1、目錄前言2一矩形花鍵套零件的分析31.零件圖的分析32.零件的作用3二油閥座加工工藝的設計51.確定毛坯的制造成型52.定位基準的選擇53.制定工藝路線54. 毛坯尺寸的確定與機械加工余量65. 工藝分析86.確定切削用量及基本工時8三夾具的設計101.分析零件的工藝過程和本工序的加工要求103.導向和夾緊方案及其他元件的設計105.繪制夾具體裝配總圖126.尺寸的標注及明細表的編制127.對于非標準件的零件圖設計13四小結14五、參考文獻15前言機械工藝與夾具技術被引入工業領域已經有一百多年的歷史了，隨著工業的迅猛發展機制工藝與夾具技術更加日新月異。伴隨著數學、控制理論計算機、電子器件的發展

2、，出現了機制工藝與夾具技術系統，并作為一門應用科學已發展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設計方法。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案。機制工藝與夾具技術的應用非常廣泛，如一般工業用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業機械、汽車等，鋼鐵工業用的冶金機械、提升裝置等。應該提及的是，近年來，世界科學技術不斷迅速發展，各部門對機制工藝與夾具技術提出了更高的要求。同時，機制工藝與夾具

3、技術與電子技術的配合，廣泛應用于智能機器人、海洋開發、高精度零件的制造與加工等，使機制工藝與夾具技術的應用提高到一個嶄新的高度。一矩形花鍵套零件的分析 1.零件圖的分析通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。（1） 與花鍵套內孔的同軸度公差為。（2） 右端面與花鍵套內孔中心線的垂直度公差為。（3） 熱處理2832HRC。（4） 未注倒角C1。（5） 材料45鋼。零件圖 2.零件的作用我所選擇的零件是矩形齒花鍵套，通過矩形花鍵軸與矩形花鍵套的配合，組成花鍵聯接?；ㄦI聯接由內花鍵和外花鍵組成。內、外花鍵均為多齒零件，在內圓柱表面上的花鍵為內花鍵，在外圓柱表面上

4、的花鍵為外花鍵。顯然，花鍵聯接是平鍵聯接在數目上的發展。（1） 使用特點： 由于結構形式和制造工藝的不同，與平鍵聯接比較，花鍵聯接在強度、工藝和使用方面有下列特點： a.因為在軸上與轂孔上直接而均勻地制出較多的齒與槽，故聯接受力較為均勻； b.因槽較淺，齒根處應力集中較小，軸與轂的強度削弱較少； c.齒數較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷； d.軸上零件與軸的對中性好，這對高速及精密機器很重要； e.導向性好，這對動聯接很重要； f.可用磨削的方法提高加工精度及聯接質量； g.制造工藝較復雜，有時需要專門設備，成本較高。（2）適用場合： 定心精度要求高、傳遞轉矩大或經?；频穆摻印＃?

5、）分類： 花鍵聯接按齒形的不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，這兩類花鍵均已標準化。 a.矩形花鍵 按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標準中規定兩個系列，即輕系列和中系列。輕系列的承載能力較低，多用于靜聯接或輕載聯接；中系列用于中等載荷。 矩形花鍵的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內花鍵的小徑為配合面。其特點是定心精度高，定心的穩定性好，能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。矩形花鍵聯接是應用最為廣泛的花鍵聯接。 應用廣泛。如航空發動機、汽車、燃氣輪機、機床、工程機械、拖拉機、農業機械及一般機械傳動裝置等等。 b.漸開線花鍵 漸開線花鍵的齒廓為漸開線，分度圓壓力角有30°及45

6、6;兩種。齒頂高分別為0.5m和0.4m（m為模數）。漸開線花鍵可以用制造齒輪的方法來加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性。 漸開線花鍵的定心方式為齒形定心。受載時齒上有徑向力，能起自動定心作用，有利于各齒受力均勻，強度高，壽命長。用于載荷較大，定心精度要求較高以及尺寸較大的聯接，如航空發動機、燃氣輪機、汽車等。壓力角45°的花鍵多用于輕載、小直徑和薄型零件的聯接。二油閥座加工工藝的設計 1.確定毛坯的制造成型該花鍵套定位盤部分直徑為120mm，花鍵套外徑部分為45mm,其尺寸差距比較大，在單件小批量生產時（不采用鍛件毛坯），應選用合適的坯料，以減少材料的浪費。該工件鍛造比

