插入耳環(huán)機械加工工藝和銑鍵槽專用夾具設(shè)計,插入,耳環(huán),機械,加工,工藝,鍵槽,專用,夾具,設(shè)計 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 插入耳環(huán) 共 17 頁 第 15 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 加工車間 65 粗銑鍵槽 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 150×79×41 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X6132 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 粗銑鍵槽 刀具：三面銑刀 量具：卡盤 75 18.6 0.8 5 1 0.52 0.6 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 插入耳環(huán) 共 17 頁 第 16 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 加工車間 70 精銑鍵槽 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X6132 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 精銑鍵槽 刀具：三面銑刀 量具：卡板 75 18.85 0.08 1 1 0.03 0.6 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 插入耳環(huán) 共 17 頁 第 1 頁 材料牌號 45 毛坯種類 鑄 件 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工 序 號 工 步 號 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 05 粗銑二邊表面D、E XA5032 高速鋼鑲齒銑刀 10 粗銑C面 X6132 高速鋼鑲齒銑刀 15 粗車外圓Φ35 CA6140 硬質(zhì)合金YT15車刀 20 粗車外圓Φ27（工步1）、倒角C1（工步2）及車退刀槽Φ24 CA6140 硬質(zhì)合金YT15車刀 25 進行熱處理調(diào)質(zhì) 描 圖 30 鉆Φ32的孔 Z3025 高速鋼錐柄麻花鉆 35 擴Φ32的孔 Z3025 高速鋼錐柄麻花鉆 描 校 40 半精車外圓Φ35 CA6140 硬質(zhì)合金YT15車刀 45 精車Φ35 CA6140 硬質(zhì)合金YT15車刀 底 圖 50 車錐面，倒角C2 CA6140 硬質(zhì)合金YT15車刀 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期) 裝訂號 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期  機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 插入耳環(huán) 共 17 頁 第 2 頁 材料牌號 45 毛坯種類 鑄 件 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工 序 號 工 步 號 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 55 攻螺紋M27×1.5-6h CA6140 硬質(zhì)合金YT15車刀 60 鉆Φ5的銷孔 Z3025 高速鋼錐柄麻花鉆 65 粗銑鍵槽 X6132 高速鋼鑲齒銑刀 70 精銑鍵槽 X6132 高速鋼鑲齒銑刀 75 銑A面 X6132 高速鋼鑲齒銑刀 描 圖 描 校 底 圖 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期) 裝訂號 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 目 錄 一、零件分析………………………………………………………………………1 1.零件的功用分析 2.零件的工藝分析 二、機械加工工藝規(guī)程制定 ……………………………………………………...2 1. 確定生產(chǎn)類型以及毛坯制造形式 2.基面的選擇 (1)粗基準(zhǔn)的選擇 (2)精基準(zhǔn)的選擇 3.選擇加工方法 (1)平面的加工 (2)孔的加工 (3)外圓與退刀槽、攻螺紋 (4)槽加工 4.制定工藝路線 5.確定加工余量及毛坯尺寸 (1)確定加工余量 (2)確定毛坯基本尺寸 (3)確定毛坯尺寸公差 (4)繪制毛坯簡圖 6.工序設(shè)計 (1)選擇加工設(shè)備與工藝裝備 (2)確定工序尺寸 7.確定切削用量和基本時間 三、夾具設(shè)計…………………………………………………………………..30 四、參考文獻 一、零件分析 1.零件的功用分析 本小組所做零件是插入耳環(huán)，其作用是用來固定晾衣架的上端，插入耳環(huán)的作用還有很多，主要起固定功能。 2.零件的工藝分析 由圖1-1和1-2可以看出，粗糙度要求最高的是外圓Φ35，表面粗糙度為Ra1.6，公差等級為IT7級，通過精車來加工。Φ35外圓是插入耳環(huán)的主要設(shè)計基準(zhǔn)。鍵槽對Φ35軸線的對稱度公差為0.1，孔Φ32軸線對Φ35軸線的垂直度公差為0.5/50。D面和E面粗糙度為Ra50，可以通過粗銑達到。Φ32孔的內(nèi)孔粗糙度為Ra6.5，可以先通過鉆床，然后再擴鉆，來滿足精度要求。A面通過粗銑可以達到要求。C面通過粗銑可以達到要求。 對插入耳環(huán)零件圖進行工藝審核后，可知該零件圖視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，加工要求合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。 A面 C面 D面，對立面為E面 圖1-1 圖1-2 二、機械加工工藝規(guī)程制定 1.確定生產(chǎn)類型以及毛坯制造形式 按設(shè)計任務(wù)書，插入耳環(huán)成中批量生產(chǎn)。插入耳環(huán)年產(chǎn)量為4000件；每日3班，若插入耳環(huán)備品率為8%，機械加工廢品率為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為N=Qn(1+α%+β%)=4000×1×（1+8%+1%）件=4360件/年;可見，插入耳環(huán)的年生產(chǎn)量為4360件。插入耳環(huán)可看成獨立的一部分，屬輕型機械。