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1、- 本科課程論文 題 目 扇形板加工工藝夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 工程 專 業(yè) 機(jī) 年 級 學(xué) 號(hào) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 成 績 2014年6月5日 目錄 1扇形板的分析.......................................................................................................2 1

2、.1 扇形板的工藝分析..........................................................................................2 1.2 扇形板的工藝要求............................................................................................2 2選擇毛坯的制造方式,初確定毛坯形狀......................................................................

3、..3 3工藝規(guī)程設(shè)計(jì).......................................................................................................4 3.1 加工工藝過程..............................................................................................4 3.2 確定各外表加工方案..............................................................

4、.........................4 3.2.1 影響加工方法的因素..........................................................................4 3.2.2 加工方案的選擇.................................................................................4 3.3 確定定位基準(zhǔn).........................................................................

5、....................5 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇...................................................................................5 3.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則.................................................................................5 3.4 工藝路線的擬訂.......................................................................

6、.................6 3.4.1 工序的合理組合..............................................................................6 3.4.2 工序的集中與分散............................................................................6 3.4.3加工工藝路線方案的比擬................................................................7 3.5 扇形板的偏差

7、，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確實(shí)定............................8 3.5.1 毛坯的構(gòu)造工藝要求......................................................................8 3.5.2 扇形板的偏差計(jì)算.........................................................................8 3.6 選擇機(jī)床及對應(yīng)夾具、量具、刃具......................................................

8、....9 3.7 確定切削用量..................................................................................10 4夾具設(shè)計(jì)..........................................................................................................15 4.1 研究原始質(zhì)料........................................................................

9、..................15 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇......................................................................................15 4.3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算............................................................................15 4.4 誤差分析與計(jì)算........................................................................

10、..............16 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明....................................................................17 5參考文獻(xiàn)..........................................................................................................18 1.扇形板的分析 1.1 扇形板的工藝分析 扇形板零件尺寸比擬小，構(gòu)造形狀較復(fù)雜，加工孔和外表的精度要求較高，上下外表、圓弧外表都有粗糙度要求，精度要求較

11、高，此外還有孔要求加工，對精度要求也很高?？状植诙纫蠖际荝a1.6，所以都要求精加工。其小頭孔與下平面有平行度的公差要求,和孔有對稱度公差要求。 1.2扇形板的工藝要求 圖2.1 扇形板的零件圖 圖2.2 扇形板的零件實(shí)體圖 該零件需要切削加工的地方有5 個(gè)處：平面加工包括扇形板上端面、下端面；孔系加工包括；小孔φ8 和扇形板兩個(gè)外圓弧面的加工。不去除材料加工上下兩個(gè)外表。 (1)以平面為主有： ①扇形板上端面的粗、精銑加工，其粗糙度要Ra=6.3；下端面的粗、精銑加工，其粗糙度要Ra=3.2； ②扇形板R48 弧面采用數(shù)控機(jī)床加工，其粗糙度要Ra=3.2。 (2)孔系加工有

12、： ①孔的鉆、鉸加工，并且進(jìn)展倒角1*45°。其外表粗糙度為Ra=1.6； ②φ8 孔鉆、鉸加工，其外表粗糙度要求Ra =1.6；并且與下端面的平行度要求為0.08μm，與的對稱度為0.1μm。 扇形板毛坯的選擇用鑄造，因?yàn)樯a(chǎn)率較高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在3.5-4mm，構(gòu)造細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。于是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對扇形板零件的構(gòu)造、加工精度和主要加工外表進(jìn)展了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。 2選擇毛坯的制造方式,初確定毛坯形狀 本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復(fù)雜

13、程度及加工外表與非加工外表的技術(shù)要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。根據(jù)"機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊"〔機(jī)械工業(yè)出版、工業(yè)大學(xué)益編〕零件材料為HT250 鋼，采用金屬型鑄造，精度可到達(dá)3.2—10，因此毛坯的加工余量比擬小。 3.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該扇形板零件的主要加工外表是平面、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，對于扇形板來說，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(guān)系以及槽的各尺寸精度。由上面的分析得知：扇形板的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是

