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課程設計
題 目 支架加工工藝及夾具設計
系 別
專 業(yè)
學生姓名
學 號 年級
指導教師
二Ο 年 月 日
4
摘 要
本設計是基于支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。支架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，本設計遵循先面后孔的原則。并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?；鶞蔬x擇以支架的支承孔作為粗基準，以端面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以端面平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標法鏜孔。整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖，因此生產效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。
關鍵詞：支架類零件；工藝；夾具；
Abstract
The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.
Key words: box type parts process; fixture;
目 錄
第1章 緒論 5
1.1 機械加工工藝概述 5
1.2機械加工工藝流程 5
1.3夾具概述 6
1.4機床夾具的功能 6
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 6
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 6
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 7
第2章 零件的分析 9
2.1 零件的作用 9
2.2 零件的工藝分析 9
2.1.2 孔和平面的加工順序 10
2.1.3 孔系加工方案選擇 10
2.2 支架加工定位基準的選擇 10
2.2.1 粗基準的選擇 10
2.2.2 精基準的選擇 10
2.3 支架加工主要工序安排 11
2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12
2.5確定切削用量及基本工時 12
第3章 銑36×120面夾具設計 26
3.1設計要求 26
3.2夾具設計 26
3.2.1 定位基準的選擇 26
3.2.2 切削力及夾緊力的計算 26
3.3定位誤差的分析 28
3.4 零、部件的設計與選用 28
3.5夾具設計及操作的簡要說明 30
總 結 32
參考文獻 33
致 謝 34
第1章 緒論
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，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，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)產品數(shù)量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，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。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內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) 計算年生產綱領，確定生產類型。
2) 分析零件圖及產品裝配圖，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容進行調整，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、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產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。
“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量、生產率和產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
國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經(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15%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品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。
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；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2600r/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?、生產批量、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、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內，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，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
計算機輔助機床夾具設計是利用計算機輔助設計CAD技術來完成夾具設計的先進方法。由于夾具種類繁多，結構復雜，其設計過程涉及控制條件多，因此，用于夾具設計的專業(yè)軟件甚少，目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠將夾具設計完全數(shù)字化。目前，計算機輔助夾具設計一般是采用二維CAD軟件進行。采用二維CAD軟件進行夾具設計，可以提高設計效率和質量，但是其缺點是設計人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實體化；再選擇或設計合適的定位、夾緊等元件和裝置；接下來將上述結構在頭腦中形成夾具三維實體，用二維圖表示，完成夾具的設計。在設計過程中，思維要在三維和二維模型中反復轉換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對夾具設計質量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個基于特征的參數(shù)化實體建模設計工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶界面，易學易用。借助3D軟件平臺，可以創(chuàng)建三維實體模型；編輯零件裝配體并進行簡單的運動仿真；利用它的動畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運動過程的動畫文件。
計算機輔助設計（CAD）的功能在于能協(xié)助設計者完成產品設計各階段的工作。本文針對機床夾具進行計算機輔助設計，借助3D軟件平臺，將設計時所用標準零件建立實體模型庫；對于非標準零件，采用交互方式建模方法直接在設計平臺建模并建立非標準模型庫。
采用二維CAD軟件進行設計，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、SoIidedge等，推動了設計領域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實體模型，還可利用設計出三維模型進行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機構分析、動態(tài)干涉檢查、動力學分析、強度分析等，并且與其它軟件配合可進行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結合夾具設計的復雜性、高精度性等特點．采用了易學易懂的3D三維實體造型軟件來實現(xiàn)設計過程。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
支架的作用，主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。
零件圖如圖：
2.2 零件的工藝分析
由支架零件圖可知。支架是一個矩形零件，它的外表面上有4個平面需要進行加工。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。現(xiàn)分析如下：
1，以下表面為基準的加工面，這組加工面包括下表面，上表面，左右端面，前后端面
2：一個是以Φ52孔為基準的加工面，這個主要是Φ52孔，Φ160.2孔，Φ18，2-Φ18孔，Φ14孔，Φ16孔，2-M8及2-Φ13孔，锪沉頭孔2-Φ20深10
2.1.1 支架加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施
由以上分析可知。該支架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，對于支架來說，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系。
由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
2.1.2 孔和平面的加工順序
支架類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工支架上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。支架的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，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，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。
支架零件的加工工藝應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。
2.1.3 孔系加工方案選擇
支架孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。
根據(jù)支架零件圖所示的支架的精度要求和生產率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用鏜模法鏜孔
在大批量生產中，支架孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。
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，可以用幾把刀同時加工。所以生產效率很高。但鏜模結構復雜、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）用坐標法鏜孔
在現(xiàn)代生產中，不僅要求產品的生產率高，而且要求能夠實現(xiàn)大批量、多品種以及產品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產成本高，生產周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。
用坐標法鏜孔，需要將支架孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。
2.2 支架加工定位基準的選擇
2.2.1 粗基準的選擇
粗基準選擇應當滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入支架的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以支架的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，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位置。
2.2.2 精基準的選擇
從保證支架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證支架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從支架零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是支架的裝配基準，但因為它與支架的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.3 支架加工主要工序安排
對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。支架加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到支架加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
