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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 撥叉 831005 的加工工藝及鉆花鍵槽底孔夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 年 月 摘 要 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)夾具技術(shù)提出了多種多樣的要求。一方面由于工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)焊接 技術(shù)提出了高要求，另一方面由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展又為焊接技術(shù)的進(jìn)步開拓了新的途徑。為適應(yīng)我 國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，相信夾具技術(shù)必將得到更迅速的發(fā)展，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展發(fā)揮出更重要的 作用。本設(shè)計(jì)是基于拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。拔叉零件的主要加工表 面是外圓，臺(tái)階面及孔。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，本 設(shè)計(jì)遵循先面后槽的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精 度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面 和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用自動(dòng)夾具進(jìn)行夾緊，夾緊 可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：拔叉類零件；工藝；夾具 Abstract With the development of industrial production, put forward various requirements on fixture technology. On the one hand because of the development of industrial production has put forward high requirements on welding technology, on the other hand, the development of science and technology and the improvement of welding technology opens up a new way. In order to meet the needs of our country modernization, believe clamp technique will be more rapid development, and in the industrial production development plays a more important role. The design of special fixture fork parts process planning and process design based on. The main processing surface fork parts of the outer circle, stepped surface and hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to guarantee the accuracy of the processing easily. Therefore, follow the groove surface after the first principle of the design. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy of hole processing. The main processing processes arrangements after the first series of supporting hole positioning and processing the top plane, in addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Use special fixture fixture, clamping means more choice of automatic clamp for clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking. Therefore, the production efficiency is high. Suitable for large batch, on the processing line. Can meet the design requirements. Keywords: fork parts; technology; fixture 目 錄 第 1 章 緒論 .1 1.1 機(jī)械加工工藝概述 1 1.2 機(jī)械加工工藝流程 .1 1.3 夾具概述 .2 1.4 機(jī)床夾具的功能 .2 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) .3 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 3 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 3 第 2 章 零件的分析 .5 2.1 零件的分析 .5 2.1.1 零件的作用 5 2.1.2 零件的工藝分析 5 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .5 第 3 章 鉆花鍵槽底孔液動(dòng)夾具設(shè)計(jì) .15 3.1 設(shè)計(jì)要求 .15 3.2 夾具設(shè)計(jì) .17 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .17 3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 .17 3.3 定位誤差的分析 .21 3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 21 3.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 23 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 .24 總 結(jié) .25 致 謝 .26 參 考 文 獻(xiàn) .28 1 第 1 章 緒論 1.1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零 件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形 狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如一個(gè)普通零件的加工工 藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成 為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制 造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗 糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫 成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際 情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情 況編寫的特定的加工工藝。 1.2 機(jī)械加工工藝流程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的 生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用 來指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所 用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時(shí)定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí) 2 行工藝規(guī)程過程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新 材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。 1.3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、 焊接和檢測(cè)等工藝過程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工 藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn) 品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、 高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工 的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提 高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī) 技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有 了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。 機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn) 代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4 機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位 元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在 加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安 全、可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速 地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。 