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湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘要
機(jī)械制造工藝業(yè)在中國(guó)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，一國(guó)之發(fā)展離不開(kāi)機(jī)械制造工業(yè)。機(jī)械制造工藝包括車削、銑削、刨削等,它們的工序安排、切削用量、刀具參數(shù)等會(huì)影響到零件質(zhì)量。我所設(shè)計(jì)的是箱體制造工藝及夾具的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)內(nèi)容包括機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合測(cè)量以及CAD繪圖等多方面的知識(shí)。
專用夾具的設(shè)計(jì)可減少裝夾時(shí)間、提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。此次設(shè)計(jì)促進(jìn)我綜合運(yùn)用大學(xué)四年里所學(xué)的理論知識(shí)并融入實(shí)習(xí)期間的在工廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高分析和解決工藝問(wèn)題、工藝規(guī)程以及專用夾具設(shè)計(jì)，運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表資料的能力。為今后所從事的行業(yè)打基礎(chǔ)、做鋪墊。
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工工藝，機(jī)床夾具。
ABSTRACT
Machinery manufacturing industry development in China have a great progress and the development of a nation depends on the mechanical manufacturing industry.
Mechanical manufacturing technology including turning, milling, planing, and so on ,their process arrangement, cutting parameter, cutting tool parameters and so on affecting the parts quality. This design has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, CAD and so on the various knowledge.
I design the manufacturing process and fixture used in the design, machine tool fixture design and cartography curriculum. Special fixture can reduce clamping time and improve production efficiency, reduce labor intensity. This design to promote my comprehensive use the theoretical knowledge into the internship experience in factory, analyze and solve process problems, the ability of process planning and special fixture design, and use the relevant manuals, charts, data. Also exercise the query literature . In the industry for the future is in groundwork.
Keywords：machining process，machine tool fixture
目錄
第一章 前言 - 1 -
第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 - 2 -
2.1零件的工藝分析 - 2 -
2.1.1磨齒機(jī)功能 - 2 -
2.1.2磨齒機(jī)蝸桿箱體功用 - 2 -
2.1.3磨齒機(jī)蝸桿箱體結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) - 2 -
2.2 主要加工部分要求 - 3 -
2.3 毛坯及基準(zhǔn)的選擇并擬定加工路線 - 3 -
2.3.1 確定毛坯的材料和尺寸公差 - 3 -
2.3.2 確定毛坯的技術(shù)要求 - 4 -
2.3.3繪制零件毛坯圖 - 4 -
2.3.4 基準(zhǔn)的選擇 - 4 -
2.3.5擬訂機(jī)械加工工藝路線 - 5 -
2.3.6 工藝路線方案的分析 - 6 -
2.4 確定機(jī)械加工余量工序尺寸及公差 - 6 -
2.5 選擇機(jī)床及工藝裝備確定切削用量及基本工時(shí) - 7 -
2.5.1加工測(cè)量用具的選擇 - 7 -
2.5.2 確定切削用量及基本工時(shí) - 7 -
第三章 銑床夾具設(shè)計(jì) - 18 -
3.1夾具方案設(shè)計(jì)及基準(zhǔn)選擇 - 18 -
3.1.1在確定基準(zhǔn)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)? - 18 -
3.1.2工件在定位時(shí)定位原理 - 18 -
3.1.3粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)選擇 - 18 -
3.1.4工裝夾具設(shè)計(jì)的基本原則? - 19 -
3.2?工裝夾具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)及基準(zhǔn)的選擇? - 19 -
3.2.1夾具設(shè)計(jì)基本要求? - 19 -
3.2.2工裝夾具設(shè)計(jì)基本方法 - 19 -
3.2.3基準(zhǔn)的選擇 - 19 -
3.3定位方案及定位元件的確定 - 20 -
3.3.1 工件及平面定位 - 21 -
3.3.3 銑床夾具及其零件選用 - 21 -
3.4切削力及夾緊力計(jì)算 - 23 -
3.4.1夾緊力及方向的確定......................................................................-23-
3.4.2 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 - 23 -
3.4.3夾緊力的計(jì)算 - 24 -
3.5 定位誤差分析 - 25 -
第四章 鏜床夾具設(shè)計(jì) - 26 -
4.1夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí) - 26 -
4.1.1?夾具設(shè)計(jì)基本過(guò)程 - 26 -
4.1.2?夾具設(shè)計(jì)基本知識(shí) - 26 -
4.1.3夾具設(shè)計(jì)的基本方法 - 26 -
4.1.4設(shè)計(jì)步驟 - 26 -
4.1.5工裝夾具制造精度要求 - 26 -
4.1.6定位原理及類型 - 27 -
4.1.7定位誤差的分析 - 27 -
4.2夾緊力方向及作用點(diǎn)確定? - 28 -
4.2.1確定夾緊力方向 - 28 -
4.2.2夾緊力可靠性 - 28 -
