變速器輸出軸工藝與銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)（全套含CAD及三維圖紙）
變速器輸出軸工藝與銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)（全套含CAD及三維圖紙）,變速器,輸出,工藝,鍵槽,夾具,設(shè)計(jì),全套,cad,三維,圖紙
外文翻譯
譯文題目 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法
原稿題目A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design
原稿出處 Int J Adv Manuf Technol (2001)18:784–789
一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法
塞西爾
美國(guó)，拉斯克魯塞斯，新墨西哥州立大學(xué)，，工業(yè)工程系，虛擬企業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室（VEEL）
在這片論文里，描述了一種新的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)方法。對(duì)于一個(gè)給定的工件，這種夾具設(shè)計(jì)方法包含了識(shí)別加緊表面和夾緊位置點(diǎn)。通過(guò)使用一種定位設(shè)計(jì)方法去夾緊和支撐工件，并且當(dāng)機(jī)器正在運(yùn)行的時(shí)候，可以根據(jù)刀具來(lái)正確定位工件。該論文還給出了自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟。幾何推理技術(shù)被用來(lái)確定可行的夾緊面和位置。要識(shí)別所完成工件和定位點(diǎn)就還需要一些輸入量包括CAD模型的技術(shù)要求、特征。
關(guān)鍵詞：夾緊；夾具設(shè)計(jì)
1. 動(dòng)機(jī)和目標(biāo)
夾具設(shè)計(jì)是連接設(shè)計(jì)與制造間的一項(xiàng)重要任務(wù)。自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)（夾具CAD）是下一代制造系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。在這片論文里，討論了一種夾具設(shè)計(jì)的方法，這種方法有利于在目前環(huán)境下夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。
夾具設(shè)計(jì)方法的研究已成為國(guó)內(nèi)多家科研工作的重點(diǎn)。作者：周在[1]中對(duì)工件的穩(wěn)定和總需求約束了雙重標(biāo)準(zhǔn)，突出重點(diǎn)的工作。在夾具設(shè)計(jì)中廣泛的運(yùn)用了人工智能（AI）以及專家系統(tǒng)。部分CAD模型幾何信息也被用于夾具設(shè)計(jì)。Bidanda [4]描述了一個(gè)基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，以確定回轉(zhuǎn)體零件的定位和夾緊。夾緊機(jī)制同時(shí)用于執(zhí)行定位和夾緊功能。其他研究者（如DeVor等，[5,6]）分析了切削力鉆井機(jī)械和建筑模型及其他金屬切削加工?？涤袨榈仍赱2]中定義了裝配約束建模的模塊化與夾具元件之間的空間關(guān)系。一些研究人員采用模塊化夾具設(shè)計(jì)原則，用以生成[2,7-11]，另一些夾具設(shè)計(jì)工作者已經(jīng)報(bào)告了[1,3,9,12-23]。可以在[21,24]中找到夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的大量的審查工作。
在第二節(jié)中，對(duì)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)中各種步驟進(jìn)行了概述。在第3節(jié)和第四節(jié)中描述了工件的加工過(guò)程，要夾緊工件表面，否則將面臨工件的全面自動(dòng)測(cè)定。第5節(jié)討論了對(duì)工件的夾緊點(diǎn)的測(cè)定。
2. 夾具設(shè)計(jì)的整體方法
在本節(jié)中，描述了整體夾緊的設(shè)計(jì)方法。通常對(duì)較理想的位置的那一部分進(jìn)行夾緊，并減低切削力的影響。夾緊的位置和夾具設(shè)計(jì)中定位的位置是高度相關(guān)的。通常，夾緊和定位可以通過(guò)同樣的方法來(lái)完成。但是，不明白這兩個(gè)是夾具設(shè)計(jì)中不同的方面，可能導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)的失敗。多數(shù)人的在規(guī)劃過(guò)程中首先解決定位問(wèn)題，這樣可以使開(kāi)發(fā)的定位與設(shè)計(jì)的定位相契合。不過(guò)，整體定位及設(shè)計(jì)方法不在本文討論范文內(nèi)。
除了零件的設(shè)計(jì)（為此夾具設(shè)計(jì)有待開(kāi)發(fā)），公差規(guī)格，過(guò)程序列，定位點(diǎn)和設(shè)計(jì)等因素外，還應(yīng)投入CAD模型到夾具設(shè)計(jì)方法中。這樣的夾具可以?shī)A緊并支撐定位器。指導(dǎo)使用的主要內(nèi)容應(yīng)盡量不抵制切割或加工過(guò)程和中所涉及的操作。相反，應(yīng)定位夾具，使切削力在正確的方向，這將有助于保持在一個(gè)特定的部分加工操作安全。通過(guò)引導(dǎo)對(duì)定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位點(diǎn)，因此不能移動(dòng)的定位器。
