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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
斜撥叉加工工藝和夾具設(shè)計(jì)
院 系
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械自造與自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)制
學(xué) 號(hào)
姓 名
指導(dǎo)老師
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
斜撥叉加工工藝規(guī)程及其車(chē)圓環(huán)的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
22
ABSTRACT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing Lathe fixture design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization,
目 錄
序 言 1
第1章 零件分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 2
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1確定毛坯的制造形式 3
2.2基面的選擇 3
2.3工藝路線的制定 4
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 6
2.5確立切削用量及基本工時(shí) 6
第3章 銑斷夾具設(shè)計(jì) 14
3.1 銑床夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 14
3.2銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 14
3.3 定位機(jī)構(gòu) 15
3.4夾緊機(jī)構(gòu) 15
3.5零件的銑床夾具的加工誤差分析 17
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 17
3.7 零件的銑床專(zhuān)用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 18
總 結(jié) 19
參考文獻(xiàn) 20
致 謝 21
序 言
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)。
斜撥叉的加工工藝規(guī)程及其夾具設(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)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。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。
第1章 零件分析
1.1 零件的作用
斜撥叉作用待查
1.2 零件的工藝分析
零件為HT200鑄件，無(wú)熱處理要求。
從結(jié)構(gòu)上看，左部呈圓筒狀，右部為叉爪。兩部分上下都不在同一平面上，工件安裝有一定困難。
零件的主要加工表面和主要的技術(shù)要求也分兩個(gè)部分
一個(gè)是以φ14孔端面為中心的加工表面，這一組加工表面包括：φ14mm的孔以一個(gè)是以φ14孔為中心的加工表面,這一組加工表面包括：叉口端面，寬14槽，，銷(xiāo)孔。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料是HT200。零件年產(chǎn)量為批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型中的金屬模鑄造。零件形狀復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后再?zèng)Q定。
2.2基面的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(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。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱(chēng)、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(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、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取φ14端面為定位基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿(mǎn)足以下原則：
（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
以φ14孔（一面2銷(xiāo)）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
2.3工藝路線的制定
制定藝路線的出發(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)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。經(jīng)考慮選擇了兩個(gè)可行的工藝方案。
方案一
10
鑄造
鑄造
20
時(shí)效處理
時(shí)效處理
30
銑
先銑中間大端面
40
銑
翻面銑Φ14孔另一端面
50
鉆
鉆擴(kuò)鉸Φ14孔，孔口倒角
60
車(chē)
車(chē)R43圓環(huán)
70
車(chē)
粗車(chē)、精車(chē)Φ70孔
80
車(chē)
粗車(chē)、精車(chē)另外一側(cè)Φ70孔端面
90
磨
粗磨、精磨另外一側(cè)Φ70孔端面
100
鉆
鉆4-Φ8、4-Φ8銷(xiāo)孔，孔口60度
110
銑
將兩件工件分割成2件
120
銑
粗銑、精銑寬14mm槽
130
鉗
去毛刺
140
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)，入庫(kù)
方案二
10
鑄造
鑄造
20
時(shí)效處理
時(shí)效處理
30
鉆
鉆擴(kuò)鉸Φ14孔，孔口倒角
40
銑
先銑中間大端面
50
銑
翻面銑Φ14孔另一端面
60
車(chē)
車(chē)R43圓環(huán)
70
車(chē)
粗車(chē)、精車(chē)Φ70孔
80
車(chē)
粗車(chē)、精車(chē)另外一側(cè)Φ70孔端面
90
磨
粗磨、精磨另外一側(cè)Φ70孔端面
100
鉆
鉆4-Φ8、4-Φ8銷(xiāo)孔，孔口60度
110
銑
將兩件工件分割成2件
120
銑
粗銑、精銑寬14mm槽
130
鉗
去毛刺
140
