蓋板機(jī)械加工工藝和銑尺寸14銑床夾具設(shè)計(jì)
蓋板機(jī)械加工工藝和銑尺寸14銑床夾具設(shè)計(jì),蓋板,機(jī)械,加工,工藝,以及,尺寸,14,銑床,夾具,設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)題目：蓋板加工工藝和銑尺寸14銑床夾具設(shè)計(jì)
專業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
班級(jí) 機(jī)制
指導(dǎo)教師：
教研室主任
學(xué) 生
完成日期 2014年9月
摘 要
本設(shè)計(jì)蓋板零件加工過(guò)程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的夾具設(shè)計(jì)。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設(shè)計(jì)遵循的原則是先加工面后加工孔表面。在零件的夾具設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)，進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式。
關(guān)鍵詞：蓋板零件；工藝；夾具；
32
Abstract
The design of turntable parts machining process based design of fixture design. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. In the fixture design of parts, mainly according to the requirement of machining process, the number of degrees of freedom analysis should limit, then according to the surface characteristics of components selected location element, then analyze the selected location components can be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the location element also need to select the clamping element, the last is to determine the structure of the special fixture.
Keywords: cutter turntable parts; technology; fixture;
目 錄
摘 要 II
Abstract III
第1章 零件的結(jié)構(gòu)分析 2
1. 1 蓋板的用途 2
1. 2 蓋板的技術(shù)要求 2
1. 3 蓋板的工藝性 2
1. 4 蓋板的生產(chǎn)類型確定 3
第2章 蓋板機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1 分析零件圖 4
2.1.1 零件的作用 4
2.1.2 零件的工藝分析 4
2.2 選擇毛坯制造形式 4
2.3 擬定工藝路線 5
2.3.1 劃分加工階段 5
2.3.2 選擇基準(zhǔn) 5
2.3.3 確定加工方案 5
2.4 確定切削用量及工時(shí)定額 7
2.4.1 銑上端面 7
2.4.2 銑燕尾面和空刀槽 9
2.4.3 銑尺寸14的端面 13
2.4.4車Φ80和Φ100的圓環(huán)面 14
2.4.5 鉆、擴(kuò)、鉸Φ30H7孔，鉆2×Φ13孔 18
2.4.6 磨燕尾面,空刀面 20
第3章 銑尺寸14銑床夾具設(shè)計(jì) 23
3.1設(shè)計(jì)要求 23
3.2夾具設(shè)計(jì) 23
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 23
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 23
3.3定位誤差的分析 27
3.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 28
結(jié) 論 29
致 謝 30
參考文獻(xiàn) 31
第1章 零件的結(jié)構(gòu)分析
1. 1 蓋板的用途
CA6140車床“蓋板”零件它位于刀架部件的上刀架與下刀架之間，它是上刀架的導(dǎo)向件，當(dāng)需要用小刀架車錐面時(shí)，可以通過(guò)蓋板相對(duì)于刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整錐角。
1. 2 蓋板的技術(shù)要求
蓋板各加工要求及相關(guān)技術(shù)要求列表如表（一）
加工表面
尺寸及偏差/
mm
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/μm
底端面
14
IT12
0.8
外圓面
IT7
1.6
燕尾面
IT7
1.6
φ13mm孔
128
IT7
1.6
Φ30mm中心孔
Φ30
IT7
12.5
1. 3 蓋板的工藝性
底端面的表面加工精度為Ra3.2μm，Ф80外圓面、燕尾面、上端面的表面加工精度為Ra3.3μm，Ф30孔的表面加工精度為Ra1.6μm，其余表面加工精度為Ra12.5μm [5]。
1. 4 蓋板的生產(chǎn)類型確定
零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對(duì)工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特性。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來(lái)確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算：
式中 N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，件/年；
Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺(tái)、輛/年；
m——每臺(tái)（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，件/臺(tái)、輛；
a%——備品率，一般取2%-3%；
b%——廢品率，一般取0.3%-0.7%。
根據(jù)上式結(jié)合題目給定數(shù)據(jù)，即可算出蓋板的生產(chǎn)綱領(lǐng)，進(jìn)而確定出其生產(chǎn)類型。
由于蓋板的質(zhì)量為2kg，屬于輕型零件，由此再有文獻(xiàn)[10]查表可知，該蓋板的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。
第2章 蓋板機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 分析零件圖
2.1.1 零件的作用
