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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書
機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目：制定法蘭盤的加工工藝，設(shè)計
銑R10圓弧槽的銑床夾具
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級：
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
系 主 任：
機械工程系
2012年12月20日
哈爾濱理工大學(xué)
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書
設(shè)計題目: 制定法蘭盤（圖5-24）的加工工藝，設(shè)計銑R10圓弧槽的銑床夾具
設(shè)計要求：1、中批生產(chǎn)；
2、選用通用設(shè)備；
3、采用手動夾緊機構(gòu)；
設(shè)計內(nèi)容：1、繪制加工工件圖，計算機繪圖；
2、制訂零件的加工工藝過程，填寫零件加工工藝過程卡一張和所有工序的工序卡；
3、制設(shè)計指定的工序夾具，繪制夾具全套圖紙；
4、編寫設(shè)計說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式寫；
5、答辯時交全套夾具工程用圖紙、設(shè)計說明書、工
藝過程卡和工序卡，并交電子文稿。
設(shè)計時間：2012年11月26日至2012年12月14日
答辯時間：2012年12月14日
班 級：
學(xué) 號：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
系 主 任：
2012年11月24日
目 錄
序言
1. 零件的分析
1. 零件的作用---------------------------------4
2. 零件的材料---------------------------------4
3. 零件的結(jié)構(gòu)---------------------------------4
4. 零件的工藝分析-----------------------------4
2. 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1.確定毛坯的制造形式-------------------------------------5
2.2.基面的選擇-------------------------------------------------5
2.2.1.粗基準(zhǔn)的選擇-----------------------------------------5
2.2.2.精基準(zhǔn)的選擇-----------------------------------------5
2.3...制定工藝路線---------------------------------------------6
2.3.1.工藝方案的比較--------------------------------------6
2.3.2.工藝方案的確定--------------------------------------7
2.4.機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定-------8
2.5.確定切削尺寸及基本工時-------------------------------10
三．夾具設(shè)計-----------------------------------------------------24
四．總結(jié)------------------------------------------------------------29
五．參考文獻-----------------------------------------------------29
序言
機械制造工藝及機床夾具課程設(shè)計是在學(xué)習(xí)完《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，以及相關(guān)課程后從理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`。考察實際分析問題，解決問題的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這將是我們即將進行畢業(yè)設(shè)計之前所學(xué)的課程設(shè)計的一次深入理解與適用。
就我個人而言，希望通過這次課程設(shè)計，提高分析問題解決問題的能力為將來從事的工作打下扎實的基礎(chǔ)。
由于本人水平有限，設(shè)計的過程中難免會有許多不足之處，希望指導(dǎo)老師能在查閱的過程中指出我所存在的問題，謝謝！
一.零件的分析
1. 零件的作用