因此，根據(jù)表5-8，由生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系可確定該零件的生產(chǎn)為中批生產(chǎn)，其毛坯制造、加工設(shè)備及工藝裝備的選擇應(yīng)呈現(xiàn)中批生產(chǎn)的工藝特點，如多采用通用設(shè)備配以專用的工藝裝備等，其工藝特點見表5-9。 由該零件的功用和工作狀況可知，原設(shè)計單位選用了既能滿足要求，價格又相對低廉的45鋼，因此可以確定毛坯形式為鍛造。該零件材料選為45鋼，屈服強度為600MPA，該零件的形狀不是很復(fù)雜，因此毛坯的形狀與零件的形狀應(yīng)盡量接近，Φ35軸的單邊余量3.0mm，兩邊余量6.0mm，所以毛坯尺寸選為Φ40；厚度36mm，單邊余量3mm，所以毛坯厚度42mm；在軸向方向3mm，所以毛坯軸向長度為150mm。 2.選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制定中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確合理地選擇定位基準(zhǔn)，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)率。 (1)粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。Φ35mm軸為重要表面，加工時要求余量小而均勻，盡量通過粗基準(zhǔn)，加工出一個精基準(zhǔn)面，因此應(yīng)選擇該Φ35mm軸線為粗基準(zhǔn)。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。插入耳環(huán)是帶有孔的零件。Φ32mm孔是精度要求最高的高的孔，為了避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生誤差，保證加工精度，應(yīng)選Φ32mm孔為精基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。還由于零件的要求是Φ35mm軸和Φ32mm孔在垂直度上有較高的精度要求，因此選擇Φ32mm孔作為精基準(zhǔn)，這樣就保證精度要求最高的Φ35mm軸的加工精度，減少加工誤差。在插入耳環(huán)的加工過程中，該孔還可以作為大部分工序的定位基準(zhǔn)，加工其他次要表面，體現(xiàn)了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的選擇原則。 3.選擇加工方法 (1)平面的加工 對于本零件由于面D、E粗糙度為Ra50，通過粗銑就可以達到。而對于C面粗糙度為Ra6.3通過粗銑也可以達到。而表面A的粗糙度要求為Ra12.5，根據(jù)GB/T 1804-2000規(guī)定，選用中等級（m），相當(dāng)于IT13級，故可考慮粗車或粗端銑，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，選用端銑加工方式。 (2)孔的加工 Φ32孔內(nèi)壁粗糙度為Ra6.3，采用鉆-擴方式進行加工，鉆孔后擴孔可以達到精度要求，滿足安裝配合E9。Φ5的銷孔，用槍孔鉆就可以加工出來。 (3)外圓與退刀槽、攻螺紋 外圓Φ35的加工是本零件中最重要的部分。（本次選用CA6140車床）由于外圓的公差等級為IT7級，表面粗糙度Ra1.6，所以采用粗車-半精車-精車。而對于外圓Φ27，表面要攻螺紋，所以只粗車就可以。在粗車過后再用螺紋車刀進行攻螺紋。退刀槽可以用切斷刀車出。 (4)槽加工 對槽的加工，槽的要求為Ra3.2，（所以用X6132萬能銑床）進過粗銑-精銑就可以達到。 4.制定工藝路線 根據(jù)零件本身要求及先粗后精的加工原則，插入耳環(huán)的加工工藝路線如下： 工序 5：粗銑二邊表面D、E。定位基準(zhǔn)：外圓Φ35 工序10：粗銑C面。定位基準(zhǔn)：底面D面以及E面。 工序15：粗車外圓Φ35。定位基準(zhǔn)：底面D面以及E面。 工序20：粗車外圓Φ27（工步1）、倒角C1（工步2）及車退刀槽Φ24。定位基準(zhǔn)：底面D面以及E面。 工序25：進行熱處理調(diào)質(zhì) 工序30：鉆Φ32的孔。定位基準(zhǔn)：外圓Φ35以及C面。 工序35：擴Φ32的孔。定位基準(zhǔn)：外圓Φ35以及C面。 工序40：半精車外圓Φ35。定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 工序45：精車Φ35。定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 工序50：車錐面，倒角C2。定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 工序55：攻螺紋M27×1.5-6h。定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 工序60：鉆Φ5的銷孔。定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 工序65：粗銑鍵槽。用銑床專用夾具，進行鍵的加工。 工序70：精銑鍵槽。用銑床專用夾具，進行鍵的加工 工序75：銑A面。定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 5.確定加工余量及毛坯尺寸 (1)確定加工余量 插入耳環(huán)的材料為45鋼，屈服強度600MPa，且為批量生產(chǎn)。查表可知，鍛件的尺寸公差為CT8-CT12級，此處選為CT9級。選擇加工余量為H級，根據(jù)機械加工后鍛件的最大輪廓尺寸加工表面余量如下表： 表1-1 加工表面 單邊余量/mm 雙邊余量/mm 備注 兩邊面D、E面 3 6 粗銑一次完成 φ35外圓 3 6 基本尺寸為81mm φ32孔E9 1 2 先用鉆頭鉆孔至Φ30，再擴至Φ32。基本尺寸為孔深尺寸36mm。 銑鍵槽 3 無 基本尺寸為Φ25 M27x1.5-6h的螺紋 7 14 主要由φ35外圓的毛坯尺寸決定 軸向長度84尺寸 3 無 車錐面、粗車Φ27端面、粗車Φ35端面共同決定 (2)確定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取得相應(yīng)加工余量即可，所得毛坯尺寸如表3-2所示： 表3-2 零件尺寸/mm 加工余量/mm 毛坯尺寸/mm 36 6 42 Φ35 5 Φ41 84 3 87 (3)確定毛坯尺寸公差 由表5-1，選用CT9級查的各鑄件加工尺寸公差如表3-3所示： 表3-3 毛坯尺寸/mm 公差/mm 標(biāo)注 結(jié)果 42 2 41 2 87 2.2 (4)繪制毛坯簡圖 根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，繪制毛坯簡圖，如圖3-1： 圖3-1 毛坯簡圖 6.