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哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書
設(shè)計說明書
設(shè)計題目：曲軸零件的機械加工工藝及銑鍵槽專用夾具設(shè)計
專 業(yè)：
班 級：
學 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
機械工程系
2017年 月 日
I
摘要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
曲軸加工工藝規(guī)程及其銑鍵槽夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRACT
The design content involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement and many other aspects of knowledge.
The machining process of crankshaft and the design of keyway milling fixture include three parts: process design, process design and special fixture design. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then a special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.
Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error.
目錄
序 言 1
1 機床夾具介紹 2
1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求 2
1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 3
2 零件分析 5
2.1 零件的作用 5
2.2 零件的工藝分析 5
2.2.1以拐徑為?50mm為中心的加工表面 5
2.2.2以軸心線兩端軸為中心的加工表面 5
3 工藝規(guī)程設(shè)計 6
3.1 確定毛坯的制造形式 6
3.2 基面的選擇 6
3.2.1 粗基準選擇 7
3.2.2 精基準的選擇 7
3.3 制定工藝路線 7
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
3.5 確定切削用量 11
4 銑鍵槽夾具設(shè)計 26
4.1 問題的提出 27
4.2 定位基準的選擇 27
4.3 切削力和夾緊力計算 28
4.4 定位誤差分析 30
4.5 夾具的簡要操作說明 33
總 結(jié) 34
參考文獻 35
第 1 頁 共 39 頁
序 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。
曲軸的加工工藝規(guī)程及銑鍵槽的夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
1 機床夾具介紹
夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。
1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。
綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求：
1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期
2. 能裝夾一組相似性特征的工件
3. 適用于精密加工的高精度的機床
4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)
5. 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率
1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：
1. 精密化
隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.2~0.5um。
2. 高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。
3. 柔性化
夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。
4. 標準化
夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。
35
2 零件分析
2.1 零件的作用
題目所給定的零件是單杠上的曲軸，它位于連桿處，曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運動，并將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運動，它在工作過程中將承受周期性的復(fù)雜的交變載荷。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，是連桿獲得所需的動力。
2.2 零件的工藝分析
由曲軸零件圖可知，它的外表面上有多個平面需要進行加工，此外各表面上還需加工一系列螺紋、孔和鍵槽。因此可將其分為兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求.現(xiàn)分析如下:
2.2.1以拐徑為?50mm為中心的加工表面
這一組加工表面包括: 拐徑 mm加工及其倒圓角,它的加工表面的位置要求是Φ50 mm平行度公差為Φ0.04 mm。
2.2.2以軸心線兩端軸為中心的加工表面
這一組加工表面：1：10錐度面上56x18mm的鍵槽，1個Φ8的透孔，各軸的外圓表面, 右端面6xΦ33 mm的圓環(huán)槽和M36x2的外螺紋。
這組加工表面有一定的圓柱度要求，主要是：
(1) Φ65和軸心基準A的同軸度。
(2) Φ65和基準A的同軸度。
(3) Φ68和基準A的同軸度。
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有：
(1)曲軸拐徑Φ50 mm軸心線與A基準軸心線的平行度公差Φ0.04mm
又以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可在仿型車床上一起加工。
3 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料45鋼?？紤]到曲軸的零件較大，零件比較復(fù)雜，且中批量生產(chǎn)應(yīng)采用模鍛。而且投資較少，成本較低，生產(chǎn)周期短。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。不盲目的選擇基面，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的中批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
3.2.1 粗基準選擇
