扁叉零件機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)說明書.doc

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機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 題目 扁叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 院系 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 機(jī)制本四班 姓名 張九州 學(xué)號(hào) 201433506 指導(dǎo)教師 陳海濤 完成日期 2015 年 9 月 25日 鄭 州 科 技 學(xué) 院 目 錄 目 錄 1 前 言 3 第1 章 緒論 4 第2章 零件的分析 5 2.1 零件的作用 5 2.2 零件的工藝分析 5 第3章 零件的工藝規(guī)程 6 3.1 確定毛坯的制造形式 6 3.2 扁叉加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 6 3.2.1 孔和平面的加工順序 6 3.2.2 孔系加工方案選擇 7 3.3 扁叉加工定位基準(zhǔn)的選擇 7 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 7 3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 8 3.4 扁叉加工主要工序安排 8 3.5 毛坯尺寸的確定 11 3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備 11 第4章 確定切削用量及基本時(shí)間 12 第5章 銑C面夾具設(shè)計(jì) 19 5.1研究原始質(zhì)料 19 5.2定位基準(zhǔn)的選擇 19 5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 20 5.4定位誤差的分析 21 5.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 22 5.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 23 總 結(jié) 24 致 謝 25 參考文獻(xiàn) 26 前 言 本文是對(duì)扁叉零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對(duì)支撐套零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)加工孔夾具。 關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 第1 章 緒論 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 扁叉零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。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，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 第2章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目給出的零件是扁叉。扁叉的主要作用是保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此扁叉零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。 扁叉圖 2.2 零件的工藝分析 由扁叉零件圖可知。扁叉是一個(gè)扁叉零件，它的外表面上有4個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以24端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：24左端面的銑削加工；24右端面的銑削加工，其中有表面粗糙度要求為， （2）以內(nèi)側(cè)寬度為105mm側(cè)面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：內(nèi)側(cè)寬度為105mm左、右側(cè)面。 （3）以Φ10H7孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ10H7粗糙度為的孔。 （4）以頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面。 第3章 零件的工藝規(guī)程 3.1 確定毛坯的制造形式 灰鑄鐵（HT150）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對(duì)基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大；因此，使石墨片得到細(xì)化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶?，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。 零件材料為HT150，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 牌號(hào) 鑄件壁厚 最小抗拉強(qiáng)度 硬度 鑄件硬度范圍 金相組織 HT150 2.5-10 10-20 20-30 30-50 175 145 130 120 H175 150-200 鐵素體+珠光體 表1.1灰鑄鐵（HT150）的性能參數(shù) 3.2 扁叉加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該扁叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于扁叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 3.2.1 孔和平面的加工順序 扁叉類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工扁叉上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。扁叉的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 扁叉零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 3.2.2 孔系加工方案選擇 扁叉孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。 根據(jù)扁叉零件圖所示的扁叉的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，扁叉孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐標(biāo)法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。 用坐標(biāo)法鏜孔，需要將扁叉孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。 3.3 扁叉加工定位基準(zhǔn)的選擇 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入扁叉的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以扁叉的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。 3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證扁叉孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證扁叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從扁叉零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是扁叉的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c扁叉的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 3.4 扁叉加工主要工序安排 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。扁叉加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到扁叉加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合銑床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于扁叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將扁叉加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 10 鑄造 20 時(shí)效處理 30 粗銑24左端面至尺寸152mm 40 粗銑24右端面至尺寸149mm 50 粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm左側(cè)面 60 粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm右側(cè)面 70 鉆，鉸Φ10H7孔 80 粗銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 90 精銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 100 去毛刺 110 檢驗(yàn)入庫(kù) 工藝路線二： 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 10 鑄造 20 時(shí)效處理 30 粗銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 40 精銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 50 粗銑24左端面至尺寸152mm 60 粗銑24右端面至尺寸149mm 70 粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm左側(cè)面 80 粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm右側(cè)面 90 鉆，鉸Φ10H7孔 100 去毛刺 110 檢驗(yàn)入庫(kù) 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題， 方案一與方案二主要區(qū)別在于頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面的加工選擇方面，方案一安排在最開始，方案二安排在最后，因?yàn)橐裱然鶞?zhǔn)后其他的原則，采用方案二 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案二： 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 10 鑄造 20 時(shí)效處理 30 粗銑24左端面至尺寸152mm 40 粗銑24右端面至尺寸149mm 50 粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm左側(cè)面 60 粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm右側(cè)面 70 鉆，鉸Φ10H7孔 80 粗銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 90 精銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 100 去毛刺 110 檢驗(yàn)入庫(kù) 3.5 毛坯尺寸的確定 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 （1）面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 （2）毛坯為實(shí)心，不沖孔。 