法蘭盤在數(shù)控機床里起支撐作用和導(dǎo)向作用，是回轉(zhuǎn)體零件。它的主要作用是連接處的固定及密封。
2. 零件的材料
2.1、特性：該零件的材料為HT150，鑄造成型，具有良好的塑性和適當(dāng)?shù)膹姸?，工藝性能較好。大多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。
2.2、用途：法蘭盤連接使用方便，能夠承受加到的壓力。在工業(yè)管道中法蘭的連接的使用十分廣泛，在家庭內(nèi)，管道直徑小，而且是低壓看不見法蘭連接。如果在一個鍋爐房或生場現(xiàn)場，到處都是法蘭連接的管道和器材。通俗的講，法蘭盤的作用就是使得管件連接處固定并密封。
3. 零件的結(jié)構(gòu)
3.1、由零件圖可知，該零件的重要表面或端面的粗糙度最高要到達1.6這么高的精度，可見，該零件時一個重要的連接結(jié)構(gòu)零件。
3.2、為了保證加工精度，在加工過程中要盡量減小加工裝夾次數(shù)，盡可能使加工在同一軸線锪表面間完成，這樣可使零件的加工工藝更迅捷，并能保證表面粗糙度。
4. 零件的工藝分析
4.1、基準(zhǔn)的分析。
①粗基準(zhǔn)的選擇：對于本零件來講，可歸為軸類零件，我們應(yīng)盡可能選擇不加工表面要求不高的為粗基準(zhǔn)，根據(jù)基準(zhǔn)選取原則，現(xiàn)選取Φ87mm，前端面的中心線作為粗基準(zhǔn)，加工Φ87mm的兩個外端面以及Φ87mm的底端的前端面。
②精基準(zhǔn)的選擇：以Φ62mm所在端在為精基準(zhǔn)的加工表面，以此為基準(zhǔn)，并逐步加工Φ87mm左右兩端面，Φ40左右兩端面，Φ62左右兩端面，以及Φ50的內(nèi)孔端面，2×0.5的退刀槽，4×Φ7mm和Φ15mm的定位孔，隨后再倒圓角R3,倒角C1。
4.2、零件的尺寸分析
①定位尺寸：根據(jù)上面的基準(zhǔn)分析，定位尺寸為Φ87mm端面所在的平面為定位基準(zhǔn)進行定位。
②限位尺寸：分別以Φ31mm，Φ40mm的內(nèi)孔及Φ62d11所在的兩端面為基面和裝夾表面進行限位。
二.工藝規(guī)程設(shè)計
2.1．確定毛坯的制造形式
零件材料HT150考慮零件在機床上運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)效率保證加工精度可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜而且零件加工的尺寸不大，因此毛坯形狀可以與零件形狀盡量接通，內(nèi)孔鑄為直徑25毫米。毛坯尺寸通過確定加工余量后在決定。在考慮提高生產(chǎn)效率保證加工精度后采用鑄造成型。
2.2．基面的選擇
工藝過程中重要的工作之一，正確與合理的定位選擇?？梢允辜庸べ|(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。
2.2．1 粗基準(zhǔn)的選擇，對于法蘭盤而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)或加工表面要求不高的為粗基準(zhǔn)，根據(jù)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取Φ87mm的中心線作為粗基準(zhǔn)，加工外圓表面及Φ87mm底端前端面。
2.2．2 精基準(zhǔn)的選擇，以Φ62mm為精基準(zhǔn)加工表面。這一精加工表面包括Φ87mm外圓端面，右端面，Φ31mm內(nèi)孔，Φ40mm內(nèi)孔，Φ62mm外圓端面，Φ50mm內(nèi)孔，左端面，Φ11mm和Φ7mm的定位孔以及2×0.5的退刀槽。
2.3．制定工藝路線:
制定工藝路線得出零件加工的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下，可以考慮萬能型機床配以專用夾具提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降至最低。
2.3.1 工藝路線方案的比較：
工藝方案一：
工序00：下料，取材料HT150的直徑95×35mm鑄鐵進行鑄造。
工序01：車外圓直徑87mm，平右端面到30mm，倒圓角R2。工序05：車直徑30mm,直徑40mm內(nèi)孔，單邊留有0.03mm 的加工余量。
工序10：到內(nèi)圓角R2。
工序15：粗車-半精車-精車直徑62mm外圓，車退刀槽2×0.5mm，倒角C1。
工序20：鉗工劃線，用麻花鉆4×Φ7mm的孔，锪沉頭孔直徑11mm的孔。
工序25：以直徑87mm的前端面為基準(zhǔn)，銑直徑87mm的后端面,和直徑62mm的上端面，保證兩面的平行度達到要求。
工序30：以直徑20mm的球頭銑刀銑R10的凹槽。
工序35：銑以外圓直徑87mm的中心線為基準(zhǔn)，保證78.5mm的端面。
工序40：鉗工去毛刺。
工序45：清洗終檢入庫。
工藝方案二：
工序00：下料，取材料HT150的直徑95×35mm鑄鐵進行鑄造。
工序01：車Φ87mm的外圓及Φ87的底端前端面，保證長度30mm，倒圓角R3.
