拿来使用。（3）通用可调夹具和成组夹具它能够换掉夹具的一些零件，有的地方能够更改，这样对于不同产品都能进行生产，用来加工很多特征差不多的零件，此种夹具就是成组夹具。对比通用可调夹具，他们的加工对象不同，另外可以用的地方更多。（4）组合夹具按照生产的需求，通过之前加工好的标准零部件而组装起来的夹具。它的生产单位相当专业，特征是灵活性强，加工不需要太长时间，零件可以来回用，尤其是一些新的产品可以拿来使用。（5）随行夹具此等夹具运用在自动线上，它不光能够对产品进行装夹，还能够让它跟产品成为一个整体，顺着自动线从在工位上进行挪移，这样能够在不一样的工序进行生产。2、按使用分类因为每一款机器工作的特征以及构造都不一样，所以说夹具的构造自然就不应该一样，根据所用的机床，来对夹具进行划分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。3、按夹紧分类按照夹紧力的来源不同进行划分，有手动，气动还有液压等等。1.3.3 机床夹具在机械加工中的作用1、非常精准的确保产品的生产精度产品被夹具夹紧时，加工刀具还有机床跟产品彼此所处地点的精度，都通过夹具来确保，对于工人具体什么水准没有关联，基本上加工出产品都一样。2、耗费的辅助时长变少，将加工效率增强产品在夹具上装夹很便利，也很快，没必要进行划线找正，这样耗费的辅助时间变短；在夹具上对产品进行装夹，它的刚性大大增强，如此一来切削量就变多；使用的夹具应该是多件，多工位的，这样的夹紧装置效率非常高，继而产生高的加工效率。3、机床可用区间更大，一款机器有更多的作用按照生产机器的工作，添加不一样的夹具，这样原先的机床工艺就加大。4、保证加工精度安装用夹具实现，确保加工品与设备还有刀具所处地点的精准，生产出产品质量的好坏跟操作者水平究竟有多高没有关系，故而生产的产品质量很好。5、将生产率变得更高，前期投入变少产品夹紧用夹具来进行，找正不需要进行，产品亦能够很快进行定位与夹紧，辅助时间就少了很多；对产品装夹用夹具进行，产品的刚性大大增强，这样一来切削量就加大；亦能够使用的夹具是多件，多工位的，此款夹紧装置的效率非常高，方便提升生产率。6、将设备的加工工艺加大机床上用上专用夹具，能够将原机床的工作区间加大，这样机器有好多功能。7、操作者的工作强度减轻产品用夹具夹紧时很快，很便利，一旦夹紧装置使用气动的或者液压的时候，工作者的工作就没有那么累。1.3.4 机床夹具的发展方向当下的机床夹具它的发展趋势主要在四点：1、标准化对于机床夹具来说，标准化跟通用化有很大关联，中国目前的夹具是有一定准则的：GB/T2148T2259-91还有其他的通用，组合夹具准则等。实现标准化之后，方便夹具量化加工，如此生产时长就变短了，总投入也变少。2、精密化眼下机械化的精准性越来越好，故而对于夹具有更高需求。精密程度高的夹具，有很多种结构，比方说多齿盘，它的精准性能够实现0.1。3、高效化此种夹具运用之后，产品生产所耗费的时长大大缩短，这样加工率就增强，对于操作者来说，工作强度大大减轻。见得比较多的高效夹具有自动化的，高速化等。4、柔性化所谓柔性化，其实对于机床夹具以及机床来说相差不大，说的是在进行调整，组合之后，机床机床夹具的工艺更多。能够导致工艺发生变化的有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。新款的机床夹具，有柔性化特征的主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为了满足当下生产种类繁多，批量不大的需求，将夹具的柔性化程度加大，将原先专用夹具的无法拆解转变位可拆解的构造，对可调夹具的构造进行大力发展，相信这是很长时间的趋势。31第二章 花键轴工艺规程设计2.1 零件作用的分析花键轴在汽车、飞机以及拖拉机上广泛应用。为机器的正常运转传递运动和动力，花键轴是较为典型的轴类零件，该零件的材料选择45号钢。因为花键轴在工作时是多齿啮合，故而其对中性较好，承载能力比较大，导向性也较好。具体结构见图2-1花键轴零件图。图2-1 花键轴零件图2.2 零件加工工艺、组成结构及技术要求的分析2.2.1 零件加工工艺的分析对产品的机械生产工艺流程进行编写，一开始将产品的零件图比照装配图进行分析，对于它的作用，性能等了然于心，明确知道生产产品所处地点，以及与其他零部件所处地点，清楚知道它的技术需求，知道关键在于何处，方可将工艺流程制定出来。之后重点在于分析产品的构造以及技术需求。2.2.2 零件组成结构的分析分析产品的构造，主要是三点：1、零件表面的组成和基本类型虽然说产品的构造有很多样式，如若分析从形体来进行，它的组成面都是些基本面还有特形面。分析产品的构造，按照它组成的不一样的面的特征，对它的生产方式以及生产线路进行确定。2、主要表面与次要表面区分按照产品每一个面的需求，划分加工产品的面有主要加工面，次要加工面，如此，在编写工艺路线时，必然要划分主次，至此方可以确保主要面的生产精度。3、零件的结构工艺性对于产品的使用需求能够满足之后，加工这个产品是否可行，经济性如何就是产品的结构工艺性。产品的作用一样的，从结构工艺上看可能有很多的不同。平常所说有好的结构工艺，也就是工艺条件一定时，生产起来简单，并且前期投入少。本次设计的零件其主要表面结构包括：右端16、15、14、10外圆及端面；中间16外圆及端面；左端16、15、14、10外圆及端面。