支架A機械加工工藝及夾具設計【車φ70孔[含3D]】【銑底面】
支架A機械加工工藝及夾具設計【車φ70孔[含3D]】【銑底面】,車φ70孔【含3D,銑底面,支架,機械,加工,工藝,夾具,設計,70,底面
畢業(yè)設計說明書
課題名稱：支架A加工工藝及夾具設計
學生姓名
學 號
所在學院
專 業(yè)
班 級
指導教師
起訖時間： 年 月 日～ 年 月 日
IV
摘 要
支架A是用來支撐軸承的,支架A的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,通常是一個箱體,軸承可以安裝在其中。隨著科學技術的不斷進步，它在國民經(jīng)濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊，尤其是在汽車和電子電器等高速發(fā)展的領域。本次課程設計設計的課題就是支架A的設計，是在學完制造工藝學后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。
關鍵詞：支架A 工藝規(guī)格設計 夾具設計 工序 工藝性
Abstract
The bearing seat is used to support the bearing outer ring, inner ring for fixing the bearing outer ring rotation, let alone, keep still, always keep consistent with the direction of transmission (such as motor rotation direction), and keep the balance; and aggregate concept is bearing and the bearing seat, in order to facilitate the application, so that the benefits of cooperation can be better, more convenient to use, to reduce the use of cost for manufacturers. As for the shape, variety, is usually a box can be installed in the bearing. With the continuous progress of science and technology, it plays a more and more important role in the national economy, the development prospect is very wide, especially in the automotive and electronic appliances such as the rapid development of the field. The course design is the subject of the bearing seat design, is a teaching link in the completion of the manufacturing technology of automobile; under the guidance of the teacher, to a full course of primary learn the integrated use of previously learned in the design, the basic training and independence completion of an engineering.
Keywords: bearing process specifications for design of fixture design process.
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 序言 1
1.1 機械加工工藝概述 1
1.2機械加工工藝流程 1
1.3夾具概述 2
1.4機床夾具的功能 3
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4
第2 章 工藝性分析 6
2.1零件作用 6
2.2零件工藝性分析 6
第3章 工藝規(guī)程設計 8
3.1零件材料 8
3.2毛坯選擇 8
3.2.1確定毛坯的類型及制造方法 8
3.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定 8
3.3.1粗基準的選擇 9
3.3.2精基準的選擇 9
3.4制訂工藝路線 9
3.5機械加工余量、工序尺寸及公差 11
第4章 車φ70孔夾具設計 18
4.1問題的提出 18
4.2夾具的設計 18
4.2.1定位基準的選擇 18
4.2.2定位元件的設計 19
4.2.3切削力及夾緊力的計算 19
4.2.4加緊元件的設計 20
4.2.5緊固元件的選擇 20
4.2.6夾具操作說明 20
第5章 銑底面夾具設計 21
5.1 機床夾具概述 21
5.2研究原始質(zhì)料 22
5.3定位基準的選擇 22
5.3 切削力及夾緊分析計算 22
5.4 誤差分析與計算 25
5.5 零、部件的設計與選用 25
5.6 夾具操作步驟分析和可靠性預測 26
總 結 27
參 考 文 獻 28
致謝 29
第1章 序言
1.1 機械加工工藝概述
機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。
技術人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機械加工工藝流程
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。
隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.4機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。
（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為18%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。
6）提高機床夾具的標準化程度。
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。
精密化
隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為2450r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣鳌⑸a(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標準化
機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。
第2 章 工藝性分析
2.1零件作用
設計題目所給零件為支架A，主要作用是安裝軸承以支撐軸。
2.2零件工藝性分析
支架A共有4組主要加工表面。
1、 以Φ70孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括：Φ70孔及倒角
2、 以4-φ6孔, 4-φ12孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括：4-φ6孔, 4-φ12孔
3、Φ40孔所在外端面。
30
第3章 工藝規(guī)程設計
3.1零件材料
