第 1 頁 共 26 頁畢業(yè)設計（論文）說明書作 者： 學 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 光桿加工工藝及長鍵槽銑夾具設計 指導者：評閱者：年 月 第 2 頁 共 26 頁畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 中 文 摘 要本設計是基于光桿加工工藝及長鍵槽銑夾具設計長鍵槽銑夾具。長鍵槽零件的主要加工表面是外圓及孔系。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，本設計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，夾緊方式多選用手動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。因此生產效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設計要求。關鍵詞：長鍵槽類零件；工藝；夾具第 3 頁 共 26 頁畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 外 文 摘 要Title： The long shaft fork processing technology and fixture design Abstract：This design is the special fixture for machining process for long shaft parts and process design based on. The main processing surface of long shaft parts is cylindrical and holes. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure 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 to ensure machining precision. The main process of machining technology is first to support hole positioning 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. The special fixture fixture, clamping means more choice of manual clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking. Therefore, higher production efficiency. Suitable for large batch, the processing pipeline. Can meet the design requirements.Keywords：long shaft, processing, special fixture, design第 4 頁 共 26 頁目 錄1 加工工藝規(guī)程設計 ??????????????????????????? 51.1 零件的分析 ??????????????????????????? 51.1.1 零件的作用 ???????????????????????? 51.1.2 零件的工藝分析 ?????????????????????? 51.2 長鍵槽加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 ????? 51.3 長鍵槽加工定位基準的選擇 ??????????????????? 61.3.1 粗基準的選擇 ??????????????????????? 61.3.2 精基準的選擇 ??????????????????????? 61.4 長鍵槽加工主要工序安排 ???????????????????? 61.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ???????????? 81.6 選擇加工設備及刀、量具 ???????????????????? 81.7 確定切削用量及基本工時（機動時間） ?????????????? 91.8 時間定額計算及生產安排 ???????????????????? 162 銑槽夾具設計 ????????????????????????????? 182.1 工序尺寸精度分析 ??????????????????????? 182.2 定位方案確定 ????????????????????????? 182.3 切削力及夾緊力的計算 ????????????????????? 182.4 定位元件確定 ????????????????????????? 202.5 定位誤差分析計算 ??????????????????????? 212.6 夾具設計及操作的簡要說明 ??????????????????? 22結 論 ????????????????????????????????? 23參考文獻 ???????????????????????????????? 24致 謝 ????????????????????????????????? 25第 5 頁 共 26 頁1 加工工藝規(guī)程設計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是長鍵槽。長鍵槽的主要作用是傳動連接作用，保證各軸各擋軸能正常運行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此長鍵槽零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。圖 1 長鍵槽1.1.2 零件的工藝分析由長鍵槽零件圖可知。長鍵槽是一個軸類零件，它的外表面上有 2 個平面需要進行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F分析如下：（1）以 φ42 外圓面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ42 外圓面的加工；，其中表面粗糙度要求為 。mRa?2.3（2）以 12 寬度的平面為主要加工表面的槽。這一組加工表面包括：12 寬度的槽，粗糙度為 。mRa?2.31.2 長鍵槽加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施由以上分析可知。該長鍵槽零件的主要加工表面是平面及孔系。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，對于長鍵槽來說，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系。由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。長鍵槽孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求第 6 頁 共 26 頁及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。1.3 長鍵槽加工定位基準的選擇1.3.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）保證各重要支承的加工余量均勻；（2）保證裝入長鍵槽的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以長鍵槽的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。1.3.2 精基準的選擇從保證長鍵槽孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證長鍵槽在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從長鍵槽零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是長鍵槽的裝配基準，但因為它與長鍵槽的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。