大法蘭座加工工藝及夾具設(shè)計（含CAD圖紙）
大法蘭座加工工藝及夾具設(shè)計（含CAD圖紙）,法蘭,加工,工藝,夾具,設(shè)計,CAD,圖紙
江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
年 月 日
學(xué) 生
姓 名
專業(yè)
機械設(shè)計與制造
班級
12機械二
電話
指 導(dǎo)
教 師
職稱
工程師
工作
單位
江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
電話及E-mail
設(shè)計（論文）題目： 過渡套數(shù)控加工工藝設(shè)計
任務(wù)、目的與要求：
大法蘭是法蘭類零件中的一種，根據(jù)零件的要求其加工要求主要包括銑、鏜、鉆、攻，同時還必須保證零件中同軸度和垂直度。
根據(jù)大法蘭的加工內(nèi)容和要求，確定大法蘭的加工方案，選擇適合的數(shù)控銑床和鏜床、搖臂鉆床、量具、刀具，同時制定合理的工藝路線及選擇合理的切削用量。最終根據(jù)大法蘭的零件圖、技術(shù)要求和加工批量，設(shè)計出適合于該零件的加工工藝和選擇合適的加工工藝裝備并最終加工出符合生產(chǎn)要求的合格零件。
通過大法蘭的加工工藝設(shè)計，掌握零件加工工藝設(shè)計的步驟，為以后的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)
參考資料：
1. 李益民主編《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》機械工業(yè)出版社1993.6
2. 艾興主編《切削用量簡明手冊》機械工業(yè)出版社2002.6
3. 吳拓主編《金屬切削加工及裝備》機械工業(yè)出版社2006.2
4. 馬敏莉主編《機械制造工藝編制及實施》清華大學(xué)出版社2011.1
5. 符愛紅主編《機械CAD實用教程—AutoCAD2010版》科學(xué)出版社201
進(jìn)度安排：
自 年 月 日起至 年 月 日止，共計 周。具體安排如下：
1、調(diào)研、搜集資料，論文提綱或設(shè)計方案確定 月 日—— 月 日
2、完成論文初稿或初步設(shè)計，通過第二次檢查 月 日—— 月 日
3、修改并完善畢業(yè)設(shè)計（論文），通過第三次檢查，定稿、裝訂 月 日
4、通過畢業(yè)設(shè)計（論文）審核，準(zhǔn)備答辯 月 日
5、其他
教研室審核
教學(xué)系審核
江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 大法蘭加工工藝及夾具設(shè)計
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）
設(shè)計題目：
大法蘭座加工工藝及夾具設(shè)計
專 業(yè)：
機械設(shè)計制造及其自動化
班 級：
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)老師：
起訖日期
年 月 日～ 年 月 日
目錄
摘 要 3
Abstract 4
1、緒 論 4
2、零件的分析 5
2.1、零件的作用 5
2.2、零件的工藝分析 5
3、毛坯的確定以及毛坯圖和零件圖的繪出 8
3.1、分析毛坯的制作以及其組成 8
3.2、加工余量和工序、毛坯尺寸的確定 8
4、大法蘭座的工藝規(guī)程的設(shè)計 10
4.1、確定定位基準(zhǔn) 10
4.2、工藝路線的確定 10
4.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 14
4.4 確定切削用量及基本工時 16
4.4.1粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位 17
4.4.2 粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3 18
4.4.3粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02 18
4.4.4粗鏜孔貫穿 19
4.4.5精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02 19
4.4.6粗鏜孔 20
4.4.7精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位.......................................................................23
4.4.8鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔.................................................................................................24
4.4.9鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔.................................................................................................24
4.4.10鉆平面上4-直孔..............................................................................................25
5、設(shè)計大法蘭座鏜孔夾具 26
5.1選擇定位基準(zhǔn) 26
5.2分析誤差 26
5.3夾具的夾緊力和切削力的計算 20
5.4鏜套與襯套的設(shè)計 27
5.5夾緊元件及動力裝置確定 28
5.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明 28
小 結(jié) 28
致 謝 29
參考文獻(xiàn) 29
摘 要
本次設(shè)計的主要內(nèi)容是大法蘭座加工工藝規(guī)程及孔鏜孔夾具的設(shè)計。大法蘭座主要是與其它零件配對使用，其主要加工表面及控制位置為外圓和內(nèi)孔。由零件要求分析可知，保證孔和外圓尺寸的同時應(yīng)該盡量保證其同軸度，這對于后工序裝配和總成使用上來說都有重要影響。所以，工序安排時，采取以大外圓粗定位夾緊加工后，對孔進(jìn)行鏜削加工同時成型。因其粗糙度為Ra3.2，可通過粗鏜、半精鏜滿足。對于鉆4-M6螺孔時，主要以大法蘭座的四個側(cè)面定位，控制其自由度，以達(dá)到加工出來的產(chǎn)品滿足要求并且一致性好的目的。本文的研究重點在于通過對大法蘭座的工藝性和力學(xué)性能分析，對加工工藝進(jìn)行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計高效、省力的夾具，通過實踐驗證，最終加工出合格的大法蘭座零件。
關(guān)鍵詞：大法蘭座，工藝規(guī)程，鏜孔夾具，工藝路線，加工方式；
緒 論
本文首先對大法蘭座的零件進(jìn)行分析，通過對大法蘭座進(jìn)行的研究和分析，描述了大法蘭座零件的加工工藝的制定，各工序的加工工藝的分析以及切削用量和工時的計算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，與指導(dǎo)老協(xié)商后，覺得用夾具比較合適。
在這次畢業(yè)設(shè)計中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求，通過查閱相關(guān)資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進(jìn)行了大法蘭座的機械加工工藝及夾具設(shè)計。整個設(shè)計的指導(dǎo)思想“簡便、高效、經(jīng)濟”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。
2、零件的分析
2.1、零件的作用：
