花键套零件工艺设计

前言 夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目，在毕业设计中占极其重要的位置。夹具结构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。因此，选择轴套的夹具设计能很好的综合考查我们大学三年来所学知识。 夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率。 通过设计巩固所学知识，掌握机械制造设计的一般方法和程序。熟悉设计过程即注意事项，在设计的过程中，学习一些专业前沿知识和设计经验。具体任务如下： 1、培养学生综合运用所学基础课、专业基础和专业课的知识，分析和解决加工过程技术问题的工作能力。 2、巩固、深化和扩大所学基本理论、基本知识和基本技能。 3、理论分析的能力、制定设计或试验方案的能力、设计技计算和绘图的能力、计算机应用能力、撰写论文和设计说明书的能力等等。 4、培养学生的创新能力和团队精神，树立良好的学术思想和工作作风 在这其中，由于水平有限，缺点和错 误在所难免，恳请老师批评指正！ 目 录 一、花键套工艺设计 零件的分析 毛坯的选择 基准的选择 拟定机械加工工艺路线 定机械加工余量、工序尺寸及公差 选择机床设备及工艺设备 4 确定切削用量及用时 填写工艺卡片 二、轴套夹具设计说明书 （一）零件本工序的加工要求分析 （二）套类零件的材料和毛坯的选 . （三）拟订工件定位方案和选择定位元件 （四）确定引导或对刀元件 （五）确定夹紧方案、选择夹紧元件 （六）确定夹具体、绘制夹具结构总图 （七）设计小结 （八）参考文献书目 一、花键套零件工艺设计 零件的工艺分析 1.1 零件的功用、结构及特点 花键套是变速箱的重要零件。其外锥表面对内花键孔的轴线保证同轴，这样花键套在与花键轴联接时可以满足对中的要求，使花键孔较好的起到传递转矩和运动的功能。内花键孔的外径尺寸和槽两侧尺寸精度都有较高的要求，在完成花键孔的拉削加工后，一般都是以它作为定位基准，来加工下道工序内容。花键套与花键轴联接时其他表面配合部分有较细的表面粗糙度。 1.2 花键套的技术要求 1.1.1花键套的主要基准是 250.0065mm 外圆轴线。 1.1.2 外圆锥 0030.034mm 表面对 250.00 65mm 内孔轴线的径向跳动公差为 0.02mm，粗糙度 Ra0.8m 。 1.1.3 内花键孔 018.0016mm 表面对 250.0065mm 外圆轴线的同轴度公差为 0.01mm，粗糙度 Ra1.6m 。 1.1.5 普通外螺纹的中径、顶径的公差带的偏差代号为 g，公差等级为 6 级。 1.1.6250.0065mm 外圆表面粗糙度为 Ra0.8m 。 毛坯的选择 2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 因零件的材料为 45 钢，要求生产 1 见，属于小批量生产。花键 套的尺寸为 34 86，且有较多不需要切削加工表面，所以毛坯的制造选用自由锻造。 2.2 确定毛坯的技术要求 2.2.1锻件不应有裂缝，锻件表面应清除毛刺、披缝结瘤和粘砂等。 2.2.2调质处理：硬度 235HBS，以消除内应力，改善切削加工性能。 2.2.3未注倒角的为 145 。 2.3 绘制毛坯图 在各加工表面上加上机械加工余量（ 2mm），绘制毛坯图，并标注尺寸和技术要求。见附录 基准的选择 3.1 加工部位基准的选择 该零件图中较多尺寸都以 250.0065mm 外圆为设计基准。在拉削之后，以花键孔及端 面作为定位基准，根据粗、精基准面选择确定加工表面基准如下表： 表 3-1 加工部位基准的选择 序 加工部位 基准选择 号 1 34 -0.030mm 外圆、 16mm 孔 毛坯外圆 2 250.0065mm 外圆 34 -0.030mm 外圆及端面 3 250.0065mm 外圆、镗 12mm 花键孔 34 -0.030mm 外圆及端面 4 34 -0.030mm外圆、 27mm 外圆、车锥面、 21mm花键孔 250.0065mm 外圆及端面 5 拉花键孔 12mm 孔轴线及端面 6 退刀槽、螺纹 M271.5 -6g 花键孔及端面 7 磨 250.0065mm 外圆 花键孔及端面 磨 34 -0.030mm 外圆 磨外圆锥面 拟订机械加工工艺路线 4.1 确定各加工表面的加工方法 根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度要求选定如下加工方法： 018.0016mm、扩和孔口倒角。 12mm 孔和 21mm 孔加工方法为镗。花键套 250.0065mm 外圆、 0030.034mm外圆和外锥面采用车削。 表 4-1 拟订加工路线如下： 工序工序名称 工序内容 加工车间 工艺装备 号 10 下料 3892mm 准备 20 车 夹毛坯外圆，车端面，粗车外圆34 -0.030mm 毛坯 金工 C6132 三爪卡盘 外圆至 36.8 -0.030mm，长度大于 50mm。 钻 15 孔深 42mm. 30 车 夹 34 -0.030mm毛坯外圆，车端面总长大于 87mm。 金工 C6132 三爪卡盘 粗车 250.0065mm 毛坯外圆 . 40 热处理 调质 235HBS 热处理 50 车 夹 34 -0.030mm 毛坯外圆 ,半精车250.0065mm 金工 C6132 三爪卡盘 外圆毛坯至 25.30.0065mm 。 镗 12 花键内孔至 13.5mm, 孔口倒角145 60 车 夹 250.0065mm 毛坯外圆，车端面保证总长 86mm。 金工 C6132 三爪卡盘 半精车 34 -0.030mm 外圆毛坯 , 精车 M271.5 外圆至尺寸要求，镗 21mm孔， 续表 4-1 工序号 工序名称 工序内容 加工车间 工艺装备 60 车 孔口倒角 145 。