在這里討論的夾具的設(shè)計(jì)方法必須在整體夾具設(shè)計(jì)方法的范圍內(nèi)。在此之前進(jìn)行定位器/支撐和夾具設(shè)計(jì)的初步階段，涉及到的分析和識(shí)別的功能、相關(guān)的公差和其他規(guī)范是必要的。根據(jù)初步的評(píng)估和測(cè)定，定位/支撐設(shè)計(jì)與夾具設(shè)計(jì)結(jié)果的在此基礎(chǔ)上可以同時(shí)進(jìn)行。本文對(duì)所描述夾具設(shè)計(jì)的方法討論基于定位器/支撐設(shè)計(jì)與先前已經(jīng)確定的假設(shè)（包括適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓椭С譁y(cè)定一個(gè)工件的定位，以及識(shí)別和夾具，如V元素的支持面塊，基礎(chǔ)板，定位銷等）。
（1） 夾具設(shè)計(jì)的輸入
輸入包括對(duì)特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)翼邊模型，公差信息，提取的特征，過(guò)程順序和部分在給定的每一個(gè)設(shè)計(jì)的相關(guān)特性的加工方向，面向的位置和定位裝置，以及加工過(guò)程中的各種工序，須出示每個(gè)相應(yīng)的功能。
（2）夾具設(shè)計(jì)的方法
圖一是自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)主要步驟總結(jié)圖。對(duì)這些步驟概述如下：
第1步：設(shè)置配置清單以及相關(guān)的[進(jìn)程_功能]條目。
第2步：確定方向和夾緊力。輸入必要的加工方向向量mdv1，mdv2……mdvn，面對(duì)nvs的支持力，并確定法向量。如果加工方向向下（對(duì)應(yīng)的方向向量[0，0，-1]），和面的支持向量平行于加工方向，那么，夾緊力方向平行向下加工方向[0，0，-1]。如果必需要側(cè)面夾緊并沒(méi)有可夾緊的地方，那么在其中放置一個(gè)夾具夾緊下調(diào)，然后邊鉗方向計(jì)算如下。讓sv和tv輔助常規(guī)的向量代替次要的和三級(jí)定位孔。然后，使用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊一個(gè)方向，例如，av應(yīng)平行于這兩個(gè)法向量，即，正常向量應(yīng)分別與每塊表面的sv和tv向量平行。側(cè)面夾緊面應(yīng)該是一對(duì)分別平行于面sv和tv的平面孔。
第三步：從列表中選出最大有效加工力。這樣能夠有效的平衡各加工力。
第四步：利用計(jì)算出的最高有效加工力，才能確定用來(lái)支撐工件加工的面積的夾具尺寸（例如，一個(gè)帶夾子可以作為一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)使用）。
第五步：確定給定工件的夾緊面。這一步在第4步中所述過(guò)。
第六步：該夾具的夾緊面的實(shí)際位置自動(dòng)在第5節(jié)中確定。考慮接下來(lái)的步驟并返回第一步。
3. 判斷夾具尺寸
在這項(xiàng)工作中所用到的夾具都來(lái)自一個(gè)系列。夾具的原理與圖二相同。在這一節(jié)里，描述了一個(gè)自動(dòng)化夾具。鎖模力所需的有關(guān)螺桿的螺紋裝置大小或保存到位鉗。夾緊力平衡加工工件使工件保持恰當(dāng)?shù)奈恢?。讓鎖模力為W和螺桿直徑為D。各種螺絲夾緊力大小，可以按以下方式確定：最初，極限拉伸強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）和該夾具的材料（供應(yīng)情況而定）可以從數(shù)據(jù)檢索庫(kù)檢索。各種材料有不同的拉伸強(qiáng)度。該夾具材料的選擇，也可直接采用啟發(fā)式規(guī)則進(jìn)行。例如，如果部分材料是低碳鋼，那么鉗材料可低碳鋼或機(jī)器鋼。為了確定設(shè)計(jì)應(yīng)力，抗拉強(qiáng)度值應(yīng)除以安全系數(shù)（如4或5）。根區(qū)的螺絲格A1（如一個(gè)螺絲鉗）可以被確定：[鎖模力/設(shè)計(jì)應(yīng)力]。隨后，螺栓截面全面積可以計(jì)算為等于{格A1 /（65％），}（因?yàn)槁萁z的地方可能會(huì)發(fā)生根切面積約為65％螺栓的總面積） 。螺釘?shù)闹睆紻可以被確定等同于（D2的3.14 / 4）。另一項(xiàng)涉及可用于方程有關(guān)的寬度B，高度H和跨度的鉗L的螺絲直徑為D（B，H和L可以為不同的值計(jì)算D）：d2 =4/3 BH2/L.
4. 判斷夾緊表面
確定夾具經(jīng)常出現(xiàn)的相關(guān)參數(shù)包括了產(chǎn)品的CAD模型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的選擇。考慮所有潛在的加緊面，如圖3。最關(guān)鍵的是夾緊表面不應(yīng)重疊或與該面相交，如圖4所示。夾緊面積是與工件表面（或PCF）接觸的是一個(gè)二維輪廓線段組成的（見(jiàn)圖6）。利用線段相交測(cè)試，可以測(cè)定在給定的光子晶體光纖的任何范圍內(nèi)是否可能有接觸面夾緊面重疊。
夾緊面的確定可以如下所示：
第1步：鑒別平行于二級(jí)和三級(jí)定位面（lf1和lf2）是分別到lf1和tcj最遠(yuǎn)的距離的面。如下所示：（一）鑒別面tci,tcj,使面tci和 tcj平行l(wèi)f1和tcj平行l(wèi)f2。（二）在TCF中列出面對(duì)tci的面。（三）通過(guò)檢查所有TCF中面對(duì)tci的面，確定的面對(duì)tci和tcj的面是到lf1和lf2分別最遠(yuǎn)的面，并舍棄所有其他TCF中的面。
第2步：鑒別平行面的位置，除了不相鄰的附加面。最好是選擇一個(gè)不與其他定位面垂直相鄰的面。這一步如下所示：
(a) 考慮TCF列表中的tci面，獲得與每個(gè)tci面垂直或相鄰的面然后，在FCF列表中插入每個(gè)fci面。
(b) 檢查每個(gè)FCI面，并執(zhí)行以下測(cè)試：如果FCI是相鄰、垂直于lf1或lf2，然后從列表中舍棄它并插入NTCF列表中。
第3步:確定加緊面都在有效的加緊面上，如下所述夾緊面：
