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摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
齒輪軸零件的工藝規(guī)程及其鉆Φ8孔的工裝夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
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Abstract
This design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.
Process design, process of gear shaft parts and Φ 8 hole drilling fixture design is including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later
Keywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error
目錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 1
第1章 緒論 2
1.1 引言 2
1.2 研究?jī)?nèi)容 2
1.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程 3
1.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則 3
1.5 機(jī)床夾具的工作原理及設(shè)計(jì)步驟 3
1.5.1 機(jī)床夾具的工作原理 3
1.5.2 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)步驟 3
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2.1毛坯的制造形式 5
2.2零件分析 5
2.3 基面選擇 5
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 5
2.3.2精基準(zhǔn)的選擇 6
2.4制定工藝路線 6
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
2.6確定切削用量及基本工時(shí) 9
第3章 齒輪軸的專用夾具設(shè)計(jì) 17
3.1問(wèn)題的提出 17
3.2定位基準(zhǔn)的選擇 17
3.3切削力和夾緊力的計(jì)算 17
3.4定位誤差分析 18
3.5夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 20
結(jié)論 21
參考文獻(xiàn) 22
致 謝 23
第一章 緒論
1．1 引言
制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它與當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)代制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)研究和發(fā)展的主題，特別是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過(guò)程是一個(gè)不斷制造的過(guò)程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡(jiǎn)單的機(jī)械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過(guò)程都是簡(jiǎn)單的制造過(guò)程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術(shù)水平都非常有限。隨著社會(huì)的發(fā)展，制造技術(shù)的范圍，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平的不斷提高，向文化，藝術(shù)，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術(shù)。到了資本主義和社會(huì)主義社會(huì)，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質(zhì)生活和文明有了很大的提高，對(duì)精神和物質(zhì)有了更高的要求，科學(xué)技術(shù)有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關(guān)系更為密切。蒸汽機(jī)的制造技術(shù)的問(wèn)世帶來(lái)了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)燃機(jī)制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代噴氣客機(jī)和超音速飛機(jī)的發(fā)展，集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步左右了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的水平，納米技術(shù)的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機(jī)械的先河，因此，人類的活動(dòng)與制造密切相關(guān)，人類活動(dòng)的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機(jī)，人造飛機(jī)，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術(shù)的出現(xiàn)，使人類活動(dòng)走出了地球，走向太空 。
1．2 研究?jī)?nèi)容
機(jī)械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動(dòng)條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1、 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查
3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4、 制訂工藝路線
5、 進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等。）
1．3 機(jī)械加工工藝規(guī)程
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動(dòng)條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
2、分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查
3、確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4、制訂工藝路線
5、進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等。）
1．4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則
設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程應(yīng)遵循如下原則：
1） 可靠地保證零件圖樣上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)圖樣上某一技術(shù)要求規(guī)定得不適當(dāng)，只能向有關(guān)部門提出建議，不得擅自修改圖樣或不按圖樣上的要求去做。
2） 必須能滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求。
3） 在滿足技術(shù)要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求的前提下，一般要求工藝成本最低。
4） 盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全。
1．5 機(jī)床夾具的工作原理及設(shè)計(jì)步驟
1．5．1 機(jī)床夾具的工作原理
