畢業(yè)設(shè)計(jì)--定位軸零件的加工工藝編制和工裝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：定位軸零件的加工工藝編制和工裝設(shè)計(jì)</p><p>　　班 級(jí)： 數(shù)技0902 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　設(shè)計(jì)者： </p><p>　　指

2、導(dǎo)老師： xx </p><p><b>　　2011 年3月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　定位軸作為一種用于定位的軸，其加工涉及車(chē)削加工、銑削加工和磨削加工等多種加工方式，本文就是針對(duì)的定位軸的加工過(guò)程所制定的一份工藝文件。在本文中使用UG8.0對(duì)本定位軸進(jìn)行零件

3、的三維建模，由于定位軸零件中主要加工外圓面、鍵槽和螺紋，因此特別針對(duì)鍵槽銑削的過(guò)程采用了CAM自動(dòng)編程，在說(shuō)明書(shū)中也針對(duì)定位軸上鍵槽銑削工序設(shè)計(jì)了一套專(zhuān)用的鍵槽銑削夾具，這套夾具的優(yōu)點(diǎn)是在于結(jié)合了目前在軸上銑削鍵槽的數(shù)控加工中常用的定位方式，并轉(zhuǎn)化為本零件鍵槽銑削工序的專(zhuān)用夾具。最后對(duì)定位軸零件的整個(gè)加工過(guò)程進(jìn)行數(shù)控加工工藝的編制。</p><p>　　關(guān)鍵字：定位軸、建模、工藝設(shè)計(jì)、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)、CAM自動(dòng)編程

4、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　緒 論6</b></p><p>　　第一章 定位軸零件的三維建模7</p><p>　　1.1構(gòu)建圓柱&#

5、216;15mmX27mm7</p><p>　　1.2構(gòu)建圓柱Ø17mmX25mm7</p><p>　　1.3構(gòu)建圓柱Ø22mmX5mm、Ø30mmX5mm8</p><p>　　1.4構(gòu)建圓柱Ø22mmX33mm8</p><p>　　1.5構(gòu)建圓柱Ø20mmX16mm9<

6、;/p><p>　　1.6構(gòu)建圓柱Ø17mmX31mm、Ø15mmX12mm9</p><p>　　1.7構(gòu)建倒角3處1X45°、1處0.5X45°9</p><p>　　1.8構(gòu)建槽2處2mmX0.3mm、1處2mmX1mm、1處2.5mmX1.5mm10</p><p>　　1.9構(gòu)建2處鍵槽1

7、0</p><p>　　1.10構(gòu)建M20X1.5—6h外螺紋10</p><p>　　第二章 零件的工藝設(shè)計(jì)12</p><p>　　2.1零件圖工藝性分析12</p><p>　　2.2零件結(jié)構(gòu)分析和生產(chǎn)類(lèi)型的確定12</p><p>　　2.3確定零件毛坯和類(lèi)型12</p><p&

8、gt;　　2.4零件加工分析13</p><p>　　2.5確定零件加工方案和加工順序13</p><p>　　2.5.1確定加工原則。14</p><p>　　2.5.2確定加工方案14</p><p>　　2.6定位基準(zhǔn)的選擇15</p><p>　　2.7加工階段的劃分17</p>&l

9、t;p>　　2.8熱處理工藝的確定18</p><p>　　2.9重點(diǎn)工序加工經(jīng)濟(jì)精度和加工余量的確定18</p><p>　　2.9.1加工余量18</p><p>　　2.9.2加工余量的確定原則和方法20</p><p>　　2.9.3重點(diǎn)工序的經(jīng)濟(jì)精度及工序余量20</p><p>　　2.10

10、重點(diǎn)工序尺寸及其公差的確定21</p><p>　　2.11數(shù)控工序的加工內(nèi)容23</p><p>　　2.12確定零件的裝夾方案23</p><p>　　2.13切削用量的計(jì)算方法和確定24</p><p>　　2.13.1切削用量的計(jì)算方法24</p><p>　　2.13.2切削用量的確定25<

11、/p><p>　　2.14機(jī)床和刀具的選擇26</p><p>　　2.15編程原點(diǎn)的確定27</p><p>　　第三章 鍵槽銑削專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.1確定零件鍵槽銑削工序的裝夾方案29</p><p>　　3.2確定定位方案30</p><p>　　3.3確定

12、定位元件31</p><p>　　3.4定位誤差的分析計(jì)算31</p><p>　　3.4.1銑削Ø15.3 0 -0.070mmX27mm圓柱上鍵槽定位誤差計(jì)算32</p><p>　　3.4.2 銑削Ø22mmX33mm圓柱上鍵槽定位誤差計(jì)算33</p><p>　　3.5夾緊方案及夾緊元件的確定34<

13、/p><p>　　3.6夾具裝配草圖34</p><p>　　第四章 定位軸零件的加工36</p><p>　　4.1定位軸零件鍵槽工序的CAM編程36</p><p>　　4.2 定位軸零件的編程及相應(yīng)說(shuō)明40</p><p>　　4.2.1 定位軸零件車(chē)削加工部分的編程和說(shuō)明40</p>&l

14、t;p>　　4.2.2 定位軸零件鍵槽銑削加工部分的編程和說(shuō)明40</p><p>　　4.3程序校驗(yàn)41</p><p>　　4.3.1初步檢查程序41</p><p>　　4.3.2程序仿真加工驗(yàn)證41</p><p>　　4.3.3 程序機(jī)床校驗(yàn)41</p><p>　　4.4 機(jī)床操作42&l

15、t;/p><p>　　4.4.1零件的裝夾42</p><p>　　4.4.2機(jī)床的回零42</p><p>　　4.4.3工件的對(duì)刀42</p><p>　　4.4.4零件的加工42</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)44</b></p><p><b>

16、;　　參考文獻(xiàn)45</b></p><p><b>　　致 謝46</b></p><p><b>　　附錄一47</b></p><p><b>　　附錄二48</b></p><p><b>　　緒 論</b></p&g

17、t;<p>　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械制造加工領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)日益普及與提高，各種類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造加工領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而現(xiàn)在的機(jī)械產(chǎn)品也向著精密復(fù)雜方向發(fā)展，發(fā)展現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)更新的必由之路。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)器人、FMS、CIAMS、CAD/CAM等等高新技術(shù)的基礎(chǔ)，是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的橋梁

18、，是典型的機(jī)電一體化高新技術(shù)。而隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展普及與廣泛應(yīng)用，機(jī)械制造業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才的要求也越來(lái)越高、需求越來(lái)越大。</p><p>　　這份畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要講述了在設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的在加工零件過(guò)程中的工藝分析、加工技術(shù)要求的分析；零件加工工藝的路線(xiàn)、零件加工工序的確定；數(shù)控加工中所用的機(jī)床、刀具、夾具的選擇；加工走刀路線(xiàn)、切削用量的確定和編制數(shù)控加工程序（包括CAM自動(dòng)編程）等等內(nèi)容。</p>

19、;<p>　　第一章 定位軸零件的三維建模</p><p>　　按照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書(shū)的要求，使用UG8.0對(duì)定位軸零件進(jìn)行三維建模。啟動(dòng)UG8.0，進(jìn)入U(xiǎn)G8.0的工作界面。新建文件后，開(kāi)始進(jìn)行零件的建模整個(gè)建模的過(guò)程如下：</p><p>　　1.1構(gòu)建圓柱Ø15mmX27mm</p><p>　　圖1-1 構(gòu)建圓柱Ø15m

