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法蘭盤(pán)零件加工工藝
1 緒論
1.1 本課題的意義和研究?jī)?nèi)容
法蘭盤(pán)是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的零件之一，生產(chǎn)量比較大。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高加工效率，需要對(duì)其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在關(guān)鍵工序使用專(zhuān)用機(jī)床進(jìn)行加工。本課題即以此為背景，要求學(xué)生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。
本課題的研究?jī)?nèi)容如下：
（ 1 ）查閱相關(guān)法蘭盤(pán)資料書(shū)籍，初步了解法蘭盤(pán)用途，特點(diǎn)，性能等情況。
（ 2 ）確定該法蘭盤(pán)零件屬于大批量生產(chǎn)及其工藝特征。
（ 3 ）仔細(xì)看懂零件圖，根據(jù)圖中的技術(shù)要求以及尺寸，看其各項(xiàng)條件是否準(zhǔn)確合理 及其工藝能否達(dá)到要求。
（ 4 ）確定毛坯，繪制毛皮圖。毛坯種類(lèi)對(duì)提高生產(chǎn)率，降低成本，節(jié)約材料有很大影響，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯。
（ 5 ）擬定法蘭盤(pán)工藝路線。加工余量，工序尺寸及其公差的確定。確定切削量及其工時(shí)。分出工序，安裝或工位及工步等。通過(guò)查閱《切削用量手冊(cè)》《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》來(lái)確定工序使用的刀具、機(jī)床型號(hào)、進(jìn)刀量、夾具及量具等等。
（ 6 ）制作工藝卡片。填寫(xiě)完成后，認(rèn)真檢查卡片中的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)誤。
（ 7 ）設(shè)計(jì)斜孔與徑向孔鉆模。
（ 8 ）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。完成后，認(rèn)真檢查說(shuō)明書(shū)是否有錯(cuò)誤。
（ 9 ）整理好畢業(yè)設(shè)計(jì)所有的材料，確定無(wú)誤后裝好 。
1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況
近幾年來(lái)，我國(guó)在法蘭的制造領(lǐng)域和研發(fā)領(lǐng)域取得了一定的突破，因產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)的影響，加上政策的支持，大量的工廠和個(gè)人加工作坊開(kāi)始大批量的生產(chǎn)和銷(xiāo)售法蘭成品。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近幾年全球在法蘭方面的市場(chǎng)容量聯(lián)創(chuàng)新高，產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模大幅增加，價(jià)格也居高不下。由此導(dǎo)致的研究領(lǐng)域在開(kāi)發(fā)法蘭產(chǎn)品方面也加快了步伐，各種類(lèi)型和功能的法蘭產(chǎn)品層出。
國(guó)際法蘭是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的尺寸，公差范圍等生產(chǎn)的法蘭盤(pán)，區(qū)別于不按標(biāo)準(zhǔn)尺寸生產(chǎn)的法蘭片也稱(chēng)二標(biāo)法蘭（有人叫非標(biāo)法蘭式不正確的），通常一些無(wú)良商家會(huì)減少法蘭盤(pán)厚皮，外徑兩項(xiàng)尺寸來(lái)達(dá)到節(jié)省材料的目的。還有用廢舊的鋼材或邊角料鋼材加工法蘭，這種私煉鋼使用的煉鋼技術(shù)陳舊無(wú)法保證力學(xué)性能的焊接性能，使用時(shí)間可能無(wú)法和鋼管焊接，或者鋼材本身就有裂縫，氣孔等焊接上去后會(huì)漏水，所以購(gòu)買(mǎi)法蘭盤(pán)時(shí)盡量選用國(guó)際法蘭。如果資金有限選擇二標(biāo)法蘭的情況下一定要仔細(xì)觀察并測(cè)量法蘭尺寸以免上當(dāng)。
通過(guò)這樣一個(gè)典型環(huán)節(jié)綜合訓(xùn)練，達(dá)到綜合訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求
機(jī)械制造工業(yè)是為社會(huì)提供各種機(jī)械設(shè)備的部門(mén)，在國(guó)家的發(fā)展中起到很重要的地位，其發(fā)展規(guī)模及水平反映了一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力科技水平的標(biāo)志。機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)是在大學(xué)即將結(jié)束前學(xué)完了所有學(xué)校所安排的課程及實(shí)習(xí)后所面臨的一次考察，是一次理論加實(shí)踐的一次訓(xùn)練。強(qiáng)化了我們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和技能的理解和應(yīng)用程度，培養(yǎng)了我們一定的理論分析，設(shè)計(jì)運(yùn)算能力，論證能力，搜集資料能力，同時(shí)也進(jìn)一步提高了我們的繪圖能力。在我們四年的大學(xué)生活中占很重要作用。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以得到下述方面的鍛煉：
（ 1 ）能夠熟練的運(yùn)用書(shū)本上的基本理論和實(shí)習(xí)中的實(shí)踐知識(shí)，準(zhǔn)確的解決法蘭盤(pán)在加工中的定位，夾緊，工藝方案，尺寸等等一些問(wèn)題。
（ 2 ）設(shè)計(jì)方面的能力也提高了不少，夾具的設(shè)計(jì)根據(jù)加工要求，能夠設(shè)計(jì)出高效，合理，經(jīng)濟(jì)的夾具體
（ 3 ）學(xué)會(huì)了使用圖表，手冊(cè)資料，掌握法蘭盤(pán)加工工藝的設(shè)計(jì)，專(zhuān)用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)等等。
同時(shí)，也能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的一些理論知識(shí)去解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)的問(wèn)題，相當(dāng)于又溫習(xí)了一遍所學(xué)的知識(shí)，讓自己印象更加深刻，學(xué)到了課上所沒(méi)有學(xué)到的東西。能夠順利的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，首先得到了陳老師的悉心指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中由于自己對(duì)法蘭盤(pán)理解的不足，缺乏實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，使得在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的問(wèn)題，通過(guò)老師咨詢，查找各種相關(guān)資料，解決一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中也使得我多學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步了解。在此，十分感謝陳老師的悉心指導(dǎo)，在以后的學(xué)習(xí)生活中更加努力不斷提高自我。我也希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)，從中鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，對(duì)未來(lái)的工作發(fā)展打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