7、較大，很容易造成應力分布不均。因此，鍛造后須進行正火處理，粗加工后進行調質處理，以改善材料的切削性能。 2.定位基準的選擇（1）精基準的選擇：70mm為第一個加工段，以其右端面為定位基準，故選擇其作為加工其它有關表面的統一精基準。（2）粗基準的選擇：粗基準應為一些非加工面，為了保證70mm與45mm的同軸度以及120mm右端面與45mm的垂直度，故選45mm的中心軸作為粗基準。 （3）表面加工方法選擇： 1）70mm及其右端面、120mm、45mm及其左端面采用粗車和精車。 2）拉花鍵前學要先車17.8mm大小的內孔，精車至。 3）拉花鍵。 4）鉆13mm的孔。 3.制定工藝路線機械加工工序的

8、安排本著“基面先行，先主后次，先粗后精，先面后孔”的原則。精基準的選擇主要遵從“基準重合原則和基準統一原則”。首先以不加工面45外圓中心軸作粗基準來粗加工120右端面及70及其右端面，這樣能保證45與70的同軸度，45與120的垂直度，以左端面為基準一側限制一個移動自由度，用三抓卡盤定位45的外圓限制4個自由度；再用三抓卡盤定位120外圓，粗車45的外圓，精車45的外圓和內孔15；再掉頭精車右端和內孔至19；拉花鍵；鉆13的孔。選擇加工設備及工藝裝備： 由于是中批量生產，故加工設備以通用機床為主，其生產方式以通用機床通用夾具為主，工件在個機床上的裝卸及個機床間的傳送均由工人完成。（1） 車右端

9、面，考慮到工件的定位加緊方案等問題，選用CA6140車床，端面車刀。（2） 車120、70、45選用CA6140車床，端面車刀。（3） 車19選用CA6140車床，鏜刀。（4） 拉花鍵，選用L6120，專用拉刀。（5） 鉆13孔，選用鉆床，中心鉆。綜上制定工藝卡如下工序號工序工序內容設備工藝裝備40粗車車外圓及端面CA6140三爪自定心卡盤50粗車車處毛坯外圓及端面CA6140三爪自定心卡盤70精車精車外圓及左側面至圖樣尺寸，車內孔CA6140三爪自定心卡盤80精車夾外圓找正外圓左側面，車外圓及右端各部至圖樣尺寸，精車內孔至CA6140三爪自定心卡盤90拉花鍵拉花鍵L6120100鉆孔鉆孔Z3

10、032C專用夾具 4. 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 (1)鍛件機械加工余量； 對于批量生產的鍛件加工余量與公差由機械制造技術課程設計指導書查得選取精度等級為F級，各表面的總余量見下表1。表1 各表面的總余量加工表面基本尺寸加工余量等級余量a、b說明ab120120F單側加工7070F 單側加工4545F單側加工 零件毛坯合圖 (2)本零件其他表面加工余量，工序尺寸及公差表面粗糙度見表 2工序尺寸及公差表面粗糙度見表 2加工表面工序加工余量工序尺寸與公差表面粗糙度粗精粗精粗精1202.51.1125121.112.512.5702.31.1 /71.112.512.5452.01.050461

11、2.512.5192.00.918.1193.23.2 5. 工藝分析1） 工序安排以在設備上實際應用的尺寸及右端面定位，裝夾工件，進行花鍵套的拉削加工，達到了設計基準、工藝基準及使用的統一。2） 該矩形齒花鍵套為大徑定心，宜采用拉削加工。3） 與花鍵套內孔的同軸度檢查；右端面與花鍵套內孔的垂直度檢查，可采用孔配裝心軸后，在移擺儀上用百分表檢查同軸度及垂直度。4） 花鍵套鍵寬、大徑和小徑尺寸及等分精度的檢查，可采用綜合量規進行檢查。 6.確定切削用量及基本工時確定第一道工序切屑用量及工時制定。切削用量包括背吃刀量、進給量、 和切削速度、 確定順序是先確定、， 在確定。工序40 切削用量及基本時

12、間的確定。 6.1.切削用量 本工序為粗車（車端面、外圓）。已知加工材料為45鋼，=670MPa鍛件，機床為CA6140型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤上。1.確定粗車外圓的切削用量。所選刀具為YT5硬質合金可轉位車刀。根據機械制造技術課程設計指導書查表G-7，選刀桿尺寸B H= 刀片厚度為4mm。查表得，選擇車刀幾何形狀為卷削槽倒棱型前刀面前角=、后角=6 、主偏角=90°、副偏角 =10 、刃傾角=0、刀尖圓弧半徑=1.0mm 2.確定背吃刀量 粗車雙邊余量為5 mm，顯然 為單邊余量 =2.5mm3.確定進給量 根據表G-7，在粗車鋼料、刀桿尺寸為 、3mm 工件直徑為10

