齒輪軸加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
摘要
本文是對(duì)齒輪軸零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)支架零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為齒輪軸工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)專用夾具。
關(guān)鍵詞 齒輪軸，加工工藝，專用夾具，設(shè)計(jì)
II
Abstract
This paper is the analysis of the gear shaft parts processing technology application and processing, including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture, the formulation of the process route, tool selection, cutting, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition, processing of two processes to support part of the design of special fixture.
Many kinds of the machine tools fixture, the fixture, the most widely used, the size has been standardized, and there is a professional factory production. But widely uses in the volume production, specially the special fixture for gear shaft workpiece machining processes and services, to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The main content of this thesis is to design fixture design fixture.
Keywords gear shaft, machining process, fixture, design
目錄
引言 3
1 緒論 4
1.1 機(jī)械加工工藝概述 4
1.2機(jī)械加工工藝流程 4
1.3夾具概述 5
1.4機(jī)床夾具的功能 5
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 6
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 6
1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 6
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8
2.1 零件的分析 8
2.1.1 零件的作用 8
2.1.2 零件的工藝分析 8
2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9
2.2.1 確定毛坯的制造形式 9
2.2.2 基面的選擇 9
2.2.3 制定工藝路線 10
2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13
2.2.5 確定切削用量 13
3 基本工時(shí) 27
4 銑16槽夾具設(shè)計(jì) 31
4.1研究原始質(zhì)料 31
4.2定位基準(zhǔn)的選擇 31
4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 31
4.4 誤差分析與計(jì)算 33
4.5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 34
4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 35
結(jié)論 37
致謝 38
參考文獻(xiàn) 39
引言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)后的教學(xué)環(huán)節(jié)，它一方面
要求學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，另外，也為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過(guò)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)在下述各方面得到鍛煉：
1.能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)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(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。
2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
3.學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱出處、能夠做到熟練運(yùn)用。[3]
42
1 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過(guò)程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。
一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。
機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。
比如，上面說(shuō)的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明。
總的來(lái)說(shuō)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)工藝流程是綱領(lǐng)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機(jī)械加工工藝流程
機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。
3) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。
4) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
5) 填寫工藝文件。
6) 選擇毛坯。
7) 擬訂工藝路線。
8) 確定切削用量及工時(shí)定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。
在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
1.3夾具概述
現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。
在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。
1.4機(jī)床夾具的功能
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1） 定位
定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。
確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊
由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。
（1）對(duì)刀 如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模
如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置
并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。特別是近年來(lái)，，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
