KCSJ-12蝸桿工藝及夾具設(shè)計(jì)（全套設(shè)計(jì)及CAD圖紙）

KCSJ-12蝸桿工藝及夾具設(shè)計(jì)（全套設(shè)計(jì)及CAD圖紙）,kcsj,12,十二,蝸桿,工藝,夾具,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)(論文) 題　目: 設(shè)計(jì)蝸桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備 學(xué)生姓名 榮 建 峰 專 業(yè)_ 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)_ 222007322222088 班 級(jí)_ 2007 級(jí) 2 班 指導(dǎo)教師 翟 彥 博 成 績(jī)_ 工程技術(shù)學(xué)院 2010 年 12 月 目錄 1. 引言 1 2. 正文 1 2.1 零件的分析 1 2.1.1 零件的作用 1 2.1.2 零件的工藝分析 1 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.2.1 確定毛坯的制造形式 2 2.2.2 基面的選擇 3 2.2.3 制定工藝路線 3 2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.2.5 確定切削用量 7 2.3 夾具設(shè)計(jì) 12 2.3.1 問(wèn)題的提出 12 2.3.2 夾具設(shè)計(jì) 12 3. 參考文獻(xiàn) 12 4. 致謝 12 I 1. 引言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(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)課程設(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] 2. 正文 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ZA蝸桿軸，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)?30+0.002+0.018mm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?20+0.028+0.041mm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 蝸桿軸這個(gè)零件從P108頁(yè)[1]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B4/12.5中心孔為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：兩端B4/12.5中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面為兩端B4/12.5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?20+0.028+0.041mm軸頭外圓面為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：?20+0.028+0.041mm軸段外圓面、一個(gè)36×6的鍵槽、?25mm軸段外圓面。其中主要加工表面為?20+0.028+0.041mm軸段外圓面、一個(gè)36×6的鍵槽，這是用來(lái)連接聯(lián)軸器的。 3.以兩個(gè)?30+0.002+0.018mm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)?30+0.002+0.018mm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)?30+0.002+0.018mm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?50mm的ZA蝸桿螺旋面為中心的加工表面 這一組的加工表面包括：分度圓直徑為?50mm的ZA蝸桿螺旋面、?60-0.0190mm軸段外圓面及兩側(cè)?30mm的退刀槽。主要加工表面為分度圓直徑為?50mm的ZA蝸桿螺旋面，這是用來(lái)與蝸輪配合用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。 這四組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： ?20+0.028+0.041mm軸頭外圓面，兩個(gè)?30+0.002+0.018mm軸段外圓面，?60-0.0190mm軸段外圓面把兩端B4/12.5中心孔軸線A—B作為公共基準(zhǔn)，有圓跳動(dòng)要求。 36×6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B4/12.5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45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?60-0.0190mm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 工藝一：鍛造 工藝二：去飛邊 工藝三：銑端面，打中心孔 工藝四：粗車外圓，以中心軸線為精基準(zhǔn)。 工藝五：半精車外圓，倒角，車退刀槽 工藝六：銑鍵槽 工藝七：車螺紋 工藝八：粗磨外圓 工藝九：精磨軸頸及軸頭，螺紋面 工藝十：研磨螺紋面 工藝十一：去毛刺 工藝十二：檢驗(yàn)入庫(kù) 2.工藝路線方案二 工藝一：鍛造 工藝二：去飛邊 工藝三：銑端面，打中心孔 工藝四：粗車外圓，倒角，車退刀槽 工藝五：半精車外圓面 工藝六：銑鍵槽 工藝七：粗磨無(wú)粗糙度要求外圓面 工藝八：粗磨，精磨軸頸，軸頭 工藝九：車螺紋 工藝十：粗磨，精磨螺紋面 工藝十一：研磨螺紋面 工藝十二：去毛刺 工藝十三：檢驗(yàn)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)蝸桿軸一起加工，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。 