導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 3 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā) 展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的 85% 左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企 業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左 右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC） 、加工中心 （MC） 、成組技術(shù)（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很 多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定 心精度為 5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在 1μm 內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具， 工件的圓度公差可達(dá) 0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在 銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保 證卡爪在（試驗(yàn)）轉(zhuǎn)速為 2600r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適 應(yīng)可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特 征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在 較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 4 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行 夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型 式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的 標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良 好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91 以及各類通用夾具、 組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低 生產(chǎn)總成本。 5 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給定的零件是 CA6140 撥叉（見附圖 1）它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使 主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為 18+0.0120mm 的槽尺 寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑 移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙 很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精 度。所以，寬度為 18+0.0120mm 的槽和滑 移齒輪的配合精度要求很高。 2.1.2 零件的工藝分析 CA6140 撥叉共有兩組加工表面。 1. 以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面 這一組面包括 ?25+0.230mm 的六齒方花鍵孔、?22 +0.280花鍵底孔兩端的 2X150到 角和距中心線為 27mm 的平面。 2. 以工件右端面為基準(zhǔn)的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 的槽 經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專 用夾具加工另一組表面。 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一) 確定毛坯的制造形成 零件材料 HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此 選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中 批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查《金屬機(jī)械加工工藝人 員手冊(cè)》表 5-5 取等級(jí)為 2 級(jí)精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為 3±0.8mm。毛坯零件圖如下圖： （二）基準(zhǔn)的選擇。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于右端面，所以以 Φ40 的外 圓表面的粗基準(zhǔn)。 6 2. 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的 A 面為精基準(zhǔn)。 (二) 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 2. 粗、精銑削 B 面。 3. 銑削 8+0.030mm 的槽。 4. 銑削 18+0.0120mm 的槽。 5. 拉花鍵。 方案二 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 以 Ф40mm 圓柱面 為粗基準(zhǔn)。選用 C3163-1 轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 2. 拉花鍵。以 A 面為基準(zhǔn)， 3. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及 A 面為基準(zhǔn)。選用 X62W 臥式銑床加專用 夾具 4. 銑削 8+0.030mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準(zhǔn)。選用 X62W 臥式銑床 加專用夾具。 5. 銑削 18+0.0120mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準(zhǔn)。選用 X62W 臥式銑床 加專用夾具。 方案分析： 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中 2.3.4 工序 很難對(duì)工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案 二中的 3.4.5 道工序很容易對(duì)工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和 A 面作為 3.4.5 道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，所以采用方案二 比較合理。 以上工藝過程詳見附表 1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片” (三) 機(jī)械加工余量。 CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量為 1.0 kgσ b =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為 由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。 7 根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺 寸以毛坯尺寸如下： 1. A 面的加工余量 A 面有 3±0.8mm 的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除 2. 矩形花鍵底孔。 要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為 Φ22 0+0.28，見零件 圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 表 3-59 確定孔加工余量的分配。 鉆孔 Φ20mm 擴(kuò)孔 Φ21mm 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 取 2Ζ=1mm 3. B 面的加工余量。 此工序分 2 個(gè)工步 1、粗銑 B 面 2、精銑 B 面。 精加工余量為 0.2mm 粗銑加工余量為 2.8mm (五)確定切削用量及基本工時(shí)。 工序 Ⅰ ：車削 A 面。 1．加工條件。 工件材料：灰口鑄鐵 HT200。 σb=145 MPa。鑄造。 加工要求：粗、半精車 A 面并保證 28mm 的工序尺寸，R a=3.2μm 機(jī)床 C3163-1。轉(zhuǎn)塔式六角臥式車床。 刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、計(jì)算切削用量。 （1）已知長(zhǎng)度方向的加工余量為 3±0.8mm 。實(shí)際端面的最大加工余量為 3.8mm 。故 分二次加工（粗車和半精車） 。長(zhǎng)度加工公差 IT １２級(jí) 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第 3 版）表 1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16mm×25mm,ａ ｅ≤ ３mm 時(shí)，以及工件直徑為 Φ60mm 時(shí)（由于凸臺(tái) B 面的存在所以直徑 取 Φ60mm） ?=0.6-0.8mm/ｒ. 8 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 取 ?=0.6 mm/n。 由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以 k=0.75—0.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量 f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ （3）計(jì)算切削速度。