14、很高。 3.2 確定各外表加工方案 3.2.1 影響加工方法的因素 (1)要考慮加工外表的精度和外表質(zhì)量要求，根據(jù)各加工外表的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 (2)根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。 (3)要考慮被加工材料的性質(zhì)。 (4)要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改良現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 (5)此外，還要考慮一些其它因素，如加工外表物理機(jī)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(gè)零件主要外表的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加

15、工方法，如加工*一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，外表粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 (1)平面的加工方案為：粗銑——精銑〔IT 7 ～ IT 9〕，粗糙度為 Ra6.3～1.6，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。故上下端面可用粗銑——精銑。 (2)孔的外表粗糙度要求為1.6，則選擇孔的加方案序?yàn)椋恒@—鉸—精鉸。并且進(jìn)展倒角1*45°。 (3)小孔φ8外表粗糙的要度求為Ra =1.6，并且其孔徑較小，所以選擇加工的方法是鉆—鉸—精鉸。 (4) R48 圓弧面的加工方法：采

16、用數(shù)控機(jī)床進(jìn)展加工。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： (1)粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工外表為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上外表上有好幾個(gè)不需加工的外表，則應(yīng)選擇其中與加工外表的相互位置精度要求較高的外表作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 (2)選擇加工余量要求均勻的重要外表作為粗基準(zhǔn)。 (3)應(yīng)選擇加工余量最小的外表作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 (4)應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的外表作為粗基準(zhǔn)，以保證定位 準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的外表不宜選作粗基準(zhǔn)

17、，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 (5)便于裝夾原則。 (6)保證不加工外表位置準(zhǔn)確原則。 (7)粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證扇形板在整個(gè)加工過程中根本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從扇形板零件圖分析可知，主要是選擇加工扇形板上下底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。故這里選用扇形板的下端面做為粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 (1)基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以防止定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 (2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各外表間的位置精度，防止基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所

18、帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比擬統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。 (3)互為基準(zhǔn)的原則。當(dāng)兩個(gè)外表位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。 (4)自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工外表本身作為精基準(zhǔn)。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高，尺寸較大的外表為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證扇形板在整個(gè)加工過程中根本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從扇形板零件圖分析可知，它的上端面與，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限

19、制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩銷定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中根本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求，所以再在分度盤上加上一個(gè)定位銷，這樣零件的六個(gè)自由度就都限制好了。 綜上所述，選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾方便。 3.4 工藝路線的擬定 對于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。扇形板的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗加工扇形板上下端面，再精加工上下端面。后續(xù)工序安排都應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔等原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的構(gòu)造特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具

20、體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的根本原則： (1)工序分散原則 工序容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 (2)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(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)外表易于保證這些外表間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使本錢增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一

21、般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。構(gòu)造簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)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。 (1)工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)外表易于保證這些外表間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使本錢

22、增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 (2)工序分散的特點(diǎn) 工序容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)展綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。構(gòu)造簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 3.4.3 加工工藝路線方案確實(shí)定 在保證零件尺寸公差、形位公差及外表粗糙

23、度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可 以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)本錢， 加工工藝路線方案見下； 工序1：鑄造毛坯。 工序2：粗銑零件的上端面，以下端面為粗基準(zhǔn)。 工序3：粗銑零件的下端面，以上端面為粗基準(zhǔn)。 工序4：精銑零件的上端面，以下端面為精基準(zhǔn)。 工序5：精銑零件的下端面，以上端面為精基準(zhǔn)。 工序6：對孔空進(jìn)展鉆—擴(kuò)—鉸—精鉸。以下端面為基準(zhǔn)。 工序7：孔進(jìn)展倒角1*45°，以上、下端面為基準(zhǔn)。 工序8：對φ8 孔空進(jìn)展鉆—鉸—精鉸。孔和下端面為基準(zhǔn)。 工序9：用數(shù)控機(jī)床加工R48 外圓弧，以下端面和孔為基準(zhǔn)。 工序10：清洗外表。

24、 工序11：剔除毛刺。 工序12：終檢。 3.5 扇形板的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確實(shí)定 扇形板的毛胚采用的是HT150 制造,其材料是HT150〔最小抗拉強(qiáng)度150〕, 生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的構(gòu)造工藝要求 扇形板為鑄造件，對毛坯的構(gòu)造工藝性有一定要求： (1)由于鑄造件尺寸精度較高和外表粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件配合的外表才需要進(jìn)展機(jī)械加工，其外表均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工外表。 (2)工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 (3)便于裝夾、加工和檢查。 (4)構(gòu)造要求統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)展加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性