工序設(shè)計 (1)選擇加工設(shè)備與工藝裝備 a.選擇加工設(shè)備 選擇加工設(shè)備即選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現(xiàn)場設(shè)備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。根據(jù)以上內(nèi)容和考慮零件經(jīng)濟度與零件表面設(shè)計相適應(yīng)，又本零件的加工余量和硬度不是很大，故選定各工序機床如下： 工序05：XA5032立式升降臺銑床。 工序10、65、70、75：X6132萬能銑床。 工序15、20、45、50、55、60：選擇CA6140車床 工序30、35：分別選用Z3032搖臂鉆床、Z35搖臂鉆床。 b.選擇夾具 對于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效率的前提下，亦可部分采用通用夾具。本機械加工工藝規(guī)程中所有工序均采用了專用機床夾具，專門設(shè)、制造。 c.選擇刀具 根據(jù)加工工藝需要刀具的選擇情況如下： （1）工序05 二邊表面D、E 高速鋼鑲齒套式面銑刀 （2）工序35 鉆Φ30 高速鋼錐柄麻花鉆 （3）工序35 擴Φ32 高速鋼錐柄擴孔鉆 （4）工序15、45、50 YT類硬質(zhì)合金 （5）工序 70、75銑鍵槽 高速鋼鑲齒套式面銑刀 在刀具選擇過程中盡量選擇通用刀具。在中批生產(chǎn)中，不排除在某些工序中使用專用刀具，但專用刀具需要專門定做，詳細的內(nèi)容可參閱《金屬切削刀具》等教材及相關(guān)資料。 d.選擇量具 選擇量具的原則是根據(jù)被測對象的要求，在滿足測量精度的前提下，盡量選用操作方便、測量效率搞的量具。量具由通用量具和各種專業(yè)量具，其種類的選擇主要應(yīng)考慮被測尺寸的性質(zhì)，如內(nèi)徑、外徑、深度、角度、幾何形狀等以及被測工件的特點，如工件的形狀、大小、精度、生產(chǎn)類型等。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一種按計量器具的不確定度選擇。一般根據(jù)被測對象的公差帶寬度先查得相應(yīng)的安全裕度A和計量器具的不確定度允許值(),然后在量具手冊中選擇一種不確定度等于或小于U1的量具；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。 (2)確定工序尺寸 確定工序尺寸時，對于加工精度要求較低的表面，只需粗加工工序就能保證設(shè)計要求，將設(shè)計尺寸作為工序尺寸即可，上下偏差的標(biāo)注也按設(shè)計規(guī)定。當(dāng)加工表面精度較高時，往往要經(jīng)過數(shù)道工序才能達到要求。 工序的尺寸的確定采用的是由后往前推算的方法，由加工表面的最后工序即設(shè)計尺寸開始，逐次加上每道加工工序余量，分別得到各工序基本尺寸。各個工序加工余量可查手冊得到，工序尺寸的公差帶寬度按經(jīng)濟精度確定，上下偏差按“入體”原則標(biāo)注，最后一道工序的公差應(yīng)按設(shè)計要求標(biāo)注。 下面確定各工序的工序尺寸、余量及確定粗糙度。 Φ35的外圓表面： 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 粗糙度 精車 0.5 Φ35 Ra1.6 半精車 1.5 Φ35.5 Ra6.3 粗車 4 Φ37 Ra12.5 毛坯 Φ41 加工M27x1.5-6h的螺紋： 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 粗糙度 攻螺紋 M27x1.5-6h 粗車 14 Φ27 Ra12.5 Φ32E9的孔： 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 粗糙度 擴 2 32 R6.3 鉆 30 R12.5 銑鍵槽 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 粗糙度 精銑 0.5 8 Ra3.2 半精銑 1.5 7.5 Ra6.3 粗銑 5 5 軸向長度84尺寸： 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 粗糙度 車錐面 1 84 Ra6.3 粗車Φ27端面 1 85 Ra12.5 粗車Φ35端面 1 86 Ra12.5 毛坯 87 7.確定切削用量和基本時間 切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量，確定方法是先確定背吃刀量，再進給量，最后確定切削速度。不同的加工性質(zhì)，對切削加工的要求不一樣。粗加工時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切削率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進給量，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定適合的切削速度。精加工時，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要去，故一般選用較小的背吃刀量和進給量，而盡可能選用較高的切削速度。 (1)工序05（粗銑兩邊面D、E）切削用量及基本時間的確定 1.切削用量 本道工序是粗銑端面，已知加工材料為45鋼，機床選用XA5032立式銑床，選用刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=125mm,孔徑D=40mm，寬L=40mm，齒數(shù)z=14.根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角Υ=20°，后角α=12°，主偏角k=60°，螺旋角β=10°，已知銑削寬度為63mm，銑削背吃刀量=6mm。 （1）確定每齒進給量 根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電機功率為7.5kw,查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時，其每齒進給量。取。 （2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=125mm時，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=150min。 （3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為15~25m/min，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 根據(jù)XA5032機床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=60r/min,則實際銑削速度為 工作臺每分鐘進給量為 根據(jù)表5-13中工作臺標(biāo)準(zhǔn)縱向進給量，選取，則實際每齒進給量為 （4）校驗機床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計算公式如下： 式中。所以，銑削力為 XA5023銑床主電機功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 2.基本時間 根據(jù)表5-33知，的端銑刀對銑削的基本時間為 式中， —工件銑削部分長度，單位為mm； —切入行程長度，單位為mm，； —切出行程長度，單位mm； —工作臺每分鐘進給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長度為11mm。 所以，基本時間為 （2） 工序15（粗車Φ35外圓）切削用量及基本時間的確定 本工序為粗車外圓，機床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定粗車Φ35外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時雙邊加工余量為6mm，,粗車后外圓直徑為，故單邊余量為2mm，即·。 （2）確定進給量 對于粗加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機床的進給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =3mm，則進給量f=0.4~0.5mm/r，因此選取。 （3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以 查表5-44，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第98頁表4-58外圓切削速度參考值可知，V =1.5~1.83m/s，則所需車床主軸轉(zhuǎn)速范圍n= =709~874.2r/min，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實際切削速度為 （4）檢驗機床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以，切削力為 切削功率為 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為 ； 。 2. 基本時間 由表5-47得外圓的基本時間為 式中，——切削加工長度，單位為mm； ——刀具切人長度，單位為mm，； ——刀具切入長度，單位為mm，； ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為mm； ——進給次數(shù)。 已知，，，，，f=0.4mm/r，n=710r/min。所以，基本時間為 （3）工序20（粗車Φ27外圓、倒角C2、錐面及切退刀槽）切削用量及基本時間的確定 本工序為粗車外圓，機床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定粗車Φ27外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時雙邊加工余量為8mm，,粗車后外圓直徑為，故單邊余量為4mm，即。 （2）確定進給量 對于粗加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機床的進給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =4.0mm，則進給量f=0.4~0.5mm/r，因此選取。 （3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對鏜削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以 查表5-44，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第98頁表4-58外圓切削速度參考值可知，V =1.5~1.83m/s，則所需車床主軸轉(zhuǎn)速范圍n= =709~874.2r/min，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實際切削速度為 （4）檢驗機床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以，切削力為 切削功率為 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為 ； 。 2. 基本時間 由表5-47得外圓的基本時間為 式中，——切削加工長度，單位為mm； ——刀具切人長度，單位為mm，； ——刀具切入長度，單位為mm，； ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為mm； ——進給次數(shù)。 已知，，，，，，。所以，基本時間為 （4）工序30鉆Φ30mm孔 切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆Φ30mm的孔，所選用機床為Z3032搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取d=30mm,l=296mm,莫氏圓錐號為3號的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)由表5-49知，當(dāng)時，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.9mm，耐用度T=50min。 1.切削用量 （1） 確定背吃刀量鉆孔時，。 （2）確定進給量按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑，工件材料為45鋼時，根據(jù)表5-50，鉆頭進給范圍mm/r.根據(jù)Z3032機床說明書，選取。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 （3）確定切削速度v 根據(jù)表5-52的計算公式 式中，。