題目所給的零件是大法蘭，而法蘭一般是盤狀物，上面鉆或銑有直孔或者是螺紋孔，其作用是用來與其它部件進(jìn)行連接的。電機上的法蘭主要有兩類，一個是“大法蘭”，一般指電機的端蓋，是用來支撐電機的轉(zhuǎn)子、安放軸承、有時也起對電機密封〔保護(hù)〕的作用。另一個是“小法蘭”，一般是指軸承蓋，用來固定和防護(hù)軸承的，而本課題的任務(wù)就是”大法蘭加工工藝及夾具設(shè)計“。
2.2、零件的工藝分析：
（1）以零件圖里正視于我們的面作為加工面。
大法蘭座的上、下、左、右四個端面的銑削加工，四個倒角的加工以及 4-M6螺紋孔的加工，2-M10螺紋孔的加工，4-∮12，4-∮15深9沉頭孔，4-∮9直孔的加工，和2-M5螺紋孔的加工。其中四個側(cè)面的表面粗糙度要求為，4-M6螺紋孔、2-M10、4-∮12直孔，2-M5螺紋孔的表面粗糙度要求為。
（2）以凸臺的中心軸線為中心的主要加工表面的加工面。
這一組加工表面包括：
孔的鏜削加工，孔的鏜削加工，
以下是該大法蘭的零件圖。
圖1-1 大法蘭零件圖主視圖
圖1-2 大法蘭圖左剖視圖
3、確毛坯的確定以及毛坯圖和零件圖的繪出
3.1、分析毛坯的制作以及其組成
“大法蘭”零件材料采用45#鋼制造。法蘭材料為45#鋼，需表面電鍍處理，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。
由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用直接氣割下料的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。
3.2、加工余量和工序、毛坯尺寸的確定
3.2.1、上、下平面的加工余量
通過分析大法蘭座的各個工序，我們可以得知，加工上、下平面的時是需要經(jīng)過粗銑、半精銑得到的，所以各個工序的加工余量具體分配如下：
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)材料為鍛件，且為45#鋼時，粗銑的加工余量為2.1-6.5mm,根據(jù)實際情況，在這里，我們?nèi)?mm.其厚度偏差我們?nèi)?0.28mm。
同樣地，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)材料為鍛件，且為45#鋼時，精銑的加工余量為0.8-1.0mm,根據(jù)實際情況，在這里，我們?nèi)?mm.其厚度偏差我們?nèi)?0.28mm。
所以通過計算可知：毛坯尺寸為：260=5=5=270mm。
經(jīng)查表《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》可得，由于工件為45#鋼，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，鍛件的尺寸公差為CT6級，于是就有大法蘭座毛坯的尺寸公差為1.5mm。
根據(jù)以上分析可知：大法蘭座毛坯件的理論尺寸經(jīng)計算得：260+5+5=270mm
大法蘭座毛坯件的理論最小尺寸經(jīng)計算得：270-0.8=269.2mm
大法蘭座毛坯件的理論最大尺寸經(jīng)計算得：270+0.8=270.8mm
大法蘭座毛坯件的理論經(jīng)過粗銑后的最大尺寸經(jīng)計算得：270.8-1-1=268.8mm
大法蘭座毛坯件的理論經(jīng)過粗銑后的最小尺寸經(jīng)計算得：269.2-1-1=267.2mm
大法蘭座經(jīng)過半精銑后，尺寸與圖示相符。
3.2.2、孔的加工余量，
通過分析大法蘭座的各個工序，我們可以得知，加工的時候是需要經(jīng)過粗鏜、精鏜工序得到的，所以各個工序的加工余量具體分配如下：
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)材料為鍛件，且為45#鋼時，粗鏜的加工余量為2.0mm。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)材料為鍛件，且為45#鋼時，精鏜的加工余量為0.3mm。
根據(jù)以上分析可知：大法蘭座毛坯件的理論尺寸經(jīng)計算得：φ150-2-1-0.3=φ146.7；
經(jīng)查表《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》可得，由于工件為45#鋼，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，鍛件的尺寸公差為CT6級，于是就有大法蘭座毛坯的尺寸公差為1.1mm。
根據(jù)以上分析可知：大法蘭座毛坯件的理論尺寸經(jīng)計算得：φ150-2-1-0.3=φ146.7；
大法蘭座毛坯件的理論最大尺寸經(jīng)計算得：φ146.7+0.55=φ147.25；
大法蘭座毛坯件的理論最小尺寸經(jīng)計算得：φ146.7-0.55=φ146.4；
根據(jù)以上分析確定粗鏜工序尺寸為φ149；
大法蘭座經(jīng)過精鏜后，尺寸與圖示相符。
3.2.3、孔的加工余量
通過分析大法蘭座的各個工序，我們可以得知，加工孔的時候是需要經(jīng)過粗鏜、精鏜兩個工序得到的，所以各個工序的加工余量具體分配如下：
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)材料為鍛件，且為45#鋼時，粗鏜的加工余量為2.0mm。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)材料為鍛件，且為45#鋼時，精鏜的加工余量為0.3mm。
根據(jù)以上分析可知：大法蘭座毛坯件的理論尺寸經(jīng)計算得：φ194-2-1-0.3=φ190.7；
經(jīng)查表《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》可得，由于工件為45#鋼，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，鍛件的尺寸公差為CT6級，于是就有大法蘭座毛坯的尺寸公差為1.1mm。
根據(jù)以上分析可知：大法蘭座毛坯件的理論尺寸經(jīng)計算得：φ190.7-2-1.3-0.3=φ187.4mm；
毛坯最大尺寸為φ190.7mm+0.55=φ191.25mm；
大法蘭座毛坯件的理論最大尺寸經(jīng)計算得：φ190.7mm-0.55=φ190.15mm；
根據(jù)以上分析確定粗鏜工序尺寸為φ192mm；
大法蘭座經(jīng)過精鏜后，尺寸與圖示相符。
4、大法蘭座工藝規(guī)程的設(shè)計
4.1、確定定位基準(zhǔn)
4.1.1、確定粗基準(zhǔn)：
粗基準(zhǔn)是開始加工工件的時候要用到的基準(zhǔn)，其選擇需要滿足一下幾點的需要：
1、一定要確保各個重要支撐孔的加工余量均勻分布。
2、在選擇一個面作為粗基準(zhǔn)時，需要確保工件的內(nèi)壁留有一定的余量。
4.1.2、確定精基準(zhǔn)：
精基準(zhǔn)的確定關(guān)系到整個零件的加工精度，是加工一個零件最重要的因素，所以在加工工件之前，一定要準(zhǔn)確無誤地確定工件的精基準(zhǔn)的確定。從大法蘭座零件圖可知，大法蘭座的四個端面最先就經(jīng)過了粗銑，半精銑工序，為了鏜大法蘭座中間的那個的內(nèi)孔，必須選擇大法蘭座的上面和已經(jīng)銑削出來的外圓面作為精基準(zhǔn)，因為這幾個工序都已經(jīng)加工出來了，并且有一定的精度，我們選擇兩面一孔，正好滿足了基準(zhǔn)的選定原則，符合大法蘭座零件的加工工藝要求，只有這樣，才能加工出滿足圖紙尺寸的零件來。
4.2、工藝路線的確定
工藝路線的確定的合適與否直接關(guān)系到工件的加工的生產(chǎn)效率以及質(zhì)量，是機械加工中的第一要素，必要重點對待，在大法蘭座這個零件中，我們必須遵循零件加工工藝的基本原則，即為先面后孔，先粗車后精車，在這里，我們先對大法蘭座的上、下平面進(jìn)行加工然后就是大法蘭座零件的四個側(cè)面以及四個倒角，然后就是凸臺的銑削，最后就是鏜孔，最后鉆孔。
根據(jù)大法蘭座零件的特點，確定大法蘭座的加工工藝路線如下： 方案一：
毛坯氣割下料,
對毛坯進(jìn)行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置,
噴涂油漆,
工序1：粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位,