本設(shè)計(jì)任務(wù)所給的零件是CA6140型普通車床的蓋板，它位于刀架部件的上刀架與下架之間，是上刀架的導(dǎo)向件，當(dāng)需要用小刀架車錐面時(shí)，可通過(guò)刀架中部相對(duì)于下刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整錐角，保證被車錐面具有所需的錐度。因此，其本身的精度對(duì)被加工工件的精度有很大影響[7]。
2.1.2 零件的工藝分析
由零件圖可以看出，主要加工表面有：
底面Ф80h6外圓面；
燕尾導(dǎo)軌面；
Ф30H7孔；
它們除本身的精度要求外，還有一定的相互位置要求，主要有：
Ф30h7軸線對(duì)D面的垂直度0.06；
2.2 選擇毛坯制造形式
由于零件料是HT200鑄鐵，故可以根據(jù)以下幾個(gè)方面來(lái)選擇：
（1）.刀架中部結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，采用鑄造方式比較合適；
（2）.按任務(wù)規(guī)定本零件加工是屬于成批生產(chǎn)，而且尺寸精度和表面光潔度要求較高，采用Ⅱ級(jí)精度鑄件；
（3）.為了提高機(jī)械加工效率，減少加余量、節(jié)省材料和改善機(jī)械性能，可以采用金屬模鑄造。
2.3 擬定工藝路線
擬定工藝路線的基本原則是應(yīng)能夠妥善的保證零件的技術(shù)要求，即幾何尺寸精度和相互位置精度等必須得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定成批生產(chǎn)的條件下，為保證有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，可采用可變的具有較高生產(chǎn)率的專用設(shè)備，或在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，采用萬(wàn)能機(jī)床加工專用夾具[8]。
2.3.1 劃分加工階段
為減少加工時(shí)產(chǎn)生的形對(duì)精度的影響，容易發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，合理使用機(jī)床，在加工中應(yīng)將粗、精加工分開，并且要先進(jìn)行粗加工，然后再進(jìn)行精加工。故刀架中部主要表面的加工分為粗、精、光整加工三個(gè)階段。
2.3.2 選擇基準(zhǔn)
1. 粗基準(zhǔn)
刀架中部上加工精度較高并且對(duì)被加工工件精度影響較大是燕尾導(dǎo)面A和B。為保證其加工精度均勻，以及A和B面與P面的平行度精度要求，選用P面作粗基準(zhǔn)。
2. 精基準(zhǔn)
根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合原則，及定位穩(wěn)定可靠，選用導(dǎo)軌面A和B面作為精基準(zhǔn)[9]。
2.3.3 確定加工方案
1. 方案一
１0 鑄造 鑄造
２0 時(shí)效 時(shí)效處理
３0 銑 銑上端面
40 銑 銑燕尾面和空刀槽
50 銑 銑空刀面
60 銑 銑尺寸14的端面
70 銑 車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
80 銑 銑R13， R10的倒角
90 車 車Φ70外圓面、端面，Φ120端面外圓面
100 鉆孔 鉆、擴(kuò)、鉸Φ30H7孔
110 鉆孔 鉆底面2XΦ13及2XΦ26沉頭孔
120 磨 磨燕尾面,空刀面
130 終檢 終檢
140 入庫(kù) 清洗入庫(kù)
2. 方案二
１0 鑄造 鑄造
２0 時(shí)效 時(shí)效處理
３0 銑 銑上端面
40 鉆孔 鉆底面2XΦ13及2XΦ26沉頭孔
50 車 車Φ70外圓面、端面，Φ120端面外圓面
60 銑 銑燕尾面和空刀槽
70 銑 銑空刀面
80 銑 銑尺寸14的端面
90 銑 車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
100 銑 銑R13， R10的倒角
110 鉆孔 鉆、擴(kuò)、鉸Φ30H7孔
120 磨 磨燕尾面,空刀面
130 終檢 終檢
140 入庫(kù) 清洗入庫(kù)
3. 工藝方案的比較
兩個(gè)方案的區(qū)別主要體現(xiàn)在燕尾面的加工方法和孔Φ30H7孔4×Φ11的加工順序上。方案一采用銑削加工燕尾面，并把孔Φ30H7與孔2×Φ13孔的加工分別安排在兩道工序中，而方案二采有刨削來(lái)加工燕尾面，把孔Φ30H7與孔2×Φ13孔安排在一道工序中加工。
通過(guò)比較，方案二采用刨削由于刨刀有空行程，生產(chǎn)率較銑削低，但加工特型面、大平面、垂直面刨削優(yōu)于銑削。而銑削方案中有磨削彌補(bǔ)了不足并且方案一把孔Φ30H7與2×Φ13孔分開加工有利于提高生產(chǎn)率，提高機(jī)床功率利用率。故采用方案一為設(shè)計(jì)方案。
１0 鑄造 鑄造
２0 時(shí)效 時(shí)效處理
３0 銑 銑上端面
40 銑 銑燕尾面和空刀槽
50 銑 銑空刀面
60 銑 銑尺寸14的端面
70 銑 車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
80 銑 銑R13， R10的倒角
90 車 車Φ70外圓面、端面，Φ120端面外圓面
100 鉆孔 鉆、擴(kuò)、鉸Φ30H7孔
110 鉆孔 鉆底面2XΦ13及2XΦ26沉頭孔
120 磨 磨燕尾面,空刀面
130 終檢 終檢
140 入庫(kù) 清洗入庫(kù)
2.4 確定切削用量及工時(shí)定額
2.4.1 銑上端面
（1） 選擇切削深度：參考［Ⅲ］中107頁(yè)可知切削深度ap=2mm
（2） 選擇進(jìn)給量：參考［Ⅲ］中108表3-28選擇每齒進(jìn)給量af=0.35mm
（3） 選擇切削速度：查［Ⅲ］中113頁(yè)表3-30選取v=0.25m/s
（4） 確定刀具參數(shù)：根據(jù)［Ⅲ］中270頁(yè)表5-41選擇D=100mm,齒數(shù)Z=12
（5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取nw=47.5r/min
實(shí)際切削速度：
（6）計(jì)算切削工時(shí)
由文獻(xiàn)［10］中2-82頁(yè)表7-7查得
2. 精銑上端面
(1) 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知切削深度ap=1mm
(2) 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選取每齒進(jìn)給量af=0.1mm
(3) 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.35m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］選擇刀具D=100mm,齒數(shù)Z=12,d=32,B=50
(5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選?。簄w=75r/min
實(shí)際切削速度：
（6）計(jì)算切削工時(shí)
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
2.4.2 銑燕尾面和空刀槽
工件材料：HT200，HB190-241，鑄件
加工要求：D面表面粗糙度Ra3.2μm，燕尾面A、B及空刀面F的表面粗糙度Ra6.3μm
