【正文】 心軸 4 的外套 2 內(nèi)有三個(gè)位于圓柱孔內(nèi)的鋼珠 3， 操作時(shí)， 用轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)錐塊 5 卡緊工件后，用尾座頂尖頂緊心軸右端，河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 既可以進(jìn)行外圓車削?；谝陨显?，為了減少夾具的制造成本，又設(shè)計(jì)了另外一套方案。 夾緊機(jī)構(gòu)，選擇 尾座頂尖錐度 時(shí)， 要根據(jù)套筒與頂尖的配合面的錐度來(lái)選擇， 套筒另外一斷面用彈性支撐 7 來(lái)定位和卡緊，選擇彈性支撐有緩沖切削力和保護(hù) 工件的作用 。 莫氏六號(hào)錐面 ， 它直接與主軸莫氏六號(hào)錐孔配合，尾部用一帶螺紋的拉桿通過(guò)螺紋孔拉緊固定， 以保證 夾具在工作 時(shí)， 不會(huì)松動(dòng)。 夾具設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)： 傾斜槽、心軸、鋼球 及螺桿等部分組成。如圖 本次設(shè)計(jì)加工 外圓 面時(shí) 是通過(guò) 夾緊粗糙 內(nèi)壁 的 夾緊機(jī)構(gòu)， 因此 定心機(jī)構(gòu) 選擇鋼球的點(diǎn)接觸比較號(hào)，這樣可以減小內(nèi)壁粗糙度對(duì)定位精度的影響 。有興趣的人員可以進(jìn)行這個(gè)方向的探索。 具圖樣見(jiàn)附帶的圖紙。 圖 圖 7 6 5 1 8 9 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 繪制夾具總圖及零件圖 夾具總圖繪制步驟如下： (1)根據(jù)工件在幾個(gè)視圖上的投影關(guān)系，分別畫出其輪廓線； (2)安排定位元件； (3)布置夾緊裝置； (4)布置對(duì)刀元件、連接元件、設(shè)計(jì)夾具體并完成夾具總圖。 設(shè)計(jì)對(duì)刀元件、連接元件及夾具體 車床 在車削外圓過(guò)程中對(duì)刀比較簡(jiǎn)單，因此不需要設(shè)計(jì)對(duì)刀元件。由于支撐 7 有彈性，管料在車削中發(fā)熱不影響車削過(guò)程。 7 6 5 1 8 9 4 1 2 3 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 確定夾緊方式、設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 如圖 用鋼珠卡緊管件粗糙內(nèi)壁的方法，可以用其對(duì)內(nèi)壁高低不平達(dá) 的管料車外圓。)( ???? mmdT )( ?? 。)( ???? 在上面的式子中， mmhd )( ?? ， 則 177。 即工序尺寸 177。 的工序基 準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)都是定位孔的軸線，基準(zhǔn)式重合的， 則基準(zhǔn)不重合誤差 0??BP 。 。 當(dāng)管料 1 有尾座頂尖 4 頂在支撐 7 上后， 由于支撐 7 有彈性， 工件 在車削中發(fā)熱不影響車削過(guò)程。 為了 點(diǎn)接觸卡緊管件粗糙內(nèi)壁 ，可以用 三個(gè)鋼球接觸實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)自動(dòng)定心夾緊 ， 如圖 是 用鋼珠卡緊管件粗糙 內(nèi)壁的方法，可以用其 對(duì)內(nèi)壁高低不平達(dá) 的 工件 車外圓。因此以該 套筒內(nèi)壁 作為定位基面，以 套筒 軸心 線作為定位基準(zhǔn)。 在兩端孔上采用內(nèi) 圓表面定位方案，同時(shí)考慮到內(nèi)圓表面未經(jīng)過(guò)精加工，表面粗糙度達(dá)不到線面接觸的定位要求，為了提高定位精度，可 以采用 點(diǎn)接觸 卡緊管件粗糙內(nèi)壁的方法定位 。該夾具應(yīng)操作方便，工作安全可靠，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間，兩次裝夾過(guò)程中還會(huì)存在位置誤差，嚴(yán)重降低了成產(chǎn)效率，因此這樣的加工方式在大量生產(chǎn)過(guò)程中不可用。在半精車 55? 177。右端倒角 245176。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 夾具設(shè)計(jì) 問(wèn)題的提出 本次設(shè)計(jì)中 ，工序 8 中， 采用 兩頂尖 裝夾工件， 上卡箍， 車外圓至 55? 177。 (5)夾具體 用于將夾具上的各種元件和裝置連接成一個(gè)有機(jī)的整體。 (3)對(duì)刀、導(dǎo)引元件或裝置 用于確定刀具相對(duì)于夾具定位元件的位置。 專用機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具一般由以下幾個(gè)部分組成： (1)定位元件 用于確定工件在夾具中的位置。 (4)組合夾具 是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。專用夾具適用于定型產(chǎn)品的成批大量生產(chǎn)。 (1)通用夾具 該類夾具使用時(shí)無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整，就可適應(yīng)多種工件的裝夾，因而被廣泛用于單件小批生產(chǎn)之中。 夾具的作用 夾具是機(jī)械加工中不可缺少的一種工藝裝備，它能起到下列作用： (1)保證穩(wěn)定可靠地達(dá)到各項(xiàng)加工精度要求； (2)縮短加工工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； (3)降低生產(chǎn)成本； (4)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度； (5)可由較低 技術(shù)等級(jí)的工人進(jìn)行加工； (6)能擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。 (2)夾具對(duì)于機(jī)床應(yīng)先保證有準(zhǔn)確的相對(duì)位置，而夾具結(jié)構(gòu)有保證定位元件的定位 工作面對(duì)夾具與機(jī)床相連接的表面之間的相對(duì)準(zhǔn)確位置，這就保證了夾具定位工作面相對(duì)機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)形成表面的準(zhǔn)確幾何位置，也就達(dá)到了工件加工面對(duì)定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求。 夾具的主要工作原理 (1)使工件在夾具中占有準(zhǔn)確的 加工位置。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。 第 3 章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械制造業(yè)中 廣泛采用能迅速把工件固定在準(zhǔn)確位置或同時(shí)能確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝置統(tǒng)稱為夾具 [14]。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 在 V形塊上檢測(cè)工件的圓度值 10） ?? mm 鍵槽對(duì)稱度的檢驗(yàn)，采用鍵槽對(duì)稱度量規(guī)進(jìn)行檢查（圖 ） 。 圖 銑鍵槽夾具 9） Ф 0 ? mm 外圓的圓柱度檢驗(yàn)，可將工件外圓放置在標(biāo)準(zhǔn) V 形塊上（ V 形塊放在標(biāo)準(zhǔn)平板上），用百分表測(cè)量出外圓點(diǎn)的圓柱度值，然后再算出圓柱度值（圖）。 8）為了保證 R2 半圓槽和 ?? mm 鍵槽的對(duì)稱度。加工時(shí)還應(yīng)找正其上母線與側(cè)母線之后進(jìn)行。 5）工序 18 以后 ，再采用中心架托夾工件外圓時(shí)，由于鍵槽 ?? mm 的影響，這時(shí)應(yīng)配做一套筒配合中心架的裝夾 ，以保證工件旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不發(fā)生震動(dòng)。 4）精磨 Ф 0 ? mm 外圓時(shí)， 采用專用心軸 (c)定位裝夾工件。 3）工序 8 粗車外圓時(shí)，可以采用專用心軸 (a)或者 (b)。并在調(diào)質(zhì)處理前進(jìn)行粗加工，調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行半精加工和精加 工。錐面 CA61中心架 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 22 精磨 采用兩頂尖 和心軸 C 定位 精磨外圓至尺寸Ф 0 ? mm M143心軸（ c） 23 按照?qǐng)D樣檢查各部分尺寸精度 24 涂油入庫(kù) 1工件； 2鋼球； 3傾斜槽； 4頂尖； 5心軸； 6軸套； 7彈性支撐； 8墊圈； 9螺栓 圖 （ a） 1工件； 2定位套； 4心軸； 6墊圈； 7彈性支撐 （ b） 1擰緊螺母； 230176。錐面 M2110A、莫氏 4 號(hào)錐度塞 21 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精 車 內(nèi) 孔 Ф ? mm 至 圖 樣 尺 寸 ， 深45177。涂色檢查，接觸面積應(yīng)大于75%。 外圓 和 ?? mm200mm 鍵槽 定位裝夾銑 R2 深 2mm，長(zhǎng)160mm 圓弧槽 X62W、專用銑 床夾具（如圖 ） 14 鉆 鉆 Ф6mm孔，其中心距右端面為 25mm Z512 組合夾具 15 鉗 修毛刺 16 熱處理 左端莫氏 4 號(hào)錐孔及 160mm長(zhǎng)的外圓部分，高頻感應(yīng)加熱淬火 45～ 50HRC 17 研磨 研磨 60176。 CA61中心架 11 劃線 劃 R2160mm 槽線，?? mm200mm 鍵槽線， Ф6mm 孔線 12 銑 以55? 177。右端倒角 245176。鉆孔 CA6140 6 熱處理 調(diào)質(zhì) 28～ 32HRC 7 車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面保證總長(zhǎng) 278mm，擴(kuò) Ф26mm 孔至 Ф28mm，深186mm，車右端頭 Ф32mm60176。 表 25 車床尾座套筒機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 下料 棒料 Ф80mm165mm 鋸床 2 鍛造 鍛造尺寸 Ф600mm285mm 3 熱處理 正火 4 粗車 夾一端粗車外圓尺寸 Ф58mm，長(zhǎng) 200mm，車端面見(jiàn)平即可。由于本次設(shè)計(jì)為 套筒 的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間 tb 是作業(yè)時(shí)間的 2%～ 7%， 休息與生理需要時(shí)間 tx是作業(yè)時(shí)間的 2%～ 4%，本設(shè)計(jì)均取為 3%。 基本時(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間。 確定輔助時(shí)間的方法與零件生產(chǎn)類型有關(guān)。 公式中， l 為螺紋有效長(zhǎng)度； l 1=(1～ 3)P， l 2=(2～ 3)P， P 為工件螺紋螺距； n 為工件或絲錐的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)； i 為使用絲錐的數(shù)量； n 0 為絲錐或工件回程 的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。 1）基本時(shí)間 jt 直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、性能和相對(duì)位置關(guān)系所消耗的時(shí)間稱為基本時(shí)間。它是 安排生產(chǎn)計(jì)劃， 計(jì)算零件成本和企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)之一。 