工件通過(guò)定位元件在夾具中占有正確位置；工件和夾具通過(guò)連接元件在機(jī)床上占有正確位置；工件和夾具通過(guò)對(duì)刀、引導(dǎo)元件相對(duì)刀具占有正確位置，從而保證工件相對(duì)機(jī)床位置正確、工件相對(duì)刀具位置正確，最終保證滿足工件加工要求。
1．5．2 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)步驟
1、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集研究設(shè)計(jì)的原始資料
2、確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖
3、繪制夾具總圖
4、標(biāo)注總圖尺寸、公差與配合和技術(shù)條件
5、編寫零件明細(xì)表
6、繪制夾具零件圖
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2．1毛坯的制造形式
零件材料為40鋼，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用棒料，棒料精度為7級(jí)，能保證棒料的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2. 2零件分析
要對(duì)該零件的外圓面、端面、鍵槽、齒輪和孔進(jìn)行加工。具體加工要求如下：
Φ60外圓面 粗糙度1.6
Φ60端面 粗糙度12.5
Φ45外圓面 粗糙度12.5
Φ30外圓面 粗糙度1.6
Φ29外圓面 粗糙度12.5
Φ26外圓面 粗糙度1.6
Φ24外圓面 粗糙度1.6
Φ24端面 粗糙度12.5
z=18、m=3、a=20°齒輪 粗糙度3.2
830鍵槽 粗糙度12.5
Φ8孔 粗糙度12.5
技術(shù)要求：
齒輪表面淬火56HRC
2．3 基面的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
2．3．1 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
1） 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2） 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
3） 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
5） 有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。
根據(jù)該齒輪軸零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇齒輪軸的Φ60外圓面作為定位精基準(zhǔn)，零件上有很多表面都可以采用它作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
2．3．2 粗基準(zhǔn)的選擇
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
此設(shè)計(jì)選擇?60外圓毛坯作為定位粗基準(zhǔn)。
2．4制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。
工序01：棒料
工序02：調(diào)質(zhì)處理
工序03：車Φ60右端所有端面、鉆中心孔；粗車除Φ60以外的所有外圓面；車Φ29外圓面保證尺寸57；半精車Φ30、Φ26、Φ24外圓面
工序04：車Φ60左端面、鉆中心孔；粗車、半精車Φ60
工序05：精車Φ30、Φ26、Φ24外圓面
工序06：滾齒z=18、m=3、a=20°
工序07：鉆Φ8孔
工序08：銑830鍵槽
工序09：齒輪表面淬火56HRC
工序10：磨齒z=18、m=3、a=20°
工序11：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序12：入庫(kù)
2．5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
1. Φ60外圓面及其端面的加工余量
已知棒料基本尺寸Φ60，車削長(zhǎng)度42，車削長(zhǎng)度與基本尺寸之比小于4，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-36得，棒料的毛坯直徑為Φ64,粗糙度Ra=1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6知，三步車削即粗車——半精車——精車方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.5mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
2. Φ45外圓面的加工余量
已知棒料基本尺寸Φ45，車削長(zhǎng)度18，車削長(zhǎng)度與基本尺寸之比小于4，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-36得，棒料的毛坯直徑為Φ47,粗糙度Ra=12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6知，一步車削即可滿足其精度要求。
3. Φ30外圓面的加工余量
已知棒料基本尺寸Φ30，車削長(zhǎng)度28，車削長(zhǎng)度與基本尺寸之比小于4，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-36得，棒料的毛坯直徑為Φ33,粗糙度Ra=1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6知，三步車削即粗車——半精車——精車方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
4. Φ29外圓面的加工余量
已知棒料基本尺寸Φ29，車削長(zhǎng)度57，車削長(zhǎng)度與基本尺寸之比小于4，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-36得，棒料的毛坯直徑為Φ33,粗糙度Ra=12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6知，一步車削即可滿足其精度要求。
5. Φ26外圓面的加工余量
已知棒料基本尺寸Φ26，車削長(zhǎng)度79，車削長(zhǎng)度與基本尺寸之比小于4，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-36得，棒料的毛坯直徑為Φ29,粗糙度Ra=1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6知，三步車削即粗車——半精車——精車方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
6. Φ24外圓面 的加工余量
已知棒料基本尺寸Φ24，車削長(zhǎng)度76，車削長(zhǎng)度與基本尺寸之比小于4，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-36得，棒料的毛坯直徑為Φ27,粗糙度Ra=1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6知，三步車削即粗車——半精車——精車方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
7. z=18、m=3、a=20°齒輪的加工余量
采用實(shí)心棒料，齒輪粗糙度Ra3.2，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-17知，一步滾削即可滿足其精度要求。
8. 830鍵槽的加工余量
采用實(shí)心棒料，齒輪粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-22知，一步銑削即可滿足其精度要求。
9.Φ8孔的加工余量
采用實(shí)心棒料，Φ8孔粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。
10.棒料端面加工余量
齒輪軸總長(zhǎng)為300，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-35知，直徑小于或等于Φ30時(shí)，端面加工余量Z=2.0;直徑大于30小于或等于50時(shí)，端面加工余量Z=2.0；直徑大于50小于或等于60時(shí)，端面加工余量Z=2.0.
