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機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目 插入耳環(huán)工藝及夾具設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
完成日期
31
目 錄
第一章 零件分析 1
一、零件的功用分析 1
二、零件的工藝分析 1
第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定 1
一、選擇毛坯種類(lèi)并確定制造方法 1
二、基面的選擇 1
（一）粗基準(zhǔn)的選擇 2
（二）精基準(zhǔn)的選擇 2
三、選擇加工方法 2
（一）平面的加工 2
（二）孔的加工 2
（三）外圓與退刀槽、攻螺紋 2
（四）槽加工 2
四、制定工藝路線 2
五、確定加工余量及毛坯尺寸 3
（一） 確定加工余量 3
（二） 確定毛坯基本尺寸 4
（三） 確定毛坯尺寸公差 4
（四） 繪制毛坯簡(jiǎn)圖 4
六、工序設(shè)計(jì) 5
（一）選擇加工設(shè)備與工藝裝備 5
（二）確定工序尺寸 6
七、確定切削用量和基本時(shí)間 6
（一）工序05（粗銑兩邊面D、E）切削用量及基本時(shí)間的確定 7
（二） 工序15（粗車(chē)Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 8
（三） 工序20、25（粗車(chē)Φ27外圓、倒角C2、錐面及切退刀槽）切削用量及基本時(shí)間的確定 10
（四）工序35、40(鉆及擴(kuò)Φ32mm孔) 切削用量及基本時(shí)間的確定 12
（五） 工序45（半精車(chē)Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 15
（六） 工序50（精車(chē)Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 17
（七） 工序60（車(chē)削螺紋）切削用量及基本時(shí)間的確定 19
（八）工序70（粗銑鍵槽）切削用量及基本時(shí)間的確定 21
（九）工序75（精銑鍵槽）切削用量及基本時(shí)間的確定 23
八 夾具設(shè)計(jì) 24
參考文獻(xiàn) 25
第一章 零件分析
一、零件的功用分析
題目所給的零件是插入耳環(huán)，其作用是用來(lái)固定晾衣架的上端，當(dāng)然插入耳環(huán)的作用還有很多，主要起固定功能。
二、零件的工藝分析
如圖1-1可以看出，標(biāo)有表面粗糙度符號(hào)的表面有平面、退刀槽、內(nèi)孔、鍵槽等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面D、E，粗糙度為Ra50，粗糙度要求最高的是外圓Φ35，表面粗糙度為Ra1.6。該外圓也是插入耳環(huán)的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
從工藝上看，鍵槽對(duì)Φ35軸線的對(duì)稱(chēng)度公差為0.1，孔Φ32軸線對(duì)Φ35軸線的垂直度公差為0.5/50，可以通過(guò)使用專(zhuān)用機(jī)床夾具來(lái)保證。Φ35的公差等級(jí)為IT7級(jí)，表面粗糙度為Ra1.6，可以通過(guò)精車(chē)來(lái)保證。表面D、E精度要去不高可以通過(guò)粗銑來(lái)完成，Φ32孔的內(nèi)孔粗糙度為Ra6.5可以通過(guò)鉆床，然后再擴(kuò)鉆，可達(dá)到精度。C面通過(guò)粗銑就可以達(dá)到要求。A面也通過(guò)粗銑。
對(duì)插入耳環(huán)零件圖進(jìn)行工藝審核后，可知該零件圖視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，加工要求合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。
C面
A面
D面，對(duì)立面為E面
圖1-1
第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定
一、選擇毛坯種類(lèi)并確定制造方法
按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，插入耳環(huán)成大批大量生產(chǎn)。
由該零件的功用和原始零件圖可知，該零件材料為45鋼，屈服強(qiáng)度為600MPA，該零件的形狀不是十分復(fù)雜，因此毛坯的形狀與零件的形狀應(yīng)盡量接近，Φ35軸的單邊余量2.5mm，兩邊余量5.0mm，所以毛坯尺寸Φ40，在軸向方向3mm，所以毛坯軸向長(zhǎng)度為150mm，所以用150×79×41的毛坯，確定加工余量及毛坯尺寸。
二、基面的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制定中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確合理地選擇定位基準(zhǔn)，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過(guò)程、簡(jiǎn)化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類(lèi)、提高生產(chǎn)率。
（一）粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。Φ35mm軸為重要表面，加工時(shí)要求余量小而均勻，盡量通過(guò)粗基準(zhǔn)，加工出一個(gè)精基準(zhǔn)面，因此應(yīng)選擇該Φ35mm軸線為粗基準(zhǔn)。
（二）精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時(shí)，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問(wèn)題。插入耳環(huán)是帶有孔的零件。Φ32mm孔是精度要求最高的高的孔，俄日避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生誤差，保證加工精度，應(yīng)選Φ32mm孔為精基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。還由于零件的要求是Φ35mm軸和Φ32mm孔在垂直度上有較高的精度要求，因此選擇Φ32mm孔作為精基準(zhǔn)，這樣就保證精度要求最高的Φ35mm軸的加工精度，減少加工誤差。在插入耳環(huán)的加工過(guò)程中，該孔還可以作為大部分工序的定位基準(zhǔn)，加工其他次要表面，體現(xiàn)了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的選擇原則。
三、選擇加工方法
（一）平面的加工
平面加工的方法很多，有車(chē)、刨、銑、磨、拉等。對(duì)于本零件由于表面D、E粗糙度為Ra50，通過(guò)粗銑就可以達(dá)到。而對(duì)于C面粗糙度為Ra6.3通過(guò)粗銑也可以達(dá)到。而表面A的粗糙度要求為Ra12.5，由表5-11，根據(jù)GB/T 1804-2000規(guī)定，選用中等級(jí)（m），相當(dāng)于IT13級(jí)，故可考慮粗車(chē)或粗端銑，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用端銑加工方式。
