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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目:支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 年 月 日 摘 要 基于在支架的前提下，為了滿(mǎn)足加工精度的需要而設(shè)計(jì)2套夾具。組合夾具屬于柔性?shī)A具，柔性?shī)A具是以組合夾具為基礎(chǔ)的能適用于不同的機(jī)床、不同的產(chǎn)品或同一產(chǎn)品不同規(guī)格型號(hào)的機(jī)床夾具。柔性?shī)A具元件具有較好的互換性和較高的精度及耐磨性，可根據(jù)不同機(jī)床和不同零件的加工要求，選用配套中的部分元件組裝成所需要的夾具。首先要分析加工零件的工藝以及技術(shù)要求，運(yùn)用柔性?shī)A具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案以達(dá)到對(duì)支架進(jìn)行合理的安裝、定位、夾緊的目的。在完成夾具草圖以后，進(jìn)一步考慮元件之間的連接關(guān)系和固定方式，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各零部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 關(guān)鍵詞：支架，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 3 Abstract Based on the premise of the support, in order to meet the needs of the processing accuracy and design 2 sets of fixture. The modular fixture belongs to the flexible fixture, the flexible fixture is based on the combination of fixture can be applied to different machine tools, different products or the same product different specifications of the machine tool fixture. Flexible fixture component has a better exchange and high precision and good wear resistance, according to the processing requirements of different machines and different parts, the choice of matching parts of assembled into the fixture. First analyze the machining technology and technical requirements, the use of the basic principles and methods of flexible fixture design, fixture design scheme proposed in order to achieve the purpose of reasonable installation, positioning and clamping bracket. After the completion of the fixture sketch, the connection between the components and the fixed way is further considered, and the reasonable structure is designed to realize the relative movement between the parts.. Keywords: bracket, machining process, machining method, process file, fixture 29 目 錄 摘 要 3 Abstract 4 目 錄 5 第1章 緒 論 7 1.1 夾具的組成 7 1.2 常用定位元件及選用 8 1.2.1工件以平面定位 8 1.2.2工件以外圓柱定位 8 1.2.3工件以?xún)?nèi)孔定位 8 1.2.4對(duì)定位元件的基本要求 9 1.2.5常用定位元件所能限制的自由度 9 1.3 夾具設(shè)計(jì)目的與意義 9 1.4 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 10 1.4.1 國(guó)內(nèi)專(zhuān)用技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀 10 1.4.2 專(zhuān)用工藝在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 11 1.5 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 12 第2章 零件的分析 14 2.1支架的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 14 2.2支架的技術(shù)要求分析 15 2.3 毛坯的選擇 16 第3章 支架機(jī)械加工工藝路線(xiàn)的制定 17 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 17 3.2 擬定工藝路線(xiàn) 17 3.3 加工余量和工序尺寸的擬定 19 3.4 切削用量的確定 21 四 車(chē)孔車(chē)床夾具設(shè)計(jì) 29 4.1 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 29 4.2車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 29 4.3 定位機(jī)構(gòu) 30 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 30 4.5零件的車(chē)床夾具的加工誤差分析 31 4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 32 4.7 零件的車(chē)床專(zhuān)用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 32 總 結(jié) 33 致 謝 34 參 考 文 獻(xiàn) 35 總結(jié) 36 參考文獻(xiàn) 37 致謝 38 第1章 緒 論 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線(xiàn)安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 1.1 夾具的組成 雖然夾具的種類(lèi)繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類(lèi)夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。 1．定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 2．夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過(guò)程中工件的正確位置不變。 3．連接定向元件 這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩? 4．對(duì)刀元件或?qū)蛟? 這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工正確位置的元件稱(chēng)為對(duì)刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱(chēng)為導(dǎo)向元件。 5．其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。 6．夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來(lái)配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。 