花键轴零件的加工钻6-M12-6H螺纹孔夹具设计及机械加工工艺规程

0花键轴零件的机械加工工艺规程及加工钻 6-M12-6H 螺纹孔夹具设计摘 要在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差1ABSTRACTIn the process design, we should analyze the parts, understand the structure of the parts, design the machining datum, design the process route. Then, determine the process equipment and cutting parameters. Then select all components of the fixture, select the location error, analyze the rationality and the shortage of the fixture, and pay attention to the design.Key words: process, working procedure, cutting dosage, clamping, positioning0目录摘 要 .1ABSTRACT.21 引言 .12 工艺规程设计 .22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用 .22.1.2 零件的工艺分析 .32.2 工艺规程设计 .42.2.1 确定毛坯的制造形式 .42.2.2 零件生产类型的选择 .42.3 绘制毛坯-零件合图 .72.3.1 基面的选择 .72.3.2 制定工艺路线 .82.3.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .122.3.5 确定切削用量 .12第 3 章 钻 6XM12 螺纹孔夹具设计 .213.1 设计机床夹具前的准备工作 .213.1.1 明确工件的年生产纲领 .213.1.2 充分理解工件的零件图和工序图 .213.2 确定机床夹具的结构方案 .213.2.1 选择定位原件 .213.2.2 选择夹紧机构 .213.2.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用 .2213.3 夹具结构方案的设计 .243.4 绘制夹具装配图 .253.5 误差分析与计算 .263.6 确定夹具体结构和总体结构 .273.7 夹具设计及操作的简要说明 .28结 论 .29参考文献 .30致 谢 .3201 引言机械制造技术基础毕业设计是在学完了机械制造技术基础后的教学环节，它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部毕业进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生应当通过机械制造技术基础毕业设计在下述各方面得到锻炼：1.能熟练运用机械制造技术基础毕业中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2.提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。3.学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称出处、能够做到熟练运用。 312 工艺规程设计本零件，假设年产量为 5000 件，每台机器需要该零件 1 个，备品率为 19%，废品率为 0.25%，每日工作班次为 1 班。该零件材料为 45，考虑到零件在工作时有很多的要求，所以选择铸造。依据设计要求 Q=5000 件/年，n=1 件/台；结合生产实际，备品率 和 废品率 分别取19%和 0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=Qn(1+)（1+)=7437.5 件/年2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目说给定的零件是花键轴，位于传动系统中，一般与配合使用。主要作用是用于空间交错的两轴间传递运动和动力的传动机构。零件上有两个的轴段，用于与轴承内圈相配合，其支承作用。零件上有带键槽的的轴头用于与联轴器相连接传递运动和动力。22.1.2 零件的工艺分析花键轴轴这个零件从零件图上可以看出，它一共有四组加工表面，而这四组加工表面之间有一定的位置要求，现将这三组加工表面分述如下：1.以两端孔为中心的加工表面这一组的加工表面包括：两端孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面为两端中心孔，这要是因为中心孔的轴线要用作后面加工的定位和工序基准。2.以左端外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括：轴段外圆面、一个的键槽、轴段外圆面。其中主要加工表面为轴段外圆面、一个的键槽，这是用来连接联轴器的。3.以右端外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括：两个轴段的外圆面及左边倒角、右边定位轴肩。其主要加工表面为两个轴段的外圆面，这是用来与轴承内圈配合用于支承的。4.以键槽为中心的加工表面这一组的加工表面包括：键槽。主这是用来配合用于传递运动和动力的。这四组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：轴头外圆面，两个轴段外圆面，轴段外圆面把两端中心孔轴线作为公共基准，有圆跳动要求。键槽两侧面相对于有对称度要求。由以上分析可知，对于这四组加工表面而言，我们可以先加工两端中心孔这一组加工表面，然后以其轴线为基准，借助夹具进行其他三组表面的加工，并且保证它们之间的形状精度要求。32.2 工艺规程设计2.2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 45 钢，考虑到花键轴在传动过程中收到的振动，载荷，受力等方面的影响，因此应该选用锻件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，由于零件产量为中大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，可以采用模锻成型，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2.2 零件生产类型的选择由以上分析可知。该轴零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于轴来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。零件毛坯的生产加工主要有三种方式：铸造、锻压、焊接。一 常见零件毛坯类型机械零件的常用毛坯包括铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。1铸件是形状较复杂的零件毛坯，宜采用铸造方法制造。目前生产中的铸件大多数是砂型铸造，少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造，如金属性铸造、熔模铸造和压力铸造等。2锻件适用于强度要求较高，形状比较简单的零件毛坯，锻造方法有自由锻和模锻。自由锻的加工余量大，锻件精度低，生产率不高，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯制造。模锻加工余量小，锻件精度高，生产率高，适用于中小型零件毛坯的大批量生产。3型材有热轧和冷拉两种。