4.3夾緊力計(jì)算 - 28 -
4.4夾具體設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)類型及夾具裝配圖設(shè)計(jì) - 29 -
4.5導(dǎo)向支架的布置形式 - 30 -
4.6鏜床夾具的基本組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn) - 31 -
4.6.1夾具組成 - 31 -
4.6.2鏜套的選擇與設(shè)計(jì) - 31 -
4.6.3鏜孔要考慮的問(wèn)題 - 32 -
4.6.4鏜床夾具夾緊方式 - 32 -
第五章 結(jié)論 - 35 -
參考文獻(xiàn) - 36 -
致謝 - 37 -
附錄A 數(shù)控編程程序 - 38 -
附錄B 機(jī)械加工工藝卡
附錄C 機(jī)械加工工序卡
第一章 前言
隨著中國(guó)科技發(fā)展，國(guó)家更加注重自主創(chuàng)新，因此中國(guó)工業(yè)近幾年來(lái)取得了飛速發(fā)展，工藝裝備的制造與發(fā)展標(biāo)志著，一個(gè)國(guó)家制造行業(yè)的綜合能力。工業(yè)化水平越高經(jīng)濟(jì)發(fā)展也越快，所以一個(gè)國(guó)家要想真正的強(qiáng)盛起來(lái)必須，提高自主創(chuàng)新能力，提高制造行業(yè)的發(fā)展速度。
我國(guó)的機(jī)械制造裝備正向著高效高速高精度方面發(fā)展，智能化制造方法，及智能化裝備也有了新的發(fā)展，國(guó)家實(shí)施綠色可持續(xù)制造方案，使得重要資源可重復(fù)利用，大大減少了資源的浪費(fèi)，提高能源使用效率同時(shí)造福后代。
零件的加工離不開(kāi)夾具的設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)需要很強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)要查很多的相關(guān)書籍，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮全面，才能設(shè)計(jì)出符合加工工藝要求的好的夾具，一個(gè)夾具的好壞很大程度的影響零件加工精度，這更要求我們機(jī)械男們對(duì)專業(yè)知識(shí)掌握得更加熟練，發(fā)揚(yáng)我們一絲不茍刻苦鉆研的優(yōu)良品質(zhì)。中國(guó)的繁榮與昌盛，需要一代又一代機(jī)械工程師，不辭辛勞，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，勇于創(chuàng)新，刻苦鉆研，只有全身心的投入，才能創(chuàng)造出有益于人民有益于社會(huì)和國(guó)家的好產(chǎn)品。
第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定
2.1零件的工藝分析
2.1.1磨齒機(jī)功能：
磨齒機(jī)利用砂輪為磨具加工圓柱齒輪或某些齒輪加工刀具齒面的齒輪加工機(jī)床。用于消除熱處理后變形和提高齒輪精度，磨削后齒精度可達(dá) 6～3級(jí)或更高。
2.1.2磨齒機(jī)蝸桿箱體功用：
（1）支撐作用。蝸輪、蝸桿是通過(guò)軸承安裝在箱體壁上的，由箱體承載力。
（2）容器、散熱作用。蝸輪、蝸桿工作時(shí)，如潤(rùn)滑不良，嚙合接觸面將劇烈摩擦、生熱，損壞蝸輪蝸桿，所以有足夠潤(rùn)滑油保證潤(rùn)滑。
2.1.3磨齒機(jī)蝸桿箱體結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：
上表面有兩個(gè)M12的螺紋孔，一個(gè)8的通孔，下端臺(tái)階面有十個(gè)的沉孔和兩個(gè)通孔，為了放置渦輪箱體上下表面開(kāi)了兩個(gè)圓弧，左側(cè)表面有四個(gè)M8螺紋孔，左側(cè)右側(cè)各一通孔用來(lái)安裝蝸桿，左側(cè)通孔用來(lái)安裝軸承。上下表面粗糙度為3.2,孔壁表面粗糙度1.6,屬于中等和高精度加工。零件視圖如下圖2.1所示。
（a）主視圖
（b）側(cè)視圖
圖2.1 零件圖
2.2 主要加工部分要求
(1)上表面的加工
先加工上表面，以上表面為基準(zhǔn)加工下表面，上表面粗糙度為Ra3.2μm。
(2) 下表面加工
下表面粗糙度為Ra3.2μm以下表面為基準(zhǔn)加工沉孔,并加工上表面的螺紋孔和通孔。
(3) 箱體上表面兩個(gè)M12螺紋孔和一個(gè)8通孔
M12螺紋孔用來(lái)連接機(jī)床中其他零件。在加工過(guò)程中，對(duì)孔沒(méi)有太高的精度要求，8表面粗糙度為Ra3.2μm。
(4) 鏜孔
以下表面為基準(zhǔn)鏜孔用于安裝蝸桿,孔的表面粗糙度要求較高Ra1.6μm。
(5) 加工左右平面
左平面上有大沉孔用來(lái)安裝軸承，左右平面精度為Ra3.2μm。安裝軸承，孔內(nèi)壁粗糙度為Ra1.6μm。
(6) 加工左側(cè)面四個(gè)螺紋孔
用于箱體左側(cè)面固定。
(7)倒角
C2為了方便安裝軸承。
2.3 毛坯及基準(zhǔn)的選擇并擬定加工路線
2.3.1 確定毛坯的材料、和尺寸公差
（1）蝸桿箱體材料為鑄造碳鋼牌號(hào)為ZG270-550有較好的塑性焊接性良好，應(yīng)用廣泛，應(yīng)用于軋鋼機(jī)架，軸承座，連桿，箱體，橫梁，曲軸，缸體，等零件材料。
（2）由于零件長(zhǎng)度為595mm,寬度為190mm,高度為190mm,零件最大幾何尺寸為595mm,所以根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)選擇沙型鑄造。
（3）該底座的各個(gè)平面粗糙度分別是Ra3.2μm，Ra1.6μm,6.Ra12.5μm。需要進(jìn)行二次銑削：粗銑，半精銑，即可滿足加工要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級(jí)為G，選取尺寸公差等級(jí)為9級(jí)。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來(lái)了。
2.3.2 確定毛坯的技術(shù)要求
①鍛件不應(yīng)有明顯尺寸誤差，晶粒不均勻、裂痕等缺陷。鍛件表面應(yīng)清除毛刺、飛邊等。
②退火處理硬度為174～207HBS，以消除內(nèi)應(yīng)力，改善切削加工性能。
2.3.3繪制零件毛坯圖
根據(jù)圓盤零件圖，在各加工表面上加上機(jī)械加工的余量，繪制毛坯圖，并標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求，如下圖所示。
(a) 主視圖
(b) 側(cè)視圖
圖2.2 毛坯圖
2.3.4 基準(zhǔn)的選擇
(1)以下表面為粗基準(zhǔn)加工上表面。
(2)以側(cè)面和上表面為精基準(zhǔn)加工下表面。
(3)以下表面為基準(zhǔn)加工，下表面臺(tái)面上的沉孔和通孔。
(4)以上表面和后端面為基準(zhǔn)，加工上表面的螺紋孔和通孔。
(5)以下表面和沉孔為基準(zhǔn)，配合鏜床夾具鏜孔。
(6)以下表面為基準(zhǔn)，加工左側(cè)12個(gè)螺紋孔。
(7)以下表面和兩個(gè)沉孔為基準(zhǔn)加工前后兩端面。
2.3.5擬訂機(jī)械加工工藝路線
(1) 確定各表面的加工方法
根據(jù)加工表面加工精度表面粗糙度要求，選定如下加工方法：
因?yàn)橄潴w零件各表面均為大平面，所以用銑床，銑削加工。通孔和螺紋孔基本為小孔，用鉆床鉆削加工。大的孔已鑄造出，需用鏜削鏜孔。
具體加工方法的分析如下：
①前后左右四個(gè)表面粗糙度Ra3.2μm，端面表面粗糙度Ra3.2μm，公差等級(jí)IT7，查表可知粗銑精銑可達(dá)到要求。
②通孔表面粗糙度為Ra3.2μm，公差等級(jí)IT7,鉆削加工。