工序05：車內(nèi)孔Φ31mm，Φ40mm保證留有單邊加工余量0.03mm，倒圓角R2
工序10：以Φ87mm的中心線為基準(zhǔn)，粗車~半精車~精車Φ62mm的外圓端面，使達到要求，車底端面14mm，車退刀槽2×0.5mm，倒圓角C1。
工序15：車Φ50mm的內(nèi)孔，單邊留有0.03mm的加工余量。
工序20：鉗工劃線，以Φ87mm的底端前端面為基準(zhǔn)畫出Φ7mm及Φ11mm的位置，再用磨花鉆鉆4×Φ7mm的小孔，用锪刀锪沉頭孔Φ11mm的內(nèi)孔，使之到達要求。
工序25：以Φ87mm的底端前端面為基準(zhǔn)，銑Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面，保證長度27mm，使兩面達到平行度要求。-
工序30：以Φ20mm的球頭銑刀銑削加工R10的凹孔，使之達到要求。
工序35：銑以外圓Φ87為基準(zhǔn)，控制78.5mm的端面。
工序40：鉗工去毛刺。
工序45：清洗已加工的零件，終檢入庫。
2.3.2.工藝方案的確定
方案一：工藝清晰，但過于繁瑣，對工人操作不方便，且費時，生產(chǎn)效率低。
方案二：該工藝是采用對工件進行一次盡量加工能加工的部位的工藝方案，該方案提高了工人的生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，有利于增加效益。
經(jīng)以上分析：選擇方案二。
2.4．機械加工余量，工序尺寸及毛培尺寸的確定
由于零件材料為HT150,查課程設(shè)計指導(dǎo)書，根據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
圖1 法蘭盤的鑄造件毛坯圖
2.4.1 車Φ87mm的外圓表面的加工余量及公差，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5,取外圓長度余量均為2Z=8mm均為雙邊加工。
車削加工余量為：粗車2×2mm，走刀兩次
公差：徑向的偏差為-0.12/-0.14
2.4.2 車Φ31mm,Φ40mm,Φ87mm底端前端面的加工余量：毛坯為實心，不沖孔，兩內(nèi)孔的精度要求介于IT7~IT8之間，參照《工藝手冊》表2.3-9及2.3-12確定工序尺寸及余量為：
車孔：Φ31mm,Φ40mm的內(nèi)孔，單邊留有為0.03mm的加工余量，則
Φ31內(nèi)孔車削余量為2Z=12mm
Φ40內(nèi)孔車削余量為2Z=15mm
Φ87外圓端面2Z=5mm,保證長度30mm
2.4.3 車削Φ62mm的外圓端面，車退刀槽2×0.5mm，倒圓角C1
車削Φ62mm的加工余量為2Z=6mm（均為雙邊加工）
粗車2×2.5mm,半精車2×0.3mm,精車2×0.2mm、
車退刀槽：加工余量2Z=7mm，
在車削加工完成Φ62mm后用切斷刀切削2×0.5mm的退刀槽，且倒圓角C1。
2.4.4車Φ50的內(nèi)孔，單邊留有加工余量0.03mm
車削余量2Z=24mm，均為雙邊加工
2.4.5鉆孔（Φ7mm或Φ11mm）
查《工藝手冊》2.2~2.5，先鉆Φ7mm的小孔，工序尺寸加工余量，鉆孔Φ7mm，锪孔Φ10mm，精鏜為0.5mm。
2.4.6銑削加工余量，精銑各端面：
Φ62mm的端面2×1.2mm，Φ87mm的端面2×0.7mm，半精銑2×0.3控制兩面的平行度。粗銑8.5mm（離Φ87的中心線35mm）
以球頭銑刀粗銑6mm（使Φ87的底端前端面距銑刀中心線4mm）.