零件材料為HT200，用于承受較大載荷的小截面調(diào)質(zhì)件和應力較小的大型正火件，以及對心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應在熱水或油水中淬火。
3.2毛坯選擇
3.2.1確定毛坯的類型及制造方法
由于零件的材料為HT200，零件的形狀規(guī)則，同時由于零件屬于中批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產(chǎn)故選用模鑄毛坯。
模鑄加工工藝的幾點優(yōu)勢：①由于有模膛引導金屬的流動，鑄件的形狀可以比較復雜；②鑄件內(nèi)部的鑄造流線比較完整，從而提高了零件的機械性能和使用壽命。③鑄件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時；④生產(chǎn)率較高；⑤操作簡單，易于實現(xiàn)機械化；⑥生產(chǎn)批量越大成本越低。
從零件材料及力學性能要求，零件的結構形狀與大小，生產(chǎn)類型，現(xiàn)有生產(chǎn)條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鑄加工工藝中的錘上模鑄。
3.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定
b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精
銑底面的工序偏差，按入體原則標注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準，因此以軸承孔外圓面為粗基準先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準。底面的加工余量及工序尺寸
b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精
銑兩側面的工序偏差。為后面加工做基準，且加工后面工序裝夾方便。兩側
b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精
銑前后兩端面的工序偏差。因前端面是寬度方向上的尺寸基準，并為加工孔Φ25的一個精基準，因此在次道工序中以基準加工。
3.3基準的選擇
3.3.1粗基準的選擇
對于加工表面較多的零件，按照粗基準的一般選取原則：（1）各表面有足夠的加工余量；（2）對一些重要表面和內(nèi)表面，應盡量使加工余量分布均勻；（3）各加工表面上的總切削量最小。（4）盡量以不加工表面為粗基準。
3.3.2精基準的選擇
根據(jù)零件圖上標注的平行度，垂直度等位置要求，主要考慮互為基準和基準統(tǒng)一與基準重合原則，以粗加工后的底面（Φ25孔外端面）為主要的定位精基準，即以支架A的下底面為精基準?；鶞什恢睾蠒r應該在下文專門進行尺寸換算，此處不再重復。
3.4制訂工藝路線
3.4.1工藝路線方案一
10 鑄造毛坯 鑄造毛坯
20 時效 時效處理
30 銑 粗銑底面
40 銑 精銑底面
50 銑 銑φ40孔一側端面
60 銑 銑φ40孔另外一側端面
70 鉆 鉆4-φ6孔, 鉆4-φ12孔
80 車 車φ40孔
90 銑 銑U槽
100 去毛刺 去毛刺
110 檢查 檢查
3.4.2工藝路線方案二
10 鑄造毛坯 鑄造毛坯
20 時效 時效處理
30 銑 粗銑底面
40 銑 精銑底面
50 銑 銑φ40孔一側端面
60 銑 銑φ40孔另外一側端面
70 鉆 鉆4-φ6孔, 鉆4-φ12孔
80 車 車φ40孔
90 銑 銑U槽
100 去毛刺 去毛刺
110 檢查 檢查
3.4.3兩個個工藝方案的比較與分析
以上方案大致看上去都是合理的，但仔細考慮零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一:方案二相對來說，裝夾次數(shù)少，可減少機床數(shù)量、操作人員數(shù)量和生產(chǎn)面積還可減少生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作并能生產(chǎn)率高?？紤]工廠設備，能否借用工、夾、量具等具體條件，選擇方案二。最后根據(jù)工序方案二制定出詳細的工序劃分如下所示：
10 鑄造毛坯 鑄造毛坯
20 時效 時效處理
30 銑 粗銑底面
40 銑 精銑底面
50 銑 銑φ40孔一側端面
60 銑 銑φ40孔另外一側端面
70 鉆 鉆4-φ6孔, 鉆4-φ12孔
80 車 車φ40孔
90 銑 銑U槽
100 去毛刺 去毛刺
110 檢查 檢查
3.5機械加工余量、工序尺寸及公差
支架A零件材料為HT200鋼，硬度為HBS 230—250，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的工序尺寸、機械加工余量如下：
工序30 粗銑底面
機床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81,取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序40：精銑底面
機床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕?jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～31，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序50：銑φ40孔一側端面
機床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：=3mm
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81,取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序60：銑φ40孔另外一側端面
機床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕?jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81,取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工步70：鉆4-φ6孔, 鉆4-φ12孔
a. 確定背吃刀量
a=3mm。
b. 確定進給量
根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-68，（HT200硬度為180HBS）選擇進給量f為1.5mm/r
c. 確定切削速度
根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=10m/min
（2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。
（3）確定機床主軸轉速n
（B）確定時間定額（2次走刀鉸2個孔）
一次走刀基本時間0.071min=4s
其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。
=2.2mm
其中D=10.5mm；；
=13mm
工序80 車φ40孔
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉位車刀。根據(jù)《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=，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3mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故
