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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 制定帶輪的加工工藝，設(shè) 計(jì)鉆2XФ18孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間 20**年11月26日至20**年12月14日 摘要 作為主要的車削加工機(jī)床，CA6140機(jī)床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中，本設(shè)計(jì)主要針對(duì)CA6140機(jī)床的皮帶輪進(jìn)行測(cè)繪、設(shè)計(jì)與制造，設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有皮帶輪和皮帶的主要參數(shù)的確定，傳動(dòng)比的擬定，對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算，對(duì)鉆孔夾具的設(shè)計(jì)。最后還對(duì)皮帶輪的加工工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)以滿足皮帶輪制造時(shí)在精度方面的要求，通過(guò)對(duì)該零件車削加工工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者對(duì)車削加工工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，使設(shè)計(jì)者在擬定工藝分析方案過(guò)程中對(duì)皮帶輪加工工藝規(guī)程制定。 目 錄 摘要1 目錄 前言 第一章皮帶輪工藝分析與測(cè)繪 一、圖紙分析 第二章 皮帶輪的設(shè)計(jì) 第三章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 一、確定毛坯的制造形式 二、基面的選擇 三、工藝路線的制定 四、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 五、刀具選擇 六、確定切削用量及基本工時(shí) 第四章 夾具設(shè)計(jì) 第五章 參考文獻(xiàn) 前言 皮帶輪屬于盤(pán)、轂類零件，一般相對(duì)尺寸比較大，制造工藝上一般以鑄造、鍛造為主。一般尺寸較大的設(shè)計(jì)為用鑄造的方法，材料一般都是鑄鐵（鑄造性能較好），很少用鑄鋼（鋼的鑄造性能不佳）；一般尺寸較小的，可以設(shè)計(jì)為鍛造，材料為鋼。皮帶輪各項(xiàng)指標(biāo)及材質(zhì)的選用是以能夠達(dá)到使用要求的前提下上盡量減少原材料、工藝可行、成本最低的選擇原則！皮帶輪主要用于遠(yuǎn)距離傳送動(dòng)力的場(chǎng)合，例如小型柴油機(jī)動(dòng)力的輸出，農(nóng)用車，拖拉機(jī)，汽車，礦山機(jī)械，機(jī)械加工設(shè)備，紡織機(jī)械，包裝機(jī)械，車床，鍛床，一些小馬力摩托車動(dòng)力的傳動(dòng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力的傳送，空壓機(jī)，減速器，減速機(jī)，發(fā)電機(jī)，軋花機(jī)等等。 皮帶輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：皮帶輪傳動(dòng)能緩和載荷沖擊；皮帶輪傳動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、低噪音、低振動(dòng)；皮帶輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便；皮帶輪傳動(dòng)對(duì)于皮帶輪的制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)嚴(yán)格；皮帶輪傳動(dòng)具有過(guò)載保護(hù)的功能；皮帶輪傳動(dòng)的兩軸中心距調(diào)節(jié)范圍較大。皮帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)有：皮帶輪傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)和打滑，傳動(dòng)效率較低和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；皮帶輪傳動(dòng)傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力比嚙合傳動(dòng)大；皮帶輪傳動(dòng)皮帶的壽命較短。各類機(jī)械設(shè)備的皮帶輪的直徑等尺寸都是自己根據(jù)減速比配的，根據(jù)工作轉(zhuǎn)速與電機(jī)的轉(zhuǎn)速自己設(shè)計(jì)。 工作轉(zhuǎn)速/電機(jī)轉(zhuǎn)速=從動(dòng)輪直徑/主動(dòng)輪直徑*0.98(滑動(dòng)系數(shù))，如使用鋼為材料的皮帶輪,要求線速度不高于40m/s,如使用鑄鐵的材料,要求線速度不高于35m/s，電機(jī)轉(zhuǎn)速與皮帶輪直徑換算比，速度比=輸出轉(zhuǎn)速:輸入轉(zhuǎn)速=負(fù)載皮帶輪節(jié)圓直徑:電機(jī)皮帶輪節(jié)圓直徑。節(jié)圓直徑和基準(zhǔn)直徑是一樣的，直徑-2h=節(jié)圓直徑，h是基準(zhǔn)線上槽深，不同型號(hào)的V帶h是不一樣的，Y Z A B C D E，基準(zhǔn)線上槽深分別為h=1.6 2 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6。皮帶輪節(jié)圓直徑就是皮帶輪節(jié)線位置理論直徑,有點(diǎn)像齒輪的分度圓直徑.一般用PD表示,外圓一般用OD表示.不同的槽型節(jié)圓與外圓的換算公式不一樣,一般我們比較容易測(cè)量到皮帶輪的外圓,在根據(jù)公式計(jì)算出節(jié)圓.SPZ:OD=PD+4;SPA:OD=PD+5.5;SPB:OD=PD+7;SPC:OD=PD+9.6。A或SPA的帶輪最小外徑尺寸為80mm，如小于該尺寸，特別是在高速的情況下，皮帶容易出現(xiàn)分層及底部出現(xiàn)裂紋等毛病。SPZ帶，小輪不小于63mm即可。同時(shí)要注意皮帶安裝的手法及張力，過(guò)小易打滑，過(guò)大易損壞皮帶與軸承。 就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛 煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 第一章 皮帶輪工藝分析與測(cè)繪 圖-1 測(cè)繪尺寸如圖示 該零件是軸類零件，形狀不太復(fù)雜，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術(shù)要求分析如下： (1) 三個(gè)M8螺紋孔有位置度要求，整個(gè)零件的精度要求都非常高。 (2) Φ240的外圓和Φ150H7的內(nèi)孔,都有很高的尺寸精度要求,兩端面都有形位公差值來(lái)保證。輪槽的中心線也有跳動(dòng)值誤差。這些主要是為了和其裝配件很好的裝配。 (3)在Φ240的外圓上車V形帶,要注意他們的相互位置。 一、 圖紙分析 （一）零件圖的完整性、正確性分析 零件圖的完整性、正確性分析主要是檢查零件設(shè)計(jì)圖紙是否存在漏標(biāo)尺寸或各種標(biāo)注錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)圖紙常常遇到漏標(biāo)尺寸現(xiàn)象或構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件不充分，如圓弧與直線、圓弧與圓弧在圖樣上相切，可是依據(jù)圖樣給出的尺寸計(jì)算相切條件時(shí)卻變成了相交或相離狀態(tài)，這種情況導(dǎo)致工作無(wú)法進(jìn)行。 本零件圖經(jīng)過(guò)檢查，未發(fā)現(xiàn)漏標(biāo)尺寸或標(biāo)注錯(cuò)誤。 （二） 零件的技術(shù)要求分析 1、尺寸精度分析：主要根據(jù)設(shè)備精度及工藝水平能夠達(dá)到的尺寸精度以及過(guò)往是否有過(guò)類似零件的加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷是否有能力做到圖紙要求的尺寸精度。本零件外圓尺寸精度要求相當(dāng)于IT6-7級(jí)，角度公差0.2分，必須選用硬質(zhì)合金車刀通過(guò)精車來(lái)達(dá)到。 2、 形狀精度分析：主要根據(jù)設(shè)備精度及工藝水平能夠達(dá)到的形狀精度以及過(guò)往是否有過(guò)類似零件的加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷是否有能力做到圖紙要求的形狀精度。形狀精度誤差通常是由于機(jī)床、刀具或工件的剛性不好引起，例如：刀具不夠鋒利或切削量太大導(dǎo)致切削力太大引起工件變形，刀尖高度安裝不正確或磨損導(dǎo)致形狀誤差。本零件形狀精度包含在尺寸精度內(nèi)。 3、位置精度分析：主要考慮設(shè)備精度及工藝水平能夠達(dá)到的位置精度及過(guò)往的類似零件加工水平判斷是否有能力做到圖紙要求的位置精度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)商解決。位置精度主要依靠精加工的加工工藝來(lái)保證，例如有同軸度和垂直度要求的幾何形狀，一般要求在一次裝夾中加工完成。 4、 表面粗糙度分析：主要考慮設(shè)備及工藝水平能夠達(dá)到的表面粗糙度及過(guò)往的類似零件加工水平判斷是否有能力做到圖紙要求的表面粗糙度。 （1）熱處理要求分析：主要考慮熱處理設(shè)備及工藝水平及過(guò)往的類似零件熱處理水平判斷是否有能力做到圖紙要求的熱處理工藝。一般零件熱處理工藝要注意以下4點(diǎn)要求:(1)鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。(2)調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。(3)表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。(4)精度要求高的零件，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理。 （2）其它技術(shù)條件分析：如工件材料要求、清潔要求、包裝及運(yùn)輸要求等等。 第一章 皮帶輪的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，基本組成零件為帶輪（包括主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪）和傳動(dòng)帶。 按照工作原理的不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)，根據(jù)你問(wèn)題里提出的“皮帶輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)”，可以知道屬于前者，即摩擦型帶傳動(dòng)，根據(jù)傳動(dòng)帶的橫截面形狀的不同其又分為：平帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)。由于V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，且大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，因此獲得了廣泛的應(yīng)用 普通V帶的選擇應(yīng)保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下能傳遞最大功率，同時(shí)要有足夠的疲勞強(qiáng)度，以滿足一定的使用壽命。 帶對(duì)軸壓力皮帶傳動(dòng)主要有：平皮帶、三角帶、同步齒型帶三種，三種皮帶都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但是皮帶輪因傳動(dòng)比、功率的變化較大，沒(méi)有完全對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法涵蓋所有內(nèi)容，但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定了選用范圍、使用條件、設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容。 例如：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三角皮帶的型號(hào)有O、A、B、C、D、E、F七種型號(hào)，相應(yīng)的皮帶輪輪槽角度有三種34°、36°、38°，同時(shí)規(guī)定了每種型號(hào)三角帶對(duì)應(yīng)每種輪槽角度的小皮帶輪的最小直徑，但大皮帶輪未作規(guī)定。 皮帶輪的槽角分34度、36度、38度，具體的選擇要根據(jù)帶輪的槽型和基準(zhǔn)直徑選擇；皮帶輪的槽角跟皮帶輪的直徑有關(guān)系,不同型號(hào)的皮帶輪的槽角在不同直徑范圍下的推薦皮帶輪槽角度數(shù)如下： 一、O型皮帶輪在帶輪直徑范圍在50mm～71mm時(shí)為34度；在71mm～90mm時(shí)為36度， >90mm時(shí)為38度； A型皮帶輪在帶輪直徑范圍在71mm～100mm時(shí)為34度，100mm～125mm時(shí)為36度；>125mm時(shí)為38度； 二、B型皮帶輪在帶輪直徑范圍在 125mm～160mm時(shí)為34度；160mm～200mm時(shí)為36度，>200mm時(shí)為38度； 三、C型皮帶輪在帶輪直徑范圍在200mm～250mm時(shí)為34度，250mm～315mm時(shí)為36度，>315mm時(shí)為38度； 四、D型皮帶輪在帶輪直徑范圍在 355mm～450mm時(shí)為36度，>450mm時(shí)為38度； 五、E型 500mm～630mm時(shí)為36度，>630mm時(shí)為38度。 