后續(xù)工序安排應當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鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于支架，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實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%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、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)將支架加工工藝路線確定如下：
制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量降下來，方案如下：
工序號
工序名稱
工 序 內 容
10
鑄造
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
時效
時效處理，回火，去應力
30
劃線
打點劃線
40
粗銑
粗銑尺寸120的左端面
50
粗銑
粗銑尺寸120的右端面
60
粗銑
粗銑尺寸205的左端面
70
粗銑
粗銑尺寸205的右端面
80
粗銑
銑36×120面
90
粗銑
粗銑尺寸90X120的下端面
100
鉆孔
鉆孔至Φ51，擴Φ51孔至Φ51.8，鉸Φ51.8孔至Φ52
110
鉆-鉸
鉆、鉸2-Φ18（+0.1～0），Φ18（+0.1～0），Φ160.2
120
鉆孔攻絲
鉆Φ16，Φ14孔及2-M8的螺紋底孔Φ6.8，攻絲2-M8
130
鉆孔
鉆2-Φ13孔，锪沉頭2-Φ20，深10的孔
140
鉗工
去毛刺
150
清洗
清洗
160
檢驗入庫
檢驗入庫
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
支架零件材料為45#，由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用型材開料，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。
1.支架下表面，上表面，左右端面，前后端面
支架下表面，上表面，左右端面，前后端面的粗糙度為6.3，1.6，查《機械加工工藝的基礎知識》，表2-8，得Z=1.0
2.Φ52孔
Φ52孔的粗糙度為1.6，需鉆，擴，鉸三步方能滿足要求，查《機械加工工藝的基礎知識》，表2-13，得單邊佘量Z=1.0
3.Φ160.2孔，Φ18，2-Φ18孔，Φ14孔，Φ16孔，2-M8及2-Φ13孔，锪沉頭孔2-Φ20深10
這些孔最大才Φ18，很難直接鑄造出，所以采用實心鑄造
2.5 確定切削用量及基本工時
工序40：粗銑尺寸120的左端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
.
工序50：粗銑尺寸120的右端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
.
工序60：粗銑尺寸205的左端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
.
工序70：粗銑尺寸205的右端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
.
工序80：銑36×120面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝750
當＝750r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
.
工序90：粗銑尺寸90X120的下端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
.
工序100：鉆孔至Φ51，擴Φ51孔至Φ51.8，鉸Φ51.8孔至Φ52
工步一鉆孔至φ51
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ51孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：擴孔
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機床說明書，選取
則主軸轉速為，并按機床說明書取，實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步三：鉸孔
根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。
切削工時：，，，則機動工時為
工序110：鉆、鉸3-Φ18（+0.1～0），Φ160.2
工步一鉆孔至φ17.8
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ17.8孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
總的工時：T=3t=2.621min
工步二：鉸3-Φ18孔
根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。
切削工時：，，，則機動工時為
總的工時：T=3t=3.165min
工步三：鉆Φ160.2
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ16孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工序120：鉆Φ16，Φ14孔及2-M8的螺紋底孔Φ6.8，攻絲2-M8
工步一：鉆Φ16孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ16孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：鉆Φ14孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ14孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步三：鉆2-M8的螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機床選取
基本工時：
總的工時：T=2t=0.200min
工步四：攻螺紋2-M8mm
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機床選取
基本工時：
總的工時：T=2t=0.100min
工序13：鉆2-Φ13孔，锪沉頭2-Φ20，深10的孔
工步一：鉆2-Φ13孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ13孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
總的工時：T=2t=0.581min
工步二：锪沉頭孔2-Φ20深10
根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行锪鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為
式中的、——加工實心孔進的切削用量.
現(xiàn)已知
=0.36mm/r (《切削手冊》)表2.7
=42.25m/min (《切削手冊》)表2.13
1、給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r
2、 削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min.
3、 定機床主軸轉速
ns== 271.8r/min
與271.8r/min相近的機床轉速為275r/min。現(xiàn)選取=275r/min。
所以實際切削速度
==
5、切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =2.5mm; =0mm;
t= ==0.091(min)
總的時間：T=2t=0.182min
工序14：檢驗，入庫
第3章 銑36×120面夾具設計
3.1設計要求
為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑床夾具銑36×120面的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
3.2夾具設計
3.2.1 定位基準的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。
由零件圖可知：在對銑36×120面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案：選底平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋手柄來夾緊。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。
3.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：面銑刀（硬質合金）
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。
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
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：
（1）對定位件中心線位置精度
. 取.
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
3.4 零、部件的設計與選用
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖2.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表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
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示：
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.5夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動螺旋夾緊方式，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，選用了手動螺旋夾緊方式。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，選用墊板。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。
31
總 結
加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。
完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。
參考文獻
1.《機床夾具設計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社
2.《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社
3.《機械制造工藝學》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社
4. 《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社
5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社
6. 《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?
7. 《機床專用夾具設計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社
8. 《機械原理課程設計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社
9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術協(xié)會 上?？茖W技術出版社
10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術出版社
11．《機械設計基礎》 第三版 陳立德主編 高等教育出版社
12．《工程材料》 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社
13．《機械制造工藝學課程設計指導書》， 機械工業(yè)出版社
14．《機床夾具設計》 王啟平主編 哈工大出版社
15.《現(xiàn)代機械制圖》 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社
致 謝
經(jīng)過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設計任務?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡、老師、同學等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此時此刻，我要特別感謝我的導師的精心指導，不僅指導我們解決了關鍵性技術難題，更重要的是為我們指引了設計的思路并給我們講解了設計中用到的實際工程設計經(jīng)驗，從而使我們設計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們課程設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成課程設計提供了重要保障。
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