棘輪軸零件加工工藝與磨齒專用夾具設計

棘輪軸零件加工工藝與磨齒專用夾具設計,棘輪軸零件加工工藝與磨齒專用夾具設計,棘輪,零件,加工,工藝,專用,夾具,設計 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 鍛造出毛坯 工序號 10.20 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無鍛壓痕跡 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 工人等級 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 鍛造出毛坯 2 3 4 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 毛坯熱處理，時效處理 工序號 30 技檢要求 按照圖示要求時效處理 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 毛坯熱處理，時效處理 2 3 4 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 銑兩端面，打中心鉆 工序號 40 技檢要求 按照圖示要求加工 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 銑端面，加工中心鉆孔 0.3 1 5 0.3 300 0.2 0.8 1 中心鉆 1 2 盤銑刀 1 3 4 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 粗車大端主軸輪廓 工序號 50 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 粗車大端主軸輪廓外形Φ193 1234 3 1.16 126 660 0.9 30min 2min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 粗車兩邊中端主軸輪廓 工序號 60 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 先車一頭臺階外圓Φ148，深度195，掉頭車另一頭Φ148，深度131 195/131 2 0.9 143 660 0.9 20min 5min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 粗車兩邊小端主軸輪廓 工序號 70 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 車一頭臺階外圓Φ138，深度158.5 195 2 0.9 156 660 0.9 20min 5min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 半精車大端主軸輪廓 工序號 80 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 粗車大端主軸輪廓外形Φ190 1234 3 1.16 126 800 0.9 30min 2min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 半精車兩邊中端主軸輪廓 工序號 90 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 車臺階外圓Φ143，深度36.5 36.5 2 0.9 143 800 0.9 20min 5min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 半精車兩邊小端主軸輪廓 工序號 100 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 車一頭臺階外圓Φ133，深度158.5，掉頭車另一頭 195/131 2 0.9 156 800 0.9 20min 5min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 精車大端主軸輪廓 工序號 110 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 粗車大端主軸輪廓外形Φ188 1234 1 1.16 80 1000 0.9 50min 2min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 精車兩邊中端主軸輪廓 工序號 120 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 車臺階外圓Φ141，深度36.5 36.5 2 0.9 86 1000 0.9 30min 5min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 精車兩邊小端主軸輪廓 工序號 130 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 三爪卡盤 JIAJU01 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 車一頭臺階外圓Φ131，深度158.5，掉頭車另一頭 195/131 1 0.9 80 1000 0.9 30min 5min 外圓車刀、 游標卡尺 1 三爪卡盤 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 磨外圓加工 工序號 140 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 專用夾具 JIAJU02 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 將工件準確放入夾具，將兩頭將工件夾緊 2 磨中間大主軸輪廓 1230 2 0.25 50 1000 0.9 30min 5min 砂輪、 游標卡尺 1 夾具 1 游標卡尺 3 磨兩邊中主軸輪廓 39 2 0.25 50 1000 0.9 30min 5min 砂輪、 游標卡尺 1 夾具 1 游標卡尺 4 磨兩頭小主軸輪廓 161/136 2 0.25 50 1000 0.9 30min 5min 砂輪、 游標卡尺 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零件名稱 零件號 棘輪軸 棘輪軸 工序名稱 磨外圓加工 工序號 150 技檢要求 按照圖示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無明顯刀痕 基準面 外圓面 材料 同時加工零件數 設備 牌號 硬度 名稱 型號 45 1 車床 CA6140 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數 每臺件數 代號 JIAJU01 專用夾具 JIAJU02 工步號 工步內容 走刀長度(毫米） 走刀次數 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉速（轉/分） 進給量（毫米/轉） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 數量 名稱規(guī)格 1 將工件準確放入夾具，將兩頭將工件夾緊 2 插齒加工 1230 2 1 50 400 0.9 30min 5min 插齒刀、 游標卡尺 1 夾具 1 3 4 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 負重軸 零件名稱 負重軸 共 2 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45 毛 坯 種 類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工時/min 準終 單件 10 鍛造 鍛造出毛坯 鍛造車間 20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理 鍛造車間 30 銑端面鉆中心孔 銑端面鉆中心孔 機加工車間 鉆銑床CA6140 盤刀，中心鉆，游標卡尺 30min 30min 40 粗車大軸輪廓 粗車大軸外圓輪廓Φ193mm 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 30min 30min 50 粗車中軸輪廓 粗車中軸外圓Φ148mm 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 30min 30min 60 粗車兩頭小軸輪廓 粗車一頭小軸外圓Φ138mm，掉頭車另一頭。 