20、mX27mm</p><p>　　1.2構(gòu)建圓柱Ø17mmX25mm</p><p>　　圖1-2 構(gòu)建圓柱Ø17mmX25mm</p><p>　　1.3構(gòu)建圓柱Ø22mmX5mm、Ø30mmX5mm</p><p>　　圖1-3 構(gòu)建圓柱Ø22mmX5mm、Ø30mmX5mm

21、</p><p>　　1.4構(gòu)建圓柱Ø22mmX33mm</p><p>　　圖1-4 構(gòu)建圓柱Ø22mmX33mm</p><p>　　1.5構(gòu)建圓柱Ø20mmX16mm</p><p>　　圖1-5 構(gòu)建圓柱Ø20mmX16mm</p><p>　　1.6構(gòu)建圓柱

22、6;17mmX31mm、Ø15mmX12mm</p><p>　　圖1-6 構(gòu)建圓柱Ø17mmX31mm、Ø15mmX12mm</p><p>　　1.7構(gòu)建倒角3處1X45°、1處0.5X45°</p><p>　　圖1-7 構(gòu)倒角3處1X45°、1處0.5X45°</p>&

23、lt;p>　　1.8構(gòu)建槽2處2mmX0.3mm、1處2mmX1mm、1處2.5mmX1.5mm</p><p>　　圖1-8 構(gòu)建槽2處2mmX0.3mm、1處2mmX1mm、1處2.5mmX1.5mm</p><p><b>　　1.9構(gòu)建2處鍵槽</b></p><p>　　圖1-9 構(gòu)建2處鍵槽</p><

24、p>　　1.10構(gòu)建M20X1.5—6h外螺紋</p><p>　　圖1-10 構(gòu)建M20X1.5—6h外螺紋</p><p>　　第二章 零件的工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1零件圖工藝性分析</p><p>　　按要求繪制定位軸的零件圖如圖2-1所示，零件圖中以Ø17+0.012 -0.001mmX25mm圓柱—&

25、#216;15+0.012 -0.001mmX12mm圓柱的公共基準(zhǔn)軸線(xiàn)為基準(zhǔn)。該零件是由圓柱、螺紋、鍵槽等部分組成。考慮到零件為臺(tái)階軸，同時(shí)還要加工螺紋，因此在加工零件的過(guò)程中需要掉頭加工，即需要以軸的兩端分別為基準(zhǔn)進(jìn)行二次掉頭裝夾加工。而且零件重要的徑向加工部位有：Ø15+0.012 -0.001mmX12mm、Ø17+0.012 -0.001mmX25mm、Ø15 0 -0.011mmX27mm圓柱面

26、，其表面的粗糙度要求分別達(dá)到達(dá)到Ra1.6µｍ、Ra1.6µｍ、Ra3.2µｍ，尺寸精度要求達(dá)到公差等級(jí)IT6級(jí)。同時(shí)對(duì)于中間圓柱Ø22mmX33mm的軸線(xiàn)提出了公差為Ø0.03mm的同軸度要求。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求。同時(shí)有熱處理要求和硬度的要求。</p><p>　　2.2零件結(jié)構(gòu)分析和生產(chǎn)類(lèi)型的確定</p><

27、;p>　　由于定位軸零件屬于軸類(lèi)零件，其加工重點(diǎn)是外圓柱面、螺紋及鍵槽這三個(gè)部分，所以圓柱面的加工、螺紋的加工都應(yīng)該放在車(chē)床上完成，而鍵槽的加工則需要在銑床上完成。</p><p>　　根據(jù)定位軸零件的加工要求和用途，初步確定定位軸零件的生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)。</p><p>　　2.3確定零件毛坯和類(lèi)型</p><p>　　由于定位軸零件是軸類(lèi)零件，所以毛坯

28、確定為棒料,材料為45號(hào)鋼，毛坯尺寸為Ø34mm X 156mm，如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 定位軸零件毛坯圖</p><p><b>　　2.4零件加工分析</b></p><p>　　本零件屬于軸類(lèi)結(jié)構(gòu)零件，既要加工軸同時(shí)還要銑鍵槽，因此涉及到數(shù)控車(chē)削和數(shù)控銑削加工。在零件的車(chē)削加工中，除了要保證尺寸的要求外

29、，還要注意保證同軸度和表面的質(zhì)量要求。在完成零件的車(chē)削加工部分后，把零件的轉(zhuǎn)移到銑床進(jìn)行銑削加工，這部分工序只完成零件的鍵槽銑削加工，在銑削加工中要注意鍵槽的對(duì)稱(chēng)和尺寸精度的要求。同時(shí)由于重要徑向加工面的公差要求達(dá)到公差等級(jí)IT6。所以在完成了零件的車(chē)削加工和銑削加工部分之一，需要再上磨床進(jìn)行磨削加工，以達(dá)到其公差要求。</p><p>　　2.5確定零件加工方案和加工順序</p><p>

30、;　　由于定位軸零件是常見(jiàn)的軸類(lèi)零件結(jié)構(gòu)，同時(shí)在軸的左端和中部分別銑了1個(gè)鍵槽，因此除了鍵槽的加工復(fù)雜一些外，其他部分的加工較為簡(jiǎn)單。在車(chē)削加工部分既沒(méi)有內(nèi)孔的加工業(yè)沒(méi)有內(nèi)螺紋的加工，因此車(chē)削加工過(guò)程并不復(fù)雜，只要加工圓柱的外表面、外螺紋還要退刀槽，之后就只剩下鍵槽部分的銑削加工了。因此確定零件的加工順序?yàn)橄溶?chē)后銑再磨，在此過(guò)程中所用的機(jī)床都為數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　由于除鍵槽部分外此零件是常見(jiàn)的車(chē)削結(jié)構(gòu)

31、零件，加工的內(nèi)容為圓柱、倒角、退刀槽、外螺紋，但是大部分的尺寸精度要都很高，允許的加工誤差在0.03µｍ的范圍之內(nèi)，同時(shí)對(duì)Ø17+0.012 -0.001mmX25mm圓柱和Ø15+0.012 -0.001mmX27mm圓柱的表面粗糙度要求為Ra1.6µｍ,還對(duì)Ø22mm圓柱的軸線(xiàn)提出了Ø0.03mm的同軸度要求，因此在加工時(shí)要記得注意。</p><p>

32、;　　2.5.1確定加工原則。</p><p>　　車(chē)削部分按照車(chē)削加工原則，應(yīng)先粗后精，先面后槽，先面后螺紋，先近后遠(yuǎn)，刀具集中，基面先行；銑削部分按照銑削加工原則，應(yīng)先粗后精。同時(shí)應(yīng)使工序盡量的集中，減少裝夾的次數(shù)、換刀次數(shù)，縮短加工的時(shí)間。</p><p>　　2.5.2確定加工方案</p><p>　　確定零件的加工方案如下：</p><

33、p>　?。?）工序 10 毛坯下料，Ø34mm X 156mm的棒料。</p><p>　?。?）工序 20 數(shù)車(chē)，三爪自定心卡盤(pán)夾住棒料一端，棒料的另一端伸出約70mm長(zhǎng)，校平端面0.5mm,按零件左端輪廓粗車(chē)，使Ø15mmX27mm、Ø17mmX25mm、Ø22mmX5mm、Ø30mmX5mm的圓柱，分別至Ø16 0 -0.180mmX27