上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。 1.2 常用定位元件及選用 工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件的六點(diǎn)定位。用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 1.2.1工件以平面定位 1.以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。 2.以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，用于面定位時(shí)用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。 3.以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)。 4.以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。 5.當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。 1.2.2工件以外圓柱定位 1.當(dāng)工件的對(duì)稱(chēng)度要求較高時(shí)，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角α常取60°、90°、120°三種，其中應(yīng)用最多的是90°V形塊。90°V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)可根據(jù)定位圓柱面的長(zhǎng)度和直徑進(jìn)行選擇。V形塊結(jié)構(gòu)有多種形式，有的V形塊適用于較長(zhǎng)的加工過(guò)的圓柱面定位；有的V形塊適于較長(zhǎng)的粗糙的圓柱面定位；有的V形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位，這種V形塊底座采用鑄件，V形面采用淬火鋼件，V塊是由兩者鑲合而成。 2.當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)（一般不低于IT8），可選用定位套或半圓形定位座定位。大型軸類(lèi)和曲軸等不宜以整個(gè)圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。 1.2.3工件以?xún)?nèi)孔定位 1.工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷(xiāo)作定位元件。圓柱定位銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，不同直徑的定位銷(xiāo)有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。當(dāng)工件圓柱孔用孔端邊緣定位時(shí)，需選用圓錐定位銷(xiāo)。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較差時(shí)，選用圓錐定位銷(xiāo)；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動(dòng)錐銷(xiāo)。 2.在套類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件的車(chē)削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位。因此，這類(lèi)心軸通常是帶臺(tái)階定位面的心軸，當(dāng)工件以?xún)?nèi)花鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。 綜上：正確定位，必須選對(duì)定位基準(zhǔn)。 1.2.4對(duì)定位元件的基本要求 1.限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。 2.限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。 3.支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過(guò)程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損壞。 4.定位元件應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配和更換。 5.定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。 1.2.5常用定位元件所能限制的自由度 定位元件可按工件典型定位基準(zhǔn)面分為以下幾類(lèi)： 1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調(diào)支承和輔支承。 2.用于外圓柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圓定位座等。 3.用于孔定位的定位元件：括定位銷(xiāo)（圓柱定位銷(xiāo)和圓錐定位銷(xiāo)），圓柱心軸和小錐度心軸。 1.3 夾具設(shè)計(jì)目的與意義 夾具是機(jī)械制造廠里的一種工藝裝備，機(jī)床夾具就是機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，它使得工件相對(duì)于刀具或機(jī)床活動(dòng)正確的位置，并在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。廣義的說(shuō)夾具一種保證加工質(zhì)量并能加速工藝過(guò)程的一種工藝裝備，而在機(jī)械制造領(lǐng)域中，機(jī)床夾具作為機(jī)床的一種輔助設(shè)備，用以對(duì)工件的定位和夾緊，其數(shù)量和種類(lèi)很多，顯得相當(dāng)重要。 機(jī)械制造離不開(kāi)金屬切削機(jī)床，對(duì)于切削機(jī)床，機(jī)床夾具是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對(duì)工人技術(shù)的過(guò)高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。雖然各種數(shù)控機(jī)床和加工中心等，高度智能化的加工設(shè)備已經(jīng)在我國(guó)各個(gè)生產(chǎn)單位已被廣泛使用，但是，在大部分情況下都還以普通專(zhuān)用機(jī)床為主要生產(chǎn)設(shè)備。因此，根據(jù)我國(guó)機(jī)械行業(yè)規(guī)?；魉a(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款專(zhuān)用銑床夾具來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)綱領(lǐng)高效、大批量的要求，是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)從業(yè)人員的基本要求。我們必須掌握對(duì)銑床夾具的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路，將其應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，從中不斷提高自己對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用能力。此次設(shè)計(jì)不僅可對(duì)整個(gè)大學(xué)專(zhuān)業(yè)課所學(xué)知識(shí)加以鞏固和彌補(bǔ)，更能鍛煉自身的自學(xué)能力，對(duì)于以后個(gè)人發(fā)展大有裨益。 隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)的進(jìn)步，人們對(duì)于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn)出了極大的多樣化與復(fù)雜化。傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿(mǎn)足人們的需求。