两端外径为14花键；中间外径为16花键；141左右两端面。2.2.3 零件技术要求的分析对于图纸的技术需求，不光对于设计需求能够满足，并且生产起来容易，有一定合理性。技术需求罗列出来：1、需要生产的面的精度以及质量好坏；2、每一个生产面彼此之间所处地点精度；3、对产品进行热处理还有一些别的技术需求，比方说动平衡，镀铬等。本次设计的零件其表面的加工要求如下：（1）两端外径为14，宽3mm的花键，外圆和2侧面为Ra1.6um；（2）141左右两端面为Ra1.6um；（3）中间外径为16，宽3.5mm的花键，外圆和2侧面为Ra1.6um。本次设计的零件其形位公差要求如下：（1）左端15外圆，圆柱度公差是0.08；（2）右端10外圆所在轴线，相对于右端16外圆的垂直度公差是0.02；（3）右端16外圆所在轴线，相对于右端14外圆所在轴线和终检16花键外圆所在轴线的同轴度公差是0.02。2.3 零件材料的选择与分析对差不多产品进行查看，所以本次论文用45钢来加工花键轴，下面介绍45钢： 45号钢是中碳的构造，冷暖加工都有很好的性能，并且有很好的机械性，另外购买不需花费太多，到处都可以找到，鉴于此，可以用在比较多的地方。但是亦有缺点，淬透性不强，另外对于截面有很高的需求。根据用时候的需求，加工的类型，另外产品的结构等等来进行选择，轴如若说外圆直径基本无两样，通常形状是棒；如若说外圆的直径相差甚远，那么它都是锻造出来，如此的话产生的浪费比较少，自然加工时候需要的工作量也比较低，如此一来有很强的机械性。根据具体的规模，对毛坯进行锻造有两方式，自由锻以及模锻。加工规模不大的，都会用自由锻；规模很大的，基本是模锻。按照工作时对于使用有不同的需求，运用不同的原材料来加工轴，热处理时必须符合规定，自然不管是强度，韧性还是耐磨性自然就增强很多。2.4 零件生产类型的选择生产单位按照专业水准不同来进行划分，有三大类型：1、单件生产此种加工的特征：加工类型非常多，但是从单一产品看种类不多，并且不会二次加工。比方说对新产品进行试生产基本上都是单件加工。2、成批生产这样的加工方式是对同一种产品进行好多批次的加工，重复性很高。比方说机床加工，电机加工等都是，根据批量有多大来进行划分，有小批量生产、中批量生产、大批量生产。3、大量生产生产量很多，类型不多，并且长时间对某一种产品的一道工序来进行生产就是大量生产。比方说加工车辆，轴承等这些，加工量都很多。对生产种类进行分类不光跟生产纲领有关联，另外对于加工品有多大，有多复杂，用什么方式来加工等都有很大的关系。加工批量很大的，生产时使用的方式应该是效率更高的，这样加工率才能增强；加工产品是单件的话，使用的机器是通用的，或者通过技术高超的数控机床来进行，如此一般前期投入才降低。按照此次的任务书，可知本次的加工为成品进行。2.5 零件制造形式的选择1、铸件坯料的样式，构造复杂的，正常加工都是铸造。现在基本上铸造用砂型，有金属模还有木模手工。这其中精度不高的是手工木模，生产时表面有很大的余量，加工效率差，只能是生产量不多的时候能用。金属模不一样，它的加工效率很高，生产的产品也有很高的精度，只是机器前期投入很大，另外对产品重量有一定的规定，可以用来加工批量比较多的中小型产品。另外，对于一些有很高质量要求的，体型不大的铸造零件，用特种的办法来加工。2、锻件钢加工零件对机械强度有很高要求，正常对坯料进行锻造，有两种，自由锻造和模锻造。通过手工的方式锻造出来的方式是自由锻造，它的生产精度差，效率也很低，有很大的生产余量，另外产品的构造不能太复杂，基本上加工的产品量很少，并且加工产品体积很大。相比较模锻件，它有很好的精度，并且产品面质量也好，并且产品的样式即使再复杂也行，所以能够加工的锻造件是体型不大的，批量加工的。3、型材根据型材的截面样式来进行划分：圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其它特殊截面的型材。型材的类型有两种，热轧还有冷拉。型材是热轧的话，没有太高的精度，只是价钱不高，普通产品都用它做坯料；型材是冷拉的，产品规格不大，有很高精度，送料的话能够自动进行，只是价钱很贵，一般加工的产品批量很大，配合自动化机床进行生产。4、焊接件通过焊接组成的零件就是焊接件，它的好处是加工起来容易，花费时间不长，不会浪费材质；不好的地方是对振动的抵抗性不好，出现很大形状的改变，要想实现机械生产必须首先对它进行时效加工。分析零件图之后，坯料就用棒料20X145。图2-2为花键轴毛坯图。图2-2 花键轴毛坯图2.6 加工基准的选择编写工艺规程时，确定定位基准直接关系到多少个工序，每个面如何进行生产，夹具是何等构造，产品精度等级。定位基准有两种，粗基准、精基准，一般来说粗基准用的是坯料上没有进行生产的面，精基准用的是已然进行生产的面。在对工艺规程进行编写，首先要将精基准确定下来，那么才能够确保每个需要生产的面按照图纸进行生产，之后才知道对精基准进行生产依照何等的粗基准来进行。1、粗基准的选择原则要确保加工产品重要面的余量禹城，首先粗基准就应该用重要表面来作为。选用作为粗基准的面应当是光滑平整的，不会有飞边，浇口等这些不好的状况出现，如此进行的定位才能精准，实现可靠的夹紧。2、在确定精基准时，要按照以下几方面进行“基准重合”原则定位基准应当选用的是生产表面的设计基准，防止因为基准没有重合起来，出现定位偏差。“基准统一”原则很很多道的工序里，使用的定位精基准应该是同一组，这样每一个面的位置精度能够确保，防止因为基准改变有偏差出现，夹具的设计还有加工简单很多。