例1:如果沒(méi)有條目在列表NTCF中，就使用TCF中的面并繼續(xù)執(zhí)行步驟4。如果任何面發(fā)現(xiàn)，垂直于第二，第三位置的面孔lf1和lf2，這將要面臨的是下次選擇可行的夾具。在這種情況下，唯一剩下的選擇是重新審視在列表NTCF的面。
例2：如果列表中NTCF條目數(shù)為1時(shí)，可行夾緊面為FCI。與TCI的法向量垂直相鄰的相應(yīng)軸是夾緊軸。
例3：如果在列表NTCF項(xiàng)數(shù)大于1，確定最大的TCI加緊面再進(jìn)行步驟4。
例4：:夾緊力的方向可以是[1，0，0]或[0，1，0]，可以?shī)A緊TCI面的中心位置。
在其他幾何位置可確定使用零件幾何形狀和拓?fù)湫畔ⅲ@在下一節(jié)中描述。
5. 判斷夾緊表面上的夾緊點(diǎn)
確定夾緊面后，必須確定實(shí)際夾緊位置。輸入夾具側(cè)面積，沿著[x，Y，Z]和潛在的夾緊面CF方向。容下使用CF幾何獲得夾具側(cè)面積：
第一步是確定一個(gè)箱體的大小，這是用來(lái)測(cè)試它是否包含在它里面的任何部分。相交測(cè)試也可以在前面介紹的方法使用。如果相交測(cè)試返回一個(gè)負(fù)的結(jié)果，那么有部分箱體與夾具相交，如圖4所示。如果相交測(cè)試返回一個(gè)正的結(jié)果，可以執(zhí)行下列步驟：
1． 劃分成更小的矩形大小條（1 W）夾框輪廓(圖5和圖6)。
2． 執(zhí)行指定與功能配置文件出現(xiàn)在CF面的零件設(shè)計(jì)的相交測(cè)試。
3． 沒(méi)有功能相交的條形區(qū)域，都是可行夾緊區(qū)域。如果有一個(gè)以上的長(zhǎng)方形候選
面，矩形配置文件，向中沿軸夾緊CF面點(diǎn)的是夾緊配置文件（夾點(diǎn)）。
如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)配置文件，夾具寬度可減少一半，夾具數(shù)可以增加兩個(gè)。使用這些修改過(guò)的夾具尺寸，執(zhí)行前面描述的特征相交測(cè)試。如果此測(cè)試也失敗了，那么可以用相鄰的面作為夾緊面用于執(zhí)行端夾緊。這面可以重復(fù)進(jìn)行PCF和功能相交測(cè)試。
:
5.1試驗(yàn)曲線的交點(diǎn)
輸入需要的二維輪廓P1、P2，使用下列方法可以自動(dòng)確定該配置文件的交集。每一個(gè)輸入的資料組成一個(gè)封閉環(huán)。此配置文件測(cè)試的步驟如下：
(T1) 考慮P1線段中的L（i，1）和P2線段中的L（2，j）。
(T2) 采用L（i，1）線段和L（2，j）線段的相交段。如果邊緣相交測(cè)試返回一個(gè)正值，那么特征面和潛在面相交。如果它返回一個(gè)負(fù)值，繼續(xù)執(zhí)行步驟3。
（T3）重復(fù)與步驟（T1）相同的部分或者緩慢走過(guò)其余P1中的(Li,1)段直到P2中的 [(L2, j+1) till j =n–1]段。
(T4) 其余部分邊和P1中的L12、L13到L1n段重復(fù)（T1）和（T2）步驟。
如果特征面與夾緊面重復(fù)，線相交測(cè)試將決定該事件。相交的邊可以進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)兩個(gè)面是否相互交叉。輸入所需的邊L12{連接 (x1, y1) 和 (x2, y2)}和L34{連接 (x3, y3) 和(x4, y4)}。
L12型方程的可表示為：
F(x,y) =0 (1)
L34型方程的可表示為：
H(x,y) =0 (2)
. 第一步：使用等式（1）計(jì)算R3 =F(x3, y3)，用X和Y取代X3和Y3;計(jì)算R4 =F(x4, y4)，用X和Y取代X4和Y4。
第二步：如果R3和R4都與0不相等，但R3與R4結(jié)果相同（R1與R2在相同的一邊），則邊L12與L34不相交。如果這樣不滿足條件，那么進(jìn)行第三步。
第三步：使用等式（2）計(jì)算R1 =H(x1, y1)。接著，計(jì)算R2 =G(x2, y2)再進(jìn)行第四步。
第四步：如果R1與R2都不等于0，且R1與R2的結(jié)果相同，那么把R1與R2放在相同的一邊并輸入不相交。如果，這個(gè)也不滿足條件，那么進(jìn)行第五步。
第五步：給定相交線段。這樣就完成了測(cè)試?？紤]如圖7所示的一部分樣品。將要生產(chǎn)一個(gè)盲孔。起初，完成定位設(shè)計(jì)。定位器的（或主要定位器）是一個(gè)基盤（放在F4面）和二級(jí)和三級(jí)定位器面臨F6和F5（對(duì)應(yīng)到定位面lf1和lf2在第4節(jié)中討論）。一個(gè)輔助定位器也被使用，這是一個(gè)V型塊（對(duì)F3和F5面輔助定位），如圖8所示。在前面討論的夾具設(shè)計(jì)方法中所述的步驟的基礎(chǔ)上，候選面孔（這是平行的，并在從lf1和lf2最遙遠(yuǎn)的距離）是面對(duì)F3和F5面。沒(méi)有面孔，這是平行到定位面，但他們不相鄰。在這種情況下使用的優(yōu)先權(quán)規(guī)則（如步驟3第4步討論），剩余的候選面面對(duì)的是F2面。夾具方向向下的V型塊徑向定位器和其他與對(duì)工件夾緊底面提供所需位置。
根據(jù)第五步選擇夾具的位置。如果沒(méi)有功能發(fā)生在面F2上，那么也沒(méi)有必要進(jìn)行相交測(cè)試確定夾具優(yōu)美加緊。夾具位置應(yīng)遠(yuǎn)離V型定位器（這是輔助定位位置）的夾緊面毗鄰輔助定位面（這確保了更好的快速夾緊）。最終位置和夾具的設(shè)計(jì)如圖8所示。
本文討論的方法，毫不遜色于其他夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中討論的方法。本文所討論的方法的獨(dú)特性是零件的夾緊面的幾何形狀，拓?fù)浜凸δ馨l(fā)生了被加工為基礎(chǔ)的系統(tǒng)鑒定。其他方法都沒(méi)有利用了定位器的位置，該方法使用定位器在對(duì)持有一級(jí)，二級(jí)和三級(jí)定位器加工的工件。這種方法的另一個(gè)好處是在可行的候選面上確定在面上用夾具面交點(diǎn)測(cè)試（如前所述），并迅速和有效地確定潛在的下游過(guò)程中可能出現(xiàn)問(wèn)題，夾緊和加工的功能檢測(cè)。