1.4 長鍵槽加工主要工序安排對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。長鍵槽加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到長鍵槽加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，結合面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。對于長鍵槽，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇打c??908及 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜第 7 頁 共 26 頁質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20根據以上分析過程，現將長鍵槽加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 下料 型材開料毛坯￠52×160420 粗車 車兩端，總長車至 1602mm,打中心孔 A230 粗車 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm40 熱處理 熱處理 HRC28-3250 粗車 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.560 半精車 （1） 車外圓至￠ mm,倒角 C2。（2） 調頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不允許在鍵槽長度范圍內接刀70 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長度范圍內接刀80 銑鍵槽至圖紙尺寸90 檢驗100 油封、入庫工藝路線二：10 下料 型材開料毛坯￠52×160420 粗車 車兩端，總長車至 1602mm,打中心孔 A230 粗車 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm40 粗車 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.550 半精車 （1） 車外圓至￠ mm,倒角 C2。（2） 調頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不允許在鍵槽長度范圍內接刀60 熱處理 熱處理 HRC28-3270 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長度范圍內接刀80 銑鍵槽至圖紙尺寸90 檢驗100 油封、入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現仍有問題，從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現該方案一比較合理。綜合選擇方案一：10 下料 型材開料毛坯￠52×1604第 8 頁 共 26 頁20 粗車 車兩端，總長車至 1602mm,打中心孔 A230 粗車 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm40 熱處理 熱處理 HRC28-3250 粗車 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.560 半精車 （1） 車外圓至￠ mm,倒角 C2。（2） 調頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不允許在鍵槽長度范圍內接刀70 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長度范圍內接刀80 銑鍵槽至圖紙尺寸90 檢驗100 油封、入庫1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(1)毛坯種類的選擇零件機械加工的工序數量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術和經濟意義。根據該零件的材料為 45、生產類型為批量生產、結構形狀很復雜、尺寸大小中等大小、技術要求不高等因素，在此毛坯選擇型材成型。(2)確定毛坯的加工余量根據毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-5， “長鍵槽”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 45，硬度 HB 為 170—241，生產類型為大批量生產，采用型材毛坯。（2）面的加工余量。根據工序要求，結合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.3~71現取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m0. m28.0?精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。差等級選用 CT7。再查表 2.3.9 可得鑄件尺寸公差為 。6.11.6 選擇加工設備及刀、量具由于生產類型為大批量生產，所以所選設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機車。起生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床加工生產。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳遞，由于工件質量較大，故需要輔助工具來完成。第 9 頁 共 26 頁平端面確定工件的總長度。可選用量具為多用游標卡尺（mm）,測量范圍0～1000mm（參考文獻[2]表 6—7） 。采用車床加工，床選用臥式車床 CA6140（參考文獻[2]表 4—3） ，專用夾具。鉆孔、擴孔、攻絲所選刀具見（參考文獻[2]第五篇金屬切削刀具，第 2、3 節(jié)） ，采用相匹配的鉆頭，專用夾具及檢具。1.7 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 10 無切削加工，無需計算工序 20. 車兩端，總長車至 1602mm,打中心孔 A2已知工件材料： 45，型材，有外皮，機床 CA6140 普通車床，工件用內鉗式卡盤固定。所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑0?6vK09'vK01s?0= 。srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成2②.確定進給量 f根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：=0.7f確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1—30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進給力為：=950 =1111.5 （1-f17.?N2）第 10 頁 共 26 頁由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車5.1刀壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見tvKvsvKTvKv表 1.28） ，故：= tVv=63 （1-3）'0?0.184.920.1?in?