三角帶的型號(hào)有：普通型O A B C D E 3V 5V 8V，普通加強(qiáng)型AX BX CX DX EX 3VX 5VX 8VX，窄V帶SPZ SPA SPB SPC，強(qiáng)力窄V帶XPA XPB XPC；三角帶的每一個(gè)型號(hào)規(guī)定了三角帶的斷面尺寸，A型三角帶的斷面尺寸是：頂端寬度13mm、厚度為8mm；B型三角帶的斷面尺寸是：頂端寬度17MM，厚度為10.5MM；C型三角帶的斷面尺寸是：頂端寬度22MM，厚度為13.5MM；D型三角帶的斷面尺寸是：頂端寬度21.5MM，厚度為19MM；E型三角帶的斷面尺寸是：頂端寬度38MM，厚度為25.5MM。對(duì)應(yīng)尺寸(寬*高)：O（10*6）、A（12.5*9）、B（16.5*11）、C（22*14）、D（21.5*19）、E（38*25.5）。 皮帶輪的直徑等尺寸都是自己根據(jù)減速比配的，根據(jù)工作轉(zhuǎn)速與電機(jī)的轉(zhuǎn)速自己設(shè)計(jì)。 工作轉(zhuǎn)速/電機(jī)轉(zhuǎn)速=從動(dòng)輪直徑/主動(dòng)輪直徑*0.98(滑動(dòng)系數(shù))，如使用鋼為材料的皮帶輪,要求線速度不高于40m/s,如使用鑄鐵的材料,要求線速度不高于35m/s，電機(jī)轉(zhuǎn)速與皮帶輪直徑換算比，速度比=輸出轉(zhuǎn)速:輸入轉(zhuǎn)速=負(fù)載皮帶輪節(jié)圓直徑:電機(jī)皮帶輪節(jié)圓直徑。節(jié)圓直徑和基準(zhǔn)直徑是一樣的，直徑-2h=節(jié)圓直徑，h是基準(zhǔn)線上槽深，不同型號(hào)的V帶h是不一樣的，Y Z A B C D E，基準(zhǔn)線上槽深分別為h=1.6 2 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6。皮帶輪節(jié)圓直徑就是皮帶輪節(jié)線位置理論直徑,有點(diǎn)像齒輪的分度圓直徑.一般用PD表示,外圓一般用OD表示.不同的槽型節(jié)圓與外圓的換算公式不一樣,一般我們比較容易測(cè)量到皮帶輪的外圓,在根據(jù)公式計(jì)算出節(jié)圓.SPZ:OD=PD+4;SPA:OD=PD+5.5;SPB:OD=PD+7;SPC:OD=PD+9.6。A或SPA的帶輪最小外徑尺寸為80mm，如小于該尺寸，特別是在高速的情況下，皮帶容易出現(xiàn)分層及底部出現(xiàn)裂紋等毛病。SPZ帶，小輪不小于63mm即可。同時(shí)要注意皮帶安裝的手法及張力，過(guò)小易打滑，過(guò)大易損壞皮帶與軸承。另外與國(guó)標(biāo)類似的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為ISO 1081-1995 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了皮帶傳動(dòng)、三角皮帶和三角有棱皮帶,及有槽皮帶輪的選用、設(shè)計(jì)規(guī)范。分為SPZ，SPA，SPB，SPC，SPD型五種皮帶輪。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 一、確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200.考慮到皮帶輪在工作過(guò)程中會(huì)受到一定的載荷,因此選擇鑄件,以使金屬纖維不被切斷,保證零件工作可靠.由于零件的輪廓尺寸不大,故可采用鑄造成型,這對(duì)于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量也是有利的。 二、基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 （一）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件又不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)在應(yīng)為都要加工就要結(jié)合加工工藝來(lái)確定粗基準(zhǔn)，現(xiàn)取Φ240的外圓作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤(pán)裝夾。利用不完全定位來(lái)加工工件。 （二）精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 三、工藝路線的制定 制定工藝路線的相互發(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要求等技術(shù)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,可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率.除此以外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益,以便降低生產(chǎn)成本。 （一）.工藝路線方案一: 工序1: 車端面,打中心孔, 車Φ240的外圓表面，倒角。 工序2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔,工序3: 修研兩端中心孔。 工序4: 鉆中心孔。 工序5: 擴(kuò)中心孔。 工序6：車Φ170內(nèi)孔 工序7: 車Φ150內(nèi)孔 工序8: 粗精車V形帶。 工序9：鉆左端面螺紋孔、錐銷孔 工序10：終檢。 工序11：入庫(kù)。 （二）.工藝路線方案二： 工序1：銑端面，打中心孔。 工序2：掉頭銑另一端面，打中心孔。 工序3：車Φ240的外圓，掉頭車Φ240的外圓。 工序5：鉆中心孔、中心孔、車Φ150內(nèi)孔 工序6: 車Φ170內(nèi)孔 工序8: 粗精車V形帶。 工序9：鉆左端面螺紋孔、錐銷孔 工序9：終檢。 工序10：入庫(kù). （三）.工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是在車床上用三爪卡盤(pán)裝夾，車一端面在打中細(xì)孔，然后用頂尖頂住來(lái)車外圓再掉頭加工另一端，以此為基準(zhǔn)來(lái)完成后面的工序。方案二則與之不同，是先銑削好兩個(gè)端面，打中心孔，以此為基準(zhǔn)來(lái)加工余下的工序。經(jīng)比較可見(jiàn)，先加工好一端面和它所在端的外圓，以此為基準(zhǔn)來(lái)加工后面的工序，這是的位置和尺寸精度較易保證，并且定位也較方便。在加工螺紋和銑凹槽的時(shí)候，方案一中的工序6、7、8，雖然只是在加工的先后順序不同，這樣的話可能會(huì)造成鉆孔時(shí)的讓刀。故決定將方案二中的工序5、6、7移入方案一。具體工藝過(guò)程如下： 工序1: 車端面,打中心孔, 車Φ240的外圓表面，倒角。 工序2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔。 工序3: 修研兩端中心孔。 工序4: 鉆中心孔。 工序5: 擴(kuò)中心孔。 工序6：車Φ150內(nèi)孔 工序7: 車Φ170內(nèi)孔 工序8: 粗精車V形帶。 