34、.5mm、Ø18 0 -0.180mmX25mm、Ø23 0 -0.210mmX5mm、Ø31 0 -0.250mmX5mm。</p><p>　?。?）工序 30 數(shù)車(chē)（掉頭裝夾），用三爪自定心卡盤(pán)夾住Ø18 0 -0.180mmX25mm外圓面，同時(shí)卡盤(pán)頂住Ø23 0 -0.210mmX5mm圓柱的端面，校平端面0.5mm并保證零件總長(zhǎng)155mm。按照零件的右

35、端輪廓粗車(chē)加工，使Ø15mmX12mm、Ø17mmX31mm、Ø20mmX16mm、Ø22mmX33mm的圓柱至Ø16 0 -0.180mmX12.5mm、Ø18 0 -0.180mmX31mm、Ø21 0 -0.210mmX16mm、Ø23 0 -0.210mmX33mm。</p><p>　?。?）工序40 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理硬度24

36、1～269HBS。</p><p>　?。?）工序50 數(shù)車(chē)，用軟爪夾住Ø23 0 -0.210mmX33mm圓柱面，保證另一端伸出約65mm，校平端面0.5mm。</p><p>　　工步1 半精車(chē)Ø16 0 -0.180mmX27.5mm、Ø18 0 -0.180mmX25mm、Ø23 0 -0.210mmX5mm、Ø31 0 -0

37、.210mmX5mm的圓柱至Ø15.3 0 -0.070mmX27mm、Ø17.3 0 -0.070mmX25mm、Ø22.3 0 -0.084mmX5mm、Ø30.3 0 -0.100mmX5mm。</p><p>　　工步2 精車(chē)Ø22.3 0 -0.084 mmX5mm、Ø30. 3 0 -0.100 mmX5mm至圖紙尺寸。</p>

38、<p>　　工步3 按圖紙位置及要求切槽2mmX0.3mm。</p><p>　?。?）工序60 數(shù)車(chē)，用軟爪夾住Ø17. 3 0 -0.070mmX25mm的圓柱面，同時(shí)軟爪頂住Ø22mmX5mm圓柱的端面，校平端面0.5mm,保證總長(zhǎng)154mm。</p><p>　　工步1 半精車(chē)Ø16 0 -0.180mmX12.5mm、Ø

39、18 0 -0.180mmX31mm、Ø21 0 -0.210mmX16mm、Ø23 0 -0.210mmX33mm的圓柱至Ø15.3 0 -0.070mmX12mm、Ø17.3 0 -0.070mmX31mm、Ø20.3 0 -0.084mmX16mm、Ø22.3 0 -0.084mmX33mm。</p><p>　　工步2 精車(chē)Ø17.3

40、 0 -0.070mmX31mm、Ø22.3 0 -0.084mmX33mm的圓柱至圖紙要求尺寸，并按圖紙位置及要求，切槽2mmX1mm、2、5mmX1.5mm、2mmX0.3mm共三處。精車(chē)Ø20.3 0 -0.084mmX16mm的圓柱至Ø19.9mm。</p><p>　　工步3 粗車(chē)、精車(chē)長(zhǎng)13.5mm的M20X1.5-6h螺紋。</p><p>　

41、　（7）工序70 數(shù)銑，按圖紙位置及要求在數(shù)控銑床上粗銑、精銑鍵槽至合格尺寸。</p><p>　　（8）工序 80 表面淬火硬度55～60HRC。</p><p>　?。?）工序 90 在數(shù)控磨床上進(jìn)行磨削加工</p><p>　　工步1 粗磨Ø15.3 0 -0.070 mmX12mm、Ø17.3 0 -0.070mmX25mm、&

42、#216;15.3 0 -0.070mmX27mm的圓柱至Ø15.02 0 -0.018 mmX12mm、Ø17.02 0 -0.018 mmX25mm、Ø15. 02 0 -0.018mmX27mm。</p><p>　　工步2 精磨Ø15.02 0 -0.018 mmX12mm、Ø17.02 0 -0.018mmX25mm、Ø15.02 0 -0

43、.018mmX27mm的圓柱至圖紙要求的Ø15+0.012 -0.001mmX12mm、Ø17+0.012 -0.001mmX25mm、Ø15 0 -0.011mmX27mm。</p><p>　　（10）工序100 后續(xù)處理</p><p>　　工步1 鉗工，去毛刺。</p><p>　　工步2 檢驗(yàn)，按圖紙要求檢查零件。<

44、/p><p>　　工步3 合格零件封裝入庫(kù)。</p><p>　　2.6定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　定位基準(zhǔn)有精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)之分。選擇未經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，則這種基準(zhǔn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)；選擇已經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，則這種基準(zhǔn)稱(chēng)為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇考慮的重點(diǎn)是如何保證各個(gè)加工表面有足夠的余量，而精基準(zhǔn)的選擇考慮的重點(diǎn)是如何減少誤差。因?yàn)樵谶x擇定位基準(zhǔn)時(shí)，

45、通常是從保證加工精度要求的角度出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)的選擇原則時(shí)應(yīng)該從精基準(zhǔn)的選擇再到粗基準(zhǔn)的選擇。</p><p>　　（1）精基準(zhǔn)的選擇原則</p><p>　　在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要應(yīng)該考慮如何保證加工精度和工件裝夾方便可靠。因此必須遵循以下幾個(gè)選擇原則：</p><p>　　1）基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)該盡可能的選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。&

46、lt;/p><p>　　2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則要求應(yīng)該采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面</p><p>　　3）互為基準(zhǔn)原則 對(duì)于工件上2個(gè)互相位置精度要求比較高的表面進(jìn)行加工時(shí)，可以利用2個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。</p><p>　　4）自為基準(zhǔn)原則 在一些加工表面的加工余量小而均勻時(shí)，可以選擇加工表面本身作為定位

47、基準(zhǔn)。</p><p>　　5）便于裝夾原則 選擇的精基準(zhǔn)應(yīng)該保證工件裝夾可靠，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便。</p><p>　?。?）粗基準(zhǔn)的選擇原則</p><p>　　在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，要注意考慮到以下兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；另一個(gè)是合理分配各個(gè)加工面的加工余量。因此選擇時(shí)應(yīng)該遵循以下的原則：</p><p&

48、gt;　　1）選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn) 為了保證加工表面與不加工表面之間的位置精度要求，應(yīng)該選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　2) 選擇重要表面作為粗基準(zhǔn) 對(duì)于工件一些重要表面，應(yīng)該使其表面的加工余量盡可能均勻，因而應(yīng)該選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　3）選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn) 在每個(gè)面都要加工時(shí)應(yīng)該選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，防止工件出現(xiàn)

49、廢品。</p><p>　　4）應(yīng)該避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn) 同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)，一般只使用一次。</p><p>　　5）選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面作為粗基準(zhǔn) 這樣選擇可以方便定位夾緊。</p><p>　　結(jié)合精基準(zhǔn)的選擇原則和粗基準(zhǔn)的選擇原則確定在粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)加工階段和粗磨、精磨階段零件的徑向定位基準(zhǔn)為圖紙上Ø17+0.012 -0