精车 1： 8锥面，留磨量0.3 mm。 金工 C6132 三爪卡盘 70 拉 以 13.5 mm 孔及端面为基准拉花键孔至尺寸精度要求。 金工 拉床L6110 80 车 以花键孔及端面为基准切槽 21 和 62 。 金工 C6132 花键心轴 外圆各处倒角。车螺纹 M271.5 -6g. 90 磨 以花键孔及端面为基准磨 250.0065mm外圆， 金工 M1200 花键心轴 磨 34 -0.030mm 外圆至尺寸 要求， 磨 1： 8 外圆锥面至尺寸要求。 100 检验 按图样要求检验。 检验 检具 4.2 工艺分析 4.2.1 该花键套由于是小批量生产，在工序过程的安排上遵循了集 中与分散相结合的原则，大部分路线都采用了通用和工艺装置。 4.2.2 在拉削过程中以 018.0016mm 内孔和 35mm 长度左端面作为定位基准，所以在半精车工序中要保证 018.0016mm 内孔和端面位置度的要求，加工时要注意工艺要求。 4.2.3 工序 60 花键拉 削后，在后续的工序均以它作为加工的定位基准，修整 250.0065mm 外圆和 1： 8 外锥面，对花键孔的同轴度的位置精度。 4.2.4 工序 80 磨锥面中即要保证 1： 8 外锥面的锥度精度，有要控制 0030.034mm 外圆长度 10mm，因锥度较大，每磨小径 0.12mm 左右时就要涉及到长度 1mm的误差。 4.2.5 花键套的热处理工序，调质处理主要目的是使零件可获得良好的综合机械性能 确定机械加工余量、工序尺寸及公差 5-1 机械加工余量、工序尺寸及公差 根据以上所诉可列机械加工余 量、工序尺寸及公差参数如下表所示： 表 5-1 机械加工余量、工序尺寸及公差 工序号 内容 单边余量（ mm） 工序尺寸（ mm） 表面粗糙度（ Ra/m ） 20 粗 车 0030.034mm 外圆及端面 0.6 0 030.08.36 1.6 钻 018.0016 mm 孔 7.5 018.0015 1.6 30 粗车 250.0065mm外圆及端面 5 28 0.8 续表 5-1 工序号 内容 单边余量（ mm） 工序尺寸（ mm） 表面粗糙度（ Ra/m ） 50 精车 250.0065mm外圆及端面 0.15 0065.03.25 0.8 镗 12mm 孔 0.75 5.13 1.6 60 精车 34 -0.030mm 外圆及端面 1.1 10 1.6 车 27mm 外圆 1.5 27 1.6 车 30mm 长 1： 8 锥面 1.5 30 1.6 镗 21mm 孔 1.25 21 1.6 70 拉花键孔 3.25 20 1.6 80 车 M27 1.5-6g 螺纹 1.96 M271.5-6g 1.6 切 2 1mm 槽 0.5 0065.03.23 1.6 切 6 2mm 槽 1 0065.025 1.6 90 磨 25 0.0065mm 外圆 0.15 0065.025 0.8 磨 0030.034mm 外圆 0.15 0 030.034 1.6 磨 1： 8 外圆锥面 0.15 30 1.6 选用机床设备及工艺装备 根据以上所 诉可列机床设备及工艺装备如下表所示： 表 6-1 机床设备及工艺装备 工序号 内容 设备 20 粗 车 0030.034mm 外圆及端面 C6132卧式车床、 P10 外圆车刀、游标卡尺、专用夹具 钻 018.0016 mm 孔 14mm 标准麻花钻 扩 018.0016 mm 孔 15mmP10 扩孔钻 孔口倒角 P10 倒角车刀 续表 6-1 工序号 内容 设备 30 粗车 250.0065mm 外圆及端面 C6132卧式车床、 P10 外圆车刀、游标卡尺、专用夹具 50 精车 250.0065mm 外 C6132卧式车床、 P10 外圆车刀、 圆及端面 游标卡尺、专用夹具 镗 12mm 孔 T68 卧式铣镗床、硬质合金刀头、专用夹具 60 精车 34 -0.030mm 外圆及端面 C6132卧式车床、 P10 外圆车刀、游标卡尺、专用夹具 车 27mm 外圆 C6132卧式车床、 P10 外圆车刀、游标卡尺、专用夹具 车 30mm 长 1： 8 锥面 C6132卧式车床、 P10 外圆车刀、游标卡尺、专用夹具 镗 21mm 孔 T68 卧式铣镗床、硬质合金刀头、专用夹具 70 拉花键孔 L6132卧式拉床、专用夹具、六孔花键拉刀 80 车 M271.5 -6g 螺纹 M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴 切 21 、 62 槽 M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴 90 磨 250.0065mm 外圆 M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴 磨 0030.034mm 外圆 M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴 磨 30mm 长 1： 8 锥面 M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴 确定切削用量及基本工时 7.1 工序 20 粗车 0030.034mm 外圆及端面，钻、扩 018.0016mm 孔，孔口倒角。 7.1.1粗车 0030.034mm 外圆及端面 7.1.1.1确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 0.6mm，一次走刀加工完成， ap=0.6mm。 7.1.1.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.46mm/r. 7.1.1.