2 法蘭盤(pán)的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
2.1 法蘭盤(pán)零件的用途
CA6140臥式車(chē)床上的法蘭盤(pán)，主軸箱上固定著作用在車(chē)床上的變速箱，是通過(guò)法蘭盤(pán)定心，其內(nèi)孔相配于主軸的中心軸承，外圓相配于變速箱體孔，為了確保主軸上的三個(gè)軸承孔同軸，讓齒輪準(zhǔn)確嚙合，從而實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給標(biāo)明刻度。
2.2 法蘭盤(pán)零件的工藝分析
由零件圖可知，此零件屬于回轉(zhuǎn)體零件，需要加工所有的表面。雖然表面
粗糙度有些偏高，但各個(gè)加工表面的加工精度不難獲得，加工的時(shí)候一定要注意基準(zhǔn)的選擇。
加工精度低的表面通過(guò)鉆床車(chē)削粗加工就可以了，不需要高精度的機(jī)床加工，主要表面加工要求在莫床上才能達(dá)到要求，因?yàn)樗拇植诙纫蟊容^高，也可以在平常的生產(chǎn)條件下加工出來(lái)，它采用比較經(jīng)濟(jì)的方法，這樣還可以看出來(lái)零件的工藝性好。
該法蘭盤(pán)共有兩組加工表面，其相互之間也是有要求的，分析如下：以外圓為加工孔的基準(zhǔn)，分別鏜Φ90，Φ101，Φ209的孔。主要加工Φ90的孔，然后以它為中心然后加工直徑17.5的孔，3-20直孔，3-12斜孔，通過(guò)分析可知，這兩組加工表面，可以先加工其中的一組，再通過(guò)夾具把另一組表面也加工完成 ，并且保證好它們的精度.此次設(shè)計(jì)的零件圖如下：
圖2.1法蘭盤(pán)
圖2.2 法蘭盤(pán)
2.3確定生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類(lèi)型
該法蘭盤(pán)零件是大批量生產(chǎn)。其工藝特征有：
（ 1 ）廣泛的應(yīng)用金屬模機(jī)器造型，模鍛或其他商效方法。毛坯的加工余
量小，精度高
（ 2 ）廣泛的互換性，一些裝配精度高的地方，采用分組裝配法及調(diào)整法
（ 3 ）廣泛采用專(zhuān)用夾具，刀具，組合機(jī)床，量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置，通過(guò)
調(diào)整法達(dá)到精度要求
（ 4 ）廣泛采用商效專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床，按流水線和自動(dòng)排列設(shè)備
（ 5 ） 技術(shù)水平對(duì)調(diào)整工的要求高，對(duì)操作工較低
（ 6 ）具備工序卡，工藝過(guò)程卡，關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗(yàn)卡
（ 7 ） 生產(chǎn)效率高
（ 8 ）成本低
（ 9 ）工人的勞動(dòng)條件較好
3 確定毛坯、繪制毛坯圖
3.1 選擇毛坯
由于零件材料為HT200，硬度190～210HB，該灰鑄鐵耐磨性、強(qiáng)度、耐熱性較好，生產(chǎn)類(lèi)型已經(jīng)達(dá)到中批量生產(chǎn)水平，鑄造毛坯。而且零件輪廓尺寸不大，也考慮到提高生產(chǎn)率保證加工精度可以采用金屬膜鑄造，此毛坯也比較簡(jiǎn)單，因此可以使毛坯形狀與零件形狀盡量相互接近，內(nèi)孔不鑄出，毛坯的尺寸等加工余量確定后再?zèng)Q定。法蘭盤(pán)使用過(guò)程中不時(shí)常的變動(dòng)，只起到壓緊的作用，在縱向上受到的壓力很大，其他受到的沖擊不是很大。加工過(guò)程中精度的保證非常重要，對(duì)工件定位有一定的保證作用。
3.2確定尺寸公差及加工余量
確定因素如下：
(1)公差等級(jí)
根據(jù)法蘭盤(pán)的功用及技術(shù)要求，確定公差為CT11。
(2)鑄件尺寸公差
根據(jù)加工面基本尺寸及鑄件公差等級(jí)CT，查相關(guān)資料可知公差相對(duì)基本尺寸基本為對(duì)稱(chēng)分布。
(3)機(jī)械加工余量等級(jí)
鑄造方法按照機(jī)器造型，鑄件材料是灰鑄鐵查表可知加工余量等級(jí)范圍E～G級(jí)，取F級(jí)。
由加工余量等級(jí)查《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)》表1—7可知各表面的機(jī)械加工余量
4 擬定法蘭盤(pán)工藝路線
為了保證加工精度以及確定加工的順序，必須得合理的選擇定位基準(zhǔn)，這具有決定性的影響。基準(zhǔn)的選擇就是基面的選擇，基面選擇合理可保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。
定位基準(zhǔn)可分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)，一般先確定精基準(zhǔn)，再確定粗基準(zhǔn)。
4.1 精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮基準(zhǔn)的中和問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，進(jìn)行尺寸換算。因此精基準(zhǔn)為直徑為90的內(nèi)圓
4.2 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般的回轉(zhuǎn)體零件來(lái)說(shuō)，外表面作為粗基準(zhǔn)是合理的。對(duì)于法蘭盤(pán)零件來(lái)說(shuō)以Φ320 mm作為粗基準(zhǔn)。
4.3 加工階段的劃分
由于法蘭盤(pán)的加工質(zhì)量要求比較高，因?qū)⒓庸るA段分為粗加工、半精加工及精加工三個(gè)階段，在粗加工的時(shí)候，運(yùn)用粗基準(zhǔn)把主要的加工表面加工出來(lái)，然后以加工出來(lái)的孔位精基準(zhǔn)加工其它表面。
4.4 工序集中與分散
加工法蘭盤(pán)選用工序集中原則，零件生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率應(yīng)使用專(zhuān)用夾具，由于工序集中原則使得工件的裝夾次數(shù)變少，這樣子不但可以縮短輔助時(shí)間，還因?yàn)樵谝淮窝b夾中加工了很多表面，使得各個(gè)加工表面之間相對(duì)位置精度要求得到了有利的保證，同時(shí)也更加降低了生產(chǎn)的成本。
4.5 工藝路線的選擇
擬定方案。各個(gè)表面的加工方法以及粗基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)已基本確定，按照加工階段的劃分原則來(lái)擬定方案
4.5.1 工藝路線方案一：
工序010 鍛打
工序020 退火
工序030 車(chē)小端外圓和端面
工序040 掉頭車(chē)大端外圓和端面
工序050 鏜Φ209，Φ101，Φ90的孔
工序060 鉆Φ17.5的孔
工序070 鉆3-12孔
工序080 鉆，3-12斜孔
工序090 去毛刺
工序100 終檢
4.5.2 工藝路線方案二：
工序010 鍛打
工序020 退火
工序030 車(chē)大端外圓和端面
工序040 掉頭車(chē)小端外圓和端面
工序050 鏜Φ209，Φ101，Φ90的孔
工序060 鉆Φ17.5的孔
工序070 鉆3-12孔
工序080 鉆3-12斜孔
工序090 去毛刺
工序100 終檢
4.6 工藝方案的分析
上述兩種方案的主要區(qū)別在于：方案一是先加工了車(chē)小端外圓和端面，再加工車(chē)大端外圓和端面。方案二是先加工車(chē)大端外圓和端面，然后再加工車(chē)小端外圓和端面。通過(guò)比較，方案一先加工車(chē)小端外圓和端面再加工車(chē)大端外圓和端面，這樣能夠提高效率，節(jié)約成本。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)少了，同時(shí)也使得精度要求得到了更好的保證。
4.7 最終的加工工藝過(guò)程
工序010 鍛打
工序020 退火
工序030 車(chē)小端外圓和端面
工序040 掉頭車(chē)大端外圓和端面
工序050 鏜Φ209，Φ101，Φ90的孔
工序060 鉆Φ17.5的孔
工序070 鉆3-12孔
工序080 鉆，3-12斜孔
工序090 去毛刺
工序100 終檢