（二）孔的加工
孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。Φ32孔內(nèi)壁粗糙度為Ra6.3，采以就用鉆-擴(kuò)方式進(jìn)行加工，鉆孔后擴(kuò)孔就可以達(dá)到這個(gè)精度要求，滿足安裝配合E9。Φ5的銷(xiāo)孔，直接用槍孔鉆就可以加工出來(lái)。
（三）外圓與退刀槽、攻螺紋
外圓Φ35的加工在本零件中最重要部分。由于外圓的公差等級(jí)為IT7級(jí)，表面粗糙度Ra1.6，所以采用粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē)。而對(duì)于外圓Φ27，表面要進(jìn)行攻螺紋，所以進(jìn)行粗車(chē)就可以了。在粗車(chē)過(guò)后再用螺紋車(chē)刀進(jìn)行攻螺紋。退刀槽可以用切斷刀車(chē)出。
（四）槽加工
對(duì)槽的加工，槽的要求為Ra3.2，進(jìn)過(guò)粗銑-精銑就可以達(dá)到。
四、制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，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。故采用如下加工工藝：
工序5：粗銑二邊表面D、E
定位基準(zhǔn)：外圓Φ35
工序10：粗銑C面
定位基準(zhǔn)：底面D面以及E面。
工序15：粗車(chē)外圓Φ35
定位基準(zhǔn)：底面D面以及E面。
工序20：粗車(chē)外圓Φ27（工步1）、倒角C1（工步2）及車(chē)退刀槽Φ24
定位基準(zhǔn)：底面D面以及E面。
工序25：進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)
工序30：鉆Φ32的孔
定位基準(zhǔn)：外圓Φ35以及R25外圓面。
工序35：擴(kuò)Φ32的孔
定位基準(zhǔn)：外圓Φ35以及R25外圓面。
工序40：半精車(chē)外圓Φ35
定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。
工序45：精車(chē)Φ35
定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。
工序50：車(chē)錐面，倒角C2
定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。
工序55：攻螺紋M27×1.5-6h
定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。
工序60：鉆Φ5的銷(xiāo)孔
定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。
工序65：粗銑鍵槽
用銑床專(zhuān)用夾具，進(jìn)行鍵的加工。
工序70：精銑鍵槽
用銑床專(zhuān)用夾具，進(jìn)行鍵的加工
工序75：銑A面
定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。
五、確定加工余量及毛坯尺寸
（一） 確定加工余量
插入耳環(huán)的材料為45鋼，屈服強(qiáng)度600MPa，采用砂型機(jī)器造型，且為批量生產(chǎn)。由表5-2知，鑄鋼件采用砂型機(jī)器造型時(shí)，鑄件的尺寸公差為CT8-CT12級(jí)，此處選為CT9級(jí)。由表5-3選擇加工余量為H級(jí)，根據(jù)機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸由表5-4可查得個(gè)加工表面余量如下表：
表1-1
加工表面
單邊余量/mm
雙邊余量/mm
備注
兩邊面D、E面
3
6
粗銑一次完成
φ35外圓
3
6
基本尺寸為81mm
φ32孔E9
3
6
先用鉆頭鉆孔至Φ31，再擴(kuò)至Φ32。基本尺寸為孔深尺寸36mm。
銑鍵槽
3
無(wú)
基本尺寸為Φ25
M27x1.5-6h的螺紋
7
14
主要由φ35外圓的毛坯尺寸決定
軸向長(zhǎng)度84尺寸
3
無(wú)
車(chē)錐面、粗車(chē)Φ27端面、粗車(chē)Φ35端面共同決定
（二） 確定毛坯基本尺寸
加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取得相應(yīng)加工余量即可，所得毛坯尺寸如表3-2所示：
表3-2
零件尺寸/mm
加工余量/mm
毛坯尺寸/mm
36
6
42
Φ35
6
Φ41
81
3
84
（三） 確定毛坯尺寸公差
由表5-1，選用CT7級(jí)查的各鑄件加工尺寸公差如表3-3所示：
表3-3
毛坯尺寸/mm
公差/mm
標(biāo)注
結(jié)果
42
1.8
±0.9
42±0.9
41
1.8
±0.9
41±0.9
84
2.2
±1.1
84±1.1
（四） 繪制毛坯簡(jiǎn)圖
根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，繪制毛坯簡(jiǎn)圖，如圖3-1：
如圖3-1 毛坯簡(jiǎn)圖
六、工序設(shè)計(jì)
（一）選擇加工設(shè)備與工藝裝備
1.選擇加工設(shè)備
選擇加工設(shè)備即選擇機(jī)床類(lèi)型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn)，選擇了加工方法，因此機(jī)床的類(lèi)型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗(yàn)機(jī)床功率。根據(jù)以上內(nèi)容和考慮零件經(jīng)濟(jì)度與零件表面設(shè)計(jì)相適應(yīng)，又本零件的加工余量和硬度不是很大，故選定各工序機(jī)床如下：
（1）工序05：XA5032立式升降臺(tái)銑床，主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5-13。
（2）工序10、65、70、75、80：X6132萬(wàn)能銑床。
（3）工序15、20、25、45、50、55、60：選擇CA6140車(chē)床
（4）工序35、40：選用Z3025搖臂鉆床。
2.選擇夾具
對(duì)于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專(zhuān)用機(jī)床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效率的前提下，亦可部分采用通用夾具。本機(jī)械加工工藝規(guī)程中所有工序均采用了專(zhuān)用機(jī)床夾具，專(zhuān)門(mén)設(shè)、制造。
3.選擇刀具
根據(jù)加工工藝需要刀具的選擇情況如下：
（1）工序05 二邊表面D、E 高速鋼鑲齒套式面銑刀
（2）工序35 鉆Φ32 高速鋼錐柄麻花鉆
（3）工序15、45、50 YT類(lèi)硬質(zhì)合金
（4）工序 70、75銑鍵槽 高速鋼鑲齒套式面銑刀