工序9：鉆左端面螺紋孔、錐銷孔 工序10：終檢。 工序11：入庫(kù). 四、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “皮帶輪”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可采用在鍛錘上合模鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.外圓表面（Φ240） 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表2.2-14，其中鑄件重量為4kg，鑄件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鑄件材質(zhì)系數(shù)取M1，鑄件輪廓尺寸（直徑方向）＞180～315mm，其余量值規(guī)定為1.7～2.2mm，現(xiàn)取2.0mm。 2.外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差 查《工藝手冊(cè)》表2.2-25，其中鑄件重量為4kg，鑄件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鑄件材質(zhì)系數(shù)取M1，鑄件輪廓尺寸（直徑方向）＞120～180mm，故長(zhǎng)度方向偏差為（+1.2；-0.6）mm. 長(zhǎng)度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2-25，其余量值規(guī)定為1.7～2.2mm,現(xiàn)取2.0mm。 五、刀具選擇 由于在數(shù)控機(jī)床上要加工多種工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品種、規(guī)格和數(shù)量就較多。要加工不同工件所需刀具更多，因品種規(guī)格繁多而將造成很大困難。為了減少刀具的品種規(guī)格，有必要發(fā)展柔性制造系統(tǒng)和加工中心使用的工具系統(tǒng)。工具系統(tǒng)一般為模塊化組合結(jié)構(gòu)，在一個(gè)通用的刀柄上可以裝多種不同的刀具，使數(shù)控加工中的刀具品種規(guī)格大大減少，同時(shí)也便于刀具的管理。 車削加工中心上加工工件時(shí)選用的刀具數(shù)控車削加工用工具系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)，與機(jī)床刀架的形式、刀具類型及刀具是否需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)等因素有關(guān)。數(shù)控車床常采用立式或臥式轉(zhuǎn)塔刀架作為刀庫(kù)，刀庫(kù)容量一般為4~8把刀具，常按加工工藝順序布置，由程序控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀快速，每次換刀僅需l~2s。 (一) 車刀和刀片的種類 由于工件材料、生產(chǎn)批量、加工精度以及機(jī)床類型、工藝方案的不同，車刀的種類也異常繁多。根據(jù)刀片與刀體材料的異同，車刀主要可分為整體式與機(jī)械夾固式兩大類。 1、整體式車刀 用工具鋼制成。這種車刀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，剛性較好。缺點(diǎn)是刀片材料強(qiáng)度較低，刃口易磨損，可靠性差，不太適合用于數(shù)控加工。另外，刃口磨損后需要操作者手工刃磨后方可繼續(xù)使用，對(duì)操作者技術(shù)要求較高。根據(jù)工件加工表面以及用途不同，整體式車刀又可分為切斷刀、外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀以及成形車刀等。 車刀的種類 1—切斷刀 2—90°左偏刀 3—90°右偏刀 4—彎頭車刀 5—直頭車刀 6—成形車刀 7—寬刃精車刀 8—外螺紋車刀 9—端面車刀 10—內(nèi)螺紋車刀 11—內(nèi)槽車刀 12—通孔車刀 13—盲孔車刀 2、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀 為了減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)控車削加工時(shí)應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片。 （1）刀片材質(zhì)的選擇 車刀刀片的材料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等。其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。選擇刀片材質(zhì)，主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過(guò)程中有無(wú)沖擊和振動(dòng)等。 （2）刀片尺寸的選擇 刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長(zhǎng)度L，有效切削刃長(zhǎng)度與背吃刀量αp和車刀的主偏角Kr有關(guān)，使用時(shí)可查閱有關(guān)刀具手冊(cè)選取,如圖所示。 （3）刀片形狀的選擇 刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。 機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀由刀桿l、刀片2、刀墊3以及夾緊元件4組成。刀片材料用硬質(zhì)合金制造，每邊都有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開(kāi)夾緊元件，將刀片轉(zhuǎn)一個(gè)位置便可繼續(xù)使用，刀桿材料一般用中碳鋼制造，為了提高刀桿的剛性也可用硬質(zhì)合金制造（例如7倍長(zhǎng)徑比鏜刀桿），機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀刀桿可反復(fù)使用。 機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀的組成 1—刀桿 2—刀片 3—刀墊 4—夾緊元件 硬質(zhì)合金刀片是機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的一個(gè)最重要組成元件，大致形狀有：三角形、正方形、五邊形、六邊形、圓形以及菱形等，圖示為常見(jiàn)的幾種刀片形狀及角度。 (二) 孔加工刀具的類型 孔加工刀具分為鉆孔刀具、擴(kuò)孔刀具、鏜孔刀具和鉸孔刀具四大類。鉆孔刀具類型有：普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆及扁鉆等，鉆孔刀具通常用于沒(méi)有孔的地方鉆孔，孔的質(zhì)量相當(dāng)于粗加工質(zhì)量。擴(kuò)孔刀具、鏜孔刀具通常用于有孔之后的孔粗加工和精加工，鉸孔刀具通常用于孔的精加工。