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 20min 20min 70 半精車大軸輪廓 粗車大軸外圓輪廓Φ190mm 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 20min 20min 80 半精車中軸輪廓 粗車中軸外圓Φ143mm 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 30min 30min 90 半精車兩頭小軸輪廓 粗車一頭小軸外圓Φ133mm，掉頭車另一頭。 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 20min 20min 100 精車大軸輪廓 粗車大軸外圓輪廓Φ188mm 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 50min 50min 110 精車中軸輪廓 粗車中軸外圓Φ141mm 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 50min 50min 120 精車兩頭小軸輪廓 粗車一頭小軸外圓Φ131mm，掉頭車另一頭。 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 90度偏刀， 盲孔偏刀，游標卡尺 30min 30min 130 磨加工 精磨外形輪廓 機加工車間 磨床 游標卡尺 90min 90min 140 插齒加工 插大軸輪廓表面的齒 機加工車間 插床 插刀，游標卡尺，檢具 30min 30min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 附表五 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題　　目 學生姓名 班級學號 專業(yè) 提綱(開題報告2000字以上)： 一、課題任務的學習與理解 當前，隨著科學技術的進步，機械制造這個傳統(tǒng)工藝煥發(fā)了新的活力，在生產組織、制造精度、制造工藝方法方面都發(fā)生了令人矚目的變化。 機械制造業(yè)在國家經濟中占用很重要的位置，它的任務是為國民經濟其它各部門提供技術裝備，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動的強度，生產過程中，應深入生產實際，（對工件的圖紙，工藝文件，生產綱領等分析），精心調查研究，吸取國內外的先進技術，制定出合理的設計方案。而機械加工業(yè)中一個很重要的母機——機床，是指以工件旋轉為主運動，刀具移動為進給運動加工回轉表面的機床。它可用于加工各種回轉成型面。近年來，計算機技術被廣泛運用到機床制造業(yè)，隨之出現(xiàn)了數控機床等機電一體化的產品。 主軸是機床上不可缺少的一個零部件，那么什么是主軸呢？主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。 那么主軸都有哪些用處呢？ 主軸是機器中最常見的一種零件，主要由內外圓柱面螺紋花鍵和橫向孔組成。 主軸的作用是機床的執(zhí)行件，它主要起支撐傳動件和傳動轉矩的作用，在工作時有它帶動工件直接參加表面成形運動，同時主軸還保證工件對車床其他部件有正確的相對位置因此，主軸部件的工作性能對加工質量和車床的生產率有重要的影響主軸的傳動方式是皮帶傳動和齒輪傳動結合的。 各種主軸部件的結果是有差別的，但是他們的用途基本是一致的，在結構的要求方面也是相同的，在工作性能上都要求與本車床使用性能相適應選擇精度剛度等，車床的類型不同主軸工作條件也是不同的。 主軸旋轉精度：主軸旋轉時在影響加工精度的方向上出現(xiàn)的徑向和軸向跳動（見形位公差），主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質量。主軸動、靜剛度：主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。主軸速度適應性：允許的最高轉速和轉速范圍，主要決定于軸承的結構和潤滑，以及散熱條件。 我們所學的專業(yè)是“機械設計制造及自動儀化”，專業(yè)的方向是針對某一零件進行機械加工工藝分析，其中包括加工毛坯，加工工藝設計，加工過程中所需要的夾具設計等，大學三年，學習了機械加工工藝，機械基礎設計，熱處理加工工藝，材料及熱處理等基本課程，本次設計中選擇對主軸零件的加工工藝設計和夾具設計，是符合合專業(yè)培養(yǎng)方向的，通過畢業(yè)設計運用這些知識，制訂合理的零件機械加工工藝規(guī)程，以保證主軸的質量。 雖然近幾十年來的我國機械，模具，夾具，無論在數量上，還是在質量、技術和能力等方面上都有了很大發(fā)展，但與國民經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復雜、長壽命的機械零件每年仍大量進口，如中高檔轎車的發(fā)動機零件，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的，國產轎車，很多配件也是依靠國外技術，所以目前機械行業(yè)高技術市場競爭激烈。機械加工設備的持續(xù)改進更是重中之重，本設計就是針對機械加工主軸的加工工藝進行分析。機械零件的高精加工就成為未來我國機械制造行業(yè)的的重要發(fā)展方向。高精度加工目前主要是發(fā)展加工機床的精度，達到1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm的各種精密加工，然后就是依靠穩(wěn)定，精度高的夾具和模具。所以，機械零件的數字化制造、計算機輔助設計等技術的應用，就成為目前機械行業(yè)技術發(fā)展的重點。 二、本課題的研究內容 本次課題的主要任務是棘輪軸加工工藝規(guī)程與夾具設計，在這次設計中要完成中批量加工總體工藝方案設計及磨削加工專用夾具的設計。 本次設計的主要內容如下： 首先完成開題報告：介紹本次設計的目的和意義，關于棘輪軸加工工藝，某些專用夾具的設計，最后分析出總體的設計方案及進程的安排。 接著是針對本次設計零件加工工藝方案的設計。首先進行零件工藝分析，在進行零件的加工工藝分析，最后制定轉向節(jié)批量生產的工藝過程。 鉆孔專用夾具的設計。包括定位加緊原理設計分析及其他機構的設計，最后將所有的元件進行裝配，繪制出裝配圖及零件圖。 最后對畢業(yè)設計論文的主要工作做一個總結。 三、本課題的實行方案 1.零件分析：零件進行工藝分析的一個主要內容就是研究、審查零件的結構工藝性。所謂零件的結構工藝性，是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，在現(xiàn)有技術水平和資源約束下，制造的可行性和經濟性。 2.零件加工工藝分析:零件的制造包括毛坯生產、切削加工、熱處理和裝配等許多的生產階段。 