1課程設計（論文）題 目 殼體機械加工工藝規(guī)程及夾具設計所屬系部 所屬專業(yè)所屬班級 學 號學生姓名 指導教師起訖日期摘 要本文是對殼體零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對殼體零件的工序的加工設計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。關鍵詞：殼體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具目 錄摘 要2目 錄31 緒 論52 零件的分析62.1 零件的工藝分析62.2 零件的工藝要求.63 工藝規(guī)程設計73.1 加工工藝過程.73.2 確定各表面加工方案83.2.1 考慮因素83.2.2 加工方案的選擇83.3 確定定位基準.93.3.1 粗基準的選擇.93.3.2 精基準選擇的原則.93.4 工藝路線的擬訂93.4.1 工序的合理組合.93.4.2 工序的集中與分散.103.4.3 加工階段的劃分.103.4.4 加工工藝路線方案的比較.113.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定133.5.1 毛坯的結構工藝要求.133.5.2 零件的偏差計算.133.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）134 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔夾具設計194.1 車床夾具設計要求說明194.2 車床夾具的設計要點.204.3 定位機構224.4 切削力及夾緊力的計算224.5 夾緊機構.244.6 零件的車床夾具的加工誤差分析.244.7 確定夾具體結構尺寸和總體結構254.8 零件的車床專用夾具簡單使用說明26總 結27致 謝28參 考 文 獻291 緒 論機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是：⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定；⑵ 完成專用夾具的設計。通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。62 零件的分析2.1 零件的工藝分析圖 2-1 殼體殼體是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，其有公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。2.2 零件的工藝要求一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小孔。⑴ 以上端面、下端面為主有：① 零件上端面加工，其粗糙度要求是 ；6.3Ra?②下端面平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。2.3?Ra⑵ 孔系加工有： ①Φ85H8 及 Φ14H7 孔、?62H8 和 ?62H9 孔鉆擴鉸孔加工，其表面粗糙度為 ；1.6Ra?零件毛坯的選擇鑄造，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其年產量是中批1~3m量生產。上面主要是對零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。83 工藝規(guī)程設計3.1 加工工藝過程由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系以各尺寸精度。由上面的一些技術條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計零件的加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較低的機床。3.2.1 考慮因素⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。⑵ 根據(jù)生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。⑶ 要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求來選定最終加工方法。3.2.2 加工方案的選擇⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR（3）2-φ7 孔、攻 2-M6 孔孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。6.1?Ra（4）φ9、攻 M8、擴 φ12 孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。.3.3 確定定位基準3.3.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。3.3.2 精基準選擇的原則要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基準。4?選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。3.4 工藝路線的擬訂對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。3.4.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：⑴ 工序分散原則工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。⑵ 工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生10產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%蘇打及809c?:0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg203.4.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。⑵ 工序分散的特點工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。3.4.3 加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：⑴ 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。⑵ 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。⑶ 精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。3.4.4 加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂二個加工工藝路線方案。4.5.1 工藝路線方案一10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 鉆 2-φ 7 孔、攻 2-M6 孔1270 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 檢驗入庫4.5.2 工藝路線方案二10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔70 車 ?62H8 和 ?62H9 孔80 鉆 2-φ 7 孔、攻 2-M6 孔90 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔100 去毛刺110 檢驗入庫因孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難； 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 鉆 2-φ 7 孔、攻 2-M6 孔70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 檢驗入庫3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件的鍛造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產類型為中批量生產，采用鑄造毛坯。3.5.1 毛坯的結構工藝要求零件為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求：⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。⑶ 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。⑷ 鑄造件的整體結構應力求簡單。⑸ 工藝基準以設計基準相一致。⑹ 便于裝夾、加工和檢查。⑺ 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類3.5.2 零件的偏差計算⑴ 下端面的偏差及加工余量計算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：14粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m?精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30：粗銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 40：粗銑 Φ22 凸臺端面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 50：半精銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pam5.1?16每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取fa銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 60：鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔機床：Z525 刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418Φ10H7 孔先鉆 Φ9.5 孔，然后鉸孔至 Φ10切削深度 ：pa.75m?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-53，取V sV6機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n，取100.3687.9/min145vnrd????in/70r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.1495.36/dVms?????被切削層長度 ：lm60刀具切入長度 ：1式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~(21 ???????刀具切出長度 ： 取l4l3走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.0703.45618?????fnLj工序 70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔鉆孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：進給量 ,394.2?rmf/6.0~5?切削速度 ， ；由式 1.5 得，smvc/37.0?d35?機床主軸轉速 ，取min/.0714.601rvn??? in/2r由式 1.6 得，實際切削速度 sdnc /36.253????被切削層長度： L60?刀具切入長度： 式（1.10）ctgtgkDlr 102)~1(21 ????刀具切出長度： 取 m4l3?根據(jù)資料[5]《機械制造工藝學》表 可得 4?式（1.11）snflLTj 08.26/5.0121?????擴孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取 ， rmf/2.1?，切削深度 ， ；smvc/35.0?mapd39?由式 1.5 得， ，取in/.1754.6010rvnc???? in/0由式 1.6 得， sc .2?L60?18由式 1.10 得， mctgctgkdDlr 3120359)2~1(21 ????????