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青島理工大學(xué) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 1 零件名稱 杠桿 零件號 零件重量 1.0kg 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB180~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具和輔助工具 名 稱 型 號 專用 夾具 立式鉆床 Z535 工 序 工 步 工步說明 刀 具 量 具 走刀 長度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/n) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時min 1 1 2 3 鉆Ф22的中心孔 擴孔Ф24.5 鉸孔 高速鋼麻花鉆 高速剛擴孔鉆頭 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 25 25 25 1 1 1 30 30 30 0．53 1.6 1.6 195 195 100 13．5 21.3 7.85 0．29 0.32 0.18 青島理工大學(xué) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 2 零件名稱 杠桿 零件號 零件重量 0.85kg 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB180~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號 專用 夾具 立式銑床 X50322 工 序 工 步 工步說明 刀 具 量 具 走刀 長度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/r) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/s) 基本工時min 2 1 2 銑削臺階面 精銑臺階面 高速鋼鑲齒式面銑刀 高速鋼銑刀 游標(biāo)卡尺，塞尺 游標(biāo)卡尺，塞尺 30 30 1 1 1.9 0.1 0.2 0.2 250 250 0.06 0.06 0.13 0.13 青島理工大學(xué) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 3 零件名稱 杠桿 零件號 零件重量 0.85kg 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB190~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具和輔助工具 名 稱 型 號 專用 夾具 立式銑床 X5032 工 序 工 步 工步說明 刀 具 量 具 走刀 長度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/r) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時min 3 1 2 擴孔Ф19到Ф20 Ф20擴孔Ф20孔內(nèi)表面 高速鋼鉆頭 高速鋼鉆頭 游標(biāo)卡尺 36 36 1 1 1.5 0.5 0.64 0.64 195 195 0.193 0.204 0.58 0.58 青島理工大學(xué) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 4 零件名稱 杠桿 零件號 零件重量 0.85kg 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB190~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具和輔助工具 名 稱 型 號 通用 夾具 立式鉆床 Z535 工 序 工 步 工步說明 刀 具 量 具 走刀 長度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/z) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時min 4 1 2 3 鉆孔Ф14 鉆Ф7孔 功絲m 8 高速鋼鉆刀 高速鋼麻花鉆 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 43.9 21.98 21.98 1 1 1 3 12.5 12.5 0.65 0.40 0.20 195 195 8.57 3.67 0.35 0.89 青島理工大學(xué) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 5 零件名稱 杠桿 零件號 零件重量 0.85kg 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB190~240 鑄 件 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱 型 號 專用 夾具 鉆床 Z535 工 序 工 步 工步說明 刀 具 量 具 走刀 長度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/z) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時min 5 1 2 3 4 鉆孔Ф5 功絲 功絲 高速鋼鉆頭 高速鋼麻花鉆 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 15.75 15.75 18.84 1 1 1 15 20 15 20 0.16 0.16 0.16 0.16 195 195 195 195 9.18 9.18 9.18 9.18 0.29 0.67 0.53 0.58 青島理工大學(xué) 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 機 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 6 零件名稱 杠桿 零件號 零件重量 0.85kg 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB190~240 鑄 件 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱 型 號 專用 夾具 回轉(zhuǎn)分度儀 立式銑床 X5032 工 序 工 步 工步說明 刀 具 量 具 走刀 長度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/s) 基本工時min 6 1 銑削上平面 高速鋼鑲齒式面銑刀 量塊 40 1 0.5 0.2 250 59 1.466 機械加工 工藝過程 卡片 產(chǎn)品名稱 及型號 CA6140車床 零件名稱 杠桿 零件圖號 831009 材料 名稱 灰鑄鐵 毛坯 種類 零件重量 （kg） 毛重 第 頁 牌號 HT200 尺寸 凈重 1.0kg 共 頁 性能 每料件數(shù) 每臺件數(shù) 每批件數(shù) 工序號 工序內(nèi)容 加工車間 設(shè)備名稱及編號 工藝裝備名稱及編號 技術(shù)等級 時間定額（min） 夾具 刀具 量具 單件 準(zhǔn)備—終結(jié) 工序Ⅰ 工序Ⅱ 工序Ⅲ 工序Ⅳ 工序Ⅴ 工序Ⅵ 工序Ⅶ 鉆Φ25孔 粗精銑寬度為30mm的下平臺 鉆Ф12.7的錐孔 鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8 鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6 粗精銑Φ16、M6上端面 檢查 鉆床 銑削 鉆床 鉆床 鉆床 銑削 質(zhì)檢 更改 內(nèi)容 編制 抄寫 校對 審核 批準(zhǔn) 第1章 緒論 通過機床工藝及夾具設(shè)計，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》、《機械零件設(shè)計》、《金屬切削機床》、《機械制造工藝》等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)！ 