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM （ 7-1） =35.015.02.0 46.06.060242 0.771.180.80.811.0 =89m/min 7.1.1.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw （ 7-2） =100089/50r/min =557r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=89m/min. 7.1.1.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=50mm，端面车刀选 用主偏角 kr=90, 背吃刀量 ap=0.6mm,查 3表 5-111 得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL （ 7-3） = 146.0500 250 =0.22min 7.1.1.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min. 7.1.2钻 018.0016mm孔至 14 018.00mm 7.1.2.1确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.46mm/r。 7.1.2.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀 具寿命选 T=60min。 故 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.035.060242 0.771.180.80.811.0 =20m/min 7.1.2.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =100020/50r/min =455r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=350r/min.所以实际的切削速度 Vc=25.6m/min. 7.1.2.5 计算基本时间 T 基本。被加工孔长度 L=50mm，切人量y=d0/2cot+(12)=14/2cot60+(12)mm=5.26.2mm( 式中 d0 为钻头直径（ mm）， 为钻头半顶角，常为 60), 查 3表 5-111得切人量 y=6mm,切出量 =4m 。 T 基本 infyL = 146.0500 4650 =0.37min 7.1.2.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得变换刀架时间为0.8min，变速或变换进给量 0.02min，启动调节切削液为 0.05min， 共计 T 辅助 =0.12min. 7.1.3扩 018.0016mm孔至 15 018.00mm。 7.1.3.1确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 0.5mm，一次走刀加工完成， ap=0.5mm。 7.1.3.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.49mm/r. 7.1.3.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 故 kvfapT CvVc yvxvM =35.015.02.0 49.05.060242 0.771.180.80.811.0 =1100m/min 7.1.3.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =10001100/50r/min =1150r/min 查 2表 2-11 得相近较小的机床转速为 n=1000r/min.所以实 际的切削速度 Vc=83.8m/min. 7.1.3.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=50mm，端面车刀 选用主偏角 kr=90, 背吃刀量 ap=0.6mm,查 3表 5-111 得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL = 146.0500 250 =0.05min 7.1.3.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min. 7.1.4孔口倒角： 查 2表 2-11取 n=700r/min， T 基本时间 =0.03min， T 辅助时间 =0.08min。 7.2 工序 30 粗车 25 0065.0 mm 外圆及端面 7.2.1 确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 5mm,两次走刀加工。ap=2.5mm 7.2.2 确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据 C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.46mm/r。 7.2.3 确 定 切 削 速 度 Vc 。查 3 表 5-110 得 Cv=242 ，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。