工序2：粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3。
工序3：粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02。
工序4：粗鏜孔貫穿。
工序5：精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02。
工序6：粗鏜孔。
工序7：精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位。
工序8：鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔。
工序9：鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔。
工序10：鉆平面上4-直孔。
工序1:1：清洗加工零件。
工序12：檢查零件。
工序13：入庫。
方案二：
毛坯氣割下料,
對毛坯進(jìn)行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置,
噴涂油漆,
工序1：粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位,
工序2：粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3。
工序3：粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02。
工序4：粗鏜孔貫穿。
工序5：精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02。
工序6：粗鏜孔。
工序7：精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位。
工序8：鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔。
工序9：鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔。
工序10：鉆平面上4-直孔。
工序11：清洗加工零件。
工序12：檢查零件。
工序13：入庫。
方案三：
毛坯氣割下料,
對毛坯進(jìn)行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置,
噴涂油漆,
工序1：粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位,
工序2：粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02。
工序3：粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3。
工序4：粗鏜孔貫穿。
工序5：精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02。
工序6：粗鏜孔。
工序7：精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位。
工序8：鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔。
工序9：鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔。
工序10：鉆平面上4-直孔。
工序1:1：清洗加工零件。
工序12：檢查零件。
工序13：入庫。
有上述幾種零件加工工藝路線方案分析確定，首先分別經(jīng)粗、精銑加工上頂面即260X260X33mm面,之后繼續(xù)以頂面，底面為定位基準(zhǔn)，粗、精銑加工零件四邊側(cè)面以及倒角，并保證零件外形尺寸要求260X260mm到位。接著銑削圓凸臺到位，鏜mm、到位，最后以四個側(cè)面及底面作為定位基準(zhǔn)鉆、攻4-M6,2-M5,4-等等螺紋孔。
其中，方案二的工藝路線雖能方便工人安裝加工，但在裝夾加工過程中會對零件已加工好表面造成破壞，造成零件損失；方案三，能加工出所要的零件，但加工時對零件的裝夾和拆卸較頻繁，時間耽擱較長，生產(chǎn)率下降；所以，綜合選定，方案一可用。
4.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具
由圖樣分析，該圖樣需要銑削四周的輪廓，在這里我們在銑輪廓時選用φ20mm立銑刀。而鏜削加工時我們可以選擇內(nèi)孔鏜刀，量具可選用0--150mm為75-100mm的測量游標(biāo)卡尺，外徑千分尺，游標(biāo)深度卡尺等。
4.4 確定切削用量及基本工時
4.4.1粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位
本工序為粗銑上下平面，半精銑上下平面的工序，所選刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。銑刀直徑d=80mm,寬度L=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工材料為45#，=145MPa，硬度為160—180HBS，鍛件，有外皮。故選擇=8°，=+5°。
已知銑削寬度=13mm，銑削深度mm。機床為XA5032型立式銑床，工件裝在虎口鉗中。
（Ⅰ）確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，當(dāng)使用YG6，銑床功率為7.5Kw（《切削用量簡明手冊》表3.30）
，采用對稱銑，故取
（Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7和表3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為1.5mm，由于銑刀的直徑d=80mm，故銑刀的壽命T=180min。
（Ⅲ）確定銑削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27中公式計算：
公式中 =245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=50,=2.3,=1.0。
=91.16m/min
=
=326.90r/min
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30，XA5032立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=300r/min，縱向進(jìn)給量=235mm/min。
實際切削速度和每齒進(jìn)給量分別為
=
=75.36m/min
=
=0.08mm/z
(Ⅳ)檢驗機床功率
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24，當(dāng)，，，z=10,，近似。
根據(jù)XA5032型立式銑床說明書機床主軸允許的功率為，，
故，因此選擇切削用量采用，即
，，n=300r/min，m/min，。
2）基本工時計算
公式中，l=140mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.26，對稱安裝銑刀入切量及超切量，則L=152mm。
4.4.2 粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3
本工序為粗銑四個端面，半精銑四個端面的工序我們選擇機床：數(shù)控銑床 XK7132，功率P=13kw；
刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=16
1)銑削進(jìn)寬度的選擇
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—27可知
1—2 這里取1.5
2)選擇進(jìn)給量
經(jīng)過查表可知：0.23
3)選擇銑削的速度
經(jīng)查表可知
所以：
4)計算切削時間
查《機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知：
所以，
