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機械加工工藝卡片
產品型號
零件圖號
共 2 頁
產品名稱
零件名稱
半 軸
第 1 頁
材
料
毛坯種類
鍛件
牌 號
40
每一鍛件制品數(shù)
1
技術要求
毛 重
文件編號
狀 態(tài)
退 火
尺寸規(guī)格
凈 重
件
臺
件
批
工
序
號
工序名稱
工 序 內 容
車
間
小
組
設 備
工 藝 裝 備
工 時
夾 輔 具
刀 具
量 具
準終
單件
00
下料
保證尺寸要求
鋸床
游標卡尺
10
鍛造
清砂處理
20
熱處理
正火處理
30
車
車平面,車兩端中心孔
C620-1
硬質合金車刀
游標卡尺
40
車
粗車兩端外圓
C620-1
硬質合金車刀
游標卡尺
50
熱處理
調質處理
箱式爐
專用夾具
60
車
車兩端工藝凸臺及半其外圓
C620-1
專用夾具
硬質合金車刀
游標卡尺
70
車
半精車各外圓
M1331
專用夾具
游標卡尺
80
車
車螺紋M30
C620-1
專用夾具
硬質合金車刀
游標卡尺
90
磨
精磨φ34外圓
磨床
專用夾具
游標卡尺
10
銑
銑Φ45端尺寸42的平臺達到圖紙要求
銑床
專用夾具
錯齒三面刃銑刀
游標卡尺
11
鉆
鉆2-Φ6孔
鉆床
專用夾具
φ6麻花鉆
游標卡尺
12
銑
銑去兩端工藝凸臺
C620-1
專用夾具
錯齒三面刃銑刀
游標卡尺
13
鉗
去除銳邊毛剌
專用夾具
什錦銼
游標卡尺
14
檢驗入庫
嚴格按照圖紙要求進行檢測
工作臺
游標卡尺
編 制
校 對
審 核
會 簽
描 圖
更改
處數(shù)
文件號
簽字
日期
更改
處數(shù)
文件號
簽字
日期
課程設計說明書
題目：連桿螺釘工藝及其夾具設計
?！ I(yè)： 機械制造與設計及其自動化
班 級： 機制 班
姓 名：
學 號：
指導老師：
目 錄
一.零件的分析
1.零件的作用…………………………………………………1
2.零件的工藝分析……………………………………………1
二.工藝規(guī)程設計………………………………………………1
1.確定毛坯的制造形式………………………………………1
2.基準的選擇…………………………………………………1
3.工藝路線的制定……………………………………………2
4.機械加工余量的確定………………………………………3
5.加工余量的確定……………………………………………4
6.確定切削用量及基本工時 ………………………………20
三.夾具設計……………………………………………………21
四.設計體會……………………………………………………23
五.參考資料……………………………………………………24
六.致謝…………………………………………………………24
一 零件的分析
零件的工藝分析:
連接螺釘共有3組加工表面，它們之間有一定的位置要求，具體分述如下：
1.以Φ45和Φ34為中心的加工表面。這一組加工表面包括：
所有外圓及倒角、退刀槽、兩端面。
2.以Φ45為中心的加工表面。主要包括：Φ45上的削邊。
3. M30×2-6g加工表面。主要包括： 2-Φ6孔。
這3組加工表面之間有著一定的位置要求，具體如下：
Φ45外圓側面與Φ34有垂直度要求跳動0.015mm，M30×2-6g螺紋與Φ34跳動公差為0.04mm；
Φ34圓度與圓柱度公差為008mm
由以上分析可知，對于這3組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后再加工其他兩組表面，并保證它們之間的位置精度要求。
二.工藝規(guī)程設計
(一).確定毛坯的制造形式
根據(jù)零件的工作情況，零件的材料為40Cr， 要承受較大的循環(huán)載荷、沖擊載荷等，所以毛坯形式采用鍛件，其晶粒細小，較均勻、致密，可以保證零件的工作可靠，由于零件為中批生產，為了提高生產率，保證加工質量，故采用模鍛成型。
(二).基準的選擇