而且在企業(yè)、工廠的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要的工具也不斷精細(xì)化與多樣化，給制造業(yè)帶來(lái)了新的難題。個(gè)性化的社會(huì)導(dǎo)致了制造產(chǎn)品大批量越來(lái)越少，更多的是需求多品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn)[1]。為此，制造技術(shù)的研究者提出了專(zhuān)用技術(shù)的科學(xué)理論及實(shí)現(xiàn)方法，從根本上解決了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來(lái)的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類(lèi)專(zhuān)用，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的專(zhuān)用生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，專(zhuān)用夾具便應(yīng)運(yùn)而生[2]。 專(zhuān)用夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，也能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[3]。而且隨著專(zhuān)用夾具的應(yīng)用和發(fā)展，必將加速開(kāi)拓專(zhuān)用技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，專(zhuān)用夾具將是我國(guó)機(jī)械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個(gè)主要方面。 1.4 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 1.4.1 國(guó)內(nèi)專(zhuān)用技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀 1.專(zhuān)用技術(shù)的應(yīng)用 目前發(fā)展的專(zhuān)用技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí)施專(zhuān)用技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。 （1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面。由于用專(zhuān)用技術(shù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，賦予各類(lèi)零件以更大的相似類(lèi)，這就為在制造管理方面實(shí)施專(zhuān)用技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)，使之取得更好的效果。以專(zhuān)用技術(shù)為指導(dǎo)的設(shè)計(jì)合理化和標(biāo)準(zhǔn)化工作將為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)奠定良好的基礎(chǔ)；為設(shè)計(jì)信息最大程度地重復(fù)使用，加快設(shè)計(jì)速度，節(jié)約時(shí)間作出貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)一種新產(chǎn)品時(shí)，往往有3/4以上的零件設(shè)計(jì)可參考借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙，從而減少新設(shè)計(jì)的零件，這不僅可免除設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性勞動(dòng)，也可以減少工藝準(zhǔn)備工作和降低制造費(fèi)用。 （2）制造工藝方面。專(zhuān)用技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應(yīng)用。開(kāi)始是用于專(zhuān)用工序，即把加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組，設(shè)計(jì)出適用于全組零件加工的專(zhuān)用工序。專(zhuān)用工序允許采用同一設(shè)備和工藝裝置，以及相同或相近的機(jī)床調(diào)整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機(jī)床調(diào)整時(shí)間。此外，由于零件組內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設(shè)計(jì)出應(yīng)用于專(zhuān)用工序的公用夾具，只要進(jìn)行少量的調(diào)整或更換某些零件，公用夾具就可適用于全組零件的工序安裝。 （3）生產(chǎn)組織管理方面。專(zhuān)用加工要求將零件按工藝相似性分類(lèi)形成加工族，加工同一加工族有其相應(yīng)的一組機(jī)床設(shè)備。因此，很自然專(zhuān)用生產(chǎn)系統(tǒng)要求按模塊化原理組織生產(chǎn)，即采取專(zhuān)用生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。專(zhuān)用技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之一。這是因?yàn)檫\(yùn)用專(zhuān)用技術(shù)基本原理將大量信息分類(lèi)專(zhuān)用，并使之規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化，這將有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)庫(kù)，可大量壓縮信息的儲(chǔ)存量；由于不再是分別針對(duì)一個(gè)工程問(wèn)題和任務(wù)設(shè)計(jì)程序，可使程序設(shè)計(jì)優(yōu)化[5]。 2. 發(fā)展現(xiàn)狀 專(zhuān)用技術(shù)從20世紀(jì)50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。專(zhuān)用技術(shù)作為一門(mén)綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)早在20世紀(jì)60年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用專(zhuān)用技術(shù)，并初見(jiàn)成效。因此，專(zhuān)用技術(shù)受到國(guó)家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開(kāi)展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。原機(jī)械部設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)組織研制的全國(guó)機(jī)械零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)JLBM I，它將對(duì)我國(guó)推廣應(yīng)用專(zhuān)用技術(shù)起到積極推進(jìn)作用。我國(guó)不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學(xué)和科研工作，在專(zhuān)用技術(shù)基本理論及其應(yīng)用方面，如零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)、零件分類(lèi)專(zhuān)用方法和計(jì)算機(jī)輔助編碼、分類(lèi)、工藝設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等方面都開(kāi)展了許多研究工作，并取得了不少成果。可以相信，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開(kāi)展，專(zhuān)用技術(shù)對(duì)提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用[6]。 