5 加工余量、工序尺寸和公差的確定
5.1 加工余量的確定
加確定加工余量的方法有3種：計(jì)算法，查表法和經(jīng)驗(yàn)法。
(1)計(jì)算法：在影響因素清楚的情況下計(jì)算法是比較準(zhǔn)確的。要做到對(duì)余量影響因素的清楚，必須具備一定的測(cè)量手段和掌握必要的統(tǒng)計(jì)分析資料。在掌握了各種誤差因素大小的條件下，才能進(jìn)行余量的比較準(zhǔn)確計(jì)算
(2)查表法：此法主要以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)所制成的表格為基礎(chǔ)，并且結(jié)合實(shí)際加工情況加以修正，確定加工余量。這種方法方便，迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛。
(3)經(jīng)驗(yàn)法：有一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或者工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的大小。由經(jīng)驗(yàn)法確定的加工余量往往偏大，這主要是因?yàn)橹饔^上怕出廢品的緣故。這種方法多在單件小批生產(chǎn)中使用
5.2 工序尺寸與公差的確定
在工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的情況下確定工序尺寸和公差的過(guò)程如下：
(1)擬定該加工表面的工藝路線，制定工序及工步；
(2)按各工序所采用加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，確定工序尺寸公差和表面粗糙度（終加工工序按設(shè)計(jì)要求確定）
(3)按工序用分析計(jì)算法或查表法確定其加工余量
(4)從終加工工序開(kāi)始，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，逐次加上每個(gè)加工工序余量，可分別得到各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸），并且按照“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差
5.3 φ320mm外圓加工余量、工序尺寸和公差的確定
如圖所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的順序如下：
由上圖可知：
1)P1=D=φ320mm
2）P2=P1+Z3,其中Z3是磨削余量。由《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)》表5—10可知：Z3=0.4mm,因此 P2=320+0.4.因?yàn)镻2是在半精車(chē)加工中保證的，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—20可知，粗銑加工工序的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)可達(dá)到要求為IT10,因此確定該工序次、尺寸公差等級(jí)為IT12,其公差值為0.14mm，P2=φ320.4mm
5.4 Φ248mm外圓加工余量、工序尺寸和公差的確定
如圖所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的順序如下：
查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)》表5—10和表5—9可得磨削余量Z3=0.4mm,半精車(chē)余量Z2=1.5mm,粗車(chē)余量Z1=3.1mm,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—20得各加工工序尺寸的加工精度等級(jí)為，粗車(chē)IT12,半精車(chē)IT10,磨削IT8.根據(jù)上述結(jié)果查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)》表A—2標(biāo)準(zhǔn)公差書(shū)中得各工步的公差值為粗車(chē)0.35mm,半精車(chē)0.14mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差按“入體原則”表示分別為：粗車(chē)：φ249.9mm，半精車(chē)：φ248.4mm，磨削：Φ248mm
為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。
Z3max=248.4-248=0.4
Z3min=248.26-248=0.26
Z2max=249.9-248.26=1.64
Z2min=1.15
余量校核表明，所確定的工序尺寸公差是合理的
5.5 φ320mm左端面加工余量、工序尺寸和公差的確定
如圖所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的順序如下：
1）從圖可知P6=D=50mm
2) 由圖可知P5=P6+Z6其中Z6為精車(chē)余量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)表5—10確定Z6=0.8mm,則P5=50+0.8.由于P5是在半精車(chē)加工中保證的，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—20知，精加工工序的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)可達(dá)到要求為IT10,因此確定該工序次、尺寸公差等級(jí)為IT10,其公差值為0.074mm，則P5=50.8±0.037mm
3) 由圖可知P4=P5+Z5其中Z5為半精車(chē)余量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)表5—10確定Z5=1mm,則P4=50.8+1.由于P4是在粗車(chē)加工中保證的，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—20知，半精加工工序的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)可達(dá)到要求為IT12,因此確定該工序次、尺寸公差等級(jí)為IT12,其公差值為0.3mm，則P5=51.8±0.15mm。
4）由圖可知P3=P4+Z4其中Z4為粗車(chē)余量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)表5—10確定Z4=1.7mm,則P3=51.6+1.7.由于P3是在精車(chē)加工中保證的，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—20知，粗車(chē)加工工序的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)可達(dá)到要求為IT9,因此確定該工序次、尺寸公差等級(jí)為IT9,其公差值為0.074mm，則P3=53.5±0.037mm。
5） 由圖可知P2=P3+Z3其中Z3為半精車(chē)余量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)表5—10確定Z3=1mm,則P2=53.5+1由于P2是在半精車(chē)加工中保證的，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—20知，半精加工工序的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)可達(dá)到要求為IT10,因此確定該工序次、尺寸公差等級(jí)為IT10,其公差值為0.12mm，則P2=54.3±0.06mm。
6）由圖可知P1=P2+Z2其中Z為半精車(chē)余量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)表5—10確定Z5=1mm,則P4=54.3+1.由于P1是在粗車(chē)加工中保證的，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—20知，半精加工工序的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)可達(dá)到要求為IT10,因此確定該工序次、尺寸公差等級(jí)為IT12,其公差值為0.3mm，則P1=55.3±0.15mm。