機(jī)床：X62W
刀具：端銑刀（高速鋼）D=100mm，Z=12，d=32mm，B=50
立式銑刀：D=60mm，Z=18
鋸片銑刀：D=160mm，Z=50，d=32mm，B=50
3. 粗銑空刀面
（1） 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知=1.74mm
（2） 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選擇每齒進(jìn)給量=0.35mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
（4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取nw=47.5r/min
實(shí)際切削速度：
(5)計(jì)算切削工時(shí)：
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
4. 精銑空刀面
（1） 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知ap=1.2mm
（2） 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選擇每齒進(jìn)給量af=0.1mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.35m/s
（4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取nw=75r/min
實(shí)際切削速度
（5）計(jì)算切削工時(shí)
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
5. 粗銑燕尾面
(1) 選取切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知切削深度ap=1.74mm
(2) 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選擇每齒進(jìn)給量af=0.35mm
(3) 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-28立式角銑刀，D=60，Z=18
(5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取nw=75r/min
實(shí)際切削速度
(6)計(jì)算切削工時(shí)
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
6. 精銑燕尾面
(1) 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知切削深度ap=1.2mm
(2) 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選擇每齒進(jìn)給量af=0.1mm
(3) 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.35m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-28立式角銑刀D=60,Z=18
(5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速n=118r/min
實(shí)際切削速度
(6) 計(jì)算切削工時(shí)
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
7. 粗銑退刀槽
（1） 確定切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知切削深度ap=2mm
（2） 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選擇每齒進(jìn)給量af=0.1mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
（4） 確定刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-28選擇鋸片銑刀 D=160,B=4,d=30,Z=50
（5） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按機(jī)床選取nw=30r/min
實(shí)際切削速度:
計(jì)算切削工時(shí):
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
8. 精銑退刀槽
(1) 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知切削深度ap=1mm
(2) 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選擇每齒進(jìn)給量af=0.07mm
(3) 選擇切削速度：文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
(4) 確定刀具參數(shù)文獻(xiàn)［10］表2.1-28選擇鋸片銑刀D=160,B=4,d=30,Z=50
(5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取n=30r/min
實(shí)際切削速度
（6） 計(jì)算切削工時(shí)
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
2.4.3 銑尺寸14的端面
加工條件：工件材料：HT200，HB190～241，鑄件
加工要求：表面粗糙度Ra3.2μm
機(jī)床：X62W
刀具：兩把高速鋼端銑刀同時(shí)銑削
刀具參數(shù)：Z=12，D=100
1. 粗銑兩端面至239.5mm
（1） 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)[10]2.1-77可知ap=2mm
（2） 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］2.1-77選取進(jìn)給量af=0.35mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］2.1-81選取切削速度v=0.25m/s
（4） 選擇刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］2.1-28端銑刀D=100mm，Z=12
（5） 確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取nw=47.5r/min
實(shí)際切削速度
（6）計(jì)算切削工時(shí)：
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
2.精銑兩側(cè)面
（1） 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］2-1-77可知切削深度=1mm