本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設(shè)計之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓(xùn)練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 （2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 （3）學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 在些次設(shè)計中我們主要是設(shè)計CA6140杠桿的銑床夾具。在此次課程設(shè)計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設(shè)計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點，尤其是我系鄭陪文老師的大力幫助，在此表示感謝！ 第2章 設(shè)計的目的 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運用機械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。 3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。 第3章 零件的分析 3.1 零件的作用 題目給出的零件是CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。它位于車床制動機構(gòu)中，主要起制動作用。杠桿一端與制動帶連接，另一端通過剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開時，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時針方向擺動，將制動帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個接合時，杠桿都順時針方向擺動，使制動帶放松，從而達(dá)到制動的目的。要求零件的配合是符合要求。 3.2 零件的工藝分析 所加工零件立體圖，零件圖如下圖所視圖, 從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個部分。 1． Ф25mm的圓柱內(nèi)表面，加工時要保證Ф25 + 00.023的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求較高。 2． 連桿的支撐底板底面，粗糙度要求Ra3.2,同時保證連桿的高度30mm。 3． 連桿上端面及下端側(cè)面；上端面40×30mm,粗糙度要求Ra3.2,同時保證與Ф25mm的圓柱軸線的距離90mm；下端側(cè)面保證尺寸17mm，粗糙度要求Ra6.3；離Ф25mm的圓柱軸線45mm的側(cè)面粗糙度要求Ra12.5。 4． 鉆孔及攻螺紋孔；上端面2×M6，保證尺寸10mm、20mm,沉頭錐角120°，粗糙度要求Ra6.3；M8的螺紋孔，锪Ф14×3mm的圓柱孔，粗糙度Ra3.2；鉆下端Ф12.7 + 00.1的錐孔，保證公差要求，以及中心線與Ф25mm的圓柱軸線的距離60 mm粗糙度要求Ra6.3。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 杠桿的Φ25孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求。現(xiàn)分述如下： 本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工Φ12.7。工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。加工表面。包括粗精銑寬度為30mm的下平臺、鉆Ф12.7的錐孔 ，由于30mm的下平臺的表面、孔表面粗糙度都為Ra6.3um。其中主要的加工表面是孔Ф12.7,要用Ф12.7鋼球檢查。 第4章 工藝規(guī)程的設(shè)計 4.1 確定毛坯的制造形式。 零件的材料HT200?？紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 4.2 基面的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇。對于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強肋所在的肩臺的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對肩臺進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ45軸的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25的孔。 精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25的孔作為精基準(zhǔn)。 4.3 確定工藝路線 1、工藝路線方案一： 工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm 工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺 工序3鉆Ф12.7的錐孔 工序4鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8 工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6 工序6粗精銑Φ16、M6上端面 工序7 檢查 2、工藝路線方案二： 工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm 工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺 工序3鉆Ф12.7的錐孔 工序4粗精銑Φ16、M6上端面 工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6 工序6鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8 工序7 檢查 3、工藝路線的比較與分析 第二條工藝路線不同于第一條是將“工序4鉆Ф14孔，再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば?粗精銑Φ16、M6上端面”其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動影響生產(chǎn)效率。而對于零件的尺寸精度和位置精度都沒有太大程度的幫助。 以Ф25mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面。再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線而先上端面， 再“鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非功過否重合這個問題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。 從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)第一個方案也比較合理想。所以我決定以第一個方案進(jìn)行生產(chǎn)。 工序1 加工孔Φ25。擴孔Φ25的毛坯到Φ20。擴孔Φ20到Φ250＋0.023 , 保證粗糙度是1.6采立式鉆床Z535。 工序2 粗精銑寬度為30mm的下平臺，仍然采用立式銑床X5032 用組合夾具。 工序3 鉆Ф12.7的錐孔，采用立式鉆床Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具。 工序4 鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8。用回轉(zhuǎn)分度儀組合夾具，保證與垂直方向成10゜。 工序5 鉆Φ5、加工M6上端面用立式鉆床Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具 工序6 粗精銑Φ5、M6上端面 。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成 36゜的臺肩。用臥式銑床X63，使用組合夾具。 工序7 檢查 4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，。 由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定； 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計規(guī)定有零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯與零件不同的尺寸有：(具體見零件圖與毛坯圖)故臺階已被鑄出,根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》的銑刀類型及尺寸可知選用6mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。 1.Φ25的端面考慮2mm，粗加工1.9m到金屬模鑄造的質(zhì)量，和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。 2.對Φ25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6 可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可達(dá)到要求。。 3.鉆錐孔Φ12.7時要求加工一半，留下的裝配時鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見，仍然采用Φ12的鉆頭，切削深度是2.5mm。 4.用銑削的方法加工臺肩。由于臺肩的加工表面有粗糙度的要求6.3，而銑削的精度可以滿足，故采取分四次的銑削的方式，每次銑削的深度是2.5mm。 4.5 確定切削用量和基本工時 工序一： 1 鉆孔。加工零件的中心孔，使其達(dá)到指定的尺寸要求 加工中心孔到Φ250＋0.023 （先鉆孔到Φ25在加工擴孔到Φ250＋0.023） 工件材料：HT200 ，金屬模鑄造 加工要求：擴孔的加工精度是1.6。 機床：立式鉆床，Z535 刀具：選用Φ22mm的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆 計算鉆削用量、 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表3.41可查出=（0.47-0.57），由于孔深和孔徑之比L/d0 =30/22. k1f =1.0不用加上安全修正系數(shù)。故查立式鉆床Z535，取f=0.53mm/r。根據(jù)表3.4-3，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量=1.75mm/r。機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力=15690N（由機床說明書查處），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量 1.8mm/r。 由于所選擇的進(jìn)給量=0.53mm/r 遠(yuǎn)小于和，所以所選用的進(jìn)給量是可以使用的。 確定切削速度v 根據(jù)所給出的條件按照表3.4-8和表3.4-10進(jìn)行計算，直接按照表3.4-15可以查出相應(yīng)的值 v=17m/min F=4732N T=51.69Nm P m=1.25KW 由于實際加工條件與上表所給的條件不是完全一樣的，故應(yīng)該對結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)=0.88 =0.75，故=17m/min0.880.75=11.22mm/min 查Z535型機床說明書，n=195r/min 那么實際切削速度為 由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的休整系數(shù)是=1.06，故F=47321.06=5016N 檢驗機床的功率 切削功率為 機床有效功率為 由于，故所選的切削用量是可以的，既 相應(yīng)的F=5016N ，T=54.8NM ， 2．?dāng)U孔 擴孔選擇=24.5mm標(biāo)準(zhǔn)高速剛擴孔鉆頭。 確定擴孔進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-5，取=（0.7-0.8）0.7mm/r=0.9-0.56mm/r。 根據(jù)Z535型機床說明書，取=0.57mm/r 。 確定切削速度及 根據(jù)表3.4-34，取=25mm/min 由于切削條件跟上表有不同，切削速度尚需要乘以下修正系數(shù) 故 根據(jù)Z535 機型說明書，取n=275r/min ，實際擴孔速度 3．鉸孔 1）鉸刀 選用25mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀 確定鉸孔切削用量 確定進(jìn)給量根據(jù)表3.4-6查出，=1.3-2.6mm，按照該表注4，進(jìn)給量取小值。 