6. 總結(jié)
在這篇論文中，對(duì)在一個(gè)夾具設(shè)計(jì)方法的總體框架內(nèi)進(jìn)行了夾具設(shè)計(jì)方面的討論。
設(shè)計(jì)定位器，規(guī)范零件設(shè)計(jì)，和其他相關(guān)被用來(lái)確定夾緊面和夾緊方向。并討論了各種自動(dòng)化步驟。
寧大學(xué)
課程設(shè)計(jì)(論文)
變速器輸出軸工藝與銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
29
目 錄
目 錄 1
第1章 零件的分析 3
1.1 零件的作用 3
1.2 零件的工藝分析 3
1.2.1分析、審查產(chǎn)品的零件圖和裝配圖 3
1.2.2 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3
第2章 確定毛坯畫毛坯圖 4
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 5
3.2制定工藝路線 6
3.3 方案比較與分析 6
3.4選擇加工設(shè)備及刀、量具 9
3.5確定切削用量及基本工時(shí) 10
3.5.1 工序30 10
3.5.2 工序40 12
3.5.3 工序50 13
3.5.4 工序60 15
3.5.5工序80 15
3.5.6工序90 16
3.5.7工序100 16
3.5.8工序110 16
3.5.9工序120 16
3.5.10工序130 16
3.5.11工序140 17
3.5.11工序150 18
3.5.11工序160 19
3.5.11工序170 20
第4章 夾具設(shè)計(jì) 22
4.1 工序尺寸精度分析 22
4.2 定位方案確定 23
4.3 定位元件確定 23
4.4 定位誤差分析計(jì)算 24
4.5夾緊方案及元件確定 25
4.6 夾具總裝草圖 25
總 結(jié) 26
致 謝 27
參 考 文 獻(xiàn) 28
第1章 零件的分析
1.1 零件的作用
下面所示為動(dòng)力輸出裝置中的主要零件。φ28mm孔與動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)主軸等）配合起定心作用。再由φ21.7mm處通過(guò)鍵將動(dòng)力輸出。A,B是兩段支軸頸。
圖1 變速器輸出軸
1.2 零件的工藝分析
1.2.1分析、審查產(chǎn)品的零件圖和裝配圖
制定工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件中的作用及零件的技術(shù)要求，找出其主要的技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。
1.2.2 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。
由圖3-5所示得知：其零件材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理200HBS，此為低碳鋼具有較高
的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性適用于較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。
該零件的主要加工面為軸的表面和孔10-φ20mm的銷。軸的表面會(huì)直接影響配合的接觸精度和密封。鍵槽的平行度也直接影響配合的精度。10-φ20mm銷的精度要求很高也是該零件 加工的關(guān)鍵所在。該零件上的平行度為0．08，圓度為φ0。05和圓跳讀0。04。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)資料所得和機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的工藝性是可行的。
第2章 確定毛坯畫毛坯圖
在擬訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，毛坯選擇得是否正確，不僅直接影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用，而且對(duì)零件的機(jī)械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時(shí)的消耗都有很大影響。毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，機(jī)械加工的勞動(dòng)量就越少，但毛坯制造的成本可能會(huì)越高。由于原材料消耗的減少，會(huì)抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件的材料、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量及具體的生產(chǎn)條件等作綜合考慮，以選擇毛坯。在毛坯選擇時(shí)，應(yīng)充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性，以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。
毛坯的種類包括：鍛造件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。合理的選擇毛坯，通常從下面幾個(gè)方面綜合考慮：1、零件材料的工藝特性；2、生產(chǎn)綱領(lǐng)的大??；3、零件的形狀和尺寸；4、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。
根據(jù)零件材料確定此毛坯為鍛件。鍛造時(shí)應(yīng)安排人工調(diào)質(zhì)處理200HBS
參考文獻(xiàn)，＜1＞表2。3-7，該鍛件的尺寸公差等級(jí)為IT7-13級(jí)加工精度要求高的地方：例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2), 精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8).