5)計算銑削力
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》有 ：
式中：
所以，
6)校核機床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以，機床的功率足夠；
4.4.3 粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02
本工序為 粗銑、精銑凸臺的工序,我們選擇機床：數(shù)控銑床 XK7132，功率P=11kw；
刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=20
1)銑削進(jìn)寬度的選擇
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—27可知
1—2 這里取1.5
2)選擇進(jìn)給量
經(jīng)查表可知
0.3
3)選擇速度
經(jīng)查表可知：
所以：
4)計算切削時間
查《機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知：
所以，
5)計算銑削力
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》有 ：
式中：
所以，
6)校核機床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以，機床的功率足夠；
4.4.4粗鏜、精鏜孔，保證尺寸精度到位。
機床：T613臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X
(1)粗、精鏜孔
粗鏜孔
通過查表可知，鏜孔深度為；
查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進(jìn)給量；
切削速度：通過查找相關(guān)設(shè)計手冊和規(guī)范，可知：
由表可知，機床主軸轉(zhuǎn)速的計算公式為：，有
于是就有機床的切削速度：
=
計算每分鐘進(jìn)給量：
切削的長度l的計算：
計算刀具的切入長度：
計算刀具的切出長度： 有
計算行程次數(shù)：
計算機動時間：
1）精鏜孔
通過查表可知，鏜孔深度為；
查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。于是就有：鏜刀的進(jìn)給量；
切削速度：通過查找相關(guān)手冊可知
由表可知，機床主軸轉(zhuǎn)速的計算公式為：，有
于是就有機床的切削速度：
=
計算每分鐘進(jìn)給量：
切削的長度l的計算：
計算刀具的切入長度：
計算刀具的切出長度： 有
計算行程次數(shù)：
計算機動時間：
（2）粗鏜 孔
通過查表可知，鏜孔深度為；
查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進(jìn)給量；
切削速度：通過查找相關(guān)設(shè)計手冊和規(guī)范，可知：
由表可知，機床主軸轉(zhuǎn)速的計算公式為：，有
于是就有機床的切削速度：
=
計算每分鐘進(jìn)給量：
切削的長度l的計算：
計算刀具的切入長度：
計算刀具的切出長度： 有
計算行程次數(shù)：
計算機動時間：
精鏜 孔
通過查表可知，鏜孔深度為；
查表可知，由于刀桿伸出長度為，切削深度為。于是就有：鏜刀的進(jìn)給量；
切削速度：通過查找相關(guān)手冊可知
由表可知，機床主軸轉(zhuǎn)速的計算公式為：，有
于是就有機床的切削速度：
=
計算每分鐘進(jìn)給量：
切削的長度l的計算：
計算刀具的切入長度：
計算刀具的切出長度： 有
計算行程次數(shù)：
計算機動時間：
5、設(shè)計大法蘭座鏜孔夾具
本夾具主要用來粗、精鏜的孔。這些孔表面粗糙度要求分別為Ra。并作為左右端面垂直度的基準(zhǔn)，其質(zhì)量直接影響左右端面的精度。所以對特定的工序做專用的夾具，在某些方面來說，能夠大大提高生產(chǎn)率，和勞動強度，能夠減少加工時間，提高生產(chǎn)效率。
5.1選擇定位基準(zhǔn)
參照大法蘭座的零件圖，我們可以看出兩側(cè)分別在同一軸線上，由于在鏜孔之前上平面已經(jīng)進(jìn)行了銑削加工，所以選擇上下兩個側(cè)面作為定位基準(zhǔn)面，并且以已經(jīng)銑削出的圓凸臺面同樣作為定位基準(zhǔn)來對工件進(jìn)行定位，限制工件的自由度，這樣工件就別限制了自由度，從而達(dá)到了定位的目的。
5.2分析誤差
工件的工序基準(zhǔn)為四邊四個側(cè)面定位，通過對沿著中心軸線鏜削加工的內(nèi)孔進(jìn)行鏜削加工，此時可求出孔心在接觸點與壓板中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為:Td=Dmax-Dmin ；
本夾具采用大法蘭座的外圓為定位基準(zhǔn)，利用兩個光面壓板對稱壓著大法蘭座零件來進(jìn)行大法蘭座多個自由度的限制，并且限位狀態(tài)良好，能夠滿足工序要求，這樣就很好地對工件進(jìn)行了定位，從而很方便地對大法蘭座零件進(jìn)行鏜削加工。
由相關(guān)機械加工手冊可知：
⑴ 、分析定位誤差：在的前提下；夾具體距離定位孔距離為，高度為；有：
⑵ 、分析夾緊誤差 ，由以上公式，我們知道：
于是就是接觸誤差的位移值為：
⑶、根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知：通常不超過
⑷、相對誤差的分析：有
分析誤差的總數(shù)累加之和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
5.3夾具的夾緊力和切削力的計算
由于兩種大小的孔切削力各不相同，因此選擇最大孔的切削力為標(biāo)準(zhǔn)。
在這里我們采用硬質(zhì)合金鏜刀。其具體參數(shù)為：
由相關(guān)手冊和規(guī)范可得：
計算圓周切削分力： 式（3.1）
式中
通過查找相關(guān)圖表： 可得
因此有：
有：
同樣地，計算徑向切削分力的公式位 ： 其中：
有：
計算軸向切削分力的公式為：
其中：
即：
因此有：
通過以下公式來計算安全系數(shù)：
式中：
因此，有：
5.4鏜套與襯套的設(shè)計
根據(jù)工藝要求此鏜孔夾具為鏜孔的和φ60孔，所以本次采用的鏜套為160×90，鏜套用襯套選用90×80。
選用鏜套如圖所示:
圖4-2 鏜套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表4-1 鏜套基本結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
60
45
75
-0.012
-0.027
90
85
18
2．5
40
40
3
襯套的零件圖如下：
襯套
其中：
D
h
d
c
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
90
+0.022
0
45
85
+0.039
+0.020
3
1
5.5夾緊元件及動力裝置的確定
根據(jù)設(shè)計要求保證夾具一定的先進(jìn)性且夾緊力并不是很大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過推動移動壓板將工件夾緊。
整個壓緊裝置大致圖如下：
圖4-4 大法蘭鏜孔夾具夾緊裝置
5.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明
鏜孔的夾具，裝卸工件時，通過定位軸將工件的工藝孔放入兩個定位銷中，保證工件的定位，然后將移動壓板轉(zhuǎn)移到工件上方，通過壓板，將工件夾緊，然后鏜桿引導(dǎo)可以對工件進(jìn)行加工，加工完成后仍然通過將工件取走。
圖4-5 鏜孔夾具裝配圖
小 結(jié)
這段時間以來，通過查閱各種需要用到的資料，和以往老師們傳授的知識，通過日以繼夜的計算和繪圖，到如今論文總算完成了，心里充滿了各種感想。覺得做一門學(xué)問，真的不容易，需要花費很多的時間和精力在上面，只有這樣，才能做得更好，才能使論文得到大家都認(rèn)可。做到這里，論文總算完成了，我覺得做一個零件的夾具設(shè)計，首先需要了解這個零件的作用以及使用場合，然后就是它的加工工藝，根據(jù)它最重要的加工工藝位置來做相對應(yīng)的夾具，這樣就很容易找到做夾具的切入點，通過定位基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)的選擇，從而設(shè)計出合理的有效的工裝夾具，這樣也便于實際生產(chǎn)。