1.4.2 專(zhuān)用工藝在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 專(zhuān)用工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而近年來(lái)在國(guó)外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了專(zhuān)用工藝技術(shù)。如日本三菱公司的機(jī)床制造部門(mén)也引進(jìn)了專(zhuān)用工藝技術(shù)[7]。據(jù)介紹，該公司從引進(jìn)專(zhuān)用工藝到過(guò)渡為新的管理系統(tǒng)只用了半年時(shí)間。他們引進(jìn)專(zhuān)用工藝分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段主要是進(jìn)行零件的編碼和分類(lèi)，確定機(jī)床布局，按類(lèi)似零件設(shè)置專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)，以改進(jìn)加工技術(shù)，縮短加工時(shí)間，并為在新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中采用電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件。第二階段的任務(wù)著重在設(shè)計(jì)部門(mén)推廣和應(yīng)用專(zhuān)用工藝。通過(guò)有效地利用現(xiàn)有圖紙及標(biāo)準(zhǔn)化以減少圖紙數(shù)量及設(shè)計(jì)工時(shí)。依靠反復(fù)使用質(zhì)量穩(wěn)定而有效的零件圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大加工批量，從而降低成本，縮短生產(chǎn)周期，并為采用專(zhuān)用夾具、專(zhuān)用機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床等高效率的設(shè)備創(chuàng)造條件。 英國(guó)赫伯特(Herbert) 公司的埃奇維克 (Edgwick)和馬肯當(dāng)一萊恩(Mackadown Lane)工廠也成功地應(yīng)用了專(zhuān)用工藝?，F(xiàn)在埃奇維克廠有26個(gè)專(zhuān)用加工工段。在馬肯當(dāng)一萊恩廠有18個(gè)專(zhuān)用加工工段。這些工段所加工的零件相當(dāng)于赫伯特公司制造的機(jī)床零件的90%以上。其余零件則在非專(zhuān)用加工線(xiàn)上加工。該公司采用專(zhuān)用工藝后，使新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來(lái)的12~18個(gè)月減為平均6個(gè)月；其次是減少庫(kù)存和再制品數(shù)量。據(jù)該公司介紹，采用專(zhuān)用工藝后，生產(chǎn)效率可提高60%。另外該公司還特別從專(zhuān)用加工的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)展了小批、中批及大批生產(chǎn)用的自動(dòng)化車(chē)床[8]。 隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，今后專(zhuān)用工藝的采用將會(huì)更加廣泛。 1.5 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 專(zhuān)用夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一[9]。 組合夾具與專(zhuān)用夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而專(zhuān)用夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用專(zhuān)用夾具是企業(yè)全面實(shí)行專(zhuān)用技術(shù)的需要，是實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用加工的重要手段和工具，而專(zhuān)用加工是實(shí)施專(zhuān)用技術(shù)的重要領(lǐng)域和必要的環(huán)節(jié)[10]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展[11]。 1.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前發(fā)展的專(zhuān)用技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí)施專(zhuān)用技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。 專(zhuān)用技術(shù)從20世紀(jì)50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。專(zhuān)用技術(shù)作為一門(mén)綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)早在20世紀(jì)60年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用專(zhuān)用技術(shù)，并初見(jiàn)成效。因此，專(zhuān)用技術(shù)受到國(guó)家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開(kāi)展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。可以相信，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開(kāi)展，專(zhuān)用技術(shù)對(duì)提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用[4]。 專(zhuān)用工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而近年來(lái)在國(guó)外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了專(zhuān)用工藝技術(shù)[5]。 2.發(fā)展趨勢(shì) 專(zhuān)用夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一[6]。 組合夾具與專(zhuān)用夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而專(zhuān)用夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用專(zhuān)用夾具是企業(yè)全面實(shí)行專(zhuān)用技術(shù)的需要，是實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用加工的重要手段和工具，而專(zhuān)用加工是實(shí)施專(zhuān)用技術(shù)的重要領(lǐng)域和必要的環(huán)節(jié)[7]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展[8]。 3.本課題主要討論的問(wèn)題 本次設(shè)計(jì)主要介紹了銑床夾具的的一般設(shè)計(jì)思想和方法。所給零件為一矩形工件，有形狀和位置公差的要求，所以對(duì)夾具的精度有較高的要求。并且?jiàn)A具的設(shè)計(jì)要符合銑床夾具的特性。明確設(shè)計(jì)的要求和意圖；然后對(duì)原始資料(零件圖、技術(shù)要求等)進(jìn)行分析，然后提出具體的定位、夾緊、對(duì)刀方案，并進(jìn)行精度分析；最后繪制出夾具的零件圖及裝備圖， 第2章 零件的分析 2.1支架的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 由支架零件圖可知，該支架結(jié)構(gòu)形狀對(duì)稱(chēng)布置。主要由底板、肋板和圓柱孔等部分構(gòu)成。