四、本課程的進度安排 序號 任務名稱 時間 1 畢業(yè)調研及實習、收集設計的相關資料設計開題報告 第一周~第二周（2.25-3.8） 2 集中實習 第三周~第四周（3.11-2.22） 3 熟悉零件，畫零件圖 第五周~第六周（3.25-4.6） 4 整體規(guī)劃設計的全過程 第七周（4.8-4.12） 5 選擇加工方案，確定工藝路線及工藝尺寸 第八周~第十周（4.15-5.3） 6 專用夾具設計（畫總裝配圖及夾具體等主要零件圖） 第十一周~第十二周（5.6-5.17） 7 編寫設計計算說明書 第十三周~第十四周（5.20-5.31） 6 答辯 第十五周（6.3-6.8） 五、參考文獻 [1] 濮良貴，紀名剛.機械設計（第八版）.北京：高等教育出版社，2008.360-36 [2] 鄒慧君 機械原理 第二版 北京：高等教育出版社 2006年5月，1~112 [3] 于向軍，趙德銘 機械基礎 北京：高等教育出版社 2002.4 [4] 崔占全，邱平善 機械工程材料 ， 哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2009 [5] 鞏云鵬、田萬祿等主編，機械設計課程設計 沈陽：東北大學出版社 2000 [6] 侯志楠. 淺析機械制造技術的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及趨勢[J]. 2010/20 [7] 徐鴻本. 機床夾具設計手冊[M].遼寧：遼寧科學技術出版社，2004 [8] 張捷. 機械制造技術基礎[M] . 西南交通大學出版社 ，2006 [9] 陳明，機械制造工藝學，北京，機械工業(yè)出版社，2009 [10] 李益民，機械制造工藝設計簡明手冊，北京，機械工業(yè)出版社，2008 [11] 華茂發(fā)，謝騏，機械制造技術，北京，機械工業(yè)出版社，2004 指導教師批閱意見 指導教師(簽名)： 年 月 日 注：可另附A4紙 XXXX大學 畢業(yè)設計（論文） 題目：棘輪軸工藝規(guī)程及磨夾具設計 機械工程系 機械工程及其自動化專業(yè) 學 號： 學生姓名： 指導教師： （職稱：高級工程師） （職稱： ） 2014年02月25日 本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）棘軸工藝規(guī)程及磨夾具設計》是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用、表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名： 2013 年 12 月 25 日 摘 要 本次設計的主要內容包括棘輪軸的工藝規(guī)程設計和夾具設計的兩大方面。制定工藝規(guī)程設計的原始資料包括：零件的圖樣，產品驗收質量標準，產品的年生產綱領和生產類型、毛坯圖樣、生產條件、零件材料等。制定工藝規(guī)程設計步驟如下：審查零件的圖樣，工藝方案的確定，對樣品進行工藝分析，零件的毛坯選擇以及毛坯圖說明; 工藝設計過程（包括加工段的分析，工序的集中和分散，工序順序的安排，定位基準的選擇，零件表面加工方法的選擇); 制定工藝路線（工藝方案，工藝方案的比較與分析），工序間尺、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定，加工余量、切削用量、工時定額的確定，填寫工藝文件。夾具設計必須滿足的要求有：保證加工精度，夾具的總體方案應與年生產綱領相適應，安全、方便、減輕勞動強度，排屑順暢，具有良好的強度、剛度和結構工藝性。夾具設計包括工件的定位，定位誤差的分析與計算，夾緊機構的確定，夾具力的確定（包括方向，作用點和大?。?。 當工藝規(guī)程及夾具設計確定后，再繪制夾具總裝配圖、主要零件圖和說明書的編寫。 關鍵詞：工藝規(guī)程設計；夾具設計；加工余量；定位誤差 目 錄 摘 要 II 目 錄 V 第一章 、緒論 1 1.1.本課題研究的內容及意義 1 1.2.國內外發(fā)展情況 1 1.3.本課題應達到的要求 2 第二章、工藝方案的確定 3 2.1.軸類零件的結構特點 3 2.2.軸零件的技術要求 3 第三章、零件工藝分析 4 3.1 根據零件圖和產品裝配圖，對零件進行工藝分析 4 3.2.計算零件的生產綱領，確定生產類型 4 第四章、毛坯選擇和毛坯圖說明 5 4.1.毛坯技術分析 5 4.2.確定毛坯種類和制造方法 5 4.3 確定毛坯總余量 5 第五章、工藝設計過程 7 5.1.加工階段的劃分 7 5.2.工序的集中與分散 7 5.3.工序順序的安排 7 5.4.定位基準的選擇 7 5.5.零件的表面加工方法的選擇 7 第六章、制定工藝路線 8 6.1.工藝路線方案一 8 6.2.工藝路線方案二 8 6.3.工藝方案的比較與分析 8 第七章、工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 9 第八章、加工余量，切削用量，工時定額的確定 11 8.1.工序一：銑兩端面 11 8.1.1.工步一：銑兩端面 11 8.1.2.工步二：兩端面打中心孔 11 8.2.工序二：粗車大端主軸 12 8.2.1.工步一：粗車大端Φ187主軸外圓 12 8.3.工序三：粗車中端主軸輪廓 12 8.3.1.工步一：粗車中端Φ167主軸輪廓 12 8.4.工序四：粗車小端外輪廓 13 8.4.1.工步一：粗車小端Φ130主軸輪廓 13 8.5. 工序五：半精車大端主軸輪廓 13 8.5.1 工步一：半精車大端Φ187主軸 13 8.6. 工序六：半精車中端主軸輪廓 14 8.6.1 工步一：半精車中端Φ167主軸 14 8.7. 工序七：半精車小端主軸輪廓 14 8.7.1 工步一：半精車小端Φ130主軸 14 8.8. 工序八：精車大端主軸輪廓 15 8.8.1 工步一：精車大端Φ187主軸 15 8.9. 工序九：精車中端主軸輪廓 15 8.9.1 工步一：精車中端Φ167主軸 15 8.10. 工序十：精車中端主軸輪廓 16 8.10.1 工步一：精車中端Φ130主軸 16 8.11.工序十一：主軸頸淬火 16 8.11.1.工步一：主軸頸淬火 16 8.12.工序十二：磨軸外圓及其軸肩面 17 8.12.1.工步一:磨軸外圓及其軸肩面 17 8.13.工序十三：磨中端主軸 17 8.13.1.工步一:磨中主軸頸及其軸肩面 17 8.14.工序十四：磨小端主軸其軸肩面 18 8.14.1工步一:磨小端主軸其軸肩面 18 8.15.工序十五：去毛刺 18 8.16.工序十六：檢驗 18 第九章、專用夾具設計 19 9.1.機床夾具設計概述 19 9.1.1.機床夾具概述 19 9.1.2.機床夾具的分類 19 9.1.3.機床夾具的組成和功用 20 9.1.4.夾具總體方案設計 20 9.2.夾具設計 21 9.2.1. 問題的提出 21 9.2.2.定位方式與定位基準的選擇 21 9.2.3.夾具機構設計 21 9.2.4.定位銷長度的分析 22 9.2.5 定位誤差的分析與計算 22 9.2.6.夾緊裝置的確定 25 9.2.7.夾緊力的確定 26 第十章、結論與展望 28 10.1.結論 28 10.2.不足之處與未來展望 28 致 謝 30 參考文獻 31 第一章 、緒論 1.1.本課題研究的內容及意義 本課題研究的內容是：棘輪軸工藝規(guī)程設計和系列夾具設計，包括零件機械加工的工藝過程卡片及各工序的工序卡片，主要機械加工工序的夾具總裝配圖及主要零件圖，并有相關的計算和說明的說明書及專業(yè)外語文獻翻譯。 本課題研究的意義： ⑴工藝規(guī)程設計的意義： 1)指導生產的主要技術文件是工藝規(guī)程：機械加工車間生產的計劃、調度，工人的操作，零件的加工質量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據的。處理生產中的問題，也常以工藝規(guī)程作為共同依據。如處理質量事故，應按工藝規(guī)程來確定各有關單位、人員的責任。 2)生產準備工作的主要依據是工藝規(guī)程：車間要生產新零件時，首先要制訂該零件的機械加工工藝規(guī)程，再根據工藝規(guī)程進行生產準備。