致 謝
時間過得真快，轉(zhuǎn)眼就要到了畢業(yè)的時候了，心里感概很多，在論文完成之際，我要向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！感謝您這三年對我們的諄諄教導(dǎo)，讓我一個單純思維單一的學(xué)生變得善于思考，動腦，讓我認(rèn)識事物的態(tài)度有了和以往很大的不同，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成專科階段的學(xué)業(yè)同時，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么，知道以后的人生目標(biāo)是什么，通過這幾年的學(xué)習(xí)，讓我知道了我們親愛的導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，通過查找了各類的夾具，編程手冊論文終于可以完成了，我感到很開心，也很激動，因為這是我知識的積累。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)三年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。三年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識。
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27
江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 大法蘭加工工藝及夾具設(shè)計
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）
設(shè)計題目：
大法蘭座加工工藝及夾具設(shè)計
專 業(yè)：
機械設(shè)計制造及其自動化
班 級：
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)老師：
起訖日期
年 月 日～ 年 月 日
目錄
摘 要 3
Abstract 4
1、緒 論 4
2、零件的分析 5
2.1、零件的作用 5
2.2、零件的工藝分析 5
3、確定毛坯，繪制毛坯圖、零件圖 8
3.1、確定毛坯的制造形式及材料 8
3.2、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
4、工藝規(guī)程設(shè)計 10
4.1、定位基準(zhǔn)的選擇 10
4.2、制定工藝路線 10
4.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 14
4.4 確定切削用量及基本工時 16
4.4.1粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位 17
4.4.2 粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3 18
4.4.3粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02 18
4.4.4粗鏜孔貫穿 19
4.4.5精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02 19
4.4.6粗鏜孔 20
4.4.7精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位.......................................................................23
4.4.8鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔.................................................................................................24
4.4.9鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔.................................................................................................24
4.4.10鉆平面上4-直孔..............................................................................................25
5、鏜孔夾具的設(shè)計 26
5.1定位基準(zhǔn)的選擇 26
5.2定位誤差的分析 26
5.3切削力及夾緊力的計算 20
5.4鏜套與襯套的設(shè)計 27
5.5夾緊元件及動力裝置確定 28
5.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明 28
小 結(jié) 28
致 謝 29
參考文獻(xiàn) 29
摘 要
本次設(shè)計的主要內(nèi)容是大法蘭座加工工藝規(guī)程及孔鏜孔夾具的設(shè)計。大法蘭座主要是與其它零件配對使用，其主要加工表面及控制位置為外圓和內(nèi)孔。由零件要求分析可知，保證孔和外圓尺寸的同時應(yīng)該盡量保證其同軸度，這對于后工序裝配和總成使用上來說都有重要影響。所以，工序安排時，采取以大外圓粗定位夾緊加工后，對孔進(jìn)行鏜削加工同時成型。因其粗糙度為Ra3.2，可通過粗鏜、半精鏜滿足。對于鉆4-M6螺孔時，主要以大法蘭座的四個側(cè)面定位，控制其自由度，以達(dá)到加工出來的產(chǎn)品滿足要求并且一致性好的目的。本文的研究重點在于通過對大法蘭座的工藝性和力學(xué)性能分析，對加工工藝進(jìn)行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計高效、省力的夾具，通過實踐驗證，最終加工出合格的大法蘭座零件。
關(guān)鍵詞：大法蘭座，工藝規(guī)程，鏜孔夾具，工藝路線，加工方式；
緒 論
本文首先對大法蘭座的零件進(jìn)行分析，通過對大法蘭座進(jìn)行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，與指導(dǎo)老協(xié)商后，覺得用夾具比較合適。
在這次畢業(yè)設(shè)計中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求，通過查閱相關(guān)資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進(jìn)行了大法蘭座的機械加工工藝及夾具設(shè)計。整個設(shè)計的指導(dǎo)思想“簡便、高效、經(jīng)濟”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。
2、零件的分析
2.1、零件的作用：
題目所給的零件是大法蘭，而法蘭一般是盤狀物，上面鉆或銑有直孔或者是螺紋孔，其作用是用來與其它部件進(jìn)行連接的。電機上的法蘭主要有兩類，一個是“大法蘭”，一般指電機的端蓋，是用來支撐電機的轉(zhuǎn)子、安放軸承、有時也起對電機密封〔保護(hù)〕的作用。另一個是“小法蘭”，一般是指軸承蓋，用來固定和防護(hù)軸承的，而本課題的任務(wù)就是”大法蘭加工工藝及夾具設(shè)計“。
2.2、零件的工藝分析：
（1）以主視圖為主要加工表面的加工面。
這一組加工表面包括：
大法蘭的四個側(cè)面的銑削加工，四個倒角的加工以及 4-M6螺紋孔的加工，2-M10螺紋孔的加工，4-∮12，4-∮15深9沉頭孔，4-∮9直孔的加工，和2-M5螺紋孔的加工。其中四個側(cè)面的表面粗糙度要求為，4-M6螺紋孔、2-M10、4-∮12直孔，2-M5螺紋孔的表面粗糙度要求為。