根據(jù)該零件的各加工精度要求，經(jīng)過(guò)查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加工余量3mm，因此為圓柱所以保留加工余量為6mm.。
加工表面
基本尺寸
加工余量等級(jí)
加工余量數(shù)值
φ74.82
74.82
H
3.2(mm)
φ25.5
25.5
H
3.5
φ25
25 mm
G
4
φ23
50 mm
H
4
φ20
20mm
G
7
φ21.7
21.7 mm
G
5.7
以上為各加工表面的總余量。
鍛件直接鍛造出此大概形狀，參考文獻(xiàn)（1）表2.3-6。用查表法確定各個(gè)加工的總余量如上圖所示。
由參考文獻(xiàn)（1）2.3-9可得鍛件主要尺寸的公差如下表所示：
主要毛坯尺寸及公差 （mm）
主要面尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT11
鍛件的長(zhǎng)度尺寸
187
4
191
——
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準(zhǔn)：1、在保證各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；2保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。
選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的方便可靠。其選擇的原則如下：1、基準(zhǔn)重合原則；2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；3、自為基準(zhǔn)原則；4、互為基準(zhǔn)原則；5、所選精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用。
精基準(zhǔn)的選擇：加工輸出軸，通過(guò)了解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工精度要求，可以初步選定車各階梯圓柱面時(shí)分別以不加工面為基準(zhǔn)。選定A面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方便，使用夾具即可。利用鉆頂尖孔可以對(duì)精加工面進(jìn)行自由度的限制確保加工達(dá)到要求精度。
3.2制定工藝路線
根據(jù)各表面加工要求和各加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各外圓面加工方法如下：外圓面：粗車—精車
因?yàn)橥鈭A面與A端面的中心孔φ16H7有同軸度要求，所以宜在一次固定加工中完成，以保證其位置精度。根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的加工原則，先完成一端的粗加工后再精加工，再調(diào)頭加工另外一端。然后加工鍵槽，滾斜齒輪，最后進(jìn)行修磨加工。
為改善工件材料的力學(xué)性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之間進(jìn)行，這是因?yàn)榇慊鹛幚砗笥绕涫菨B碳淬火后工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生，為修正滲碳、淬火處理產(chǎn)生的變形，熱處理后需要安排精加工工序。在淬火處理之前，需要將銑鍵槽、鉆孔、攻螺紋，去毛刺等次要表面的加工進(jìn)行完畢。當(dāng)工件需要作滲碳淬火處理時(shí)，由于滲碳過(guò)程工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生，常將滲碳過(guò)程放在次要表面加工之前進(jìn)行，這樣可以減少次要表面與淬硬表面間的位置誤差。
根據(jù)機(jī)械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：
1、先加工定位基準(zhǔn)，再加工其他表面。
2、先加工主要表面，后加工次要表面。
3、先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
4、先加工平面，后加工孔。
為了減少工件的換位帶來(lái)的加工誤差，可以在一次裝夾中通過(guò)換刀來(lái)完成幾個(gè)工序的加工。對(duì)于位置度要求較高的孔系，宜在同一工位工安排該孔系相關(guān)表面的加工工作，以消除工件更換裝夾誤差對(duì)孔系位置精度要求的影響。
綜合上述論述，初步擬訂加工工藝路線如下：
3.3 方案比較與分析
加工路線方案一：
10時(shí)效
20車兩端面（長(zhǎng)度達(dá)187mm）
30粗車外圓φ74.82mm
40粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7
50修磨中心孔
60精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7
70車退刀槽2.5Xφ23.5
80掉頭，粗車φ35、φ34
90精車φ35、φ34
100粗鏜φ28
110精鏜φ28，并倒角1*45°
120銑鍵槽
130拉花鍵
140滾齒
150調(diào)質(zhì)處理
160去毛刺
170清洗
180檢驗(yàn)
190油封、入庫(kù)
加工路線方案二：
10時(shí)效
20車兩端面（長(zhǎng)度達(dá)187mm）
30粗車外圓φ74.82mm
40粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7
50調(diào)質(zhì)處理
60修磨中心孔
70精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7
80車退刀槽2.5Xφ23.5
90掉頭，粗車φ35、φ34
100精車φ35、φ34
110粗鏜φ28
120精鏜φ28，并倒角1*45°
130銑鍵槽
140拉花鍵
150滾齒
160去毛刺
170清洗
180檢驗(yàn)
190油封、入庫(kù)
上述方案中遵循了工藝路線擬定的一般原則，但是在某些工序上有些問(wèn)題還值得進(jìn)一步討論。
從上述2種方案比較可以看出，二者的區(qū)別在于調(diào)質(zhì)工序的安排，方案一把調(diào)質(zhì)放到后面工序，而方案二把調(diào)質(zhì)放到粗加工之后加工。從手冊(cè)了解可知調(diào)質(zhì)容易出現(xiàn)開(kāi)裂變形等缺陷，如果安排在最終工序?qū)?huì)導(dǎo)致零件尺寸超差達(dá)不到使用要求。
根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來(lái)劃分工序時(shí)，可按粗、精加工跟開(kāi)的原則來(lái)劃分工序，即先粗加工再精加工。此外，可用不同的機(jī)床或不同的刀具順次同步進(jìn)行加工。對(duì)于單個(gè)零件要先粗加工、后半精加工，而后精加工?；蛘咭慌慵?，先全部進(jìn)行粗加工、半精加工，最后再進(jìn)行精加工。通常在一次安裝中，不允許將零件某一部分表面粗、精加工完畢后，再加工另的其他表面；否則，可能會(huì)在對(duì)新的表面進(jìn)行大切削量加工過(guò)程中，因切削力太大而引起已精加工完成的表面變形。所以在車削中應(yīng)先切除整個(gè)零件的大部分余量，再將其表面精車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。粗精加工中間最好隔一段時(shí)間，以使粗加工后零件的變形能得到充分的恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。
在工序中鉆孔、擴(kuò)孔和對(duì)孔的攻絲可以只安排一個(gè)工序，這樣就可以節(jié)省工時(shí)，而且還減少了工步。
修改后的工藝路線如下：
鍛造毛坯
10時(shí)效
20車兩端面（長(zhǎng)度達(dá)187mm）
30粗車外圓φ74.82mm
40粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7
50調(diào)質(zhì)處理
60修磨中心孔
70精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7
80車退刀槽2.5Xφ23.5
90掉頭，粗車φ35、φ34
100精車φ35、φ34
110粗鏜φ28
120精鏜φ28，并倒角1*45°
130銑鍵槽
140拉花鍵
150滾齒
160去毛刺
170清洗
180檢驗(yàn)
190油封、入庫(kù)
3.4選擇加工設(shè)備及刀、量具
由于生產(chǎn)類型為少批量生產(chǎn)，所以所選設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)車。起生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床加工生產(chǎn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳遞，由于工件質(zhì)量較大，故需要輔助工具來(lái)完成。
平端面確定工件的總長(zhǎng)度?？蛇x用量具為多用游標(biāo)卡尺（mm）,測(cè)量范圍0～1000mm（參考文獻(xiàn)[2]表6—7）。采用車床加工，床選用臥式車床CA6140（參考文獻(xiàn)[2]表4—3），專用夾具。鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲所選刀具見(jiàn)（參考文獻(xiàn)[2]第五篇金屬切削刀具，第2、3節(jié)），采用相匹配的鉆頭，專用夾具及檢具。
鉆中心孔。選用60°中心鉆（參考文獻(xiàn)[4]第6章）。
銑鍵槽5。選擇X6132臥式（萬(wàn)能）銑床（參考文獻(xiàn)[2]表4—17）。選擇與鍵槽寬度相同型號(hào)的刀具。采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺。
