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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題目 KCSJ-06角板R4X12槽銑夾具設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè)：
學(xué) 生 姓 名：
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
指 導(dǎo) 教 師：
完 成 時(shí) 間：
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)床夾具的發(fā)展概括 1
1.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向 1
1.3 夾具的特點(diǎn) 2
1.4 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 3
第2章 角板機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1 零件的作用和工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 4
2.1.1 零件的作用 4
2.1.2 零件的工藝分析 4
2.1.3 零件生產(chǎn)類(lèi)型的確定 4
2.2 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2.2.1 零件制造形式的確定 5
2.2.2 毛坯尺寸的確定 5
2.2.3 基準(zhǔn)的選擇 5
2.3 制定加工工藝路線 6
2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 9
第3章 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 15
3.1 問(wèn)題的提出 15
3.2 夾具設(shè)計(jì) 15
3.2.1 對(duì)定位元件的基本要求 15
3.2.2 確定定位方案與定位元件的原則 15
3.2.3 夾緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求及遵循原則 16
3.2.4 定位方案及定位元件的確定 16
3.2.5 定位基準(zhǔn)的選擇 18
3.2.6 銑削力及夾緊力計(jì)算 18
3.2.7 確定夾緊機(jī)構(gòu) 18
3.2.8 定位誤差的計(jì)算 18
第4章 結(jié)論 19
參考文獻(xiàn) 20
I
第1章 緒論
1.1 機(jī)床夾具的發(fā)展概括
夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的空間位置，用來(lái)加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱(chēng)為夾具。
目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)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(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專(zhuān)用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50％～80％左右專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10％～20％左右，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們?cè)诙潭處啄陜?nèi)需更新大量的專(zhuān)用夾具，這樣即提高了加工的成本，也造成了材料的浪費(fèi)，為了減少這種情況，我們可以采用數(shù)控機(jī)床的柔性化制造技術(shù)。
近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)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、能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4、能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5、采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
6、提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向：主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化、柔性化和模塊化等五個(gè)方面。
1、標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
2、精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車(chē)削的高精度三爪自定心卡盤(pán)，其定心精度為5μm。
3、高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車(chē)床上使用高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/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。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率。
4、柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(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(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專(zhuān)用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。
5、模塊化 模塊化的設(shè)計(jì)省時(shí)、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具的系統(tǒng)中，為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)和用戶(hù)使用檔案庫(kù)，可進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行夾具的三維實(shí)體組裝。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，為用戶(hù)提供正確、合理的配套方案，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。
1.3 夾具的特點(diǎn)
1、保證工件的加工精度
專(zhuān)用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿(mǎn)足工件的加工精度要求。
2、提高生產(chǎn)效率
專(zhuān)業(yè)夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。
3、工藝性好
專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理，便于加工，裝配，檢驗(yàn)和維修。專(zhuān)用夾具的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)。
4、使用性好
專(zhuān)用夾具操作應(yīng)簡(jiǎn)單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。
5、經(jīng)濟(jì)型好
除考慮專(zhuān)用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。
1.4 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時(shí)，需綜合考慮以下因素：
1、要考慮各表面的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。
2、根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型來(lái)選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專(zhuān)用的高效率的設(shè)備；在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。
3、要考慮被加工材料的性質(zhì)。
4、要考慮工廠或車(chē)間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。
5、此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。
20
第2章 角板機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的作用和工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
2.1.1 零件的作用
本零件主要用于機(jī)床及相關(guān)部件的外部，保持零部件之間的位置，也可作為一定載荷的支撐，主要起定位支撐的作用。各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。
2.1.2 零件的工藝分析
零件的材料為HT250，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是KCSJ-06角板需要加工的表面以及加工表面的分析：
1、以寬為60mm的2個(gè)端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括：60mm的2個(gè)端面本身，還有Φ40的孔。
2、以Φ40孔基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括其余的各個(gè)需要加工的面和孔及半圓槽的加工。
由以上分析可知，對(duì)于這組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。