為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。
Z3max=P2max-P3min=(54.3+0.06)-(53.5-0.037)=0.897mm
Z3min= P2min--P3max=(54.3-0.06)-( 53.5+0.037)=0.703mm
Z2max=P1max- P2min-=(55.3+0.15)-(54.3-0.06)=1.21mm
Z2min= P1min- P2max=(55.3-0.15)-(54.3+0.06)=0.79mm
余量校核表明，所確定的工序尺寸公差是合理的
將工序尺寸按“入體原則”表示P1=55.3 mm,P2=54.3mm,P3=53.5mm,P4=51.8mm,P5=50.8mm
按以上方法確定出其它的表面加工余量、工序尺寸和公差其它表面如下表:
表5-1 加工表面
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
加工精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度Ra(μm)
Φ248
鑄件
粗車(chē)
半精車(chē)
磨削
5
3.1
1.5
0.4
CT11
IT12
TI10
IT11
Φ253±2.2
Φ249.9
Φ248.4
Φ248
12.5
6.3
0.8
Φ320
鑄件
粗車(chē)
半精車(chē)
磨削
5
3.1
1.5
0.4
CT11
IT12
TI10
IT11
Φ325±2.2
Φ321.9
Φ320.4
Φ320
12.5
6.3
0.8
續(xù) 表5-1
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
加工精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度Ra(μm)
Φ190
鑄件
粗車(chē)
半精車(chē)
磨削
5
3.3
1.4
0.3
CT11
IT12
IT10
IT14
Φ195±2
Φ191.7
Φ190.3
Φ190
12.5
6.3
0.4
Φ90
鉆孔
擴(kuò)孔
鉸孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ88
Φ89.8
Φ90
12.5
6.3
0.4
Φ17.5
鉆孔
擴(kuò)孔
鉸孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ15.5
Φ17.3
Φ17.5
12.5
3.2
1.6
Φ20
鉆孔
擴(kuò)孔
鉸孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ18
Φ19.8
Φ20
6.3
3.2
1.6
Φ12
鉆孔
擴(kuò)孔
鉸孔
1.8
0.2
IT13
IT9
Φ10
Φ11.8
Φ12
12.5
3.2
Φ101
鉆孔
擴(kuò)孔
鉸孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ99
Φ100.8
Φ101
12.5
6.3
0.8
Φ209
鉆孔
擴(kuò)孔
鉸孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ207
Φ208.8
Φ209
12.5
6.3
0.8
續(xù)表5-1
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
加工精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度Ra(μm)
Φ320左端面
鑄件
粗車(chē)
半精車(chē)
精車(chē)
3.5
1.7
1
0.8
IT12
IT10
IT9
57±2
55.3
54.3
50
12.5
3.2
1.6
Φ320右端面
鑄件
粗車(chē)
半精車(chē)
磨削
3.5
2.1
1
0.4
IT12
IT10
43.1
44.1
41
12.5
3.2
0.4
Φ148右端面
鑄件
粗車(chē)
半精車(chē)
精車(chē)
3.5
1.7
1
0.8
IT12
IT10
IT9
52.6
51.6
50
12.5
6.3
1.6
6 確定切削用量及基本工時(shí)
6.1 合理選擇切削用量
為了提高切削的效率，保證加工的質(zhì)量，刀具的耐用度，加工的經(jīng)濟(jì)性，必須要正確合理的選擇切削用量。粗加工時(shí)，選用較大的切削量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率為主，半精加工和精加工時(shí)，選用較小的切削量，保證工件的加工質(zhì)量。
切削用量選擇的順序是先確定被吃刀量ap，再確定進(jìn)給量f，最后確定切削速度vc。因?yàn)樵谇邢饔昧咳刂校怀缘读縜p對(duì)刀具耐用度的影響最小，而切削速度vc。對(duì)刀具耐用度的影響大。
6.1.1 背吃刀量 a p的選擇
應(yīng)選擇盡可能大的背吃刀量，盡量在一次走刀中，把本工序加工應(yīng)切除的加工余量切除掉。如在粗加工時(shí)，當(dāng)加工余量過(guò)大或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，也可分二次：
第一次進(jìn)刀 ap1 a p1 =(2/3～ 3/4)A
第二次進(jìn)刀 a p2 a p2 =(1/3～ 1/4)A
式中 A ———— 單邊余量（ mm）。
6.1.2 進(jìn)給量 f的選擇
限制粗加工最大進(jìn)給量 f的主要因素是刀桿和刀片的強(qiáng)度、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度及工藝系統(tǒng)的剛性。
限制精加工時(shí)最大進(jìn)給量的主要因素是加工表面的表面粗糙度。
6.1.3 切削速度vc的選擇
粗加工時(shí)限制切削速度vc的主要因素是刀具耐用度和機(jī)床功率。
精加工時(shí)限制切削速度vc的主要因素是刀具耐用度。精加工時(shí)切削力較小，
機(jī)床功率一般能滿足。
當(dāng)已確定了背吃刀量ap和進(jìn)給量 f后，按合理刀具耐用度 T，求切削度vc時(shí)，用以下公式：
式中vc ————— 切削速度 (m/min)；
T ————— 合理刀具耐用度（ min）；
m ————— 刀具耐用度指數(shù)；
c v ————— 切削速度系數(shù)；
x v 、 y v ————分別為背吃刀量 a p ,進(jìn)給量 f對(duì) v c的影響指數(shù)
K v ————— 切削速度修正系數(shù)
根據(jù) v c=π d wn/1000計(jì)算工件轉(zhuǎn)速 n
n= （ 1000v c） /(π d w)
式中 n —————工件轉(zhuǎn)速（ r/mim）；
v c ————— 切削速度（ m/min）；
d w ————— 工件待加工表面直徑（ mm）。
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選擇相近較低檔的轉(zhuǎn)速 n。
6.2 粗加工切削用量選擇原則
粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，毛坯切削余量較大，表面粗糙度與加工精度要求不高，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本，通常選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量，采用較低的切削速度。選擇切削用量時(shí)候，盡量保證較高的單位時(shí)間切削量（金屬切除率）以及必要的刀具耐用度，可以用來(lái)提高生產(chǎn)的效率及降低生產(chǎn)成本。
金屬切除率的計(jì)算方式：
Zw≈V.f.ap.1000
其中：Zw 單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm3/s）
V 為切削速度（m/s）
f 為進(jìn)給量 （mm/r）
Ap 為切削深度（mm）
主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度的計(jì)算公式如下：
V=πdn/1000（m/s）
其中: d為工件或刀具上某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑，mm；
n為工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min。
在生產(chǎn)中，磨削速度的單位習(xí)慣上用m/s,其他加工的切削速度單位用m/min.