在中批生產(chǎn)的條件下，通常都是采取夾具中裝夾。
3.2.2 精基準的選擇
加工曲軸的主軸頸止以及與主軸頸同旋轉(zhuǎn)軸心線的其它配合部分和曲柄外圓弧面、外端面時，同軸類零件外圓表面加工一樣，采用輔助精基準－頂針孔。用頂針孔作為精基準，符合基面同一的原則，從而可以保證一次安裝中加工的各表面的同軸度或垂直度。對于主軸頸較大而偏心距又較小的曲軸，可以在曲軸兩端面上分別各打出兩個頂針孔A及B，使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。
3.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)該是使零件的幾何形狀、尺寸精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。加工藝路線方案：
1）銑端面和打中心孔，在專用機床上完成。
2）粗車長頭各外圓及錐度。
3）調(diào)頭粗車短頭各外圓。
4）精車短頭各個外圓。
5）調(diào)頭精車長頭各個外圓。
6）粗車連桿軸頸外圓及曲柄臂開襠。
7）粗磨長頭軸承位外圓。
8）粗磨短頭軸承位外圓。
9）粗磨連桿頸外圓。
10）粗銑、精銑長頭鍵槽。
11）精磨連桿頸外圓。
12）粗磨1：10的錐度。
13）車飛輪螺母鎖緊外螺紋M36X2。
14）鉆Φ8透孔。
15）研磨連桿頸外圓。
16）去毛刺。
17）清洗。
18）探傷。
19）再次清洗。
20）理絲。
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
曲軸零件材料為45鋼，硬度190~270HBS，毛坯重量約為40.3kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用毛坯鍛件。
3.4.1加工兩端中心線上的外圓表面
由于這些表面的粗糙度要求較高，它們的表面粗糙度有Ra1.6和Ra3.2，根據(jù)工序要求，軸徑Φ68mm，Φ65mm，Φ65 mm加工分粗、精車，Φ65，Φ65要粗磨。Φ65還要研磨。
粗車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-22，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
精車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-39，其余量規(guī)定為 1mm
粗磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-42，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
研磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-44，其余量規(guī)定為 現(xiàn)取。
軸徑Φ68mm，Φ65 mm，Φ65鍛造毛坯的基本尺寸分別為：
68+（2.5+1+0.5）*2=76mm,65+（2.5+1+0.5+0.01）*2=73.02mm。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-18,鍛件尺寸公差為，現(xiàn)取1mm。對軸徑Φ68mm有：
毛坯的名義尺寸為：68+（2.5+1.1+0.5）*2=76mm
毛坯最小尺寸為：76-1=75 mm
毛坯最大尺寸為：76+1=77mm
精車后尺寸為：68+0.5*2=69mm
粗磨后尺寸與零件圖尺寸相同，即Φ68mm
對軸徑Φ65 mm有：
毛坯的名義尺寸為：65+（2.5+1+0.5+0.01）*2=73.02mm。
毛坯最小尺寸為：73.02-1=72.02mm
毛坯最大尺寸為：73.02+1=74.02mm
精車后尺寸為：65+（0.5+0.01）*2=66.02 mm
研磨后尺寸與零件圖尺寸相同, 即Φ65 mm
對軸徑Φ65 mm有：
毛坯的名義尺寸為：65+（2.5+1+0.5）*2=73mm。
毛坯最小尺寸為：73.02-1=72mm
毛坯最大尺寸為：73.02+1=74mm
精車后尺寸為：65+0.5+*2=66 mm
粗磨后尺寸與零件圖尺寸相同, 即Φ65 mm
而對于錐度為1：10的軸徑粗糙度要求為Ra 3.2,精車能達到要求，此時直徑粗加工余量2Z=5mm精加工為0.5mm能滿足加工要求。而對于飛輪外螺紋表面粗糙度要求為Rm故粗車就能達到要求。
3.4.2 粗車?65 mm 與M36 mm外圓端面
根據(jù)工藝要求，端面精度要求不高粗糙度為Ra12.5。只需要粗加工就可以了。
粗車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-5，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。鍛造毛坯的基本尺寸為：716+2+2=720mm。
3.4.3 銑1：10圓錐處鍵槽
根據(jù)工藝要求，端面精度要求不高粗糙度為Ra3.2,需要粗精銑鍵槽，此時的余量2Z=3mm已能滿足加工要求。
3.4.4 車磨拐徑為Φ50 mm
由于表面的粗糙度要求較高，它們的表面粗糙度都是Ra，根據(jù)工序要求，拐徑Φ50 mm加工分粗、精車，還有粗、研磨。
粗車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-5，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
精車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-39，其余量規(guī)定為 。
粗磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-42，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
研磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-44，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
拐徑Φ50 mm鍛造毛坯的基本尺寸為：50+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-18,鑄件尺寸公差等級選用-1~2，取鍛件尺寸公差為，對軸徑?95 mm有：
毛坯的名義尺寸為：50+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm；
毛坯最小尺寸為：58.02mm-1mm=57.02mm;
毛坯最大尺寸為：58.02mm+1mm=59.02mm;
精車后尺寸為：50+0.5+0.01=50.51mm；
研磨后尺寸與零件圖尺寸相同，即Φ50 mm。
3.5 確定切削用量
工序1：銑端面，打中心孔
加工材料：45鋼
工序2：粗車外圓Φ68 mm。
加工條件
工件材料：45鋼, 鍛件。
加工要求：粗車左端外圓Φ68 mm。
機床：仿型車床 刀具：YG6
1)被吃刀量：取單邊余量Z=2mm，
2)進給量f：根據(jù)[3] 表2.4-3，取。
3)切削速度：
按[3] 表2.4-20，切削速度，
4)機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床說明書，與相近的轉(zhuǎn)速為400 ，則：.