热轧型材的精度较低，适用于一般零件的毛坯。冷拉型材的精度较高，适用于对毛坯精度要求较高的中小型零件的毛坯制造，可用于自动机床加工。44焊接件是根据需要用焊接的方法将同类材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。焊接件制造简单，生产周期短，但变形较大，需经时效处理后才能进行机械加工。焊接方法适用于大型毛坯、结构复杂的毛坯制造。5冷冲压件适用于形状复杂的板料零件。二 毛坯选择的原则选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且对零件的加工质量、加工方法、生产率及生产成本都有很大的影响。因此，选择毛坯要从毛坯的制造和机械加工两方面综合考虑，以求得最佳的技术经济效果。在选择毛坯时应考虑下列因素：1零件材料及力学性能要求例如材料为铸铁的零件，应选择铸造毛坯。对于重要的钢制零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件毛坯；形状较简单及力学性能不太高时，可用型材毛坯；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。2零件的结构形状与大小轴类零件毛坯，如直径和台阶相差不大，可用棒料；如各台阶尺寸相差较大，则宜选用锻件。大型零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；中小型零件可用模锻件或特种铸造件。3生产类型大批大量生产时，应选用毛坯精度和生产率均较高的毛坯制造方法，和精密如模锻、金属型机器造型铸造和精密铸造。单件小批生产时，可采用木模手工造型铸造或自由锻造。54现有生产条件选择毛坯时，必须考虑现有生产条件，如现有毛坯制造的水平和设备情况，外协的可能性及经济性等。5充分利用新工艺、新材料为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑应用新工艺、新技术和新材料。如精铸、精锻、冷轧、冷挤压和粉末冶金等在机械中的应用日益广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料，大大提高了经济效益。三 典型零件毛坯的选择根据毛坯的选择原则，下面分别介绍轴杆类、盘套类和机架箱体类等典型零件的毛坯的选择方法。1轴杆类零件的毛坯选择作用：轴杆类零件指各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、摇臂、螺栓、销子等。这类零件一般轴向（纵向）尺寸远大于径向(横向)尺寸，是机械产品中支撑传动件、承受载荷、传递扭矩和动力的常见典型零件。毛坯选择：轴类零件最常用毛坯是型材和锻件。 对于光滑的或有阶梯但直径相差不大的一般轴，常用型材（即热轧或冷拉圆钢）作为毛坯。 对于直径相差较大的阶梯轴或要承受冲击载荷和脚边应力的重要轴，均采用锻件作为毛坯。生产批量较小时，采用自由锻件。生产批量较大时，采用模锻件。 对于结构形状复杂的大型轴类零件，其毛坯采用砂型铸造件、焊接结构件或6铸-焊结构毛坯。根据图纸参数要求，选择生产批量较大的轴，采用模锻成型。2.3 绘制毛坯-零件合图毛坯图如图 2-12.3.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 3（1）粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，所有表面都需要加工，按照有关粗基准的选择原则，选取最大外圆面作为粗基准。（2）精基准的选择7主要应该考虑基准重合的问题。设计基准，工序基准，定位基准相重合，可以减少定位误差和基准不重合引起的误差，因此选择两中心孔的公共中心线作为精基准。2.3.2 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一10 锻 造 采用锻造的方法获得毛坯20 时效 时效处理，去应力30 车 粗车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。40 车 粗车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。50 热 调质处理60 车 半精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。70 车 半精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。80 车 精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。90 车 精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。100 车 车 M130X3 外螺纹110 铣 铣键槽 R16120 钻 钻左端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝8130 钻 钻右端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝140 磨 粗、精磨 160mm 外圆面，150mm 轴段外圆面，116mm 轴段外圆面，以及磨制过渡圆角。150 钳 去毛刺160 检 检验170 库 入库2.工艺路线方案二10 锻 造 采用锻造的方法获得毛坯20 时效 时效处理，去应力30 车 粗车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。40 车 粗车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。50 热 调质处理60 车 半精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。70 车 半精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。70 车 精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。80 车 精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。90 磨 粗、精磨 160mm 外圆面，150mm 轴段外圆面，116mm 轴段外圆面，以及磨制过渡圆角。150 钳 去毛刺100 车 车 M130X3 外螺纹110 铣 铣键槽 R16120 钻 钻左端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝130 钻 钻右端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝160 检 检验9170 库 入库3.工艺路线方案的比较与分析上述两个工艺路线方案的特点在于：方案一对于整个花键轴轴一起加工，减少装夹次数，同时在加工过程中有效防止了加工产生的应力对后加工工序的影响；方案二对不同部位进行粗、半精、精加工，不能对一台机床进行连续运用。综合比较选择工艺路线方案一。10 锻 造 采用锻造的方法获得毛坯20 时效 时效处理，去应力30 车 粗车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。40 车 粗车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。50 热 调质处理60 车 半精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。70 车 半精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。