（2） 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］2.1-77選取進(jìn)給量=0.1mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］2.1-81選取切削速度v=0.35m/s
（4） 選擇刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］2.1-28選擇端銑刀D=100mm,Z=12
（5） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
計(jì)算切削工時(shí)
查文獻(xiàn)［10］表2.1-99得
2.4.4車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
加工條件：工件材料：HT200，HB152-241，鑄件
機(jī)床：CA6140
刀具：端面車刀 材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm2
外圓車刀 材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm2
1. 粗車端面
（1） 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33可知ap =2.2mm
（2） 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］1.2-33選取每齒進(jìn)給量af=0.6mm/r
（3） 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］1.2-33取ap=2.2mm
（4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取速度
nw=100r/min
實(shí)際切削速度
（5）計(jì)算切削工時(shí)
2. 半精車端面
(1)選擇切削深度：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33可知ap=1.0mm
(2)選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33取af=0.6mm/r
(3)選擇切削速度：參考文獻(xiàn)[10]1.2-33 v=1.5m/s
(4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取轉(zhuǎn)速
nw=160r/min
實(shí)際切削速度：
(5)計(jì)算切削工時(shí)
3. 精車端面
（1） 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)[10]可知ap=0.8mm
（2） 選擇進(jìn)給量： af=0.6mm/r
（3） 選擇切削速度：根據(jù)已知條件：按機(jī)床選取切削速度v=1.5m/s
（4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速
n=160r/min
實(shí)際切削速度
（5） 計(jì)算切削工時(shí)
9. 銑R13， R10的倒角
為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與車外圓相同，手動(dòng)進(jìn)給nw=500r/min
10. 車Φ186外圓（參考文獻(xiàn)同上）
（1） 選擇切削深度：ap =4mm
（2） 選擇進(jìn)給量：選取af=0.7mm/r
（3） 選擇切削速度：根據(jù)已知條件取v=1m/s
（4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取nw=100r/min
實(shí)際切削速度
(1) 計(jì)算切削工時(shí)
11．粗車空刀面
(1)選擇切削深度ap=0.5mm
(2)選擇進(jìn)給量：選取af=1.0mm/r
(3)選擇切削速度：根據(jù)已知條件取v=1.5m/s
(4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取nw=160r/min
實(shí)際切削速度
(5) 計(jì)算切削工時(shí)
12．精車空刀面（參考文獻(xiàn)同上）
（1）選擇切削深度ap=0.5mm
（2）選擇進(jìn)給量：選取=0.6mm/r
（3）選擇切削速度：根據(jù)已知條件取v=2m/s
（4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取nw=500r/min
實(shí)際切削速度
(5) 計(jì)算切削工時(shí)
13. 銑四角斜面長(zhǎng)為20，角度為45的倒角
（1）選擇切削深度：由于計(jì)算余量足夠，所以取ap=1.7mm
（2）選擇進(jìn)給量：取=0.18mm/r
（3）計(jì)算切削速度：
可得v=82.97m/min
（4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取nw=1180r/min
實(shí)際切削速度
(1) 計(jì)算切削工時(shí)
2.4.5 鉆、擴(kuò)、鉸Φ30H7孔，鉆2×Φ13孔
加工條件：工件材料：HT200，HB190～241，鑄件
加工要求：表面粗糙度Ra1.6μm
機(jī) 床：Z3040搖臂鉆床
刀 具：麻花鉆（高速鋼）、擴(kuò)孔鉆、鉸刀
1. 鉆孔Φ28
（1） 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)[14]443頁(yè)9-33取=0.66mm/r
（2） 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)[14]446頁(yè)9-34取v=0.35m/s
（3） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
選取機(jī)床轉(zhuǎn)速nw=200r/min
實(shí)際切削速度
（4）計(jì)算切削工時(shí)
2. 擴(kuò)孔至Φ29.75（參考文獻(xiàn)同上）
（1） 選擇進(jìn)給量：選取=0.9mm/r
（2） 選擇切削速度：選取v=0.33m/s
（3） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
選取機(jī)床轉(zhuǎn)速nw=200r/min
實(shí)際切削速度
（4）計(jì)算切削工時(shí)：
3. 粗鉸孔至Φ30（參考文獻(xiàn)同上）
（1） 選擇進(jìn)給量：=3.2mm/r
（2） 選擇切削速度： v=0.121m/s
（3） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速nw=63r/min
實(shí)際切削速度
（4）計(jì)算切削工時(shí)
4. 精鉸Φ30H7（參考文獻(xiàn)同上）
（1） 選擇進(jìn)給量：可知=1.6mm/r
（2） 選擇切削速度：取 v=0.173m/s
（3） 計(jì)算機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速nw=63r/min
實(shí)際切削速度
(4)計(jì)算切削工時(shí)
5. 鉆2×Φ13孔（參考文獻(xiàn)同上）