實際銑削速度：
5)檢驗機床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-9，可查得
由仿型車床說明書可知，車床主電動機功率為13KW，當主軸轉(zhuǎn)速為400 r/min時，主軸傳遞的功率為7.5kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。
6)計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=52.5mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0,L1=2mm
刀具切出長度：取
工序3：粗車軸徑Φ65 mm
加工條件
工件材料：45剛, ，鍛件。
加工要求：粗車左端外圓Φ65mm。
機床：仿型車床 刀具：YG6
1) 被吃刀量：取單邊余量Z=4mm，
2) 進給量f：根據(jù)[3]表2.4-3，取。
3) 切削速度：
按[3]表2.4-20，
切削速度：，
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為400r/min，則實際速度：
。
5)檢驗機床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-20，可查得
由車床說明書可知，車床主電動機功率為75KW，當主軸轉(zhuǎn)速為400r/min時，主軸傳遞的功率為4.5kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。
6) 計算切削工時：按《工藝手冊》表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=44mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
工序4：粗車拐徑Φ50 mm
機床：仿型車床 刀具：YG6
（1）粗車拐徑Φ50 mm
1)被吃刀量：參照[3]表2.3-5，其余量規(guī)定為 ， 現(xiàn)也取。分兩次加工，=2.5mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-3，取。
3)切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4)機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為590r/min，則實際速度
。
5)檢驗機床功率：主切削力Fc按[2]表1.29所示公式計算
式中：
所以：
切削時消耗功率PC為:
由機床說明書可知，主電動機功率為75KW，當主軸轉(zhuǎn)速為590r/min時，主軸傳遞的功率為45kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。
6) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=123mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序5： 精車拐徑Φ50 mm尺寸
機床：仿型車床 刀具：YG6
1 )被吃刀量：=0.6mm。
2) 進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預(yù)估切削速度
1.33，取。
3) 切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為1000r/min，則實際速度
。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=89mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序6：精車軸徑Φ68 mm
機床：仿型車床 刀具：YG6
1) 被吃刀量：=0.6mm。
2) 進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預(yù)估切削速度1.33，取。
3) 切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床說明書，與相近的轉(zhuǎn)速為700r/min，則實際速度
。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=52.5mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序7： 精車軸徑Φ65 mm
機床：CW6180B臥式車床 刀具：YG6
1 )被吃刀量：=0.6mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預(yù)估切削速度1.33，取。
3) 切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為740r/min，則實際速度
。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=74mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序8：粗車錐度1：10軸
機床：仿型車床 刀具：YG6
1)被吃刀量：=0.6mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預(yù)估切削速度1.33，取。
3)切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為540r/min，則實際速度。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=145mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序9：精車錐度1：10軸
機床：仿型車床 刀具：YG6
1)被吃刀量：=0.6mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預(yù)估切削速度1.33，取。
3)切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為740r/min，則實際速度。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=145mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序10：銑鍵槽18mm×56mm
機床：X52k
刀具：高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 ，齒數(shù) L=20
1) 銑削深度：
2) 每齒進給量：根據(jù)[3]表2.4-76，取
3) 銑削速度：參照[3]表2.4-86，?。?