在刀具選擇過(guò)程中盡量選擇通用刀具。在中批生產(chǎn)中，不排除在某些工序中使用專(zhuān)用刀具，但專(zhuān)用刀具需要專(zhuān)門(mén)定做，詳細(xì)的內(nèi)容可參閱《金屬切削刀具》等教材及相關(guān)資料。
4.選擇量具
選擇量具的原則是根據(jù)被測(cè)對(duì)象的要求，在滿足測(cè)量精度的前提下，盡量選用操作方便、測(cè)量效率搞的量具。量具由通用量具和各種專(zhuān)業(yè)量具，其種類(lèi)的選擇主要應(yīng)考慮被測(cè)尺寸的性質(zhì)，如內(nèi)徑、外徑、深度、角度、幾何形狀等以及被測(cè)工件的特點(diǎn)，如工件的形狀、大小、精度、生產(chǎn)類(lèi)型等。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一種按計(jì)量器具的不確定度選擇。一般根據(jù)被測(cè)對(duì)象的公差帶寬度先查得相應(yīng)的安全裕度A和計(jì)量器具的不確定度允許值(),然后在量具手冊(cè)中選擇一種不確定度等于或小于U1的量具；二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇。
下面以精車(chē)Φ35為例選擇量具。外圓Φ35的尺寸公差T=0.025，選擇刻度值為0.001mm的千分尺。
（二）確定工序尺寸
確定工序尺寸時(shí)，對(duì)于加工精度要求較低的表面，只需粗加工工序就能保證設(shè)計(jì)要求，將設(shè)計(jì)尺寸作為工序尺寸即可，上下偏差的標(biāo)注也按設(shè)計(jì)規(guī)定。當(dāng)加工表面精度較高時(shí)，往往要經(jīng)過(guò)數(shù)道工序才能達(dá)到要求。
工序的尺寸的確定采用的是由后往前推算的方法，由加工表面的最后工序即設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，逐次加上每道加工工序余量，分別得到各工序基本尺寸。各個(gè)工序加工余量可查手冊(cè)得到，工序尺寸的公差帶寬度按經(jīng)濟(jì)精度確定，上下偏差按“入體”原則標(biāo)注，最后一道工序的公差應(yīng)按設(shè)計(jì)要求標(biāo)注。
下面確定各工序的工序尺寸、余量及確定公差。
（1）Φ35的外圓表面：
工序名稱(chēng)
工序基本余量
工序尺寸
精度
粗糙度
精車(chē)
0.5
Φ35
IT7
Ra1.6
半精車(chē)
1.5
Φ35.5
IT9
Ra6.3
粗車(chē)
4
Φ37
IT11
Ra12.5
毛坯
Φ41
（2）加工M27x1.5-6h的螺紋：
工序名稱(chēng)
工序基本余量
工序尺寸
精度
粗糙度
攻螺紋
M27x1.5-6h
粗車(chē)
14
Φ27
IT11
Ra12.5
（3） Φ32E9的孔：
工序名稱(chēng)
工序基本余量
工序尺寸
精度
粗糙度
擴(kuò)
1
32
IT10
R6.3
鉆
30
30
IT11
R12.5
（4）銑鍵槽
工序名稱(chēng)
工序基本余量
工序尺寸
精度
粗糙度
精銑
0.5
8
IT8
Ra3.2
半精銑
1.5
7.5
IT11
Ra6.3
粗銑
5
5
（5）軸向長(zhǎng)度84尺寸：
工序名稱(chēng)
工序基本余量
工序尺寸
精度
粗糙度
車(chē)錐面
1
84
IT8
Ra6.3
粗車(chē)Φ27端面
1
85
IT11
Ra12.5
粗車(chē)Φ35端面
1
86
IT11
Ra12.5
毛坯
87
七、確定切削用量和基本時(shí)間
切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量，確定方法是先確定背吃刀量，再進(jìn)給量，最后確定切削速度。不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加工的要求不一樣。粗加工時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切削率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定適合的切削速度。精加工時(shí)，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要去，故一般選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，而盡可能選用較高的切削速度。
（一）工序05（粗銑兩邊面D、E）切削用量及基本時(shí)間的確定
1.切削用量
本道工序是粗銑端面，已知加工材料為45鋼，機(jī)床選用XA5032立式銑床，選用刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=125mm,孔徑D=40mm，寬L=40mm，齒數(shù)z=14.根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角Υ=20°，后角α=12°，主偏角k=60°，螺旋角β=10°，已知銑削寬度為63mm，銑削背吃刀量為ap=6mm。
（1）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電機(jī)功率為7.5kw,查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí)，其每齒進(jìn)給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進(jìn)給量。
（2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時(shí)度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時(shí)，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時(shí)間。
（3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是
根據(jù)XA5032機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=60r/min,則實(shí)際銑削速度為
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為
根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取，則實(shí)際每齒進(jìn)給量為
（4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計(jì)算公式如下：
式中。所以，銑削梨為
XA5023銑床主電機(jī)功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為
2.基本時(shí)間
根據(jù)表5-33知，的端銑刀對(duì)銑削的基本時(shí)間為
式中，
—工件銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm；
—切入行程長(zhǎng)度，單位為mm，；
—切出行程長(zhǎng)度，單位mm；
—工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min。