支架的主要加工表面有：支架底面、肋板孔與圓柱孔、肋板孔內(nèi)端面及圓柱孔上端面等。其中支架底面的表面粗糙度Ra≤1.6μm，肋板內(nèi)表面的表面粗糙度Ra≤3.2μm，定位孔φ6H7，肋板上的孔徑φ40H7，圓柱孔的孔徑φ60H8，兩肋板間的距離75H8，以及圓柱孔的內(nèi)表面與上端面的表面粗糙度Ra≤3.2μm是重要尺寸。 2.2支架的技術(shù)要求分析 該支架零件的主要技術(shù)要求為： 1. 未注明圓角半徑R5； 2. 2×φ40H7孔的同軸度允許誤差為0.01； 3. 2×φ40H7孔與A面的平行度允許誤差為0.02； 4. φ60H8孔與A面垂直度允許誤差為0.01； 5. 兩圓柱孔中心距極限偏差為±0.25mm； 6. 肋板孔中心線(xiàn)距支架底板的距離的極限偏差為±0.05mm； 7. 圓柱孔與肋板孔的中心距極限偏差為±0.15mm。 2.3 毛坯的選擇 題目給定的是支架零件，該零件年產(chǎn)量為4000件，設(shè)其備品率α為4%，機(jī)械加工廢品率β為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N=Qn(1+α%+β%)=4000×1（1+4%+1%)=4200(件/年)。 查表可知該產(chǎn)品為大批生產(chǎn)。在毛坯的制造方法及加工余量、機(jī)床設(shè)備及機(jī)床布置、夾具及尺寸保證、刀具量具、生產(chǎn)率、成本等各方面需要結(jié)合零件自身的特點(diǎn)，采用先進(jìn)鑄造方法、自動(dòng)機(jī)床與專(zhuān)用機(jī)床、高效專(zhuān)用夾具、刀具量具以提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。 該支架零件的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜以及大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定采用熔模鑄造方式生產(chǎn)，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，鑄造出肋板孔與圓柱孔。毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后再?zèng)Q定。毛坯材料是HT200。 第3章 支架機(jī)械加工工藝路線(xiàn)的制定 支架的工藝特點(diǎn)是：外形較復(fù)雜，尺寸精度、形狀精度、和位置精度及表面粗糙度要求較高。上訴工藝特點(diǎn)決定了支架在機(jī)械加工時(shí)存在一定的困難，因此在確定支架的工藝過(guò)程時(shí)應(yīng)注意定位基準(zhǔn)的選擇，以減少定位誤差；夾緊力方向和夾緊點(diǎn)的選擇要盡量減少夾緊變形；對(duì)于主要表面，應(yīng)粗、精加工分階段進(jìn)行，以減少變形對(duì)加工精度的影響。 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常運(yùn)行。 3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 遵照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準(zhǔn)選擇原則（即 零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)則應(yīng)與這些加工表面要求相對(duì)精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）這里先選擇圓柱孔上端面為粗基準(zhǔn)。 3.1.2精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。本支架零件 以加工好的支架底面作為后續(xù)工序如銑圓柱孔上端面、鏜肋板孔等工序的精基準(zhǔn)。 3.2 擬定工藝路線(xiàn) 3.2.1加工方法的選擇和加工階段的劃分 支架底面的表面粗糙度要求較高，Ra≤1.6，所以確定最終加工方法為精銑。精銑前要進(jìn)行粗銑、半精銑。 肋板內(nèi)表面與圓柱孔上端面的表面粗糙度要求較高，Ra≤3.2，所以確定最終加工方法為精銑。精銑前要進(jìn)行粗銑、半精銑。 肋板上的孔與圓柱孔的位置精度和表面粗糙度要求較高，Ra≤3.2，所以確定最終加工方法為半精鏜。半精鏜前要進(jìn)行粗鏜。 裝配孔的精度要求較高，最終加工方法為精鉸。精鉸前要進(jìn)行鉆孔。 沉頭孔沒(méi)有位置精度與表面粗糙度要求，故采用鉆孔、锪孔就能達(dá)到圖紙上的設(shè)計(jì)要求。 完成其他次要表面的加工。 3.2.2工藝路線(xiàn)的擬定 在工藝路線(xiàn)的擬定過(guò)程中要遵循機(jī)械加工工序順序的安排原則。即： （1） 基準(zhǔn)先行 按照“先基面后其它”的順序，先加工精基準(zhǔn)面，再以加工 出的精基準(zhǔn)面為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。 （2） 先粗后精 按先粗后精的順序，對(duì)精度要求高的各主要表面進(jìn)行粗加 工、半精加工和精加工。 （3） 先主后次 先考慮主要表面加工，再考慮次要表面加工。次要表面的加 工，通常從加工方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)進(jìn)行安排。次要表面和 主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加 工后，以主要表面定位加工主要表面。 （4） 先面后孔 當(dāng)零件有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來(lái)， 再以面定位孔加工，這樣可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定。 （5） 關(guān)鍵工序 對(duì)易出現(xiàn)廢品的工序，精加工或光整加工可適當(dāng)提前。在一 般情況下，主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn) 行。 制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序分散來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 方案分析與比較，方案一是先鉆擴(kuò)鉸對(duì)角線(xiàn)上兩個(gè)Φ8孔到工序尺寸，方案二是先銑75H8開(kāi)擋到工序尺寸，比較發(fā)現(xiàn)方案一的設(shè)計(jì)可以方便為后續(xù)方案尋找定位基準(zhǔn)，利用Φ8定位銷(xiāo)孔加工其他部位比較精確。故選擇方案一。 3.3 加工余量和工序尺寸的擬定 工序余量是指相鄰兩工序的工序尺寸之差，也就是在一道工序中所切除的金屬層厚度，在確定工序間加工余量時(shí)，應(yīng)遵循兩個(gè)原則： 1. 加工余量應(yīng)盡量小，以縮短加工時(shí)間；提高效率；降低制造成本；延長(zhǎng)機(jī) 床刀具使用壽命。 2. 加工余量應(yīng)保證按此余量加工后，能達(dá)到零件圖要求的尺寸、形狀、位置 公差和表面粗糙度，工序公差不應(yīng)超出經(jīng)濟(jì)加工精度范圍；本工序的余量應(yīng)大于上工序留下的尺寸公差、行為公差和表面缺陷厚度。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法選取毛坯公差取T=±2mm。其余各工序尺寸及公差查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得。 表1 各工序尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果 加工表面 工步（工步）名稱(chēng) 工序（工序）余量 工序（工步） 基本尺寸 經(jīng)濟(jì)精度公差 表面粗糙度 工序尺寸及公差 支架底面 毛坯 28±2 粗銑 1.5 26.5 IT12 Ra≤6.3 半精銑 1.0 25.5 IT10 Ra≤3.2 精銑 0.5 25.0 IT9 Ra≤1.6 圓柱孔上 端面 毛坯 88±2 粗銑 1.5 86.5 IT12 半精銑 1.0 85.5 IT10 Ra≤6.3 精銑 0.5 85 IT9 Ra≤3.2 圓柱孔 毛坯 54.0±2 粗鏜 2Z=4.0 58.0 IT12 Ra≤6.3 半精鏜 2Z=2.0 60.0 IT9 Ra≤3.2 肋板內(nèi)表 面 毛坯 72±2 粗銑 2.5 74.5 IT12 Ra≤12.5 半精銑 0.5 75.0 IT10 Ra≤3.2 肋板孔 毛坯 35±2 粗鏜 2Z=3.0 38.0 IT12 Ra≤6.3 半精鏜 2Z=2.0 40.0 IT9 Ra≤3.2 沉頭孔 鉆孔 8.0 IT12 Ra≤12.5 鉆孔 14.5 IT12 Ra≤12.5 锪孔 0.5 15.0 IT12 Ra≤12.5 裝配孔 鉆孔 5.8 IT12 Ra≤12.5 精鉸 0.2 6.0 IT8 Ra≤1.6 3.4 切削用量的確定 工序 40 粗銑圓柱孔上端表面 （1）選擇加工設(shè)備與工藝裝備 本工序及隨后兩道工序是加工出圓柱孔上端面，以達(dá)到要求的表面粗糙度及要求尺寸。 