③支承蝸桿的兩個(gè)大通孔使用鏜床粗鏜半精鏜鏜削加工,表面粗糙度為Ra1.6μm。
④沉孔表面粗糙度為Ra12.5μm用鉆削加工。
(2)擬定加工藝過(guò)程如下表2.3
表2.3 機(jī)械加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè)備
工 藝 設(shè) 備
1
銑
粗銑上部?jī)?nèi)表面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
1
銑
半精銑上部?jī)?nèi)表面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
2
鉆
鉆2×φ8通孔
金工
鉆床
高速鋼鉆頭 游標(biāo)卡尺
2
鉆
鉆6×φ15通孔
金工
鉆床
高速鋼鉆頭 游標(biāo)卡尺
3
銑
粗銑左端面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
3
銑
半精銑左端面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
3
銑
粗銑左臺(tái)階端面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
3
銑
粗銑81左側(cè)端面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
3
銑
半精銑81左側(cè)端面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
4
銑
粗銑后面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
4
銑
粗銑后臺(tái)階面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
5
銑
粗銑前面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
5
銑
粗銑后面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
5
銑
粗銑后臺(tái)階面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
6
銑
粗銑左側(cè)臺(tái)階面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
7
鏜
粗鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
7
鏜
半精鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
7
鏜
精鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
8
鏜
粗鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
8
鏜
半精鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
8
鏜
精鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
8
鏜
粗鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
8
鏜
半精鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
8
鏜
精鏜孔
金工
鏜床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼鏜刀
9
銑
粗銑頂面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
9
銑
半精銑頂面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
10
鉆
鉆 16×M8螺紋孔
金工
鉆床
游標(biāo)卡尺，麻花鉆
10
攻
攻 16×M8螺紋孔
金工
鉆床
游標(biāo)卡尺，絲錐
11
鉆
鉆2×M12螺紋孔
金工
鉆床
游標(biāo)卡尺，麻花鉆
11
鉆
鉆φ8孔
金工
鉆床
游標(biāo)卡尺，麻花鉆
11
攻
攻2×M12螺紋孔
金工
鉆床
游標(biāo)卡尺，絲錐
12
銑
粗銑圓弧
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
12
銑
粗銑圓弧
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
13
車
車倒角
金工
車床
游標(biāo)卡尺，90°車刀
13
銑
粗銑臺(tái)階上表面
金工
銑床
游標(biāo)卡尺，硬質(zhì)合金鋼銑刀
2.3.6 工藝路線方案的分析
按工序集中原則組織工序，該零件在車床上需裝夾多次才可以完成大部分部位，減少工件裝夾次數(shù)，工藝路線短，易于保證加工面相互位置精度，減少工件在工序間運(yùn)輸、輔助和準(zhǔn)備。按照該加工方案加工，加工工序分散，加工各孔時(shí)，定位采用精基準(zhǔn)，加工精度高，各個(gè)表面很重要，要保證符合加工原則中“先主要后次要”加工原則。該零件加工面分散適應(yīng)中小批量生產(chǎn)，盡量采自動(dòng)機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床配專用夾具，盡量使工序集中滿足生產(chǎn)率和保證質(zhì)量要求。
2.4 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
加工余量用查表確定。確定工序尺寸一般方法：由加工表面最后工序往前推算，最后工序工序尺寸按零件圖樣要求標(biāo)注。當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，同一表面多次加工工序尺寸只與工序加工余量有關(guān)?；鶞?zhǔn)不重合，工序尺寸用工藝尺寸鏈求算。中間工序尺寸按“單向、入體”原則標(biāo)注，毛坯和孔心距公差帶一般取雙向?qū)ΨQ布置。中間工序尺寸公差從相應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度表中查得。
箱體零件第一道工序各工步無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，其余表面加工均用統(tǒng)一基準(zhǔn)且基準(zhǔn)重合，只需查得加工余量，便可定工序尺寸。
2.5 選擇機(jī)床及工藝裝備確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1加工測(cè)量用具的選擇
（1)機(jī)床的選擇
由于加工零件孔尺寸不大，該工序中又包含了十個(gè)工步，為減少裝卸刀時(shí)間，因此，臥式鏜床TA617比較合適。
粗銑臺(tái)階側(cè)面，為提高效率且考慮到是大批量生產(chǎn)，以所選用的機(jī)床使用范圍較廣為宜，因此，選用立式銑床X5020B能滿足加工要求。
由于孔的尺寸不大，故采用立式鉆床Z5215A上在夾具的輔助下進(jìn)行鉆孔效率更高。
(2)選擇刀具該磨齒機(jī)蝸桿箱體加工屬中小批量生產(chǎn)使用的刀具一般采用通用或標(biāo)準(zhǔn)刀具。
(3) 選擇夾具該磨齒機(jī)蝸桿箱體加工使用的夾具有，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具。
(4)選擇量具該磨齒機(jī)蝸桿箱體加工屬中小批量生產(chǎn)，一般采用通用的量具。
2.5.2 確定切削用量及基本工時(shí)
切削用量在機(jī)床、刀具、加工余量確定后，綜合考慮工序具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具的壽命等因素后正確選擇。?