按《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.27 ，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min） 刀具材料 YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv 其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系數(shù) Ko 見《切削手冊(cè)》表 1.28 kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81 ∴Vc =158/( 60 0.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min) （4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）? 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｎ＝200 r／min 所以實(shí)際切削速度 V=40.8m/min （5）切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表 6.2-1 由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步 做好準(zhǔn)備 Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0 2、精車 1) 已知粗加工余量為 0.5mm。 2) 進(jìn)給量 f. 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｆ＝0.16 mm/r 計(jì)算切削速度 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命 選 T=60min） V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv =158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min) 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按 C3163－ １ 車床說明書 ? 取 nw=400（r/min） 9 實(shí)際切削速度 V=57.1m/min 4) 切削工時(shí)，查《工藝手冊(cè)》表 6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是鉆孔，所以留下 ?20mm 的臺(tái)階，所以 L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 3、鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。 （1） 、鉆孔 鉆頭選擇：見《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.2 鉆頭幾何形狀為（表 2.1 及表 2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)： ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°, Ψ=55°,b=2mm，=4mm。 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2-9 確定 f=0.48 ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表 2.9 ,當(dāng) σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定 f=0.75。 按 C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n. ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表 2.21，當(dāng) do=20mm、鉆頭最大磨損量取 0.6 壽命 T=45min. ｃ、切削速度 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 ，表 2.15 得 Ｖ=21m/min n=1000V/ D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和 334.4 接近的有 280n/m 和 400n/min ? 取 280n/min 取 n=280m/min. 實(shí)際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時(shí)，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 Ψ+△=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2） 、擴(kuò)孔 刀具直徑 do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n 和 f 都不 變，所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動(dòng)進(jìn)給。 10 （3） 、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。 檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.2４ 可以查出 當(dāng) σ ｂ ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗(yàn)按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.21 當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ 查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表由表 2.32 得功率公式 ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要 工序Ⅱ 拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒 為 0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min) 切削工時(shí) t=Zblηk/1000vf zZ 式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)； L 拉削表面長(zhǎng)度，80mm； η 考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取 1.2； k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取 1.4 ； v 拉削速度（m/min） ； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm ∴拉刀同時(shí)工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時(shí) Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 11 工序Ⅲ 粗銑，精銑 B 面。 加工要求：粗銑 B 面，精銑 B 面，Ra=3.2ｕｍ。 用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm 機(jī)床 ：Ｘ62W 加工工件尺寸：寬度：40mm 長(zhǎng)度：28mm 1. 粗銑 1) 選擇刀具 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.1 銑削寬度 ae≤5mm 時(shí)。直徑為 do=50mm 故齒 數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀 銑刀幾何參數(shù)（表 3.2）rn=10°ao=16° 2) 切削用量 留精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度 ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工 表面精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)表 3.5 得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r 就能滿足要 求，但考慮到Ｘ62W 功率為 7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W 銑床說明書 所 以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r 3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.7、銑刀刀齒后 刀面的最大磨損量為 0.6 鑲齒銑刀 do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表 3.8） 4) 決定切削速度 Vc、可根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.9 確定 Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選? n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實(shí)際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 12 切削功率的修正系數(shù)： 故 Pct＜0.8, 根據(jù) X62W 型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為 Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故 Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z 6) 基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm 2. 精銑 1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度 ae＝0.2mm，ｆ＝0.6 3）決定切削速度 Vc、可根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.9 確定 ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/ d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選? n=210r/min Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm 工序Ⅳ 銑削 8+0.030mm 槽。 