工藝一：鍛造 工藝二：去飛邊 工藝三：以?60-0.0190mm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：粗車蝸桿軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床 工藝五：半精車外圓，倒角，車退刀槽，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床 工藝六：銑鍵槽，選擇兩個(gè)?30mm外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通立式銑床，采用專用夾具。 工藝七：車螺紋，選擇兩個(gè)?30mm外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通車床，采用專用夾具。 工藝八：粗磨?20+0.028+0.041mm軸頭外圓面，兩個(gè)?30+0.002+0.018mm軸段外圓面，?60-0.0190mm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。 工藝九：精磨?20+0.028+0.041mm軸頭外圓面，兩個(gè)?30+0.002+0.018mm軸段外圓面，?60-0.0190mm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：研磨螺紋面 工藝十一：去毛刺 工藝十二：檢驗(yàn)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?60-0.0190mm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：粗車蝸桿軸所有外圓面，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)?36mm定位軸肩，以及兩個(gè)?30mm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)?30mm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)?30mm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?20+0.028+0.041mm軸頭外圓面，兩個(gè)?30+0.002+0.018mm軸段外圓面，?60-0.0190mm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?20+0.028+0.041mm軸頭外圓面，兩個(gè)?30+0.002+0.018mm軸段外圓面，?60-0.0190mm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45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. ?20+0.028+0.041mm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. ?20+0.028+0.041mm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25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25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。 5.外圓表面（直徑30及直徑36及直徑30） 考慮外圓表面直徑30加工長(zhǎng)度為18,與其連接的外圓表面直徑為36mm且加工長(zhǎng)度為7，為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接根據(jù)外圓面直徑36取毛坯直徑，此段需粗車，半精車。直徑加工余量為2Z=7mm。 6外圓表面（直徑30及直徑36及直徑30）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 7.蝸桿外圓面直徑60 這段軸表面粗糙度為0.8，需要粗車，半精車，粗磨，半精磨，粗研加工。直徑加工余量為2Z=10mm。 8. 蝸桿外圓面直徑60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20，外圓角為R6。 9外圓表面（及直徑36及直徑30） 考慮到與直徑30連接的外圓表面直徑為36mm且加工長(zhǎng)度為7，為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接根據(jù)外圓面直徑36取毛坯直徑，此段需粗車，半精車。直徑加工余量為2Z=7mm。 10外圓表面（及直徑36及直徑30）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，外圓角為R6。 2.2.5 確定切削用量 1） 車外圓面 工步號(hào) 工步內(nèi)容 加工余量（mm） 基本尺寸 經(jīng)濟(jì)精度 01 粗車左端面 2 27 IT12 02 粗車右端面 2 43 IT12 03 粗車?27外圓面 2 27 IT12 04 粗車?32端面 2 32 IT12 05 粗車?32外圓面 2 32 IT12 06 粗車?43端面 2 43 IT12 07 粗車?43外圓面 2 43 IT12 08 粗車?39外圓面 2.5 39 IT12 09 粗車?70左端面 2 70 IT12 10 粗車?70外圓面 3 70 IT12 11 粗車?70右端面 2 70 IT12 12 粗車?43左端面 2 43 IT12 13 粗車?43外圓面 2 43 IT12 14 粗車?39外圓面 2.5 39 IT12 15 半精車左端面 1.6 23 IT10 16 半精車右端面 1.6 34 IT10 17 半精車?23外圓面 1.38 23 IT10 18 半精車?28端面 1.5 28 IT10 19 半精車?28外圓面 1.5 28 IT10 20 半精車?34端面 1.5 34 IT10 21 半精車?34外圓面 1.6 34 IT10 22 半精車?39外圓面 1.5 39 IT10 23 半精車?34外圓面 2 34 IT10 