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第1章 緒論
通過(guò)機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體(如《公差于配合》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》、《金屬切削機(jī)床》、《機(jī)械制造工藝》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！
本次設(shè)計(jì)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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(shí)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(jì)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(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)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(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。
（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
（3）學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。
在些次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì)CA6140杠桿的銑床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。在此期間查閱了大量的書(shū)籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，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(jì)的目的
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：
1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2、通過(guò)對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。
3、課程設(shè)計(jì)過(guò)程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)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(lái)支承、固定的。它位于車床制動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主要起制動(dòng)作用。杠桿一端與制動(dòng)帶連接，另一端通過(guò)剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開(kāi)時(shí)，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，將制動(dòng)帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個(gè)接合時(shí)，杠桿都順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使制動(dòng)帶放松，從而達(dá)到制動(dòng)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(gè)部分。
1． Ф25mm的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)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(shí)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(shí)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(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)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(gè)端面有著垂直度的要求?，F(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(zhǎng)銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面。包括粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)、鉆Ф12.7的錐孔 ，由于30mm的下平臺(tái)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(jì)
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(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)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(duì)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(guò)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(duì)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(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)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(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)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(wèn)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(tái)
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(tái)
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(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零件的尺寸精度和位置精度都沒(méi)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(lái)的孔的軸線與軸的軸線是非功過(guò)否重合這個(gè)問(wèn)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(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。
工序1 加工孔Φ25。擴(kuò)孔Φ25的毛坯到Φ20。擴(kuò)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(tái)，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(tái)肩。用臥式銑床X63，使用組合夾具。
工序7 檢查
4.4機(jī)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(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)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(jì)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(jì)算最大與最小余量時(shí)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(jiàn)零件圖與毛坯圖)故臺(tái)階已被鑄出,根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(duì)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(shí)要求加工一半，留下的裝配時(shí)鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見(jiàn)，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(tái)肩。由于臺(tái)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(shí)
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(kuò)孔到Φ250＋0.023）
工件材料：HT200 ，金屬模鑄造
加工要求：擴(kuò)孔的加工精度是1.6。
機(jī)床：立式鉆床，Z535
刀具：選用Φ22mm的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆
計(jì)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(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=1.75mm/r。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力=15690N（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)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(jì)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(shí)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(duì)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(jī)床說(shuō)明書(shū)，n=195r/min 那么實(shí)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(yàn)機(jī)床的功率
切削功率為
機(jī)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(kuò)孔選擇=24.5mm標(biāo)準(zhǔn)高速剛擴(kuò)孔鉆頭。
確定擴(kuò)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(jī)床說(shuō)明書(shū)，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(jī)型說(shuō)明書(shū)，取n=275r/min ，實(shí)際擴(kuò)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Z(yǔ)535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)，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(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=100r/min ，實(shí)際鉸孔速度
各個(gè)工序?qū)嶋H切削用量
根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：
鉆孔：
擴(kuò)孔：
鉸孔：
工序二：
粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
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(tái)，精銑寬度為30mm的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。
機(jī)床：X50322立式銑床
刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)
2、計(jì)算切削用量
粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)
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(jī)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量=0.20 – 0.29mm/齒 ，采用對(duì)稱銑削。取=0.2mm。
確定銑削速度 及銑削功率
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(shí)際的工件的硬度是180HBW，實(shí)際的銑削的寬度是
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度
=
根據(jù)X5032型立式銑床說(shuō)明書(shū)取
校驗(yàn)機(jī)床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機(jī)床的條件經(jīng)過(guò)計(jì)算和比較結(jié)果
數(shù)值大于加工工藝過(guò)程要求的功率，故所選用的機(jī)床X5032立式銑床是符合加工要求的。
4） 基本功時(shí)：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(wú)粗糙度要求。機(jī)床：X5032立式銑床
刀具：高速鋼鉆頭
2、計(jì)算切削用量
用Φ11擴(kuò)孔Φ12.7的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。
基本工時(shí)：t1=2×36/(0.64×195)=0.58 min.
用Φ12擴(kuò)孔Φ12.7的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。
基本工時(shí)：t2=2×36/(0.64×195)=0.58 min.