2.4.1 機械加工余量，工序尺寸的確定
表一. 各工序的加工余量
工序號
工序內(nèi)容
工序尺寸/mm
一次走刀余量/mm
二次走刀余量/mm
三次走刀余量/mm
四次走刀余量/mm
01
車直徑87mm端面
95×30
2
0.5
0
0
車直徑87mm外圓
87×30
2
1
0
0
倒圓角R2
1
0.5
0
0
05
鉆直徑31mm的孔
31
2
1
0.5
0
車直徑40mm的孔
8
1.5
0.5
0
0
倒圓角R2
1
0.5
0
0
10
車直徑62mm的孔
18
2.5
0.5
0.3
0.2
車退刀槽2×0.5mm
2×0.5
0.25
0.25
0
0
車直徑62mm端面
87×27
1.5
0.5
0
0
倒圓角C1
0.5
0
0
0
15
車直徑50mm的孔
12
2
1
0.5
0
20
鉆直徑7mm的孔
12
2
0.5
0
0
锪直徑11mm的孔
6
1.5
0.5
0
0
25
以Φ20mm的球頭銑刀銑R10的槽
78.5
1
0.5
0
0
30
銑以外圓Φ87mm的軸線為基準(zhǔn)保證尺寸78.5的端面
78.5
2
1
0.5
0
2.5.確定切削尺寸及基本工時
工序00：加工材料HT150，鑄造成型
工序01：車外圓Φ87 端面，倒圓角R3
1.加工條件
工件材料：HT150，鑄造成型
加工要求：粗車Φ87mm的外圓，底端前端面，表面粗糙度值R2為12.5，倒圓角R2
機床CA6140臥式機床
刀具：刀具為YT15材料，刀桿尺寸為16mm×25mm，Kr=90o，r0=15°α0=8°.rξ=0.5mm
1.計算切削用量
（1）粗車Φ87底端前端面
1）確定端面最大加工尺寸，一直毛坯尺寸方向的加工余量為8mm，則毛坯長度尺寸方向的加工余量最大為5mm,留有3個加工余量給另一端，且同時倒圓角R2，分兩次加工，a =2.5mm
2）確定進給量f，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.4當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，a =2.5mm，工件直徑為87mm時，f=0.6~1.2mm∕r
按CA6140車床說明書取f=0.81mm∕r（參考書1表3.9）
3）切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的切削公式為（壽命選T=60min）
則 v=k
式中，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2。k見《切削手冊》表1.28，即
k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，k=0.97
所以
v=×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97m/min=97.15m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速
n= =r/min=325r/min
按機床說明書，與328r/min相接近的機床轉(zhuǎn)速為280r/min和330r/min.。按加工要求，閑選取560r/min。所以實際切削速度為98.49m/min。
5）計算切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1，取
L=mm=27.5mm，L=2，L=0，L=0
t=i=min=0.22min
（2）粗車Φ87mm的外圓
1）背吃刀量：單邊余量Z=4mm，可用二次切除。
2）進給量 ：根據(jù)《切削手冊》表1.4，選用f=0.7mm/r
3)計算切削速度：見《切削手冊》表1.27，可得 v=98.62m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速
n==r/min=331r/min
按機床選取n=450r/min。所以實際切削速度為
V==r/min=134.3r/min
5）檢驗機床功率：主切削力F按《切削手冊》表1.29所示公式計算
F=Cafvk
式中，C=2795，x=1.0，y=0.75，n=-0.15
可計算得： k=0.67min
所以F=2795×2×0.7×98.49×0.89N=1915,06N
故切削時所耗功率P==kw=3.14kw
由CA6140機床說明書可知，CA6140主電動機功率為7.8kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為450r/min
時，主軸傳遞的最大功率為5.5kw，所以機床功率足夠，可以正常加工。
6）切削工時
t=；式中，L=17mm，L=4mm，L=0
t=0.67min
（3）車Φ87mm外圓倒角
取a=1mm，f=0.81mm/r見《切削手冊》表1.6，R=12.5，刀尖圓弧半徑r=3.0mm
切削速度
v= 式中C=242，m=2，T=60，x=0.15，y=0.45，K=1.44，K=0.81，代入數(shù)據(jù)，可計算得： v=113.6m/min
有 n==416r/min
按機床說明書選取 n=450r/min
則此時 v=123mm/min
切削工時 t= 式中L=12mm，L=12mm，L=0
則可得 ： t=0.044min
工序05：鉆內(nèi)孔31mm，車40內(nèi)孔，倒內(nèi)圓角R2.