24 半精車?64左端面 1.5 64.5 IT10 25 半精車?64外圓面 1.6 64 IT10 26 半精車?60.8右端面 1.5 60.8 IT10 27 半精車?34外圓面 2 34 IT10 28 半精車?39外圓面 1.5 39 IT10 29 半精車?34外圓面 1.8 34 IT10 30 粗磨左端面 0.4 21.4 IT8 31 粗磨右端面 0.4 30.4 IT8 32 粗磨?30.4外圓面 0.2 30.4 IT8 33 粗磨?60.8外圓面 0.25 60.8 IT8 34 粗磨?20.24外圓面 0.12 20.24 IT8 35 精磨?60.3外圓面 0.15 60.3 IT6 2) 銑鍵槽 銑刀：直柄鍵槽銑刀 （根據(jù)GB/T1112.1-1997）d=6mm，l=10mm，L=45mm 采用一次行程銑鍵槽，ap=3.5mm，垂直切入時(shí) fm=14mm/min，縱向切入時(shí)fm=47mm/min。 3） 蝸桿螺紋 刀具：選螺紋刀，材料硬質(zhì)合金 取f=5mm/r,兩次粗加工的加工余量ap=4mm，半精加工的加工余量ap= 1.6mm ，粗磨加工余量ap=0.25mm，精磨加工余量ap=0.15mm。 4） 工藝三：以?60-0.0190mm作外圓面為粗基準(zhǔn)車端面，打中心孔 本工序采用計(jì)算方法 1.加工條件 工件材料：45鋼正火，σS=0.35GPa，模鍛 加工要求：車端面，打中心孔 機(jī)床：普通車床C620-1 刀具：刀具材料 YT15，刀桿尺寸16×25mm2 ，Kr=90° ，γ0=15° ，α0=12° ，Kr=90° ，刀尖半徑r?=0.5mm 中心鉆：帶護(hù)錐的中心孔刀具，基本尺寸為d=4mm 2.計(jì)算切削用量 1）粗車右端面 (1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取ap=2mm。 (2)選擇進(jìn)給量。查表3-6 [1]得，f=0.4mm/r。 (3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表3-11[1]知，當(dāng)ap=2mm，f=0.4mm/r時(shí)，vc=100m/min。 (4)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v/πdw=1000×100÷3.14÷43=740.6r/min 從機(jī)床主軸箱標(biāo)牌上查得，實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速為680r/min，故實(shí)際切削速度 vc=πdwn實(shí)/1000=3.14×43×6801000=91.8m/min (5)校驗(yàn)機(jī)床功率。由表3-1[1]知，單位切削力kc=2305N/mm2，KfFc=0.96， 查表3-3[1]，KVBFc=1.20，其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力 Fc=kcapfKfFcKVBFc=2305×2×0.4×0.96×1.20=2124.3N 切削功率Pm=Fcvc/60000=2124.3×91.8/60000KW=3.25KW， 由機(jī)床說(shuō)明書知，普通車床C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.62KW，取機(jī)床效率ηm=0.8，則Pm/ηm=3.25kW/0.8=4.06KW<7.62kW，所以機(jī)床效率夠用。 2）粗車左端面 (1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取ap=2mm。 (2)選擇進(jìn)給量。查表3-6[1]得，f=0.3mm/r。 (3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表3-11[1]知，當(dāng)ap=2mm，f=0.3mm/r時(shí)，vc=100m/min。 (4)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v/πdw=1000×100÷3.14÷27=1179.5r/min 從機(jī)床主軸箱標(biāo)牌上查得，實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，故實(shí)際切削速度 vc=πdwn實(shí)/1000=3.14×27×10001000=84.78m/min (5)校驗(yàn)機(jī)床功率。由表3-1[1]知，單位切削力kc=2305N/mm2，KfFc=1， 查表3-3[1]，KVBFc=1.20，其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力 Fc=kcapfKfFcKVBFc=2305×2×0.3×1×1.20=1659.6N 切削功率Pm=Fcvc/60000=1659.6×84.78/60000KW=2.35KW， 由機(jī)床說(shuō)明書知，普通車床C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.62KW，取機(jī)床效率ηm=0.8，則Pm/ηm=2.35kW/0.8=2.93KW<7.62kW，所以機(jī)床效率夠用 3）粗車?43的外圓面 (1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，肩軸采用一次切削，另兩個(gè)外圓面采用二次切削，取ap=2mm。 (2)選擇進(jìn)給量。查表3-6[1]得，f=0.4mm/r。 (3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表3-11[1]知，當(dāng)ap=2mm，f=0.4mm/r時(shí)，vc=100m/min。 (4)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v/πdw=1000×100÷3.14÷43=740.6r/min 從機(jī)床主軸箱標(biāo) 牌上查得，實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速為680r/min，故實(shí)際切削速度 vc=πdwn實(shí)/1000=3.14×43×6801000=91.8m/min (5)校驗(yàn)機(jī)床功率。