已知。由表5-34查的切入切出行程長(zhǎng)度。所以，基本時(shí)間為
（二） 工序15（粗車(chē)Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定
本工序?yàn)榇周?chē)外圓，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車(chē)床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車(chē)刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車(chē)刀。由表5-40知，車(chē)刀合理耐用度為。
1.確定粗車(chē)Φ35外圓切削用量
（1）確定背吃刀量 由前述可知粗車(chē)時(shí)雙邊加工余量為4mm，,粗車(chē)后外圓直徑為，故單邊余量為2mm，即。
（2）確定進(jìn)給量 對(duì)于粗加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機(jī)床的進(jìn)給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第95頁(yè)表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時(shí)，車(chē)刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =2.0mm，則進(jìn)給量f=0.4~0.5mm/r，因此選取。
（3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度
式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)車(chē)削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以
查表5-44，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第98頁(yè)表4-58外圓切削速度參考值可知，V =1.5~1.83m/s，則所需車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速范圍n= =709~874.2r/min，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實(shí)際切削速度為
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計(jì)算公式如下：
式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為
所以，切削力為
切削功率為
根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主電機(jī)功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為
；
。
2. 基本時(shí)間
由表5-47得外圓的基本時(shí)間為
式中，——切削加工長(zhǎng)度，單位為mm；
——刀具切人長(zhǎng)度，單位為mm，；
——刀具切入長(zhǎng)度，單位為mm，；
——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，單位為mm；
——進(jìn)給次數(shù)。
已知，，，，，，。所以，基本時(shí)間為
（三） 工序20、25（粗車(chē)Φ27外圓、倒角C2、錐面及切退刀槽）切削用量及基本時(shí)間的確定
本工序?yàn)榇周?chē)外圓，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車(chē)床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車(chē)刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車(chē)刀。由表5-40知，車(chē)刀合理耐用度為。
1.確定粗車(chē)Φ27外圓切削用量
（1）確定背吃刀量 由前述可知粗車(chē)時(shí)雙邊加工余量為8mm，,粗車(chē)后外圓直徑為，故單邊余量為4mm，即。
（2）確定進(jìn)給量 對(duì)于粗加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機(jī)床的進(jìn)給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第95頁(yè)表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時(shí)，車(chē)刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =4.0mm，則進(jìn)給量f=0.4~0.5mm/r，因此選取。
（3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度
式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以
查表5-44，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第98頁(yè)表4-58外圓切削速度參考值可知，V =1.5~1.83m/s，則所需車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速范圍n= =709~874.2r/min，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實(shí)際切削速度為
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計(jì)算公式如下：
式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為
所以，切削力為
切削功率為
根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主電機(jī)功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為
；
。
2. 基本時(shí)間
由表5-47得外圓的基本時(shí)間為
式中，——切削加工長(zhǎng)度，單位為mm；
——刀具切人長(zhǎng)度，單位為mm，；
——刀具切入長(zhǎng)度，單位為mm，；
——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，單位為mm；
——進(jìn)給次數(shù)。
已知，，，，，，。所以，基本時(shí)間為
（四）工序35、40(鉆及擴(kuò)Φ32mm孔) 切削用量及基本時(shí)間的確定
本工序?yàn)殂@及擴(kuò)Φ32mm的孔，所選用機(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取d=30mm,l=294mm,莫氏圓錐號(hào)為3號(hào)的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)由表5-49知，當(dāng)時(shí)，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.9mm，耐用度T=50min。