50、.001mmX25mm圓柱—Ø15+0.012 -0.001mmX12mm圓柱的公共基準(zhǔn)軸線(xiàn)。而粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)、粗磨、精磨時(shí)的軸向主要定位基準(zhǔn)為零件兩端的端面。而鍵槽銑削部分的定位基準(zhǔn)為Ø15 0 -0.011mmX27mm外圓柱面、Ø22mmX33mm外圓柱面和Ø22mmX5mm圓柱的左端面。</p><p>　　2.7加工階段的劃分</p><p

51、>　　由于零件各個(gè)部分的加工質(zhì)量要求不同，因此把零件的整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段：</p><p><b>　　（1）粗加工階段</b></p><p>　　粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的半精加工、精加工、磨削加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，而在粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯可能存在的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)整個(gè)加工的時(shí)間。這

52、個(gè)階段包括了工序20和工序30。</p><p>　　（2）半精加工階段和精加工階段</p><p>　　半精加工階段主要是在粗加工的基礎(chǔ)上再去除一定的工序余量，并同為后面的精加工、粗磨、精磨做好準(zhǔn)備。半精加工后的公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T10，表面粗糙度為Ra12.5～6.3μm。精加工階段主要是完成一些次要工序的加工和外螺紋的車(chē)削加工。這個(gè)階段包含了工序50和工序60。</p>

53、<p><b>　　（3）粗磨加工階段</b></p><p>　　而此階段是在半精車(chē)加工的基礎(chǔ)上完成重點(diǎn)工序的粗磨加工，并為這些重點(diǎn)工序的后面精磨加工做準(zhǔn)備，為精磨留均衡的余量。此階段為工序90。</p><p><b>　?。?）精磨加工階段</b></p><p>　　在這個(gè)階段是把幾個(gè)重點(diǎn)工序剩余的少

54、量的留有余量磨去，保證零件主要表面的形狀位置精度、尺寸精度和表面粗糙度，使其達(dá)到圖紙的相應(yīng)要求。此階段為工序90。</p><p>　　2.8熱處理工藝的確定</p><p>　　本零件的加工主要涉及到兩道熱處理工序，分別是調(diào)質(zhì)處理和表面淬火處理。調(diào)制處理可以消除內(nèi)應(yīng)力、改善工件的加工性能并可以獲得較好的綜合力學(xué)性能。所以將調(diào)制處理安排在粗車(chē)之后半精車(chē)之前。同時(shí)由于工件幾個(gè)主要加工的部分的

55、公差等級(jí)要求很高，達(dá)到了IT6，因此在半精車(chē)后必須上磨床經(jīng)過(guò)粗磨、精磨之后才可能達(dá)到圖紙要求。但是調(diào)制處理后工件的表面硬度降低，不適宜在磨床加工，所以在半精車(chē)之后安排工件的表面淬火處理，以提高工件的表面硬度，使工件適宜在磨床進(jìn)行磨削加工。</p><p>　　2.9重點(diǎn)工序加工經(jīng)濟(jì)精度和加工余量的確定</p><p><b>　　2.9.1加工余量</b></p

56、><p>　?。?）加工余量的概念 加工余量指的是在加工過(guò)程中北切去的金屬層的厚度。它有工序余量、總余量之分。</p><p>　　1）工序余量 工序余量是指為完成某一道工序所需切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差。</p><p>　　加工余量有單邊余量和雙邊余量之分，平面加工余量是單邊余量，他等于實(shí)際切削的金屬層厚度；對(duì)于外圓和孔等回轉(zhuǎn)表面，加工余量則指

57、的是雙邊余量，即以直徑方向計(jì)算，實(shí)際切削的金屬厚度為加工余量數(shù)字的一半，如圖2-3所示。</p><p>　　2）總余量 總余量是指工件由毛坯到成品的整個(gè)加工過(guò)程中某一表面被切除金屬層的總厚度。即Z總=Z1+Z2+…+Zn</p><p>　　式中：Z總為加工總余量，Z1、Z2、…、Zn各道工序。</p><p>　　（2）加工余量的確定</p>&

58、lt;p>　　1）影響加工余量的因素。 影響加工余量的因素是多方面的，主要有：</p><p>　?、?前道工序的表面粗糙度Ra和表面層缺陷層厚度Da。</p><p>　?、?前道工序的尺寸公差Ta。</p><p>　?、?前道工序的形位誤差ρa(bǔ)，如工件表面的彎曲、工件的空間位置誤差等等。</p><p>　?、?本工序的安

59、裝誤差εb。</p><p>　　因此本工序的加工余量必須要滿(mǎn)足以下條件：</p><p><b>　　雙邊余量：</b></p><p>　　Z≥ 2（Ra+Da）+Ta+2｜ρa(bǔ)+εb｜</p><p><b>　　單邊余量：</b></p><p>　　Z≥ Ra+Da

60、+Ta+｜ρa(bǔ)+εb｜</p><p>　?。╝） （b）</p><p>　　圖2-3 加工余量</p><p>　　2.9.2加工余量的確定原則和方法</p><p>　　加工余量的確定原則和方法如下：</p><p>　　確定加工余量的基本原則是：在保證加工余量的前提下，加工余量

61、越小越好。而在實(shí)際的工作中，確定加工余量的方法有以下三種：</p><p>　　① 查表法。此法是根據(jù)相關(guān)的一些設(shè)計(jì)手冊(cè)提供的加工余量數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)情況加以修正后確定的加工余量。這種方法是應(yīng)用比較廣泛的方法。</p><p>　?、?經(jīng)驗(yàn)估算法。根據(jù)工藝人員本身積累的經(jīng)驗(yàn)加以確定加工余量。而一般為了防止余量過(guò)小導(dǎo)致產(chǎn)生廢品的情況，所以估計(jì)的余量總是偏大。常用于單件、小批量的生產(chǎn)。&

62、lt;/p><p>　?、?分析計(jì)算法。此法是根據(jù)一定的試驗(yàn)資料和理論公式，對(duì)影響加工余量的各個(gè)因素進(jìn)行分析和計(jì)算來(lái)確定加工余量。因此這種方法是三種方法中最合理的，但是由于需要比較全面可靠的試驗(yàn)資料，而且計(jì)算的方法業(yè)比較復(fù)雜，一般只在材料十分貴重或者少數(shù)大批、大量生產(chǎn)的情況下才采用。</p><p>　　2.9.3重點(diǎn)工序的經(jīng)濟(jì)精度及工序余量</p><p>　　3）確

63、定重點(diǎn)工序的經(jīng)濟(jì)精度及其工序余量</p><p>　　從實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)中查得加工路線(xiàn)與所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，具體見(jiàn)表2-1。</p><p>　　表2-1 外圓柱表面加工路線(xiàn)及所能達(dá)到的公差等級(jí)和表面粗糙度</p><p>　　由上表中可以查得要達(dá)到表面粗糙度Ra1.6µｍ，必須先粗車(chē)然后半精車(chē)最后精車(chē)才可能達(dá)到，但是由于Ø15

64、+0.012 -0.001mmX12mm圓柱面、Ø17+0.012 -0.001mmX25圓柱面和Ø15 0 -0.011mmX27圓柱面的公差等級(jí)為IT6級(jí)。所以確定本零件Ø15+0.012 -0.001mmX12mm圓柱面、Ø17+0.012 -0.001mmX25mm圓柱面和Ø15 0 -0.011mmX27mm圓柱面三個(gè)部分的加工工藝路線(xiàn)為毛坯-粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē)-粗磨-精磨，其