切削用量計算如下：
⑴鉆31孔。
=0.5mm/r（見《切削手冊》表2.7）
=12.25m/min(見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
=r/min=125r/min
按機床選取=136r/min(按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實際切削速度==m/min=13.24m/min
則切削工時 ==min=0.67min
式中，切入=10mm，切出=5mm，=30mm。
⑵車40mm內(nèi)孔。
切削用量計算如下：=0.5mm/r，=25mm，走刀2次則 ==1.44m/min=111.6m/min
則 ==r/min=888.08r/min
實際切削速度為： ==m/min=112m/min
切削工時： ==min=0.027min
式中，切入=4mm，切出=0mm，=8mm。
⑶倒內(nèi)圓角R2。
取=1mm，=0.51mm/r，=12.5m。刀具圓弧半徑=1.0mm。
則切削速度：
==1.440.81m/min=159m/min
==r/min=1265.3r/min
則實際=1000r/min
所以，=125.6m/min
切削工時： ==min=0.046min
式中，切入=1mm，切出=0mm，=2mm。
工序10：車62mm的外圓，端面，退刀槽20.5mm，倒角。
⑴車62mm的外圓。
1〕粗車加工余量22.5mm，則切削速度：
==m/min=83.55m/min
主軸轉(zhuǎn)速： ==r/min=391.09r/min
按機床選取=450r/min，則實際切削速度為;
==m/min=96.13m/min
切削工時：
==min=0.084min
2〕半精車加工余量20.3mm。
=0.28mm/r，切削速度;
==m/min=180.6m/min
則主軸轉(zhuǎn)速：
==r/min=912.7r/min
按機床選取=820r/min。所以實際切削速度為
==m/min=160.9m/min
切削工時： ==min=0.07min
3〕精加工余量20.2mm。
=0.23mm/r，確定切削速度：
==m/min=205.65m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速： ==r/min=1055.8r/min
按機床選取=1000r/min。則實際切削速度為
==m/min=195.25m/min
切削工時為： ==min=0.073min
所以，總工時為： ==（0.084+0.07+0.073）min=0.227min
⑵車退刀槽2mm。
刀具選擇：切斷刀20.5mm，則=0.25mm，=0.25mm/r。
確定切削速度：
==m/min=248.9m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
==r/min=1277.97r/min
按機床選取=1000r/min，則實際切削速度為
==π62r/min=194.77r/min
切削工時：=2mm，=0mm，=2mm。
==min=0.016min
工序15：車Ф50的內(nèi)孔，單邊車削余量0.03mm，車削余量為2Z=24mm，雙邊均進行加工。
1. 粗車Ф50mm內(nèi)孔
機床：CA6140臥式車床
刀具：刀片材料為YT15材料，刀桿尺寸為16mmX25mm，Kr=90°，=15°， ，r=0.5mm。
(1) 確定進給量f
根據(jù)《切削手冊》表15-8
取f=0.6mm/r
（2）切削速度： V=
式中，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2。k見《切削手冊》表1.28，即 k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，k=0.97
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計算得： v=106m/min
（3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n=
數(shù)據(jù)代入計算可得n=675r/min
按機床說明書，現(xiàn)可選取700r/min，所以與實際切削速度相近。
（4）計算切削工時
t=（1+y+）/nf=40+1/700×0.6=0.09min
精車Ф50mm內(nèi)孔
（1） 確定進給量f
查《切削》手冊表8-58 取f=0.4r/min
（2） 切削速度
根據(jù)以上公式代入數(shù)據(jù)可計算
v=×1.44×0.8×0.81×0.97m/min
=112m/min
（3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
n===713r/min
按機床說明書，現(xiàn)可選取n=750r/min
（4）計算切削工時
t=40+1/750×0.4=0.13min
工序20：鉆7mm孔，锪11mm的沉頭孔。選用機床型號;C365L
⑴鉆7mm孔。
=0.5mm/r(見《切削手冊》表10-6）
=0.29m/s，即17.4m/min，（見《切削手冊》表10-15）
確定主軸轉(zhuǎn)速：
==r/min=791.2r/min
按機床選取=560r/min。則實際切削速度為
==m/min=12.3m/min
切削工時：=2mm，=1mm，=12mm
==min=0.054min