選擇切削用量基本原則：選取大的背吃刀量，要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度規(guī)定，選取大的進(jìn)給量f，利用《機(jī)械加工工藝手冊(cè)手冊(cè)》選取或公式計(jì)算確定切削速度v。
(1)工序：銑下端面
刀具選取高速鋼端銑刀
，，，。
定銑削深度因加工余量不大，一次加工完成
定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則靈活的工作時(shí)間為
銑下平面時(shí)的定位方式如圖2.4所示
圖2.4 銑下表面夾緊方式
(2)工序：粗銑上端面
選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀
，，，。
決定銑削用量
定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿?
定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝700
當(dāng)＝700r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則靈活的工作時(shí)間
(3)工序：半精銑上端面
選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀
，，，。
定銑削用量
定銑削深度
加工余量不大，一次加工完成
定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝800r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)
銑上端面時(shí)夾緊方式如圖2.5所示
圖2.5 銑上表面夾緊方式
(4)工序：粗銑臺(tái)階面
選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀
，，，。
定銑削用量
定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則
定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)表查出 ，則
根據(jù)機(jī)器的選擇標(biāo)準(zhǔn)＝1600
當(dāng)＝1600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：l=50 ，，則靈活的工作時(shí)間，如
(5)工序：半精銑臺(tái)階面
(1) 選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀
，，，。
(2) 定銑削用量
定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則
定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?800
當(dāng)＝1800r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3)算工時(shí)
切削工時(shí)：l=75 ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（4）銑臺(tái)階面時(shí)夾緊方式如圖2.6所示
圖2.6 銑臺(tái)階面夾緊方式
(6)工序：鉆Φ8通孔
確定進(jìn)給量f：根據(jù)表5—113查得f=0.02=0.4mm/r
確定切削速度：查表5—113，可取20 m/min
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:
n==318.5r/min
由機(jī)床轉(zhuǎn)速數(shù)列，取n=320r/min，實(shí)際切削速度為=20.1m/min
計(jì)算基本時(shí)間根據(jù)表5-142，鉆孔的基本時(shí)間可由公式
被加工孔深度56.5mm
f=0.4mm/r；n=320r/min。
將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間 =(56.5+6mm+4mm)/(0.4mm/rX320r/min)0.53min
輔助時(shí)間：變換刀架的時(shí)間為0.05 min，啟動(dòng)機(jī)床的時(shí)間為0.03 min，啟動(dòng)調(diào)節(jié)切削液的時(shí)間為0.04 min，共計(jì)0.123min
銑臺(tái)階面時(shí)夾緊方式如圖2.7所示
圖2.7 鉆孔夾緊方式
(7)工序：車Φ115倒角
車床CW6136
取n=765r/min,基本時(shí)間=0.05min輔助時(shí)間=0.09min。
確定被吃刀量：?jiǎn)芜吋庸び嗔繛?mm，一次走刀加工，=3mm。
確定進(jìn)給量f:查得f=0.3~0.4mm/r；根據(jù)機(jī)床的橫向進(jìn)給量，取f=0.35mm/r。
確定切削速度:
=242,Xv=0.15,=0.35,m=0.2，
== 114.7m/min
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:
n==534.3r/min
根據(jù)表5-5查得相近較小的機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=405r/min,所以實(shí)際的切削速度為=86m/min。
計(jì)算基本時(shí)間：切削加工長(zhǎng)度L=6mm,外圓車刀選用的主偏角Kr=95°,被吃刀量=4.4mm，查表得：l1=/+(2~3),取l1=4.5mm；l2=（3~6）mm；批量生產(chǎn)l3=0。
L=(d-d1)/2+l1+l2+l3= 14mm
=Li/()=0.10min
輔助時(shí)間:查表，啟動(dòng)調(diào)節(jié)切削液的時(shí)間為0.05min,取量并測(cè)量尺寸的時(shí)間為0.5min,共計(jì)=0.65min。
車倒角時(shí)夾緊方式如圖2.8所示
圖2.8 車倒角夾緊方式
(8)工序：銑201×168右表面
確定進(jìn)給量f：
查[6]中表5-8和表5-119可知，圓柱形銑刀銑削時(shí)的進(jìn)給量為=0.15～0.35mm
確定切削速度：
查【6】表5-124可得，=26m/min。
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：
n=735r/min。
計(jì)算基本時(shí)間：
查表5-144可得，l1=[]1/2+（1～3）=29mm，l2=（2～5）mm，取=4mm，由零件尺寸可知，l=78mm，所以=（l+l1+l2）/=2.22min。
輔助時(shí)間：
查[6]中表5-153得，裝夾工件的時(shí)間為0.7min，手動(dòng)夾緊工件的時(shí)間為0.9min啟動(dòng)機(jī)床的時(shí)間為0.03min，工件快速趨近刀具的時(shí)間為0.05min，接通自動(dòng)進(jìn)給的時(shí)間為0.05min，共計(jì)=1.79min。
銑平面時(shí)夾緊方式如圖2.9所示。
圖2.9 銑右側(cè)面夾緊方式
(9) 鉆孔
f=0.35mm/r
V=17m/min
所以 =402(r/min)
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時(shí)：
，，則：
=
=60.157=0.942min
鉆孔時(shí)夾緊方式如圖2.10所示
圖2.10 鉆沉孔夾緊方式
(10)鉆螺紋孔
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以=486r/min
按機(jī)床選?。?
實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)：
，，則：
=
(11) 攻螺紋螺紋孔
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選?。?
則
實(shí)際切削速度：
計(jì)算工時(shí)：
，，則：
=
鉆孔和攻螺紋孔時(shí)夾緊方式如圖2.11所示
圖2.11 鉆螺紋孔夾緊方式
第三章 銑床具設(shè)計(jì)
3.1夾具方案設(shè)計(jì)及基準(zhǔn)選擇
3.1.1在確定基準(zhǔn)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：?
（1）?作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定存在，如孔的中心線、外圓的軸線以及對(duì)稱面等，而常常由某些具體的表面來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些面稱為基準(zhǔn)面。?
(2)?作為基準(zhǔn)，可以是沒(méi)有面積的點(diǎn)或線，但是基準(zhǔn)面總是有一定面積的，如代表軸心線的是中心孔面。?
