倒档齿轮的插键槽夹具设计及加工工艺装备含4张CAD图

倒档齿轮的插键槽夹具设计及加工工艺装备含4张CAD图,齿轮,键槽,夹具,设计,加工,工艺,装备,CAD 一、 零件图的分析 1. 1零件的功用 用来传递的运动和动力，改变转向传递扭矩从而使汽车实现反向行使 1.2图纸的完整性和正确性 本零件各表面的加工并不困难。 齿轮零件图样由两个剖视图组成，视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件内、外轮廓描述清楚完整，零件图的粗实线、细实线、点化线的线型均符合于国家标准；有利于加工时的数据分析和计算，零件材料为45钢。 1.3零件的技术要求分析 零件图的尺寸比较多，但尺寸的标注多而不乱。图纸当中有对齿面粗糙度和孔面粗糙度的要求为3.2，齿部热处理45-52HRC，齿圈径向跳动公差为0.08mm，还有一些技术要求倒角为C2.5、未标注为1*450，零件表面光洁、精度等级8GK。 1.4零件的结构工艺性分析 1.4.1零件结构 本产品是一个双联齿轮零件，该零件是由两个不同的齿廓组成，一个为m=4,z=17的齿廓一个为m=5,z=19的齿廓，由φ40mm的圆柱的连接在一起。零件有φ20mm的孔和宽6mm的键槽。 1.4.2结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性和经济性，即零件的结构应方便加工时工件的装夹、对刀、测量，结构越简单,工艺性越好。结构形式应尽量简化。 可以提高切削效率等。根据零件的外形尺寸Φ105×100mm，所以选择Φ110*105的毛坯。 钻孔结构相对简单，选择合适的转速和进给速率，就可以将此结构作出 为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出45°的倒角。 零件表面硬度的分析 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。调质45-52HRC，该钢具有较高的硬度和耐磨性，淬火时变形较小。具有良好的冲载能力，使用时进行热处理。 二、 毛坯的选择 2.1确定毛坯种类及制造方法 输出轴为传动零件，要求有一定的强度，该零件的材料为45钢，轮廓尺寸不大，形状并不复杂，又属于大批生产，故毛坯可采用模锻成型。这对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。 毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。 2.2毛坯的形状及加工总余量 毛坯的形状 毛坯的总余量 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 φ76外圆 76 6 82 φ105外圆 105 5 110 φ40 40 40 100长 100 5 105 15厚 15 3 18 三、 定位基准的选择 基面的选择是工艺规程的设计中重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则就会使加工工艺规程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，是生产无法进行。 3.1精基准的选择 本零件是带孔的双联齿轮，孔是其设计基准和测量基准。为避免因基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。即选孔及一端面为精基准。 3.2粗基准的选择 由于本零件的表面都需要加工，而孔作为精基准应先加工，因此应先加工出一外圆及一个端面为粗基准。 四、 工艺路线的拟定 4.1表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面、键槽，材料为45钢。参考《机械制造工艺设计简明手册》，加工方法选择如下： （1） 齿圈外圆面：为标注公差尺寸，根据GB1800-97规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为，需粗车、半精车（表1.4-6） （2）φ40mm外圆面：为标注公差尺寸，根据GB1800-97规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为，需粗车、半精车（表1.4-6） （3）mm内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度，根据表1.4-7，加工方法选用钻、粗铰、精铰。 （4）端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度、表面粗糙度未作要求，只需粗车即可。 （5）齿面：齿轮模数分别为4、5，齿数分别为17、19，精度都为8GK螺旋圆锥齿轮刀盘铣齿即可（表1.4-16、表1.4-17）。 （6）键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为IT9和IT12，需粗插、精插（表1.4-17） 4.2确定加工工艺路线（要求两套工艺方案） 工艺路线的拟订，为了保证达到零件的几何形状、尺寸精度、置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 齿轮的加工工艺路线一般是先进行尺坯的加工，然后在进行齿面的加工。