故 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.05.260 242 0 771.180.80.811.0 =71.85mm/r 7.2.4确定机床主轴转速 n. n=1000Vc/dw =457r/min 查 2表 2-11得相近较 小的机床转速 n=350所以实际的切削速度Vc=45.8m/min 7.2.5计算基本时间 T基本 ,切削加工长度 35,端面车刀选用主偏角kv=90,背吃刀具 ap=2.5,查表得切入量及切出量 y+=2mm ， T 基本 infyL 2 = 246.0350 235 =0.46min 7.2.6 辅助时间 T辅助 , 查 3表 2-19 得装夹工件时间为 0.8min,启动机床时间为 0.02min,启动调节切削液为 0.05min 取量具并测量尺寸为 0.5min,T辅助 =1.44min。 7.3 工序 50精车 25 0.0065mm外圆及端面、镗 12mm 孔 7.3.1精车 25 0.0065mm外圆及端面 7.3.1.1 确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 0.15mm，一次走 刀加工完成， ap=0.15mm。 7.3.1.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.46mm/r. 7.3.1.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.015.060 242 0.771.180.80.811.0 =109.6 m/min 7.3.1.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =1000109.6/ 50r/min =697r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=65.4 m/min。 7.3.1.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=35mm，端面车刀选用主偏角 kr=90, 背吃刀量 ap=0.15mm,查 3表 5-111得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL = 146.0500 235 =0.16min 7.3.1.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min. 7.3.2镗 12mm 孔 7.3.2.1确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 0.75 mm，一次走刀加工完成， ap=0.74mm。 7.3.2.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.30.4mm/r，根据T68 卧式万能铣镗床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.37 mm/r。 7.3.2.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 37.074.060242 0.771.180.80.811.0 =93.1 m/min 7.3.2.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =100093.1 /50r/min =593r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转 速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=65.4 m/min 7.3.2.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=35mm，选用硬质合金镗刀刀头 ,背吃刀量 ap=0.15mm,查 3表 5-111 得切出及切人量y+=2mm 。 T 基本 infyL = 146.0500 235 2 =0.4min 7.3.2.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min。 7.4工序 60 精车 0 030.034 外圆、精车 27mm 外圆、精车 30mm长外圆锥面、镗 21mm 孔，孔口倒角。 7.4.1精车 0 030.034 外圆 7.4.1.1确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 2mm，一次走刀加工完成， ap=2mm。 7.4.1.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.46mm/r. 7.4.1.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数 kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.0260 242 0.771.180.80.811.0 =75m/min 7.4.1.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =10007 5/50r/min =477r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=350r/min.所以实际的切削速度 Vc=62.3 m/min。 7.4.1.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=46mm，端面车刀选用主偏角 kr=90, 背吃刀量 ap=2mm,查 3表 5-111得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL = 146.0350 246 =0.3min 7.4.1.