（2）以凸臺的中心軸線為中心的主要加工表面的加工面。
這一組加工表面包括：
孔的鏜削加工，孔的鏜削加工，
以下是該大法蘭的零件圖。
圖1-1 大法蘭零件圖主視圖
圖1-2 大法蘭圖左剖視圖
3、確定毛坯，繪制毛坯圖、零件圖
3.1、確定毛坯的制造形式及材料：
“大法蘭”零件材料采用45#鋼制造。法蘭材料為45#鋼，需表面電鍍處理，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。
由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用直接氣割下料的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。
3.2、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：
3.2.1、頂面和底面的加工余量
根據(jù)工序要求，大法蘭四個側(cè)面以及頂面和底面的加工分粗、半精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表7-23。其余量值規(guī)定為2.1~6.5mm，現(xiàn)取5mm。 表7-27粗銑平面時厚度偏差取-0.28mm。
精銑：參照《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現(xiàn)取1mm。
毛坯的基本尺寸為260+5+5=270mm。
根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.6mm。
毛坯的名義尺寸為：260+5+5=270mm
毛坯最小尺寸為：270-0.8=269.2mm
毛坯最大尺寸為：270+0.8=270.8mm
粗銑后最大尺寸為：270.8-1-1=268.8mm
粗銑后最小尺寸為：269.2-1-1=267.2mm
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即135mm。
3.2.2、孔的加工余量，
根據(jù)工序要求，該孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各工序余量如下：
粗鏜：參照《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表7-13，其余量值為2.0mm;
精鏜：參照《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表7-13，其余量值為0.3mm。
毛坯的基本尺寸分別為：
毛坯基本尺寸為φ150-2-1-0.3=φ146.7；
根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表2-5，45#鋼尺寸公差等級選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.1mm。
毛坯名義尺寸為φ150-2-1-0.3=φ146.7；
毛坯最大尺寸為φ146.7+0.55=φ147.25；
毛坯最小尺寸為φ146.7-0.55=φ146.4；
粗鏜工序尺寸為φ149；
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即；
3.2.3、孔的加工余量
根據(jù)工序要求，孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各工序余量如下：
粗鏜：參照《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表7-13，其余量值為2.0mm；
半精鏜：參照《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表7-13，其余量值為1.3mm；
毛坯的基本尺寸分別為：
毛坯基本尺寸為φ194-2-1.3=φ190.7mm；
根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表2-5，45#鋼尺寸公差等級選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.1mm。
毛坯名義尺寸為φ190.7-2-1.3-0.3=φ187.4mm；
毛坯最大尺寸為φ190.7mm+0.55=φ191.25mm；
毛坯最小尺寸為φ190.7mm-0.55=φ190.15mm；
粗鏜工序尺寸為φ192mm；
精鏜工序尺寸為φ193.7mm；
4、工藝規(guī)程設(shè)計
4.1、定位基準(zhǔn)的選擇：
4.1.1、粗基準(zhǔn)的選擇：
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
A、保證各重要支承孔的加工余量均勻；
B、保證大法蘭的內(nèi)壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇大法蘭的主要面作為定位基準(zhǔn)。即以大法蘭的兩個端面作為粗基準(zhǔn)來限制工件的四個自由度，再以另一個面作為定位基準(zhǔn)來限制第五個自由度。這樣就能夠很好地保證工件的定位，從而達(dá)到了加工各個工序的目的。
4.1.2、精基準(zhǔn)的選擇：
從保證大法蘭孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證大法蘭零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。
從大法蘭零件圖分析可知，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(zhǔn)定位的要求。
至于前后端面，雖然它是大法蘭箱體的裝配基準(zhǔn)，但因為它與大法蘭箱體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)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
4.2、制定工藝路線
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。大法蘭體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。
具體安排是先以底面作為定位基準(zhǔn)來加工頂面，然后已經(jīng)銑削好的頂面為基準(zhǔn)來加工底面。第二個工序是銑削加工大法蘭零件的四側(cè)端面及倒角C3。由于頂平面加工完成后一直到大法蘭體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔的原則。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。
按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(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、精加工階段后分散進(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)初步擬定大法蘭加工工藝路線如下；
方案一：
毛坯氣割下料,
對毛坯進(jìn)行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置,
噴涂油漆,
工序1：粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位,
工序2：粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3。
工序3：粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02。
工序4：粗鏜孔貫穿。
工序5：精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02。
工序6：粗鏜孔。
工序7：精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位。
工序8：鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔。