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)，入庫(kù)
上面的工序加工不太合理，因?yàn)橛山?jīng)驗(yàn)告訴我們大多數(shù)都應(yīng)該先銑平面再加工孔，那樣會(huì)更能容易滿(mǎn)足零件的加工要求，效率不高，但同時(shí)鉆兩個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。
方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工Φ14孔端面，再加工Φ14孔，后面工序采用Φ14孔定位，采用一面兩銷(xiāo)，這樣可以為后面工序利用更好的定位基準(zhǔn)；而方案二是把端面加工完畢再加工孔，加工完M14螺紋底孔立即攻絲，不能作為定位基準(zhǔn)。綜合考慮我們選擇方案一。
最終工藝路線如下：
10
鑄造
鑄造
20
時(shí)效處理
時(shí)效處理
30
銑
先銑中間大端面
40
銑
翻面銑Φ14孔另一端面
50
鉆
鉆擴(kuò)鉸Φ14孔，孔口倒角
60
車(chē)
車(chē)R43圓環(huán)
70
車(chē)
粗車(chē)、精車(chē)Φ70孔
80
車(chē)
粗車(chē)、精車(chē)另外一側(cè)Φ70孔端面
90
磨
粗磨、精磨另外一側(cè)Φ70孔端面
100
鉆
鉆4-Φ8、4-Φ8銷(xiāo)孔，孔口60度
110
銑
將兩件工件分割成2件
120
銑
粗銑、精銑寬14mm槽
130
鉗
去毛刺
140
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)，入庫(kù)
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
斜撥叉零件材料為HT200，毛坯重量1.12kg，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量，鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1、 不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。
2、 端面
由于端面要與其他接觸面接觸，同時(shí)又是Φ14孔的中心線的基準(zhǔn)。查相關(guān)資料知余量留2.5比較合適。
3、孔
毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2mm
2.5確立切削用量及基本工時(shí)
工序30：銑中間大端面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10]
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序40 翻面銑Φ14孔另一端面
= 0.08mm/齒 ( 《切削手冊(cè)》 表3-3)
切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),確定v = 0.45m/s即27m/min。
采用高速剛鑲齒三面刃銑刀,d= 225mm, 齒數(shù)z = 20。則
現(xiàn)采用X52K銑床,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)(見(jiàn) 《工藝手冊(cè)》表4.2-39),取n=37.5r/min, 故實(shí)際切削速度為
當(dāng)n=37.5r/min時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書(shū),剛好有,故直接選用該值。
切削工時(shí):由于是粗銑,故整個(gè)銑刀刀盤(pán)不必銑過(guò)整個(gè)工件,利用作圖法,可得出銑刀的行程,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序50：鉆擴(kuò)鉸Φ14孔，孔口倒角
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.39，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序70 車(chē)R43圓環(huán)
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車(chē)刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故
= （3-1）
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表3.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
=0.7
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （3-2）
由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為，車(chē)刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
== （3-5）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
工序70 粗車(chē)、精車(chē)Φ70孔
加工條件為：工件材料為HT200,選用CA6140車(chē)床。刀具選擇：采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，45度車(chē)刀。
查《切削手冊(cè)》 所以，按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇，最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊(cè)》）為0.5～0.8mm，壽命。
切削速度，查《切削手冊(cè)》：
修正系數(shù)
故
查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿(mǎn)足條件，校驗(yàn)成立。
工序80 粗車(chē)、精車(chē)另外一側(cè)Φ70孔端面
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車(chē)刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故
= （3-1）
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表3.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
=0.7
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （3-2）
由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為，車(chē)刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