4）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
5）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。
6）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化、柔性化四個(gè)方面。
標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。
夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。
通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。
精密化
精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。
柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力。
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、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目說(shuō)給定的零件是齒輪軸，位于傳動(dòng)系統(tǒng)中，一般與蝸輪配合使用。主要作用是用于空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。零件上有兩個(gè)的軸段，用于與軸承內(nèi)圈相配合，其支承作用。零件上有帶鍵槽的的軸頭用于與聯(lián)軸器相連接傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
2.1.2 零件的工藝分析
齒輪軸這個(gè)零件從零件圖上可以看出，它一共有四組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下：
1.以兩端為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：兩端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面為兩端中心孔，這要是因?yàn)橹行目椎妮S線要用作后面加工的定位和工序基準(zhǔn)。
2.以外圓面為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：軸段外圓面、一個(gè)的鍵槽、軸段外圓面。其中主要加工表面為軸段外圓面、一個(gè)的鍵槽，這是用來(lái)連接聯(lián)軸器的。
3.以兩個(gè)軸段外圓面為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：兩個(gè)軸段的外圓面及左邊倒角、右邊定位軸肩。其主要加工表面為兩個(gè)軸段的外圓面，這是用來(lái)與軸承內(nèi)圈配合用于支承的。
4.以分度圓直徑為齒輪中心的加工表面
這一組的加工表面包括：分度圓直徑為的齒輪中心。
這四組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
軸頭外圓面，兩個(gè)軸段外圓面，軸段外圓面把兩端中心孔軸線A—B作為公共基準(zhǔn)，有圓跳動(dòng)要求。
鍵槽兩側(cè)面相對(duì)于公共基準(zhǔn)A—B有對(duì)稱度要求。
由以上分析可知，對(duì)于這四組加工表面而言，我們可以先加工兩端中心孔這一組加工表面，然后以其軸線為基準(zhǔn)，借助夾具進(jìn)行其他三組表面的加工，并且保證它們之間的形狀精度要求。
2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為40Cr鋼，考慮到蝸桿在傳動(dòng)過(guò)程中收到的振動(dòng)，載荷，受力等方面的影響，因此應(yīng)該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件產(chǎn)量為中大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
2.2.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。[3]
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)于本零件來(lái)說(shuō)，所有表面都需要加工，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選取最大外圓面作為粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)相重合，可以減少定位誤差和基準(zhǔn)不重合引起的誤差，因此選擇兩中心孔的公共中心線作為精基準(zhǔn)。
2.2.3 制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1.工藝路線方案一
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量
40 粗車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
70 半精車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓 Φ75mm加工到尺寸要求。
80 銑鍵槽，選擇兩個(gè)Φ60mm 外圓面作為基準(zhǔn)。
90 插齒輪
100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過(guò)渡圓角。
110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。
120 去毛刺
130 檢驗(yàn)
140 入庫(kù)
2.工藝路線方案二
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量
40 粗車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
70 銑鍵槽，選擇兩個(gè)Φ60mm 外圓面作為基準(zhǔn)。
80 半精車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓 Φ75mm加工到尺寸要求。
90 插齒輪
100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過(guò)渡圓角。
110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。
120 去毛刺
130 檢驗(yàn)
140 入庫(kù)
3.工藝路線方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝路線方案的特點(diǎn)在于：方案一對(duì)于整個(gè)齒輪軸一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時(shí)在加工過(guò)程中有效防止了加工產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)后加工工序的影響；方案二對(duì)不同部位進(jìn)行粗、半精、精加工，不能對(duì)一臺(tái)機(jī)床進(jìn)行連續(xù)運(yùn)用。綜合比較選擇工藝路線方案一。
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量
40 粗車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓 Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
70 半精車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓 Φ75mm加工到尺寸要求。
80 銑鍵槽，選擇兩個(gè)Φ60mm 外圓面作為基準(zhǔn)。
90 插齒輪
100 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過(guò)渡圓角。
110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。
120 去毛刺
130 檢驗(yàn)
140 入庫(kù)
考慮到本零件在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，顯然上述方案還有一些欠考慮之處。例如加工與軸承配合軸段的定位軸肩時(shí)，定位軸肩在模鍛上不易直接加工出來(lái)，采用車床加工更合適，因此，這應(yīng)該列為單獨(dú)的一道工序。綜合考慮，工藝路線方案為：