滾齒。選用滾齒機(jī)Y3150E（參考文獻(xiàn)[2]表4—25）。專用夾具、量具及檢具。
修磨齒。選用內(nèi)圓磨床M2110（參考文獻(xiàn)[2]表4—12）專用量具、夾具。
3.5確定切削用量及基本工時(shí)
切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版，艾興、肖詩(shī)綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。
3.5.1 工序30
本工序?yàn)檐噧啥嗣妫ㄩL(zhǎng)度達(dá)187mm），已知加工材料為45，鍛造件，有外皮，機(jī)床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。
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的鍛造件，，，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(jiàn)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，=，==，=
⑥.倒角
為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同
換車刀手動(dòng)進(jìn)給。
⑦. 計(jì)算基本工時(shí)
（3-7）
式中=++，=
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=+=
== （3-8）
3.5.2 工序40
本工序?yàn)檐噧啥嗣驺@中心孔B3.15/10，已知加工材料為45，鍛造件，有外皮，機(jī)床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9
切削速度計(jì)算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實(shí)際切削速度為=2.64
確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =
3.5.3 工序50
粗車外圓φ74.82mm
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C6140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
==
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 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(jiàn)表1.28），故：
==63 （3-12）
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
== （3-14）
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
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：
=1.25，=，==，=
⑥.計(jì)算基本工時(shí)
（3-15）
式中=++，=
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=126+=
==
半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；半精鏜至，深。
3.5.4 工序60
粗車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.
該工序與工序50的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。
工序70 調(diào)質(zhì)不需計(jì)算切削計(jì)算。
3.5.5工序80
修磨中心孔
①.選擇砂輪 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》4.8中磨料的選擇各表選取:
A46GV69 350
其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為46號(hào)，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織手型砂輪其尺寸為350（DBd）
②.切削用量的選擇
砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s
軸向進(jìn)給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-67
徑向進(jìn)給量： f=0.02（雙線程）
工件速度 v=100
V==0.3（m/s） N===1.737r/m （3-21）
③.切削工時(shí)
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11 k=1.1
表2.5-12
t===（s） （3-22）
磨的機(jī)床選擇為M2110A，刀具選擇代號(hào)為MY的圓柱磨頭，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表13.4-16確定砂輪直接為20，則工件速度=20，縱向進(jìn)給量，工作臺(tái)一次往復(fù)行程磨削深度，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出所耗工時(shí)為41.5 s。
3.5.6工序90
精車φ35.5、φ25、φ23、φ22、φ20、φ21.7
該工序與工序50的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。
3.5.7工序100
車退刀槽2.5Xφ23.5
切削深度ap：ap=3mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得：進(jìn)給量,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-82得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知深度為3mm，l=3mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間==0.052min=3.12s
3.5.8工序110
掉頭，粗車φ35、φ34
該工序與工序50的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。
3.5.9工序120
精車φ35、φ34
該工序與工序50的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。
3.5.10工序130
粗鏜φ28
粗鏜至Φ27mm
切削深度 ap =（D-d1）/2=（25-23）/2=1mm
進(jìn)給量f=0.3—1.0mm/r ,取f=0.8mm/r （切削手冊(cè)表11.-27）
切削速度v=0.65—1.5m/s，取v=0.8m/s=48 m/min
主軸轉(zhuǎn)速ns=1000*48/(3.14*28)=546 r/min
取n=600 r/min
則實(shí)際切削速度v=52 m/min
切削工時(shí)：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm=fn=0.8*600=480 mm/min
被切削層長(zhǎng)度l=117mm
刀具切入長(zhǎng)度l1=+(2--3)=+3=4.7mm
刀具切出長(zhǎng)度l2l2=3—5mm, 取l2=4mm
則tm=(l+l1+l2)/fm=(111+4.7+4)/480=0.25min
3.5.11工序140
精鏜φ28，并倒角1*45°
刀具：普通單刃鏜刀B*H=8*8
精鏜至Φ28mm
切削深度 ap =（D-d1）/2=（26-25）/2=0.5mm
進(jìn)給量f=0.15—0.5mm/r ,取f=0.3mm/r （切削手冊(cè)表11.-27）
切削速度v=0.8—1.5m/s，取v=1.5m/s=90 m/min
主軸轉(zhuǎn)速ns=1000*90/(3.14*30.5)=940 r/min
取n=1000 r/min
則實(shí)際切削速度v=96m/min
切削工時(shí)：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm=fn=0.3*1000=300 mm/min
被切削層長(zhǎng)度l=117mm
刀具切入長(zhǎng)度l1=+(2--3)=+3=4.7mm
刀具切出長(zhǎng)度l2l2=3—5mm, 取l2=4mm
則tm=(l+l1+l2)/fm=(111+4.7+4)/300=0.4min
3.5.11工序150
銑鍵槽
1． 加工條件
工件材料：45，σb =0.6GPa《機(jī)械工程材料》表5—6,24—38HRC。
加工要求：一夾一頂裝夾工件，粗，精銑花鍵
機(jī)床：X6132
2. 切削用量
選取銑刀類型及其參數(shù)：根據(jù)花鍵軸參數(shù)，選取高速鋼尖齒槽銑刀，其直徑D=40，銑刀厚度L=18，齒數(shù)Z=16
選取每齒進(jìn)給量af:根據(jù)銑刀結(jié)構(gòu)及其參數(shù)，加工性質(zhì)和銑削寬度
ae=(120-112)/2=4mm
按表選取每齒進(jìn)給量af=0.04mm/z
確定刀具耐久度T：按表18。2-14確定銑刀耐久度T=120min
選擇切削速度V：根據(jù)表18.2-14選取切削速度V，按條件D=40；
L=10-16；Z=16；T=120min和af=0.04mm/z，取V1=45m/min，又根據(jù)不同的加工條件進(jìn)行修正計(jì)算。
按表18.2-19，工件硬度為255—302HB時(shí)，取Kmv=1.27，最后確定V=V1，Kmv=45×1.27=57.15m/min.