25、。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，降低加工本錢，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造本錢。因此，毛坯的種類形狀及尺寸確實(shí)定一定要考慮零件本錢的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類、形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 扇形板的偏差計(jì)算 (1)扇形板上下端面的偏差及加工余量計(jì)算 上下端面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由機(jī)械余量加工手冊知，其單邊余量值規(guī)定為1.5—2.0mm，現(xiàn)取1.5mm?？芍浯帚姇r(shí)精度等級為IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取-0.25m

26、m 精銑：由機(jī)械余量加工手冊知，其單邊余量值規(guī)定為0.7mm。鑄造毛坯的根本尺寸為32mm，由機(jī)械余量加工手冊知鍛件復(fù)雜系數(shù)S2 ，重0.608kg，則鍛件偏差為 毛坯的名義尺寸為：32+〔1.5+0.7〕×2=36.4mm 毛坯最小尺寸為：36.4-0.5=35.9mm 毛坯最大尺寸為：36.4+1.1=37.5mm 粗銑后最大尺寸為：32+0.7×2=33.4mm 粗銑后最小尺寸為：33.4-0.25=33.15mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸一樣，且保證各個(gè)尺寸精度。 (2)孔的偏差及加工余量計(jì)算 該孔精度要求為IT7，換算為φ22H7，由考參考文獻(xiàn)2知確定工序尺寸及余量為

27、： 鉆孔：φ20mm 2Z=20mm 擴(kuò)孔:φ21.80mm 2Z=1.8mm〔Z 為單邊余量〕 粗鉸:φ21.94mm 2Z=0.14mm〔Z 為單邊余量〕 精鉸:mm ，即φ22H7 2Z=0.06mm〔Z 為單邊余量〕 該孔就可到達(dá)精度要求。 (3)φ 8 孔孔的偏差及加工余量計(jì)算 該孔精度設(shè)為為IT7，由考參考文獻(xiàn)1 知確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：φ7.8mm 粗?jǐn)U：φ7.96mm 2Z=0.16mm〔Z 為單邊余量〕 精鉸：φ8H7mm 2Z=0.04mm〔Z 為單邊余量〕 該孔就可到達(dá)精度要求。 (4)外圓弧外表沿軸線長度加工余量及公差

28、。 由機(jī)械余量加工手冊知鍛件復(fù)雜系數(shù)S1，重1.25kg，則鍛件偏差為。長度方向的余量由機(jī)械余量加工手冊其余量規(guī)定值是2.0 ～ 2.5mm 現(xiàn)取2.0mm。 3.6選擇機(jī)床及對應(yīng)夾具、量具、刃具 選擇機(jī)床： 〔1〕工序2、3、4、5 是銑削加工，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，根據(jù)工件尺寸選用*5020A 立式銑床?！矙C(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)表5-5〕 〔2〕工序8,9是鉆——鉸----精鉸加工，根據(jù)工件尺寸可以選用立式鉆床Z5125A?！矙C(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)表5-6〕 選擇夾具： 由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為10 萬/年，為大批大量生產(chǎn)，故均采用專用夾具； 選擇量具：

29、 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件外表的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考本書有關(guān)資料，選擇如下。 〔1〕選擇加工工藝孔量具。Φ8H7 工藝孔經(jīng)鉆孔、擴(kuò)、精鉸三次加工鉆孔至φ7.8mm，粗餃至φ7.96mm，精鉸至φ8H7mm。工藝孔經(jīng)鉆孔、擴(kuò)、鉸、精鉸四次加工鉆孔至φ20mm ，擴(kuò)孔至φ21.8mm，粗鉸至φ21.94mm，精鉸至φ22H7 mm。選擇測量圍0mm-60mm 的徑千分尺即可。 〔2〕選擇測量弧面至支承孔軸線及兩端面間距離的量具。由毛坯及零件圖分析可知，選用測量圍0mm-100mm 的游標(biāo)卡尺即可。 選擇刃具〔表5-14 到表5-26〕 〔1〕銑削兩