齿坯加工包括个圆柱表面及端面的加工，按照先加工基准面及先粗后精的原则，齿坯加工可按下述工艺路线进行： 工艺路线方案一： 工序10:毛坯进行正火热处理 工序20：粗车各外圆及各端面 工序30：钻孔φ20mm 工序40：粗铰φ20mm 工序50：调质 工序60：精铰φ20mm 工序70：半精车外圆 及各端面 工序80：铣齿轮 工序90：粗插键槽 工序100: 精插键槽 工序110: 高频淬火 工序120：修正 工序130：终检 工艺路线方案二： 工序10:毛坯进行正火热处理 工序20:铣平面 工序30：钻孔 工序40粗铰 工序50：粗车各外圆 工序60：调质 工序70：半精车外圆 及各端面 工序80：精铰φ20mm 工序90：粗插键槽 工序100：精插键槽 工序110: 铣齿轮 工序120: 高频淬火 工序130：修正 工序140：终检 工艺路线的比较分析：    第二条工艺路线不同于第一条工艺路线是把平面铣出来，并将孔与外圆柱面的加工进行了互换，其它的先后顺序均没有变化。零件的基准有所变化， 第一条工艺路线，直接车出端面，有利于保证精度减小误差，节省拆装时间；再者先加工孔，确定了精基准，符合基准重合原则，有利于提高其他部分的加工精度。     第二条工艺路线，增加了铣平面，要换床，拆装过程中会产生误差，先加工外圆柱面再加工孔，改变了精基准，以外圆柱面为精基准，违反了基准重合原则。 从保证精度的前提下，我们选择了第一条工艺路线进行生产。  4.3工艺方案的技术经济分析 齿圈外圆面及φ40mm 外圆和两端面都未标注公差尺寸，根据GB1800-97规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为，粗车、半精车（表1.4-6）即能达到要求，φ20mm孔为公差等级为IT工方法选用钻、粗铰、精铰（表1.4-7）即能达到要求；和键槽槽宽和槽深的公差等级分别为IT9和IT10，需粗插、精插（表1.4-17）即能达到要求，两齿部齿面精度都为8GK螺旋圆锥齿轮刀盘铣齿即可（表1.4-16、表1.4-17）。从经济性分析不需要过精的加工即可， 五、 确定工序加工余量、工序尺寸及公差 5.1选择工序加工余量 工序 加工余量（直径） 工序尺寸 IT 公差 粗车φ76mm端面 2mm 103mm 11 +0.22 0 粗车φ76m 2.9mm φ77.1mm 13 +0.46 0 粗车φ40mm 4mm φ41mm 13 +0.39 0 粗车φ76mm齿厚15mm 2mm 16mm 11 +0.11 0 粗车φ105mm端面 2mm φ101mm 11 +0.22 0 粗车φ105mm 3.9mm φ106.1mm 13 +0.54 0 粗车φ105mm齿厚15mm 2mm 16mm 11 +0.11 0 钻孔φ20mm 18mm φ18mm 13 0 -0.33 粗铰φ20mm 1.94mm φ19.94mm 10 0 -0.084 精铰φ20mm 0.06mm φ20mm 8 +0.027 0 半精车外圆φ76mm端面 0.5mm 100.5mm 9 +0.087 0 半精车外圆φ76mm 1.1mm φ76mm 10 0 -0.12 半精车外圆φ40mm 1mm φ40mm 10 0 -0.1 半精车φ76mm齿厚15mm 0.5mm 15mm 9 +0.043 0 半精车外圆φ105mm端面 0.5mm 100mm 9 +0.087 0 半精车外圆φ105mm 1.1mm φ105mm 10 0 -0.14 半精车φ105mm齿厚15mm 0.5mm 15mm 9 +0.043 0 粗插键槽 5.6*2.4 5.6*2.4 精插键槽 0.4*0.4 6*2.8 5.2计算工序尺寸及公差 粗车φ76端面：L=105-2=103IT为11公差为 粗车φ76mm ：φ=80-3.9=77.1 IT为13 公差为 粗车φ40mm外圆：φ=45-4=41IT 为13公差为 粗车φ76齿厚15：L=18-2=16IT为11公差为 粗车φ105齿厚：L=18-2=16IT为11公差为 粗车φ105端面：L=103-2=101IT为11公差为 粗车φ105：φ=110-3.9=106.1IT为13公差为 钻孔φ20：φ=0+18=18IT为13公差为 粗铰φ20：φ=18+1.94=19.94IT为10公差为 精铰φ20：φ=19.94+0.06=20IT为8公差为 半精车外圆φ76端面：L=101-0.5=100.5IT为9公差为 半精车外圆φ76：φ=77.1-1.1=76IT为10公差为 半精车外圆φ40：φ=41-1=40IT为10公差 为 半精车φ76齿厚15：L=15.5-0.5=15IT为9公差为 半精车φ105齿厚：L=15.5-0.5=15IT为9公差为 半精车外圆φ105端面：L=100.5-0.5=100IT为9公差为 半精车外圆φ105：φ=106.1-1.1=105IT为10公差为 粗插键槽 精插键槽 （3） 确定切削用量及基本工时 工序1：车端面，钻顶尖孔。 加工条件：45钢正火，模锻。 加工要求：粗车直径65mm端面及钻中心孔。 机床：C620-1卧式车床。 刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16*25mm2，Kr=90°，ro=15°， ao=12°， r=0.5mm。 计算切削用量： 粗车端面：已知毛胚长度方向的加工余量为4mm，考虑到锻模拔模斜度，则长度方向的加工余量Zmax=7.5mm。分两次加工，ap=3mm。 进给量f根据《切削手册》查得当刀杆尺寸16*25mm2，且工件直径为65mm时：f=0.5-0.7mm/r，则选取f=0.5mm/r。 计算切削速度 根据《切削手册》查得切削速度公式为： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv （1） 其中：Cv=242，Xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。 