直徑特別大的孔（例如80mm以上），因沒(méi)有相應(yīng)尺寸的鉆頭，不可能一次性鉆出來(lái)，只能先鉆一個(gè)小孔，然后用擴(kuò)孔刀具、鏜孔刀具將孔逐步擴(kuò)大?？傊瑧?yīng)根據(jù)工件材料、加工尺寸及加工質(zhì)量要求等合理選用孔加工刀具。 1. 麻花鉆 在工件上鉆孔，大多是采用普通麻花鉆。麻花鉆的材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。 麻花鉆的切削部分有兩個(gè)主切削刃、兩個(gè)副切削刃和一個(gè)橫刃。兩個(gè)螺旋糟是切屑流經(jīng)的表面，為前刀面；與工件過(guò)渡表面（即孔底）相對(duì)的端部?jī)汕鏋橹骱蟮睹?；與工件已加工表面（即孔壁）相對(duì)的兩條刃帶為副后刀面。前刀面與主后刀面的交線為主切削刃，前刀面與副后刀面的交線為副切削刃，兩個(gè)主后刀面的交線為橫刃。橫刃與主切削刃在端面上投影之間的夾角稱為橫刃斜角，橫刃斜角ψ＝50°～55°；主切削刃上各點(diǎn)的前角、后角是變化的，外緣處前角約為30°，鉆心處前角接近0°，甚至是負(fù)值；兩條主切削刃在與其平行的平面內(nèi)的投影之間的夾角為頂角，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的頂角2φ＝118°。 根據(jù)柄部不同，麻花鉆有莫氏錐柄和圓柱柄兩種。直徑為8～80mm的麻花鉆多為莫氏錐柄，可直接裝在帶有莫氏錐孔的刀柄內(nèi)，刀具長(zhǎng)度不能調(diào)節(jié)。直徑為0.l～20mm的麻花鉆多為圓柱柄，可裝在鉆夾頭刀柄上。中等尺寸麻花鉆兩種形式均可選用。 麻花鉆有標(biāo)準(zhǔn)型和加長(zhǎng)型。 鉆孔時(shí)，受兩切削刃上切削力不對(duì)稱的影響，容易引起鉆孔偏斜，故要求鉆頭的兩切削刃必須有較高的刃磨精度，麻花鉆通常用于孔的粗加工。 2. 擴(kuò)孔刀具 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆一般有3~4條主切削刃，切削部分的材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，結(jié)構(gòu)形式有直柄式、錐柄式和套式等。 擴(kuò)孔直徑較小時(shí)，可選用直柄式擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑中等時(shí)，可選用錐柄式擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑較大時(shí)，可選用套式擴(kuò)孔鉆。 擴(kuò)孔鉆的加工余量較小，主切削刃較短，因而容屑槽淺、刀體的強(qiáng)度和剛度較好。它無(wú)麻花鉆的橫刃，加之刀齒多，所以導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)，加工質(zhì)量和生產(chǎn)率都比麻花鉆高。 擴(kuò)孔直徑在20~60mm之間時(shí)，且機(jī)床剛性好、功率大，可選用可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆。這種擴(kuò)孔鉆的兩個(gè)可轉(zhuǎn)位刀片的外刃位于同一個(gè)外圓直徑上，并且刀片徑向可作微量（±0.1mm）調(diào)整，以控制擴(kuò)孔直徑。 3. 鏜孔刀具 鏜孔所用刀具為鏜刀。鏜刀種類很多，按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。 單刃鏜刀剛性差，切削時(shí)易引起振動(dòng)，所以鏜刀的主偏角選得較大，以減小徑向力。鏜鑄鐵孔或精鏜時(shí)，一般取＝90°；粗鏜鋼件孔時(shí)，?。?0°~75°，以提高刀具的耐用度。鏜孔孔徑的大小要靠調(diào)整刀具的懸伸長(zhǎng)度來(lái)保證，調(diào)整麻煩，效率低，只能用于單件小批生產(chǎn)。但單刃鏜刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性較廣，粗、精加工都適用。 在孔的精鏜中，目前較多地選用精鏜微調(diào)鏜刀。這種鏜刀的徑向尺寸可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，調(diào)節(jié)方便，且精度高，其結(jié)構(gòu)如圖3-13所示。調(diào)整尺寸時(shí)，先松開(kāi)拉緊螺釘4，然后轉(zhuǎn)動(dòng)帶刻度盤(pán)的調(diào)整螺母5，等調(diào)至所需尺寸，再擰緊螺釘4，使用時(shí)應(yīng)保證錐面靠近大端接觸（即鏜桿90°錐孔的角度公差為負(fù)值），且與直孔部分同心。健與健槽配合間隙不能太大，否則微調(diào)時(shí)就不能達(dá)到較高的精度。 鏜削大直徑的孔可選用雙刃鏜刀。這種鏜刀頭部可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，且調(diào)整方便，最大鏜孔直徑可達(dá)1000 mm。雙刃鏜刀的兩端有一對(duì)對(duì)稱的切削刃同時(shí)參加切削，與單刃鏜刀相比，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量可提高一倍左右，生產(chǎn)效率高。同時(shí)，可以消除切削力對(duì)鏜桿的影響。 4. 鉸孔刀具 加工中心上使用的鉸刀多是通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。此外，還有機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片單刃鉸刀和浮動(dòng)鉸刀等。 加工精度為IT 7～I(xiàn)T10級(jí)、表面粗糙度Ra為0.8~1.6μm的孔時(shí)，多選用通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。 通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀如圖所示，有直柄、錐柄和套式三種。錐柄鉸刀直徑為10~32mm，直柄鉸刀直徑為6~20mm，小孔直柄鉸刀直徑為l~6 mm，套式鉸刀直徑為25~80mm。 鉸刀工作部分包括切削部分與校準(zhǔn)部分。切削部分為錐形，擔(dān)負(fù)主要切削工作。切削部分的主偏角為5°~15°，前角一般為0°，后角一般為5°~8°。校準(zhǔn)部分的作用是校正孔徑、修光孔壁和導(dǎo)向。為此，這部分帶有很窄的刃帶（＝0°，＝0°）。校準(zhǔn)部分包括圓柱部分和倒錐部分。圓柱部分保證鉸刀直徑和便于測(cè)量，倒錐部分可減少鉸刀與孔壁的摩擦和減小孔徑擴(kuò)大量。 a）直柄機(jī)用鉸刀 b）錐柄機(jī)用鉸刀 c）套式機(jī)用鉸刀 d）切削校準(zhǔn)部分角度 標(biāo)準(zhǔn)鉸刀有4～12齒。鉸刀的齒數(shù)除與鉸刀直徑有關(guān)外，主要根據(jù)加工精度的要求選擇。齒數(shù)過(guò)多，刀具的制造重磨都比較麻煩，而且會(huì)因齒間容屑槽減小，而造成切屑堵塞和劃傷孔壁以致使鉸刀折斷的后果。齒數(shù)過(guò)少，則鉸削時(shí)的穩(wěn)定性差，刀齒的切削負(fù)荷增大，且容易產(chǎn)生幾何形狀誤差。