= = =120 （1-4）nDc?'1748mr根據 CA6140 車床說明書選擇=1250nir這時實際切削速度 為：cV= = （1-1c?01257?min?5）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （1-3.?6）根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故nmi125r EPKW9.5C?EP所選切削用量可在 C620—1 機床上進行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni25rsr08.Vmin0第 11 頁 共 26 頁工序 30 兩頂尖裝夾工件，車外圓至￠ mm0.146?所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑0?6vK09'vK01s?0= 。srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成，故m5.2= = p.251②.確定進給量 f根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：=0.7f確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1—30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進給力為：=950 =1111.5 f17.?N由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車5.1刀壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～21915YT第 12 頁 共 26 頁的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見tvKmvsvKTvKv表 1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）in48?= = =120 （3-nDc?'127?mir13）根據 CA6140 車床說明書選擇=1250nir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故ni125EPkw9.5C?EP所選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.計算基本工時（3-flt?15）式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，?m1則 =126+ =128第 13 頁 共 26 頁= =mt7.0125?in4工序 40 車兩端面至圖紙尺寸，重打中心孔 A2.5所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑0?6vK09'vK01s?0= 。srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成，故m5.2= = p.251②.確定進給量 f根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：=0.7f確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1—30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進給力為：=950 =1111.5 f17.?N由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車5.1刀壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V第 14 頁 共 26 頁切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見tvKmvsvKTvKv表 1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）in48?= = =120 （3-nDc?'127?mir13）根據 CA6140 車床說明書選擇=1250nir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故ni125EPkw9.5C?EP所選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.計算基本工時（3-flt?15）式中 = + + ， = m127Lly?l第 15 頁 共 26 頁由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，?m1則 =126+ =L1m28= =t7.0125?min4工序 50車外圓至￠ mm,倒角 C2。調頭車外圓至￠ mm,倒角 C2。不4.?42.05?允許在鍵槽長度范圍內接刀該工序與工序 20 的計算方法完全一樣，在此不一一計算。工序 調質不需計算切削計算。工序 70 兩頂尖裝夾工件，磨外圓至圖紙要求。不允許在鍵槽長度范圍內接刀①.選擇砂輪 由《機械加工工藝手冊》4.8 中磨料的選擇各表選取:A46GV69 350 40127?其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為 46 號，硬度為中軟 1 級，陶瓷結合劑，6 號組織手型砂輪其尺寸為 350 （D B d）40127??②.切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s軸向進給量：f =0.2B=8mm（雙線程） 《機械加工工藝設計實用手冊》表 15-67a徑向進給量： f =0.02（雙線程）r工件速度 v =100wV = =0.3（m/s） N= = =1.737r/m （3-w27.51010d?0.345?21）③.切削工時 查《機械加工工藝手冊》表 2.5-11 k=1.1表 2.5-12t = = = （s） （3-22）j2barlzknf02.873.145?6.19磨機床選擇為 M2110A，刀具選擇代號為 MY 的圓柱磨頭，根據《機械加工工藝設計實用手冊》表 13.4-16 確定砂輪直接為 20 ，則工件速度 =20 ，縱向mwvmin進給量 ，工作臺一次往復行程磨削深度 ，根據以上rmfa20? stdap.021.?數據計算出所耗工時為 41.5 s。第 16 頁 共 26 頁工序 90 銑鍵槽至圖紙尺寸切削深度 ap：ap=6mm根據《機械加工工藝手冊》表 查得：進給量 ,查《機械加2.476?0.5/famz?工工藝手冊》表 2.4-82 得切削速度 ，3/minV?機床主軸轉速 ：n，10345.8/i.160Vnrd????查《機械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 47.5/innr?實際切削速度 ：v.1600Dnms????進給量 ：fV0.52./.9/ffaZ工作臺每分進給量 ： m1857infVs?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知深度為 3mm，l=3mml機動時間 = =0.052min=3.12s1jt573160 去毛刺 無切削計算170 清洗 無切削計算180 檢驗 無切削計算190 油封、入庫 無切削計算工序 90、終檢 無切削計算1.8 時間定額計算及生產安排假設該零件年產量為 10 萬件。一年以 240 個工作日計算，每天的產量應不低于417 件。設每天的產量為 420 件。再以每天 8 小時工作時間計算，則每個工件的生產時間應不大于 1.14min。參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.2，機械加工單件（生產類型：中批以上）時間定額的計算公式為：（大量生產時 ）Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為：ttfjd其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）jt—輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所ft消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間第 17 頁 共 26 頁k—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值工序：粗、精銑結合面機動時間 ：jtmin73.1?