②.確定進給量
根據(jù)《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，
進給量=0.5～1.0
按CA6140機床進給量（表4.2—11）在《機械制造工藝設計手冊》可知：
=0.7
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(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。
根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=1150。
切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.211—2），故實際進給力為：
=1150=1111.5 （3-2）
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。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～2111的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.112，0.8，=1.0，=1.0（見表1.40），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CA6140車床說明書選擇
=125
這時實際切削速度為：
== （3-5）
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，=～，，，切削速度時，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.11，故實際切削時間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
⑥.倒角
為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同
換車刀手動進給。
工序90：銑U槽
機床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81,取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
第4章 車φ70孔夾具設計
4.1問題的提出
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程地切削加工、 熱處理、裝配等工藝過程中。
機床夾具按在不同生產(chǎn)類型中的通用性，可以分為通用夾具. 專用夾具. 可調(diào)夾具. 組合夾具等。本課題設計的是支架A加工中車軸承孔車φ70孔工序?qū)Ｓ脢A具——角鐵式車夾具設計。
4.2夾具的設計
4.2.1定位基準的選擇
據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。
方案一
1面也就是整個支架A的截面定位限制兩個自由度。
2面是支架A的地面定位限制三個自由度
3面是側面定位限制一個自由度。
方案二
1面是支架A的底面限制三個自由度。
2面是側面限制一個自由度。
3面是軸承孔外端面定位限制兩個自由度。
方案比較：方案一：是按照基準統(tǒng)一及基準重合原則確定的，有利于夾具的設計制造，加緊力方向指向定位元件剛性較大的方向，定位相對簡單。
方案二：是是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，但不容易保證空的軸線與外圓對稱面的重合，鉆頭進給的的軸向力完全由定位元件承受，很容易引起變形。
本工序車?25內(nèi)圓面，加工的切削力主要是刀頭進給時的軸向力和鉆削扭矩，樣工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的加緊力不是很大。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，采用方案一。
4.2.2定位元件的設計
通過方案一來選擇設計定位元件
4.2.3切削力及夾緊力的計算
① 粗車切削力：查《現(xiàn)代機床夾具設計》P104表，得車削切削力計算公式：
圓周分力Fc = 902ap f0.75Kp
徑向分力Fp = 2383ap0.9f0.6vc-0.3Kp
軸向分力Ff =3326Kp
其中ap——背吃刀量 2.3mm(?30) 4mm(?35)
f——每轉進給量 0.16mm(?30) 0.3mm (?35)
Vc—切削速度m/min 60(?30) 40(?35)
Kp—修正系數(shù)1.08 1.63 0.70
所以切削?70時的各切削力
Fc1= 566.8N
Fp2=801.5N
Ff3= 416.4N
精車切削力：ap——背吃刀量0.5mm(?30) 0.7mm(?35)
f——每轉進給量 0.13mm(?30) 0.2mm (?35)
Vc—切削速度m/min 38(?30) 20(?35)
Kp—修正系數(shù) 1.08 1.63 0.70
所以切削?70時的各切削力
Fc1= 105.45N
Fp2= 57.23N
Ff3= 97.96N
② 車削夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式：
Wk = KFsinα22μ2
式中Wk——實際所需夾緊力
K—安全系數(shù)
α——彈簧夾頭的半錐角
u2——工件與夾具支承面的摩擦系數(shù)
則所需夾緊力
Wk=399（N）
根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。
3、定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△B=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。
△Y=0.5δd=0.5×0.12mm=0.06mm
4.2.4加緊元件的設計
4.2.5緊固元件的選擇
由于夾具零件都是固定在夾具體上面的，所以應該選擇螺釘，由于夾具的設計尺寸面的寬度多為15或者20cm，尺寸較小，為了滿足強度要求以及在這么小的空間裝配拆裝，故選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘。
4.2.6夾具操作說明
先將定位元件及加緊元件固定在夾具體上面，然后只需擰松螺桿將V型塊退回即可將元件按照定位基準放置好，最后擰緊螺桿將元件加緊。當加工完成之后擰松螺桿將元件取下，在放入下一個零件。
第5章 銑底面夾具設計
5.1 機床夾具概述
在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。
機床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。
X、連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成部分。
機床的分類
機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。
按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。
按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率
c、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多能”
d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本
工件在夾具中的定位