1.切削用量
（1） 確定背吃刀梁鉆孔時(shí)，，故可取=15mm。
（2）確定進(jìn)給量按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑，工件材料為45鋼時(shí)，根據(jù)表5-50，鉆頭進(jìn)給范圍mm/r.根據(jù)表5-51，選取。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無(wú)需修正系數(shù)來(lái)修正。
（3）確定切削速度v 根據(jù)表5-52的計(jì)算公式
式中，。因本例的加工的條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故對(duì)切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐磨度T=50min，得修正系數(shù)k;工件材料=600MPa，得修正系數(shù)為；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以
根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取n=125m/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速為：
（4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-55，查的轉(zhuǎn)矩T和切削功率計(jì)算公式如下：
式中，，由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)45鋼的修整系數(shù)為；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為
所以鉆孔時(shí)的轉(zhuǎn)矩為
切削功率為
由表5-14知，Z3025機(jī)床主軸的最大轉(zhuǎn)矩 ，主電機(jī)功率。由于 ，故選用的切削用量可以用。最后確定的切削用量為
=15mm
2.基本時(shí)間
由表5-57的鉆孔的基本時(shí)間為
式中，—共建切削部分長(zhǎng)度，單位為mm；
—切入量，單位mm，；
—超入量，單位mm, :
已知=36mm,
==10.73mm
所以，加工3個(gè)空所用基本時(shí)間為
=3=3
（五） 工序45（半精車(chē)Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定
本工序?yàn)榘刖?chē)外圓，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車(chē)床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車(chē)刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車(chē)刀。由表5-40知，車(chē)刀合理耐用度為。
1.確定粗車(chē)Φ35外圓切削用量
（1）確定背吃刀量 由前述可知粗車(chē)時(shí)雙邊加工余量為1.5mm，,半精車(chē)后外圓直徑為，故單邊余量為0.75mm，即。
（2）確定進(jìn)給量 對(duì)于半精加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機(jī)床的進(jìn)給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第95頁(yè)表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時(shí)，車(chē)刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此選取。
（3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度
式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)車(chē)削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以
查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實(shí)際切削速度為
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計(jì)算公式如下：
式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為
所以，切削力為
切削功率為
根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主電機(jī)功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為
；
。
2. 基本時(shí)間
由表5-47得外圓的基本時(shí)間為
式中，——切削加工長(zhǎng)度，單位為mm；
——刀具切人長(zhǎng)度，單位為mm，；
——刀具切入長(zhǎng)度，單位為mm，；
——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，單位為mm；
——進(jìn)給次數(shù)。
已知，，，，，，。所以，基本時(shí)間為
（六） 工序50（精車(chē)Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定
本工序?yàn)榫?chē)外圓，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車(chē)床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車(chē)刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車(chē)刀。由表5-40知，車(chē)刀合理耐用度為。
1.確定精車(chē)Φ35外圓切削用量
（1）確定背吃刀量 由前述可知粗車(chē)時(shí)雙邊加工余量為0.5mm，精車(chē)后外圓直徑為，故單邊余量為0.25mm，即。
（2）確定進(jìn)給量 對(duì)于精加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機(jī)床的進(jìn)給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第95頁(yè)表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時(shí)，車(chē)刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此選取。
（3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度