80 车 精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。90 车 精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。100 车 车 M130X3 外螺纹110 铣 铣键槽 R16120 钻 钻左端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝130 钻 钻右端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝140 磨 粗、精磨 160mm 外圆面，150mm 轴段外圆面，116mm 轴段外圆面，以及磨制过渡圆角。150 钳 去毛刺10160 检 检验170 库 入库考虑到本零件在结构上的特点，显然上述方案还有一些欠考虑之处。例如加工与轴承配合轴段的定位轴肩时，定位轴肩在模锻上不易直接加工出来，采用车床加工更合适，因此，这应该列为单独的一道工序。综合考虑，工艺路线方案为：10 锻 造 采用锻造的方法获得毛坯20 时效 时效处理，去应力30 车 粗车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。40 车 粗车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。50 热 调质处理60 车 半精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。70 车 半精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。80 车 精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。90 车 精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 0.5mm 加工余量。100 车 车 M130X3 外螺纹110 铣 铣键槽 R16120 钻 钻左端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝130 钻 钻右端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝140 磨 粗、精磨 160mm 外圆面，150mm 轴段外圆面，116mm 轴段外圆面，以及磨制过渡圆角。150 钳 去毛刺160 检 检验170 库 入库112.3.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定花键轴零件材料为 45 钢，硬度为 217255HBS，生产类型为中、大批生产，采用普通模锻，精度 IT13。根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.轴段外圆面这段轴表面粗糙度为 1.6,需要粗车，半精车，粗磨，半精磨加工。直径加工余量为 2Z=7mm。2.3.5 确定切削用量工序 30： 粗车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及 118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。工件材料：45 钢正火，模锻机床：普通车床 C620-1刀具：刀具材料 YT15，刀杆尺寸 1625mm2 中心钻：带护锥的中心孔刀具，基本尺寸为 d=4mm2.计算切削用量(1)选择背吃刀量。根据已知条件，单边余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)选择进给量。查表得，f=0.4mm/r。(3)选择切削速度。工件材料为热轧 45 刚，由表知，当=2mm ，f=0.4mm/r 时，=100m/min。(4)确认机床主轴转速12=1000v/=100043=740.6r/min从机床主轴箱标牌上查得，实际主轴转速为 680r/min，故实际切削速度/1000=3.14(5)校验机床功率。由表知，单位切削力查表其它切削条件修正系数为 1，故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW，由机床说明书知，普通车床 C620-1 主电动机功率为 7.62KW，取机床效率=0.8，则=3.25kW/0.8=4.06KW 所以机床效率够用。2）粗车左端面(1)选择背吃刀量。根据已知条件，单边余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)选择进给量。查表得，f=0.3mm/r。(3)选择切削速度。工件材料为热轧 45 刚，由表知，当=2mm ，f=0.3mm/r 时，=100m/min。(4)确认机床主轴转速=1000v/=100027=1179.5r/min从机床主轴箱标牌上查得，实际主轴转速为 1000r/min，故实际切削速度/1000=3.14(5)校验机床功率。由表知，单位切削力查表其它切削条件修正系数为 1，故主切削力13=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，由机床说明书知，普通车床 C620-1 主电动机功率为 7.62KW，取机床效率=0.8，则=2.35kW/0.8=2.93KW 所以机床效率够用3）粗车的外圆面(1)选择背吃刀量。根据已知条件，肩轴采用一次切削，另两个外圆面采用二次切削，取=2mm 。(2)选择进给量。查表得，f=0.4mm/r。(3)选择切削速度。工件材料为热轧 45 刚，由表知，当=2mm ，f=0.4mm/r 时，=100m/min。(4)确认机床主轴转速=1000v/=100043=740.6r/min从机床主轴箱标 牌上查得，实际主轴转速为 680r/min，故实际切削速度/1000=3.14(5)校验机床功率。由表知，单位切削力查表其它切削条件修正系数为 1，故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW，由机床说明书知，普通车床 C620-1 主电动机功率为 7.62KW，取机床效率=0.8，则=3.25kW/0.8=4.06KW 所以机床效率够用。4）粗车的外圆面14(1)选择背吃刀量。根据已知条件，单边余量 Z=2.3mm，所以取=2.3mm 。(2)选择进给量。查表得，f=0.5mm/r。(3)选择切削速度。工件材料为热轧 45 刚，由表知，当=2.3mm ，f=0.5mm/r 时，=100m/min。(4)确认机床主轴转速=1000v/=100070=454.96r/min从机床主轴箱标牌上查得，实际主轴转速为 500r/min，故实际切削速度/1000=3.14(5)校验机床功率。由表知，单位切削力查表其它切削条件修正系数为 1，故主切削力=2305N切削功率=2958.23/60000KW=5.419KW，由机床说明书知，普通车床 C620-1 主电动机功率为 7.62KW，取机床效率=0.8，则=5.419kW/0.8=6.77KW 所以机床效率够用。工序 40 粗车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 2mm 加工余量。(1)选择背吃刀量。根据已知条件，单边余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)选择进给量。查表得，f=0.3mm/r。(3)选择切削速度。工件材料为热轧 45 刚，由表知，当=2mm ，f=0.3mm/r 时，=100m/min。15(4)确认机床主轴转速=1000v/=100032=995r/min从机床主轴箱标牌上查得，实际主轴转速为 1000r/min，故实际切削速度/1000=3.14(5)校验机床功率。