(3)?基準(zhǔn)的定義不僅涉及尺寸之間的聯(lián)系，還設(shè)計(jì)到位置精度(平行度、垂直度等)。?
3.1.2工件在定位時(shí)定位原理。
(1) ?定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承點(diǎn)的方法來(lái)限制工件的自由度。?
(2)?定位支承點(diǎn)限制工件自由度的作用，應(yīng)理解為定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸。若二者脫離，則意味著失去定位作用。?
(3)?一個(gè)定位支承點(diǎn)僅限制一個(gè)自由度，一個(gè)工件僅有六個(gè)自由度，所設(shè)置的定位支承點(diǎn)數(shù)目，原則山不應(yīng)超過(guò)六個(gè)。?
(4)?分析定位支承點(diǎn)的作用時(shí)，不考慮力的影響。?
(5)?定位支承點(diǎn)是由定位元件抽象而來(lái)的，在夾具中，定位支承點(diǎn)總是通過(guò)具體的定位元件體現(xiàn)，至于具體的定位元件應(yīng)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)定位支承點(diǎn)，需結(jié)合其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析5.4.1定位基準(zhǔn)的選擇?有零件圖可知，精鏜加工孔時(shí)，該夾具采用的是偏心夾緊，該夾緊力小，自鎖性能不是很好，且?jiàn)A緊行程小，無(wú)振動(dòng)，適合加工工件尺寸不大的場(chǎng)合。其次，由于該夾具可設(shè)計(jì)成批量生產(chǎn)，故采用這種定位方法便于加工。?
3.1.3粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)選擇
(1)粗基準(zhǔn)的選擇：執(zhí)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(即當(dāng)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))，以泵體的法蘭安裝面及兩側(cè)面為粗基準(zhǔn)面。?
(2)精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝配準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后泵體的法蘭安裝面、兩側(cè)面、下端面、及滾輪位置處為定位基準(zhǔn)面。
(3)本夾具主要用于銑上端面，因此本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率，精度則不予考慮。
3.1.4工裝夾具設(shè)計(jì)的基本原則?
(1)滿足使用過(guò)程中工件要求的穩(wěn)定性和可靠性；
(2)有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進(jìn)行的加工過(guò)程；?
(3)滿足裝夾過(guò)程中簡(jiǎn)單與快速操作；?
(4)易損零件必須是可以快速更換的結(jié)構(gòu)，條件充分最好不需要使用其它工具；?
(5)滿足夾具在調(diào)整或更換過(guò)程中重復(fù)定位可靠性；?
(6)盡可能的避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴；?
(7)盡可能選用市場(chǎng)上質(zhì)量可靠的標(biāo)準(zhǔn)品做組成零件；?
(8)滿足夾具使用國(guó)家或地區(qū)的安全法令法規(guī)；?
(9)設(shè)計(jì)方案遵循手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓、依次選用原則；?
(10)形成公司內(nèi)部產(chǎn)品的系列化標(biāo)準(zhǔn)化。
3.2?工裝夾具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)及基準(zhǔn)的選擇?
3.2.1夾具設(shè)計(jì)基本要求?
(1)工裝夾具應(yīng)具備足夠強(qiáng)度剛度；?
(2)夾緊可靠性；?
(3)焊接操作靈活性；?
(4)便于焊件裝卸；?
(5)良好工藝性。?
3.2.2工裝夾具設(shè)計(jì)基本方法
(1)設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備夾具設(shè)計(jì)原始資料包括以下內(nèi)容?
1)夾具的設(shè)計(jì)任務(wù)單；?
2)工件圖樣及技術(shù)條件；?
3)工件裝配工藝規(guī)程；
4)夾具設(shè)計(jì)技術(shù)條件；?
5)夾具標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化資料，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工廠標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格化結(jié)構(gòu)圖等。
3.2.3基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。[2]
(1) 六點(diǎn)定位原則
定位，就是限制自由度。
(2) 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況
1）完全定位六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。
2）不完全定位
3）欠定位
4）過(guò)定位
5) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零件圖樣上所選用那個(gè)基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。[2]
6)工藝基準(zhǔn)：零件在工藝過(guò)程中所采用那個(gè)基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。[2]
7)裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用來(lái)確定零件在產(chǎn)品或部件中的位置基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。[2]
8)測(cè)量基準(zhǔn)：測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸位置基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。[2]
9）工序基準(zhǔn)在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。[2]
10）定位基準(zhǔn)：工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。[2]
11）我們要銑零件上表面，在此之前我們已經(jīng)銑了零件下表面左右側(cè)端，所以我用右側(cè)面和左側(cè)孔以及底面為基準(zhǔn)定位，右側(cè)面和左側(cè)孔已經(jīng)限制，五個(gè)自由度，還有一個(gè)自由度用底面限制。
3.3定位方案及定位元件的確定
3.3.1 工件及平面定位
（1）主要支承 主要用來(lái)限制工件的自由度，起支承定位作用包括固定支承可調(diào)支承自位支承。由于下表面已經(jīng)經(jīng)過(guò)精加工所以用支承板來(lái)定位，支承板屬于定位件中的固定支承部分工件以平面定位，大中型零件用精基準(zhǔn)定位時(shí)，多采用支承板，本設(shè)計(jì)中所用支承板如圖3-1所示。
圖3.1 固定支承板
（2）輔助支承 提高工件的剛性和穩(wěn)定性
1）螺旋式輔助支承
2）自位式輔助支承
3）推引式輔助支承
4）液壓鎖緊的輔助支承
3.3.2 工件以圓孔定位
（1）圓柱銷
（2）圓錐銷
（3）圓柱心軸
本設(shè)計(jì)中以錐頭螺桿為定位件，配合精加工側(cè)面限制5個(gè)自由度。
定位方案圖如圖3.2所示
圖3.2 定位方案