式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)車(chē)削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YT15，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以
查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實(shí)際切削速度為
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計(jì)算公式如下：
式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為
所以，切削力為
切削功率為
根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主電機(jī)功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為
；
。
2. 基本時(shí)間
由表5-47得外圓的基本時(shí)間為
式中，——切削加工長(zhǎng)度，單位為mm；
——刀具切人長(zhǎng)度，單位為mm，；
——刀具切入長(zhǎng)度，單位為mm，；
——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，單位為mm；
——進(jìn)給次數(shù)。
已知，，，，，，。所以，基本時(shí)間為
（七） 工序60（車(chē)削螺紋）切削用量及基本時(shí)間的確定
本工序?yàn)檐?chē)削外圓，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車(chē)床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑車(chē)刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形刀。由表5-40知，車(chē)刀合理耐用度為。
1.確定外圓切削用量
（1）確定背吃刀量 由前述可知車(chē)削時(shí)雙邊加工余量為1.5mm，,車(chē)削螺紋后外圓直徑為，故單邊余量為0.75mm，即。
（2）確定進(jìn)給量 對(duì)于粗加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機(jī)床的進(jìn)給量值，以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第95頁(yè)表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時(shí)，車(chē)刀刀桿尺寸B×H為20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此選取。
（3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度
式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)車(chē)削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以
查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實(shí)際切削速度為
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計(jì)算公式如下：
式中，，，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為
所以，切削力為
切削功率為
根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主電機(jī)功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為
；
。
2. 基本時(shí)間
由表5-47得外圓的基本時(shí)間為
式中，——切削加工長(zhǎng)度，單位為mm；
——刀具切人長(zhǎng)度，單位為mm，；
——刀具切入長(zhǎng)度，單位為mm，；
——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，單位為mm；
——進(jìn)給次數(shù)。
已知，，，，，，。所以，基本時(shí)間為
（八）工序70（粗銑鍵槽）切削用量及基本時(shí)間的確定
1.切削用量
本道工序是粗銑端面，已知加工材料為45鋼，機(jī)床選用X6132萬(wàn)能銑床，選用刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=80mm,孔徑D=27mm，寬L=36mm，齒數(shù)z=10.根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度為8mm，銑削背吃刀量為ap=2.5mm。
（1）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)表5-13知X6132萬(wàn)能銑床的主電機(jī)功率為7.5kw,查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí)，其每齒進(jìn)給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進(jìn)給量。
（2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時(shí)度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時(shí)，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時(shí)間。
（3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是
根據(jù)X6132萬(wàn)能銑床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=75r/min,則實(shí)際銑削速度為
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為
根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取，則實(shí)際每齒進(jìn)給量為
（4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計(jì)算公式如下：
式中。所以，銑削梨為
XA5023銑床主電機(jī)功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為
2.基本時(shí)間
根據(jù)表5-33知，的端銑刀對(duì)銑削的基本時(shí)間為
式中，
—工件銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm；
—切入行程長(zhǎng)度，單位為mm，；
—切出行程長(zhǎng)度，單位mm；
—工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min。