因本例的加工的條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故對切削速度進行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐磨度T=50min，得修正系數(shù);工件材料=600MPa，得修正系數(shù)為；鉆孔時工件經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，得修正系數(shù)=0.8；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)=0.87；鉆孔深度≤3，得修正系數(shù)=1.0。所以 根據(jù)Z3032機床說明書，取Z3032機床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速n=125r/min,則實際切削速度為： （4）校驗機床功率 由表5-55，查的轉(zhuǎn)矩T和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)45鋼的修整系數(shù)為=0.88；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以鉆孔時的轉(zhuǎn)矩為 切削功率為 根據(jù)Z3032機床說明書，Z3032機床主軸的最大轉(zhuǎn)矩 ，主電機功率。由于 ，故選用的切削用量可以用。最后確定的切削用量為 =15mm 2.基本時間 由表5-57的鉆孔的基本時間為 式中，—共建切削部分長度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=36mm, ==12.01mm 所以，加工Φ30mm的孔所用基本時間為 = (5) 工序35 擴Φ32mm孔 切削用量及基本時間的確定 本工序為擴Φ32mm的孔，所選用機床為Z35搖臂鉆床。根據(jù)［3］《機械加工工藝師手冊》表3.2-87知選取d=32mm,l=334mm,莫氏圓錐號為4號的高速鋼錐柄擴孔鉆作為刀具。由表5-49知，當(dāng)時，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.9mm，耐用度T=50min。 1.切削用量 （2） 確定背吃刀量鉆孔時，=。 （2）確定進給量按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑，工件材料為45鋼時，根據(jù)［3］表3.2-32，鉆頭進給范圍mm/r.根據(jù)表5-51，選取。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 （3）確定切削速度v 根據(jù)表5-52的計算公式 式中，。因本例的加工的條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故對切削速度進行修正，根據(jù)刀具耐磨度T=50min，由表5-53,得修正系數(shù);工件材料=600MPa，得修正系數(shù)為；鉆孔時工件經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，得修正系數(shù)=0.8；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)=0.87；鉆孔深度≤3，得修正系數(shù)=1.0。所以 表5-54選取轉(zhuǎn)速n=170r/min,則實際切削速度為： （4）校驗機床功率 由表5-55，查的轉(zhuǎn)矩T和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)45鋼的修整系數(shù)為=0.88；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以鉆孔時的轉(zhuǎn)矩為 切削功率為 由表5-14可知，Z35機床主軸的最大轉(zhuǎn)矩 ，主電機功率。由于 ，故選用的切削用量可以用。最后確定的切削用量為 =1mm 2.基本時間 由表5-57的擴孔的基本時間為 式中，—共建切削部分長度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=36mm, ==3.58mm 所以，加工Φ30mm的孔所用基本時間為 = (6) 工序40（半精車Φ35外圓）切削用量及基本時間的確定 本工序為半精車外圓，機床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定粗車Φ35外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時雙邊加工余量為1.5mm，,半精車后外圓直徑為，故單邊余量為0.75mm，即。 （2）確定進給量 對于半精加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機床的進給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此選取。 （3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以 查表5-44，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實際切削速度為 （4）檢驗機床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以，切削力為 切削功率為 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為 ； 。 2. 基本時間 由表5-47得外圓的基本時間為 式中，——切削加工長度，單位為mm； ——刀具切人長度，單位為mm，； ——刀具切入長度，單位為mm，； ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為mm； ——進給次數(shù)。 已知，，，，，，。所以，基本時間為 (7) 工序45（精車Φ35外圓）切削用量及基本時間的確定 本工序為精車外圓，機床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定精車Φ35外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時雙邊加工余量為0.5mm，精車后外圓直徑為，故單邊余量為0.25mm，即。 （2）確定進給量 對于精加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機床的進給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此選取。 （3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以 查表5-44，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實際切削速度為 （4）檢驗機床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以，切削力為 切削功率為 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為 ； 。 2. 基本時間 由表5-47得外圓的基本時間為 式中，——切削加工長度，單位為mm； ——刀具切人長度，單位為mm，； ——刀具切入長度，單位為mm，； ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為mm； ——進給次數(shù)。 已知，，，，，，。所以，基本時間為 （8） 工序55（車削螺紋）切削用量及基本時間的確定 本工序為車削外圓，機床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知車削時雙邊加工余量為1.5mm，,車削螺紋后外圓直徑為，故單邊余量為0.75mm，即。 （2）確定進給量 對于粗加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機床的進給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此選取。 （3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以 查表5-44，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實際切削速度為 （4）檢驗機床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以，切削力為 切削功率為 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為 ； 。 2. 基本時間 由表5-47得外圓的基本時間為 式中，——切削加工長度，單位為mm； ——刀具切人長度，單位為mm，； ——刀具切入長度，單位為mm，； ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為mm； ——進給次數(shù)。 已知，，，，，，。所以，基本時間為 (9) 工序60(鉆Φ5mm孔) 切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆Φ5mm的孔，所選用機床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取d=5mm,l=133mm,莫氏圓錐號為1號的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)由表5-49知，當(dāng)時，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.8mm，耐用度T=15min。 1.切削用量 （3） 確定背吃刀梁鉆孔時，，故可取。 （2）確定進給量按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑，工件材料為45鋼時，根據(jù)表5-50，鉆頭進給范圍.根據(jù)表5-51，選取f=0.08mm/r。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 （3）確定切削速度v 根據(jù)表5-52的計算公式 式中，。因本例的加工的條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故對切削速度進行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐磨度T=15min，得修正系數(shù);工件材料=600MPa，得修正系數(shù)為；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)，鉆孔深度l=3.9，得修正系數(shù)。所以 =1.0*1.16*1.0*0.87*0.85=0.86 =24.56m/min2 =1563.3r/min 根據(jù)Z3025機床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取n=1600m/min,實際轉(zhuǎn)速為： （4）校驗機床功率 由表5-55，查的轉(zhuǎn)矩T和切削功率計算公式如下： 式中，，由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)45鋼的修整系數(shù)為；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以鉆孔時的轉(zhuǎn)矩為 切削功率為 由表5-14知，Z3025機床主軸的最大轉(zhuǎn)矩 ，主電機功率。由于 ，故選用的切削用量可以用。最后確定的切削用量為 =15mm 2.基本時間 由表5-57的鉆孔的基本時間為 式中，—共建切削部分長度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=20mm, ==4.3mm 所以，加工3個空所用基本時間為 =3= (10) 工序65（粗銑鍵槽）切削用量及基本時間的確定 1.切削用量 本道工序是粗銑端面，已知加工材料為45鋼，機床選用X6132萬能銑床，選用刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=80mm,孔徑D=27mm，寬L=36mm，齒數(shù)z=10.根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度為8mm，銑削背吃刀量為ap=2.5mm。 （1）確定每齒進給量 根據(jù)表5-13知X6132萬能銑床的主電機功率為7.5kw,查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時，其每齒進給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時間。 （3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 根據(jù)X6132萬能銑床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=75r/min,則實際銑削速度為 工作臺每分鐘進給量為 根據(jù)表5-13中工作臺標(biāo)準(zhǔn)縱向進給量，選取，則實際每齒進給量為 （4）校驗機床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計算公式如下： 式中。所以，銑削梨為 XA5023銑床主電機功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 2.