3.3.3 銑床夾具及其零件選用
(1)銑床夾具示意圖如圖3.3所示3.4
圖3.3 銑床夾具主視圖
圖3.4 銑床夾具俯視圖
(2)銑床夾具零件及對(duì)刀要求
銑床夾具中零件有很多都是標(biāo)準(zhǔn)件。
(3)方形對(duì)刀塊，對(duì)刀塊的具體放置的地方并沒(méi)有規(guī)定，它的作用是起到一個(gè)基準(zhǔn)的做用，因?yàn)閷?duì)刀塊都有標(biāo)準(zhǔn)的互相垂直的面，這樣就可以比較快捷準(zhǔn)確的來(lái)確認(rèn)刀具是否垂直于加工面。如圖示3.5所示
圖3.5方形對(duì)刀塊
(4)內(nèi)六角圓柱頭螺釘，內(nèi)六角圓柱頭螺釘大多作表面發(fā)黑，電鍍處理。
內(nèi)六角圓柱頭螺釘是常用的標(biāo)準(zhǔn)件內(nèi)六角一般都是裝在沉孔內(nèi)，并且它外觀好看，且裝配時(shí)也比較方便安裝工藝空間小。如圖3.6所示
圖3.6內(nèi)六角圓柱頭螺釘
(5)定位銷起到對(duì)正位置的作用，一般用于工件大或者不便找正的場(chǎng)合，比如3級(jí)減速機(jī)的上下外殼之間！
(6)支承座，如圖3.7，3.8所示其功能為安裝定位銷與對(duì)刀塊以及定位。
圖3.7 支承座主視圖
圖3.8 支承座側(cè)視圖
(7)對(duì)刀要求
夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工前，需進(jìn)行夾具對(duì)刀，使刀具相對(duì)夾具定位元件處于正確位置。對(duì)刀方法有三種：試切對(duì)刀，調(diào)整對(duì)刀，用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀。不管采用哪種對(duì)刀法，涉及到對(duì)刀基準(zhǔn)和對(duì)刀尺寸。通常以與定位基準(zhǔn)重合定位元件上定位面作對(duì)刀基準(zhǔn)，減少基準(zhǔn)變換帶來(lái)誤差。?
對(duì)刀塊是機(jī)床對(duì)刀中常用對(duì)刀工具，本課題也采用對(duì)刀塊進(jìn)行對(duì)刀。將對(duì)刀塊裝在夾具體上，以對(duì)刀塊為對(duì)刀基準(zhǔn)對(duì)刀。對(duì)刀塊表面粗糙度要求很高，尺寸公差要求高，還有幾個(gè)面垂直度和平行度都有嚴(yán)格要求。?
在同軸找正條件下，通過(guò)平旋盤的回轉(zhuǎn)，使裝在平旋盤上刀架繞主軸作同軸回轉(zhuǎn)，裝刀架上的鏜刀繞主軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整刀架在平旋盤上徑向位置調(diào)節(jié)刀尖到主軸中心距離，就是加工工件的孔的直徑大小，當(dāng)?shù)都馇械綄?duì)刀塊對(duì)刀基準(zhǔn)面時(shí)就是對(duì)刀到位時(shí)候，就鎖定這個(gè)刀位。這樣可以對(duì)工件進(jìn)行加工。
3.4切削力及夾緊力計(jì)算
3.4.1 夾緊力方向確定
（1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面
（2）夾緊力方向最好與切削力、工件重力方向一致
3.4.2 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
（1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過(guò)程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。
（2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形
（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位
刀具： 采用端銑刀 φ60mm z=24
機(jī)床： x51立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=25
代入上式，可得 F=889.5N
因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：基本安全系數(shù)1.4
加工性質(zhì)系數(shù)1.2
刀具鈍化系數(shù)1.2
斷續(xù)切削系數(shù)1.2
所以
3.4.3夾緊力的計(jì)算
用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=15mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=3.5
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠。
3.5 定位誤差分析
工件工序基準(zhǔn)為孔，當(dāng)擋銷的孔徑最小，工件孔徑為最大時(shí)，孔的孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量相當(dāng)于孔與銷配合最大間隙量。[3]
本套夾具是用來(lái)在普通銑床上銑削加工，以使工件上的孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔的孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上最大變動(dòng)量等于孔徑公差一半。[3]
工件的定位基準(zhǔn)為孔的孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： [3]
本工序采用支撐板和擋銷定位，工件始終靠近擋塊的一面。但是，由于此道工序后還有精加工，因此本道工序要求不高，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
第四章 鏜床夾具設(shè)計(jì)
4.1夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)
4.1.1?夾具設(shè)計(jì)基本過(guò)程?
研究原始材料，明確任務(wù)書根據(jù)任務(wù)書、分析、研究被加工工件零件圖、毛坯圖及相關(guān)的轉(zhuǎn)配圖和工藝規(guī)程等技術(shù)條件。從中了解工件作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、技術(shù)要求、工序前工件的狀況。、本工序加工內(nèi)容、加工要求。定位基準(zhǔn)、夾緊表面、加工余量、切削用量以及工件生產(chǎn)批量等。此外，還應(yīng)該熟悉本工序所用機(jī)床，刀具和量具規(guī)格，主要技術(shù)參數(shù)，安裝家具部位尺寸，并收集家具零部件標(biāo)準(zhǔn)、夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)等夾具設(shè)計(jì)。
4.1.2?夾具設(shè)計(jì)基本知識(shí)?
1．夾具設(shè)計(jì)基本要求?
(1)裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度；?
(2)夾緊可靠性；?
(3)焊接操作靈活性；?
(4)便于焊件裝卸；?
(5)良好的工藝性。?
4.1.3夾具設(shè)計(jì)的基本方法?
(1)設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備夾具設(shè)計(jì)原始資料包括以下內(nèi)容?
(2)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)單；?
(3)工件圖樣及技術(shù)條件；?
(4)工件的裝配工藝規(guī)程；
(5)夾具設(shè)計(jì)的技術(shù)條件；?
(6)夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化資料，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工廠標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格化結(jié)構(gòu)圖等。?
4.1.4設(shè)計(jì)步驟?
1)確定鏜床夾具的結(jié)構(gòu)方案；?
2)繪制鏜床夾具工作的總圖階段；?