修正系数Kv为： Kv=KmvKsvKkrvKkvKBv （2） Vc=(242*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97)/(600.2*30.15*0.50.35)=108.6(m/min) 确定机床主轴转速： Ns=1000Vc/3.14*dw （3） 将数值代入，机床主轴转速为532r/min。取与532r/min相近的机床转速为600m/min。 切削工时，根据《工艺手册》查表可得： Tm=(l+l1+l2+l3)/nwf （4） 代入数值可得：Tm=0.45(min)。 工序2：粗车加工。 粗车直径为65mm的轴段，切削深度 单边余量为1.25mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.5mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min) 代入数值可得，Vc=118(m/min) 确定主轴转速ns=1000*118/3.14*65=578(r/min)按机床选取n=600r/min 所以实际的切削速度为132m/min。 检验机床功率 主切削力Fc根据《切削手册》所示公式计算 Fc=CFapxffyfVcnfKfc （5） CF=2795，xFc=1.0,yFc=0.75,nFc=-0.15,Fc=2795*1.5*0.50.75*122-0.15*0.94*0.89 Fc=1012.5(N) 切削时消耗功率为： Pc=FcVc/6*104 （6） 代入数值得：Pc=2.06（kw） 由切削手册得知C620-1主电机功率为7.8kw，当主轴转速为600r/min，主轴传递得最大功率为5.5kw，所以机床功率足够，可以正常加工。 校验机床进给系统强度 已知主切削力为1012.5N，则径向切削力为： FP=CFp*apxffyfVcnfKFp （7） CFp=1940,xFp=0.9,yFp=0.6,nFp=-0.3,Fp=1940*1.50.9*0.50.6*122-0.3*0.897*0.5 =197(N) 而轴向力为： Ff=CFf*afxf*fyf*Vcnf*KFf （8） CFf=2880,xFf=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4，代入数值为Ff=480(N)。 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数为0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为： F=Ff+u(Fc+Fp) 代入数值算得F=600(N)。而机床纵向进给机构可以承受的最大纵向力为3530N，故可以正常功能工作。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=86，l1=4，l2=0，所以t=0.3（min） 车削直径为72mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1.25mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.5mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv 代入数值可得，Vc=118(m/min) 确定主轴转速： n=1000Vc/3.14dw n=(1000*118)/(3.14*72)=521(r/min) 按机床选取n=600r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=60，l1=4，l2=0，所以t=0.21（min） 粗车直径为75mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1.25mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.5mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv 代入数值可得，Vc=118(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*118)/(3.14*75)=501.6(r/min) 按机床选取n=600r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=74，l1=4，l2=0，所以t=0.26（min） 粗车直径为80mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1.25mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.5mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min) 代入数值可得，Vc=118(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*118)/(3.14*80)=469.7(r/min) 按机床选取n=480r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=86，l1=4，l2=0，所以t=0.375（min） 