粗基準的選擇。由于該零件為普通的軸類零件，故選外圓為粗基準。
精基準的選擇，選軸前端的圓錐孔和后端孔倒角作為精基準。
(三).工藝路線的制訂
制定工藝路線的出發(fā)點，應使零件的幾何形狀精度、 尺寸精度、位置精度等技術要求得到保證。 在生產綱領成批生產的條件下， 可以考慮采用通用機床和專用夾具盡量使工序集中而提高生產率，除此還應考慮，經濟效果使成本最低。
1. 工藝路線方案一：
工序一： 下料
工序二： 鍛造
工序三： 熱處理 （正火）
工序四： 車端面，鉆中心孔
工序五： 半精車Φ45、Φ30、Φ34外圓及其倒角
工序六： 銑前端42的平臺達到圖紙要求
工序七： 鉆2-Φ6孔
工序八： 精車Φ34外圓
工序九： 粗磨外圓Φ34
工序十： 車螺紋M30
工序十一： 精磨外圓Φ34至圖紙要求
工序十二： 鉗工
工序十三：檢驗
2. 工藝方案路線二
工序一： 下料
工序二： 鍛造
工序三：熱處理 （正火）
工序四：車平面，車兩端中心孔
工序五：粗車兩端外圓
工序六：熱處理（調質）
工序七：車兩端工藝凸臺及半其外圓
工序八：半精車各外圓
工序九：車螺紋M30
工序十：精磨φ34外圓
工序十一：銑Φ45端尺寸42的平臺達到圖紙要求
工序十二：鉆2-Φ6孔
工序十三：銑去兩端工藝凸臺
工序十四：鉗工，去除銳邊毛剌
工序十五：檢驗
經分析比較，方案一比方案二多增加了一道工序熱處理，并且增加了工藝零件兩端的凸臺，方案二更容易保證零件圖的尺寸要求，故采用方案二。
(四).機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
該零件的材料為40Cr，硬度為HB220--250， 生產類型為中批生產，
采用在鍛錘上合模模鍛生成毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，用查表法分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
為簡化模鍛毛坯的外形，取直徑為Φ30的各段的毛坯尺寸與Φ34相同。
1.毛坯直徑的確定，查《機械制造工藝手冊》以下簡稱《工藝手冊》表1-27
名義直徑（mm） 表面加工方法 直徑余量（mm）
Φ45
粗車 2.6
半精車 0.5
精車 0.3
Φ34
粗車 2.2
半精車 0.45
精車 0.3
粗磨 0.1
精磨 0.06
毛坯直徑的確定：
工件直徑Φ45，公差為0.015，機械加工總余量為：
2×(2.6+0.5+0.3) ＝2×3.4
∴毛坯尺寸為Φ51.8mm。
工件直徑Φ34，公差0.013，機械加工總余量：
2×(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) ＝2×3.11
∴毛坯尺寸為Φ40.22mm
∴取毛坯直徑為Φ52mm，Φ41mm。
2.毛坯長度L的確定：查《工藝手冊》表(1-52)可知
Φ45的長度方向的加工余量為2.0mm
∴L1=17mm
Φ34及以后的外圓長度方向的加工余量為3.25mm
∴L2＝178.25
∴總長L＝17+178.25=195.25mm，根據(jù)工藝需要兩端增加7mm的加工藝凸臺，因此毛坯總長度為210m
模鍛斜度為7°。查（《工藝手冊》表1-51）
3.毛坯過渡圓角的確定查（《工藝手冊》表1-51）
取L1段過渡到L2段的毛坯圓角半徑R＝5mm
∴毛坯的內圓角半徑取R＝5mm，外圓角半徑取2mm。
（五）.確定切削用量及基本工時
車端面，鉆中心孔，粗車各外圓工序（如未特別注明，本工序相關數(shù)據(jù)的出示《切削用量手冊》的車削用量選擇）
1. 車端面
（1）.加工條件
工作材料：40Cr鋼正火，σb＝0.735GPa，模鍛。
加工要求：車兩端面，打中心孔，粗車各外圓表面
機床：C620-1臥式車床
刀具：刀片材料YT15 ， 刀桿尺寸16×25mm Kr＝90°, r0＝10°,
α。＝12°, λs＝0°,rε＝1.0mm.