⑵锪圓柱孔沉頭孔11mm。
根據(jù)有關(guān)資料，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆空時的1/2~1/3，故，
=1/3=1/30.5mm/r=0.17mm/r
=1/3=1/312.3m/min=4m/min
==r/min=115r/min
按機床選取=120r/min，則實際切削速度為：
==m/min=4.15m/min
切削工時：=2mm，=0mm，=6mm
==min=0.39min
總工時;
=4+4=4()=4(0.054+0.39)=1.78min
本工步中，加工11沉頭孔的測量長度是工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，故按圖樣要求合理。
工序25：以Φ87mm的底端前端面為基準(zhǔn)，銑Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面，保證長度27mm，使兩面達到平行度要求。
1.1.加工條件
工件材料：HT150，金屬模鑄造
加工要求：粗精銑Φ87mm的端面及Φ62mm的端面
機 床：X63W臥式銑床
刀 具：Φ100mm的硬質(zhì)合金端面銑刀
1.2.計算切削用量
1.2.1半精銑Φ87mm的后端面
（1）確定進給量
根據(jù)《切削手冊》表13-10，可選取每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r
（2）切削速度
查《工藝手冊》表1.18，可確定v=70m/min
（3）機床主軸轉(zhuǎn)速
采用Φ100mm的硬質(zhì)合金端面銑刀，d=100mm，齒數(shù)為12，則
n==r/min=223r/min
根據(jù)計算數(shù)據(jù)結(jié)果，以及采用機床型號為X63W臥式銑床，查《工藝手冊》表4-17可選取
n=235r/min
故實際切削速度
v==73.19 m/min
當(dāng)n=235r/min時，工作臺每分鐘進給量f應(yīng)為
f=f.n=0.5×12×235=1410mm/min
（4）切削工時
根據(jù)所選機床型號，可選取 k=60°，a=0.6mm,分兩次銑削
切入長度：L=0.5（D—）+a/tan.k+(1-2)=7.3mm
切出長度：取L=2mm，L=12mm
則切削工時
t==0.03min
1.2.2 銑削Φ62mm的端面
（1）確定進給量
根據(jù)《切削手冊》表13-10，每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r
（2）切削速度
查《工藝手冊》表1.1.8，確定v=75m/min
（3）機床主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)所選機床型號，d=100mm，齒數(shù)為12
n=1000v/=1000×75/3.14×100=239r/min
查《工藝手冊》表4-17-1可選取
n=300r/min
故實際切削速度
v==m/min=94.2m/min
當(dāng)n=300r/min時，工作臺的每分鐘進給量
f=f.z.n=0.5×12×300=1800mm/min
（4）切削工時a=2.4mm，分兩次切削
切入長度：L=0.5(D—+a/tank—1=7mm
切出長度：L=2mm，L=15mm
則切削工時 t==0.02min
工序30：粗銑以直徑為20的球頭銑刀銑R10的缺，保證粗糙度12.5。
=0.18mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定=0.3m/s,即18m/min。
采用高速鋼立銑刀，=20mm，齒數(shù)=4。則
==r/min=290r/min
現(xiàn)選用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取=300r/min，故實際切削速度為
==m/min=18.8m/min
當(dāng)=300r/min，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為
==0.18430mm/min=21.6mm/min
查機床說明書，有=23.5mm/min，故選用該值。
切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程＋=8mm。因此，機動工時為
==min=0.35min
工序35：銑以外圓直徑87的軸線為基準(zhǔn)保證尺寸78.5的端面。
以31內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。選用高速鋼圓柱銑刀，=50mm，齒數(shù)=6，走刀兩次。
第一次：
=0.1mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定=30m/min。則
==r/min=191r/min
現(xiàn)選用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取=190r/min。故實際切削速度為
==m/min=29.8m/min
當(dāng)=190r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為
==0.16190mm/min=114mm/min
查機床說明書，有=118mm/min，故選用該值。