65、余部分為粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē)即可。由于本零件與孔配合，采用的是基孔制，采用加工余量的確定方法中的查表法查公差配合與技術(shù)測(cè)量的表2-4（標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值）、表2-6（尺寸小于等于500mm的軸的基本偏差數(shù)值）及表2-10（基孔制優(yōu)先、常用配合）可以確定零件的外圓柱面加工的主要工序的工序尺寸的基本偏差代號(hào)為k。并結(jié)合工序尺寸及其公差的確定方法和表1可以確定三個(gè)部分各個(gè)工序的加工余量和可以達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度。如表2-2所示。</p>&l

66、t;p>　　表2-2 外圓柱重點(diǎn)工序余量及經(jīng)濟(jì)精度</p><p>　　2.10重點(diǎn)工序尺寸及其公差的確定</p><p>　　工序尺寸及其公差的確定方法可以分為兩種情況。</p><p>　　1）當(dāng)基準(zhǔn)重合(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn))時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算</p><p>　　零件上的外圓面和內(nèi)孔的加工多屬于基準(zhǔn)重合時(shí)的情況，當(dāng)表面需要

67、經(jīng)過(guò)多次的加工時(shí)，各個(gè)工序的加工尺寸及其公差取決于各工序的加工余量及所采用的加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度，計(jì)算的順序是由最后一道工序向前推算。計(jì)算的步驟為：</p><p>　　① 確定毛坯總余量和工序余量。</p><p>　?、?確定工序尺寸及其公差。最終工序尺寸公差等于設(shè)計(jì)尺寸公差，其余工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)精度確定。求工序基本尺寸，從零件的設(shè)計(jì)圖上的設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，一直向前推算到毛坯尺寸，某工

68、序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或者減去后道工序的余量</p><p>　?、?標(biāo)準(zhǔn)工序尺寸公差。最后一道工序的公差按設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注，其余工序尺寸公差按入體原則標(biāo)注。</p><p>　　2）當(dāng)基準(zhǔn)不重合(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn))時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算</p><p>　　① 測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸及其公差計(jì)算。在加工中，有的時(shí)候會(huì)遇到某些加工表面的設(shè)計(jì)

69、尺寸不便測(cè)量，為此需要在工件上另選一個(gè)容易測(cè)量的測(cè)量基準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)該測(cè)量尺寸的控制來(lái)間接保證原設(shè)計(jì)尺寸的精度。這就產(chǎn)生了測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，測(cè)量尺寸及公差的計(jì)算問(wèn)題。</p><p>　?、?定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算。零件采用調(diào)整法加工時(shí)，如果加工表面的定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就需要進(jìn)行尺寸的換算，重新標(biāo)注工序尺寸。</p><p>　　3）根據(jù)重點(diǎn)工序尺寸

70、及其公差的計(jì)算方法結(jié)合重點(diǎn)工序加工的經(jīng)濟(jì)精度和工序余量可以計(jì)算出重點(diǎn)工序的工序尺寸及其公差，其結(jié)果見(jiàn)表2-1</p><p>　　2.11數(shù)控工序的加工內(nèi)容</p><p><b>　　（1）加工內(nèi)容</b></p><p>　　零件左端加工,Ø15mmX27mm、Ø17mmX23mm、Ø22mmX5mm、

71、6;30mmX5mm的圓柱，倒角1處1X45°，切槽2mmX0.3mm，鍵槽寬5mm、深3mm、長(zhǎng)16mm。</p><p>　　零件右端加工,Ø15mmX10mm、Ø17mmX31mm、Ø20mmX13.5mm、Ø22mmX31mm的圓柱，倒角2處1X45°、1處0.5X45°，切槽3處2mmX0.3mm、2.5mmX1.5mm、2mmX1m

72、m，鍵槽寬6mm、深3mm、長(zhǎng)25mm。</p><p><b>　?。?）主要加工精度</b></p><p>　　主要尺寸精度：Ø15 0 -0.011、Ø17+0.012 -0.001、Ø15+0.012 -0.001、M20X1.5-6h、12 0 -0.1、19 0 -0.1、5 0 -0.03、6 0 -0.03。</p

73、><p>　　主要位置精度：同軸度Ø0.03mm。</p><p>　　表面粗糙度：表面粗糙度在Ra6.3～1.6µｍ,最小的表面粗糙度要求為Ra1.6µｍ。</p><p>　　2.12確定零件的裝夾方案</p><p>　　從零件圖可以看出，該零件是常見(jiàn)軸類(lèi)車(chē)銑復(fù)合加工軸類(lèi)零件。因此采用三爪自定心卡盤(pán)裝夾就可以實(shí)

74、現(xiàn)對(duì)工件加工時(shí)的定位夾緊需要，同時(shí)由于Ø17+0.012 -0.001mmX25mm圓柱面、Ø15+0.012 -0.001mmX12mm圓柱面、Ø15 0 -0.011mmX27mm面加工要求最高為公差等級(jí)IT6級(jí)、表面粗糙度Ra1.6µｍ。同時(shí)為了防止精加工階段使用三爪自定心卡盤(pán)造成已加工的表面被破壞，因此此階段采用軟爪裝夾。磨削加工使用磨削加工。</p><p>　　

75、（1）粗車(chē)階段 此階段主要是去除多余的加工余量，為半精加工、精加工做準(zhǔn)備，因此在此階段采用三爪自定心卡盤(pán)裝夾即可。</p><p>　?。?）半精車(chē)、精車(chē)階段 這個(gè)加工階段需要再去除少量加工余量為后面的磨削加工做準(zhǔn)備，同時(shí)完成一些次要工序的半精加工、精加工。為了防止一些已加工的表面被破壞，必須使用軟爪裝夾。</p><p>　?。?）鍵槽的銑削 鍵槽的銑削使用鍵槽銑削專(zhuān)用夾具裝夾。&

76、lt;/p><p>　　（4）磨削加工階段 在磨床上的磨削加工使用磨床磨削加工夾具裝夾即可。</p><p>　　2.13切削用量的計(jì)算方法和確定</p><p>　　機(jī)械加工中切削用量包括三個(gè)部分：切削速度υc、進(jìn)給量?、背吃刀量ɑp。由于本零件既有車(chē)削加工，也有銑削加工。所以切削余量的確定業(yè)涉及到車(chē)、銑兩個(gè)部分。</p><p>　　2.1

77、3.1切削用量的計(jì)算方法</p><p>　　1）切削速度υc。切削速度υc是刀具的切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。而當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度的計(jì)算公式為：υc =πdn/1000</p><p>　　公式中υc為切削速度（m/min）、d為工件加工表面或者刀具的最大直徑（mm）、n為主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　2）進(jìn)給量?。

78、進(jìn)給量?是工件或者刀具的主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)或者每一行程時(shí)，刀具與工件在進(jìn)給方向上的相對(duì)位移量。它的大小反映了進(jìn)給速度的大小，其計(jì)算方法為：?=υ? /n</p><p>　　公式中υ?為進(jìn)給速度（mm/min）、?為進(jìn)給量（mm/min）、n為主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　3）背吃刀量ɑp。背吃刀量ɑp是已加工表面與待加工表面之間的垂直距離。計(jì)算方法為：ɑp=（dw-dm）/2