按照Z535型機床說明書，取=1.6mm/r 切削速度和n根據(jù)表3.4-40，取=8.2m/min 。 切削速度修正系數(shù)由表3.4-9查出 故 根據(jù)Z535型機床說明書，取n=100r/min ，實際鉸孔速度 各個工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔： 擴孔： 鉸孔： 工序二： 粗精銑寬度為30mm的下平臺 1、 工件材料：HT200，金屬模鑄造 加工要求：粗銑寬度為30mm的下平臺，精銑寬度為30mm的下平臺達(dá)到粗糙度3.2。 機床：X50322立式銑床 刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20) 2、計算切削用量 粗銑寬度為30mm的下平臺 以知條件：工件的形狀如毛胚所市，工件為HT200鑄造件，硬度180HBW，有外皮，用X50322立式銑床進(jìn)行加工，機床的功率是7。5KW：所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)，試確定切削用量。 銑刀直徑 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-32以及面銑刀標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5342-1985， 選擇銑刀直徑 =225mm 齒數(shù)Z= 20 銑削用量 背吃刀量：由于加工余量為2m m故在一次走刀內(nèi)切完，取=2mm 確定每齒的進(jìn)給量： 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量=0.20 – 0.29mm/齒 ，采用對稱銑削。取=0.2mm。 確定銑削速度 及銑削功率 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-75和表2.1-76，銑刀后面最大磨損限度為2mm ，刀具壽命T=120min 。 根據(jù)給定的條件，查機械加工工藝手冊表2.1-87得到 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到： 給定的材料硬度是190HBW，銑削的寬度是 ；實際的工件的硬度是180HBW，實際的銑削的寬度是 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-79查出修正系數(shù) 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 計算出刀具轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度 = 根據(jù)X5032型立式銑床說明書取 校驗機床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機床的條件經(jīng)過計算和比較結(jié)果 數(shù)值大于加工工藝過程要求的功率，故所選用的機床X5032立式銑床是符合加工要求的。 4） 基本功時：1.58min 工序3 鉆Ф12.7的錐孔 1、工件材料：HT200，金屬模鑄造， 加工要求：銑孔內(nèi)表面，無粗糙度要求。機床：X5032立式銑床 刀具：高速鋼鉆頭 2、計算切削用量 用Φ11擴孔Φ12.7的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，機床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長度是36mm。 基本工時：t1=2×36/(0.64×195)=0.58 min. 用Φ12擴孔Φ12.7的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，機床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長度是36mm。 基本工時：t2=2×36/(0.64×195)=0.58 min. 第四工序基本工時：t=t1+t2=1.16min. 工序4 1．鉆孔 鉆頭：選擇14的高速鋼鉆頭，和6的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭 確定鉆削用量（大孔） 確定進(jìn)給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1查處=0.61-0.75 根據(jù)孔深和孔的直徑的比值=3/14=0.214 有表格給定的數(shù)值可的比值3，不有加修正系數(shù) =0.61-0.75mm/r 根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量=1.25mm/r.機床進(jìn)給機構(gòu)所允許的軸向力 根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4，允許的進(jìn)給量1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。 確定切削速度 查機械加工工藝手冊表3.4-8和表3.4-10可以直接找出相應(yīng)的 =14mm/min根據(jù)機床說明書，N=195r/min 那么實際的切削速度是 基本功時： t=L/fn=0.35min (3)確定鉆削用量（小孔） 1）確定進(jìn)給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1可查出=0.36-0.44mm/r，由于孔深和孔直徑的比值=12.5/6=2.083 所以不有加修正系數(shù) 根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給量 =0.72mm/r，機床進(jìn)給機構(gòu)所允許的最到軸向力根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4，允許的最大進(jìn)給量1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。 確定切削速度 根據(jù)機械加工工藝手冊，表3.4-15可以直接查速度 =12m/min 查Z535機床說明書，取n=195r/min，那么實際的切削速度 確定基本功時：t=L/fn=0.89min 加工此處的總的功時： 2．加工螺紋 因為螺紋孔為為細(xì)牙螺紋，所以螺紋孔加工到 （1）鉆頭選用mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀 （2）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量，根據(jù)表3.4-1可查出，選用立式鉆床Z5125A，取進(jìn)給量為=0.20mm/r 根據(jù)表3.4-3，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量=0.78mm/r。 