如：新零件加工工藝中的關鍵工序的分析研究；準備所需的刀、夾、量具（外購或自行制造）；原材料及毛坯的采購或制造；新設備的購置或舊設備改裝等，均必須根據工藝來進行。 3)新建機械制造廠（車間）的基本技術文件是工藝規(guī)程：新建（改、擴建）批量或大批量機械加工車間（工段）時，應按照在車間的布置和工藝規(guī)程確定所需機床的種類和數量，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設備配置以及所需技術等級、工人的工種、數量等。 此外，先進的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進制造技術的作用。典型工藝規(guī)程可以縮短工廠摸索和試制的過程。因此，工藝規(guī)程的制訂是對于工廠的生產和發(fā)展起到非常重要的作用，是工廠的基本技術文件。 ⑵夾具設計的意義： 機床夾具是機械制造業(yè)中不可或缺的重要工業(yè)裝備，可以保證機械加工質量、實現(xiàn)生產過程自動化、降低生產成本、提高生產效率、減輕勞動強度，使用專用夾具還可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能，所以，夾具在機械加工中發(fā)揮著重要的作用。 1.2.國內外發(fā)展情況 軸類零件制造技術/工藝的進展：軸的生產繼QT800-2、QT900-2等幾種牌號后，廣西玉柴等經過攻關已能穩(wěn)定生產QT800-6牌號的軸，為軸“以鐵代鋼”奠定了基礎。 1 熔煉 高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內主要是以沖天爐為主的生產設備，鐵水未進行預脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質量差。目前已采用雙聯(lián)外加預脫硫的熔煉方法，采用沖天爐熔化鐵水，經爐外脫硫，然后在感應電爐中升溫并調整成分。 2 造型 目前，國內已有一些軸生產廠家從日本、法國、加拿大等國引進氣流沖擊造型工藝，而且還引進了許多生產線的只有極少數廠家，如文登天潤軸有限公司引進了德國KW鑄造生產線。從總體上來講，需改造和更新的陳舊的普通鍛造設備多，同時，落后的工藝和設備仍占據主導地位，先進技術有所應用但還不普遍。 3 機械加工技術 目前國內軸生產線多數由普通機床和專用機床組成，生產效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多采用多刀車床車削軸主軸頸及拐頸，工序的質量穩(wěn)定性差，容易產生較大的內應力，難以達到合理的加工余量。 隨著貿易全球化的到來，各廠家已意識到了形勢的嚴峻性，紛紛進行技術改造，全力提升企業(yè)的競爭力，近年來引進了許多先進設備和技術，進展速度很快。就目前狀況來講，這些設備和技術基本依賴進口。 4 熱處理和表面強化處理技術 軸的熱處理關鍵技術是表面強化處理。球墨鑄鐵軸一般均采用正火處理，為表面處理做好組織準備，表面強化處理一般采用感應淬火或氮化工藝。鍛鋼軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。軸制造技術的發(fā)展趨勢。 1.3.本課題應達到的要求 1）工藝規(guī)程設計 2）磨加工夾具設計(3套） 包括總圖及零件圖，折合零件圖不少于2張 3）設計說明書一份（不少于15000字） 第二章、工藝方案的確定 2.1.軸類零件的結構特點 軸類大部分的零件的主要作用用為承載載荷、支撐傳動的零件和以及保證安裝在軸上的零件（刀具）具有一定的回轉精度空間。 軸在軸類零件的地位普通的屬于異型軸，是空壓機上以及其他機器的一個不可缺少的零件部分，能夠承載多部分零件傳輸過來的力，并將活塞往復運動通過曲柄軸機構變?yōu)樾D運動，將許多零件所做的有用功全輸出去。軸在工作時所承受的是很大的扭轉力矩以及大小和方向都有變化的彎曲力。 2.2.軸零件的技術要求 材質，金相組織，機械性能和表面缺陷均應符合 ZBJ72016~88 《 容積式壓縮機用球墨鑄鐵技術條件》的規(guī)定。 鍛件應經熱處理，熱處理后硬度為 HB190~269 。 加工后主軸徑，曲拐徑及圓弧過渡處均不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。 圓弧過渡應均勻，光滑，無接痕。 軸加工后應探傷，其要求應符合 ZBJ72016-88 《 容積式壓縮機用球墨鑄鐵技術條件》的規(guī)定。 錐面應進行著色檢查，其接觸面積不少于75%。 未鑄造圓角R3—R5，保留中心孔。 第三章、零件工藝分析 3.1 根據零件圖和產品裝配圖，對零件進行工藝分析 在對我要設計的零件進行工藝規(guī)程設計的時候，首先應掌握該零件在機器中的相對位置、作用，對該零件提出的主要的技術要求進行理解，明確零件的主要的運行方式，保證該零件能在機器中運行正常。 掌握零件的結構形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設計的總體構想。 審視改零件的工作方式，另外和各零件的要出理的標準精度、外形精度、相對精度、表面粗糙度及其他各種方面的要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術要求應進行歸納整理。 3.2.計算零件的生產綱領，確定生產類型 根據零件圖查表可知，軸為輕型零件，根據生產要求將確定該零件為中批量生產。 第四章、毛坯選擇和毛坯圖說明 4.1.毛坯技術分析 1）確定毛坯材料為鍛壓45#。 2）保證分型面 因為該零件的外形是相互對稱，且最大的對稱軸是中心軸，為了防止起模以及更好的及時的發(fā)現(xiàn)上下模在經過中的錯位。 3）零件的熱處理的方法形式 想解除內應力，減少切削性能。 4.2.確定毛坯種類和制造方法 機械加工鍛件應經熱處理，熱處理后硬度為 HB190~269 。 加工后主軸徑，圓弧過渡處不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。 選擇零件的的制造方法改想想下面的要點：a、軸的工藝特點；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產綱領；d、采用新型材料、新工藝、新技術的可能性。在這里毛坯選擇鍛件。 4.3 確定毛坯總余量 材料：45# 加工方法：鍛壓 查表（P38），可知鍛件公差等級為CT7-CT9，取鍛件公差等級為CT8，再根據鍛件基本尺寸查表（P41），可得相應鍛件公差尺寸查表可得鍛件加工余量等級為F，再根據鍛件最大輪廓尺寸（長度方向為250～500），查閱鍛件加工余量表（P39），確定鍛件加工余量為3.5～5 故鍛件總長為1500+5+5=1510(雙側) 加工余量見下表4-1 表 4-1 加工余量 加工表面 基本尺寸 鍛件尺寸公差 機械加工余量 鍛件尺寸 備注 通軸 錐面 此2段位同一軸 Φ187外圓面 187 1.4 1.5（雙側加工） Φ167外圓面 167 1.4 1.5（雙側加工） Φ130外圓面 130 1.4 1.6（雙側加工） 工件總長1500 1500 2.2 10（雙側加工） 1510±1.1 軸軸頸長136 136 1.0 1.5（雙側加工） 137.5±0.7 第五章、工藝設計過程 5.1.加工階段的劃分 此零件的要生產的要求比較高，可以把生產的階段可以分為粗加工階段，精加工階段、機加工階段、猝火階段、磨階段等幾個階段。 在粗加工的時候，可以先將粗基準選好，也就是平衡塊凸臺、使后續(xù)的工序都可以采用精基、平衡塊凸臺加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求。 5.2.工序的集中與分散 本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。這個零件軸加工后主軸徑及圓弧過渡處均不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。圓弧過渡應均勻，光滑，無接痕。 5.3.