粗车直径为75mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1.25mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.5mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min) 代入数值可得，Vc=118(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*118)/(3.14*75)=501.6(r/min) 按机床选取n=600r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=46，l1=4，l2=0，所以t=0.16（min） 工序3：精车加工。 精车直径为65mm的轴段，切削深度单边余量为1mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.2mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min) 代入数值可得，Vc=218(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*218)/(3.14*65)=1068(r/min) 按机床选取n=1000r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=86，l1=4，l2=0，所以t=0.45（min） 精车直径为72mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.2mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min) 代入数值可得，Vc=218(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*218)/(3.14*72)=964(r/min) 按机床选取n=1000r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=60，l1=4，l2=0，所以t=0.32（min） 精车直径为75mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.2mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv 代入数值可得，Vc=218(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*218)/(3.14*75)=926(r/min) 按机床选取n=1000r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=74，l1=4，l2=0，所以t=0.39（min） 精车直径为80mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.2mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv 代入数值可得，Vc=218(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*218)/(3.14*80)=868(r/min) 按机床选取n=1000r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=86，l1=4，l2=0，所以t=0.45（min） 精车直径为75mm的轴段的外圆 切削深度单边余量为1mm，可以一次切除。 进给量 根据《切削手册》查得，f=0.2mm/r。 计算切削速度： Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv 代入数值可得，Vc=218(m/min) 确定主轴转速：n=(1000*218)/(3.14*75)=926(r/min) 按机床选取n=1000r/min 。 切削工时： T=(l+l1+l2)/nf 其中 l=46，l1=4，l2=0，所以t=0.25（min） 工序4：插削键槽。 削轴外键槽选用高速钢键槽插刀，d=20mm ,z=2,参考《数控机床与编程》Vc=30m/min。 机床转速：Ns=1000*30/3.14*20=477(r/min)。 每分钟进给量：fm=0.08*2*480=76.8(mm/min)。 机动时间：tm=9/76.8=0.21(min)。 2.3 夹具的设计 为了提高生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。这样，在产品固定且批量较大的生产中，可以较大的提高生产效率和加工精度。且批量生产中工件的加工精度能够趋于一致。 2.3.1 问题的提出 本夹具用来加工轴类零件外键槽。键槽与工件外圆表面有位置要求。加工本工序时，零件外圆柱面已经精车过，主要考虑如何保证键槽与工件外圆表面的位置精度要求。 2.3.2 夹具的设计 （1） 定位基准的选择 由零件的工艺分析可知，轴外键槽与轴外圆表面有对称度要求。零件外圆已经精车过，则应以零件外圆柱表面为定位基准。 为了简化夹具的结构，方便操作，准备采用手动夹紧。 （2） 确定定位元件 工件以外圆柱面作为定位基准时，根据外圆柱面的完整程度，加工要求及安装方式，可以在V形块，定位套，半圆套及圆锥套中定位。 本夹具是用来加工轴类零件的外键槽的，定位基准直径与长度均较大，且铣削加工是多刀多刃断续切削，切削用量和切削力都较大，且切削力的方向变化不断，加工时极易产生振动。因此选用长V形块作为定位元件，其定位支撑面积大，定位可靠。V形块定位的优点：对中性好，可以使工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面的对称面上，不会发生偏移而且安装方便；应用范围广泛，不论定位基准是否经过加工，不论是否完整，都可以采用V形块定位。 V形块上两斜面间的夹角一般选用60°，90°，和120°。随着V形块的夹角的增大，其定位误差减小，但夹角过大时，又会引起工件定位不稳定，综合两方面考虑选择90°的V形块。 本夹具中采用的定位元件如图1所示，V形块与工件接触的平面其表面粗糙度要求较高，工件定位误差较小，且夹具的使用寿命更长，定位更为可靠[5]。 （3）确定夹紧机构及夹紧元件 夹紧机构常用的有斜楔，螺旋，偏心等夹紧机构，它们都是根据斜面加紧原理来实现夹紧工作的。 但是本工序采用数控铣床加工，考虑到切削力的方向变化不断，加工时极易产生振动等因素。不采用偏心夹紧机构，而采用螺旋压板组合夹紧机构。 图1 V形块主视图 本夹具采用的夹紧机构。其制造简单，夹紧行程大扩力比大，自锁性能好，适合于手动夹紧。运用双头螺杆——压板系统可以沿横向移动而只起压紧作用。 （4）切削力及夹紧力的计算 F=CFapxffzyfaeuf （10） Cf=650,ap=3mm，xF=1.0，fz=0.08，yF=0.72，ae=9mm，uf=0.86，do=22mm，qF=0.86，wF=0，z=2 所以F=141.27(N)。 实际切削力为： F’=F*K1K2K3K （11） 实际夹紧力为F’=291(N) 选用压板V形块夹紧机构: F={(2*M*K)/(D*f)}*{（sin45）/（1+sin45）} （12） 其中：安全系数K=3，压板尺寸为D=24，摩擦系数为f=0.16，M=500。 需要夹紧力为F=531.25（N）。 可以安全工作。Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given. （5）确定定位键 铣床夹具底面应该设置两个定位键。通过定位键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面相对于铣床工作台的进给方向具有正确的位置关系。 定位键的位置相距越远，定位精度越高。除了定位外，定位键还能承受部分切削转矩，增加夹具的稳定性。 定位键有矩形和圆柱型两种，矩形更为常用。故此采用矩形定位键。 矩形定位键有A型和B型。A型比B型更为常用，且B型与铣床工作台的T形槽配合，但较易磨损，故选用A型定位键[6]。 本夹具采用的定位键如图2所示。 图2 定位键 （6）夹具体的设计 夹具体上应该设置耳座，方便夹具体在工作台上的固定。本夹具体的尺寸较小，可以在两端各设置一个耳座。但若是夹具体尺寸较大，则应该在夹具体两边各摄制两个耳座，以固定夹具体。 本夹具采用的耳座如图3所示。 图3 耳座 夹具体用于连接，固定夹具上各定位与夹紧元件及装置，使其成为一个整体的基础件。本夹具采用的定位元件是V形块，为了避免零件装夹时发生干涉。故此，本夹具体上的槽的宽度设计应该大于V形块的设计尺寸，则工件可以正常装夹，这样的设计是正确合理的。 本夹具的夹具体主视图如图4，左视图如图5所示。 图4 夹具体主视图 图5 夹具体左视图 （7）定位误差分析 工件以外圆柱面在V形块上定位时，若不考虑V形块的制造误差，则工件定位基准在V形块的对称面上，因此工件中心线在水平方向上的位移为零。但在垂直方向上，因为工件外圆有制造误差，而产生基准位移。轴外圆直径为80mm，其上偏差为0mm，下偏差为-0.15mm其值为： 基准位移误差=0.053mm； 工序基准选在上母线或是下母线时，工序基准与定位基准不重合，其误差值为： 基准不重合误差=0.075mm； 工序基准选在下母线时，工序尺寸为H3，定位误差最小。其值为： 定位误差=基准位移误差-基准不重合误差=0.022mm； 已知键槽的深度为9上偏差为+0.2mm，下偏差为0mm。 定位误差值满足要求。 2.4 夹具设计及操作的简要说明 本夹具属于铣床夹具，直接安装在工作台上。工件以外圆柱面在V形块上定位，拧紧双头螺杆，使压板夹紧工件。 采用螺旋压板夹紧机构，其结构简单，夹紧行程大扩力比大，自锁性能好，适合于手动夹紧。运用双头螺杆——压板系统可以沿横向移动而只起压紧作用。操作方便快捷。采用V形块作为定位元件，对中性好，定位误差小，应用广泛。采用本夹具加工轴类零件的外键槽，对称度误差较小，可以适应实际生产加工。本设计结构合理，制造容易，定位可靠，对中精度高，操作方便，可以大大提高轴外键槽的对称度，同时还能提高键槽其他方面的加工精度，具有较高的实用价值。 需要指出的是，本设计从夹具的设计，制造，定位这些环节上讨论了提高键槽加工对称度的问题，实际上影响轴外键槽加工对称度的因素有很多。比如： （1）因为定位因素造成的键槽对称平面与轴的纵向对称面不重合，引起对称度误差。 （2）因为受力不均衡，导致铣刀微量变形引起的对称度误差。 （3）机床的精度与刚度不足引起的对称度误差。 （4）工件的质量低，引起的对称度误差。 （5）刀具的刃磨出现误差所引起的对称度误差。 （6）运动副的间隙引起的对称度误差。 上述原因都会对工件的加工精度造成影响，故使用本夹具时，必须考虑其他因素，对于相关的环节作以必要的改进，才能达到较高的加工精度。 