機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力=9000N 根據(jù)表3.4-4允許的進(jìn)給量>1.9mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用 確定切削速度v，軸向力F，轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆，擴，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行修正，由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù) 故 取N=375r/min.則實際切削速度v為 由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù) 故 校驗機床功率 切削功率為 kw 機床有效功率為 因為>.故選擇的切削用量可用 即 選用的細(xì)長柄機用絲錐，工件材料中碳鋼，前角，后角，主偏角 選用切削速度 根據(jù)表7.2-13查得mm/min,選擇v=10m/min （3）扭矩的確定 根據(jù)表7.2-12得 查機械加工工藝手冊表7.2-12 得， （4）攻螺紋時的轉(zhuǎn)速 r/min 取n=400r/min m/min 選擇絲錐退出時的轉(zhuǎn)速為450r/min 基本時間的確定 ==15.27s 式中 - 工件螺紋長度（mm） - 絲錐切削錐長度（mm） - 攻螺紋時的超切量，取=（2-3）； - 攻絲紋時的轉(zhuǎn)速（r/min） - 絲錐退出時的轉(zhuǎn)速（r/mm ） - 工件螺紋距（mm ） 工序5 鉆Φ5、加工M6上端面用立式鉆床Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具 1．鉆孔 鉆頭：選擇5的高速鋼鉆頭 1．確定鉆削用量（通孔） 確定進(jìn)給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1查處=0.14-0.18 根據(jù)孔深和孔的直徑的比值=15/5=3.0 有表格給定的數(shù)值可的比值=3，不有加修正系數(shù) =0.14-0.18 mm/r 根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量=0.27mm/r.機床進(jìn)給機構(gòu)所允許的軸向力 根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4，允許的進(jìn)給量1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。 確定切削速度 查機械加工工藝手冊表3.4-8和表3.4-10可以直接找出相應(yīng)的 =15mm/min根據(jù)機床說明書，N=195r/min 那么實際的切削速度是 3）基本功時： t=L/fn=0.29min 2．確定鉆削用量（盲孔） 1）確定進(jìn)給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1可查出=0.18-0.22mm/r，由于孔深和孔直徑的比值=20/6=3.33 所以有加修正系數(shù) =（0.18-0.22）0.9=0.162-0.198mm/r 根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給量 =0.27mm/r，機床進(jìn)給機構(gòu)所允許的最到軸向力根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4，允許的最大進(jìn)給量1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。 確定切削速度 根據(jù)機械加工工藝手冊，表3.4-15可以直接查速度 =23m/min 查Z535機床說明書，取n=195r/min，那么實際的切削速度 確定基本功時：t=L/fn=0.38min 加工此處的總的功時： 2．加工螺紋 因為螺紋孔為為細(xì)牙螺紋，所以螺紋孔加工到 （1）鉆頭選用mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀 （2）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量，根據(jù)表3.4-1可查出，選用立式鉆床Z5125A，取進(jìn)給量為=0.16mm/r 根據(jù)表3.4-3，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量=0.78mm/r。 機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力=9000N 根據(jù)表3.4-4允許的進(jìn)給量>1.9mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用 確定切削速度v，軸向力F，轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆，擴，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行修正，由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù) 故 取N=375r/min.則實際切削速度v為 由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù) 故 校驗機床功率 切削功率為 kw 機床有效功率為 因為>.故選擇的切削用量可用 即 選用的細(xì)長柄機用絲錐，工件材料中碳鋼，前角，后角，主偏角 選用切削速度 根據(jù)表7.2-13查得mm/min,選擇v=10m/min （3）扭矩的確定 根據(jù)表7.2-12得 查機械加工工藝手冊表7.2-12 得， （4）攻螺紋時的轉(zhuǎn)速 r/min 取n=520r/min m/min 選擇絲錐退出時的轉(zhuǎn)速為450r/min 基本時間的確定 ==12.2s 式中 - 工件螺紋長度（mm） - 絲錐切削錐長度（mm） - 攻螺紋時的超切量，取=（2-3）； - 攻絲紋時的轉(zhuǎn)速（r/min） - 絲錐退出時的轉(zhuǎn)速（r/mm ） - 工件螺紋距（mm ） 工序6 粗精銑Φ5、M6上端面 。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成36゜的臺肩 由工件可以得到尺寸LB=40 30 1、 工件材料：HT200，金屬模鑄造 加工要求：銑寬度為30mm長度是40mm的平臺，精銑寬度為30mm的上平臺面達(dá)到粗糙度3.2。 機床：X50322立式銑床 刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20) 2、計算切削用量 粗銑寬度為30mm的上平面 以知條件：工件的形狀如毛胚所示，工件為HT200鑄造件，硬度180HBW，有外皮，用X50322立式銑床進(jìn)行加工，機床的功率是7。5KW：所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)，試確定切削用量。 銑刀直徑 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-32以及面銑刀標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5342-1985， 選擇銑刀直徑 =225mm 齒數(shù)Z= 20 銑削用量 背吃刀量：由于加工余量為2m m故在一次走刀內(nèi)切完，取=2mm 確定每齒的進(jìn)給量： 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量=0.20 – 0.29mm/齒 ，采用對稱銑削。