（2）.計算切削用量
a.粗車Φ45端面，用計算法
切削深度：加工總余量＝2.0mm，留余量0.5mm，單邊余量0.75mm，一次走刀，ap＝0.75mm
進給量：根據(jù)表4選f＝0.6-0.9mm/r。
按C620-1機床說明書選f=0.52mm/r表26
計算切削速度：見表21
根據(jù)表10，車刀耐用度t＝60min
V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv
式中Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20
Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv
其中Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5），
KTv＝1.0（表11），KKv＝1.24（表21-9），KMv＝0.637/σb
＝0.637/0.735＝0.87（表21-1）
∴v=（242/601-0.2×36000.2×0.750.15×0.520.35）×0.87×1.0×0.81
×0.8×1.0×1.24＝1.623m/s
確定機床主軸轉速：
ns＝1000v/πdw ＝1000×1.623/(3.14×45)＝5.38r/s（323r/min）
按C620-1機床說明書（表26），與323r/min相近的機床轉速為305r/min
及370r/min，現(xiàn)選nw＝370r/min，所以實際切削速度
V＝nW×dw×π/1000 ＝370×96×3.14/1000＝111.53r/min（1.86r/s）
切削工時《工藝手冊》表7-1：
T左＝L＋l1＋l2/n×f 式中L＝96/2＝48，l1＝4，l2＝0
∴T左＝48+4+0/0.52×370＝0.27min（16.2s）
T右＝L＋l1＋l2/n×f， 式中L＝96-72/2＝12，l1＝4，l2＝0
∴T右＝12+4+0/0.52×370＝0.083min（5s）
b.車Φ30端面：
切削深度： 加工總余量＝3.25mm，留余量0.5mm，單邊余量2.75mm，一次走刀，ap＝2.75mm
主軸轉速和進給量：
為了提高生產率，在不影響加工質量的情況下，取與車Φ45端面時的主軸轉速和進給量。即n＝370r/min，f＝0.52mm/r。所以實際切削速度:
V＝πdwns/1000＝3.14×72×370/1000＝83.65m/min（1.394m/s）
切削工時《工藝手冊》表7-1：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝72/2＝36，l1＝4，l2＝0
T＝36＋4＋0/0.52×370＝0.21min（12.6s）
2.車外圓
粗車Φ45外圓。要求校驗機床功率及進給強度
切削深度：單邊余量Z＝2.76mm，一次走刀。ap＝2.76mm，
進給量：查表4，f＝0.6-0.9mm/r。按機床說明書取f=0.6mm/r。
計算切削速度：按表21
V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv，式中Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20，Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv
其中Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5），
KTv＝1.0（表11），KKv＝1.0（表21-9），KMv＝0.637/σb
＝0.637/0.735＝0.87（表21-1）
V＝（242/601-0.2×36000.2×2.760.15×0.60.35）×0.87×1.0×0.81
×0.8×1.0×1.0＝1.03m/s（61.8m/min）
確定主軸轉速：
ns＝1000v/πdw ＝1000×61.8/3.14×30＝205.02r/min
按機床選取n＝230r/min，所以實際切削速度
V＝nW×dw×π/1000 ＝3.14×45×230/1000＝32.5m/min （1.94m/s）
校驗機床功率：
由表22中查得：Pm＝FzV×10-3KW,式中Fz可由表13查出，當
σb＝0.569-0.951GPa，ap＜2.0mm，f≤0.6mm/r，
V＜1.66m/s時，F(xiàn)z＝2350N，切削力Fz的修正系數(shù)為KKrFz＝0.89，
Kr0Fz＝1.0（表22-3）
故Fzc＝2350×0.89=2091.5N
∴Pmc＝ FzV×10-3＝2091.5×1.16×10-3＝2.43kw,按機床說明書，當n＝230r/min時，機床主軸允許功率PE＝5.9kw，因Pmc＜PE
故所選切削用量可在C620-1車床上進行。
校驗機床進給系統(tǒng)強度：根據(jù)C620-1機床說明書，其進給機構允許走刀力Fmax3530N,由表16，當σb＝0.669-0.794GPa，ap＜2.8mm，
f＜0.75mm/r，V＜1.66m/s，Kr＝90°時，走刀力Fxc＝760N。