3 键槽的传统加工工艺与传统加工方式 3.1 加工键槽的传统工艺与传统工艺分析 3.1.1 传统工艺 运用传统工艺加工轴外键槽如图6所示：现将铣刀垂直进给移向工件，到一定深度后，将纵向进给切至键槽全长；再进行垂直进给，然后反向纵向进给，反复多次直至切刀要求深度。 3.1.2 传统工艺分析 运用传统工艺加工轴外键槽会带来两个弊端： 其一垂直切削分力加大，引起刀具挠度和转角加大，这样就加剧键槽侧面倾斜，另外顺铣与逆铣时产生的不对称变形，这些都会给对称度带来不利影响。 其二吃深较大，铣刀与工件接触弧长，切削沿前刀面滑动时间较长，因此前后刀面同时磨损，而后刀面磨损尤为严重，这样键槽宽度尺寸会受到影响，同时减少刀具重磨次数。 基于以上两点，此工艺对于加工轴外键槽的效果较差。 3.2 轴外键槽的传统加工方式 图6 传统加工方式 圆轴类外键槽通常使用键槽铣刀或立铣刀加工，如图6所示。用键槽铣刀铣削封闭式键槽时，一般用抱钳装夹工件或v型体装夹工件 夹紧工件前必须校正夹具在工作台中的位置，然后利用螺栓与工作台T型槽连接。键槽长度进给量由工作台纵向进给手轮控制，深度进给由工作台升降进给手柄来控制，宽度由铣刀直径控制。其工作循环如图6所示；先将铣刀垂直进给移向工件，切削少量的深度，将工件纵向进给切至键槽的全长；再进行垂直进给，然后方向纵向进给，反复多次直至完成。用传统的工艺方法和普通铣床来加工精度要求不是很高的键槽，应用较为广泛，随处可见。 3.3 传统加工方式分析 用传统的工艺方法和普通铣床来加工精度要求不是很高的轴外键槽，应用较为广泛。 运用传统工艺加工轴外键槽，在精度要求较高，尺寸范围变化大的时候存在如下弊端： （1） 质量稳定性差 夹具在工作台中的位置是引起键槽的对称平面与轴的纵向对称面不重合的重要因素，在加工中若工件长度的变化没有任何规律性，工作台上中央T型槽磨损量不均衡，必然会影响夹具定位的准确性，进而造成键槽定位的不准确，引起质量稳定性较低。 （2） 生产效率低 因为工件上对称度要求越高，就对机床的定位精度要求高，而且对工件在夹具上的定位精度要求也越高，因此调试难度就会加大。 （3） 运动刚性差 普通铣床调节环节多，引起误差的几率高（如梯形丝杠与螺母之间的间隙调整；刀杆与主轴连接的间隙调整等），导致相对运动刚性差。此外，由作用于铣刀刀刃上的不均衡切削力导致铣刀的微量变形也会引起对称度误差。 参考文献 ［1］杨书子，机械加工工艺师手册[M]，北京：机械工业出版社，2004 ［2］上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，2004 ［3］李洪，机械加工工艺手册[M]，北京：机械工业出版社，1990 ［4］方昆凡，公差与配合手册[M]，北京：机械工业出版社，1999 ［5］王光斗，王春福，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，2000 ［6］东北重型机械学院，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979 ［7］吴宗泽，机械设计手册[M]，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987 ［8］刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册[M]，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987 ［9］上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1984 ［10］周永强，高等学校毕业设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，2002 ［11］黄如林，切削加工简明实用手册[M]，北京：化学工业出版社，2004 ［12］余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计[M]，重庆：重庆大学出版社，1995 ［13］东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980 ［14］李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册[M]，银州：宁夏人民出版社，1991 ［15］廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量[M]，中国计量出版社，2000 ［16］乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005 ［17］王先逵，机械制造工艺学，机械工业出版社，2006 ［18］吴明友.数控机床加工技术.[M].南京:东南大学出版社,2000 ［19］杜家熙.数控机床编程与机构.[M].北京:中国国际商务出版社,2003 ［20］杨有君.数字控制技术与数控机床.[M].