== （3-5）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
工序90 粗磨、精磨另外一側(cè)Φ70孔端面
（1） 選擇砂輪。見(jiàn)《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為
其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為。
（2） 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速（見(jiàn)機(jī)車(chē)說(shuō)明書(shū)），。
軸向進(jìn)給量（雙行程）
工件轉(zhuǎn)速
徑向進(jìn)給量
（3） 切削工時(shí)。當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí)
（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表6.2-8）
式中 L——加工長(zhǎng)度73mm;
b ——加工寬度68mm;
Z——單向加工余量，0.2mm;
K ——系數(shù)，1.10；
——；
——工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）；
——工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）。
當(dāng)加工兩端面時(shí)
工序100：鉆4-Φ4、4-Φ8銷(xiāo)孔，孔口60度
機(jī)床：組合鉆床Z525
刀具：麻花鉆
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.39，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序120：銑寬14mm槽
1、選擇機(jī)床及刀具
機(jī)床 X52K立式銑床
刀具 三面刃銑刀銑槽do=14mm查[1]表8
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1118 D=160mm d=40mm
L=16mm 齒數(shù)z=24
2、計(jì)算切削用量
由[工藝手冊(cè)]表9.4—1和（切削用量手冊(cè)）查得 走刀量 f=0.67 mm/r
銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度
由[工藝手冊(cè)]表9.4—6查得 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.2~0.3
表9.4—7查得 耐用度為 T=150min
（1）切削速度
由[工藝手冊(cè)] 式3.2
（7-26）
查表 9.4—8 得其中：
修正系數(shù)
m=0.5
代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s
（2）確定機(jī)床主軸速度
由[工藝手冊(cè)] 按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33 r/s
所以 實(shí)際切削速度為
（3）計(jì)算切削工時(shí)
（7-27）
一、 第4章 銑斷夾具設(shè)計(jì)
4.1 基本夾具設(shè)計(jì)原理
下面具體夾具設(shè)計(jì)原則：
（1）6定位原理
通過(guò)理論力學(xué)在具有六個(gè)自由度，平移和旋轉(zhuǎn)的三個(gè)軸的，沿X，Y，Z圍繞三個(gè)軸，即鋼體的自由狀態(tài)的理解，在該空間，如圖所示。與X，Y，Z和X，Y，Z分別沿運(yùn)動(dòng)的三條軸線和圍繞自由的三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)。在夾具上，用6錨與工件分別適當(dāng)接觸，并限制六度工件的自由的原則，稱(chēng)為6定位原理。
定位的幾起案件的原則，（2），應(yīng)用程序
○1完全定位是指所有六度工件自由度受到限制
○2部分的定位
當(dāng)工件的定位，而不是所有的情況下都完全定位為在工件上。
○3在位置（復(fù)位）
重復(fù)幾個(gè)支撐點(diǎn)位限制了一個(gè)自由度，叫過(guò)定位。
A，一般情況下，你應(yīng)該避免使用的定位。
B，也有合理的定位應(yīng)用
而在夾具定位工件，通常以避免“過(guò)度定位”，但在某些條件下，“過(guò)度定位”，但良好的結(jié)果可以得到一個(gè)合理的使用。此剛性弱，高精度航天，儀表工件更顯著。我們都熟悉的安裝轉(zhuǎn)動(dòng)長(zhǎng)軸，工件進(jìn)三爪卡盤(pán)和尾座支持的尖端另一端的長(zhǎng)軸結(jié)束的時(shí)候。這是一個(gè)“過(guò)度定位”定位。剛好在所述工件能夠定位不同的基準(zhǔn)和工具（夾具）嚴(yán)格控制的缺點(diǎn)的定位可以省略的形式和位置誤差。工件支撐件的剛性的，因?yàn)楸辉鰪?qiáng)，以支持幫助實(shí)現(xiàn)工件以便易于安裝的一個(gè)穩(wěn)定的，可靠的定位，加工質(zhì)量和效率大大提高。。
４.2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對(duì)槽進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工，進(jìn)行了粗、精鏜加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷(xiāo)定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。
方案Ⅱ：選一面兩銷(xiāo)定位方式，工藝孔用短圓柱銷(xiāo)，用棱形銷(xiāo)定位，夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。
分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開(kāi)，因夾緊會(huì)破壞定位。
通過(guò)比較分析只有方案Ⅱ滿(mǎn)足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來(lái)定位，從而保證其尺寸公差要求。
銑該槽時(shí)其對(duì)孔的中心線有對(duì)稱(chēng)度以及槽兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷(xiāo)的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即為撥叉底平面；兩銷(xiāo)為的短圓柱銷(xiāo)和的棱形銷(xiāo)。
4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
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，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1.