Vf=f.n=fz.z.n(mm/s或mm/min)
其中： Vf為進(jìn)給速度是單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)給位移量
Fz為每齒進(jìn)給量
對(duì)于外圓車(chē)削時(shí)切削深度計(jì)算方式：
Ap=dw—dm/2（mm）
對(duì)于鉆削：
Ap=dm/2（mm）
上式中dm為已加工表面直徑，mm；dw為待加工表面直徑，mm。
為了提高金屬切除率，可以提高切削速度，增大切削深度及進(jìn)給量。但是，在這么多的因素中，切削速度是最大影響刀具耐用度的，進(jìn)給量第二，切削深度是影響最小的。因此，粗加工切削用量選擇原則為：
第一，先考慮選擇的切削深度(ap)盡量的大一些；
第二，選擇的進(jìn)給量f盡量大一些；
第三，選擇一個(gè)合適的切削速度V。
當(dāng)我們選用的ap和f較大以后。那么刀具的耐用度明顯會(huì)下降，可是這要比V對(duì)刀具耐用度的影響也小的多。所以，我們應(yīng)該使得V ，f ，ap的乘積盡可能的大，這樣保證了較高的金屬切除率。除此之外，ap的增大能使得走刀的次數(shù)減少，f的增大也有利于斷屑。所以為了提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，減少刀具的消耗，我們得根據(jù)上面的原則選擇粗加工切削用量。
6.2.1 切削深度選擇
可以由工件加工余量和夾具、刀具、機(jī)床和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定粗加工時(shí)切削深度。
在總加工余量不是很大時(shí)候，我們應(yīng)該盡量一次切除粗加工余量，前提是保留半精加工，精加工必要余量。
在總加工余量很大的時(shí)候，一次性不能全部切完，我們應(yīng)該考率分多次走刀
6.2.2 進(jìn)給量選擇
切削力是粗加工時(shí)候限制進(jìn)給量提高的主要因素。所以通過(guò)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定進(jìn)給量。
選擇進(jìn)給量的時(shí)候要考慮到很多因素，如：刀桿尺寸、刀片厚度、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、工件的直徑及長(zhǎng)度等等。
選用大一點(diǎn)的進(jìn)給量時(shí)，應(yīng)該在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度比較好的狀況下，當(dāng)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度比較差的狀況下，我們應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p小進(jìn)給量。
6.2.3 切削速度選擇
粗加工時(shí)候，刀具耐用度和機(jī)床的功率限制著切削速度。切削功率則由切削深度、切削速度和進(jìn)給量三者決定，我們確定切削速度的時(shí)候應(yīng)該要考慮到機(jī)床的許用功率。如果超過(guò)了機(jī)床許用功率，就應(yīng)該適當(dāng)?shù)娜ソ档颓邢魉俣取?
6.3 精加工時(shí)切削用量選擇原則
在精加工和半精加工的時(shí)候，在保證加工質(zhì)量的前提下，同時(shí)顧慮切削效率，加工成本及經(jīng)濟(jì)性，一般選擇比較小的進(jìn)給量及背吃刀量，同時(shí)選用的刀具材料的切削性能要高，幾何參數(shù)要合理，盡量的提高切削速度。
與粗加工相比較，精加工的時(shí)候加工精度及表面質(zhì)量要求較高，加工余量均勻且小。所以，選擇切削用量的時(shí)候必須首先考慮到保證加工質(zhì)量，在這基礎(chǔ)上再提高生產(chǎn)效率。
6.3.1 切削深度選擇
由粗加工留下的余量來(lái)確定精加工時(shí)的切削深度。一般精加工余量留的不要太大，不然，當(dāng)背吃刀量比較的大時(shí)，切削力明顯增加，影響加工的質(zhì)量。
6.3.2 進(jìn)給量選擇
表面粗糙度在精加工的時(shí)候主要限制著進(jìn)給量的提高。增大進(jìn)給量時(shí)，有利于斷屑，但是殘留面積高度增大，切削力變大，表面質(zhì)量降低。
6.3.3 切削速度選擇
當(dāng)切削速度升高時(shí)，切削變形減小，切削力降低，并且不產(chǎn)生積屑瘤及鱗刺。盡量選擇的刀具材料切削性能要高，幾何參數(shù)合理，也盡量提高切削速度。
當(dāng)切削速度不能提高，受到工藝條件的限制時(shí)，選用低速，來(lái)避免積屑瘤產(chǎn)生范圍
因此，精加工時(shí)候，選比較小的背吃刀量ap和進(jìn)給量f，且保證合理刀具耐用度時(shí)，選取的切削速度V盡可能的高，來(lái)保證加工精度和表面質(zhì)量，并且也滿足生產(chǎn)率要求。
7孔的夾具設(shè)計(jì)
7.1 研究原始資料,確定夾具的設(shè)計(jì)方案
7.1.1 分析工件并確定定位方案
（1）零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該零件加工采用45鋼材料。 形狀比較簡(jiǎn)單，由于加工孔是徑向孔和斜向孔，因此采用回轉(zhuǎn)分度盤(pán)夾具。
（2）加工法蘭盤(pán)孔件及其要求
①?gòu)较蚩?-Φ17.5mm ，表面粗糙度為Ra25 ，該徑向孔中心軸線對(duì)小端面的位置度是0.2mm。本工序加工條件：搖臂鉆床Z3025X10/1，最大鉆孔直徑為Φ25，主軸轉(zhuǎn)速232-2500r/min；Φ17.5標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，GB/T6135.4-1996，直柄麻花鉆第四部分：直柄麻花鉆的型式和尺寸。
②斜向孔3-Φ12mm，表面粗糙度Ra25 ，該斜向孔中心軸線對(duì)法蘭盤(pán)中心孔軸線的位置度是0.2mm。本工序的加工條件：搖臂鉆床同上，Φ12標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，同上規(guī)格與尺寸。
由上知道，這兩種工序加工時(shí)，主要考慮要如何保證孔軸線與Φ17.5和Φ12孔軸線的位置度要求。根據(jù)零件的構(gòu)造，想到的是以Φ90H8的孔為定位基準(zhǔn)，這樣可以避免基準(zhǔn)不重合誤差，同時(shí)還可以限定四個(gè)自由度。零件的上下竄動(dòng)的自由度用法蘭盤(pán)的端面限定。零件沿Φ320mm中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度用一個(gè)定位銷(xiāo)限定，就可以實(shí)現(xiàn)完全定位了
（3）定位元件的確定：
1 ) 圓柱心軸：據(jù)零件孔式與夾具體的樣式選擇階梯心軸。
2 ) 定位銷(xiāo)：插入Φ20mm的孔，限制X,Y方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，總共四個(gè)自由度。