基本時間 根據(jù)表5-33知，的端銑刀對銑削的基本時間為 式中， —工件銑削部分長度，單位為mm； —切入行程長度，單位為mm，； —切出行程長度，單位mm； —工作臺每分鐘進給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長度。所以，基本時間為 (11) 工序70（精銑鍵槽）切削用量及基本時間的確定 1.切削用量 本道工序為精銑鍵槽，已知加工材料為45鋼，機床選用X6132萬能銑床，選用刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=80mm,孔徑D=27mm，寬L=36mm，齒數(shù)z=10.根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度為8mm，銑削背吃刀量為ap=0.5mm。 （1）確定每齒進給量 根據(jù)表5-13知X6132萬能銑床的主電機功率為7.5kw,查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時，其每齒進給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時間。 （3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 根據(jù)X6132萬能銑床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=75r/min,則實際銑削速度為 工作臺每分鐘進給量為 根據(jù)表5-13中工作臺標(biāo)準(zhǔn)縱向進給量，選取，則實際每齒進給量為 （4）校驗機床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計算公式如下： 式中。所以，銑削梨為 XA5023銑床主電機功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 2.基本時間 根據(jù)表5-33知，的端銑刀對銑削的基本時間為 式中， —工件銑削部分長度，單位為mm； —切入行程長度，單位為mm，； —切出行程長度，單位mm； —工作臺每分鐘進給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長度。所以，基本時間為 式中， —工件銑削部分長度，單位為mm； —切入行程長度，單位為mm，； —切出行程長度，單位mm； —工作臺每分鐘進給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長度。所以，基本時間為 第三章.夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工拔叉零件時，需要設(shè)計專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計加工銑鍵槽夾具。其銑叉子端面的夾具將用于銑床，刀具采用三面刃銑刀。 3.1 銑7槽夾具設(shè)計 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑鍵槽，滿足兩端面尺寸要求。在粗銑端面時，其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：叉子兩內(nèi)端面對圓柱頭中心線有尺寸要求要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為圓柱頭的中心線。 采用￠35外圓V形塊定位, 采用螺旋壓緊機構(gòu)壓緊, ￠32用心軸定位. 3.2夾具方案的設(shè)計選擇 根據(jù)任務(wù)書要求，現(xiàn)設(shè)計夾具方案有： 方案一：采用壓板用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時間短，工人勞動強度小，但是成本高。 方案二：采用壓板，用螺栓、螺母聯(lián)接，利用手動夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。 本次設(shè)計零件為批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用螺栓、螺母手動夾緊。壓板選擇為直壓板。 3.2.1 切削力及夾緊分析計算 刀具材料：硬質(zhì)合金（高速鋼鑲齒立銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻[13]表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： 查參考文獻[7]表得： 對于灰鑄鐵： 取 ， 即 所以 由參考文獻[3]表1-2可得： 垂直切削力 ：（對稱銑削） 背向力： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[7]表可得： 所以 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖3.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 3.3 誤差分析與計算 該夾具外圓定位心軸定心，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[13]可得： ⑴ 平面定位心軸定心的定位誤差 ： ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5定向鍵與對刀裝置設(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T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。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成后加工，所以選用對刀塊。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 4.4確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計的基本要求 （1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應(yīng)有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，心軸可采用可換的。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整。在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。 48