工藝一：鍛造
工藝二：去飛邊
工藝三：以作外圓面為粗基準(zhǔn)車端面，打中心孔。選擇六角車床
工藝四：粗車齒輪軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床
工藝五：車制兩個(gè)定位軸肩，以及兩個(gè)軸段退刀槽，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床
工藝六：調(diào)制
工藝七：半精車外圓，控制軸線方向的各個(gè)軸段的長(zhǎng)度。以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床
工藝八：倒角
工藝九：銑鍵槽，選擇兩個(gè)外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通立式銑床，采用專用夾具。
工藝十：車螺紋，選擇兩個(gè)外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通車床，采用專用夾具。
工藝十一：淬火
工藝十二：粗磨軸頭外圓面，兩個(gè)軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以及磨制過(guò)渡圓角，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。
工藝十三：精磨軸頭外圓面，兩個(gè)軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。
工藝十四：研磨螺紋面
工藝十五：去毛刺
工藝十六：檢驗(yàn)入庫(kù)
2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
蝸桿零件材料為40Cr鋼，硬度為217~255HBS，生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，采用普通模鍛，精度IT13。
根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.軸段外圓面
這段軸表面粗糙度為1.6,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨加工。直徑加工余量為2Z=7mm。
2. 軸段沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量
長(zhǎng)度余量取4mm，模鍛斜度為5。
3．直徑65軸段外圓面
這段軸無(wú)表面粗糙度要求，需要粗車，半精車，直徑加工余量為2Z=7mm。
4直徑65軸段沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量
長(zhǎng)度余量取3.5mm，模鍛斜度為5，外圓角為R4。
2.2.5 確定切削用量
3.1工序30 粗車齒輪軸右端面，粗車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，留2mm加工余量
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故
== （3-1）
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
=0.7
確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （3-2）
由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
== （3-5）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
3.2工序40 粗車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ60mm、Φ75mm、留2mm加工余量
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
3.3工序60 半精車齒輪軸右端面，半精車外圓Φ60mm、Φ65mm、Φ80mm、Φ141.78 ，其中外圓Φ60mm、Φ65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
工序70 半精車齒輪軸左端面，保證全長(zhǎng)，半精車外圓Φ60mm留0.5mm加工余量、半精車外圓Φ75mm加工到尺寸要求。
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=0.9mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
工序80 粗銑鍵槽
機(jī)床的選擇：X52K型銑床
（1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因?yàn)殂娤鲗挾龋刹榈昧姷?
2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
銑削深度由工序決定，因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?，故均可以一次性走完，則粗銑削時(shí)為3.4mm。
2）決定每齒進(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時(shí)，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時(shí)，）
銑削速度計(jì)算公式：
查，根據(jù)表2.1-77可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30，X52K型銑床的使用說(shuō)明書，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
3.6.1精銑鍵槽
（1）選擇的機(jī)床、刀具的型號(hào)、尺寸均和粗銑相同
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。
2）決定每齒進(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度時(shí)，銑刀每齒進(jìn)給量，取，所以 mm/r
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時(shí)，）
銑削速度計(jì)算公式：
查，根據(jù)表2.1-77，可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30， XK5532型數(shù)控銑床的使用說(shuō)明書，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
工序100: 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過(guò)渡圓角。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=，故 ==0.195min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min
則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間0.195min, 輔助時(shí)間0.2min。
8.16.1工序 磨外圓達(dá)到尺寸要求，磨外圓尺寸要求
1）確定磨削深度=0.4mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=i，故 ==0.66min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min,
則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間0.66min, 輔助時(shí)間0.2min。
工序100: 粗、精磨右端面及外圓Φ60mm、Φ65mm，以及磨制過(guò)渡圓角。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=，故 ==0.195min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min
則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間0.195min, 輔助時(shí)間0.2min。