工序9：鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔。
工序10：鉆平面上4-直孔。
工序1:1：清洗加工零件。
工序12：檢查零件。
工序13：入庫。
方案二：
毛坯氣割下料,
對毛坯進(jìn)行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置,
噴涂油漆,
工序1：粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位,
工序2：粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3。
工序3：粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02。
工序4：粗鏜孔貫穿。
工序5：精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02。
工序6：粗鏜孔。
工序7：精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位。
工序8：鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔。
工序9：鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔。
工序10：鉆平面上4-直孔。
工序11：清洗加工零件。
工序12：檢查零件。
工序13：入庫。
方案三：
毛坯氣割下料,
對毛坯進(jìn)行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置,
噴涂油漆,
工序1：粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位,
工序2：粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02。
工序3：粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3。
工序4：粗鏜孔貫穿。
工序5：精鏜孔并保證其對中心軸線的同軸度不大于0.02。
工序6：粗鏜孔。
工序7：精鏜孔，保證深度尺寸18mm到位。
工序8：鉆攻頂部平面上2-M5螺紋孔。
工序9：鉆攻頂部平面上4-M6螺紋孔。
工序10：鉆平面上4-直孔。
工序1:1：清洗加工零件。
工序12：檢查零件。
工序13：入庫。
有上述幾種零件加工工藝路線方案分析確定，首先分別經(jīng)粗、精銑加工上頂面即260X260X33mm面,之后繼續(xù)以頂面，底面為定位基準(zhǔn)，粗、精銑加工零件四邊側(cè)面以及倒角，并保證零件外形尺寸要求260X260mm到位。接著銑削圓凸臺到位，鏜mm、到位，最后以四個側(cè)面及底面作為定位基準(zhǔn)鉆、攻4-M6,2-M5,4-等等螺紋孔。
其中，方案二的工藝路線雖能方便工人安裝加工，但在裝夾加工過程中會對零件已加工好表面造成破壞，造成零件損失；方案三，能加工出所要的零件，但加工時對零件的裝夾和拆卸較頻繁，時間耽擱較長，生產(chǎn)率下降；所以，綜合選定，方案一可用。
4.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具
由圖樣分析，該圖樣需要銑削四周的輪廓，在這里我們在銑輪廓時選用φ20mm立銑刀。而鏜削加工時我們可以選擇內(nèi)孔鏜刀，量具可選用0--150mm為75-100mm的測量游標(biāo)卡尺，外徑千分尺，游標(biāo)深度卡尺等。
4.4 確定切削用量及基本工時
4.4.1粗銑上下平面，半精銑上下平面，保證厚度尺寸33mm到位
本工序為粗銑上下平面，半精銑上下平面的工序，在這里，我們選擇銑床X5032作為銑削設(shè)備，加工刀具選擇硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》，取
銑削速度：參照《實用機械工藝簡明手冊中》表，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
即
：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-73，取
銑削速度：由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
本工序機動時間
機動時間：
4.4.2 粗銑四個端面，半精銑四個端面，保證尺寸260X260MM到位，銑倒角4-C3
本工序為粗銑四個端面，半精銑四個端面的工序我們選擇機床：數(shù)控銑床 XK7132，功率P=13kw；
刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=16
1)銑削進(jìn)寬度的選擇
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—27可知
1—2 這里取1.5
2)銑削每齒進(jìn)給量的選擇
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—28 3—29可知
0.25
3)銑削速度的選擇
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—30可知
所以：
4)計算切削時間
查《機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知：
所以，
5)計算銑削力
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》有 ：
式中：
所以，
6)校核機床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以，機床的功率足夠；
4.4.3 粗銑、精銑凸臺保證凸臺對中心孔軸線的同軸度不大于0.02
本工序為 粗銑、精銑凸臺的工序,我們選擇機床：數(shù)控銑床 XK7132，功率P=11kw；
刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=20
1)銑削進(jìn)寬度的選擇
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》3.1—27可知
1—2 這里取1.5
2)銑削每齒進(jìn)給量的選擇
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—28 3—29可知
0.25
3)銑削速度的選擇
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—30可知
所以：
4)計算切削時間
查《機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知：
所以，
5)計算銑削力
根據(jù)實際工況，我們通過《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》有 ：
式中：
所以，
6)校核機床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以，機床的功率足夠；
4.4.4粗鏜,、精鏜孔，保證尺寸精度到位。
機床：T613臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X
(1)粗、精鏜孔
粗鏜孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-66，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
即
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
精鏜孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-66。因此確定進(jìn)給量
切削速度：由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-66，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