79、</p><p>　　公式中ɑp為背吃刀量（mm）、dw為待加工表面直徑（mm）、dm為已加工表面直徑（mm）。</p><p>　　銑削背吃刀量為刀具一次切削切進(jìn)工件的寬度。</p><p>　　2.13.2切削用量的確定</p><p>　　1）切削速度υc的確定。</p><p>　　粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)加工選用的

80、是硬質(zhì)合金刀具，從有關(guān)資料查詢(xún)知道硬質(zhì)合金刀具切削速度υc合理范圍為80～150m/min。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)初步確定半精車(chē)的切削速度υc為80m/min，精車(chē)的切削速度υc為120m/min。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)粗車(chē)一般切削速度υc為40m/min。</p><p>　　銑削鍵槽使用的是高速鋼材料的Ø4mm直柄鍵槽二刃立銑刀。其切削速度υc的合理范圍是20～25m/min。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定粗銑切削速度υc為20m/min。精銑

81、切削速度υc為25m/min</p><p>　　確定車(chē)削加工主軸轉(zhuǎn)速。由公式可知n=1000υc/πd，代入粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)的切削速度υc，經(jīng)計(jì)算得粗車(chē)主軸轉(zhuǎn)速為400r/min，半精車(chē)轉(zhuǎn)速為1200r/min，精車(chē)主軸轉(zhuǎn)速為1600r/min。車(chē)螺紋轉(zhuǎn)速根據(jù)經(jīng)驗(yàn)去400r/mm。</p><p>　　確定銑削加工主軸轉(zhuǎn)速。由公式可知n=1000υc/πd，代入粗銑、精銑切削速度υc。

82、經(jīng)計(jì)算的粗銑加工主軸轉(zhuǎn)速為1600r/min，精銑加工主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min。</p><p>　　2）進(jìn)給量?的確定。</p><p>　　查數(shù)控加工工藝表4-1、表4-2確定車(chē)削每轉(zhuǎn)進(jìn)給量?為粗車(chē)時(shí)一般取0.3～0.8mm/r，精車(chē)時(shí)常取0.08～0.3mm/r，切槽和切斷時(shí)適宜取0.05～0,2mm/r。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定粗車(chē)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量?為0.3mm/r，半精車(chē)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.1mm/

83、r、精車(chē)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.08mm/r，切槽的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.05mm/r。</p><p>　　銑削進(jìn)給速度F是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。而進(jìn)給量?是銑刀每轉(zhuǎn)一周，工件沿銑刀進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。它們之間的關(guān)系是：F=?n=zn?z。</p><p>　　公式中F為進(jìn)給速度（mm/min）、?為進(jìn)給量（mm/r）、n為主軸轉(zhuǎn)速、z為銑刀齒數(shù)、?z為每齒進(jìn)給量（mm/z）。

84、</p><p>　　查數(shù)控加工工藝表5-8得到每齒進(jìn)給量，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)經(jīng)計(jì)算得粗銑進(jìn)給速度為40mm/min，精銑進(jìn)給速度為25mm/min。</p><p>　　3）背吃刀量ɑp的確定。</p><p>　　查找數(shù)控加工工藝得到車(chē)削加工在允許的條件下粗車(chē)時(shí)，背吃刀量一般取0.5～3mm，半精車(chē)時(shí)背吃刀量一般取0.3～0.8mm，精車(chē)時(shí)背吃刀量取0.1～0.3mm。結(jié)

85、合經(jīng)驗(yàn)確定在粗車(chē)時(shí)背吃刀量ɑp為0.5mm，半精車(chē)時(shí)背吃刀量ɑp為0.3mm,精車(chē)時(shí)背吃刀量ɑp為0.2mm。</p><p>　　查數(shù)控加工工藝結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定粗銑削背吃刀量為2mm。精銑背吃刀量為0.2mm。</p><p>　　2.14機(jī)床和刀具的選擇</p><p><b>　?。?）機(jī)床的選擇</b></p><p&g

86、t;　　對(duì)于機(jī)床的選擇，不同的機(jī)床有不同的精度、功能等，導(dǎo)致其工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度都不同。為了選擇合適的機(jī)床，因此在選擇的時(shí)候需要考慮到以下幾個(gè)方面;</p><p>　　1）機(jī)床的類(lèi)型應(yīng)該與工序加工的內(nèi)容相適應(yīng)。</p><p>　　2）機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)該與工件的外形尺寸和加工表面的相關(guān)尺寸相適應(yīng)。保證機(jī)床可以無(wú)障礙的完成工件的加工。</p>

87、<p>　　3）機(jī)床的精度應(yīng)該與工序要求的加工精度相適應(yīng)，以使工件加工完成后可以達(dá)到零件圖要求的表面粗糙度。在一定的精度范圍內(nèi)不能偏離太多，機(jī)床精度過(guò)低，則不能保證加工的精度；機(jī)床的精度過(guò)高，會(huì)增加零件的制造成本。</p><p>　　從以上幾點(diǎn)出發(fā)結(jié)合零件的加工內(nèi)容選擇機(jī)床為VMC650型立式數(shù)控銑床、CK6143型臥式數(shù)控車(chē)床、M1412型萬(wàn)能外圓數(shù)控磨床。</p><p>

88、;<b>　?。?）刀具的選擇</b></p><p>　　本零件涉及到外圓、螺紋、切槽和銑削鍵槽等內(nèi)容的加工。所以在選擇刀具時(shí)有外圓車(chē)刀、螺紋車(chē)刀、切斷刀和鍵槽銑刀等。</p><p>　　由于粗加工主要是去除余量，為后面的半精加工、精加工做準(zhǔn)備，所以粗車(chē)選擇主偏角為95°的外圓車(chē)刀,半精車(chē)、精車(chē)選擇主偏角為107°30′的外圓車(chē)刀。車(chē)削螺紋選擇

89、螺紋車(chē)刀，因?yàn)椴蹖挷⒉徊皇峭耆嗤郧袛嗟哆x擇為寬為2mm、2.5mm的兩把切斷刀。具體刀具見(jiàn)圖2-4所示。銑削鍵槽選擇Ø4mm的直柄鍵槽二刃立銑刀。</p><p>　　圖2-4 車(chē)削使用刀具圖</p><p>　?。╝）圖為95°外圓車(chē)刀 （b）圖為107°30′外圓車(chē)刀</p><p>　　（c）圖為寬2mm切斷刀

90、 （d）圖為寬2.5mm切斷刀</p><p>　　2.15編程原點(diǎn)的確定</p><p>　　（1）編程原點(diǎn)的確定</p><p>　　將編程原點(diǎn)選擇在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)并且以其為定位基準(zhǔn)，這樣不僅可以避免因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)不重合帶來(lái)的基準(zhǔn)不重合誤差及不必要的尺寸換算，而且方便找正對(duì)刀，使對(duì)刀誤差減小，同時(shí)方便手工編程。</p><p>　　由于本零件是軸

91、類(lèi)零件，屬于回轉(zhuǎn)體，并且設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合。所以將編程原點(diǎn)選在工件的端面中心。</p><p>　　1）加工零件右端編程原點(diǎn)的確定</p><p>　　加工零件的右端選擇的編程原點(diǎn)如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 零件右端編程原點(diǎn)</p><p>　　2）加工零件左端編程原點(diǎn)的確定</p><p>