對(duì)其他切削用量進(jìn)行類似的計(jì)算，對(duì)于加工要求較高的工序尺寸及公差進(jìn)行校核，所得結(jié)果參見(jiàn)北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝卡片上的工序圖。由式 () 可以求得轉(zhuǎn)速為m i n/ 4 455m i n //251 0 0 0 rmmmn ???? ?， 查找《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》書中圖26（機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖），取轉(zhuǎn)速 n=150r/min。 (2)進(jìn)給量的確定 參照《使用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 558，工件磨削表面直徑按 55mm 選取，工件回轉(zhuǎn)的圓周速度取為 18m/min，則取工件每轉(zhuǎn)的縱進(jìn)給量 f=；采用切入的磨削方法。由式 ()可求得該工步鉆頭轉(zhuǎn)速 n=， 參照表 49 所列CA6140 車 床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=320r/min。 2)進(jìn)給量的確定 由該書表 522，可選取工步 2 的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=。則可求得該工步的實(shí)際切 削速度 m i n/ 0 0 0/58m i n/631 0 0 0/ mmmrdnv ????? ?? 。內(nèi)錐面 (1)工步 1—— 車套筒右 端面 1)背吃刀量的確定 背吃刀量直接取為加工余量，故有背吃刀量 ap1=3mm； 2)進(jìn)給量的確定 參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 532，按被加工端面河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 直徑為 60mm 的 條件選取，工步 1 的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 取為 ； 3)切削速度的計(jì)算 參照該書表 532，切削速度 v 可取為 10m/min。 2)切削速度的計(jì)算 根據(jù)公式 ()得 m i n/ i n //181 0 0 0 ???? mmmn ? 參照 《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 107 所列 CA6140 車床 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速min/250rn ? 。 1000/dnv ?? () 根據(jù)公式 ()可求主軸轉(zhuǎn)速為 m i n/ i n //181000 rmmmn ???? ?，參照 《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 107 所列 CA6140 車床 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速min/100rn? 。 2)進(jìn)給量的確定 參照《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》 [10]的表 850，刀具材料為硬質(zhì)合金 YT5，車刀刀桿尺寸 BH 取 2525mm 的，工件直徑按照 60mm,參照 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 557 選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 f=。 對(duì)其他工序尺寸進(jìn)行類似的計(jì)算，對(duì)于加工要求較高的工序尺寸及公差進(jìn)行校核，所得結(jié)果參見(jiàn) 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝卡片上 的工序圖。 熱處理用高頻感應(yīng)淬火， 淬火 方法 是將 工件 加熱到臨界溫度 Ac3（亞共析鋼）或 Ac1（過(guò)共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到 Ms 以下（或 Ms 附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。查表選定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精磨：IT7；粗磨： IT8；精車： IT9；鉆孔： IT11。 表 工序尺寸及公差計(jì)算 （單位： mm） 工序名稱 工序基本 余量 工序精度 IT 標(biāo) 冷公差值 T 工序基本尺寸 工序尺寸及偏差 精車 IT6 Tjc= 0 半精車 IT8 Tbjc= 55+= 0 擴(kuò)孔 IT9 Tk= += + 鉆孔 2 IT12 Tz= += 0 毛坯 5 IT14 Tmp= 58+2= 60177。 為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，現(xiàn)對(duì)加工余量進(jìn)行校核。 綜上所述，各工序的工序尺寸及公差分別為， 精磨： 0 ?? mm；粗磨：0 ?? mm； 半精 車： 0 ? mm；粗車： 0 ?? mm。查表選定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為 ， 精磨： IT6；粗磨： IT8；半精車： IT9； 粗車： IT12。 為驗(yàn)證確定的尺寸及公差是否合理，進(jìn)行精加工余量校核： Zmax=30+=； Zmin=+=； 余量校核的結(jié)果河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。根據(jù)上訴結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各公步的公差值分別為，精 車 ： ； 半精車 ： ；擴(kuò)孔： ；鉆孔： 。砂輪 塞規(guī) 18 粗磨 M2110A中心架 莫氏四號(hào)砂輪 游標(biāo) 卡尺 、塞規(guī) 19 粗磨