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装 夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min. 7.4.2精车 27mm 外圆 7.4.2.1确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 1.5mm，一次走刀加工完成， ap=1.5mm。 7.4.2.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.46mm/r. 7.4.2.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.05.160 242 0 771.180.80.811.0 =77m/min 7.4.2.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =100077/50r/min =493r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=350r/min.所以实际的切削速度 Vc=49.5m/min。 7.4.2.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=10mm，端面车刀选用主偏角 kr=90, 背吃刀量 ap=1.5mm,查 3表 5-111 得切出及切 人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL = 146.0350 210 =0.07min 7.4.2.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min. 7.4.3精车 30mm长外圆锥面 7.4.3.1 确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 1.25mm，一次走刀加工完成， ap=1.25mm。 7.4.3.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.46mm/r. 7.4.3.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.025.160 2 4 2 0.771.180.80.811.0 =79.7m/min 7.4.3.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =100079.7/50r/min =507r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=89m/min。 7.4.3.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=30mm，端面车刀选用主偏角 kr=90, 背吃刀量 ap=1.25mm,查 3表 5-111得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL = 146.0500 230 =0.14min 7.4.3.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min. 7.4.4镗 21mm 孔 7.4.4.1 确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 3 mm，一次走刀加工完成， ap=3mm。 7.4.4.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.30.4mm/r，根据T68 卧式万能铣镗床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.37 mm/r。 7.4.4.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-110 得 Cv=242， m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 37.0360242 0.771.180.80.811.0 =79 m/min 7.4.4.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =100079 /50r/min =503r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=55.3 m/min。 7.4.4.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=46mm，选用硬质合金镗刀刀头 ,背吃刀量 ap=3mm,查 3表 5-111 得切出及切人量y+=2mm 。 T 基本 infyL = 137.0500 246 =0.26min 7.4.4.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为 0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min。 7.4.5孔口倒角 查 2表 2-11取 n=700r/min， 查表 22-19 得， T基本时间 =0.03min， T辅助时间 =0.08min。 7.5 工序 70 拉花键孔 7.5.1 确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 3.25mm，一次走刀加工完成， ap=3.25mm。 