加工IT 5～I(xiàn)T7級(jí)、表面粗糙度Ra為0.7μm的孔時(shí)，可采用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀。這種鉸刀的結(jié)構(gòu)如圖所示，刀片3通過(guò)楔套4用螺釘1固定在刀體上，通過(guò)螺釘7、銷子6可調(diào)節(jié)鉸刀尺寸。導(dǎo)向塊2可采用粘結(jié)和銅焊固定。機(jī)夾單刀鉸刀應(yīng)有很高的刃磨質(zhì)量。因?yàn)榫茔q削時(shí)，半徑上的鉸削余量是在10μm以下，所以刀片的切削刃口要磨得異常鋒利。 硬質(zhì)合金單刃鉸刀 l、7—螺釘 2—導(dǎo)向塊 3—刀片 4—模套 5—刀體 6—鋪?zhàn)? 鉸削精度為IT 6～I(xiàn)T7級(jí)，表面粗糙度Ra為0.8～1.6μm的大直徑通孔時(shí)，可選用專為加工中心設(shè)計(jì)的浮動(dòng)鉸刀。 六、確定切削用量及基本工時(shí) 工序1：車端面, 打中心孔,車Φ240的外圓表面，倒角。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。 1. 加工條件 工件材料：HT200，正火，鑄造。 加工要求：粗車Φ240端面及Φ240的外圓，Φ240的端面和外圓表面的粗糙度值為Ra 3.2。 機(jī)床：CA6140臥式車床。 刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mmX25mm,kr=90°,γo=15°,αo=8°,rε=0.5mm 2.切削用量計(jì)算 (1)車Φ150端面。 1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為2+1.2考慮7°的鑄造拔模斜度，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量Zmax=7mm,故實(shí)際端面余量可按Zmax=7mm考慮，分三次加工，ap=3mm計(jì)。 2）確定進(jìn)給量f:根據(jù)《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-19，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mmX25mm,ap≦3mm，以及工件直徑為Φ81mm時(shí) F=0.5～0.7mm/r 按CA6140車床說(shuō)明書(shū)取f=0.51mm/r（參見(jiàn)表3-9） 3)計(jì)算切削速度：按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）。 vc=(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv) 式中，Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表 １.２８，即 　　 kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97 所以vc=(242X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97)/(600.2X30.15X0.510.35)m/min =108.8m/min 4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ns=1000vc/πdw=1000X108.6/πX81=427r/min 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)，與427r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min及450r/min。現(xiàn)選取450r/min。所以實(shí)際切削速度v=114.45r/min。 5）計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2-1，取 l=40.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 tm=(l+l1+l2+l3)*i/n f=3X(40.5+2)/450X0.51=0.556min (2)車Φ240外圓，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 1）被吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縕=2mm，可一次切除。 2）進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，選用f=0.5mm/r。 3）計(jì)算切削速度：見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.27 vc=(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv) =(242X1.44X0.8X0.81X0.97)/(600.2X20.15X 0.510.35) =110.17m/min 4)確定主軸轉(zhuǎn)速： ns=1000 vc/πdw =1000X110.17/πX81 =433.16r/min 按機(jī)床選取n=450r/min。所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=πX81X450/1000m/min=114.45m/min 5)檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力Fc按《切削手冊(cè)》表1.29所示工時(shí)計(jì)算 Fc=C ap f v k 式中，C =2795，x =1.0, y =0.75, n=-0.15 k =(σb/650) =(600/650)0.75=0.94, k =0.89 所以 Fc=2795X2X0.50.75X114.45-0.15X0.94X0.89N= 1318.9N 切削是消耗功率Pc為 Pc= Fc*vc/6X104 =1318.9X114.45/6X104kW =3.175kW 由CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.8 kW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為450r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為4.5kW，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 6）校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力Fc=1318.9N，徑向切削力Fp按,《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算 Fp=C ap f v k 式中，C =1940，x =0.9, y =0.6 n=-0.3 k =(σb/650) =(600/650)1.35=0.897, k =0.5 所以， Fp=1940X20.9X0.50.6X114.45-0.3X0.897X0.5N=258.4N 而軸向切削力 Ff =C ap f v k 式中，C =2880，x =1.0, y =0.5, n =-0.4 k =(σb/650)= (600/650)1=0.923,k =1.17 于是軸向切削力 Ff=2880X2X0.50.5X114.45-0.4X0.923X1.17N=601.7N 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 F= Ff+μ(Fc+ Fp) =601.7+0.1X(1318.9+258.4)N =759.43N 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 7）切削工時(shí)： t =(l+l1+l2)/nf 式中， l=42, l1=4, l2=0, 所以 t =(l+l1+l2)/nf=（42+4+0)/450X0.5min=0.205min 不難看出,以后在CA6140車床上加工此皮帶輪.