工序順序的安排 1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工小端裝夾外圓面、平衡塊定位凸臺。 2）遵循“先主后次”原則，先加工主要外圓表面，再加工孔。 3）遵循“先面后孔”原則，比如先加工主軸外圓面再加工小端軸孔。 5.4.定位基準的選擇 加工后主軸徑，曲拐徑及圓弧過渡處均不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。 圓弧過渡應均勻，光滑，無接痕。 粗基準：毛坯中Φ187通軸外圓面和Φ130外圓面所確定的軸線 精基準：主軸頸軸線、小端Φ167圓軸肩面、平衡塊凸臺 互為基準的：平衡塊凸臺和大端主軸頸端面 5.5.零件的表面加工方法的選擇 表5-1 表面加工方法 加工表面 加工方案 端面、平衡塊凸臺 銑 粗車，精車外圓 粗車——半精車——精車 中心孔 中心鉆加工 倒角 車 第六章、制定工藝路線 以下為設計的兩種方案，分析比較如下： 6.1.工藝路線方案一 工序一：銑兩端面，打中心鉆 工序二：粗車大端主軸輪廓 工序三：粗車兩邊中端主軸輪廓 工序四：粗車兩邊小端主軸輪廓 工序五：半精車大端主軸 工序六：半精車中端主軸 工序七：半精車小端主軸 工序八：精車Φ187外圓主軸 工序九：精車Φ167外圓主軸 工序十：精車Φ130外圓主軸 工序十一：全軸淬火 工序十二：磨床磨大軸頸外圓及其軸肩面 工序十三：磨中小端主軸頸及其軸肩面 工序十四：磨小端主軸頸及其軸肩面 工序十五：去毛刺 工序十六：檢驗 6.2.工藝路線方案二 工序一：車兩端面，打中心孔 工序二：粗車大端主軸外輪廓 工序三：粗車小端外輪廓 工序四：半精車大端主軸 工序五：半精車小端主軸 工序六：精車大端主軸 工序七：精車小端主軸 工序八：利用夾具在車床上精車軸頸及其軸肩 工序九：利用偏心夾具在車床上精車軸軸頸及其軸肩 工序十：主軸頸、軸軸頸淬火 工序十一：利用夾具在磨床上磨軸頸外圓及其軸肩面 工序十二：去毛刺 工序十三：檢驗 6.3.工藝方案的比較與分析 這幾個方案的最主要不同時在于對軸的加工的上，方案一是用機床來加工軸的，方案二是用夾具來生產軸的軸?？紤]到現(xiàn)實客觀條件因素，選工藝路線方案一,機床選擇較為方便，經濟性好。 第七章、工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 主要表面加工余量分配： 1）小端Φ130外圓 表7-1表面加工余量分配 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及偏差 磨 0.4 130 Φ130k6 精車 0.25 130.4 Φ130.4 半精車 0.45 130.65 Φ130.65 粗車 1.2 131.1 Φ131.1 毛坯 2.3 132.3 Φ132.3 2）大端Φ187外圓 表7-2表面加工余量分配 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及偏差 磨 0.5 187 Φ187 精車 0.25 187.5 Φ187.5 半精車 0.45 187.75 Φ187.75 粗車 1.2 188.2 Φ188.2 毛坯 2.4 189.4 Φ189.4 3）Φ167軸軸頸 表7-3表面加工余量分配 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及偏差 磨 0.4 167 Φ167 精車 0.25 167.4 Φ167.4 半精車 0.45 167.65 Φ167.65 粗車 1.2 168.1 Φ168.1 毛坯 2.3 179.3 Φ179.3 4）軸向尺寸的加工余量則根據被加工表面的精度等級，非重要表面粗加工余量留3，重要加工表面如主軸頸軸肩面、軸軸頸軸肩面則按下表分配加工余量。 表7-4表面加工余量分配 工序名稱 工序余量 精加工 0.5 半精加工 0.6 粗加工 1.2 毛坯 2.3 第八章、加工余量，切削用量，工時定額的確定 8.1.工序一：銑兩端面 8.1.1.工步一：銑兩端面 本工序為粗銑（同時銑兩端面）。已知加工材料為45#，鍛件。機床為銑床XA6132，工件被夾具夾在工作臺上。同時由加工工序余量可知粗銑的單邊余量為3.5mm. 1）確定切削深度=3.5mm 2）確定每齒進給量 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查《機械制造技術基礎課程設計指南》，=0.14-0.24根據工件的實際尺寸，則選擇銑刀的具體參數如下：D=700mm，齒數由書上參考選為z=3，取 =0.2，則進給量f=0.2×4=0.8。 3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 工件材料QT700-2，硬度HB190-269，選擇切削速度 =65m/min，計算主軸轉速n= =258.76,查表選得到最相似的標準轉速n=255,然后計算的實際轉速= =64 4)計算基本時間=,主軸轉速n=255 r/min，工作臺進給量=0.24255=204mm/min,根據機床取=190 mm/min，切削加工面 L=70（取大端尺寸），查表=7，故=（70+7）/190=0.405min 5）計算,查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min, 則:=0.405+0.3+0.4+0.15=1.255min 6）小結 綜上所述，機床為銑床XA6130，主軸轉速為255r/min，切削速度64m/min，進給量f=0.8mm/r，切削深度3.5mm，機動時間0.405min，輔助時間0.3min。 8.1.2.工步二：兩端面打中心孔 1） 確定切削深度=10mm 2） 選用中心鉆d=4.0, =6.3, =45,f=0.11-0.13mm/r,取f=0.12 mm/r 3） 確定切削速度 查表得=50,則n==1592，取n=1610，得到實際切削速度= =10.048r/min 4） 基本時間= ,, l=14, =3,=5,則==0.06min 5） 計算,查表得輔助時間=0.3min,布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min, 則=0.06+0.3+0.4+0.15=0.91min 6）小結 綜上所述，機床為銑床XA6130，主軸轉速為1600r/min，切削速度10.048m/min，進給量f=0.12mm/r，切削深度10mm，機動時間0.06min，輔助時間0.3min。 8.2.工序二：粗車大端主軸 8.2.1.工步一：粗車大端Φ187主軸外圓 1）確定切削深度=1.2mm 2）確定進給量f=0.4-0.5mm/r,取f= 0.5mm/r 3） 確定切削速度，查表，初選=65,計算轉速n=65×1000÷3.14÷189.3=109.35,根據機床選n=100 r/min，計算出=100×189.3×3.14÷1000=59.44m/min 4) 基本時間=，故=（23.5＋3.5）÷100÷0.5=0.54min 5) 計算 ,查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min, 則==0.54+0.3+0.4+0.15=1.39min 6）小結 綜上所述，機床為臥式車床CA6140，主軸轉速為100r/min，切削速度59.44m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機動時間0.54min，輔助時間0.3min。 8.3.工序三：粗車中端主軸輪廓 8.3.1.