已知。由表5-34查的切入切出行程長(zhǎng)度。所以，基本時(shí)間為
（九）工序75（精銑鍵槽）切削用量及基本時(shí)間的確定
1.切削用量
本道工序?yàn)榫婃I槽，已知加工材料為45鋼，機(jī)床選用X6132萬(wàn)能銑床，選用刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=80mm,孔徑D=27mm，寬L=36mm，齒數(shù)z=10.根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度為8mm，銑削背吃刀量為ap=0.5mm。
（1）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)表5-13知X6132萬(wàn)能銑床的主電機(jī)功率為7.5kw,查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí)，其每齒進(jìn)給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進(jìn)給量。
（2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時(shí)度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時(shí)，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時(shí)間。
（3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是
根據(jù)X6132萬(wàn)能銑床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=75r/min,則實(shí)際銑削速度為
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為
根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取，則實(shí)際每齒進(jìn)給量為
（4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計(jì)算公式如下：
式中。所以，銑削梨為
XA5023銑床主電機(jī)功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為
2.基本時(shí)間
根據(jù)表5-33知，的端銑刀對(duì)銑削的基本時(shí)間為
式中，
—工件銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm；
—切入行程長(zhǎng)度，單位為mm，；
—切出行程長(zhǎng)度，單位mm；
—工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min。
已知。由表5-34查的切入切出行程長(zhǎng)度。所以，基本時(shí)間為
4 加工外圓車(chē)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外圓及孔車(chē)夾具設(shè)計(jì)。因而車(chē)床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
（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)用夾具通常可分為心軸式、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與機(jī)床主軸軸線重合，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)軸線與臥式車(chē)床主軸軸線應(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)
由零件圖分析孔F的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下：
選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷(xiāo)，上下蓋板。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動(dòng)自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度?？梢?jiàn)，定位方案選擇合理。
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：
1.夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
2.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。
3夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。
4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。
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）定位誤差
由于C面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。
（2）夾具誤差
夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對(duì)安裝基面C的平行度誤差是0.01.
（3）安裝誤差
因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。
（4）加工方法誤差
如車(chē)床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車(chē)床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素。一般取
=/3=0.05/3=0.017mm
零件的車(chē)床夾具總加工誤差是：
精度儲(chǔ)備：
故此方案可行。
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，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周?chē)?，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。
4.7 零件的車(chē)床專(zhuān)用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明
（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱(chēng)的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過(guò)夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。
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