7.5.2 确定进给量 f。查 3表 5-111 得 f=0.40.5mm/r，根据T68 卧式万能铣镗床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.46 mm/r。 7.5.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-115 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命 选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.025.360242 0.771.180.80.811.0 =1250 m/min 7.5.4确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =10001250 /50r/min =759r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=750r/min.所以实际的切削速度 Vc=78.5m/min。 7.5.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=86mm，六孔花键拉刀 ,背吃刀 量 ap=3mm,查 3表 5-119得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL = 146.0750 286 =0.26min 7.5.6 确定辅助时间 T 辅助。查 2表 2-19 得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min。 7.6 工序 80 切槽 21mm 、 62mm 、车 M271.5 -6g 螺纹，各处倒角 7.6.1切槽 21mm 7.6.1.1确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 1mm，一次走刀加工完成， ap=0.5mm。 7.6.1.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据T68 卧式万能铣镗床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.46 mm/r。 7.6.1.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-115 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.05.060242 771.180.80.811.0 =91.3 m/min 7.6.1.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =100091.3 /50r/min =581r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=65.4m/min。 7.6.1.5 计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=2mm， 2mm 宽切槽刀 ,背吃刀量 ap=0.5mm,查 3表 5-111 得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL = 46.0500 22 1 =0.02min 7.6.1.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min。 7.6.2切槽 62mm 7.6.2.1确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 2mm，三次走刀加 工完成， ap=1mm。 7.6.2.2确定进给量 f。查 3表 5-111得 f=0.40.5mm/r，根据T68 卧式万能铣镗床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.46 mm/r。 7.6.2.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-115 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM = 35.015.02.0 46.0160242 0.771. 180.80.811.0 =83.8 m/min 7.6.2.4 确定机床主轴转速 n。 n=1000Vc/dw =100083.8 /50r/min =533r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=65.4m/min。 7.6.2.5 计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=6mm， 2mm 宽切槽刀 ,背吃刀量 ap=1mm,查 3表 5-111得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL 3 = 46.0500 26 13 =0.09min 7.6.2.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.51 min。 7.6.3车 M271.5 -6g 螺纹 7.6.3.1 确定背吃刀量 ap。端面总加工余量为 1.96mm，四次走刀加工完成，分别为 ap1=0.8mm， ap2=0.6mm,ap3=0.4 mm,ap4=.016mm。 