30、端面時(shí)，選用鑲齒套式面銑刀，直徑D=Φ50mm 〔2〕鉆孔孔時(shí)選用直柄短麻花鉆，直徑D=Φ20mm 〔3〕擴(kuò)孔φ21.8mm 時(shí)，選擇φ21.8mm錐柄擴(kuò)孔鉆。 〔4〕鉸孔φ21.94mm 時(shí)，選擇φ21.94mm，精度等級為H7 級的直柄機(jī)用鉸刀。 〔5〕鉸孔φ22mm 時(shí)，選擇φ22mm，精度等級為H7 級的直柄機(jī)用鉸刀 〔3〕鉆孔φ7.8mm 時(shí)，選用直柄短麻花鉆，直徑φ7.8mm。 〔4〕鉸孔φ7.96mm 時(shí)，選擇φ8mm，精度等級為H7 級的直柄機(jī)用鉸刀。 〔5〕鉸孔φ8mm 時(shí)，選擇φ8mm，精度等級為H7 級的直柄機(jī)用鉸刀。 3.7 確定切削用量 工序2 粗銑

31、上端面 〔1〕確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時(shí)，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作行程完成，所以粗銑底面A 的加工余量為 1.5mm，選擇背吃刀量ap = 1.5 。 b．確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.05mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72，選擇切削速度 Vc=70.2m / min 〔2〕確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械加工工藝手冊"表9.4-6，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，由表9.4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=

32、1000v/(πd)=1000*70.2/(3.14*60)=373.32 / min 工序3 粗銑下端面 a．確定背吃刀量 粗銑時(shí)，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作 行程完成，所以粗銑底面A 的加工余量為 1.5mm，選擇背吃刀量ap = 1.5 。 b．確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.05mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72，選擇切削速度 Vc 70.2m / min 〔2〕確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械加工工藝手冊"表9.4-6，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，

33、由表9.4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n n=1000v/(πd)=1000*70.2/(3.14*60)=373.32 r/ min 工序4 精銑上端面 〔1〕確定切削用量 a．確定背吃刀量 精銑時(shí)一般為0.1~1mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。 b．確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.12mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72，選擇切削速度。Vc= 49m /min 〔2〕確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)

34、械加工工藝手冊"表9.4-6，取磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，由表9。4-7 查 得刀具的耐用度T =180min 。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n n=1000v/(πd)=1000*49/(3.14*60)=210.6r/ min 工序5 精銑下端面 〔1〕確定切削用量 a．確定背吃刀量 精銑時(shí)一般為0.1~1mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。 b．確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.08mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-72 ，選擇切削速度。Vc= 57.6m /

35、 min 〔2〕確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械加工工藝手冊"表9.4-6，取磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，由表9。4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/(πd)=1000*57.6/(3.14*60)=305.75r / min 工序8 鉆、擴(kuò)、鉸孔 工步1 鉆孔 〔1〕確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為20mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=20mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-64，〔HT150 硬度為硬度為170HBS〕選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/r c

36、. 確定切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s 〔2〕確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度 T=100min。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n n=60000v/(πd)=60000*0.45/(3.14*20)=429.94 r/ min 工步2：擴(kuò)孔 a. 確定背吃刀量 因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為1.8mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=1.8mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-67，〔HT150 硬度為170HBS〕選擇進(jìn)給量f 為0

37、.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s 〔2〕確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n n=60000v/(πd)=60000*0.45/(3.14*21.8)=394.44 r/ min 工步3：粗餃孔； a. 確定背吃刀量 因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.14mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=0.14mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-64，〔HT150 硬度為170

38、HBS〕選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s 〔2〕確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=60000v/(πd)=60000*0.45/(3.14*21.94)=391.92 r/ min 工步4：精餃孔； a. 確定背吃刀量 因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.06mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=0.06mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-64，〔H

39、T150 硬度為170HBS〕選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s 〔2〕確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=60000v/(πd)=60000*0.45/(3.14*22)=390.85 r/ min 工序9鉆、擴(kuò)、鉸φ8孔 工步1 鉆孔 〔1〕確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為7.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=7.8mm。 b.