92、　　加工零件的左端選擇的編程原點(diǎn)如圖2-6所示：</p><p>　　圖2-6 零件左端編程原點(diǎn)</p><p>　　第三章 鍵槽銑削專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1確定零件鍵槽銑削工序的裝夾方案</p><p>　　本工序的裝夾方案主要是為了保證鍵槽的銑削效果達(dá)到圖紙上對(duì)于鍵槽部分的精度和表面質(zhì)量的要求。由于圖紙上對(duì)于2處鍵槽

93、的要求鍵槽槽寬分別為5mm和6mm，對(duì)于其公差的要求相同為3個(gè)絲公差，上偏差為0，鍵槽的側(cè)面表面粗糙度達(dá)到Ra6.3µｍ，長(zhǎng)度分別為16mm和25mm，槽深都為3mm。而對(duì)于鍵槽的對(duì)稱(chēng)度要求則沒(méi)有，基本保證其對(duì)稱(chēng)即可。</p><p>　　而為了使加工出來(lái)的鍵槽達(dá)到圖紙的要求，必須要使用一套專(zhuān)用的鍵槽銑削夾具裝夾工件，才有可能使其達(dá)到要求。查詢(xún)資料發(fā)現(xiàn)目前在軸類(lèi)零件上銑削鍵槽時(shí)常用的方法有以下這些：&l

94、t;/p><p>　?。?）用V形架裝夾銑削鍵槽</p><p>　　把圓柱形工件放在V形架內(nèi)，并且使用壓板壓緊的裝夾方法來(lái)進(jìn)行鍵槽的銑削，這是常用的方法之一。其特點(diǎn)是工件中心只在V形的角平分線(xiàn)上，隨直徑的變化而變懂。因此，當(dāng)鍵槽銑刀的中心或者盤(pán)形銑刀的中分線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)V形的角平分線(xiàn)時(shí)，可以保證一批工件上鍵槽的對(duì)稱(chēng)度，而銑削時(shí)雖然對(duì)銑削深度有改變，但是變化量一般不會(huì)超過(guò)鍵槽的槽深的尺寸公差。而在臥式

95、銑床上用鍵槽銑刀銑削時(shí)，則當(dāng)工件的直徑有變化時(shí)，鍵槽的對(duì)稱(chēng)度會(huì)有一定的影響，因此只能適用于單件的生產(chǎn)。</p><p>　　對(duì)于直徑在20mm～60mm內(nèi)的長(zhǎng)軸（軸的長(zhǎng)徑比小于5的稱(chēng)為短軸，長(zhǎng)徑比大于20的稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)軸，大多數(shù)軸介于二者之間），也可以直徑裝夾在工作臺(tái)的T形槽口上，因?yàn)門(mén)形槽口上都有倒角，此時(shí)，T形槽口上的倒角可以起到V形架的作用。</p><p>　?。?）用軸用虎鉗裝夾銑削

96、鍵槽</p><p>　　用軸用虎鉗裝夾軸類(lèi)零件時(shí)，具有虎鉗裝夾和V形架裝夾的優(yōu)點(diǎn)，所以裝夾簡(jiǎn)便迅速。軸用虎鉗的V形槽可以?xún)擅娑际褂茫膴A角大小也不同，以適應(yīng)工件直徑的變化。</p><p>　?。?）定中心裝夾銑削鍵槽</p><p>　　使用三爪自定心卡盤(pán)（下面簡(jiǎn)稱(chēng)三爪卡盤(pán)）、兩頂尖等方法裝夾，工件的軸線(xiàn)必在三爪卡盤(pán)（或者前頂尖）的中心與后頂尖的中心連線(xiàn)上面。

97、軸線(xiàn)的位置不受工件直徑變化的影響，但使用三爪卡盤(pán)裝夾時(shí)，收到其自身精度的影響。若在分度頭上沒(méi)有三爪卡盤(pán)而是裝前頂尖的話(huà)，則可以利用雞心夾頭把工件緊固在兩頂尖之間。這種裝夾的方法與三爪卡盤(pán)的裝夾相比較，工件的中心的準(zhǔn)確度要高，但是其剛性要稍差，而且不穩(wěn)固，同時(shí)裝夾過(guò)程也比較費(fèi)時(shí)。</p><p>　　（4）使用自定心虎鉗裝夾</p><p>　　使用這種裝夾方法時(shí)，軸線(xiàn)的位置不受軸直徑的變化

98、而影響，但是由于兩個(gè)鉗口都是活動(dòng)的，所以它的精確度不是很高。使用這種虎鉗裝夾軸類(lèi)零件方便、迅速，同時(shí)也很穩(wěn)固，鍵槽的位置不受鉗口和壓板加工中心的影響，但是工件的中心位置的準(zhǔn)確度略微差些。</p><p>　　綜合上述方法和機(jī)床的選擇確定本零件鍵槽銑削工序的夾具為采用2個(gè)窄V形塊定位（其中一個(gè)V形塊的一端端面加工出寬2mm的面）的專(zhuān)用鍵槽銑削夾具裝夾。</p><p><b>　　

99、3.2確定定位方案</b></p><p>　　在工件定位中使用的是六點(diǎn)定位原理，即使用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)來(lái)限制工件沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)自由度（、、）和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度（、、）。在工件的定位過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)集中情況：安全定位和不完全定位、欠定位、過(guò)定位，由于欠定位不能保證加工要求，所以絕對(duì)不能出現(xiàn)；過(guò)定位則會(huì)出現(xiàn)重復(fù)定位，應(yīng)該避免過(guò)定位，以此來(lái)減少其帶來(lái)的不良后果。由于軸類(lèi)零件的加工，通常采用不完

100、全定位的方式，只限制工件的、、、四個(gè)自由度。但是由于在加工鍵槽的時(shí)候除了保證其對(duì)稱(chēng)度和尺寸精度、表面粗糙度的要求外，同時(shí)還要保證其軸向的位置要求，所以在限制了零件的、、、四個(gè)自由度的基礎(chǔ)上，還要在限制零件的這個(gè)自由度。因此可以確定本零件鍵槽銑削工序的定位基準(zhǔn)如下：</p><p>　　以圖紙上Ø17+0.012 -0.001mmX25mm圓柱面、Ø17mmX31mm圓柱面為定位基面，同時(shí)以&#

101、216;22mmX5mm圓柱面的左端面為定位基面。這樣組成的定位基準(zhǔn)可以限制零件在夾具體上的、、、、共5個(gè)自由度，構(gòu)成不完全定位。以此保證零件在鍵槽銑削加工這個(gè)工序完成之后，可以達(dá)到圖紙所要求的尺寸精度和表面粗糙度。</p><p><b>　　3.3確定定位元件</b></p><p>　　當(dāng)工件以外圓面定位時(shí)，經(jīng)常使用到的定位元件主要有V形塊、定位套、半圓孔、錐套

102、等。</p><p>　　在鍵槽銑削專(zhuān)用夾具中零件的定位基面涉及到外圓面和平面的定位為了夾具設(shè)計(jì)的方便簡(jiǎn)單，在本零件的鍵槽銑削專(zhuān)用夾具中使用2個(gè)窄V形塊為定位元件，限制零件的、、、共四個(gè)自由度。平面使用其中一個(gè)窄V形塊一端端面上一個(gè)長(zhǎng)10mm、寬2mm的凸臺(tái)窄平面定位，這個(gè)窄凸臺(tái)平面相當(dāng)于六點(diǎn)定位原理中的一個(gè)點(diǎn)，所以只限制一個(gè)自由度，在夾具中這個(gè)平面限制工件這個(gè)自由度。因此在本套夾具中使用的定位元件是2個(gè)窄V形塊