2．6確定切削用量及基本工時(shí)
工序01：棒料
工序02：調(diào)質(zhì)處理
工序03：車Φ60右端所有端面、鉆中心孔；粗車除Φ60以外的所有外圓面；車Φ29外圓面保證尺寸57；半精車Φ30、Φ26、Φ24外圓面
工步一：車Φ60右端所有端面
1） 車削深度， ap=2.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》表3.5-12， f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表3.6-18，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)C650車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》表4.3-2，Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=（13.5+1+2+7+8.5）mm; =2.0mm; =0mm;
t=i==0.243min
工步二：鉆中心孔
工步三：粗車除Φ60以外的所有外圓面
1） 車削深度， ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6） 計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=（18+85+79+76）mm; =1.0mm; =0mm;
tm＝L/ Vf=(18+85+79+76+1.0) /（4750.16）min=3.763min。
工步四：車Φ29外圓面保證尺寸57
1） 車削深度， ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
7） 計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=57mm; =1.0mm; =0mm;
tm＝L/ Vf=(57+1.0+0) /（4750.16）min=0.763min。
工步五：半精車Φ30、Φ26、Φ24外圓面
1） 車削深度， ap=0.4mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6） 計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=（28+79+76）mm; =0.4mm; =0mm;
tm＝L/ Vf=(28+79+76+1.0) /（4750.16）min=2.408min。
工序04：車Φ60左端面、鉆中心孔；粗車、半精車Φ60外圓面
工步一：車Φ60左端面
1） 車削深度， ap=2.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》表3.5-12， f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表3.6-18，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)C650車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》表4.3-2，Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=30mm; =2.0mm; =0mm;
t=i==0.421min
工步二：鉆中心孔
工步三：粗車Φ60外圓面
1） 車削深度， ap=1.5mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
7） 計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=42mm; =1.5mm; =0mm;
t=i==0.572min
工步四：半精車Φ60外圓面
1） 車削深度， ap=0.5mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
8） 計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=42mm; =0.5mm; =0mm;
t=i==0.559min
工序05：精車Φ30、Φ26、Φ24外圓面
1） 車削深度， ap=0.1mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
9） 計(jì)算基本工時(shí)
t=i ;其中l(wèi)=（28+79+76）mm; =0.1mm; =0mm;
tm＝L/ Vf=(28+79+76+0.1) /（4750.16）min=2.409min。
工序06：滾齒z=18、m=3、a=20°
選擇刀具
刀具選取滾刀，模數(shù)m=3.0，齒數(shù)n=18，齒形角a=20°
2. 決定滾削用量
1）決定滾削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)Y38型滾床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝800r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序07：鉆Φ8孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
v=20m/min（《切削》表2.15）
796r/min
按機(jī)床選取
=20.1m/min
基本工時(shí)：=0.036min
工序08：銑830鍵槽
立式銑床
選擇刀具
刀具選取鍵槽銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)立式銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝500r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序09：齒輪表面淬火56HRC
工序10：磨齒z=18、m=3、a=20°
機(jī)床 MB8318A輕型磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為35040127
2)切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
工件速度 ?。?8m/min
縱向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
切削深度 ＝0.0157mm/st
3)切削工時(shí)
式中 D---被加工直徑
b----加工寬度
Z--單邊加工余量
K---系數(shù)
V---工作臺(tái)移動(dòng)速度
--工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
--工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
?。?.55(min)
工序11：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序12：入庫(kù)
第3章 齒輪軸的夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序07：鉆Φ8孔的鉆床夾具。
3.1 問(wèn)題的提出
本夾具主要用于鉆Φ8孔，精度沒(méi)有太高的要求，因此本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ26外圓面 Φ30外圓面已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的Φ26外圓面 Φ30外圓面作為定位基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具。
3.3切削力和夾緊力的計(jì)算
1． 切削力和夾緊力計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
（2）夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 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=10mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?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(qiáng)度要求，夾具安全可靠，
3.4定位誤差分析
定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。
當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對(duì)于一批工件來(lái)講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示
圖1用V型塊定位加工時(shí)的定位誤差
當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。
定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。
根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。如圖2，兩個(gè)極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差
圖2 定位誤差
=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2
=Td1/(2sina/2)+Td2/2
=0.043/2sin45+0.03/2
0.392
3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了鉸鏈壓板夾緊工件。本工序?yàn)殂@切削余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
鉆夾具裝配圖如下
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們踏入社會(huì)的關(guān)鍵一步。
致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)受到了院系各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，得到了全校教師的大力支持與幫助。在此，我衷心的向你們道一聲：你們辛苦了。
通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)我們四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的綜合的檢測(cè)，更是一個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧及綜合復(fù)習(xí)的過(guò)程；對(duì)機(jī)械繪圖、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)等過(guò)程等都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給了我足夠時(shí)間來(lái)完成整套夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了老師和同學(xué)的幫助與指導(dǎo)，在此表示感謝；也對(duì)做相關(guān)題目的同學(xué)的資助表示感謝，感謝他們?cè)谀＞咴O(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的幫助和指導(dǎo)，尤其對(duì)擔(dān)任本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示深深敬意，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到一些困難，在老師的幫助下我才順利的完成了該夾具的設(shè)計(jì)，他對(duì)我設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評(píng)與修改建議，使我的設(shè)計(jì)的夾具最終更加的完善。
這次設(shè)計(jì)我深知有很多不足，在此懇請(qǐng)大家給予指導(dǎo)
參 考 文 獻(xiàn)
1， 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8
2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2
3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12
4， 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京： 北京出版社 1990，12
5， 鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000
6， 黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7
7， 丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社 1997
8， 儲(chǔ)凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)出版社 1997，12
9， 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京： 中國(guó)計(jì)量出版社 2000，1
10，樂(lè)兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12
11，李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1983，4
12，陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1986，4
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15，李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7
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