加工工件尺寸：8 +0.030mm , 長(zhǎng)度 L=40mm 加工要求：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀（精密級(jí) K8）加工余量 8 用乳化液冷卻 機(jī)床：X62W 1) 選擇刀具：由加工尺寸公差 0-0.3 。所以銑刀精度為精密級(jí) K8 銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 2) 選擇切削量 由于槽的深度為 8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.3 確定 f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取 f=0.3mm/r 13 fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.7,得最大磨損 量為 0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=100min 其中 4) 決定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量 Vf、由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0. 82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min n=1000×Vc/ do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min? 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 nc=375r/min 實(shí)際速度 Vc= donc/1000=74.2m/min 選 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選選 Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.28 公式 圓周力 fc=(CFa pxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表 28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2×103=15.9N?M Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù) X62W 型銑床說明書，功率足夠。 6) 基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm 工序Ⅴ銑寬為 180+0.12mm 槽 加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬 180+0.12mm，長(zhǎng) L=40mm，加工余量 23mm 由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所 以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm， 1) 選擇刀具 銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15° ao=12°an=6°Z=24 14 2) 選擇銑削用量 由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.7,得最大磨損量 為 0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=100min 其中 4）確定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量：決定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量 Vf、由《切削用 量簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min n=1000×Vc/ do=1000×98.6/3.14×100=314r/min? 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 nc=300r/min 實(shí)際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 選 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選選 Vf=150mm/min fzc=150/300×24=0.020mm/z 5）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.5 Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次) 工序Ⅵ 磨 18mm 槽， 保證尺寸 18mm 1) 選擇砂輪。 見《切削手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 GZ46KV6P350×40×127 其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪 堵塞，所以選用為粒度為 46#，硬度為軟 2 級(jí)。 平型砂輪，其尺寸為 16×6×40（D×d×H） 。 2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速 n 砂 =3000r/min(見機(jī)床說明書)， v 砂 =2.5m/s 進(jìn)給量 f=50mm/min 雙單行程 f r=0.015mm 15 3) 切削工時(shí)。當(dāng)加工 1 個(gè)表面時(shí) Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個(gè)工序切削用、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入 機(jī)械加工工藝卡片中，見附后表。 第 3 章 鉆花鍵槽底孔液動(dòng)夾具設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。下面即鉆花鍵槽底 孔專用夾具，本夾具將用于 Z525 鉆床。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不 是主要考慮的問題。 在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位 置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝 夾好。 機(jī)床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作 用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。 4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。 5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。 6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些 夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè) 置吊裝元件等。 16 以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。 機(jī)床的分類 機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。 按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具， 拼裝夾具。 按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床 夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。 夾具的分類和作用： （1）按專業(yè)程度劃分 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡 盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常 作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方 便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品 變更時(shí)，夾具將由于無法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零 件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適 用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專 業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的 試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一 體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。 （2）按使用的機(jī)床分類 17 由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要 求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、 齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。 （3）按夾緊動(dòng)力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電 動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。 夾具的作用：1．縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 夾具的使用一般包括兩個(gè)過程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過程主要是依靠 夾具自身的定向鍵、對(duì)刀塊來快速實(shí)現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢；其二是 被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過程由于采用了專用的定位裝置(如 V 形塊等)，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。 2．確保并穩(wěn)定加 I 精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量 加工過程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工 件的加工精度穩(wěn)定可靠。 