3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備 機(jī)床的選用： 查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得： 立式銑床，主要用于銑加工。 搖臂鉆床Z525，可用于鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲。 刀具的選用： 查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得： 高速鋼端面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度取： 鉆頭：直柄麻花鉆 鉸刀：硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀 ￠10，￠30、￠35，￠55 錐鉸刀：公制/莫氏4號(hào)錐直柄鉸刀，刀具材料： 其他設(shè)備的選用： 夾具：夾具采用專用的銑、鉆夾具 量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標(biāo)卡尺； 輔助設(shè)備：銼刀、鉗子等。 第4章 確定切削用量及基本時(shí)間 切削用量包括背吃刀量a、進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。 工序30：粗銑24左端面至尺寸152mm 機(jī)床：銑床X52K 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min 工序40：粗銑24右端面至尺寸149mm 機(jī)床：銑床X52K 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min 工序50：粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm左側(cè)面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 式（1.4） 取 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5） 工序60：粗銑內(nèi)側(cè)寬度為105mm右側(cè)面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 式（1.4） 取 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5） 工序70：鉆，鉸Φ10H7孔 機(jī)床：Z525 刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號(hào)：E211和E101 帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84） 公制/莫式4號(hào)錐直柄鉸刀 刀具材料： Φ10H7孔先鉆Φ9.5孔，然后鉸孔至Φ10 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-53，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實(shí)際切削速度，由式（1.2）有： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 式（1.8） 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.9） 鉸孔 切削深度：， 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-58，取 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-60，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實(shí)際切削速度，由式（1.2）有： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度，由式（1.8）有： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.9）有： 工序80：粗銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 式（1.4） 取 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5） 工序90 精銑頂部寬度為6f9mm凸臺(tái)面 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ， 實(shí)際銑削速度，由式（1.2）有： 進(jìn)給量，由式（1.3）有： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.5）有： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 第5章 銑C面夾具設(shè)計(jì) 5.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑C面，在銑C面時(shí)，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。 5.2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)進(jìn)行加工前，24端面進(jìn)行了粗銑加工，10孔進(jìn)行了鉆鉸加工。因此，定位、夾緊方案有： 采用心軸機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位，通過螺旋壓板機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。 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。 5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：立銑刀（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，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。 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(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： 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： 該夾具采用單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下： 原動(dòng)力計(jì)算公式 即： 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)。 5.4定位誤差的分析 該夾具以一個(gè)側(cè)平面和心軸定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。 由[5]和[6]可得： 制造誤差ZZ （1）中心線對(duì)定位件中心線位置精度 . 取. （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297） .故，. 則. 知此方案可行。 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。 5.5 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。 5.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，該工件為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式。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。 該夾具方案符合生產(chǎn)要求，效率高，做了可活動(dòng)銷，滿足保持正確的加工位置 總 結(jié) 通過為期兩周課程設(shè)計(jì)使我加深了對(duì)機(jī)械制造工藝學(xué)這一門課程實(shí)用性的理解，同時(shí)也使我回顧了我以往所學(xué)的知識(shí)。因?yàn)檫@次課程設(shè)計(jì)是我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)前一次重要的實(shí)踐設(shè)計(jì)，涉及到的知識(shí)綜合性很強(qiáng)，這就要求我們對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課有較熟練的掌握。我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)時(shí)，需要學(xué)會(huì)將書本上的理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，但這對(duì)我們來說有不少困難，因?yàn)槲覀兏緵]有什么實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。所以這次課程設(shè)計(jì)我們主要通過反復(fù)的查閱資，、反復(fù)的思考，和設(shè)計(jì)同一種零件的同學(xué)相互間反復(fù)討論來完成的。經(jīng)過繁忙困難的過程后,我們對(duì)知識(shí)的印象更加深刻了。此外，整個(gè)過程中同學(xué)互幫互助,我們?cè)诳鞓分泄餐瑢W(xué)習(xí),學(xué)習(xí)中共同進(jìn)步， 同學(xué)之間的關(guān)系也更加密切了。  致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，19100。 [2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國(guó)，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 [8] 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