由表3-1[1]知，單位切削力kc=2305N/mm2，KfFc=0.96， 查表3-3[1]，KVBFc=1.20，其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力 Fc=kcapfKfFcKVBFc=2305×2×0.4×0.96×1.20=2124.3N 切削功率Pm=Fcvc/60000=2124.3×91.8/60000KW=3.25KW， 由機(jī)床說(shuō)明書知，普通車床C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.62KW，取機(jī)床效率ηm=0.8，則Pm/ηm=3.25kW/0.8=4.06KW<7.62kW，所以機(jī)床效率夠用。 4）粗車?70的外圓面 (1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2.3mm，所以取ap=2.3mm。 (2)選擇進(jìn)給量。查表3-6[1]得，f=0.5mm/r。 (3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表3-11[1]知，當(dāng)ap=2.3mm，f=0.5mm/r時(shí)，vc=100m/min。 (4)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v/πdw=1000×100÷3.14÷70=454.96r/min 從機(jī)床主軸箱標(biāo)牌上查得，實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，故實(shí)際切削速度 vc=πdwn實(shí)/1000=3.14×70×5001000=109.9m/min (5)校驗(yàn)機(jī)床功率。由表3-1[1]知，單位切削力kc=2305N/mm2，KfFc=0.93， 查表3-3[1]，KVBFc=1.20，其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力 Fc=kcapfKfFcKVBFc=2305×2.3×0.5×0.93×1.20=2958.237N 切削功率Pm=Fcvc/60000=2958.23×109.9/60000KW=5.419KW， 由機(jī)床說(shuō)明書知，普通車床C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.62KW，取機(jī)床效率ηm=0.8，則Pm/ηm=5.419kW/0.8=6.77KW<7.62kW，所以機(jī)床效率夠用。 5）粗車?32外圓面 (1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取ap=2mm。 (2)選擇進(jìn)給量。查表3-6[1]得，f=0.3mm/r。 (3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表3-11[1]知，當(dāng)ap=2mm，f=0.3mm/r時(shí)，vc=100m/min。 (4)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v/πdw=1000×100÷3.14÷32=995r/min 從機(jī)床主軸箱標(biāo)牌上查得，實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，故實(shí)際切削速度 vc=πdwn實(shí)/1000=3.14×32×10001000=100m/min (5)校驗(yàn)機(jī)床功率。由表3-1[1]知，單位切削力kc=2305N/mm2，KfFc=1， 查表3-3[1]，KVBFc=1.20，其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力 Fc=kcapfKfFcKVBFc=2305×2×0.3×1×1.20=1659.6N 切削功率Pm=Fcvc/60000=1659.6×100/60000KW=2.77KW， 由機(jī)床說(shuō)明書知，普通車床C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.62KW，取機(jī)床效率ηm=0.8，則Pm/ηm=2.77kW/0.8=3.46KW<7.62kW，所以機(jī)床效率夠用 2）粗車?27外圓面 (1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取ap=2mm。 (2)選擇進(jìn)給量。查表3-6[1]得，f=0.3mm/r。 (3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表3-11[1]知，當(dāng)ap=2mm，f=0.3mm/r時(shí)，vc=100m/min。 (4)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v/πdw=1000×100÷3.14÷27=1179.5r/min 從機(jī)床主軸箱標(biāo)牌上查得，實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，故實(shí)際切削速度 vc=πdwn實(shí)/1000=3.14×27×10001000=84.78m/min (5)校驗(yàn)機(jī)床功率。由表3-1[1]知，單位切削力kc=2305N/mm2，KfFc=1， 查表3-3[1]，KVBFc=1.20，其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力 Fc=kcapfKfFcKVBFc=2305×2×0.3×1×1.20=1659.6N 切削功率Pm=Fcvc/60000=1659.6×84.78/60000KW=2.35KW， 由機(jī)床說(shuō)明書知，普通車床C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.62KW，取機(jī)床效率ηm=0.8，則Pm/ηm=2.35kW/0.8=2.93KW<7.62kW，所以機(jī)床效率夠用 2.3 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工蝸桿時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，經(jīng)過(guò)討論商榷，決定設(shè)計(jì)在車床上的專用夾具——車制蝸桿上的螺紋。