（1）工件的定位的基本原理
1. 六點定則
用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點定位原則”，簡稱“六點定則”。
六點定則是工件定位的基本法則，用于實際生產(chǎn)時，起支承點作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。
2. 限制工件自由度與加工要求的關系
工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時要限制，有時可不限制，視具體情況而定。習慣上，工件的六個自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。
在工件定位時，以下情況允許不完全定位：
a． 加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。
b． 毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的角度自由度可不限制。
c． 加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。
5.2研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑底面，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
5.3定位基準的選擇
由零件圖可知：在對進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結構上簡單易操作。
5.3 切削力及夾緊分析計算
刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
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(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
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。
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(nèi)。
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(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機構的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ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(lián)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(shù)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(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)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。
考慮到機床的性能、生產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)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可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如3.1.
由表得：原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
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。
5.4 誤差分析與計算
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。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴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
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
5.5 零、部件的設計與選用
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
5.6 夾具操作步驟分析和可靠性預測
如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
總 結
在設計過程中，我們讀到一些技術資料和設計手冊，在機械領域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設計不僅要加強自己的理解和知識，和他們的知識，拓寬。此外，該拉延工藝的設計，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時間，手繪，所有這些因素都使我們學到更多的知識，圖像識別和提高我們的繪圖能力。
但知識有限，實際的經(jīng)驗更多的問題，所以我的設計也有許多不足之處。如：每個時間分配不合理，雖然計算機圖形練習，但與手工繪圖相比，少，夾具設計的比例，步進機構為手動，并降低成本，但它太簡單了。需要在未來的設計改進。
最后，在這里，感謝老師的悉心指導和同學們的幫助。
參 考 文 獻
[1] 李 洪．工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．
[3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學技術出版社，2002．
[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10．
[6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4
[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．
[8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
[9] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12．
[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術出版社，2007
[12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．8．
致謝
這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。在畢業(yè)設計結束后我的所有幫助過我的老師和同學說，謝謝你,如果沒有他們幫助，畢業(yè)設計很難完成。
本畢業(yè)設計是在老師的指導下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識，嚴謹?shù)娘L格，高度的責任感。在做設計的過程中也遇到了很多問題，老師給了我很多的關心和幫助，并要求任何進展，我畢業(yè)于精心的指導我們的設計，也經(jīng)常打電話或發(fā)送電子郵件來指導我們的設計。
在本文中，得到的幫助和機電工程相關領導和老師的支持，非常感謝你。
最后，在畢業(yè)設計中，我再一次感謝我的指導，關心和幫助的老師，領導和學生。謝謝你.
收藏