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：，
取
實際銑削速度：
5) 給量：
工作臺每分進給量：
6) 刀具切入長度：精銑時
被切削層長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序11：粗磨軸徑Φ68 mm
機床：M1450A磨床
1）砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=500mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2)工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得
=0.233~0.476,取=0.350，
3)軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得
=(0.5~0.8)B，取=45
4）徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，
預(yù)估=0.350mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.150
5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序12：粗磨軸徑Φ65mm
機床：M1450A磨床
1）砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=500mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得=0.233~0.476,取=0.350，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得=(0.5~0.8)B，取=45
4）徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，預(yù)估
=0.350mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.150
5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序13：粗磨拐徑Φ50 mm
機床：M1450A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=500mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得=0.233~0.476,取=0.350，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得=(0.5~0.8)B，取=45
4) 徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，預(yù)估=0.350mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.150
5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序14：研磨拐徑Φ50 mm
機床：M1432A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=400mm，砂輪的寬度取B=50 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-149，取=0.6 ，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-149，查得=(0.5~0.8)B，
4) 徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-149，預(yù)估=0.6mm可查得=0.0028
5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序15：精磨軸徑Φ65 mm
機床：M1432A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=400mm，砂輪的寬度取B=50 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-149，取=0.6 ，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-149，查得=(0.5~0.8)B，
4) 徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-149，預(yù)估=0.6mm可查得=0.0028
5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：，
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
本工序的機動時間：=+=0.34
工序16：磨1：10圓錐Φ65長145mm
（1）粗磨1：10圓錐Φ65
機床：M1450A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=500mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得=0.233~0.476,取=0.350，
3） 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得=(0.5~0.8)B，取=45
4）徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，預(yù)估=0.350mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.150
5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序17：鉆Φ8透孔
機床：組合鉆床
刀具：麻花鉆
1) 進給量：根據(jù)[3]表2.4-39，其取值范圍為，取
2) 切削速度：參照[3]表2.4-41，取
3) 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
4) 被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序18：磁粉探傷各軸徑，拐徑
工序19：鉗工，修油孔，倒角，清污垢。
工序20：檢查。
4 銑鍵槽夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計第90道工序銑鍵槽的夾具設(shè)計。
4.1 問題的提出
本夾具主要用于銑鍵槽，因為底面沒有精度和位置度要求，定位要求不高，因此我們主要考慮提高生產(chǎn)效率的.
4.2 定位基準的選擇
機器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關(guān)系，是離不開基準的。不明確基準就不無法確定表面的位置。
基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準的不同功能，基準分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。
1. 設(shè)計基準
在零件圖樣上所采用的基準，稱為設(shè)計基準。
2. 工藝基準
零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。
（1）裝配基準
裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準，稱為裝配基準。
（2）測量基準
測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。
（3）工序基準
在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。
（4）定位基準
工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。
需要說明的是，作為基準的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準的表面稱為定位基準。
采用Φ40外圓、Φ28外圓和端面定位，
定位元件的選擇
根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準，選用V型塊定位方案，兩個短V型塊限制四個自由度，利用一端面用支撐釘限制軸向自由度，進而限制了六個自由度,用鉸鏈壓板壓緊后實現(xiàn)工件正確定位。
4.3 切削力和夾緊力計算
(1)刀具： 半圓鍵槽銑刀φ10mm
機床： X62臥式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
(2)夾緊力的計算
選用移動壓板螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=6mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋鉸鏈壓板機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。
4.4 定位誤差分析
注：V型塊夾角α=90°。
基準位移誤差：
工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對一批工件來說，當直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準）將在V型塊的對稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：
ΔY==
基準不重合誤差：
從圖（b）中設(shè)計基準與定位基準不重合，假設(shè)定位基準不動，當工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設(shè)計基準的變化量為，即基準不重合誤差ΔB=。
從圖(c)中可知，設(shè)計基準為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.
ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207
ΔD=0.00207＜T 即滿足要求
4.5 夾具的簡要操作說明
我們采用2個V型塊和支撐釘定位，用鉸鏈壓板夾緊，2個V型塊限制空間5個自由度，一個支撐釘限制一個自由度，這樣就實現(xiàn)了完全定位，最后用鉸鏈壓板壓緊即可開始加工，加工完畢可以松開螺母，卸開鉸鏈壓板，取出工件。操作簡單，裝卸方便，適合批量生產(chǎn)。
總 結(jié)
課程設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們課程設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
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