3 ) 可調(diào)定位支承釘：限定了Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，工件的安裝剛度和定位的穩(wěn)定性用一 輔助支承來(lái)提高。
（4）定位方法：圓柱孔定位，一面兩孔的定位方式。
（5）根據(jù)工件和夾具體的結(jié)構(gòu)，選用固定式鉆模板。固定式鉆模板雖然有時(shí)裝卸工件不方便，但它制造方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位精度高。因?yàn)榭爪?7.5mm和Φ12mm一次鉆孔就可以達(dá)到要求，所以采用固定式鉆套。 Φ17.5mm和Φ12mm均選無(wú)肩。
（6）根據(jù)定位方案，用開(kāi)口墊圈和鎖緊螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)快速鎖緊夾緊機(jī)構(gòu)，與一個(gè)加工面位置靠近，增加剛性，零件夾緊變形也小，但對(duì)于另一個(gè)加工面較遠(yuǎn)，為提高剛性，所以采用輔助定位元件來(lái)固定，此設(shè)計(jì)采用了螺旋輔助支承。
7.2 確定夾具總裝配圖的設(shè)計(jì)
7.2.1 鉆模的選擇
在設(shè)計(jì)鉆模時(shí)，需要根據(jù)工件的重量、尺寸、形狀、加工要求，并考慮工廠工藝裝備技術(shù)狀況、生產(chǎn)批量等具體條件來(lái)選擇夾具結(jié)構(gòu)類(lèi)型。所以選擇回轉(zhuǎn)式鉆模。
回轉(zhuǎn)式鉆模的結(jié)構(gòu)形式按其轉(zhuǎn)軸的位置可分為臥軸式，立軸式，斜軸式三種。這類(lèi)鉆模的引導(dǎo)元件－鉆套，一般是固定不動(dòng)的，鉆模一般采用回轉(zhuǎn)式分度裝置，為了實(shí)現(xiàn)工件在一次安裝中進(jìn)行多工位加工的目的。當(dāng)工件上幾個(gè)被加工孔，是分布在圓柱面上的徑向孔或是軸線互相平行的軸向孔時(shí)，使用回轉(zhuǎn)式鉆模很方便，即可提高生產(chǎn)效率，又可保證加工精度。又因?yàn)榉D(zhuǎn)式和自由移動(dòng)式鉆模適用于加工中小件，包括工件在內(nèi)的總重量不宜>100N。所以此夾具應(yīng)采用具有回轉(zhuǎn)式或直線分度裝置的鉆模。
7.2.2 鉆模板的選擇
(1)鉆模板上安裝鉆套的孔精度（形狀、尺寸和位置精度），直接與加工尺寸有關(guān)，應(yīng)合理規(guī)定。
(2)為了保證鉆套位置的準(zhǔn)確性，鉆模板應(yīng)具有足夠的剛度，也要考慮減輕重量。在實(shí)際使用中，鉆模板的厚度往往根據(jù)鉆套高度確定，一般在15~30mm之間。如果鉆套較長(zhǎng)，可將鉆模板局部加厚，加強(qiáng)鉆模板的周邊和設(shè)置加強(qiáng)筋，以提高鉆模板的剛性。
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得，可選模板厚度H=15 mm。
7.2.3 鉆套的選擇與設(shè)計(jì)
圖7.1 鉆套
a）固定鉆套 b)可換鉆套 c）快換鉆套
1-鉆套 2-襯套 3-鉆模板 4-螺釘
從圖7-1鉆套可知，安裝在鉆模板或夾具體中
其作用：確定加工孔位置，引導(dǎo)鉆頭，提高剛性，防止振動(dòng)。
類(lèi)型： A固定式鉆套，Ａ,Ｂ 二種，鉆孔精度高，中小批； B可換鉆套，鉆孔，大批； C快換鉆套，鉆，擴(kuò)，鉸。
鉆套直接壓入鉆模板或夾具體上，其外圓與鉆模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨損后不易更換。適用于加工孔距甚小以及孔距精度要求較高的孔。為了防止切屑進(jìn)入鉆套孔內(nèi)，鉆套的上、下端應(yīng)少許突出鉆模板，一般不能低于鉆模板。帶肩固定鉆套主要用于鉆模板鉸薄時(shí)，用以保持必要的引導(dǎo)長(zhǎng)度，也可做為主軸頭進(jìn)給時(shí)軸向定程擋塊用。
據(jù)上分析可選A型固定鉆套，由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)軟件手冊(cè)版v1.0》查得，
，h=(0.7~1.5)d。
注：孔的位置精度要求高時(shí)，允許h=0；鉆深孔（L/D>5）時(shí)，h一般取1.5d；鉆斜孔或在斜面上鉆孔時(shí)，h盡量取小一些。
對(duì)于加工孔Φ17.5mm時(shí)，鉆套取H=25mm，h=14mm。
對(duì)于加工孔Φ12mm時(shí)，鉆套取H=18mm，h=0mm。
按不同的加工要求，它的內(nèi)孔徑可與刀具成以下配合：
1)加工9級(jí)精度以下的孔時(shí)，鉆套孔徑的名義尺寸等于刀具的最大尺寸，其公差可按基軸G7或F8。
2)加工精度要求較高的孔時(shí)，鉆套孔徑可用H7或H6公差。
又這種鉆套的外圓用H7/r6或H7/n6的過(guò)盈配合壓入鉆模板或夾具體的底孔內(nèi)，因此：
對(duì)于孔Φ17.5mm時(shí)，內(nèi)圓采用基軸制配合，?。煌鈭A采用基孔制配合，取。
對(duì)于孔Φ12mm時(shí)，同樣內(nèi)圓采用基軸制配合，??；外圓采用基孔制配合，取。
7.2.4夾具體定位元件的確定
固定支承：支承釘限制工件自由度，起定位作用。
圖7.2 支承釘
A平頭（精基準(zhǔn)）； B球頭（粗基準(zhǔn)）； C齒紋頭（側(cè)面防滑）
A型用于精基準(zhǔn)，B型用于粗基準(zhǔn)，C型用于側(cè)定位。
支承釘與夾具孔的配合為H7/r6或H7/n6。若支承釘需經(jīng)常更換時(shí)可加襯套，其外徑與夾具體孔的配合亦為H7/r6或H7/n6，內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜蠟镠7/js6。使用幾個(gè)A型支承釘時(shí)，裝配后應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性。據(jù)上分析，選A平頭支承釘。
7.2.5工件定位元件的確定
（1）圓柱銷(xiāo)（定位銷(xiāo)）：
工作特點(diǎn)及使用說(shuō)明：當(dāng)工作部分直徑D<3mm時(shí)采用小定位銷(xiāo)（JB/T 8014.1－1999），夾具體上應(yīng)有沉孔，使定位銷(xiāo)圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位。大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用可換定位銷(xiāo)（JB/T 8014.3－1999）。工作部分的直徑，可根據(jù)工件的加工要求和安裝方便，按g5、g6、f6、f7制造，與夾具體配合為H7/r6或H7/n6，襯套外徑與夾具體配合為H7/h6，其內(nèi)徑與定位銷(xiāo)配合為H7/h6或H7/h5。當(dāng)采用工件上孔與端面組合定位時(shí)，應(yīng)該加上支承墊板或支承墊圈。
圖7.3 定位銷(xiāo)
（2）圓柱芯軸：
工作特點(diǎn)及使用說(shuō)明：
圖a為間隙配合心軸，心軸工作部分按基孔制h6、g6或f7制造。裝卸工件較方便，但定心精度不高。