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.43，取工步輔助時間為 。f min15.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.0in25.01.??ftk：根據《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3?k單間時間定額 ： dt min14.i2.%)1)(25.0731(%)( ?????kfj因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， min4.i12.4.2???dt即能滿足生產要求工序：粗銑平面機動時間 ：jtin53.0?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f min31.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.0min41.03.??ftk：根據《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3?k單間時間定額 ： dt min14.i06.%)1)(4.053(%)1( ?????kfj因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序：銑端面機動時間 ：jtmin53.0j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f in31.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則mi.min41.03.??ftk：根據《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3k單間時間定額 ： dt in14.i06.%)1)(4.053(%)1( ????kfj第 18 頁 共 26 頁因此布置一臺機床即能滿足生產要求。第 19 頁 共 26 頁2 銑槽夾具設計2.1 工序尺寸精度分析本工序加工鍵槽，保證尺寸屬于批量生產。為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。2.2 定位方案確定為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。根據工件的加工要求，該工件必須限制工件的六個自由度，現根據加工要求來分析其必須限制的自由度數目及基準選擇的合理性。（1） 必須限制 Z 向的移動及 X 向的轉動。（2） 為了保證必須保證 Z 向的轉動，X 向的移動，Y 向的轉動。（3） 為了保證軸肩與鍵槽右端必須限制 Y 向的移動。2.3 切削力及夾緊力的計算刀具：鍵槽銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 015??001?頂 刃 0n??側 刃 601~5??''30rK?2.5Lm2Z.8/famzmap.2由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：0.8.10.pzFafDBzn?有： .9.8.1.10.135254836.2()N??????根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即：FKW??安全系數 K 可按下式計算：6543210式中： 為各種因素的安全系數，查參考文獻 [5]1～2～1 可知其公式參數：6~123456.,.0,1.,3KK??由此可得： 0.31.056???第 20 頁 共 26 頁所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很836.241530.()KWFN????大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。b.實際需要的夾緊力 FJ 需，應考慮安全系數，FJ 需=KFJ 理。c.校核夾緊機構的夾緊力 FJ 是否滿足條件：FJFJ 需。夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。第 21 頁 共 26 頁一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻[5]1～2～26 可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數由參考文獻[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?其中： 3()Lm?)(8N?螺旋夾緊力： 04.該夾具采用螺旋夾緊機構， 由上述計算易得： KW??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。第 22 頁 共 26 頁2.4 定位元件確定綜上分析：為了限制六個自由度，其中的 Z 移動 Z 轉動 X 移動 X 轉動用兩個V 型塊限制，Y 移動由右端 V 型塊上帶有一擋塊擋的右端面限制，Y 的轉動由的外圓柱面上的夾緊力限制。2.5 定位誤差分析計算注：V 型塊夾角 α=90°。基準位移誤差：工件以外圓柱面在 V 型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差 δD ，因此對一批工件來說，當直徑由最小 D－δD 變大到 D 時，工件中心（即定位基準）將在V 型塊的對稱中心平面內上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由 變大到 ,其變化1O2量 （即基準位移誤差 Δ）從圖（a）中的幾何關系退出：1O2第 23 頁 共 26 頁ΔY= =1O2αδDSIn基準不重合誤差：從圖（b）中設計基準與定位基準不重合，假設定位基準 不動，當工件直徑1O由最小 D－δD 變到最大 D 時，設計基準的變化量為 ，即基準不重合誤差 ΔB=2δD。2從圖(c)中可知，設計基準為工件的下母線。即，上述方向由 a 到 a′與定位基準 變到 的方向相反，故其定位誤差 ΔD 是 ΔY 與 ΔB 之差.1O2ΔD=ΔY－ΔB= － =0.207δD=0.207 ×0.01=0.002072αδSInΔD=0.00207＜ T 即滿足要求312.6 夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。第 24 頁 共 26 頁結 論通過近一個月的畢業(yè)設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設計的整個過程。在整個設計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學、嚴謹的態(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網上搜索一些相關的資料和相關產品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也是最難的一次。在設計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了設計。本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：（1）缺乏實際工廠經驗，對一些參數和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。（2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數據采集和控制上還有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。第 25 頁 共 26 頁參考文獻[1] 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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