第四工序基本工時(shí)：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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=1.25mm/r.機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的軸向力
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)床說(shuō)明書(shū)，N=195r/min
那么實(shí)際的切削速度是
基本功時(shí)：
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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給量
=0.72mm/r，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最到軸向力根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.4-15可以直接查速度
=12m/min
查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=195r/min，那么實(shí)際的切削速度
確定基本功時(shí)：t=L/fn=0.89min
加工此處的總的功時(shí)：
2．加工螺紋
因?yàn)槁菁y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(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=0.78mm/r。
機(jī)床進(jìn)給機(jī)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(kuò)，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)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(shí)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(yàn)機(jī)床功率
切削功率為
kw
機(jī)床有效功率為
因?yàn)?.故選擇的切削用量可用
即
選用的細(xì)長(zhǎng)柄機(jī)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表7.2-12
得，
（4）攻螺紋時(shí)的轉(zhuǎn)速
r/min
取n=400r/min
m/min
選擇絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速為450r/min
基本時(shí)間的確定
==15.27s
式中 - 工件螺紋長(zhǎng)度（mm）
- 絲錐切削錐長(zhǎng)度（mm）
- 攻螺紋時(shí)的超切量，取=（2-3）；
- 攻絲紋時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）
- 絲錐退出時(shí)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=0.27mm/r.機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的軸向力
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)床說(shuō)明書(shū)，N=195r/min
那么實(shí)際的切削速度是
3）基本功時(shí)：
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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給量
=0.27mm/r，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最到軸向力根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.4-15可以直接查速度
=23m/min
查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=195r/min，那么實(shí)際的切削速度
確定基本功時(shí)：t=L/fn=0.38min
加工此處的總的功時(shí)：
2．加工螺紋
因?yàn)槁菁y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(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=0.78mm/r。
機(jī)床進(jìn)給機(jī)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(kuò)，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)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(shí)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(yàn)機(jī)床功率
切削功率為
kw
機(jī)床有效功率為
因?yàn)?.故選擇的切削用量可用
即
選用的細(xì)長(zhǎng)柄機(jī)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表7.2-12
得，
（4）攻螺紋時(shí)的轉(zhuǎn)速
r/min
取n=520r/min
m/min
選擇絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速為450r/min
基本時(shí)間的確定
==12.2s
式中 - 工件螺紋長(zhǎng)度（mm）
- 絲錐切削錐長(zhǎng)度（mm）
- 攻螺紋時(shí)的超切量，取=（2-3）；
- 攻絲紋時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）
- 絲錐退出時(shí)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(tái)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(zhǎng)度是40mm的平臺(tái)，精銑寬度為30mm的上平臺(tái)面達(dá)到粗糙度3.2。
機(jī)床：X50322立式銑床
刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)
2、計(jì)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(jī)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量=0.20 – 0.29mm/齒 ，采用對(duì)稱銑削。取=0.2mm。
確定銑削速度 及銑削功率
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(shí)際的工件的硬度是180HBW，實(shí)際的銑削的寬度是
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度=
根據(jù)X5032型立式銑床說(shuō)明書(shū)取
校驗(yàn)機(jī)床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機(jī)床的條件經(jīng)過(guò)計(jì)算和比較結(jié)果
數(shù)值大于加工工藝過(guò)程要求的功率，故所選用的機(jī)床X5032立式銑床是符合加工要求的。
7）基本功時(shí)：1.466mm
4.5.1粗銑，精銑平臺(tái)
1加工條件:
工件材料:HT200鑄鐵,σb=165MPa,
機(jī)床:XA6132萬(wàn)能機(jī)床
刀具:高速鋼鑲齒套式面銑刀
計(jì)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(jiǎn)明手冊(cè)》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(jī)床說(shuō)明書(shū),得Ns=75r/min
實(shí)際切削速度V=Πdwn/1000=3.14×80×75/1000=19m/min
當(dāng)n=75r/min時(shí),工作臺(tái)進(jìn)給量為f=fz?Z?n=0.2×10×75=150mm/min
查機(jī)床說(shuō)明書(shū),這個(gè)進(jìn)給量合乎實(shí)際.