該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)車(chē)削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。
2.1.3 零件生產(chǎn)類(lèi)型的確定
零件的生產(chǎn)類(lèi)型是指企業(yè)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)，它對(duì)工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類(lèi)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(lèi)型，不同的生產(chǎn)類(lèi)型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類(lèi)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)品年產(chǎn)量。零件生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算：
根據(jù)上式就可以計(jì)算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過(guò)查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類(lèi)型。
課程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為一個(gè)角板零件。該產(chǎn)品的年產(chǎn)量為5000臺(tái)，其設(shè)備品率為10%，機(jī)械加工廢品率為1%，現(xiàn)制訂該角板零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。
角板零件的年產(chǎn)量為5550件，可確定其生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)。
2.2 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.2.1 零件制造形式的確定
由于鑄鐵具有良好的鑄造性、吸振性、切削加工性及一定的力學(xué)性能，并且價(jià)格低廉，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，所以在機(jī)械零件材料中占有很大的比重，廣泛地用來(lái)制作各種機(jī)架、底座。箱體等形狀復(fù)雜的零件。由于該角板零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊載荷，采用這種材料，零件的強(qiáng)度也能保證，該角板的材料選擇HT200。整個(gè)外形尺寸不大，所以，可采用模鍛成型。另外，該零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在毛坯制作時(shí)，可考慮毛坯形狀與零件盡量接近。
2.2.2 毛坯尺寸的確定
1、主要平面:為60mm的2個(gè)端面長(zhǎng)度為60mm的鑄件的加工余量為單邊2.5mm。
2、主要平面：為2個(gè)60*74mm的平面，長(zhǎng)度為74mm的鑄件的加工余量也為單邊3mm。
3、直徑40mm的孔：因?yàn)榭讖较鄬?duì)比較大，且該角板零件是大量生產(chǎn)，因此選擇鑄造出孔，因?yàn)榭椎拇植诙葹?.6，所以需要鉆、擴(kuò)、鉸3個(gè)工序加工可以滿(mǎn)足要求，孔的單邊余量為2.5mm。
4、Φ16的凸臺(tái)端面加工余量為2mm。
2.2.3 基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序，夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。
定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)成為粗基準(zhǔn)，使用經(jīng)過(guò)加工表面作為定位基準(zhǔn)稱(chēng)為精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時(shí)，先進(jìn)行精基準(zhǔn)的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來(lái)，再考慮用什么樣的粗基準(zhǔn)來(lái)加工精基準(zhǔn)。
1、粗基準(zhǔn)的選擇原則
為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡量選光滑平整，無(wú)飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。
2、精基準(zhǔn)的選擇原則
“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。
“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
“自為基準(zhǔn)“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
“互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分析本零件，根據(jù)零件圖，本零件帶有孔的形狀比較簡(jiǎn)單的零件。
3、本零件粗基準(zhǔn)的選擇：
本零件是帶孔的角板，孔是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。由于角板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，選定角板外圓φ52端面為粗基準(zhǔn)。
4、本零件精基準(zhǔn)的選擇：
選用孔mm為精基準(zhǔn)銑槽。
2.3 制定加工工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級(jí)等技術(shù)要求能得到合理的保證。根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序1：鑄造
工序2：熱處理
工序3：粗銑寬60*74mm的上端面
工序4：半精銑寬60*74mm的上端面
工序5：粗銑寬60*74mm的立端面
工序6：半精銑寬60*74mm的立端面
工序7：粗鏜Ф40的內(nèi)圓柱孔
工序8：半精鏜Ф40的內(nèi)圓柱孔
工序9：精鏜Ф40的內(nèi)圓柱孔
工序10：粗銑上端面R4X12的半圓槽
工序11：半精銑上端面R4X12的半圓槽
工序12：粗銑立端面R4X12的半圓槽
工序13：半精銑立端面R4X12的半圓槽
工序14：粗銑Ф16的上端面
工序15：鉆Ф6.5的孔，攻M8的螺紋孔
工序16：去毛刺
工序17：清洗
工序18：終檢
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片”。
2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件材料為HT200，硬度187～220HBS，砂型鑄件。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1、粗銑寬60*74mm的上端面
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=2mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=2mm
2、半精銑寬60*74mm的上端面
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=1mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=1mm
3、粗銑寬60*74mm的立端面
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=2mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=2mm
4、半精銑寬60*74mm的立端面
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=1mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=1mm
5、粗鏜Ф40的內(nèi)圓柱孔，參照《工藝孔的加工余量分配手冊(cè)》，確定加工余量分別為：
鏜孔：Ф36mm Z=1mm
6、精鏜Ф40的內(nèi)圓柱孔，參照《工藝孔的加工余量分配手冊(cè)》，確定加工余量分別為：
鏜孔：Ф39mm Z=0.5mm
7、粗銑上端面R4X12的半圓槽
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=2mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=2mm
8、半精銑上端面R4X12的半圓槽
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=1mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=1mm
9、粗銑立端面R4X12的半圓槽
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=2mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=2mm
10、半精銑立端面R4X12的半圓槽
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=1mm，加工余量為：
銑削：10mm Z=1mm
11、粗銑Ф16的上端面
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》），確定工序尺寸為 Z=2.5mm，加工余量為：
銑削：28mm Z=2.5mm
12、鉆Ф6.5的孔，攻M8的螺紋孔，參照《工藝孔的加工余量分配手冊(cè)》，確定加工余量分別為：
鉆孔：Ф6.5mm Z=0.5mm
攻絲：M8mm Z=0.5mm
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
工序3、4：銑寬60*74mm的上端面
1、刀具選取
高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，d=600mm，v=125m/min， z=4。
2、背吃刀量的確定
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿伞?