103、和一個(gè)窄凸臺(tái)平面。</p><p>　　3.4定位誤差的分析計(jì)算</p><p>　　定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差，是只與工件定位有關(guān)的誤差，用ΔD表示。對(duì)于夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案，，一般定位誤差ΔD控制在工件公差的1/3—1/5，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。所以只要本套夾具的定位誤差ΔD在工件公差在零件鍵槽銑削工序的公差值的1/3內(nèi)即可，

104、即只要ΔD≤1/3X0.1mm=0.034mm就符合加工的要求。</p><p>　　定位誤差產(chǎn)生的原因是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)的不重合也分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差。由于鍵槽的定位基準(zhǔn)是Ø17+0.012 -0.001mmX25mm圓柱—Ø15+0.012 -0.001mmX12mm圓柱的公共基準(zhǔn)軸線(xiàn)，而其工序

105、基準(zhǔn)則分別是Ø15 0 -0.011mmX27mm圓柱的下母線(xiàn)和Ø22mmX33mm圓柱的下母線(xiàn),所以存在基準(zhǔn)不重合誤差ΔB。而由于定位副的制造也存在制造誤差，所以也有基準(zhǔn)位移誤差ΔY的存在。</p><p>　　3.4.1銑削Ø15.3 0 -0.070mmX27mm圓柱上鍵槽定位誤差計(jì)算</p><p>　　銑削Ø15.3 0 -0.070mmX

106、27mm圓柱上的鍵槽的定位誤差計(jì)算如下：</p><p>　　1）基準(zhǔn)不重合誤差。由于定位尺寸（定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸）與工序尺寸的方向不一致，如圖7所示，所以基準(zhǔn)不重合誤差等于定位尺寸的公差在加工尺寸（工序尺寸）方向上的投影，，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=0.0055mmXsin45°=0.0039mm。（ΔB=0.035mmXsin45°=0.0247mm</p><

107、;p>　　圖3-1基準(zhǔn)不重合誤差</p><p>　　2）基準(zhǔn)位移誤差。 由于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向（當(dāng)定位基面尺寸由小變大或由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)的變化方向）和加工尺寸（工序尺寸）的方向不一致，如上圖7所示，所以基準(zhǔn)位移誤差就等于定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍在加工尺寸（工序尺寸）方向上的投影，即基準(zhǔn)位移誤差ΔY=0.070mmXsin45°=0.0495mm。而又因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)在定位基面上，所以定位誤差ΔD

108、=ΔY±ΔB。</p><p>　　“+”、“-”的判別方法如下：</p><p>　?、?分析定位基面尺寸由大變小或者由小變大時(shí)，定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向。</p><p>　　②當(dāng)定位基準(zhǔn)尺寸作同樣的變化時(shí)，假設(shè)定位基準(zhǔn)不變動(dòng)，分析工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向。</p><p>　?、廴魞烧叩淖儎?dòng)方向相同則取“+”，反之取“-”。</p&

109、gt;<p>　　根據(jù)上述原則判斷，發(fā)現(xiàn)兩者的變動(dòng)方向相反。所以定位誤差ΔD=0.0495mm-0.0.0247mm =0.0248mm＜0.034mm。</p><p>　　3.4.2 銑削Ø22mmX33mm圓柱上鍵槽定位誤差計(jì)算</p><p>　　銑削Ø22mmX33mm圓柱上的鍵槽的定位誤差計(jì)算如下：</p><p>　　

110、查GB1804-2000M得到未注尺寸Ø22mm的偏差為±0.2mm，但是國(guó)標(biāo)中規(guī)定外徑未注尺寸公差取“-”，內(nèi)徑未注尺寸公差取“+”，所以未注尺寸Ø22mm的公差為0.2mm，其尺寸為Ø22 0 -0.2mm。由于銑削Ø22mmX33mm圓柱上的鍵槽工序和銑削Ø15 0 -0.011mmX27mm圓柱上的鍵槽工序是同一個(gè)工序，所以其定位誤差的計(jì)算參照銑削Ø15 0

111、-0.011mmX27mm圓柱上的鍵槽的定位誤差計(jì)算方法如下：</p><p>　　1）基準(zhǔn)不重合誤差。由于定位尺寸（定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸）與工序尺寸的方向不一致，如圖7所示，所以基準(zhǔn)不重合誤差等于定位尺寸的公差在加工尺寸（工序尺寸）方向上的投影，，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=0.1mmXsin45°+0.03mm=0.1007mm。</p><p>　　2）基準(zhǔn)位移誤差。

112、 由于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向（當(dāng)定位基面尺寸由小變大或由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)的變化方向）和加工尺寸（工序尺寸）的方向不一致，如上圖7所示，所以基準(zhǔn)位移誤差就等于定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍在加工尺寸（工序尺寸）方向上的投影，即基準(zhǔn)位移誤差ΔY=0.2mmXsin45°=0.1414mm而又因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)在定位基面上，所以定位誤差ΔD =ΔY±ΔB?！?”、“-”的判斷方法如上。因此定位誤差ΔD=0.1414mm-0.1007mm

113、=0.0407mm ＞0.034mm。雖然計(jì)算得出的定位誤差ΔD比要求的定位誤差大了0.0067mm，但是0.0067mm只是要求的定位誤差的大約1/5左右。所以計(jì)算的定位誤差是在可以接受的范圍內(nèi)。</p><p>　　根據(jù)兩者定位誤差的計(jì)算結(jié)果，可以判定該定位方案是可以達(dá)到加工的精度要求的，所以該方案還是可行的。</p><p>　　3.5夾緊方案及夾緊元件的確定</p>

114、<p>　　夾緊裝置的組成需要根據(jù)根據(jù)的加工要求、安裝的方法和生產(chǎn)的規(guī)模等等條件來(lái)確定，但是必須要滿(mǎn)足以下的基本條件：</p><p>　　（1）在夾緊的過(guò)程中應(yīng)該要能保持根據(jù)在定位時(shí)已獲得的正確位置。</p><p>　?。?）夾緊力要求大小合適，夾緊機(jī)構(gòu)既要保證根據(jù)在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)或者震動(dòng)，同時(shí)也要保證夾緊力的大小合適，以免夾緊力過(guò)大導(dǎo)致夾緊變形和工件的表面損傷。&l

115、t;/p><p>　?。?）夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)要操作方便、安全省力，以便減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)的效率。</p><p>　　（4）夾緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)該和工件的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并有良好的結(jié)構(gòu)工藝，盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)化的元件。</p><p>　　根據(jù)以上的原則確定選擇的典型夾緊機(jī)構(gòu)中的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，此夾緊機(jī)構(gòu)由螺釘、螺母、墊圈、壓板等元件組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

116、單、容易制造，而且它的自鎖性能好、夾緊可靠，夾緊力和夾緊行程都比較大。在此夾緊機(jī)構(gòu)中的夾緊元件為螺母和壓板。</p><p><b>　　3.6夾具裝配草圖</b></p><p>　　根據(jù)工件銑削加工工序的要求完成夾具的設(shè)計(jì)，繪制其裝配草圖如圖3-2所示。</p><p>　　第四章 定位軸零件的加工</p><p>