只要在主軸轉(zhuǎn)速不變、進(jìn)給量f≦0.5mm和被吃刀量ap≦3mm的情況下,機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)都可正常工作、電機(jī)功率都足夠. 工序2：車調(diào)頭車另一端面, 打中心孔,車Φ240的外圓，倒角。 1.加工條件 加工要求：粗車Φ240及Φ240的外圓，Φ240外圓面的粗糙度值為Ra 3.2 機(jī)床：CA6140臥式車床。 刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mmX25mm,kr=90°,γo=15°,αo=8°,rε=0.5mm 2.切削用量計(jì)算 (1)車Φ240端面。 1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為2+1.2考慮7°的鑄造拔模斜度，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量Zmax=5.9mm,故實(shí)際端面余量可按Zmax=5.9mm考慮，分三次加工，ap=3mm計(jì)。 2）確定進(jìn)給量f: 選用和工序1車端面相同的進(jìn)給量即f=0.51mm/r 3) 計(jì)算切削速度: 選用和工序1相同的主軸轉(zhuǎn)速即n=450r/min,故實(shí)際速度為: V=πdn/1000=πX39X450/1000m/min =55.1m/min 4）計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2-1，取 l=19.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 tm=(l+l1+l2+l3)*i/n f =2X(19.5+2)/450X0.51=0.188min (4) 車Φ240的外圓面,同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 1）被吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縕=1.8mm，可一次切除。 2）進(jìn)給量：選用和工序1車外圓相同的進(jìn)給量即f=0.5mm/r。 3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序1相同的主軸轉(zhuǎn)速即n=450r/min 4) 計(jì)算切削速度： V=πdn/1000 =πX39X450/1000m/min=55.1m/min 5）切削工時(shí)： t =(l+l1+l2)/nf 式中， l=85, l1=4, l2=0, 所以 t =(l+l1+l2)/nf =（85+4+0)/450X0.5min=0.396min 工序3: 修研兩端中心孔。 工序4: 半精車Φ240的外圓表面并切槽,同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 （1）半精車Φ240的外圓表面 1）被吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縕=0.19mm，可一次切除。 2）進(jìn)給量：選用和工序1車外圓相同的進(jìn)給量即f=0.5mm/r。 3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序1相同的主軸轉(zhuǎn)速即n=450r/min 4）計(jì)算切削速度： V=πdn/1000 =πX35.4X450/1000m/min=50m/min 5）切削工時(shí)： t =(l+l1+l2)/nf 式中， l=85, l1=4, l2=0, 所以 t =(l+l1+l2)/nf =（85+4+0)/450X0.5min=0.396min 工序5: 銑38度V型槽槽。 f =0.08/齒(參考《切削手冊(cè)》表3-3) 切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定V=0.45mm/s,即27m/min. 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d =225mm,齒數(shù)z=20。則 n = 1000v/πdw =1000X27/πX225=38r/min 現(xiàn)選用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，取n =37.5r/min,故實(shí)際切削速度為 V=πd n /1000 =πX225X37.5/1000m/min=26.5m/min 當(dāng)n =37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f 應(yīng)為 f =f zn =0.08X20X37.5mm/min=60mm/min 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，剛好有f =60mm/min，故直接選用該值。 切削工時(shí)：由于所銑的槽表面光潔度不高，粗糙度值為R12.5，故只要粗銑就能達(dá)到要求。銑刀的行程為l+l1+l2=90。因此，機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm=(l+l1+l2)/f =90/60min=1.5min 4、 夾具設(shè)計(jì) 夾具的設(shè)計(jì)是為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工零件曲柄時(shí)， 需要設(shè)計(jì)專用夾具。機(jī)床夾具是在機(jī)械加工中使用的一種工藝裝備， 它的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)被加工工件的定位和夾緊。通過(guò)定位，使被加工工件在 夾具中占有同一個(gè)正確的加工位置，通過(guò)夾緊，克服加工中存在的各種作用力， 使這一正確的位置得到保證，從而使加工過(guò)程得以順利進(jìn)行。 