3、進(jìn)給量f的確定和切削速度的確定
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出=0.2mm/齒，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
當(dāng)時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4、計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：l=120mm，= 5mm, =3mm.
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為。
工序5、6：銑寬60*74mm的立端面
1、刀具選取
高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，d=600mm，v=125m/min， z=4。
2、背吃刀量的確定
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完成?
3、進(jìn)給量f的確定和切削速度的確定
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出=0.2mm/齒，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
當(dāng)時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4、計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：l=120mm，= 5mm, =3mm.
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為。
工序7、8、9：鏜Ф40的內(nèi)圓柱孔
1、加工要求：粗鏜軸孔，以底面為定位基準(zhǔn)，根據(jù)文獻(xiàn)表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度可得到：鏜削時(shí)其加工經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)到IT11~IT13,表面粗糙度Ra為1.6。具體余量如下：
單邊余量
2、選用機(jī)床：查文獻(xiàn)選用T618臥式鏜床
3、選擇切削用量
（1）、決定切削深度 由切削余量可知道 （單邊）
（2）、決定切削進(jìn)給量 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削進(jìn)給量為
（3）、決定切削速度 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削速度為
計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知道機(jī)床分18級(jí)8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為，所以實(shí)際速度為：
計(jì)算各孔加工工時(shí)
=
工序10、11：粗銑上端面R4X12的半圓槽
1、選擇刀具
刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，d=8mm，v=25m/min， z=4。
2、背吃刀量
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則
3、進(jìn)給量的確定
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝1450r/min
當(dāng)時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4、 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：l=0mm，= 12mm, =0mm.
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為。
工序12、13：粗銑上端面R4X12的半圓槽
1、選擇刀具
刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，d=8mm，v=25m/min， z=4。
2、背吃刀量
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則
3、進(jìn)給量的確定
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝1450r/min
當(dāng)時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4、計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：l=0mm，= 12mm, =0mm.
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為。
工序14：粗銑Ф16的上端面
1、選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8。
2、背吃刀量的確定
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則
3、進(jìn)給量的確定
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?450r/min
當(dāng)時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4、計(jì)算工時(shí)
l=15mm，= 5mm, =3mm。
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為。
工序15：鉆Ф6.5的孔，攻M8的螺紋孔
1、選擇鉆頭
選用Z525立式鉆床，選用d=Φ6.5的麻花鉆，M8的機(jī)用絲錐。
選用φ=8.6mm高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表）由《切削》表和《工藝》表查得，。
2、進(jìn)給量的確定
按機(jī)床選取
3、工時(shí)的確定
l=20mm，= 3mm, =3mm.
基本工時(shí)：
4、絲錐的選擇
選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐。
5、進(jìn)給量的確定
f等于工件螺紋的螺距p，即f=1.25mm/r。
6、切削速度的確定
按機(jī)床選取
7、工時(shí)的確定
l=20mm，= 3mm, =3mm.