3)繪制鏜床夾具的零件圖階段；?
4)編寫夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書；?
5)必要時(shí)，還需要編寫夾具使用說(shuō)明書，包括夾具性能、使用注意事項(xiàng)。?
4.1.5工裝夾具制造精度要求?
夾具的制造公差，根據(jù)夾具元件功用及裝配要求不同可將夾具元件分為四類:?
(1)第一類時(shí)直接與工件接觸，并嚴(yán)格確定工件位置，主要包括接頭定位件、V形塊、定位銷等定位元件；?
(2)第二類是各種導(dǎo)向件，此類元件雖不與定位工件直接接觸，但它確定第一類元件位置；?
(3)第三類屬于夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件相互配合夾具元件，如夾緊裝置各組成零件之間配合尺寸公差；?
(4)第四類是不影響工件的位置，不與其它元件相配合，如夾具主體骨架等。
4.1.6定位原理及類型?
本夾具設(shè)計(jì)采用底面定位，和孔定位共同限制零件的六個(gè)自由度，壓板其到過(guò)定位的作用，增加定位強(qiáng)度，減小切削變形，及定位誤差，提高加工精度定位方案如圖4-1所示。
圖4.1 箱體零件定位方案
4.1.7定位誤差的分析?
使用夾具加工此工件時(shí)，影響被加工零件位置精度誤差因素很多，其中來(lái)自?shī)A具方面有：定位誤差，夾緊誤差，對(duì)刀誤差以及夾具制造與安裝誤差等；來(lái)自加工過(guò)程方面誤差有：工藝系統(tǒng)（除夾具外）的幾何誤差，受力變形，受熱變形，磨損以及各種隨機(jī)因素所造成加工誤差。上述各項(xiàng)因素所造成誤差總和應(yīng)當(dāng)不超過(guò)工件允許工序公差，才能使工件合格。
在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)誤差，以滿足加工精度要求。在做初步估算時(shí)，可粗略按三項(xiàng)誤差平均分配，各項(xiàng)不超過(guò)相應(yīng)工序公差三分之一。
4.2夾緊力方向及作用點(diǎn)確定?
4.2.1確定夾緊力方向?
(1)夾緊力方向有助于定位穩(wěn)定，主要夾緊力應(yīng)垂直主要定位基面。?
(2)夾緊力方向與工件剛度高方向一致，以有利于減少工件的變形。?
(3)夾緊力方向盡可能于切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力大小。?
?夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。現(xiàn)在夾緊力方案已經(jīng)確定。
4.2.2夾緊力可靠性
夾緊力作用點(diǎn)是否得當(dāng)，對(duì)工件定位可靠程度、夾緊變形的大小、夾緊裝置復(fù)雜程度及使用可靠性有較大影響。確定夾緊力作用點(diǎn)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則。?
(1)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不至引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)；?
(2)夾緊力作用點(diǎn)，使被夾緊的夾緊變形盡可能小些；?
(3)夾緊力作用點(diǎn)盡可能靠近加工表面，以提高定位的穩(wěn)定性
4.3夾緊力計(jì)算
夾緊力大小主要取決于切削力P和重力G，重力是可認(rèn)為不變，而切削力在切削的過(guò)程中是不斷變化的。影響切削力大小的因素很多，如工件質(zhì)量的不均勻性，加工質(zhì)量的不均勻，刀具磨損以及切削用量變化等等。同時(shí)夾緊力也與其他因素有關(guān)，夾緊件和工件及工件與定位件間接觸表面光潔度，工藝系統(tǒng)剛性等等，因此夾具夾緊力設(shè)計(jì)只能對(duì)其作估算。?
目前計(jì)算切削力多采用經(jīng)驗(yàn)公式，它是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，用切削力測(cè)量?jī)x測(cè)得切削力后，對(duì)所得數(shù)據(jù)用圖解法、線性回歸法等方法進(jìn)行處理而得到。
用于粗加工時(shí)取安全系數(shù)K=2.5~3，在這里，取K=2.5。
查【3】夾緊力公式
公式中
W0------夾緊力，N;
Q------原始作用力，N;取605N
L------作用力臂，mm；155mm
α----螺紋升角；15°
d2=螺紋處摩擦角；15°
Φ2=螺桿端部與工件的摩擦角；14°
r’=螺桿端部與工件的當(dāng)量摩擦半徑，mm；
對(duì)于三角螺紋 φ=(1.14tanφ2)
代入數(shù)值計(jì)算得到W=7428N
4.4夾具體設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)類型及夾具裝配圖設(shè)計(jì)
夾具體設(shè)計(jì)在上述定位元件、導(dǎo)向元件、夾緊裝置基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，形狀、大小方便將這些元件組裝，實(shí)現(xiàn)功能要求，保證加工質(zhì)量夾具體加工經(jīng)濟(jì)性好，在能滿足鉆削加工工藝的質(zhì)量情況下，夾具體高精度加工面少更符合加工經(jīng)濟(jì)性。
夾具體結(jié)構(gòu)，最下面一塊底板與鉆床螺栓連接，兩塊支撐板與底板螺釘連接。
繪制夾具總裝配圖及零件圖?
1) ?夾具總裝配圖采用1：1的比例，采用1：2、1：5、2：1、5：1等比例。主視圖選面對(duì)操作者的工作位置。?
2)?總裝配圖繪制順序：用雙點(diǎn)劃線將工件外形輪廓、定位?基面，夾緊表面及加工表面繪制在各個(gè)視圖合理位置上，工件為透明體，繪出定位、對(duì)刀—導(dǎo)引、夾緊其它元件裝置，繪出夾具體，對(duì)各零件編號(hào)，填寫零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。?
3)?標(biāo)注必要尺寸、公差配合及技術(shù)要求。?