“自为基准“原则有些进行精加工还有光整加工的时候，对于生产余量的需求是尽量小一些，并且要匀称，确定的精基准应当是需要生产的面自身，通过之前的工序，就能够确保这个面与别的面所处位置的精度。“互为基准“原则在两个面对于彼此之间所处地点的精度，还有大小，形状都有很高的需求，那么就互相作为对方的基准，来回生产。按照之前介绍如何确定定位基准的要求，对论文设计产品进行分析，从图纸能够看出，它的形状比较简单。零件的粗基准选择16外圆及端面；精基准选择产品的15外圆及端面。2.7 加工工艺路线的选择与确定在对工艺路线进行编写时，首先要确保产品的样子，尺寸精度等这些需求都满足设计要求。生产纲领已知是大批量，那加工的机器可使用万能机床加上专用夹具，让加工的工序尽可能集中在一起，如此加工效率就提升很多。另外对于经济性也要进行考虑，加工的花销尽可能少一些。2.7.1 加工工艺路线的选择方案1：工序05、备料20X145；工序10、热处理；工序15、车右端16、15、14、10外圆及端面；中间16外圆及端面；工序20、车左端16、15、14、10外圆及端面；工序25、拉两端外径为14花键；工序30、拉中间外径为16花键；工序35、清洗；工序40、终检；工序45、入库。方案2：工序05、备料20X145；工序10、调制处理217-255HBS；工序15、粗车右端16、15、14、10外圆及端面；中间16外圆及端面；工序20、粗车左端16、15、14、10外圆及端面；工序25、半精车左端14外圆及端面；工序30、半精车右端14外圆及端面、中间16外圆；工序35、精车右端14外圆及端面、中间16外圆；工序40、精车左端14外圆及端面；工序45、拉两端外径为14花键；工序50、拉中间外径为16花键；工序55、磨两端外径为14花键；工序60、磨中间外径为16花键；工序65、清洗；工序70、终检；工序75、入库。2.7.2 加工工艺路线的确定方案1设计的工序比较少，涉及的加工为车和拉。但该方案在车削零件的外圆和端面时，没有满足粗精加工分开，该方案也少了磨削加工。方案2在方案1的基础上加以改进，做到了粗精加工分开，增加磨削加工。因此，工艺路线选择方案2。2.8 机床加工工艺装备的选择经过上面对加工工艺路线的选择，本次加工的零件需要完成车、拉和磨加工。机床加工工艺装备的选择如下：1、车选择CA6140车床，零件装夹在设计的夹具上，切削采用的刀具为合金车刀，测量尺寸选择的量具为游标卡尺。2、拉选择L6110拉床，零件装夹在专用夹具上，切削采用的刀具为拉刀，测量尺寸选择的量具为游标卡尺以及花键量规。3、磨选择M1420-520磨床，零件装夹在设计的夹具上，切削采用的刀具为砂轮，测量尺寸选择的量具为千分尺。2.9 零件加工余量的选择通过分析毛坯图、零件图，结合现代夹具设计手册，选择的加工余量见表2-1零件的加工余量。表2-1 零件的加工余量工序号工序名称工序内容加工余量（mm）5备料20X14510调制处理217-255HBS15粗车右端16外圆及端面1（单边）右端15外圆及端面1（单边）右端14外圆及端面2（单边）右端10外圆及端面1（单边）中间16外圆及端面1（单边）20粗车左端16外圆及端面1（单边）左端15外圆及端面1（单边）左端14外圆及端面2（单边）左端10外圆及端面1（单边）25半精车左端14外圆及端面0.2（单边）30半精车右端14外圆及端面0.2（单边）中间16外圆0.2（单边）35精车右端14外圆及端面0.1（单边）中间16外圆0.1（单边）40精车左端14外圆及端面0.1（单边）45拉两端外径为14花键3（单边）50拉中间外径为16花键3（单边）55磨两端外径为14花键0.01（单边）60磨中间外径为16花键0.01（单边）65清洗70终检75入库2.10 零件切削用量的选择及加工工时的计算工序05、备料20X145；工序10、调制处理217-255HBS；工序15、粗车右端16、15、14、10外圆及端面；中间16外圆及端面；工步1：粗车右端16外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量2；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取450实际切速4、加工的机动工时 式中：l=51.5，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步2：粗车右端15外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.5；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取450实际切速4、加工的机动工时 式中：l=36.5，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步3：粗车右端14外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.2；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取450实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步4：粗车右端10外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量3；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取620实际切速4、加工的机动工时 