工序110 粗、精磨左端面及外圓Φ75mm。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=i，故 ==0.66min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min,
則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間0.66min, 輔助時(shí)間0.2min。
3 基本工時(shí)
3.1工序30 粗車右端面
式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
3.2工序30 粗車Φ68外圓留2.5mm的余量，粗車Φ50外圓留2.5mm的余量，粗車至圖紙尺寸外圓留2.5mm余量
式中，l=413.5mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=418.5mm,故
min
3.2工序30 粗車外圓留2mm的余量，粗車外圓留2mm的余量，以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面，粗車外圓留2mm的余量
式中，l=263mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=268mm,故
min
3.2.1半精車左端面，保證總長(zhǎng)614.5，半精車Φ68外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車Φ50外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺(tái)階留1mm余量
式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故
min
3.2.1 掉頭裝夾，半精車外圓留2mm的余量，半精車外圓留1mm的余量，以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面. 半精車外圓留1mm的余量
式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故
min
3.2.2工序110 車退刀槽4XΦ38, 車退刀槽3XΦ38
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
3.2.2工序110 精車外圓以及外圓臺(tái)階留0.5mm余量，并倒角0.5x45度
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
3.2.2工序110 精車外圓留0.8mm的余量，精車外圓留0.5mm的余量，以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
3.2.2工序110 車螺紋M40X1.5-6g
式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=77mm,故
min
3.5.1精銑
式中，。，則，
min
3.5.1精銑
式中，。，則，
min
4 銑16槽夾具設(shè)計(jì)
4.1 銑床專用夾具的主要類型
（一）直線送進(jìn)的專用銑床夾具
這類夾具安裝在銑床工作臺(tái)上，加工中工作臺(tái)是按直線進(jìn)給方式運(yùn)動(dòng)的，
在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對(duì)于這類銑床夾具，可采用連動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)，和液壓傳動(dòng)裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機(jī)構(gòu)時(shí)間和裝卸工件時(shí)間重合等項(xiàng)措施。
（二）圓周送進(jìn)的專用銑床夾具
圓周銑削法的送進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)連續(xù)的，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是一種高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。
設(shè)計(jì)圓周送進(jìn)銑床夾具時(shí)應(yīng)注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少銑刀的空程和夾具的尺寸和質(zhì)量；手柄沿轉(zhuǎn)臺(tái)的四周分布以便于操作，盡可能采用氣動(dòng)液壓等機(jī)械化夾緊方式以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
（三）機(jī)械仿形送進(jìn)的靠模夾具
靠模夾具時(shí)用來(lái)加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送進(jìn)運(yùn)動(dòng)和由靠模獲得的輔助運(yùn)動(dòng)合成加工所需要的仿形運(yùn)動(dòng)。因此按照送進(jìn)運(yùn)動(dòng)的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進(jìn)和圓周送進(jìn)的兩種。采用靠模夾具可在一般萬(wàn)能銑床上加工出所需要的成形面以代替價(jià)格昂貴的靠模銑床加工，這對(duì)于中小廠來(lái)說(shuō)，通過(guò)采用夾具來(lái)擴(kuò)大機(jī)床工藝用途，以解決缺少特殊設(shè)備問(wèn)題，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。
4.2 銑床專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（一）由于銑削過(guò)程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時(shí)多可能在改變。所以?shī)A具應(yīng)具有足夠的剛性和強(qiáng)度，夾具的重心應(yīng)盡量低，夾具的高度于寬度之比應(yīng)為1：1.25，并應(yīng)有足夠排屑空間。
（二）夾緊裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能，一般在銑床夾具上特別是粗銑，不宜采用偏心夾緊。
（三）夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承點(diǎn)。
（四）為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對(duì)位置，應(yīng)正確選用對(duì)刀裝置，對(duì)到裝置在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。
（五）切削和切削液應(yīng)能順利地排除，必要時(shí)應(yīng)開排屑孔。
（六）為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對(duì)位置，在夾具的底面應(yīng)具有兩個(gè)定向建，定向健與工作臺(tái)T形槽宜用單面貼合。當(dāng)工作臺(tái)T形槽表面平整時(shí)可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。
4.3 夾緊裝置
在機(jī)械加工中，加工件將受到切削力，離心力，慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持有定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生震動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠的夾緊。
1.夾緊裝置的組成
典型的夾緊裝置是由幾部分組成
（1）力源裝置。力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)，液壓，電動(dòng)等動(dòng)力裝置。
（2）中間遞力機(jī)構(gòu)，。中間遞力機(jī)構(gòu)是介于力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對(duì)工件的夾緊。一般遞力機(jī)構(gòu)可以在傳遞加緊作用力過(guò)程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具有一定的自鎖性能。