40、確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-64，〔HT150 硬度為硬度為170HBS〕選擇進(jìn)給量f 為0.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s 〔2〕確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度 T=100min。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n n=60000v/(πd)=60000*0.45/(3.14*7.8)=1102.4 r/ min 工步2：擴(kuò)孔 a. 確定背吃刀量 因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.16mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀

41、量a=0.16mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-67，〔HT150 硬度為170HBS〕選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s 〔2〕確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n n=60000v/(πd)=60000*0.45/(3.14*7.96)=1080.24 r/ min 工步3：精餃孔； a. 確定背吃刀量 因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.04mm。一次

42、工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=0.04mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-64，〔HT150 硬度為170HBS〕選擇進(jìn)給量f 為0.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s 〔2〕確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)"機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)"表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 〔3〕確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=60000v/(πd)=60000*0.45/(3.14*8)=1074.84 r/ min 4.φ22孔夾具設(shè)計(jì) 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用

43、來鉆φ22的孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：上下端面進(jìn)展了粗、精銑加工，上下圓弧面進(jìn)展了加工。因此，定位、夾緊方案為：即一面、心軸和銷定位，夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上夾緊。圖中對孔的的加工有位置公差要求，所以我們選擇底平面、孔和銷為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模模具，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5個(gè)自由度，用削限制一個(gè)自由度，保證了6 個(gè)自由度都得到限制。利用分度盤轉(zhuǎn)到，可以加工出3 個(gè)空。 4.3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用

44、：臺(tái)式鉆床Z4006A，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表1?2?7可得： 鉆削力公式：Ff=210D2f0.8 Kp 式中D=7.8mm ，f=0.2mm/r 查表1? 2 ? 8得：Kp=(HB/190) 0.6 其中：HB=229 則Kp=1.118 即：Ff=3942.4〔N) 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表1?2?12得： Wk=FK/(μ1+μ2) 有：μ1 = 0.7,μ2= 0.16 平安系數(shù)K 可按下式計(jì)算有：K =K0K1K2K3K4K5K6 式中：K0~K6為各種因素的平安系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表1?2?1 可得： K

45、=1.2×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0= 1.56 所以Wa=K*F=880.7*1.56=1373.892(N) 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具構(gòu)造簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取K =1.56，μ1 = 0.7，μ2 = 0.16 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26 可知壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： W0=QL/［γ＇tg ?１+γ２tg(α+ ?２)］ 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： γ＇＝６．２２　rz＝２．７６　 ?１＝９０ｏ?２＝９ｏ５０＇　α＝２ｏ２９＇ 其中：L=32mm Q = 80(N ) 螺旋夾

46、緊力：W0 =4952.32(N) 由上述計(jì)算易得： Wo >>Wk因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為1.6。由參考文獻(xiàn)[5]可得： (1)圓柱位銷的定位誤差：由于是孔的誤差引起取Δ=0.03mm (2)夾緊誤差：Δj.j=(yma*-ymin)cosα 其中接觸變形位移值： Δy=(kRazRaz+kHB/HB+c1)(Nz/19.62l)n 查[5]表1～2～15 有kRaz=0.004, kHB=0.0016, c1=0.412, n=0.7 。 Δj.j=Δycosα=0.0028mm

47、(3)磨損造成的加工誤差：Δj.M通常不超過0.005mm (4)夾具相對刀具位置誤差：ΔD.A取0.01mm (5)分度誤差 1. 直線分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知Smin=S-(δ+*1+*2+e 〕 Sma*=S+(δ+*1+*2+e〕所以ΔF=2(δ+*1+*2+e〕 2.回轉(zhuǎn)分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知Δa=4artcg[(Δf/4+2*3)/4R] 誤差總和：0.070mm 滿足要求。 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以端面、一孔、一銷為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位，采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件，該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。擰緊開口墊

48、圈旁的螺母，可以使工件與分度機(jī)構(gòu)貼緊，擰緊另一個(gè)螺母整個(gè)裝配體就夾緊了，這樣就可以開動(dòng)機(jī)床進(jìn)展第一個(gè)孔的加工，先鉆孔然后換刀具進(jìn)展鉸孔，這樣一個(gè)孔就加工好了，旋轉(zhuǎn)螺套，使分度盤與加具體之間有空隙，這樣拔出對位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤，旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)孔，松開對位銷反轉(zhuǎn)螺套直到不能再轉(zhuǎn)，這樣就可以進(jìn)展加工第二個(gè)孔，用同樣的方法加工第三個(gè)孔，加工完后，松開開口墊圈旁的螺母，開口墊圈取下，換上下一個(gè)工件，如此往復(fù)進(jìn)展。此次設(shè)計(jì)是對扇形板零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄造，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的