圖b為過(guò)盈配合心軸，引導(dǎo)部分直徑D3按e8制造，其基本尺寸為基準(zhǔn)孔的最小極限尺寸，其長(zhǎng)度約為基準(zhǔn)孔長(zhǎng)度的一半。工作部分直徑按r6制造，其基本尺寸為基準(zhǔn)孔的最大極限尺寸。當(dāng)工件基準(zhǔn)孔的長(zhǎng)徑比L/D>1時(shí)，心軸的工作部分應(yīng)稍帶錐度，直徑D1按r6制造，其基本尺寸為孔的最大極限尺寸；直徑D2按r6制造，其基本尺寸為基準(zhǔn)孔的最小極限尺寸。心軸上的凹槽供車(chē)削工件端面時(shí)退刀用。這種心軸制造簡(jiǎn)便，定心準(zhǔn)確，但裝卸工件不便，且易損傷工件定位孔。多用于定心精度要求較高的場(chǎng)合。
圖c為花鍵心軸，用于以花鍵孔為定位基準(zhǔn)的工件。根據(jù)工件的不同定心方式確定心軸結(jié)構(gòu)：
圖7.4圓柱心軸
a）間隙配合芯軸 b）過(guò)盈配合芯軸 c）花鍵芯軸
1-引導(dǎo)部分 2-工作部分 3-傳動(dòng)部分
7.2.6回轉(zhuǎn)分度裝置
一、回轉(zhuǎn)分度裝置的組成
1．組成：轉(zhuǎn)動(dòng)部分，固定部分，分度對(duì)定機(jī)構(gòu)，抬起與鎖緊機(jī)構(gòu)；
2．轉(zhuǎn)動(dòng)部分：分度裝置的運(yùn)動(dòng)件，包括回轉(zhuǎn)盤(pán)、襯套和轉(zhuǎn)軸等。材料：45#、40Cr、20鋼滲碳。
3．固定部分：分度裝置的基體，與機(jī)床工作臺(tái)或機(jī)床主軸相連。材料：灰口鑄鐵；
4．分度盤(pán)抬起與鎖緊機(jī)構(gòu)：
1）抬起機(jī)構(gòu)：使分度轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，減少摩擦；
2）鎖緊機(jī)構(gòu)：防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。
5．分度對(duì)定機(jī)構(gòu)：
1）構(gòu)成：分度盤(pán)、對(duì)定銷(xiāo)；
2）作用：對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行定位。
二、回轉(zhuǎn)分度裝置的工作原理
加工分布在同一圓周上的平行孔系或徑向孔系則使用回轉(zhuǎn)式鉆模。此設(shè)計(jì)中的鉆床就是用來(lái)加工法蘭盤(pán)工件上等分徑向孔和徑向孔的回轉(zhuǎn)式分度鉆模（工件圖見(jiàn)CAD圖）。工件ф90H8孔、端面和ф20外圓在分度盤(pán)9上的芯軸5的ф30g6外圓，長(zhǎng)銷(xiāo)1上定位，限制6個(gè)自由度。由螺母3和開(kāi)口墊片4夾緊工件。分度裝置由分度盤(pán)9、等分定位套、拔銷(xiāo)14和鎖緊螺母13組成；工件分度時(shí)，松開(kāi)鎖緊螺母13，拔出拔銷(xiāo)14，旋轉(zhuǎn)分度盤(pán)9帶動(dòng)工件一起分度，當(dāng)轉(zhuǎn)至拔銷(xiāo)14對(duì)準(zhǔn)下一個(gè)定位套時(shí)，將拔銷(xiāo)14插入，鎖緊分度盤(pán),實(shí)現(xiàn)分度定位,即可加工工件上另一個(gè)孔。鉆頭由安裝在固定式鉆模板上的鉆套上導(dǎo)向。
7.2.7 對(duì)定分度裝置機(jī)構(gòu)
工作特點(diǎn)及使用說(shuō)明：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。分度副間有污物時(shí)，不會(huì)直接影響分度副的接觸。
缺點(diǎn)是：無(wú)法補(bǔ)償分度間的配合間隙對(duì)分度精度影響。分度板孔中一般壓入耐磨襯套，與圓柱定位銷(xiāo)采用H8/g6配合。
圖7.5對(duì)定分度裝置
7.2.8 定位器原理
工作原理：手柄4向外拉出的時(shí)候，對(duì)定銷(xiāo)1從襯套退出。導(dǎo)套2右端銑有一狹槽，使得橫銷(xiāo)3從狹槽中移出。手柄旋轉(zhuǎn)90°，使橫銷(xiāo)在彈簧作用下而擱在導(dǎo)套頂端平面上。這時(shí)候即可轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)進(jìn)行分度。
圖7.6 定位器原理
7.3 夾具的總裝配與原理
本夾具的總裝配，如下圖所示。
本夾具使用在搖臂鉆床上，鉆法蘭盤(pán)斜孔3-Φ12mm、徑向孔3-Φ17.5mm。工件以Φ90H8孔及其端面和一個(gè)Φ20mm孔為基準(zhǔn)，裝在臺(tái)階定位心軸5上，然后裝上鉆模板2，用長(zhǎng)銷(xiāo)1把鉆模板2與工件、回轉(zhuǎn)分度盤(pán)9串在一起，實(shí)現(xiàn)定位。插入開(kāi)口墊圈4，擰螺母3加緊工件。鉆徑向孔時(shí)，由支承11、12使定位心軸5處于水平位置；鉆斜孔時(shí)，擺動(dòng)部分繞支架上的小軸19順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)支承15與18接觸時(shí)，即傾斜成所要求的角度。加工三等分孔，采用了沿圓周方向設(shè)置的三個(gè)均勻的鉆套6、7，使用分度對(duì)定機(jī)構(gòu)14，保證鉆套位置的正確。該夾具既可鉆徑向孔，又可鉆斜孔，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，操作較省力。
圖7.7 夾具體
8 法蘭盤(pán)夾具設(shè)計(jì)
8.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)是在加工中獲得零件尺寸的直接基準(zhǔn)，根據(jù)不同的加工要求和定位安裝條件。合理選擇定位基準(zhǔn)是工藝設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容。
8.1.1選擇定位基準(zhǔn)的基本方法
（1）選最大尺寸的表面為安裝面（限制3個(gè)自由度），選最長(zhǎng)距離的表面為導(dǎo)向面（限制2個(gè)自由度），選最小尺寸的表面為支撐面（限制1個(gè)自由度）
（2）首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。因?yàn)樵偌庸ぶ斜ＷC空間位置精度有時(shí)要比尺寸精度困難多
（3）應(yīng)該盡量選擇零件上有重要位置精度關(guān)聯(lián)的主要表面為定位基準(zhǔn)。因?yàn)檫@樣的表面是決定該零件其他表面的基準(zhǔn)，也就是主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
（4）定位基準(zhǔn)應(yīng)該有利于夾緊。再加工過(guò)程中穩(wěn)定可靠
8.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇
（1）選加工余量小的，較準(zhǔn)確的，表面質(zhì)量較好的，面積較大的毛面作粗基準(zhǔn)。因此不應(yīng)該選有毛刺的分型面等作粗基準(zhǔn)
（2）選重要表面為粗基準(zhǔn)，因?yàn)橹匾砻嬉话愣家笥嗔烤鶆颉?