工步一：粗車中端Φ167主軸輪廓 1）確定切削深度=1.2mm 2）確定進給量f=0.4-0.5mm/r,取f= 0.5mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=65m/min,計算轉速n=65×1000÷3.14÷169.3=122.27r/min,根據機床選n=100 r/min，計算出=100×169.3×3.14÷1000=53.16m/min 4）基本時間=，故=（51+3.5）÷0.5÷500=0.218min 5)計算,查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min, 則==0.218+0.3+0.4+0.15=1.068min 6）小結 綜上所述，機床為臥式車床CA6140，主軸轉速為100r/min，切削速度53.16m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機動時間0.218min，輔助時間0.3min。 8.4.工序四：粗車小端外輪廓 8.4.1.工步一：粗車小端Φ130主軸輪廓 1）確定切削深度=1.2mm 2）確定進給量f=0.4-0.5mm/r,取f= 0.5mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=65m/min,計算轉速n=65×1000÷3.14÷132.3=156.47r/min,根據機床選n=160 r/min，計算出=160×132.3×3.14÷1000=66.46m/min 4）基本時間=，故=（51+3.5）÷0.5÷500=0.218min 5)計算,查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min, 則==0.218+0.3+0.4+0.15=1.068min 6）小結 綜上所述，機床為臥式車床CA6140，主軸轉速為160r/min，切削速度66.46m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機動時間0.218min，輔助時間0.3min。 8.5. 工序五：半精車大端主軸輪廓 8.5.1 工步一：半精車大端Φ187主軸 1）確定切削深度=0.45mm 2）確定進給量,取f= 0.2mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉速n=100×1000÷188.2÷3.14=169.22r/min,根據機床選n=160 r/min，計算出=160×188.2×3.14÷1000=94.55 m/min 4）基本時間=，故 =（23.5+3.5）÷0.2÷120=1.125min 5) 計算, 查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min 則=1.125+0.3+0.4+0.15=1.975min 6）小結 綜上所述，機床為數控車床CA6140，主軸轉速為160r/min，切削速度94.55m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度0.45mm，機動時間1.125min，輔助時間0.3min。 8.6. 工序六：半精車中端主軸輪廓 8.6.1 工步一：半精車中端Φ167主軸 1）確定切削深度=0.45mm 2）確定進給量,取f= 0.2mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉速n=100×1000÷168.1÷3.14=189.45r/min,根據機床選n=200 r/min，計算出=200×168.1×3.14÷1000=105.56 m/min 4）基本時間=，故 =（23.5+3.5）÷0.2÷120=1.125min 5) 計算, 查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min 則=1.125+0.3+0.4+0.15=1.975min 6）小結 綜上所述，機床為數控車床CA6140，主軸轉速為200r/min，切削速度105.56m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度0.45mm，機動時間1.125min，輔助時間0.3min。 8.7. 工序七：半精車小端主軸輪廓 8.7.1 工步一：半精車小端Φ130主軸 1）確定切削深度=0.45mm 2）確定進給量,取f= 0.2mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉速n=100×1000÷131.1÷3.14=242.9r/min,根據機床選n=200 r/min，計算出=200×131.1×3.14÷1000=82.33m/min 4）基本時間=，故 =（23.5+3.5）÷0.2÷120=1.125min 5) 計算, 查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min 則=1.125+0.3+0.4+0.15=1.975min 6）小結 綜上所述，機床為數控車床CA6140，主軸轉速為200r/min，切削速度82.33m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度0.45mm，機動時間1.125min，輔助時間0.3min。 8.8. 工序八：精車大端主軸輪廓 8.8.1 工步一：精車大端Φ187主軸 1）確定切削深度=0.25mm 2）確定進給量,取f= 0.2mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=120m/min,計算轉速n=120×1000÷187.75÷3.14=203.55r/min,根據機床選n=200 r/min，計算出=200×187.75×3.14÷1000=117.9m/min 4）基本時間=，故 =（23.5+3.5）÷0.2÷120=1.125min 5) 計算, 查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min 則=1.125+0.3+0.4+0.15=1.975min 6）小結 綜上所述，機床為數控車床CA6140，主軸轉速為200r/min，切削速度117.9m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度0.25mm，機動時間1.125min，輔助時間0.3min。 8.9. 工序九：精車中端主軸輪廓 8.9.1 工步一：精車中端Φ167主軸 1）確定切削深度=0.25mm 2）確定進給量,取f= 0.2mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=120m/min,計算轉速n=120×1000÷167.75÷3.14=227.81r/min,根據機床選n=200 r/min，計算出=200×167.75×3.14÷1000=105.34 m/min 4）基本時間=，故 =（23.5+3.5）÷0.2÷120=1.125min 5) 計算, 查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min 則=1.125+0.3+0.4+0.15=1.975min 6）小結 綜上所述，機床為數控車床CA6140，主軸轉速為200r/min，切削速度105.34m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度0.25mm，機動時間1.125min，輔助時間0.3min。 8.10. 工序十：精車中端主軸輪廓 8.10.1 工步一：精車中端Φ130主軸 1）確定切削深度=0.25mm 2）確定進給量,取f= 0.2mm/r 3）確定切削速度，查表，初選=120m/min,計算轉速n=120×1000÷130.65÷3.14=292.51r/min,根據機床選n=300 r/min，計算出=300×130.65×3.14÷1000=123 m/min 4）基本時間=，故 =（23.5+3.5）÷0.2÷120=1.125min 5) 計算, 查表得輔助時間=0.3min, 布置工作地時間=0.4min, 休息與生理需要時間=0.15min 則=1.125+0.3+0.4+0.15=1.975min 6）小結 綜上所述，機床為數控車床CA6140，主軸轉速為300r/min，切削速度123m/min，進給量f=0.5mm/r，切削深度0.25mm，機動時間1.125min，輔助時間0.3min。 