切削時Fx的修正系數(shù)為Kr0Fx＝1.0，KλsFx＝1.0，KKrFx＝1.17（表22-3）
故實際走刀力為Fxc＝760×1.0×1.0×1.17＝889.2N，則所選
f＝0.6mm/r的進給量可用。
切削工時《工藝手冊》表7-1：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝35.5，l1＝4，l2＝3
∴T＝35.5+4+3/230×0.6＝0.31min（18.6s）
考慮到該零件臺階面較多，如若各臺階面都采用不同的轉速和不同的進給量，則效率不高，故在不影響加工質量的情況下， 粗車該軸時，采用主軸轉速230r/min，粗車進給量f＝0.6mm/r。
粗車Φ34外圓
切削深度：單邊余量2.59mm，一次走刀，ap＝2.59mm
進給量f=0.6mm/r
主軸轉速n=230r/min，所以實際切削速度
V＝nW×dw×π/1000=3.14×72×230/1000=52m/min（0.87m/s）
切削工時：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝400.5，l1＝4，l2＝0
∴T＝400.5+4/230×0.6=2.93min
粗車Φ30外圓
切削深度：單邊余量2mm，一次走刀，ap＝2mm
進給量f=0.6mm/r
主軸轉速n=230r/min，所以實際切削速度
V＝nW×dw×π/1000=3.14×66.82×230/1000
=48.26m/min（0.804m/s）
切削工時：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝45，l1＝4，l2＝0
∴T＝45+4/230×0.6=0.36min
半精車Φ34外圓
切削深度ap＝0.45mm
進給量：因表面粗糙度Ra=0.8，rε=1.0mm。為了保證質量，查表6，f=0.2～0.3mm，按機床說明書取f=0.25mm/r。
計算切削速度：根據(jù)表21
Vc=（Cv/601-mTmapXvfyv）×Kv， 式中Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2，m=0.2。
Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 。其中KMv=0.637/0.735=0.87，
Ktv=1.0，Kkrv=1.0，Ksv=0.8，KTv=1.0，KKv=1.0
∴Vc=（291/601-0.2×36000.2×0.450.15×0.250.35）×0.87×1.0
×1.0×0.8×1.0×1.0＝2.21m/s（132.6m/min）
確定主軸轉速：
ns＝1000v/πdw ＝1000×132.6/3.14×66.82＝632r/min
按機床選取n＝610r/min，所以實際切削速度
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×66.82×610/1000
＝127.99m/min （2.13m/s）
切削工時：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝60，l1＝4，l2＝0
∴T＝64+4+0/610×0.25＝0.446min（26.76s）
半精車Φ45
切削深度ap＝0.45mm
進給量與主軸轉速：與Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min
所以實際切削速度
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×46.5×370/1000
＝54m/min （0.9m/s）
切削工時：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝35，l1＝4，l2＝0
∴T＝35+4+0/370×0.55＝0.192min（11.5s）
半精車Φ30
切削深度ap＝0.45mm
進給量與主軸轉速：與Φ45相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min,
所以實際切削速度:
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×43.5×370/1000
＝50.54m/min （0.84m/s）
切削工時：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝45，l1＝4，l2＝0
∴T＝100+4+0/370×0.55＝0.51min（30.6s）
鉆Φ6（如未特別注明，本工序相關數(shù)據(jù)的出示《切削手冊》的孔加工削用量選擇）
鉆孔Φ6mm。要求校驗機床的功率和扭矩。
選擇鉆頭：選莫氏錐柄麻花鉆，其直徑d0=20mm，鉆頭幾何形狀（表1及表2）：雙錐修磨橫刃、棱帶，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，α0=10°，ψ=50°。
切削用量：
進給量：根據(jù)表5，當鋼的σb＜0.784GPa，d=20m 時，
f=0.35～0.43mm/r，按機床取f=0.43mm/r.