13、0400mm 時，=0.61.2mm/r 按CA6140車床的進給量，選擇= 0.65mm/r。 確定的進給量上需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗通過查表得，車床進給機構容許的進給力=3530N通過查表得，當鋼料=570670MPa、 3mm 、 0.75mm/r、=45、=45.6m/min時進給力= 760N 的修正系數為= 1.0 故實際進給力為= 889.2N 所選的進給量= 0.65mm/r 可用。4.確定切削速度 通過查表得，當用YT15硬質合金車刀加工= 600700MPa鋼料、 3mm 、 0.75mm/r 時 ，切削速度 = 109m/min切削速度的修正系數各為 0

14、.8，0.65，0.81，1.15，1.0 故 =52.8m/minn= =138.9r/min按CA6140車床的轉速，選擇 =280r/min，則實際切削速度 = 105.6m/min 最后確定粗車120外圓的切削用量為 =1.0mm、= 0.6mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min 同樣確定精車120外圓的切削用量 =0.55mm、= 0.85mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min同樣確定粗車120右端面的切削用量 =2.5mm、= 0.8mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min同樣確定精車120右端面的切削用量 =0.6m

15、m、= 0.85mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min 6.2其他工序的切削用量見工序卡三夾具的設計 1.分析零件的工藝過程和本工序的加工要求決定設計第100道工序的工裝夾具，在給定的零件中，對本工序的主要要求考慮尺寸13mm平均分布在圓盤上，由于公差要求較低，因此本步的重點應在加緊的方便、快速性上與孔的分布。本工序所使用的加工設備為Z5125型立式鉆床。 2.擬定定位方案 設計定位元件 定位基準的選擇：出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔24.5mm和端面為基準定位，側面加定位銷輔助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。本工序以外圓及右端面定位，使加工基準和

16、設計基準統一，能很好的保證定位的精度。另外，還采用定位心軸來減少縱向傾斜的偏差。 3.導向和夾緊方案及其他元件的設計 為了確定刀具相對于工件的位置，夾具上應設置鉆套作為導向元件。 這里，我選用快換鉆套。 4.夾具體的設計鉆模的結構特點是除有工件的定位、夾緊裝置外，還有根據被加工孔的位置分布而設置的鉆套和鉆模板，用以確定刀具的位置，并防止刀具在加工過程中傾斜，從而保證被加工孔的位置精度。常用的鉆模有固定式、回轉式、翻轉式和蓋板式 4種。夾具體的底面為安裝基面，定位心軸在夾具體上采用過渡配合，用鎖緊螺母把其夾緊在夾具體上，用防轉銷釘防止其轉動。鉆模板與夾具體用三個螺釘和兩個銷釘連接，夾具裝配時待鉆

17、模板位置調整確定后，再擰緊螺釘，然后配鉆，鉆鉸銷釘孔，打入銷釘定位。 切削力和卡緊力計算: 本步加工按鉆削估算卡緊力，實際效果可以保證可靠的卡緊。 （1）鉆削軸向力 ：（2）扭矩 （3）卡緊力為取系數 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F=S1×S2×S3×S4×F=16.77N使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節卡緊力調節裝置，即可指定可靠的卡緊力。由上述計算可知，夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產力，使用螺紋卡緊機構本次設計中畫出了夾具體的零件圖，具體結構可參見下圖夾具體零件圖 5.繪制夾具體裝配總圖在上述方案基礎上

18、繪制夾具草圖，經過多次修改確定總裝配圖，如圖夾具體裝配圖 6.尺寸的標注及明細表的編制將必須標注的主要尺寸、工程技術要求、基準符號、配合代號及公差等級按規定標注在鉆孔夾具總裝配圖上。 7.對于非標準件的零件圖設計由于采用定位心軸防止縱向偏差，而定位心軸為非標準件，具體如圖所示，經過改善以后加了退刀槽。定位心軸四小結本次設計是對所學的工程材料與機械制造基礎，機械設計，機械制造技術， 互換性與測量技術等大學課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，能夠使我們的知識掌握更牢，并能提升我們分析問題，解決問題的能力。作為機械制造專業的學生，最基本也是最實用的就是加工工藝和專用夾具的設計的制定 。通過課程設計，我更為深入的掌握了加工工藝和專用夾具的設計的基本步驟和方法。通過設計對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，通過本次設計，使我在各個方面都有了很大的提高，具體地表現在以下幾個方面：（1）對大學三年所學到的東西進行了歸納總結，進一步完善了