取=0.2mm。 確定銑削速度 及銑削功率 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-75和表2.1-76，銑刀后面最大磨損限度為2mm ，刀具壽命T=120min 。 根據(jù)給定的條件，查機械加工工藝手冊表2.1-87得到 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到： 給定的材料硬度是190HBW，銑削的寬度是 ；實際的工件的硬度是180HBW，實際的銑削的寬度是 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-79查出修正系數(shù) 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 計算出刀具轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度= 根據(jù)X5032型立式銑床說明書取 校驗機床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機床的條件經(jīng)過計算和比較結(jié)果 數(shù)值大于加工工藝過程要求的功率，故所選用的機床X5032立式銑床是符合加工要求的。 7）基本功時：1.466mm 4.5.1粗銑，精銑平臺 1加工條件: 工件材料:HT200鑄鐵,σb=165MPa, 機床:XA6132萬能機床 刀具:高速鋼鑲齒套式面銑刀 計算切削用量 <1>查得此銑刀的進(jìn)給量fz=0.2mm/z由(《削用量簡明手冊》查得) <2>切削速度:查得可以確定為Vc =15.27m/min 由于dw=80mm,齒數(shù)Z=10則Ns=1000Vc/3.14×80=61r/min 按機床說明書,得Ns=75r/min 實際切削速度V=Πdwn/1000=3.14×80×75/1000=19m/min 當(dāng)n=75r/min時,工作臺進(jìn)給量為f=fz?Z?n=0.2×10×75=150mm/min 查機床說明書,這個進(jìn)給量合乎實際. 工時:t=行程/進(jìn)給量=20+30.5+6/150=0.37min 由于半精加工時只是涉及到切削深度的改變，所以要求的數(shù)據(jù)一般不變！ 4.5.2鉆孔(中心孔) 查《削用量簡明手冊》得：進(jìn)給量f’=0.53mm/r 切削速度：Vc=15m/min鉆頭直徑為22mm，得主軸轉(zhuǎn)速為Ns=1000×15/3.14×22=217r/min 所以實際速度取Nw=250r/min 得實際切削速度為V=3.14×22×250/1000=17.3m/min 查機床說明書確定進(jìn)量f=0.62mm/r 工時：切入3mm、切出1mm,t=80+3+1/0.62×250=0.54min 第5章 夾具設(shè)計 為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。經(jīng)我組分工現(xiàn)在對第2、4道工序設(shè)計夾具。本夾具將用在立式X5032立式銑床。刀具是高速鋼立銑刀。 5.1問題提出。 本夾具主要用來加工平面。這兩個孔與上下端面有著垂直度的要求，設(shè)計夾具時，要求保證垂直度要求。 5.2 機床夾具介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： ⑴、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 ⑵ 、能裝夾一組相似性特征的工件 ⑶、適用于精密加工的高精度的機床 ⑷、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) ⑸、采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率 5.3現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個方面： ⑴精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。 ⑵高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 ⑶、柔性化 夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 ⑷、標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 5.4機床夾具的定位及夾緊 1），概述 在機械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，一接受施工或檢測的裝置。 機床夾具的概念 在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。 ２）機床夾具的組成 （１）機床夾具的基本組成部分 ①定位裝置 該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。 ②夾具裝置 該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過程中正確位置不變。 ③夾具體 夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構(gòu)成一個整體。 （2）機床夾具的其他特殊元件或裝置 ①連接元件 根據(jù)機床的特點，夾具在機床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機床上的位置。如機床夾具所使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 ②對刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。 ③導(dǎo)向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。 ④其他元件或裝置 根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、預(yù)出器個平衡快等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計。 隨行夾具 3）機床夾具的分類 根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：通用夾具， 專用夾具，成組夾具，組合夾具，隨行夾具。 其中專用夾具是針對某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計與制造。專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動強度，節(jié)省工時，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴大機床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個工件某道工序的加工需要而專門設(shè)計的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計制造周期較長。