（3）夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過(guò)它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作。
以上就是夾緊裝置的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容。
2.夾緊裝置的基本要求
(1)在夾緊過(guò)程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位置支承。
（2）夾緊力的大小要適當(dāng)，可靠。既要是工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。
（3）夾緊裝置應(yīng)操作安全，方便，省力。
（4）夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。
4.4 專用夾具的基準(zhǔn)選擇
本夾具采用側(cè)面定位限制一個(gè)方向的自由度；由壓板軸定位，這樣六個(gè)自由度全部都被限制住了?？烧{(diào)部分安裝在夾具體上，即通過(guò)滑塊來(lái)限制住支座X軸方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。并通過(guò)滑塊上的可換定位銷來(lái)實(shí)現(xiàn)限制作用。
定位基礎(chǔ)可以通過(guò)夾具體上的面來(lái)定位或由底板來(lái)定位，因?yàn)閵A具上的面上的定位誤差比起底板所產(chǎn)生的定位誤差相比較大，因此為了減少定位誤差，在此我選擇了以底板作為定位基準(zhǔn)。
4.5 機(jī)床夾具的概述
機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱為夾具。
在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機(jī)床上加工時(shí)，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置，這一過(guò)程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。
4.5.1 機(jī)床夾具的種類
機(jī)床夾具按其適用范圍可分為通用夾具、專業(yè)夾具、組合夾具、可調(diào)夾具及隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機(jī)床來(lái)分類，則機(jī)床夾具可分為車床夾具、銑床夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具及數(shù)控機(jī)床夾具等。
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件的夾具，如三爪卡盤、平口虎鉗、萬(wàn)能分度頭等。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)。
專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。專業(yè)夾具在批量生產(chǎn)中使用，這也是本次夾具設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象。
4.5.2 機(jī)床夾具的組成
1.定位元件及定位裝置 用于確定工件在夾具中的正確位置，定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。定位元件有支承釘，支承板等。
2.夾緊元件及夾緊裝置 用于夾緊工件，保持工件定位后的位置在加工過(guò)程中不變。
3.夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體，并通過(guò)它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。
4.其他裝置或元件 各種夾具還應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置一些其它裝置或元件，有分度裝置，導(dǎo)向或?qū)Φ对?，夾具與機(jī)床之間的連接元件等。如銑削加工一般多采用定距切削，為便于調(diào)整刀具相對(duì)于工件被加工表面的位置，夾具上常設(shè)置對(duì)刀裝置，其中對(duì)刀裝置包括對(duì)刀塊和塞尺。
4.6 銑床夾具的分類
銑床夾具主要用于加工零件上的平面精加工工序、花鍵及各種成型面等，是最常見的夾具之一。按銑削的進(jìn)給方式，可將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式三類。其中，直線進(jìn)給式夾具用得最多。
另外，銑床夾具按使用范圍可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類；還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進(jìn)行分類。
4.7 銑削專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對(duì)位置，在夾具體與地面之間應(yīng)具有兩個(gè)定位鍵。
2.為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對(duì)位置，應(yīng)正確選用對(duì)刀裝置，對(duì)刀裝置應(yīng)在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。
3.考慮加工余量大和切削力方向隨時(shí)可能變化的因素，夾具應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng)度，夾具的重心應(yīng)盡量低。
4.夾具裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能。
5.夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承點(diǎn)。
6.切屑和冷卻液應(yīng)能順利排出，必要時(shí)應(yīng)開排泄孔【2】
4.8 銑床夾具的安裝
夾具在銑床工作臺(tái)上的定位,由裝在夾具體底部的兩個(gè)定位鍵實(shí)現(xiàn)。銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái)T形精加工工序的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。
定位鍵安裝在夾具體底面的縱向精加工工序中,一個(gè)夾具一般要配置兩個(gè)定位鍵。銑床夾具底座定位鍵與銑床工作臺(tái)T型精加工工序的配合連接，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè)T形精加工工序間的距離一致。T形精加工工序?qū)к壢缦聢D1.1：
圖1.1 銑床加工工序?qū)к?
4.9研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)粗、精銑18槽，該槽對(duì)中心線要滿足對(duì)稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.10定位基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)工件的加工要求，該工件必須限制工件的六個(gè)自由度，現(xiàn)根據(jù)加工要求來(lái)分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準(zhǔn)選擇的合理性。
（1） 為了保證58必須限制Z向的移動(dòng)及X向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2） 為了保證18和槽面的對(duì)稱度必須保證Z向的轉(zhuǎn)動(dòng)，X向的移動(dòng)，Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
（3） 為了保證軸肩與鍵槽右端的長(zhǎng)度為5，必須限制Y向的移動(dòng)。
4.11 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1.
由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.12 誤差分析與計(jì)算
注：V型塊夾角α=90°。
基準(zhǔn)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(duì)一批工