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-5選擇X5032立式銑床。工作臺(tái)面尺寸寬320mm、長(zhǎng)1320mm，工作臺(tái)面最大行程縱向700mm、橫向255mm、垂向370mm，主電動(dòng)機(jī)功率7.5kW、總功率9.09kW。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.2-1，選用鑲齒套式面銑刀，刀片材料選用硬質(zhì)合金鋼，牌號(hào)為YT15，查表9.2-8選銑刀的規(guī)格尺寸為，D=50。 夾具選用專(zhuān)用夾具。 （2）確定切削用量 a. 確定背吃刀量 粗銑時(shí)，為提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個(gè)工作行程銑完。因?yàn)榇帚姷挠嗔繛?.5mm，一次走刀完成，所以選擇背吃刀量a=1.5mm b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.3mm/z。 c. 初選切削速度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇切削速度Vc=34.6m/min。 （3）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(cè)》表9.4-6取粗銑時(shí)鑲齒套式面銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為1.7mm。由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min。 （4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度 ==r/m≈220r/m 按照X5032銑床說(shuō)明書(shū)選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為270r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=42.4r/m （5）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1；查表3-3，得=1.20；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力 =f=1118×1.5×0.3×1×1.20N=603.7N 切削功率 =/60000=603.7×42.4/60000kW=0.43kW 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，X5032機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=7.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則 /η=0.43/0.55kW=0.57kW＜ 故機(jī)床功率夠用。 工序50 半精銑圓柱孔上端面表面 （1）選擇刀具 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-18，選用鑲齒套式面銑刀。 （2）確定切削用量 a. 確定背吃刀量 半精銑時(shí)的背吃刀量一般為0.5―2mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.0mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.2mm/z。 c. 初選切削速度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇切削速度Vc=40m/min。 （3）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(cè)》表9.4-6取半精銑時(shí)鑲齒套式面銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為1.8mm。由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min。 （4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度 ==r/m≈255r/m 按照X5032銑床說(shuō)明書(shū)選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為270r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=42.4r/m （5）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1；查表3-3，得=1.20；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力 =f=1118×1.5×0.3×1×1.20N=603.7N 切削功率 =/60000=603.7×42.4/60000kW=0.43kW 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，X5032機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=7.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則 /η=0.43/0.55kW=0.57kW＜ 故機(jī)床功率夠用。 工序60 精銑圓柱孔上端面 （1）選擇刀具 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-18，選用鑲齒套式面銑刀。 （2）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=0.5mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.12mm/z。 c. 初選切削速度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇切削速度Vc=58.5m/min。 （3）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(cè)》表9.4-6取精銑時(shí)鑲齒套式面銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.4mm。由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min。 （4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度 ==r/m≈373r/m 按照X5032銑床說(shuō)明書(shū)選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為360r/m,故實(shí)際的切削速為==r/m=56.5r/m （5）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1；查表3 得=1.20；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力 =f=1118×1.5×0.3×1×1.20N=603.7N 切削功率 =/60000=603.7×56.5/60000kW=0.57kW 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，X5032機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=7.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則 /η=0.57/0.55kW=0.56kW＜ 故機(jī)床功率夠用。 