3．降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng) 由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在很大程度 上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的 使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真 空夾具等。 工件的裝夾方法 工件裝夾的方法有兩種： 將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上 將工件裝夾在家具上 采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面 的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)， 都采用夾具裝夾工件。 采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)： a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能” 18 d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不 是主要考慮的問題。 3.2 夾具設(shè)計(jì) 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用液壓 夾緊。 3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：鉆頭 Φ22。 則軸向力：見《工藝師手冊(cè)》表 28.4 F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF k =( 07.1)92()103.?nHB F=420 37.35.0.1 8. N??? 轉(zhuǎn)矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 )(34.170.351 8.02 MN???? 功率 P =mKWdV26.9470 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=K K K K1234 式中 K —基本安全系數(shù)，1.5; K —加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2 K —刀具鈍化系數(shù) , 1.1;3 K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14 則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N?? 鉆削時(shí) T=17.34 N M? 19 切向方向所受力: F =1 NLT2670534.??? 取 .f F =4416f )(.41 F Ff1 所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。 根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡 原理來設(shè)計(jì)。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實(shí)際所需夾緊力。 初步確定液壓缸參數(shù) 表 5-1 按負(fù)載選擇工作壓力 [1] 負(fù)載/ KN 50 工作壓力 /MPa 0.8~1 1 .5~2 2 .5~3 3 ~4 4~5 ≥5 表 5-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 [1] 機(jī) 床 機(jī)械類型 磨床 組合 機(jī)床 龍門 刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程 機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖 機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖 掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸 機(jī)械 工作壓力 /MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 由于鉆削力為 4239N，往往要取大一些，在這取負(fù)載約為 10000N，初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力 P1=3MPa，為了滿足工作這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，則液壓缸無桿腔與 有桿腔的等效面積 A1 與 A2 應(yīng)滿足 A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 應(yīng)滿足：d=0.707D。 為防止切削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的背壓，暫取背壓為 0.5MPa，并取液壓缸機(jī)械效 率 。則液壓缸上的平衡方程9.0m??1212PAFAP?? 故液壓缸無桿腔的有效面積： 20 2232551 .46106.410.21032 cmmPFAb ???????? ? 液壓缸直徑 cAD8.73.46? 液壓缸內(nèi)徑： 按 GB/T2348-1980，取標(biāo)準(zhǔn)值 D=80mm；因 A1=2A，故活塞桿直徑 d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn) 直徑） 則液壓缸有效面積為： 222 6.580(4)(4.521 cmdDAc?????）?? 2.缸體壁厚 的校核? 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取壁厚為 10mm。則 125.08D? 根據(jù) 時(shí)； （4-2）3.0~8. /?D?max3p-][.2?? 可算出缸體壁厚為： 1.25 ，滿足最低速度的要求。12c2 2.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算： 56mm （4-4）mF150.18374][d6?????? 式中 ————許用應(yīng)力； （Q235 鋼的抗拉強(qiáng)度為 375-][ MPa84n][b? 500MPa，取 400MPa，為位安全系數(shù)取 5，即活塞桿的強(qiáng)度適中） 3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動(dòng)電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù) 載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部 結(jié)構(gòu)。 4.活塞桿的密封與防塵 活塞桿的密封形式有 Y 形密封圈、U 形夾織物密封圈、O 形密封圈、V 形密封圈等 [6]。采用薄 鋼片組合防塵圈時(shí)，防塵圈與活塞桿的配合可按 H9/f9 選取。薄鋼片厚度為 0.5mm。為方便設(shè)計(jì)和 維護(hù)，本方案選擇 O 型密封圈。 由上述計(jì)算易得： KW?? 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用液壓缸 夾緊機(jī)構(gòu)。 3.3 定位誤差的分析 制造誤差 ZZ? （1）中心線對(duì)定位件中心線位置精度 . 取 .m05.~3.2?m04.2?? （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表 P297） .故，8.3? .mDW 142.06.05.8.04.125. 222225422 ?????? 22 則 . 530214.0??? 知此方案可行。 3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少 更換鉆套的輔助時(shí)間。 為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基本 極限 偏差 D6 ＞0～1 3 +0.010 +0.004 6 ＞1～1.8 4 7 ＞1.8～2.6 5 8 6 9 -- ＞2.6～3 +0.016 +0.006 ＞3～3.3 6 +0.016 +0.008 9 ＞3.3～4 7 10 ＞4～5 8 11 8 12 16 ＞5～6 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 13 ＞6～8 12 15 10 16 20 ＞8～10 +0.028 +0.013 15 18 ＞10～12 +0.034 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 0.008 23 ＞12～15 22 26 ＞15～18 +0.016 26 30 16 28 36 ＞18～22 30 +0.028 +0.015 34 ＞22～26 35 39 20 36 HT 200 ＞26～30 +0.041 +0.020 42 46 ＞30～35 48 +0.033 +0.017 52 25 HT20 0 56 ＞35～42 55 59 ＞42～48 62 66 0.012 ＞48～50 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 鉆模板選用固定式鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 3.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度， 之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度 可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特 別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下， 應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位 精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過程中的 鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的， 一般應(yīng)在夾具體上面。 24 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具 應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中 空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布