工時(shí):t=行程/進(jìn)給量=20+30.5+6/150=0.37min
由于半精加工時(shí)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(jiǎn)明手冊(cè)》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(shí)際速度取Nw=250r/min
得實(shí)際切削速度為V=3.14×22×250/1000=17.3m/min
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)確定進(jìn)量f=0.62mm/r
工時(shí)：切入3mm、切出1mm,t=80+3+1/0.62×250=0.54min
第5章 夾具設(shè)計(jì)
為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。經(jīng)我組分工現(xiàn)在對(duì)第2、4道工序設(shè)計(jì)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(wèn)題提出。
本夾具主要用來(lái)加工平面。這兩個(gè)孔與上下端面有著垂直度的要求，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，要求保證垂直度要求。
5.2 機(jī)床夾具介紹
夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)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(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)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(huì)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(jī)床的緊密結(jié)合。夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對(duì)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(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，盡管國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)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(gè)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(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)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(duì)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(jī)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(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)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(gè)方面：
⑴精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)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(pán)，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(pán)，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)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(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)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(pán)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(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)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(zhǎng)時(shí)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(gè)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(jiàn)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(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)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(shì)，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(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)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(jì)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(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
5.4機(jī)床夾具的定位及夾緊
1），概述
在機(jī)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(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，一接受施工或檢測(cè)的裝置。
機(jī)床夾具的概念
在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過(guò)程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過(guò)程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。
２）機(jī)床夾具的組成
（１）機(jī)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(guò)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(guò)它將夾具所有的元件構(gòu)成一個(gè)整體。
（2）機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置
①連接元件
根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過(guò)渡盤(pán)，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。
②對(duì)刀元件
常用在普通銑床夾具中，用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí)，銑刀不與對(duì)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(duì)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(gè)平衡快等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計(jì)。
隨行夾具
3）機(jī)床夾具的分類
根據(jù)機(jī)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(duì)某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專門設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。
機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
夾具是機(jī)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(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)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(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個(gè)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(dòng)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(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間，因此可以縮短輔助時(shí)間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)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(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途
使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)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(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。
⑷改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全
使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)。
5.5工件的裝夾方式
工件在機(jī)床上的裝方式有以下三種方法：
1）直接找正法
在機(jī)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(chǎng)合。
劃線找正法
在機(jī)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(guò)夾具上的定位元件使工件相對(duì)于刀具及機(jī)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(gè)特點(diǎn)：
工件在夾具中的定位，是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。
⑵由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過(guò)程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過(guò)夾具相對(duì)于機(jī)床也就有了正確的位置。
⑶通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。
5.6.基準(zhǔn)及其分類
機(jī)器零件是由若干個(gè)表面組成的。這些表面之間的相對(duì)位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見(jiàn)的位置尺寸精度和相對(duì)位置精度。研究零件表面的相對(duì)位置關(guān)系，是離不開(kāi)基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無(wú)法確定表面的位置。
基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。
1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
工藝基準(zhǔn)
零件在工藝過(guò)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(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。
裝配基準(zhǔn)
裝配時(shí)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(cè)量基準(zhǔn)
測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)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(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。
需要說(shuō)明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對(duì)稱面等，它們是由某些具體表面來(lái)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(jī)床上必須使工件相對(duì)于刀具和機(jī)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(jī)床上的安裝以及夾具相對(duì)于刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過(guò)程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)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(gè)環(huán)節(jié)。
六點(diǎn)定位原則
定位，就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)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(diǎn)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(gè)支承點(diǎn)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(méi)有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無(wú)法保證加工要求，所以是決不允許的。
Ⅳ過(guò)定位
夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過(guò)定位。過(guò)定位中常會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。
消除或減小過(guò)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(jiàn)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(lái)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(jī)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(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)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(guò)程中，不會(huì)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(dòng)，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(dòng)機(jī)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(duì)夾緊裝置的基本要求
①夾緊時(shí)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(jiǎn)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(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(duì)夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)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(diǎn)的選擇
①應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過(guò)程中不會(huì)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(diǎn)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(guò)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(jì)算。
③對(duì)重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，必須計(jì)入慣性力。
④分析對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力
⑤將計(jì)算夾緊力再乘以K，即得實(shí)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(shí)，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(gè)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(jī)構(gòu)
4），定心夾緊機(jī)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(jī)構(gòu)，所以，定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱?chǎng)合。
螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu)
杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu)
楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)
彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu)
膜片卡盤(pán)定心夾緊機(jī)構(gòu)
波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)
液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)
5.10設(shè)計(jì)宗旨
設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
5.11夾具的設(shè)計(jì)
對(duì)機(jī)床專用夾具的基本要求可總括為以下幾個(gè)方面：
穩(wěn)定地保證工件的加工精度
提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)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(lái)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(jì)基準(zhǔn)是孔Φ25的軸線，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，需要重新計(jì)算上下端面的平行度，來(lái)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(dòng)，必須對(duì)夾緊六角螺母和螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)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(cè)》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(jiàn)這種定位方案是可行的。
5.13夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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(zhǎng)銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用螺母及開(kāi)口墊圈手動(dòng)夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開(kāi)螺釘、螺母、支承釘來(lái)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(jiàn)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(jiàn)附圖。
第6章 小 結(jié)
為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我組五名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。
總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)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(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！
第7章 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我有了很大的收獲學(xué)到了很多的東西本次課程設(shè)計(jì)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(kāi)學(xué)院走上工作崗位之前對(duì)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(shí)際的訓(xùn)練，是我們?cè)谧呱瞎ぷ鲘徫恢耙淮螛O好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，因此它在望沒(méi)的四年大學(xué)生活中占有積極重要的地位。
就我個(gè)人而言，我通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己在大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次良好的回顧，并在次基礎(chǔ)上有所提高，對(duì)自己將來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，無(wú)論是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件加工工藝還是CAD畫(huà)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(wèn)題、思考問(wèn)題解決問(wèn)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(guó)家的工業(yè)化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，為早日實(shí)現(xiàn)國(guó)家的現(xiàn)代化貢獻(xiàn)一份力量。
由于個(gè)人的能力有限，設(shè)計(jì)尚有諸多不足之處懇請(qǐng)老師大力支持，在次不勝感謝。
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