式中：l=5，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步5：粗车中间16外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量1.7；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取450实际切速4、加工的机动工时 式中：l=46，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序20、粗车左端16、15、14、10外圆及端面；工步1：粗车左端16外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量2；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取450实际切速4、加工的机动工时 式中：l=47.5，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步2：粗车左端15外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.5；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取450实际切速4、加工的机动工时 式中：l=36.5，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步3：粗车左端14外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.2；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取450实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步4：粗车左端10外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量3；进给量0.2；切速=20。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取620实际切速4、加工的机动工时 式中：l=5，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序25、半精车左端14外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.2；进给量0.25；切速=25。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取550实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序30、半精车右端14外圆及端面、中间16外圆；工步1：半精车右端14外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.2；进给量0.25；切速=25。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取550实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步2：半精车中间16外圆；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.2；进给量0.25；切速=25。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取500实际切速4、加工的机动工时 式中：l=46，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序35、精车右端14外圆及端面、中间16外圆；工步1：精车右端14外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.1；进给量0.3；切速=30。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取620实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工步2：精车中间16外圆；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.1；进给量0.3；切速=30。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取620实际切速4、加工的机动工时 式中：l=46，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序40、精车左端14外圆及端面；1、加工本工步选择CA6140车床，刀具选择合金车刀，测量工具选择卡尺；2、背吃刀量0.1；进给量0.3；切速=30。