8.11.工序十一：主軸頸淬火 8.11.1.工步一：主軸頸淬火 1) =0.5min 2) 計算,查表得輔助時間=0.3min,布置工作地時間=0.4min，休息與生理需要時間=0.2min, 則=0.5+0.3+0.4+0.2=1.4min 8.12.工序十二：磨軸外圓及其軸肩面 8.12.1.工步一:磨軸外圓及其軸肩面 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據機床選n=2667r/min，計算出= =1566m/min 4）基本時間=，故 ==0.47min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min, 則=0.47+0.2+0.3+0.1=1.07min 6）小結 綜上所述，機床為外圓磨床，主軸轉速為2667r/min，切削速度1566m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.47min,輔助時間0.2min。 8.13.工序十三：磨中端主軸 8.13.1.工步一:磨中主軸頸及其軸肩面 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據機床選n=2667r/min，計算出= =1398.52m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉速為2667r/min，切削速度1398.52m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 8.14.工序十四：磨小端主軸其軸肩面 8.14.1工步一:磨小端主軸其軸肩面 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據機床選n=2667r/min，計算出= =1088.67m/min 4）基本時間=i，故 ==0.66min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min, 則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6）小結 綜上所述，機床為磨床M114W，主軸轉速為2667r/min，切削速度1088.67m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.66min, 輔助時間0.2min。 8.15.工序十五：去毛刺 1) =0.5min 2)計算,查表得輔助時間=0.1min,布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min, 則=0.5+0.2+0.3+0.1=1.1min 8.16.工序十六：檢驗 1) =0.5min 2) 計算,查表得輔助時間=0.1min，布置工作地時間=5min, 休息與生理需要時間=16min, 則=0.5+0.2+0.3+0.1=1.1min 第九章、專用夾具設計 9.1.機床夾具設計概述 在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置都可稱之為夾具。 9.1.1.機床夾具概述 （1）工件裝夾的實質 在機床上加工工件前，必須首先將工件裝好夾牢。工件裝夾的實質，就是在機床上對工件進行定位和夾緊，裝夾工件的目的，則是通過定位和夾緊而使工件在加工過程中始終保持其正確的加工位置，以保證達到該工序所規(guī)定的加工技術要求[9]。 (2)機床夾具的功能 1）保證和穩(wěn)定加工質量 2）提高勞動率，降低生產成本 3）可擴大機床的加工范圍，做到一機多能 4）減輕工人勞動強度，保證安全生產 5）機床夾具在新產品試制中，可以起到縮短試制周期的重要作用 (3)對于機床夾具的基本要求 為了提高勞動率，降低生產成本，減輕工人勞動強度，保證安全生產，因此，對機床夾具有以下要求： 1）應能保證工件的加工質量要求。 2）應能提高加工效率。 3）有利于降低成本。 4）夾具的操作維護應安全方便。 隨著現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展，對機床夾具設計要求也越來越高，除前述的基本要求，還應在下述各個方面予以足夠重視：夾具結構的標準化、模塊化、夾具制造的精密化；夾具功能的柔性化；夾具傳動的高效化、自動化；夾具設計的自動化。 9.1.2.機床夾具的分類 (1) 按使用范圍和夾具特點分類 分為通用夾具、專用夾具、可調整和成組夾具、組合夾具、隨行夾具等。 (2) 按所使用機床類型分類 分為車床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、組合機床夾具、數控機床夾具和加工中心機床用夾具等。 (3) 按夾緊動力源分類 分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具、離心力夾具及自夾緊夾具。 9.1.3.機床夾具的組成和功用 (1)機床夾具的組成 機床夾具種類繁多，結構形式多種多樣，而且新型夾具又不斷出現(xiàn)，根據組成夾具結構的各元件、機構、裝置的功能可將其分為以下幾個組成部分：定位元件與機構，夾緊元件與裝置，對刀、引導元件與裝置，連接元件，夾具體，其他元件與裝置。 ⑵機床夾具的功用 1）保證加工精度 工件通過機床夾具進行安裝，包含了兩層含義：一是可擴大機床的加工范圍，確保加工進度空間做到一機多能，二是通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊。這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 2）提高生產效率 間做到一機多能，底啊靜靜地夾具 確保加工進度空間做到一機多能強度，保證生產安全行部分改造。 3）擴大機床的使用范圍 有些機床夾具實質上是對機床進行部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如車床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工。 4）減輕工人的勞動強度，保證生產安全 如可用氣動、電動、液動夾緊 5) 縮短產品試制周期。 9.1.4.夾具總體方案設計 (1)設計前的準備工作 1)能夠可以掌握并加以了解零件在機器上的工作圖，掌握零件的工作原理、零件、材料的技術相關的需求。 2)零件的生產綱領和批量大小。 3)仔細的了解零件的加工過程，特別是這道工序的所需的要求(包括位置公差、表面材料的技術要求)，此次工序與前、后工序的相互關系及差別。 4)夾具設計任務書對夾具設計如質量、生產率、自動化程度等的要求等。 5)本工序所用機床、切削工具的性能規(guī)格及聯(lián)系尺寸等。 6)夾具零件部件標準、先進夾具結構資料、典型夾具圖冊等。 7)工廠工藝裝備的制造能力、技術條件等。 (2)夾具總體方案設計 夾具總體方案設計首先要保證工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間具有正確的幾何關系，以保證工件獲得規(guī)定的尺寸精度和相互位置精度。保證工件加工精度的條件如下： 1) 工件在夾具中正確的裝夾 2) 夾具對切削成形運動具有正確的相互關系。 3) 夾具相對刀具的正確調整。 夾具總體方案設計的一般原則如下： 1) 根據本工序工件精度要求，選擇確定工件定位方案和對刀引導方案，所選擇方案應能滿足加工誤差計算不等式。 2) 在考慮零件生產綱領、批量所決定的生產率要求和所用加工設備的條件下，確定夾緊方案，確定夾緊裝置的結構形式，若零件年產量較大，生產率要求較高，應采用氣、液、電等機動夾緊裝置或聯(lián)動夾緊裝置結構，否則可采用手動夾緊的各種自鎖夾緊機構。 