工序110 粗鏜肋板孔 （1）選擇機(jī)床與刀具 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-9，選擇T618臥式鏜床，由表5-26選擇機(jī)夾單刃鏜刀的桿部直徑d（g7）為25mm，最小鏜孔直徑D為32mm。 （2）確定切削用量 a. 確定背吃刀量 由表5-69，選擇粗鏜的刀具材料為高速鋼，刀具類(lèi)型為刀頭。取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=3mm。 b. 確定進(jìn)給量 由表5-69知，f=0.2mm/r c. 初選切削速度 由表5-69知，Vc=0.4m/s （3）確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-7取粗鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。 （4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度 ==r/m≈191r/m 按照T618鏜床說(shuō)明書(shū)選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為200r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=25.1r/m （5）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1.06；查表3-3，得=1.40；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力 =f=1118×3×0.2×1.06×1.40N=995.5N 切削功率 =/60000=995.5×25.14/60000kW=0.42kW 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，T618機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=5.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則 /η=0.42/0.55kW=0.56kW＜ 故機(jī)床功率夠用。 工序120 半精鏜肋板孔 （1）選擇機(jī)床與刀具 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-9，選擇T618臥式鏜床，由表5-26選擇機(jī)夾單刃鏜刀的桿部直徑d（g7）為25mm，最小鏜孔直徑D為32mm。 （2）確定切削用量 a. 確定背吃刀量 由表5-69，選擇粗鏜的刀具材料為高速鋼，刀具類(lèi)型為刀頭。取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=2mm。 b. 確定進(jìn)給量 由表5-69知，f=0.5mm/r c. 初選切削速度 由表5-69知，Vc=0.6m/s （3）確定鏜刀刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-7取半精鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。 （4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度 ==r/m≈287r/m 按照T618鏜床說(shuō)明書(shū)選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為300r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=37.7r/m （5）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1.06；查表3-3，得=1.40；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力 =f=1118×2×0.5×1.06×1.40N=1659.1N 切削功率 =/60000=1659.1×37.7/60000kW=1.04kW 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，T618機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=5.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則 /η=1.04/0.55kW=1.39kW＜ 故機(jī)床功率夠用。 工序160 鉆φ6裝配孔 （1） 選擇刀具 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-21，選用直徑為5.8的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。由表5-6選擇Z5125A立式鉆床，工作臺(tái)面尺寸為（550×400）mm，總功率為2.3Kw，主電動(dòng)機(jī)功率為2.2Kw。 （2） 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5.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=5.8mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-64，選擇進(jìn)給量f為0.27mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-66,選擇切削速度Vc=0.42m/s （3）確定鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=100min。 （4）鉆削基本時(shí)間的計(jì)算 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-11知,鉆孔的基本時(shí)間計(jì)算公式為: 式中,=(D/2)cot= 計(jì)算得=1.2s 工序170 精鉸φ6裝配孔 （1）選擇刀具 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-21，選擇d=6mm的直柄機(jī)用鉸刀。由表5-6選擇Z5125A立式鉆床，工作臺(tái)面尺寸為（550×400）mm，總功率為2.3Kw，主電動(dòng)機(jī)功率為2.2Kw。 （2）確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因?yàn)殂q孔的加工余量為0.2mm。一次工作行程鉸完，所以選擇背吃刀量a=0.2mm。 b. 確定進(jìn)給量 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-68，選擇進(jìn)給量f為1.00mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-66,選擇切削速度Vc=0.20m/s 四 車(chē)孔車(chē)床夾具設(shè)計(jì) 4.1 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 車(chē)床夾具主要用于加工40夾具。因而車(chē)床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線(xiàn)與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)同軸。 （1） 安裝在車(chē)床主軸上的夾具。這類(lèi)夾具很多，有通用的三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)，花盤(pán)，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專(zhuān)用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤(pán)式、角鐵式和花盤(pán)式。這類(lèi)夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 定心式車(chē)床夾具 在定心式車(chē)床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車(chē)床夾具 在車(chē)床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤(pán)上，因而須設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱(chēng)其為角鐵式車(chē)床夾具。 