（3）選不加工的表面作粗基準(zhǔn)，這樣可以保證加工表面和不加工表面之間的相對(duì)位置要求，同時(shí)還可以在一次安裝下加工更多的表面。
（4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)為毛面，定位基準(zhǔn)位移誤差較大，如重復(fù)使用，將造成較大的定位誤差，不能保證加工要求，因此，在制定工藝規(guī)程時(shí)候，第一道工序，第二道工序一般都是為了加工出精基準(zhǔn)。
對(duì)一般回轉(zhuǎn)體零件來(lái)說(shuō)，應(yīng)該以外表面作為粗基準(zhǔn)。對(duì)于該法蘭盤(pán)零件來(lái)說(shuō)以Φ320 mm作為粗基準(zhǔn)。
8.1.3 精基準(zhǔn)的選擇
（1）基準(zhǔn)重合。盡量選擇選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，這樣就沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差。有時(shí)候出于加工工藝的合理要求，需要選擇非設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。
（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一。為了減少夾具類(lèi)型和數(shù)量，或者為了進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，在零件的加工過(guò)程中，對(duì)于多個(gè)加工工序，選擇統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。
（3）互為基準(zhǔn)。對(duì)于某些空間位置精度要求很高的零件，通常采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的方法
（4）自為基準(zhǔn)。對(duì)于某些精度要求很高的表面，在精密加工時(shí)，為了保證加工精度，要求加工表面的余量很小并且均勻，這時(shí)候常以加工面本身定位，待到夾緊后將定位元件移去，再進(jìn)行加工
基準(zhǔn)的中和是主要考慮的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序基準(zhǔn)不重合，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算。因此以Φ90的內(nèi)圓作為精基準(zhǔn)。
8.2 確定切削用量及基本工時(shí)
工序I確定切削用量和基本工時(shí)：車(chē)Φ320端面和外圓
選用的機(jī)床：CA6140車(chē)床
8.2.1 車(chē)Φ320端面和外圓
選擇75°車(chē)刀外圓車(chē)刀
（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表3.1－27）
，
,
（《切削》表3.7表3.8和表3.9）
按機(jī)床選取:
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
床工作進(jìn)給量：
基本工時(shí)：
8.2.2 半精車(chē)Φ320端面和外圓
加工余量為：
Z=1mm
切削速度為：
選用主軸為：
工作臺(tái)進(jìn)給量：
基本工時(shí)：
8.2.3 鉆Φ3-12mm孔
選機(jī)床時(shí)候，選用專(zhuān)用機(jī)床。 選刀具時(shí)候，選取高速鋼鉆頭。
確定進(jìn)給量 ：
由《切削手冊(cè)》表10-66,當(dāng)45≤HRC200時(shí)，D=Φ18時(shí)，取f=0.3mm/r
確定切削速度：
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-70,及10-66,可知
V=35m/min.
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
ns== 619.2r/min
與619.2r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為555r/min。現(xiàn)選取=555r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
最后，確定削工時(shí):
t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm;
t= ==0.63(min)
8.3 定位誤差分析
定位心軸是夾具的主要定位元件，是根據(jù)零件定位方案設(shè)計(jì)的專(zhuān)用件。各個(gè)定位面加工后對(duì)直徑為90mm孔的軸向位置偏差的影響是可以忽略不計(jì)。
鉆套鉆模套主要引導(dǎo)鉆孔位置，鉆套中心位置尺寸偏差主要決定孔的位置加工偏差。查文獻(xiàn)普通精度鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,所以孔的位置偏差也可以保證。
8.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候，要注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，夾具體上鉆套提高加工生產(chǎn)效率是采用了快換形式，在夾緊和定位方面運(yùn)用的是帶有螺栓連接的定位心軸以及快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)此夾緊機(jī)構(gòu)是螺母螺孔內(nèi)又斜鉆了孔，孔徑稍微略大于螺紋外徑。螺母斜向并沿著光孔套入螺桿，然后擺正螺母，讓螺母的螺紋和螺桿（定位心軸）嚙合，在稍微擰動(dòng)一下螺母，就可以?shī)A緊工件了?？焖俚男D(zhuǎn)夾緊機(jī)構(gòu)同樣的也可以提高加工生產(chǎn)效率。
用定位心軸定位的時(shí)候運(yùn)用的是間隙配合心軸，按基孔制h6、g6或f7制造心軸工作部分。這設(shè)計(jì)在裝卸工件的時(shí)候比較方便，縮短的在加工時(shí)候的輔助時(shí)間。由法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的定位套限制了5個(gè)自由度，另外一個(gè)定位支承板限制了2個(gè)自由度，既滿足了定位要求又能增加定位的穩(wěn)定性。為了操作的方便，夾緊裝置采用鉤形夾緊螺栓。此夾具上設(shè)有擋塊，可以防止在加工時(shí)零件發(fā)生滾動(dòng)或者翻轉(zhuǎn)。由定位夾緊需要設(shè)計(jì)夾具體，工件的拆裝也是比較的方便，總體上這套夾具方案可以滿足生產(chǎn)的要求。
圖8.1裝配圖
致 謝
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師老師的悉心指導(dǎo)下完成的，人生路上，有許多指引你成長(zhǎng)。他們仿佛暗夜里的明星，給你光明和希望，讓你永遠(yuǎn)去闖卻不孤單，放開(kāi)了去做卻不迷失方向。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，敏捷的思維以及不拘一格的教導(dǎo)方式，都讓我感到由衷的敬佩，讓我看到了作為一名教師以身作則教育學(xué)生的風(fēng)采深深地感染和激勵(lì)著我。我為我有您這樣的導(dǎo)師感到驕傲！是您的從嚴(yán)教導(dǎo)激勵(lì)我們不斷上進(jìn)，克服設(shè)計(jì)中遇到的種種困難，學(xué)到更多的知識(shí)。
在此我還要感謝在我的設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的其他老師，有了你們的指導(dǎo)和意見(jiàn)使我的設(shè)計(jì)進(jìn)行的更加順利。
同時(shí)我要感謝我宿舍的兄弟們和關(guān)心我的朋友、父母，感謝你們?cè)谖易鲈O(shè)計(jì)時(shí)對(duì)我的關(guān)心，和其他同學(xué)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的指導(dǎo)和幫助。由于個(gè)人能力所限，本設(shè)計(jì)難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，以及許多不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。