本夾具將用于C620-1普通臥式車床。刀具為一把硬質(zhì)合金螺紋刀，對(duì)蝸桿進(jìn)行分度圓為?50，模數(shù)為5的螺紋加工。 2.3.1 問(wèn)題的提出 利用本夾具主要用來(lái)加工分度圓為?50，模數(shù)為5的外螺紋，這個(gè)螺紋面的粗糙度要求為，在加工前已經(jīng)對(duì)蝸桿所有外圓表面進(jìn)行了半精加工。通過(guò)車床車制螺紋，顯然達(dá)不到粗糙度要求，因此這道加工工序只是對(duì)螺紋面的粗加工，至于螺紋面的粗糙度則在后面工序里保證。即通過(guò)粗磨、研磨保證。同時(shí)該夾具還可用于普通外圓磨床對(duì)工件的定位和夾緊。因此，夾具設(shè)計(jì)主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時(shí)間提高生產(chǎn)率。 2.3.2 夾具設(shè)計(jì) 1.定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知： ?60-0.0190mm的外圓面有相對(duì)于兩端中心孔公共軸線的圓跳動(dòng)要求。而分度圓為?50的螺紋建立在這基礎(chǔ)上，因此也有相對(duì)于中心孔公共軸線的圓跳動(dòng)要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心孔軸線。為了使基準(zhǔn)重合誤差為零，應(yīng)該選擇中心孔軸線為定位基準(zhǔn)的夾具。左端面選用固定頂尖，限制三個(gè)移動(dòng)自由度，右端面選擇活動(dòng)頂尖限制兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，再以一個(gè)支承釘限制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 夾具設(shè)計(jì)采用與機(jī)床主軸配合，工件隨夾具轉(zhuǎn)動(dòng)。因此限制六個(gè)方向自由度。 2.夾具配重設(shè)計(jì) 在車床上進(jìn)行加工時(shí)，工件隨夾具一起轉(zhuǎn)動(dòng)，將受到很大的離心力作用，且離心力隨轉(zhuǎn)速的增加而急劇增大。所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要合理的考慮到各個(gè)裝置的位置布局。防止震動(dòng)帶來(lái)的加工精度對(duì)加工表面的質(zhì)量影響。 3.夾緊裝置設(shè)計(jì) 車床夾具在工作過(guò)程中要受到離心力和切削力的作用，其合力的大小與方向?qū)τ诠ぜ亩ㄎ换鶞?zhǔn)又是變化的，所以?shī)A緊裝置要求夾緊裝置要有足夠的夾緊力和良好的自鎖性，以保證夾緊安全可靠。本夾具是以V型塊和連動(dòng)壓板組成的。 4.夾具精度分析與計(jì)算 由零件圖可知，所設(shè)計(jì)的夾具需保證的加工要求有：分度圓為?50，模數(shù)為5的外螺紋面及其相對(duì)于中心孔公共軸線的圓跳動(dòng)要求。由于是粗加工，對(duì)其的加工精度要求不高，所以不必進(jìn)行驗(yàn)算。 定位誤差計(jì)算： 左端面頂尖定位誤差： 右端面頂尖定位誤差： V形塊定位誤差：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》[2] 表4-10有 由前面工序保證的?20經(jīng)過(guò)半精車，取其精度為IT10,其公差為0.084mm。 即： 5.夾具操作簡(jiǎn)易說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。本次所設(shè)計(jì)夾具主要是定位作用，夾具體通過(guò)V形塊的支撐且與兩邊頂尖（左側(cè)為固定頂尖，右側(cè)為活動(dòng)頂尖）相配合，換裝工件快，大大提高了加工生產(chǎn)效率。夾緊方面主要依靠V形塊下的銷以及右側(cè)活動(dòng)頂尖，夾緊快且效果好。 此設(shè)計(jì)在裝卸工件時(shí)較方便，縮短了加工時(shí)的輔助時(shí)間。裝拆工件時(shí)，只需要松開右側(cè)活動(dòng)頂尖，旋下V形塊下方的銷，即可取出工件，裝工件時(shí)相反。左側(cè)固定頂尖限制3自由度，右側(cè)活動(dòng)頂尖限制2個(gè)自由度。V形塊與下邊的銷結(jié)合限制工件的1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。既滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。總體上這套夾具方案能夠滿足生產(chǎn)要求。 3. 參考文獻(xiàn) [1] 熊良山 嚴(yán)曉光 張福潤(rùn). 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007年3月 [2] 柯建宏. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008年8月 [3] 趙家齊. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982年11月 [4] 王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年4月 [5] 吳宗澤 羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2006年5月 4. 致謝 在這次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，遇到不少問(wèn)題。都是請(qǐng)教何輝波老師和翟彥博老師才得以解決，當(dāng)然也少不了周圍同學(xué)的指點(diǎn)和幫助。在此，向這些關(guān)心和幫助我們的同學(xué)表示衷心的感謝。 16