切削速度：根據(jù)表11，σb=0.735GPa的40Cr鋼加工性屬7類。由表10，當加工性為第7類，f≤0.49mm/r，雙橫刃磨的鉆頭，d0=20mm時，Vt=0.30m/s（18m/min），切削速度的修正系數(shù)：KTV=1.0（表10），
KCV=1.0（表23），Klv=1.0（表23），Ktv=1.0（表21-6）。故V=0.30
主軸轉速：n=1000V/πdw ＝1000×18/3.14×20＝286.6r/min
按機床說明書去取nW=400r/min，所以實際切削速度為：
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×6×400/1000
＝7.536m/min （0.45m/s）
校驗機床功率及扭矩：
根據(jù)表17，當f＜0.51mm/r，d0＜21mm時，Mt=76.81N·m。扭矩的修正系數(shù)KMM=1.11，KWM=1.0，故Mc=76.81×1.1=85.26N·m。根據(jù)鉆床說明書，當n=400r/min時，Mm=115.8N·m。據(jù)表19，當
σb=0.667～0.804GPa，d0=20mm，f＜0.38mm/r，V＜0.29m/s時，Pm=1.7Kw。根據(jù)鉆床說明書，PE=4.5×0.81=3.645Kw。由于Mc＜Mm，Pm＜PE，故選擇的切削用量可用。
粗精銑Φ45mm端削邊（如未特別注明，本工序相關數(shù)據(jù)的出示《切削手冊》的銑削用量選擇）
1.粗銑：
選擇銑刀：采用錯齒三面刃盤銑刀，齒數(shù)為18。耐用度T=7200s（表8）
機床：X62W銑床
切削用量：
進給量af：根據(jù)X62W銑床說明書（表24），其功率為7Kw。屬中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表3，af=0.08～0.15mm/z，現(xiàn)取af=0.15mm/z。
切削速度和每秒進給量vf：根據(jù)表9，當d=100mm，z=18，ap=12～40mm，ae1=4mm，
af＜0.18mm/z時，vt=0.35m/s，nt=1.13r/s，vft=1.40mm/r
各修正系數(shù)為KMv=KMn=KMvf=0.69，KSv=KSn=KSvf=0.8，KZv=KZn=0.9，KZvf=2.7
所以v=vt·Kv=0.35×0.69×0.8×0.9=0.17m/s
n=nt·Kn=1.13×0.69×0.8×0.9=0.56r/s
vf=vft·Kvf=1.40×0.69×0.8×2.7=2.087mm/r
根據(jù)機床取nc=0.625r/s，vfc=2.5mm/s，因此實際切削速度和每齒進給量為：
vc=πdnc=/1000=3.14×100×0.625/1000=0.196m/s
vfc=vfc/ncz=2.5/0.625×18=0.22mm/z
切削工時：
T＝L/vf，式中L＝l+y+Δ，l＝45，根據(jù)表19，y+Δ=23mm
∴T＝45+23/0.5＝0.746min（91s）
切槽3×2
1.選用刀具：W18Cr4V，幾何形狀：h1=20，h=25，H1=18，B=3r0=7°，α0=5°。車刀耐用度T=3600s（表10）
2.切削用量：
切削深度：ap=1.5mm
進給量：查《工藝手冊》表3-16，f=0.1～0.14mm/r
主軸轉速：為了縮短輔助時間，取主軸轉速n=460r/min，所以實際切削速度
v=ndπ/1000 ＝3.14×45×460/1000＝65m/min （1.1m/s）
切削工時：《工藝手冊》表7-1
T＝L/n×f，式中L＝d-d1/2+l1，l1＝4，L=45-42/2+4=5.5
∴T＝5.5/460×0.12＝0.10min（6s）
倒角：采用45°車刀，為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速n=460r/min，手動進給。
車螺紋:
切削速度：當公稱直徑D=30mm，螺距P=2，查《工藝手冊》表3-57及《切削手冊》表21，粗車螺紋的速度v=0.6m/s，并規(guī)定粗車螺紋時ap＝0.17，走刀次數(shù)i=4；精車螺紋的速度v=1.066m/s，精車時ap＝0.08，走刀次數(shù)i=2。
確定主軸轉速：
粗車螺紋時：
n1=1000v/πd=1000×0.6/3.14×30=4.25r/s（255r/min）
按機床取n=230r/min，實際切削速度：