當(dāng)產(chǎn)品更換時，往往因無法再使用而報廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 機床夾具在機械加工中的作用 夾具是機械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用： ⑴保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，所以在機械加工中，可以保證工件各個表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。 ⑵提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費的時間，因此可以縮短輔助時間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。 ⑶擴大機床工藝范圍和改變機床用途 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機床的作用。 ⑷改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機床夾具可減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，保證安全生產(chǎn)。 5.5工件的裝夾方式 工件在機床上的裝方式有以下三種方法： 1）直接找正法 在機床上根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。 直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術(shù)水平。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場合。 劃線找正法 在機床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。 此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。 用夾具裝夾 即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機床獲得正確位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。 上述用裝夾工件的方法有以下幾個特點： 工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。 ⑵由于夾具預(yù)先在機床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過夾具相對于機床也就有了正確的位置。 ⑶通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。 5.6.基準(zhǔn)及其分類 機器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置。 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 1）設(shè)計基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn) 裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 測量基準(zhǔn) 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn) 工件定位時所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說明的是，作為基準(zhǔn)的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。 5.7.工件的定位 工件定位的基本原理 工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。 六點定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則” 。 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況 Ⅰ完全定位 六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。 Ⅱ不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 Ⅲ欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。 Ⅳ過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法： 一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。 一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。 5.8.常見定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。 工件及平面定位 主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用 ①固定支承 ②可調(diào)支承 ③自位支承 ⑵輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 ①螺旋式輔助支承 ②自位式輔助支承 ③推引式輔助支承 ④液壓鎖緊的輔助支承 2）工件以圓柱空定位 圓柱銷 圓錐銷 圓柱心軸 3）、工件以外圓柱面定位 （1）在V形塊中定位 （2）在圓孔中定位 （3）在半圓孔和圓錐孔中定位 5.9工件的夾緊 在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 夾緊裝置的組成及基本要求 （1）、夾緊裝置的組成 ①力源裝置 ②中間傳動機構(gòu) 作用如下： Ⅰ改變夾緊作用力的方向 Ⅱ改變夾緊作用力的大小 Ⅲ具有一定的自鎖性能 ③夾緊元件 （2）、對夾緊裝置的基本要求 ①夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 ②夾緊力的大小要適當(dāng) ③夾緊裝置要操作方便 ④結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件 2）、夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。 （1）夾緊力方向的確定 ①夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 ②夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 （2）夾緊力作用點的選擇 ①應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。 ②應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形 ③夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工部位 （3）夾緊力大小的估算 ①首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 ②常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計算。 ③對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。 ④分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力 ⑤將計算夾緊力再乘以K，即得實際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5； 當(dāng)夾緊力與切削力相反時，K=2.5~3 。 3）典型夾緊結(jié)構(gòu) ⑴斜楔夾緊結(jié)構(gòu) ⑵螺旋夾緊結(jié)構(gòu) ①單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu) ②螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu) ③偏心夾緊機構(gòu) 4），定心夾緊機構(gòu) 當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機構(gòu)，所以，定心夾緊機構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱龊稀? 螺旋式定心夾緊機構(gòu) 杠桿式定心夾緊機構(gòu) 楔式定心夾緊機構(gòu) 彈簧筒夾式定心夾緊機構(gòu) 膜片卡盤定心夾緊機構(gòu) 波紋套定心夾緊機構(gòu) 液性塑料定心夾緊機構(gòu) 5.10設(shè)計宗旨 設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 5.11夾具的設(shè)計 對機床專用夾具的基本要求可總括為以下幾個方面： 穩(wěn)定地保證工件的加工精度 提高機械加工的勞動生產(chǎn)率 結(jié)構(gòu)簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動條件 應(yīng)能夠降低工件的制造成本 適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本 1、定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知Φ25孔的軸線所在平面和右端面有垂直度的要求是10゜，從定位和夾緊的角度來看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基準(zhǔn)是右端面，設(shè)計基準(zhǔn)是孔Φ25的軸線，定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，需要重新計算上下端面的平行度，來保證垂直度的要求。在本工序只需要確定右端面放平。 2、切削力及夾緊力的確定 本夾具是在銑\鉆床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對夾緊六角螺母和螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計算公式 Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs－作用在六角螺母上的力 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)《工藝手冊》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 5.12 位誤差分析 銷與孔的配合0.05mm，銑/鉆模與銷的誤差0.02mm，銑/鉆套與襯套0.029mm 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。 5.13夾具操作的簡要說明 第一套夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工Φ12.7。工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。采用螺母及開口墊圈手動夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。一次加工小平面和加工Φ12.7 夾具裝配圖，夾具零件圖分別見附帶圖紙。 第二套夾具也是用于在立式銑床上加工杠桿的上平面，定位夾緊基本與第一套夾具類似，夾具裝配圖，零件圖見附圖。 第6章 小 結(jié) 為期兩周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造工藝學(xué)》、《機床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！ 第7章 結(jié)束語 通過這次課程設(shè)計，我有了很大的收獲學(xué)到了很多的東西本次課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)行的這是我們即將離開學(xué)院走上工作崗位之前對所學(xué)各課進(jìn)行的一次全面的、深入的、綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，是我們在走上工作崗位之前一次極好的學(xué)習(xí)機會，因此它在望沒的四年大學(xué)生活中占有積極重要的地位。 就我個人而言，我通過本次課程設(shè)計對自己在大學(xué)中所學(xué)的知識進(jìn)行一次良好的回顧，并在次基礎(chǔ)上有所提高，對自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，無論是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件加工工藝還是CAD畫圖能力都得到了大大的鞏固和提高，從而鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、思考問題解決問題的能力，并培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神，為以后參加國家的工業(yè)化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)，為早日實現(xiàn)國家的現(xiàn)代化貢獻(xiàn)一份力量。 由于個人的能力有限，設(shè)計尚有諸多不足之處懇請老師大力支持，在次不勝感謝。 參考文獻(xiàn) 1、楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001 2、李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 3、孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999 4、機床夾具設(shè)計手冊.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社 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