49、對于加工φ8孔工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，方便且能滿足要求。 4.φ8孔夾具設(shè)計(jì) 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆圓周面上3 個(gè)φ8 的孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：上下端面進(jìn)展了粗、精銑加工，孔進(jìn)展了粗、半精、精鏜加工。因此，定位、夾緊方案為：即一面、心軸和銷定位，夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上夾緊。圖中對孔的的加工有位置公差要求，所以我們選擇底平面、孔和銷為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模模具

50、，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5個(gè)自由度，用削限制一個(gè)自由度，保證了6 個(gè)自由度都得到限制。利用分度盤轉(zhuǎn)到，可以加工出3 個(gè)空。 4.3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：臺(tái)式鉆床Z4006A，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表1?2?7可得： 鉆削力公式：Ff=210D2f0.8 Kp 式中D=7.8mm ，f=0.2mm/r 查表1? 2 ? 8得：Kp=(HB/190) 0.6 其中：HB=229 則Kp=1.118 即：Ff=3942.4〔N) 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表1?2?12得： Wk=FK/(μ1+μ2

51、) 有：μ1 = 0.7,μ2= 0.16 平安系數(shù)K 可按下式計(jì)算有：K =K0K1K2K3K4K5K6 式中：K0~K6為各種因素的平安系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表1?2?1 可得： K =1.2×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0= 1.56 所以Wa=K*F=880.7*1.56=1373.892(N) 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具構(gòu)造簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取K =1.56，μ1 = 0.7，μ2 = 0.16 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26 可知壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： W0=QL/［γ＇tg ?１+γ

52、２tg(α+ ?２)］ 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： γ＇＝６．２２　rz＝２．７６　 ?１＝９０ｏ?２＝９ｏ５０＇　α＝２ｏ２９＇ 其中：L=32mm Q = 80(N ) 螺旋夾緊力：W0 =4952.32(N) 由上述計(jì)算易得： Wo >>Wk因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為1.6。由參考文獻(xiàn)[5]可得： (1)圓柱位銷的定位誤差：由于是孔的誤差引起取Δ=0.03mm (2)夾緊誤差：Δj.j=(yma*-ymin)cosα 其中接觸變形位移值： Δy=(kRazRaz+kHB/

53、HB+c1)(Nz/19.62l)n 查[5]表1～2～15 有kRaz=0.004, kHB=0.0016, c1=0.412, n=0.7 。 Δj.j=Δycosα=0.0028mm (3)磨損造成的加工誤差：Δj.M通常不超過0.005mm (4)夾具相對刀具位置誤差：ΔD.A取0.01mm (5)分度誤差 1. 直線分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知Smin=S-(δ+*1+*2+e 〕 Sma*=S+(δ+*1+*2+e〕所以ΔF=2(δ+*1+*2+e〕 2.回轉(zhuǎn)分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知Δa=4artcg[(Δf/4+2*3)/4R] 誤差總和：0.070mm 滿足要求

54、。 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以端面、一孔、一銷為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位，采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件，該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。擰緊開口墊圈旁的螺母，可以使工件與分度機(jī)構(gòu)貼緊，擰緊另一個(gè)螺母整個(gè)裝配體就夾緊了，這樣就可以開動(dòng)機(jī)床進(jìn)展第一個(gè)孔的加工，先鉆孔然后換刀具進(jìn)展鉸孔，這樣一個(gè)孔就加工好了，旋轉(zhuǎn)螺套，使分度盤與加具體之間有空隙，這樣拔出對位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤，旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)孔，松開對位銷反轉(zhuǎn)螺套直到不能再轉(zhuǎn)，這樣就可以進(jìn)展加工第二個(gè)孔，用同樣的方法加工第三個(gè)孔，加工完后，松開開口墊圈旁的螺母，開口墊圈取下，換上下一個(gè)工件，如此往復(fù)進(jìn)展

55、。此次設(shè)計(jì)是對扇形板零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄造，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對于加工φ8孔工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，方便且能滿足要求。 5 參考文獻(xiàn) [1] 呂明，機(jī)械制造技術(shù)根底，理工大學(xué)，2010. [2] 柯建宏，機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)，2008. [9]王伯平，互換性與技術(shù)測量，機(jī)械工業(yè)，2012. . z.