（1）選擇進(jìn)給量：取=0.39mm/r
（2）選擇切削速度：取v=0.35mm/r
（3）確定機(jī)床 主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取實(shí)際轉(zhuǎn)速=500r/min
實(shí)際切削速度
（4）計(jì)算切削工時(shí)：
2.4.6 磨燕尾面,空刀面
（1） 選擇切削深度： ap=3mm
（2） 選擇進(jìn)給量：取af=0.35mm
（3） 選擇切削速度：取v=0.25m/s
（4） 確定刀具參數(shù)：選取端銑刀D=100mm，Z=12
（5） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取切削速度=47.5r/min
實(shí)際切削速度
(6)計(jì)算切削工時(shí)
2．精銑斜面E留0.3mm拋光量（參考文獻(xiàn)同上）
(1) 選擇切削深度：ap=1mm
(2) 選擇進(jìn)給量：選取af=0.1m/s
(3) 選擇切速度：選取v=0.35m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：選擇端銑刀D=100mm,Z=12
(5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取=75r/min
實(shí)際切削速度
(6) 計(jì)算切削工時(shí)
3. 磨燕尾面
（1） 選擇切削深度：ap=0.03mm
（2） 選擇進(jìn)給量度：選擇f=0.25mm
（3） 選擇砂輪速度：可知n=1500r/min，
工件速度vw=10m/nin=0.167m/s，
縱向進(jìn)給量
（4）橫向進(jìn)給量：查得橫向進(jìn)給量f=3mm/單行程
（5）計(jì)算切削工時(shí)
b=18,zb=0.03,v=0.167m/s,
fb=0.167m/s,ft=0.03m/s,z=4,l=237.5
經(jīng)過(guò)計(jì)算=5.112min
磨燕尾另一端A、B面至尺寸14.5
為減少輔助時(shí)間，選擇切削參數(shù)與前工步相同
經(jīng)過(guò)計(jì)算=7.52min
4. 磨一端空刀面F至尺寸16
選擇切削用量同前工步
經(jīng)過(guò)計(jì)算=7.946min
5. 磨另一端空刀面F至尺寸磨一端空刀面F至尺寸16
選擇切削用量同前工步
經(jīng)過(guò)計(jì)算=10.361min
所有輔助時(shí)間取機(jī)動(dòng)時(shí)間的15%值
第3章 銑尺寸14銑床夾具設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，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。下面即為銑尺寸14銑床專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
3.2夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
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(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。
由零件圖可知：在對(duì)銑尺寸14銑床夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行加工前，上端面平面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。
通過(guò)比較分析只有方案Ⅰ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來(lái)定位，從而保證其尺寸公差要求。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。
3.2.2 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
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)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(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)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(duì)加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)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(guò)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(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過(guò)程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，只能進(jìn)行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)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(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機(jī)構(gòu)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(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研究過(guò)，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(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)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(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)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(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)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(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)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(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。
典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
（2）擴(kuò)力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動(dòng)作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。