由表知，单位切削力查表其它切削条件修正系数为 1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.77KW，由机床说明书知，普通车床 CA6140 主电动机功率为 7.62KW，取机床效率=0.8，则 =2.77kW/0.8=3.46KW 所以机床效率够用工序 60 半精车花键轴右端面，粗车 150mm 外圆、131mm 外圆 定位轴肩，以及118mm 外圆面，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。(1)选择背吃刀量。根据已知条件，单边余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)选择进给量。查表得，f=0.3mm/r。(3)选择切削速度。工件材料为热轧 45 刚，由表知，当=2mm ，f=0.3mm/r 时，=100m/min。(4)确认机床主轴转速=1000v/=100027=1179.5r/min从机床主轴箱标牌上查得，实际主轴转速为 1000r/min，故实际切削速度/1000=3.1416(5)校验机床功率。由表知，单位切削力查表其它切削条件修正系数为 1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，由机床说明书知，普通车床 CA6140 主电动机功率为 7.62KW，取机床效率=0.8，则 =2.35kW/0.8=2.93KW 所以机床效率够用工序 70 半精车花键轴左端面，粗车 160mm 外圆、116mm 外圆 定位轴肩，以中心孔轴线为基准，各留 1mm 加工余量。(1)选择背吃刀量。根据已知条件，单边余量 Z=2mm，所以取=2mm 。(2)选择进给量。查表得，f=0.3mm/r。(3)选择切削速度。工件材料为热轧 45 刚，由表知，当=2mm ，f=0.3mm/r 时，=100m/min。(4)确认机床主轴转速=1000v/=100027=1179.5r/min从机床主轴箱标牌上查得，实际主轴转速为 1000r/min，故实际切削速度/1000=3.14(5)校验机床功率。由表知，单位切削力查表其它切削条件修正系数为 1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，17由机床说明书知，普通车床 CA6140 主电动机功率为 7.62KW，取机床效率=0.8，则 =2.35kW/0.8=2.93KW 所以机床效率够用工序 110 铣键槽 R16铣刀：直柄键槽铣刀 （根据 GB/T1112.1-1997）d=6mm，l=10mm，L=45mm采用一次行程铣键槽，=3.5mm，垂直切入时 =14mm/min，纵向切入时=47mm/min。工序 120 钻左端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床，刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻头直径小于 10 的钻孔进m给量为 0.500.35 。rm则取 rf30.确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9切削速度计算公式为 （3-min0kfaTdcvvyxpmzv50）查得参数为 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8yxzcvvvv min则 = =1.65.0125.02.337min所以 = =72n74.6ir选取 i120所以实际切削速度为 =2.6474.3vmin18确定切削时间（一个孔） =ts203.8工序 130 钻右端面 6XM12 螺纹底孔并攻丝钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床，刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻头直径小于 10 的钻孔进m给量为 0.500.35 。rm则取 rf30.确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9切削速度计算公式为 （3-min0kfaTdcvvyxpmzv50）查得参数为 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8yxzcvvvv min则 = =1.65.0125.02.337min所以 = =72n74.6ir选取 i120所以实际切削速度为 =2.6474.3vmin确定切削时间（一个孔） =ts203.8工序 140 粗、精磨 160mm 外圆面，150mm 轴段外圆面，116mm 轴段外圆面，以及磨制过渡圆角。机床M114W 万能外圆磨床191)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料 A46KV6P 350 40 127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂，6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350x40x1272)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33-42 有工件速度 18m/min 切削深度 0.0157mm/st wvrf纵向进给量 0.5B20mm(双行程) af3)切削工时 rabfvkDZt102式中D-被加工直径 b-加工宽度Z -单边加工余量bK-系数 V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量af-工作台往返一次砂轮径向进给量af0.55(min)0157.218092t20第 3 章 钻 6XM12 螺纹孔夹具设计3.1 设计机床夹具前的准备工作3.1.1 明确工件的年生产纲领工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。3.1.2 充分理解工件的零件图和工序图零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，他决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据。工序图给出了零件本工序的工序基准、以加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面、决定了机床夹具的定位方案，如选用平面定位、孔定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要顶六个自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是选择机床，刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外形尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。3.2 确定机床夹具的结构方案3.2.1 选择定位原件固定 V 形块活动 V 形块3.2.2 选择夹紧机构（1） 夹紧力的方向：夹紧力的要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。21（2） 夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应该选择在定位元件支撑点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件的定位准确、不变形。 （3）选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题： 安全性 夹紧机构应具备足够的强度和加紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。 手动夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。 夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。 手动夹紧机构应操作灵活、方便。3.2.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。22表d D D1 H t基本 极限偏差 F7基本 极限偏差 D601 3 +0.010+0.004611.8 4 71.82.6 5 86 9 -2.63+0.016+0.00635.36+0.016+0.008 95.34 7 1045 8 118 12 1656+0.022+0.01010+0.019+0.0101168 12 1510 16 20810+0.028+0.011 15 181012 +0.034 18+0.023+0.0122212 20 250.008231215 22 261518+0.01626 3016 28 361822 30+0.028+0.015342226 35 3920 36HT1502630+0.041+0.02042 463035 48+0.033+0.0175225HT150563542 55 594248 110 660.0124850+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040钻模板选用固定式钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.3 夹具结构方案的设计（1）首先对工件的加工要进行分析，根据工件的形状和加工要求，我认为采用立式钻床比较合理。（2）然后，根据六点定位原理，选用定位销套在圆柱内孔，这样配合使用来完成限制了五个自由度，加上圆柱销，这样就共限制了六个自由度，正好满足六点定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧，可以利用移动压板，进行夹紧，因为移动压板简单使用，而且不影响加工过程，所以最总选择移动压板进行夹紧。（3）最后，对整个夹紧方案分析得出，定位约合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计可行。这样就可使工件稳固的夹紧在机床上，能更加方便，准确的进行加工。243.4 绘制夹具装配图（1）装配图应按照国家标准尽可能 1：1 地绘制，用剖视图完整清晰的表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位面夹紧面加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。（5）标注必要的尺寸、配合、公差等夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差（6）标注技术条件。定位元件的定位面间相互位置精度。定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。定位表面与导向元件间的位置精度。导向元件工作面间的位置精度。（7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。253.5 误差分析与计算1) 夹具安装误差 A因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。图 5-2 中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差， =0.A2) 夹具误差 J因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差 主要包括定位元件相对于安装基准J的尺寸或位置误差 ；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺1J寸或位置误差 ；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差 ；若有分度装置2 3J时，还存在分度误差 。以上几项共同组成夹具误差 。F J3) 加工方法误差 G因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差 的 1/5.计算时可设K3G067.2.K。13.4.3G4) 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工误差 为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是26KGJATD222即工件的总加工误差 应不大于工件的加工尺寸 。K为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量 。因此将上式改写为CJCKJ或 0KCJ当 时，夹具能满足工件的加工要求。 值的大小还表示了夹具使用寿命0CJ CJ的长短和夹具总图上各项公差值 确定得是否合理。J知此方案可行。3.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。27（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。3.7 夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。结 论通过近一个月的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：（1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。（2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。（3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。参考文献1 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具，1982. (1)2 孙已德，机床夹具图册M ，北京：机械工业出版社， 1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M ，贵阳：贵州任命出版社，1983 ： 42-50。4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 。5 孟少龙，机械加工工艺手册第 1 卷M，北京：机械工业出版社，1991。6 金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册M，上海：上海科学技术出版社，1979。7 李洪，机械加工工艺师手册M ，北京：机械工业出版社， 1990。8 马贤智，机械加工余量与公差手册M ，北京：中国标准出版社， 1994。9 上海金属切削技术协会，金属切削手册M ，上海：上海科学技术出版社，1984。10 周永强，高等学校毕业设计指导 M，北京：中国建材工业出版社，2002。11 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.112 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计 M，重庆：重庆大学出版社，1995。13 东北重