v=πd·n/1000=3.14×30×230/1000=32.50m/min
精車螺紋時：
n2=1000v/πd=1000×1.066/3.14×30=7.54r/s（452.4r/min）
按機床取n=460r/min，實際切削速度：
v=πd·n/1000=3.14×30×460/1000=65m/min（1.08m/s）
切削工時：取切入長度l1=3mm，
粗車螺紋的工時：
t1=（l+l1/n·f）·i=（40+3/230×1.5）×4=0.41min（24.6s）
精車螺紋的工時：
t2=（l+l1/n·f）·i=（32+3/450×1.5）×2=0.10min（6s）
粗精磨外圓Φ34（本工序未特別注明，數(shù)據(jù)均出自《工藝手冊》）:
1.粗磨外圓Φ34：
選擇砂輪：見表3-91～97，表4-10，其結果為GB50ZR1A6P600×63×305。
切削用量：表4-11
n砂=1110r/min，v砂=3.14×600×1110/1000=2091.24m/min（34.854m/s）
軸向進給量fa=0.7B=0.7×63=44.1mm（雙行程）（P175）
工件速度vw=0.45m/s（表3-101）
徑向進給量fr=0.025mm/雙行程
切削工時：
t=2l·Zb·k/n·fB·f雙 ， 式中l(wèi)=64，Zb=0.1，k=1.1
∴t=2×64×0.1×1.1/1110×44.1×0.025=0.012min（0.72s）
精磨Φ34:
選擇砂輪：參照有關資料及《工藝手冊》表3-91～97。其結果為GB70R2A3P20×32×6
切削用量：
n砂=11000r/min，v砂=3.14×20×11000/1000=690.8m/min（11.5m/s）
軸向進給量fa=（0.25～0.7）B=（0.25～0.7）×32=8～22.4mm，取fa=20mm
工件速度vw=50m/min（表3-107）
徑向進給量fr=0.006mm/雙行程
切削工時：
t=2l·Zb·k/n·fB·f雙 ， 式中l(wèi)=20，Zb=0.06，k=1.1
∴t=2×20×0.06×1.1/11000×20×0.006=0.002min（0.12s）
銑直徑45mm端尺寸為42mm的平面：
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機床：X62w銑床。
查參考文獻[7]表30—34
刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻[7]表30—34，取。
由式2.1得機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[7]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
式（2.2）
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)參考文獻[9]切削工時：=249/(37.5×3)=2.21min
根據(jù)參考文獻[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時間
銑平臺的總工時： t=2.62min
銑φ45外圓削邊的夾具
（一） 問題的提出
本夾具要用于銑槽φ45外圓削邊，精度等級為IT12級，面粗糙度為6.3。本道工序只銑一次即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應首先考慮保證平面的各加工精度，如何提高生產效率，降低勞動強度。
（二） 夾具設計
對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通?？紤]以下幾點：
盡量選用可調整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產準備時間。
1 在成批生產時才考慮采用專用夾具，最好結構簡單可靠、制造容易。
2 裝卸零件要迅速方便，以減少機床的停機時間。
3 夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。
根據(jù)基準統(tǒng)一的原則,我采用設計基準來作為我們的定位基準,即采零件的φ34外圓作為定位基準．夾緊方式的確定,我考慮了各種各樣的方案,都覺得不理想.最后我選用了在V形塊與壓板的螺旋夾緊方法。.