花盤(pán)式車(chē)床夾具 這類(lèi)夾具的夾具體稱(chēng)花盤(pán)，上面開(kāi)有若干個(gè)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(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類(lèi)夾具不對(duì)稱(chēng)，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(chē)床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類(lèi)夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車(chē)床主軸上的專(zhuān)用夾具，所以零件在車(chē)床上加工用專(zhuān)用夾具。 4.2車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線(xiàn)與機(jī)床主軸軸線(xiàn)重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)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(jī)床主軸的連接 車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與臥式車(chē)床主軸軸線(xiàn)應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類(lèi)車(chē)床夾具以莫氏錐柄與機(jī)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(chē)床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專(zhuān)用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)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(chē)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(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過(guò)渡盤(pán)與車(chē)床主軸軸頸連接。過(guò)渡盤(pán)與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過(guò)渡盤(pán)，其上有一個(gè)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(chē)和倒車(chē)時(shí)因慣性作用使兩者松開(kāi)，可用壓板將過(guò)渡盤(pán)壓在主軸上。專(zhuān)用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過(guò)渡盤(pán)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(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車(chē)床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過(guò)渡盤(pán)在其長(zhǎng)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(guò)渡盤(pán)連接的方式。過(guò)渡盤(pán)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，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖1 車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接 過(guò)渡盤(pán)常作為車(chē)床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過(guò)渡盤(pán)凸緣確定專(zhuān)用夾具體的止口尺寸。過(guò)渡盤(pán)的材料通常為鑄鐵。各種車(chē)床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 4.3 定位機(jī)構(gòu) 本工件在加工孔時(shí)采用一面兩孔作為定位基準(zhǔn)，易于做到工藝過(guò)程中的基準(zhǔn)統(tǒng)一，保證工件的相對(duì)位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點(diǎn)； 本工件采用底面和一對(duì)對(duì)角工藝孔作為定位基準(zhǔn)，工件底面為第一定位基準(zhǔn)，限制了x、y方向轉(zhuǎn)動(dòng)，z方向移動(dòng)三個(gè)自由度；圓柱銷(xiāo)為第二定位基準(zhǔn)限制了x、y方向移動(dòng)兩個(gè)自由度；菱形銷(xiāo)為第三定位基準(zhǔn)，它和圓柱銷(xiāo)聯(lián)合限制了z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，所以此定位方案符合六點(diǎn)定位原理，采用對(duì)稱(chēng)壓板將工件壓緊。 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 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(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下： 8. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 9. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。 10. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 11. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類(lèi)型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。 工件夾緊方式的確定 從夾緊動(dòng)力源選擇：手動(dòng)夾緊 確定主夾緊機(jī)構(gòu)： 螺栓壓板 4.5零件的車(chē)床夾具的加工誤差分析 工件在車(chē)床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： 1. 確定兩銷(xiāo)中心距及尺寸公差（中心距公差需采用對(duì)稱(chēng)公差的標(biāo)注形式） 兩銷(xiāo)中心距基本尺寸Ld＝兩孔中心距基本尺寸==134.4mm，公差按劃線(xiàn)等級(jí)取0.4mm 兩銷(xiāo)中心距的尺寸公差TLd＝（1/3～1/5）TLD =1/40.4=0.10mm 兩銷(xiāo)中心距尺寸及公差的標(biāo)注：Ld±δLd/2=134.4±0.05mm 2. 確定圓柱銷(xiāo)的尺寸及公差 圓柱銷(xiāo)直徑的基本尺寸d1＝工件孔1的最小極限尺寸=10.5mm 圓柱銷(xiāo)按g6制造（T=0.011mm） 即=Φmm 3. 查表確定削邊銷(xiāo)尺寸b及B b=4mm B=10.5-2=8.5mm 4. 確定削邊銷(xiāo)的直徑尺寸及公差 δ===0.188mm 按h6級(jí)確定公差：=Φ 5. 計(jì)算定位誤差——目的是分析定位方案的可行性 因?yàn)槎ㄎ环较蚺c加工尺寸方向垂直，且被加工表面無(wú)尺寸公差要求，為次要加工表面，只要保證粗糙度為Ra12.5，故只需進(jìn)行轉(zhuǎn)角誤差計(jì)算即可。 = 轉(zhuǎn)角誤差很小，符合定位要求，可以使用。 定位方案設(shè)計(jì)如圖所示： 4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)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