刀具切出長度： 取m4ml根據(jù)式 1.11 可得： snflLTj 7.160/2.13621??????鉸孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：604.2?； rmf/. svc/5.由式 1.5 得， ，取.3517.9/min48cnrd????in/20r?由式 1.6 得， .120.06cv s?，mL60? ctgtgkDlr 62103)~(21 ???????鉸圓柱孔時，由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：85.ml?根據(jù)式 1.11 可得： snflLTj 5.2360/2.181??????工序 80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔切削深度 ：pam2?進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，切削f m20深度為 。因此確定進給量2rf/7.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V in/18/3.sV?機床主軸轉速 ： ，取n01184.2/min3.9Vrd????i40r實際切削速度 ： ? 0.5/6ns工作臺每分鐘進給量 ：mf in2847.f???被切削層長度 ：l19刀具切入長度 ： mtgtgkarp .530)~2(????刀具切出長度 ： 取2lm5~3?l32?行程次數(shù) ：i1機動時間 ：2jt min97.0184.1921????mjfl工序 90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔切削深度 ：pa1m?進給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66。因fap此確定進給量 r/5.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V min/24/.0sV?機床主軸轉速 ： ，取n012463.7/min3.10Vrd????i6r實際切削速度 ： ? ./ns工作臺每分鐘進給量 ：mf in32645.f???被切削層長度 ：l19刀具切入長度 ： mtgtgkarp .30)~2(????刀具切出長度 ： 取2l53?l2?行程次數(shù) ：i1切削深度 ： 機動時 ：pam2jt min86.01324.51921????mjfl204 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔夾具設計4.1 車床夾具設計要求說明車床夾具主要用于車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個 T 形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。4.2 車床夾具的設計要點（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機床主軸的連接車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對于徑向尺寸 D＜140mm，或 D＜(2～3)d 的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖 1-a 所示。這種連接方式定心精度較高。2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。圖 1-b 所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按 H7/h6 或 H7/js6 與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按 H7/h6 或 H7/js6 裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖 1-c 所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖 1-d 所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有 0.05～0.1mm 的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐22面全部接觸，以使定心準確、剛度好。圖 1 車床夾具與機床主軸的連接過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊4.3 定位機構由零件圖分析車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個自由度，才可以達到加工要求。先設計夾具模型如下：選擇定位元件為：固定 V 型塊，活動 V 型塊，支撐板。支撐板限制了 X,Y,Z 方向的移動自由度，X,Y 方向的轉動自由度，支撐釘限制了 Z 方向的轉動自由度?？梢?，定位方案選擇合理。4.4 切削力及夾緊力的計算刀具：粗車毛坯為 HT200，可以選擇 YT15 硬質合金刀具—內孔車刀（鏜刀） 。依據(jù) ，根據(jù)表 1.3，車刀幾何形狀如表 12《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》表 12 車刀幾何形狀角度刀角名稱 符號 范圍 取值主偏角 kr 30～45 45副偏角 Kr? 10～15 15前角 0?5～10 10后角 0?5～8 5刃傾角 s?0 0倒棱前角 ol?-10～ -15 -10倒棱寬度 lb0.4［（0.3~0.8）f］ 1e0.4~0.8 0.5粗車切削力：查《切削用量簡明手冊》P37 表，得車削切削力計算公式：圓周分力 PpcKfaF75.09?徑向分力 cv3.1069.238軸向分力 Pf其中 ——切削深度 2.3mmf——進給量 0.16mmVc—切削速度 60m/min Kp—修正系數(shù) 1.08 所以切削時的各切削力= 566.8N =801.5N = 416.4N1cF2pF3fF精車切削力：——背吃刀量 0.5mmpaf——每轉進給量 0.13mmVc—切削速度 38m/min Kp—修正系數(shù) 1.08所以切削時的各切削力= 105.45N = 57.23N = 97.96N1cF2pF3fF螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?其中： 假設擰緊螺旋力80()Lm?)(N螺旋夾緊力： 4.()WN24該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：圖 4.1 移動壓板受力簡圖由表 得：原動力計算公式 261?001KLWl???即： 0478.23.932.75()KWLNl?? ???由上述計算易得： K??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。4.5 夾緊機構選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下：1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；2. 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。3. 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。4. 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。4.6 零件的車床夾具的加工誤差分析工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 、夾具D?誤差 、夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響。J?A?G?如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：（1）定位誤差 D由于 C 面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差 為零。工件在夾具上B定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差 為零。因此，尺寸的定位誤Y?差 等于零。D?（2）夾具誤差 J?夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面 C 的平行度誤差是 0.01.（3）安裝誤差 A因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。（4）加工方法誤差 G?如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取= /3=0.05/3=0.017mmG?K?零件的車床夾具總加工誤差是： 2A2JDG????062.17.0.?精度儲備： 238.6.5.0??CJ故此方案可行。4.7 確定夾具體結構尺寸和總體結構夾具體設計的基本要求（1）應有適當?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、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應有適當?shù)奈恢镁取?6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生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。（3）應有良好的結構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應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生不多的情況，可適當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生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。（5）在機床上的安裝應穩(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表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。4.8 零件的車床專用夾具簡單使用說明（1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。28總 結課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。致 謝這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻[1] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手30冊[M]，上海：上海科學技術出版社，1980。[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1995。[3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1991。[4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］ 。北京出版社，1996。[5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］ 。上?？茖W技術出版社，2544。[6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］ ?；瘜W工業(yè)出版社，2544。[7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。[8] [周永強，高等學校課程設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。[9] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。[10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］ 。上?？茖W技術出版社，2542。[11] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上?？茖W技術出版社，1984。 [12] 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