確定銑床主軸轉(zhuǎn)速N
N=100V/∏D=1000×57.15/∏×100=181.91r/min
根據(jù)X6132型銑床說(shuō)明書，選定N‘=190r/min
最后確定的切削速度為：
V=∏×100×190/1000=59.69r/min
確定每分鐘進(jìn)給量Vf
Vf=Af×Z×N‘=0.04×18×190=136.8mm/min
根據(jù)X6132銑床說(shuō)明書，確定Vmm/min
校驗(yàn)機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率：選取切削功率Pm=1.1kw,
按公式Pm≤η×Pe,則
1.1≤0.85×7.5
1.1＜6.375
所以滿足要求
計(jì)算縱向工作臺(tái)的工作行程長(zhǎng)度：
L=l+L1+L2
長(zhǎng)度l=95mm，則L1=21mm
取L2=3mm,L=400+21+3=424mm
(3) 切削工時(shí)
計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間：
Tm=LN/Vf=424×10/118=35.9min
3.5.11工序160
銑花鍵
定銑削深度：由于加工余量不大，故可一次走刀完成，擇ac=zb0.7mm
確定每齒進(jìn)給量：af=0.1mm
計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-27選刀具耐用度t=7.8×1000
由表3-29確定cv=68.5,zv=0.25,xv=0.3,yv=0.2,uv=0.1,pv=0.1,m=0.2
v=81.68s/min
選定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
n=1000v/3.14×d=1000×81.68/3.14×100=260r/min
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選n=255r/min
實(shí)際切削速度為v=3.14dn/1000=3.14/100=80.07m/min
計(jì)算基本工時(shí)
首先計(jì)算每分鐘進(jìn)給量fm=afzn=0.1×6×25153mm/min
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選fm=165m/min
基本工時(shí)：T基=L/fm=72+8.5+8.5/165=0.55min
3.5.11工序170
滾齒
（1）滾齒
a、背吃刀量的選擇
參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第二卷，表6.1—35可知滾刀走刀次數(shù)（背吃刀量）可知，盤形齒輪和軸齒輪的模數(shù)均小于3mm，故走刀次數(shù)為1次滾切至全齒深。
b、進(jìn)給量的選擇
根據(jù)表6.1—36可知，前面所選擇的滾齒機(jī)床Y3180屬于第Ⅲ機(jī)床組別，查表6.1—37可知滾刀粗滾加工進(jìn)給量為4～5mm/工件每轉(zhuǎn)，又因所加工的齒輪螺旋角分別為和15°，故均小于30°，所以粗加工進(jìn)給量須乘以修正系數(shù)0.8，故修正后的粗滾進(jìn)給量為3.2～4mm/工件每轉(zhuǎn)，查Y3180滾齒機(jī)說(shuō)明書，選擇進(jìn)給量3.5mm/工件每轉(zhuǎn)。
c、切削速度的選擇
根據(jù)上述的走到次數(shù)、進(jìn)給量和表6.1—33推薦的滾刀壽命，考慮被加工材料性質(zhì)、齒輪模數(shù)和其他加工條件來(lái)確定切削速度，參考表6.1—39高速鋼標(biāo)準(zhǔn)滾刀粗切齒輪時(shí)的切削速度，選擇粗切速度35m/min，即n≈175r/min。
（2）剃齒
采用查表法，參照《齒輪制造工藝手冊(cè)》表10—9、表10—11查得余量及切削用量如3-6表所示：
表3-6 剃齒切削參數(shù)及切削余量
名稱
切削速度（m/min）
縱向進(jìn)給量（mm/r）
徑向進(jìn)給量
行程次數(shù)
剃齒余量
軸齒輪
105
0.18
0.025 mm
5次
0.025
盤形齒輪
105
0.25
0.02 mm
6次
0.04
依 據(jù)
表10—9
表10—9
表10—9
表10—9
表10—11
注：剃齒余量為齒厚余量。
（3）強(qiáng)力珩齒（盤形齒輪）
切削用量的選擇，參照《齒輪制造工藝手冊(cè)》表10—22，選擇主軸轉(zhuǎn)速800r/min，切削速度1.2m/min，軸向進(jìn)給量2000mm/min，徑向進(jìn)給量0.02mm/min；依據(jù)表10—23，選擇加工余量（公法線）0.04mm。
（1）機(jī)動(dòng)時(shí)間：參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第一卷，由公式
（4-11）
公試中b—齒輪的齒寬；
滾刀滾入和滾出長(zhǎng)度； Z—被加工齒輪齒數(shù)； 滾刀的轉(zhuǎn)速；
為滾刀進(jìn)給量； 為滾刀頭數(shù)。
其中
（4-12）
為滾切深度（由于是一次滾出，即為齒全深），為滾刀外徑，為滾刀的安裝角（通常等于工件的螺旋角），帶入數(shù)值計(jì)算得
（注：3～5取值4mm）
將以上參數(shù)帶入公式（4-11）計(jì)算得
（2）輔助時(shí)間：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第一卷表5.2—42滾齒機(jī)上雙頂尖工件裝夾時(shí)間為：0.14min；機(jī)床操作時(shí)間（工件刀具的啟動(dòng)停止、刀架靠近和離開(kāi)工件、清理鐵屑等）為：0.23min。故。
（3）作業(yè)時(shí)間：，即。
（4）布置工作場(chǎng)地時(shí)間：參考《機(jī)械制造工藝學(xué)》教材，可知該時(shí)間一般按作業(yè)時(shí)間的2%～7%計(jì)算，取5%作為參考計(jì)算，即。
（5）休息與生理需要時(shí)間：參考《機(jī)械制造工藝學(xué)》教材，可知一般按作業(yè)時(shí)間的2%～4%計(jì)算，取3%計(jì)算可知。