北京:机械工业出版社,1999 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 倒档齿轮 共 6 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 检 1 检查 9Cr18 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 棒料 Ф163X88 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪自定心卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 可转位车刀 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 检查毛坯是否有裂纹 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 倒档齿轮 零件名称 倒档齿轮 共 6 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金 2 粗车 9Cr18 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 棒料 Ф163X88 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式车床 CA6140 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪自定心卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 可转位车刀 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 2 夹毛坯外圆，车Ф76端面 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 3 夹毛坯外圆，粗车Ф76外圆 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 4 精车Ф76外圆 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 车床 零件名称 倒档齿轮 共 6 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金 3 精车 9Cr18 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 棒料 Ф163X88 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式车床 CA6140 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪自定心卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 可转位车刀 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 7 掉头，夹Ф76外圆，车端面 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 夹Ф76外圆，顶针顶中心孔，粗车Ф105外圆 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 夹Ф76外圆，顶针顶中心孔，精车Ф105外圆 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 车床 零件名称 倒档齿轮 共 6 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金 4 磨削 9Cr18 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 棒料 Ф163X88 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 高速钢 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 8 预钻中心孔Ф20的底孔Ф10 Z550 200 16 0.5 12 1 17.7 9 扩中心孔Ф20的底孔至Ф15 Z550 200 16 0.5 12 1 17.7 扩中心孔Ф20的底孔至Ф19 Z550 铰孔Ф20 Z550 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 倒档齿轮 共 6 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金 5 钻孔 9Cr18 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 棒料 Ф163X88 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 插床 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 可转位车刀 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 17 插键槽 插床 200 16 0.5 12 1 17.7 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 倒档齿轮 共 6 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 6 9Cr18 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 滚齿机 Ф163X88 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 滚齿加工 滚齿机 200 16 0.5 12 1 17.7 检验