K534-插入耳環(huán)工藝及凸臺(tái)夾具設(shè)計(jì)帶圖紙

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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 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 27 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Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 8 （三） 工序20、25（粗車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Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 15 （六） 工序50（精車Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 17 （七） 工序60（車削螺紋）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、選擇毛坯種類并確定制造方法 按設(shè)計(jì)任務(wù)書，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、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、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-半精車-精車。而對(duì)于外圓Φ27，表面要進(jìn)行攻螺紋，所以進(jìn)行粗車就可以了。在粗車過(guò)后再用螺紋車刀進(jìn)行攻螺紋。退刀槽可以用切斷刀車出。 （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：粗車外圓Φ35 定位基準(zhǔn)：底面D面以及E面。 工序20：粗車外圓Φ27（工步1）、倒角C1（工步2）及車退刀槽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：半精車外圓Φ35 定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 工序45：精車Φ35 定位基準(zhǔn)：Φ32的孔及兩邊表面D、E。 工序50：車錐面，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 用銑床專用夾具，進(jìn)行鍵的加工。 工序70：精銑鍵槽 用銑床專用夾具，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?；境叽鐬榭咨畛叽?6mm。 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) 車錐面、粗車Φ27端面、粗車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用機(jī)床夾具，專門設(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用刀具，但專用刀具需要專門定做，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業(yè)量具，其種類的選擇主要應(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 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精車 0.5 Φ35 IT7 Ra1.6 半精車 1.5 Φ35.5 IT9 Ra6.3 粗車 4 Φ37 IT11 Ra12.5 毛坯 Φ41 （2）加工M27x1.5-6h的螺紋： 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 攻螺紋 M27x1.5-6h 粗車 14 Φ27 IT11 Ra12.5 （3） Φ32E9的孔： 工序名稱 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 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 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 車錐面 1 84 IT8 Ra6.3 粗車Φ27端面 1 85 IT11 Ra12.5 粗車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Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇周囃鈭A，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，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、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定粗車Φ35外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時(shí)雙邊加工余量為4mm，,粗車后外圓直徑為，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)榇周囃鈭A，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，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、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定粗車Φ27外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時(shí)雙邊加工余量為8mm，,粗車后外圓直徑為，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Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榘刖囃鈭A，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，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、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定粗車Φ35外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時(shí)雙邊加工余量為1.5mm，,半精車后外圓直徑為，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Φ35外圓）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫囃鈭A，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，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、刀尖圓弧半徑車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為。 1.確定精車Φ35外圓切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知粗車時(shí)雙邊加工余量為0.5mm，精車后外圓直徑為，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（車削螺紋）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)檐囅魍鈭A，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，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 由前述可知車削時(shí)雙邊加工余量為1.5mm，,車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 八 夾具設(shè)計(jì) 本夾具是用32孔和27.5外圓定位，定位原件是V型塊和定位軸，用直壓板壓緊，鉆模座鉸鏈形式，加緊工件后將鉆模座旋轉(zhuǎn)到指定位置，用圓壓塊壓緊，開(kāi)始鉆孔。鉆套采用可換鉆套，方便在鉆套磨損候更換 夾具裝配圖如下: 參考文獻(xiàn) [1] 王先逵主編，《機(jī)械制造工藝學(xué)》，第二版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [2] 王棟主編，《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [3] 成大先主編，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，第五版，北京：化工工業(yè)出版社，2007 [4] 王蘭美主編，《畫法幾何及工程制圖》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [5] 王先逵，《機(jī)械制造工藝學(xué)手冊(cè)》，第二版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 第3章 銑工藝凸臺(tái)的銑床夾具 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)加工為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)銑工藝凸臺(tái)的銑床夾具。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 一、機(jī)床夾具定位元件 工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實(shí)際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1．支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖a）用于支承精基準(zhǔn)面；球頭支承釘（圖b）用于支承粗基準(zhǔn)面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位場(chǎng)合。一個(gè)支承釘相當(dāng)于一個(gè)支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度；在一個(gè)平面內(nèi)，兩個(gè)支承釘限制二個(gè)自由度；不在同一直線上的三個(gè)支承釘限制三個(gè)自由度。 圖6-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 2．支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖b），在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當(dāng)工件定位平面較大時(shí)，常用幾塊支承板組合成一個(gè)平面。一個(gè)支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)（或多個(gè)）支承板組合，相當(dāng)于一個(gè)平面，可以限制三個(gè)自由度。 圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式 3．可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)面，支承高度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個(gè)可調(diào)支承限制一個(gè)自由度。 圖6-3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件 1．定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)工件的孔徑尺寸較小時(shí)，可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)孔徑尺寸較大時(shí)，選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)工件同時(shí)以圓孔和端面組合定位時(shí)，則應(yīng)選用圖c所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu)。用定位銷定位時(shí)，短圓柱銷限制二個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷可以限制四個(gè)自由度；短圓錐銷（圖d）限制三個(gè)自由度。 圖6-6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式 3.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對(duì)加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，Φ32孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定位、夾緊方案有： 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即底平面。 3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：面銑刀（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 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)算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得： 所以有： 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 3.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以采用一面一銷再加上一擋銷的定位方式，為了滿足工序的加工要求，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銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， 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： 3. 5 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 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 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。 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 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.6 確定夾具體結(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)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過(guò)程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過(guò)程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 為提高生產(chǎn)率，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（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(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。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。