由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
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，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.4 誤差分析與計(jì)算
該夾具以一面兩銷(xiāo)定位，兩定位銷(xiāo)孔尺寸公差為。為了滿(mǎn)足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷(xiāo)的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=130mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。
4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
4.5.1定位銷(xiāo)選用
本夾具選用一可換定位銷(xiāo)和固定棱形銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如下表：
表5.1 定位銷(xiāo)
d
H
D
公稱(chēng)尺寸
允差
14～18
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
表5.2 定位棱銷(xiāo)
d
H
d
公稱(chēng)尺寸
允差
40～50
20
22
+0.034
～0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
4.5.2夾緊裝置的選用
該夾緊裝置選用移動(dòng)壓板，其參數(shù)如表5.3：
表5.3 移動(dòng)壓板
公稱(chēng)直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
4.5.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱(chēng)尺寸
允差d
允差
公稱(chēng)尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成撥叉槽精銑加工，所以選用對(duì)刀塊。根據(jù)GB2243—80側(cè)裝對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.2所示：
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱(chēng)尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
4.6 確定831007夾具的夾具體結(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)保持精度和穩(wěn)定性
在夾緊面的面，所述夾緊的刀座的安裝表面上安裝特定的足夠的精確度是重要的，如接觸位置的安裝，穩(wěn)定特定的文件夾之間的位置精度，該文件夾應(yīng)使?jié)沧⒌幕炷?，老化，退火處理?
（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度
確保這一過(guò)程不會(huì)導(dǎo)致夾緊力，外力如變形和振動(dòng)切削力是不允許的，夾緊應(yīng)具有足夠的厚度，剛性可以適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)。
（3）的方法和結(jié)構(gòu)應(yīng)該是良好的
剪輯較大的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的相互位置精度要求的部件，和每個(gè)高，特別關(guān)注的表面之間應(yīng)該是結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，以促進(jìn)工件被加工，夾子，維修。然后滿(mǎn)足的前提下，功能性要求（剛度和強(qiáng)度），應(yīng)能減少體積，以減輕重量，所述結(jié)構(gòu)應(yīng)該是簡(jiǎn)單的。
（4）應(yīng)該是容易去除鐵
在這一過(guò)程中，鐵會(huì)繼續(xù)夾持積累，如果不消除，熱的積累會(huì)破壞切削夾具的定位精度，投擲鐵可卷繞定位部件，該定位精度會(huì)受損，或者甚至發(fā)生意外。因此，鐵并不多在此過(guò)程中，可適當(dāng)增加定位裝置和所述夾持面，以增加鐵空間之間的距離：在切割過(guò)程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在頂部鉗位。
（5）安裝應(yīng)牢固可靠
所有通過(guò)夾緊夾具安裝在所述安裝面與相應(yīng)的接觸面或?qū)嵤┥稀．?dāng)夾子安裝在重心，夾具應(yīng)盡可能地低，支承面積應(yīng)足夠大，以安裝精度高，以保證穩(wěn)定和可靠的安裝。底部夾通常是中空的，確定一個(gè)特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。在圖中所示的夾具組件。
過(guò)程中，該夾具將承受較高的夾緊力切削力，造成的沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，這取決于布局和夾具連接，因此固定件必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在形成所述夾具的一部分的過(guò)程中的芯片將下降，積累太多會(huì)影響工件夾緊和可靠的定位，因此，夾具的設(shè)計(jì)必須考慮到的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵。此外，夾送技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作，安裝方便，也應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮。夾具將落入一個(gè)部分的處理過(guò)程中形成的切屑，切削積累太多會(huì)影響定位和工件的可靠的夾緊，因此，夾具的設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
4.7 夾具的夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
由于大量量產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件需要快速的處理速度。此夾具設(shè)計(jì)，大平面具有三個(gè)自由度移動(dòng)至夾緊位置，定位兩個(gè)自由度，與定位塊定位最終旋轉(zhuǎn)自由度。在這一點(diǎn)上，雖然有被找到，但經(jīng)過(guò)精加工底面是表面，定位是允許的。
總 結(jié)
加工工藝的編制和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過(guò)程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問(wèn)題，如在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問(wèn)題。這些問(wèn)題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問(wèn)題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問(wèn)題一一解決，并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。
完成了本次設(shè)計(jì)，通過(guò)做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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14．《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平主編 哈工大出版社
15.《現(xiàn)代機(jī)械制圖》 呂素霞 何文平主編 機(jī)械工業(yè)出版社
致 謝
經(jīng)過(guò)了的很長(zhǎng)時(shí)間，終于比較圓滿(mǎn)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。回顧這日日夜夜，感覺(jué)經(jīng)過(guò)了一場(chǎng)磨練，通過(guò)圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此時(shí)此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛(ài)崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。
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