（2）粗鏜 孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-66，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-66，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
精鏜 孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-66，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：由《實用機械工藝簡明手冊中》，可以知道4-66，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
5、鏜孔夾具的設(shè)計
在本夾具主要用來粗、精鏜的孔。這些孔表面粗糙度要求分別為Ra。并作為左右端面垂直度的基準(zhǔn)，其質(zhì)量直接影響左右端面的精度。因此在本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。
5.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知兩側(cè)分別在同一軸線上，由于在鏜孔之前上平面已經(jīng)進(jìn)行了銑削加工，所以選擇上下兩個側(cè)面作為定位基準(zhǔn)面，并且以已經(jīng)銑削出的圓凸臺面同樣作為定位基準(zhǔn)來對工件進(jìn)行定位，限制工件的自由度，這樣工件就別限制了自由度，從而達(dá)到了定位的目的。
5.2定位誤差分析
工件的工序基準(zhǔn)為四邊四個側(cè)面定位，本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的移動壓板保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與壓板中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為:Td=Dmax-Dmin ；
本工序采用兩個移動壓板，一個V型塊定位，工件始終靠近定位軸的一面，而定位軸的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位軸正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為
由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》可得：
⑴ 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當(dāng)時；側(cè)面定位支承釘離底平面距離為，側(cè)面高度為；且滿足；則：
⑵ 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有：：
其中接觸變形位移值：
式（2.16）
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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
5.3切削力及夾緊力的計算
由于兩種大小的孔切削力各不相同，因此選擇最大孔的切削力為標(biāo)準(zhǔn)。
鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考《實用機械工藝簡明手冊中》查表可得：
圓周切削分力公式： 式（3.1）
式中
式（3.2）
查表得： 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3）
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ： 式（3.4）
式中參數(shù)：
即：
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：
式（3.5）
安全系數(shù)K可按下式計算：
式（3.6）
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《簡明機床夾具設(shè)計手冊》表，可得：
所以，由式（3.5）有：
5.4鏜套與襯套的設(shè)計
根據(jù)工藝要求此鏜孔夾具為鏜孔的和φ60孔，所以本次采用的鏜套為160×90，鏜套用襯套選用90×80。
選用鏜套如圖所示:
圖4-2 鏜套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表4-1 鏜套基本結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
60
45
75
-0.012
-0.027
90
85
18
2．5
40
40
3
襯套選用鏜套用襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖4-3 襯套
其機構(gòu)參數(shù)如下表：
表4-2 鏜套用襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
75
+0.022
0
45
85
+0.039
+0.020
3
1
5.5夾緊元件及動力裝置的確定
根據(jù)設(shè)計要求保證夾具一定的先進(jìn)性且夾緊力并不是很大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過推動移動壓板將工件夾緊。
整個壓緊裝置大致圖如下：
圖4-4 大法蘭鏜孔夾具夾緊裝置
5.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明
鏜孔的夾具，裝卸工件時，通過定位軸將工件的工藝孔放入兩個定位銷中，保證工件的定位，然后將移動壓板轉(zhuǎn)移到工件上方，通過壓板，將工件夾緊，然后鏜桿引導(dǎo)可以對工件進(jìn)行加工，加工完成后仍然通過將工件取走。
圖4-5 鏜孔夾具裝配圖
小 結(jié)
這段時間以來，通過查閱各種需要用到的資料，和以往老師們傳授的知識，通過日以繼夜的計算和繪圖，到如今論文總算完成了，心里充滿了各種感想。覺得做一門學(xué)問，真的不容易，需要花費很多的時間和精力在上面，只有這樣，才能做得更好，才能使論文得到大家都認(rèn)可。做到這里，論文總算完成了，我覺得做一個零件的夾具設(shè)計，首先需要了解這個零件的作用以及使用場合，然后就是它的加工工藝，根據(jù)它最重要的加工工藝位置來做相對應(yīng)的夾具，這樣就很容易找到做夾具的切入點，通過定位基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)的選擇，從而設(shè)計出合理的有效的工裝夾具，這樣也便于實際生產(chǎn)。
致 謝
時間過得真快，轉(zhuǎn)眼就要到了畢業(yè)的時候了，心里感概很多，在論文完成之際，我要向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！感謝您這三年對我們的諄諄教導(dǎo)，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成?？齐A段的學(xué)業(yè)同時，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么，知道以后的人生目標(biāo)是什么，通過這幾年的學(xué)習(xí)，讓我知道了我們親愛的導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，通過查找了各類的夾具，編程手冊論文終于可以完成了，我感到很開心，也很激動，因為這是我知識的積累。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)三年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。三年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識。
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