4)?夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件要繪制零件圖，按總裝配圖設(shè)計(jì)要求，確定零件尺寸、公差。該箱體零件鏜床夾具裝配圖如圖4.1,4.2所示。
圖4.2 鏜床夾具裝配圖主視圖
圖4.3 鏜床夾具裝配圖俯視圖
4.5導(dǎo)向支架的布置形式
（1） 單面導(dǎo)向：鏜桿在鏜模中用一個(gè)位于刀具前面或后面鏜套引導(dǎo)。鏜桿與機(jī)床主軸用剛性連接，鏜桿一端為錐柄，直接插入機(jī)床主軸錐孔中，鏜套軸線和機(jī)床主軸軸線重合。調(diào)整費(fèi)時(shí)間。機(jī)床主軸精度影響鏜孔精度。?單面前導(dǎo)向，適用于加工孔徑D>60mm、長(zhǎng)度比L/D<1通孔。這種方式便于在加工過(guò)程中進(jìn)行觀察。?單面后導(dǎo)向，支架布置在刀具后方，主要用于鏜削D<60mm盲孔，裝卸工件和更換刀具方便。?單面雙導(dǎo)向，采用這種方法由于鏜桿為懸臂梁，故鏜桿伸出支架距離一般不大于鏜桿直徑5倍。
（2）雙面導(dǎo)向?：用雙面導(dǎo)向鏜模，鏜桿和機(jī)床主軸用浮動(dòng)接頭連接，鏜孔位置精度主要取決于鏜模板上鏜套準(zhǔn)確度。?雙面導(dǎo)向支架位置形式：?雙面單導(dǎo)向.適用于加工孔徑較大，孔的長(zhǎng)徑比L/D>1.5孔，或一組同軸線孔。這種方法缺點(diǎn)鏜桿較長(zhǎng)，剛度差，換刀具不方便。雙面雙導(dǎo)向。適用于專用聯(lián)動(dòng)鏜床上兩面加工精度較高工件。?
4.6鏜床夾具的基本組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn)??
4.6.1夾具組成
完整鏜床夾具，由夾具體、定位裝置、夾緊裝置、導(dǎo)向支架及套筒、鏜桿等主要部分組成。導(dǎo)引方式及導(dǎo)向支架?鏜桿引導(dǎo)方式分為單、雙支承引導(dǎo)。?單支承時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸剛性連接，主軸回轉(zhuǎn)精度影響鏜孔精度，適于小孔短孔加工。?雙支承時(shí)，鏜桿機(jī)床主軸用浮動(dòng)聯(lián)接。所鏜孔位置精度取決于鏜模兩導(dǎo)向孔位置精度，與機(jī)床主軸精度無(wú)關(guān)。?鏜模導(dǎo)向支架用來(lái)安裝鏜套承受切削力。要求有足夠剛性穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)上有較大安裝基面和必要加強(qiáng)筋；而且支架上不允許安裝夾緊機(jī)構(gòu)承受夾緊力。
4.6.2鏜套的選擇與設(shè)計(jì)?
圖4.4 帶鍵式鏜套 圖4.5 帶鍵式鏜套
圖4.6 外滾式滾動(dòng)鏜套結(jié)構(gòu) 圖4.7 滑動(dòng)軸承鏜套結(jié)構(gòu)
根據(jù)夾具設(shè)計(jì)需要，進(jìn)行鏜套的選擇設(shè)計(jì)：鏜套的類型有固定式鏜套、回轉(zhuǎn)式鏜套。本零件鏜床夾具采用鏜套為滑動(dòng)軸承式鏜套。?
4.6.3鏜孔要考慮的問(wèn)題
1.?刀具的裝夾???
在鏜削孔時(shí)，最重要是在加工中心上正確裝夾刀具。在小孔鏜削中，刀具中心高是導(dǎo)致刀具失效重要因素。如果刀具安裝低于中心高，將影響刀具加工性能。主要表現(xiàn)在：?
(1)切削刃對(duì)于工件主后角減小，致刀具后刀面與工件接觸，使刀片與工件間發(fā)生摩擦，刀片旋轉(zhuǎn)，這種摩擦使刀尖偏離，導(dǎo)致刀具更深切入。切削刃幾何參數(shù)對(duì)切削效率高低加工質(zhì)量好壞影響。增大前角，減小前刀面擠壓切削層塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面摩擦阻力，減小切削力切削熱。增大前角，會(huì)降低切削刃強(qiáng)度，減小刀頭散熱體積。??
?(2)刀具后角減小，刀片對(duì)于工件前角增大，引起刀具刮削工件，引起刀具振動(dòng)損壞刀具。在鏜削小孔時(shí)更加嚴(yán)重。?建議刀具安裝應(yīng)略高于中心高。這樣可使刀具對(duì)于工件法向后角增大，切削條件改善，如果加工產(chǎn)生振動(dòng)，刀尖向下向中心偏斜，接近理想中心高。刀具可輕微退出，減小削傷工件。此外，刀具前角將減小，這樣可穩(wěn)定壓力。如果前角減小到0°，就會(huì)產(chǎn)生太大工作壓力，致刀具失效。所以在鏜孔時(shí)，應(yīng)選取正前角的鏜刀，在鏜1mm的小孔時(shí)，鏜桿直徑只有0.75mm左右，使刀具承受的切削力減小。???
2.?切屑排出??
鏜削孔時(shí)，切屑有效排出至關(guān)重要。加工時(shí)，由于刀具在孔內(nèi)，切削液難以到達(dá)切削刃，造成切屑排出困難，影響刀具壽命。為解決難題，刀具制造商開(kāi)發(fā)出一種沿切削刃帶冷卻槽，使切削液流向切削刃，防止切屑堵塞，根據(jù)鏜床型號(hào)及其聯(lián)系尺寸，及參考工件裝夾尺寸，后進(jìn)行該工序夾具設(shè)計(jì)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)夾具。鏜床夾具常稱為鏜模，它有鉆模特點(diǎn)，孔系位置精度主要由鏜模保證。
4.6.4鏜床夾具夾緊方式
錐頭螺桿和定位銷以及兩個(gè)支撐座零件圖如圖4.8,圖4.9,圖4.10和圖4.11所示.
圖4.8 錐頭螺桿
圖4.9 定位銷
圖4.10 支承座1主視圖俯視圖
圖4.11 支承座2俯視圖主視圖
首先有安裝