定位基準的選擇:擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度。Φ34的外圓和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ34外圓和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具.
1． 切削力和夾緊力計算
（1）刀具： 高速鋼銑刀 φ160mm z=24
機床： x61W型萬能銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（2）夾緊力的計算
選用夾緊螺栓夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺栓： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺栓疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺栓的強度校核：螺釘?shù)脑S用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
夾具使用說明:
先用螺母上旋，把壓板移開，然后放上零件，再固定把零件靠在一端的擋板側面，最后把活動螺母旋進去通過壓板把零件壓在V形塊上面，把整個夾具放到機床工作臺上,用夾具體上的U形槽對準機床的T形槽.用螺栓和壓板把夾具體固定在機床上. 當加工零件時,把零件放到夾具體上,把零件固定在夾具上,.再通過旋轉螺母。夾緊零件.夾緊力的大小通過手工來調節(jié)。當零件在機床上加工完成后,再通過旋轉螺母使其與V形塊分開,再用手去輕輕移動壓板,使零件能從夾具體上拿下來,在用同樣的方法加工下一個零件.
銑工藝凸臺夾具:
工件的裝夾指的是工件的定位和夾緊。
工件的夾具中定位的任務是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。
工件位置的正確與否，用加工要求衡量。能滿足加工要求的為正確，不能滿足加工要求的為不正確。
一批工件逐個在夾具上定位時，各個工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求它們完全一致，但各個工件的位置變動時必須控制在加工要求所允許的范圍之內。
將工件定位后的位置固定下來，稱為夾緊。工件夾緊的任務是：使工件在切削力、離心力、慣性力和重力的作用下不離開已經占據(jù)的正確位置，以保證機械加工的正常進行。
夾緊機構:
根據(jù)該產品是批量生產，因此夾具的夾緊機構不用太過復雜，自動化程度也不能太高，采用螺旋壓板夾緊機構，采用M10螺栓作為夾具夾緊手柄。
夾緊力的計算:
根據(jù)理論力學的力平衡理論，夾緊摩擦力矩應與銑削力矩平衡，即M摩=M切。銑削力矩M切的計算和夾緊力的計算 (1)切削力的計算(C a吃刀量 f進給量 v切削速度 k修正系數(shù))
Fz=9.81Cafvk=9.81×180×0.2×4 ×10 ×（300/190）×0.55×1.8=1561.18N
Fy=9.81Cafvk=9.81×94×0.2 ×4 ×10 ×（300/190）×1.3×1.63=1795.36N
Fx=9.81Cafvk=9.81×54×0.2 ×4 ×10 ×（300/190）×1.1×0.7=1092.82N
故總的切削力F=【〔Fz_+ Fy + Fx 〕】開平方根=2618.27N
(2)夾緊力的計算
Fwk=KM/LF（Fwk實際夾緊力,M切削力矩,L壓板長度,F進給量）
=0.1 × 2618.27×20 /50×0.2=523.65N
在確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力。夾緊力（大型工件還應考慮重力，慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)。此夾具圖形如附圖．
操作的簡要說明
在設計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機構。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應設法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀龋棺畲笄邢魃疃冉档?，以降低切削力。
夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）
結構分析
按設計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導向元件再進一步考慮零件的裝卸，各部件結構單元的劃分，加工時操作的方便和結構工藝性的問題使整個夾具設計形成一個整體。
1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結構。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內腔掏空；為減少加工面，各部件的結合面處設置鑄件凸臺。
2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。
小結:
本次設計總體來說較為成功。在分析目前機械產品加工的特點、技術特點以及使用情況后，我們確定了設計這個課題。在設計過程中，我們特別注意吸收各種新的技術，新的設計方法，并將之盡量融入到我們的設計中，使機加工能夠達到一個較高的水平。同時我們自始至終貫徹使我的設計具有實用性、經濟性的要求，總體方案的設計及部件結構設計均以降低成本為目的，盡量采用新工藝、新技術，并結合我國實際情況，具有一定的可行性；機械設計保證了其功能良好、使用可靠、維護方便；零件結構設計選擇合理的毛坯型式和材料，保證具有良好的加工工藝性；結構設計中盡可能的采用標準件和通用件。
在設計中，我學到了很多很多，從開始的無從下手到后來的掌握，我明白了一個道理：做任何事情都不要畏懼，要敢于面對任何挑戰(zhàn)。通過這次設計，我將四年中學到的知識得到了一次綜合應用，使學到的知識結構得到科學組合，同時也從理論到實踐之間得到一次質的飛躍。只有這樣不斷的學習、實踐，我才能夠不斷的提高自己的專業(yè)水平，使得自己在平時的工作中能夠得心應手的解決所遇到的問題，即使偶爾遇到一些以前沒接觸出甚至根本就沒想到過的問題，我想只要我能夠一直堅持學下去，也會通過自己已有的工作經驗和理論知識在摸索中解決它的。
參 考 資 料
1.《機械制圖》 教材
2.《機械設計》 教材
3.《金屬切削原理》 教材
4.<<機械工程材料>> 教材
5.<<金屬工藝學>> 教材
6.<<機械制造工藝學>> 教材
7.<<機床夾具設計>> 教材
8.<<機床夾具設計手冊>> 機械工業(yè)出版社
9.<<機械制造工藝學課程設計指導書>> 哈工大出版社
10.<<切削用量手冊 >> 機械工業(yè)出版社
11.<<機械制造工藝及專用夾具設計指導>> 冶金工業(yè)出版社
12.<<典型零件機械加工工藝>> 機械工業(yè)出版社
致 謝
一個學期的課程設計業(yè)課程已經結束。在這次設計過程中，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本設計是對我所學知識的一次大檢驗。通過這次課程設計我熟悉了解了機械產品加工的設計制造和應用，掌握了一些生產設備的設計、選型和計算。從收集資料到分析解決問題，提出觀點，每一步都認真對待同時使我能夠將理論與實踐更加融會貫通，加深了我對理論知識的理解，強化了實際生產中的感性認識。
通過這次課程設計，我基本上掌握了了解了零件的生產流程，對機加工的工作原理以及其工作特性有和全面了解，使我們知道怎樣將生產的問題，在設計時進行解決，以及讓我了解到在設計時要注意許多問題等，另外還更加熟悉運用查閱各種相關手冊，選擇使用工藝裝備等。
回顧整個課程設計過程，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面實現(xiàn)了一次質的飛躍，提高了我獨立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設計的能力，為我以后從事實際工程技術工作打下了一個堅實的基礎。
此次畢業(yè)設計中，劉平成老師對我進行了認真的指導。劉平成老師經常為我解答一系列的疑難問題，以及指導我們設計的思想，引導我的設計思路。在設計過程中，一直熱心的輔導。還有其他老師在我們課程設計期間也很關心我們，感謝多位老師的熱情關心，也感謝我的同學在我困難的時候幫助我，使我順利完成了設計。
當然由于個人能力有限，在設計中難免有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。
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