切削工時：利用作圖法，可得出銑刀行程=38.5mm
==min=0.33min
第二次：
采用相同進給量，相同的切削速度。利用作圖法可得出銑刀行程=51.7mm。則
==min=0.44min
因此機動工時為
=+=0.33min+0.44min=0.77mm
工序40：鉗工去毛刺。
工序45： 清洗入庫。
三．夾具設(shè)計
定位基準(zhǔn)的選擇
從定位和夾緊的角度來看，本工序中，定位基準(zhǔn)是下平面，設(shè)計基準(zhǔn)也是要求保證上、下兩平面的平行度要求，定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，不需要重新計算上下平面的平行度，便可保證平行度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與定位襯套正確貼合就行了。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定用銑刀銑R10面進行粗精銑加工。同時進行采用手動夾緊。
定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為外圓與肩胛面定位。其定位誤差主要為：
由公式e=(H/2+h+b)×△max/H
△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2
=0.06mm
e=0.06×30/32=0.05625
可見這種定位方案是可行的。
銑削力與夾緊力計算
本夾具是在銑床上使用的，用于定位襯套起到定位用，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對螺栓施加一定的夾緊力。由計算公式
Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2）
Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力
Fs－作用在六角螺母
L－作用力的力臂(mm)
d0－螺紋中徑(mm)
α－螺紋升角(゜)
ψ1－螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜)
ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜)
r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑(゜)
根據(jù)參考文獻[6]其回歸方程為 Fj＝ktTs
其中Fj－螺栓夾緊力(N)；
kt－力矩系數(shù)(cm－1)
Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)；
Fj =5×2000=10000N
夾具體槽形與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)參考文獻[11]定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。
定向鍵
根據(jù)參考文獻[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。
U型槽
主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。
表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸
螺栓直徑
12
14
30
20
對刀裝置由對刀塊來實現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是完成上平面的粗、精銑加工，根據(jù)GB2243—80
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。
圖3.10 平塞尺
塞尺尺寸如表3.6所示。
表3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
夾緊裝置及夾具體設(shè)計
夾緊裝置采用移動的螺栓來夾緊工件，采用的移動螺栓的好處就是加工完成后，可以將螺栓退后一定距離把工件取出。
夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖所示。
夾具設(shè)計及操作的簡要說明
本夾具用于在銑床上加工R10圓弧面，工件以與此相平行的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn)，采用轉(zhuǎn)動螺栓夾緊工件。當(dāng)加工完一件，可松開螺栓、加工來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。
四、總結(jié)
通過本次持續(xù)三周的夾具課程設(shè)計，首先通過零件圖來確定加工余量，繪毛坯圖，而后通過計算切削余量，繪制工藝卡。通過繪制工藝卡片，確定每道工序的定位與夾緊方式，有老師分配任務(wù)進行夾具設(shè)計。整個過程中對以往所學(xué)的知識進行了回顧和復(fù)習(xí)，同時也是一種查缺補漏的鞏固過程。通過老師的指導(dǎo)，對很多設(shè)計過程遇到的問題進行了解決，也學(xué)到很多知識，獲益匪淺。
五、參考文獻
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