7.6.3.2确定进给 量查表 5-111 得 f=0.40.5mm/r，根据 T68 卧式万能铣镗床的横向进给量查 2表 2-11取 f=0.46 mm/r。 7.6.3.3 确定切削速度 Vc。查 3表 5-115 得 Cv=242，m=0.2,xv=0.15,yv=0.35, 修 正 系 数kMv=0.77,kHv=1.18,khv=0.8,ktV=0.81,ktv=1.0, 刀具寿命选T=60min。 kvfapT CvVc yvxvM1 = 35.015.02.0 46.08.060242 771.180.80. 811.0 =85 m/min kvfapT CvVc yvxvM2 = 35.015.02.0 46.06.060242 771.180.80.811.0 =89 m/min kfapT CvVc yvxvM3 = 35.015.02.0 46.04.060 242 0 771.180.80.811.0 =95 m/min kvfapT CvVc yvxvM4 = 35.015.02.0 46.016.060 242 0 771.180.80.811.0 =109 .6 m/min 7.6.3.4 确定机床主轴转速 n。 n1 541r/min n2 567r/min n3 605r/min n4 689r/min 查 2表 2-11得相近较小的机床转速为 n=500r/min.所以实际的切削速度 Vc=70.7m/min。 7.6.3.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=10mm，螺纹刀 ,背吃刀量 ap=0.8mm,查 3表 5-111 得切出及切人量 y+=2mm 。 T 基本 infyL 4 = 4146.0500 210 =0.5min 7.6.3.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.58min。 7.7 工序 90 磨 0 030.034 mm 外圆、磨 250.0065mm 、磨 30mm 长外圆锥面 7.7.1磨 0 030.034 mm 外圆 7. 7.1.1 确定背吃刀量 ap。外圆总加工余量为 0.3mm，一次走刀加工完成， ap=0. 15mm。 7.7.1.2 确定进给量查表 5-111 得 f=0.40.5mm/r，根据 M1432万能磨床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.46 mm/r。 7.7.1.3 查 3表 5-11 得 Vc=2440mm/ 1min 7.7.1.4 查 3表 5-5得 n=1670 7.7.1.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=33mm,ap=0.15, y+=2mm 。 T 基本 infyL =0.05min 7.7.1.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具 并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min。 7.7.2磨 250.0065mm 7.7.2.1确定背 吃刀量 ap。外圆总加工余量为 0.3mm，一次走刀加工完成， ap=0.15mm。 7.7.2.2 确定进给量查表 5-111 得 f=0.40.5mm/r，根据 M1432万能磨床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.46 mm/r。 7.7.2.3 查 3表 5-11 得 Vc=2440mm/ 1min 7.7.2.4 查 3表 5-5得 n=1670 7.7.2.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=10mm， ap=0.15，y+=2mm 。 T 基本 infyL =0.02min 7.7.2.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min。 7.7.3磨 30mm 长外圆锥面 7.7.3.1确定背吃刀量 ap。外圆总加工余量为 0.3mm，一次走刀加工完成， ap=0.15mm。 7.7.3.2 确定进给量查表 5-111 得 f=0.40.5mm/r，根据 M1432万能磨床的横向进给量查 2表 2-11 取 f=0.46 mm/r。 7.7.3.3 查 3表 5-11 得 Vc=2440mm/ 1min 7.7.3.4 查 3表 5-5得 n=1670 7.7.3.5计算基本时间 T 基本。切削加工长度 L=30mm， ap=0.15，y+=2mm 。 7.7.3.6确定辅助时间 T 辅助。查 3表 2-19得装夹工件时间为0.8min，启动机床为 0.02min，启动调节切削液为 0.05min，取量具并测量尺寸为 0.5min,共计 T辅助 =1.37min。 填写工艺卡片 夹具设计部分 （一） 零件的工艺分析 1.1 套类零件的功用及结构特点 1.1.1套类零件是机械中常见的一种零件，通常起支承或导想作用。它的应用范围很广，如支承旋转轴上面的各种形式的轴承，夹具上引导刀具的导向套、模套的导套，内燃机上的气缸套及液压缸等。 1.1.2由于轴套类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但在结构上仍有共同的特点：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外旋转表面，零件壁的厚度较薄且易变形，零件的长度一般都大于直径。其主要技术要求为： 6 孔对轴套内孔的平行度公差为 0.08mm，粗糙度Ra为 12.5 m。 