本夾具是為了鉆3-M8螺紋底孔而設(shè)計(jì)的專用夾具，從零件圖上可以看出，三個(gè)孔的形位公差要求較高。為了滿足圖紙位置度的要求，需要設(shè)計(jì)鉆床夾具一套。 1、鉆套的選用： 鉆套可分為下面三種： ①固定鉆套 　　該類鉆套外圓以H7/n6或H7/r6配合，直接壓入鉆模板上的鉆套底孔內(nèi)。在使用過(guò)程中若不需要更換鉆套（據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，鉆套一般可使用1000~12000次），則用固定鉆套較為經(jīng)濟(jì)，鉆孔的位置精度也較高。 ②可換鉆套 　　當(dāng)生產(chǎn)批量較大，需要更換磨損的鉆套時(shí)，則用可換鉆套較為方便，如圖所示。可換鉆套裝在襯套中，襯套是以H7/n6或H7/r6的配合直接壓入鉆模板的底孔內(nèi)，鉆套外圓與襯套內(nèi)孔之間常采用F7/m6或F7/k6配合。當(dāng)鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘還能防止加工時(shí)鉆套轉(zhuǎn)動(dòng)或退刀時(shí)鉆套隨刀具拔出。 ③快換鉆套 　　當(dāng)被加工孔需依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸時(shí)，由于刀具直徑逐漸增大，應(yīng)使用外徑相同而內(nèi)徑不同的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具，這時(shí)使用快換鉆套可減少更換鉆套的時(shí)間?？鞊Q鉆套的有關(guān)配合與可換鉆套的相同。更換鉆套時(shí)，將鉆套的削邊處轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套。鉆套的削邊方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套隨刀具自行拔出。 鉆套各尺寸的配合： 鉆套內(nèi)孔（又稱導(dǎo)向孔）直徑的基本尺寸應(yīng)為所用刀具的最大極限尺寸，并采用基軸制間隙配合。鉆孔或擴(kuò)孔時(shí)其公差取F7或F8，粗鉸時(shí)取G7，精鉸時(shí)取G6。若鉆套引導(dǎo)的是刀具的導(dǎo)柱部分，則可按基孔制的相應(yīng)配合選取，如H7/f7、H7/g6或H6/g5等。 導(dǎo)向長(zhǎng)度H 　　鉆套的導(dǎo)向長(zhǎng)度H對(duì)刀具的導(dǎo)向作用影響很大，H較大時(shí)，刀具在鉆套內(nèi)不易產(chǎn)生偏斜，但會(huì)加快刀具與鉆套的磨損；H過(guò)小時(shí)，則鉆孔時(shí)導(dǎo)向性不好。通常取導(dǎo)向長(zhǎng)度H與其孔徑之比為：H/d=1~2.5。當(dāng)加工精度要求較高或加工的孔徑較小時(shí)，由于所用的鉆頭剛性較差，則H/d值可取大些，如鉆孔直徑d<5mm時(shí)，應(yīng)取H/d≥2.5；如加工兩孔的距離公差為±0.05mm時(shí)，可取H/d=2.5~3.5。 排屑間隙h 　　排屑間隙h是指鉆套底部與工件表面之間的空間。如果h太小，則切屑排出困難，會(huì)損傷加工表面，甚至還可能折斷鉆頭。如果h太大，則會(huì)使鉆頭的偏斜增大，影響被加工孔的位置精度。一般加工鑄鐵件時(shí)，h=(0.3~0.7)d；加工鋼件時(shí)， h=(0.7~1.5)d；式中d為所用鉆頭的直徑。對(duì)于位置精度要求很高的孔或在斜面上鉆孔時(shí)，可將h值取得盡量小些，甚至可以取為零。 根據(jù)生產(chǎn)批量和鉆套的性能，選擇固定鉆套，保證較高的位置度。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的螺紋孔至M8,查閱螺紋底孔標(biāo)準(zhǔn)，選擇直徑6.6的鉆頭。 選擇根據(jù)國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T8045.1-1999。設(shè)計(jì)的鉆套如下圖： 　　鉆模板的類型和設(shè)計(jì) 　　鉆模板通常是裝配在夾具體或支架上，或與夾具體上的其它元件相連接，常見(jiàn)的有以下幾種類型： ① 固定式鉆模板:這種鉆模板是直接固定在夾具體上的，故鉆套相對(duì)于夾具體也是固定的，鉆孔精度較高。但是這種結(jié)構(gòu)對(duì)某些工件而言，裝拆不太方便。該鉆模板與夾具體多采用圓錐銷定位、螺釘緊固的結(jié)構(gòu)。對(duì)于簡(jiǎn)單鉆模也可采用整體鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。 　?、诜蛛x式鉆模板:這種鉆模板與夾具體是分離的，并成為一個(gè)獨(dú)立部分，且模板對(duì)工作要確定定位要求。工件在夾具體中每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次。該鉆模板鉆孔精度較高，但裝卸工件的時(shí)間較長(zhǎng)，因而效率較低。 　?、坫q鏈?zhǔn)姐@模板:這種鉆模板是通過(guò)鉸鏈與夾具體或固定支架連接在一起的，鉆模板可繞鉸鏈軸翻轉(zhuǎn)。鉸鏈軸和鉆模板上相應(yīng)孔的配合為基軸制間隙配合(G7/h6)，鉸鏈軸和支座孔的配合為基軸制過(guò)盈配合(N7/h6)，鉆模板和支座兩側(cè)面間的配合則按基孔制間隙配合(H7/g6)。當(dāng)鉆孔的位置精度要求較高時(shí)，應(yīng)予配制，并將鉆模板與支座側(cè)面間的配合間隙控制在0.01~0.02mm之內(nèi)。同時(shí)還要注意使鉆模板工作時(shí)處于正確位置。這種鉆模板常采用蝶形螺母鎖緊，裝卸工件比較方便，對(duì)于鉆孔后還需要進(jìn)行锪平面、攻絲等工步尤為適宜。但該鉆模板可達(dá)到的位置精度較低，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。 根據(jù)本零件的特點(diǎn)，我們選擇φ150內(nèi)孔進(jìn)行定位鉆模板，因?yàn)樵摽椎木容^高，能保證各孔的同心度和位置度。 為了便于裝夾，光有鉆套和鉆模還不行，需要設(shè)計(jì)一個(gè)底座，便于帶輪的放置。經(jīng)過(guò)分析零件，通過(guò)φ170內(nèi)圓，將零件放置在底座上，底座通過(guò)打壓板，固定在鉆床的工作臺(tái)上不動(dòng)。然后將鉆模板放上去后，通過(guò)中間的孔內(nèi)，穿螺桿扭緊，即可進(jìn)行加工。最終裝配效果如下： 五、參考文獻(xiàn) [1]焦小明 《機(jī)械加工技術(shù)》[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007； [2] 劉海漁 《機(jī)械制造基礎(chǔ)》[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社.2008； [3]邢鴻雁、陳榕林 《機(jī)械制造難加工技術(shù)（電子版）》[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009； [4]柯明楊 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