3) 在分析本工序加工方式、機床性能特點和各類機床夾具結構特點及設計要求的基礎上，確定夾具總體結構以及夾具體的毛坯類型，確定夾具與機床的連接結構。 4) 認真考慮夾具的潤滑、排屑、搬運等。 5) 夾具總體結構及零部件應有良好的結構工藝性，工件在夾具中應便于裝卸，夾具零部件應盡可能選用標準元件，夾具零部件應便于制造、裝配、使用維護及維修更換。 9.2.夾具設計 9.2.1. 問題的提出 本工藝路線中最重要的是加工上端面，然后以上端面為精基準面，加工其他部位。主要問題就是如何定位與夾緊毛坯來加工上端面，怎樣提高生產率，降低勞動強度，還要滿足精度要求。 9.2.2.定位方式與定位基準的選擇 工件在夾具中或在機床上的定位，是通過工件的定位基準面與夾具定位元件相接觸(支撐定位)或相配合(定心定位)來實現(xiàn)的，因此工件定位方式及夾具、定位元件的選擇完全取決于工件定位基準面的形狀，而工件基本上是由平面、內外圓柱面、圓錐面、成形面或工件之間的組合表面作為定位基準。 根據零件圖可知，本夾具應用一個大平面及三個支承釘定位，大平面選工件的左端面，為第一基準面，限制三個自由度，兩個支承釘選擇工件的下表面，限制兩個自由度，還有一個支承釘選擇在工件的前表面，限制一個自由度，總共限制六個自由度，為完全定位。 9.2.3.夾具機構設計 ⑴第十三步工序加工外圓的磨夾具結構總圖如圖4-1所示。 以中心軸為基準定位，工件通過兩V形架上的支承板作為主定位支承，由防滑塊作為防轉支承進行定位。限制6個自由度，為完全定位。 通過擰緊螺母，經U形壓板帶動擺動壓塊夾緊工件。夾緊裝置包括由兩擺動壓塊。 兩擺動上下對稱，使通軸受力均勻。 圖9-1 夾具裝配圖 1、 防轉塊；2、壓緊螺釘；3、螺栓；4、U型壓板；5、防轉塊；6、支撐板；7、內六角螺釘；8、過度盤；9、防轉銷; 10、六角螺釘；11、V形架；12、工件；13、砂輪 9.2.4.定位銷長度的分析 在這個整個夾具的設計過程當中，主要才用了圓柱銷的定位，這里所指的定位圓柱銷的長度，指的是定位銷和孔的有效接觸長度。圓柱銷在此次的的設計過程中起到了至關的作用，而在生產實踐中，因工件的圓柱孔與圓柱銷屬于間隙配合且工件的定位基準面存在加工誤差，因此，只要圓柱銷的長度足夠短，便可達到限制2個自由度的目的。 9.2.5 定位誤差的分析與計算 1 定位誤差的分析 所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差，因為對一批工件來說，刀具經調整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量 定位誤差是由三部分因素產生的 (1) 工件在夾具中的定位、夾緊誤差， (2) 夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差， (3) 加工過程中誤差，如機床幾何精度、工藝系統(tǒng)的受力與受熱變形、切削振動等原因引起的誤差， 由于定位所造成的工件加工表面相對其工序基準的位置誤差，產生定位誤差的原因有基準不重合誤差ΔBC和定位基準位移誤差ΔJW。 即定位誤差 1) 基準不重合帶來的定位誤差 夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的定位誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產生定位誤差稱之為基準不重合誤差。 平面定位時，基準不重合誤差為本工序的加工誤差和基準轉換帶來的加工誤差之和， 式中，ΔN為基準不重合誤差； ΔA1為本工序的加工誤差； ΔA2為基準轉換帶來的加工誤差。 2)間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產生的定位誤差。單圓柱銷與孔的定位情況，最大間隙為 式中，為定位孔最大直徑（mm）； 為定位銷最小直徑（mm）； Δ為銷與孔的最小間隙（mm）； δx為銷的公差（mm）； δg為孔的公差（mm）。 由于銷與孔之間有間隙，工件安裝時孔中心可能偏離銷中心，其偏離的最大范圍是以δ為直徑、以銷中心為圓心的圓，若定位時讓工件始終靠緊銷的一側，即定位以銷的一條母線為基準，工件的定位誤差僅為 常用的一面兩銷的定位稍許復雜一點，該平面控制了三個自由度，圓柱銷控制了兩個自由度。X、Y方向的定位誤差如同圓柱銷定位，均為： 而菱形銷限制了Z方向的轉動自由度，孔與菱形銷在Y方向的定位誤差為： 它實際上限制工件繞Z軸的轉動。由于存在間隙，因而是工件產生一個轉角誤差，轉角誤差為： 式中，d2min為菱形銷的最小直徑（mm）； D2max為菱形銷定位孔的最大直徑（mm）； 為兩定位銷的最小中心距（mm）。 2 產生定位誤差的原因 （1）基準不重合帶來的定位誤差 夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的定位誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產生定位誤差稱之為基準不重合誤差。 （2）間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產生的定位誤差。 （3）與夾具有關的因素產生的定位誤差 這類因素基本上屬于夾具設計與制造中的誤差，如 1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。 2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產生的導向誤差和對刀誤差。 3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產生的定位誤差。 4）夾緊力使工件或夾具產生變形，產生位置誤差。 5）定位元件和夾緊的定位元件的誤差的相對位置誤差，以及磨損的定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件的磨損。 上述定位誤差的分析計算，一般是在成批生產中使用調整法加工時，需要分析計算。對于具體夾具的定位誤差需要具體分析，要找出各個產生定位誤差的環(huán)節(jié)及大小，然后按照極值法或概率法求出總的定位誤差，如果采用試切法加工，一般就不作定位誤差的分析計算了。 3 定位誤差的計算 （1）定位誤差分析： 采用了V形塊定位，X、Y方向的定位誤差為： 查《互換性與幾何測量》表3-2，并計算得：=0.036mm； V形塊的定位誤差為: 帶入數據得，定位誤差為0.018（1.414+1）=0.045<0.4mm 所以該定位方案合理 2）設計基準：通軸中心； 設計基準與定位基準誤差， =0.05 因此： =0.05<0.2 所以該定位方案合理。 9.2.6.夾緊裝置的確定 ⑴夾緊裝置的組成 許多夾緊裝置，可以分成兩部分 1） 動力裝置—產生夾緊力。動力裝置是產生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源，夾緊分手動夾緊和機動夾緊。手動夾緊是靠人力；機動夾緊采用動力裝置。常用的一般的裝置有可以分有液壓的裝置、氣壓的裝置、電磁的裝置、電動的裝置、氣-液聯(lián)動的裝置和真空的裝置等。 2）夾緊機構—傳遞夾緊力。作為動力裝置所要產生的一些力都要對零件有作用，動力的裝置在一定的條件下需要可以適當的傳遞。傳遞機構是把原動力傳遞給夾緊元件。它由兩種構件組成，一是接受原始作用力的構件，二是中間傳力機構。 夾緊元件是直接夾緊工件的元件，它的作用是接受傳遞機構傳來的作用力，夾緊工件。 傳遞機構與夾緊元件組成了夾緊機構。夾緊機構在傳遞力的過程中，能根據需要改變原始力的方向、大小和作用點。夾具如果是手動的應該具備相當不錯的自鎖的特殊效果，這樣就可以更好的保障只要人不在的時候，夾具還可以有效的可靠的夾緊零件。 在實際生產中，由于工件的定位方法、加工要求和生產類型不同，夾緊裝置差異較大。有的只設有傳遞機構和夾緊元件，還有只設有夾緊元件，如螺釘直接夾緊。 ⑵夾緊裝置