1.2 孔的技术要 求 套类零件的主要表面是孔和外圆，其主要技术要求如下： 1.2.1孔的技术要求 孔是套类零件起支承或导向作用最主要的表面。孔的精度一般为IT7，精密轴套为 IT6.孔的形状精度应控制在孔径公差以内，一些精密套类零件控制在孔径公差的 1/2-1/3。对于长套筒，除了圆度要求以外，还应有圆柱度要求。为了保证零件的功用和提高起耐磨性，孔的表面粗糙度为 Ra 值为 m16.05.2 ，要求高的表面粗糙度值达m04.0 。 1.2.2外圆表面的技术要求 外圆表面是套筒的支承面，长采用过盈配合或过渡配合同箱体或机架上的孔相连接。外径尺寸精度通常取 IT6-IT7，形状精度控制在外径尺寸公差以内，表面粗糙的 Ra值达 m63.05 。 1.2.3孔有外圆轴线的同轴度要求 当孔的最终加工方法是通过将套筒装入机座后合件进行加工的，其套筒内、外圆间的同轴度要求可以低一些；若最终加工是在装入机座钱完成，则同轴度要求较高，一般为 mm05.001.0 。 1.2.4孔轴线与端面的垂直度要求 套筒的端面若在工作中承受轴向载荷，或虽不承受载荷，但在装配工加工中作为定位基准时，端面与孔轴线的垂直度要求较高，一般为 mm05.001.0 。 （二）套类零件的材料和毛坯的选 2.1.套类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。有些滑动轴承采用 双金属结构，用心铸造法在钢或铸铁内壁上浇铸巴氏合金等轴承 合金材料，既可节省贵重的有色金属，又能提高轴承的寿命。对于一些强度和硬度要求较高的套筒（如镗床主轴套筒、伺服阀套），饿选用优质合金钢，如 40CrNiMoA、 18CrNiWA等。 2.2.套筒的毛胚选择与其材料、结构、尺寸及生产批量又关。孔径小的套筒一般选用热轧或冷拉棒料，也可以采用实心铸件；孔径较大的套筒长选择无缝钢管或带孔的铸件或锻件。达批量生产时 ,采用冷拉压和粉末冶金等先进毛胚制造工艺 ,既可节约用材 ,又可提高毛胚精度及生产率。 （三）定位方案及 定位元件的选择和设计 3.1 定位方案 工序基准面 B 在侧面及 18mm 孔的轴线按基准重合原则选 B 面及 18mm 孔为定位基准。限制四个自由度 y 、 z 、 y、 z。台阶面限制3 个自由度 x y z、 、 ，由于 18mm 孔的轴线与 B 面垂直度 s直 =0.02mm， 18H7（ 0.12018 mm）与 18mm 的最小间隙 minx =0.02mm 两者相等，满足 L minx + 的条件，因此一批工件在定位心轴上安装时不会产生干涉现象，这种定位属于重复定位。定位心轴的右上部钻孔略比阶轴 6mm孔大，用来让刀和避免钻孔的毛刺始于妨碍工件的装卸。 3.2.定位元件的设计 根据定位方案，设计定位元件， 18H7（ 021.0018 ）孔采用圆柱心 轴定位，两端用加紧螺母来夹紧。根据【】表 7-43 所示 选择配合，圆柱心轴的直径及公差 18f6（ 016.0 027.018 ） mm。 3.3 定位误差计算 圆柱心轴与工件 18H7（ 021.0018 ）孔的配合为 18H7/f6,影响位置精度的定位误差为： BYD 根据基准分析， 0B ，利用上述定位方案，根据【 1】表 7-12所示定位简图可得： mmmmdDD 0 1 6.0)20 1 1.020 2 1.0(22 此值小于工件相应位置度公差的三分之一，即： mmmmmmD 0 6 7.0)3/2.0(0 1 6 0.0 圆柱心轴两侧实施定位夹紧，具有定心作用。采用该定位方式，本道工序的工序尺寸的制造误差不影响 718H 孔的位置 度，次定位方案能满足加工要求。 （四）导向方案及导向元件的选择和设计 4.1 导向方案 选择导向方案如上图所示。由于零件的生产为大批量生产，考虑到钻套磨损后可以更换，所以选择标准结构的可换钻套。钻套至工件表面的距离按 d=5 7.5mm 选取。考虑本加工工序加工时钻钻头较细，为防止切屑将钻头别断，应有足够的排屑空间，故钻头至工件表面的距离取 6mm。 4.2 导向元件的设计 衬套与钻模板的配合选 H7/n6，钻套与衬套的配合选 F7/m6。因此，根据表 7-32确定可换钻套为 6F710m620 JB/T8045.2-1995。根据【 1】表 7-35 确定可换衬套为 A1020 JB/8045.4-1995。 4.3 导向误差计算 由于工件以夹具上的 18f6 圆柱面等为限位基面，工件 18H7孔端并未用来定位，故查【 1】表 7-39 计算精度公式中的 L、 均不存在，若以 T为导向误差，则公式为： T=K （ d3-d2 ） /2+K （ d-d1 ）/2+me+P(d-d1)(h+b)/2 式中： d 钻套内孔最大直径，由 H（ 018.006 ）知， d=6mm d1-钻头最小直径，按 GB/T613 5.2 1996,钻头直径公差为 h7，故 d1=5.982mm d2-可换钻套外径的最小尺寸，由【 1】表 7-32 知， d2=10.006mm； d3-固定衬套内孔的最大直径，由【 1】表 7-35 知， d3=10.028mm； e-可换钻套内外径轴线的偏心量， e=0.004mm（按同轴度公差 0.008mm算的）； l=28mm； h=6mm； b=23mm；由【 1】 表 7-39 中查得 K=0.5， m=0.4，P=0.35. 将各参数带入上式得 r=0.0316mm1/3*0.2mm=0.067mm（能满足位置度要求） 4.4 切削力及夹紧力的计算 有参考文献 3表 1-2-7查得 切削公式： 712 0 . 74 1 2 6 . 7 0 . 3 3 /fF D f k p D m m f m m r 式 中 、 查表 1-2-8得 kp= 0.6()190HB =0.95mm 即 fF =1.98069N 实际所需夹紧力由参考文献 3表 1-2-1得 Wx= fF xk 安全系数可按下式计算： K=0k 1 2 3 4 5 6k k k k k k