（6）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間：由于該零件為大批量生產(chǎn)，所以準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間分?jǐn)偟矫考ぜ系牧亢苄?，可以忽略不?jì)。
（7）單件計(jì)算工時(shí)：
結(jié)束。
第4章 夾具設(shè)計(jì)
4.1 工序尺寸精度分析
本工序加工鍵槽，保證軸肩與鍵槽右端的長(zhǎng)度為7，和外圓到鍵槽底部的距離22及鍵寬5該工序在X6132機(jī)床上加工，零件屬于中批量生產(chǎn)。
4.2 定位方案確定
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 必須限制Z向的移動(dòng)及X向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2） 為了保證和槽面的對(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7，必須限制Y向的移動(dòng)。
4.3 定位元件確定
綜上分析：為了限制六個(gè)自由度，其中的Z移動(dòng)Z轉(zhuǎn)動(dòng)X移動(dòng)X轉(zhuǎn)動(dòng)用兩個(gè)V型塊限制，Y移動(dòng)由右端V型塊上帶有一擋塊擋在的右端面限制，Y的轉(zhuǎn)動(dòng)由的外圓柱面上的夾緊力限制。
4.4 定位誤差分析計(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)一批工件來(lái)說(shuō)，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對(duì)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(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：
ΔY==
基準(zhǔn)不重合誤差：
從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。
從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)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夾緊方案及元件確定
工件在定位時(shí)為了保證定位的精度需要在外圓面上加個(gè)壓板。
4.6 夾具總裝草圖
總 結(jié)
這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我在大學(xué)四年中所學(xué)知識(shí)的重要總結(jié)，它將我所學(xué)的科學(xué)理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合，是我們大學(xué)生從學(xué)校步入社會(huì)的主要載體之一。也正因通過(guò)老師的細(xì)心指導(dǎo)，在同學(xué)的積極幫助和我的不懈努力下，我完成了這個(gè)重要的課程設(shè)計(jì)。
在這次設(shè)計(jì)中我遇到不少難以解決的問(wèn)題，比如：夾具的設(shè)計(jì)問(wèn)題、CAD的繪圖問(wèn)題以及說(shuō)明書的編寫問(wèn)題。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié)；也通過(guò)解決這些問(wèn)題，我更進(jìn)一步的對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的鞏固加深。所謂“溫故而知新”，在這些知識(shí)的基礎(chǔ)上還明白了許多課本所未涉及的知識(shí)，令人振奮！
這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問(wèn)題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和學(xué)到了夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識(shí)圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能，為未來(lái)從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。
致 謝
彈指一揮間，大學(xué)生活瞬間即逝。在最后階段，通過(guò)老師的認(rèn)真指導(dǎo)和我的不懈努力我終于完成了課程設(shè)計(jì)。在這次課程設(shè)計(jì)中，我將在課堂上所學(xué)到的相關(guān)的科學(xué)知識(shí)都運(yùn)用到設(shè)計(jì)里面，又一次的鞏固了所學(xué)內(nèi)容，甚感欣慰。在完成這一設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了許多困難。面對(duì)它們，我并沒(méi)有心灰意冷，而是查資料、尋找別人的幫助。在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我一個(gè)個(gè)的解決了它們，獲得了最后勝利！在這里，對(duì)幫助我完成這次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師和同學(xué)表示真誠(chéng)的謝意。在此特別感謝殷曉中與陳興和老師：這兩個(gè)月來(lái)他們不斷的引導(dǎo)我、教導(dǎo)我，讓我在這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多知識(shí)！對(duì)于我不懂的問(wèn)題，只要我提出他們就毫不吝嗇的、不厭其煩地幫我解決，殷老師和陳老師這兩個(gè)月來(lái)付出了辛勤汗水，換來(lái)了我在這次設(shè)計(jì)中所學(xué)到知識(shí)！我會(huì)謹(jǐn)記兩位老師的教誨，為社會(huì)貢獻(xiàn)一份自己的力量?？傊瑳](méi)有你們的幫助，我很難完成這次設(shè)計(jì)，再一次表示我對(duì)你們最真誠(chéng)的謝意。
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