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取620实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序45、拉两端外径为14花键；1、加工本工步选择L6110拉床，刀具选择拉刀，测量工具选择花键量规；2、背吃刀量3；进给量0.3；切速=30。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取600实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序50、拉中间外径为16花键；1、加工本工步选择L6110拉床，刀具选择拉刀，测量工具选择花键量规；2、背吃刀量3；进给量0.3；切速=30。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取600实际切速4、加工的机动工时 式中：l=42，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序55、磨两端外径为14花键；1、加工本工步选择M1420-520，刀具选择砂轮，测量工具选择千分尺；2、背吃刀量0.01；进给量0.3；切速=30。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取950实际切速4、加工的机动工时 式中：l=12，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序60、磨中间外径为16花键；1、加工本工步选择M1420-520，刀具选择砂轮，测量工具选择千分尺；2、背吃刀量0.01；进给量0.3；切速=30。3、主轴转速和实际切速的选择和确定，取950实际切速4、加工的机动工时 式中：l=42，则5、加工的辅助工时 式中：，则工序65、清洗；工序70、终检；工序75、入库。第三章 花键轴车床夹具设计本次设计的车床夹具加工工序15，车花键轴右端的外圆及相应端面。选择CA6140车床，零件装夹在设计的夹具上，切削采用的刀具为合金车刀，测量尺寸选择的量具为游标卡尺。3.1 定位方案的设计夹具上对产品实现定位：在一个工序中，加工的所有产品均能够在夹具上处于正确地点，产品生产时所处地点是否对，主要看生产时的需求，只要是生产需求能够满足的即是对，反之即是错。欲生产的批量产品，按照顺序在夹具上实现定位，这些产品所处地点不能全部相同，只是每个产品所处地点的误差能够把控。本车床夹具加工工序15，考虑到车削的轴为回转件。因此，零件的回转自由度不需要限制，完成零件5自由度的定位即可，具体设计如下：1、设计V型定位块与零件的外圆定位，限制零件4个自由度。2、选择标准件支承钉，利用其端面与零件的左端面定位，限制零件1个自由度。3.2 定位元件的选择经过上面3.1对定位方案的设计，本夹具涉及到的定位元件有V型定位块和标准件支承钉。车床夹具装配图见下图3-1。图3-1 车床夹具装配图3.3 夹紧方案的设计夹紧装置设计的基本要求及遵循原则1、进行夹紧，对于产品定位之后所处地点不能有变化。2、夹紧力大小符合要求，加工同一批次的产品，夹紧力不能有变化。生产之中，需要加工的产品所处地点不能有改变，不能有太大振动，并且形状的改变也要笑。要想让夹紧的偏差变小，那么夹紧力必须恒定。3、产品的生产纲领要能够匹配夹紧装置有多复杂，欲加工的产品数量越多，那么设计的夹紧装置必然更加复杂，有更高的效率。4、有良好的工艺性以及使用性能。它的构造不能复杂，不管是加工还是修理都要方便。用夹紧装置时务必要便利，安全性好，无需耗费太多力。5、夹紧时作用大小与产品的生产精度，粗擦度以及加工效率有关联。考虑到零件为回转体，主要定位面也是V型定位块两V型面。因此，夹紧也将采用V型块进行夹紧。使用V型夹紧块，夹紧螺栓等零件对零件进行夹紧。3.4 夹紧元件的选择经过上面3.3对夹紧方案的设计，本夹具涉及到的夹紧元件有V型夹紧块和标准件夹紧螺栓等等。3.5 夹具体的设计对于夹具坯料的种类，从专业资料中都可以找到：1、铸造夹具体它的好处是有很好的工艺性，不管多复杂的形状都可以祝早出，它的抗压强度，刚度以及抗振性都相当不错，只是加工需要很长时间，要对它进行时效处理，如此内应力才会消失。用的比较多的材质是灰铸铁，对于强度有很高要求是，会用铸钢，对于质量不能太重的，可使用铸铝。现在的铸造夹具用的相当多。2、焊接夹具体此种夹具体焊接钢板还有型材来实现，生产很便利，并且很短时间能够加工出来，花销少，质量不大。只是它有很大的热应力，会出现形状改变，对它要实行退火，以此夹具体的尺寸方能保持稳定。3、锻造夹具体此种夹具体使用的地点应该是样式不复杂，体型比较小，对于强度还有刚度有很高要求的。锻造结束后，要对它进行退火，只是现在不怎么使用。4、型材夹具体体型不大的此种夹具体，只需要对板料，棒料等进行生产，而后装配即可得到。它在加工时时间不长，投入少，质量不重。论文中的夹具体是铸造型，用灰铸铁HT200来加工，也就是抗拉强度最少是200 MPa，此款铸铁的强度很大，以珠光体来作为基体，有很好的强度，耐磨性，耐热性以及减震性。在图3-2中有车床夹具体的详细结构。图3-2 车床夹具体图3.6 车削力和夹紧力的计算3.6.1 车削力的计算计算公式其