工件通過(guò)定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過(guò)精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.3定位誤差的分析
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：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
結(jié) 論
課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)大學(xué)所學(xué)各課程的一次綜合性的總復(fù)習(xí)，同時(shí)也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。通過(guò)大學(xué)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我在這次課程設(shè)計(jì)能體現(xiàn)出所學(xué)所想；還學(xué)習(xí)到了更多更廣的知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。
通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，在下述各方面得到鍛煉：
（1）熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論，以更正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。
（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，通過(guò)設(shè)計(jì)工藝的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的工藝路線的能力。
（3）更加熟練的使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運(yùn)用。
致 謝
整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程始終在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行，自始至終得到了老師的悉心指導(dǎo)和熱情幫助。設(shè)計(jì)內(nèi)容不斷改進(jìn)、完善，在此過(guò)程中于老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，一絲不茍的治學(xué)態(tài)度，誨人不倦的長(zhǎng)者風(fēng)范使我受益非淺。
在此，學(xué)生謹(jǐn)向付出了辛勞汗水和心血的導(dǎo)師致以崇高的敬意和衷心的感謝。其次，感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)，圖書館的所有工作人員，他們熱情的工作為我的課程設(shè)計(jì)資料查閱提供了極大的便利條件。
最后感謝我的同學(xué)以及朋友在我的整個(gè)課程設(shè)計(jì)中所給與的幫助和支持，他們?cè)谡麄€(gè)設(shè)計(jì)工作期間都與我進(jìn)行過(guò)有益的交流，提出了很多的建議和想法，使我受益非淺。以及我的家人在我緊張、繁忙的論文工作期間在精神和生活上所給予的最大的理解和支持。
在課程設(shè)計(jì)完稿之際，我真誠(chéng)的對(duì)關(guān)心、幫助、支持過(guò)我的老師、同學(xué)以及親人表示最衷心的感謝，謝謝你們！
參考文獻(xiàn)
1 李延平，張喜群，梁齊. 新一代夾具的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 機(jī)械加工（冷加工）,2006,（06）：6-7.
2 孫瑛. 先進(jìn)的機(jī)床夾具[J]. 現(xiàn)代制造,2005，（05）：22-25.
3 王鳳鮮. 淺談組合夾具的重要作用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2008,(13)：56-57
4 張亞明. 機(jī)床夾具的分類與構(gòu)成[J]. 科技資訊,2008，(04)：91-92.
5 陳家元. 機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2011,（01）：3-4.
6 張淑敏.基于綠色制造的機(jī)械加工工藝技術(shù) [J].新技術(shù)新工藝.2007，（10）：3-4
7 劉杰，王志成. 提高機(jī)床加工精度的可行性研究[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào),1995,(03)：38-39.
8 王亞萍, 葛江華, 隋秀凜等.制造技術(shù)的發(fā)展. 現(xiàn)代制造工程[J]，2008，(6)：24-28
9 劉杰，王志成. 提高機(jī)床加工精度的可行性研究[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào),1995,(03)：38-39.
10 王先奎.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006,（12）：82-125.
11 孫巳德.機(jī)床夾具圖冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983:10-12.
12 濮良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社,1999:25-31.
13 段鐵群.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2010:43-53.
14 張耀宸.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：航空工業(yè)出版社,1987:35-39.
15 吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004:80-84.
16 董玉明，楊洪玉. 夾具設(shè)計(jì)中常見的問(wèn)題[J]. 機(jī)械加人（冷加工）,2005,（01）：97-98.
17 東北重型機(jī)械學(xué)院.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990， (02)：261-450.
18 趙如海.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979，（01）：481-492
19 于鳳云，胡金平.煤礦機(jī)械制造工藝與夾具[M].哈爾濱工業(yè)出版， 2011,(03)：90-125
20 劉品，劉哲.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009，（08）：40-73
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