基本工時(shí)：
第3章 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)
由于批量加工,為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，并設(shè)計(jì)工序—銑R4-12槽的夾具設(shè)計(jì)。
3.1 問(wèn)題的提出
本說(shuō)明書(shū)要進(jìn)行的夾具設(shè)計(jì)是：銑R4-12槽的夾具設(shè)計(jì)。
本夾具用于在X51立式銑床上進(jìn)行R4-12槽的加工。本工序前直徑40mm的孔及其相關(guān)端面已加工過(guò)。在工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問(wèn)題，但要保證表面粗糙度Ra達(dá)到6.3um。
3.2 夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 對(duì)定位元件的基本要求
1、足夠的精度
由于工件的定位是通過(guò)定位副的接觸（或配合）實(shí)現(xiàn)的，定位元件上限位基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，限位基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)加工的要求。
2、足夠的強(qiáng)度和剛度
定位元件不僅限制工件的自由度，還有支撐元件、承受夾緊力和切削力的作用，因此，因有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形或損毀。
3、耐磨性好
工件的裝卸會(huì)磨損定位元件的限位基面，導(dǎo)致定位精度下降。定位精度下降到一定程度時(shí)，定位元件必須更換，否則，夾具不能繼續(xù)使用。為了延長(zhǎng)定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。
4、工藝性好
定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配和更換。
3.2.2 確定定位方案與定位元件的原則
工件在夾具中定位的任務(wù)是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置，工件位置的正確與否，用加工要求來(lái)衡量，能滿(mǎn)足加工要求的為正確，不能滿(mǎn)足加工要求的為不正確。一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求它們完全一致，但各個(gè)工件的位置變動(dòng)量必須控制在加工誤差所允許的范圍之內(nèi)。
該設(shè)計(jì)為了滿(mǎn)足鉆孔的需要，在定位過(guò)程中需要保證零件的上下表面與水平面平行， 的中心線與水平面垂直，保證 mm孔的位置度和 mm的垂直度。由于定位基準(zhǔn)為零件的上平面和 的中心線，采用“T”字形定位，即蓋板和定位心軸為一體的定位方案，滿(mǎn)足了定位基準(zhǔn)的要求。同時(shí)下面采用圓錐臺(tái)定位，圓錐臺(tái)的錐形面與零件的外圓面線接觸，定位心軸與錐形塊也是線接觸，使零件不會(huì)發(fā)生移動(dòng)或左右偏轉(zhuǎn)的情況，滿(mǎn)足加工要求
3.2.3 夾緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求及遵循原則
對(duì)夾緊裝置的基本要求：
1、夾緊過(guò)程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。
2、夾緊力的大小適當(dāng)，一批工件的夾緊力要穩(wěn)定不變。既要保證工件在整個(gè)加工過(guò)程中的位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)小，又要是工件不產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形。夾緊力穩(wěn)定可減小夾緊誤差。
3、夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，允許設(shè)計(jì)越復(fù)雜、效率越高的夾緊裝置。
工藝性好，使用性好。其結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。
在夾緊工件的過(guò)程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：
（1）、工件不移動(dòng)原則；
（2）、工件不變形原則；
（3）、工件不振動(dòng)原則；
（4）、安全可靠原則；
（5）、經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則；
3.2.4 定位方案及定位元件的確定
根據(jù)工藝規(guī)程，在加工R4-12槽之前，零件直徑40mm的孔及前后、左右端面均以加工好。
工件以Φ40孔在圓柱銷(xiāo)及左端面上進(jìn)行定位，限制五個(gè)自由度，在以零件的底面限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。零件主要的夾緊采用右端夾緊板及六角螺栓進(jìn)行夾緊。同時(shí)為保證加工開(kāi)展有序我們還增設(shè)上蓋板、螺栓及前蓋板、螺栓進(jìn)行輔助夾緊。
具體裝配圖詳見(jiàn)下圖：
3.2.5 定位基準(zhǔn)的選擇
本夾具選擇的基準(zhǔn)是零件的左端面、底面、圓柱銷(xiāo)及限位塊。采用壓板夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，同時(shí)保證了夾緊可靠和動(dòng)作迅速的要求。
本夾具為手動(dòng)夾緊工件快換裝置。
3.2.6 銑削力及夾緊力計(jì)算
銑直徑8mmX12mm槽的刀具：硬質(zhì)合金銑刀
由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,銑削時(shí)的主要切削力為銑刀的切削方向,即垂直于工作臺(tái),查《切削手冊(cè)》，切削力計(jì)算公式為：
其中：，，，，，，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃形狀有關(guān),取1.33；與刀具鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：
3.2.7 確定夾緊機(jī)構(gòu)
本夾具采用夾緊塊、螺栓及圓柱銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)夾緊，能保證工件的定位。
3.2.8 定位誤差的計(jì)算
本夾具的定位表面為工序所要求的基準(zhǔn)面，所以基準(zhǔn)不重合誤差ΔJB=0；由于G面是非加工表面，根據(jù)其制造方式，其表面粗糙度為Ra25，基準(zhǔn)位移誤差ΔJw=0.025。
總定位誤差Δdw=ΔJB+ΔJw=0.025＜=0.1（尺寸自由公差），因此該夾具滿(mǎn)足精度要求。
第4章 結(jié)論
經(jīng)過(guò)了前段時(shí)間的學(xué)習(xí)和努力，終于完成了本次課程設(shè)計(jì)夾具的設(shè)計(jì)。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)無(wú)疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，也成就了我在此期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。
在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了很多問(wèn)題，比如：加工零件時(shí)，我應(yīng)該如何定位，才能滿(mǎn)足要求，又能使工人師傅加工方便、快捷、高效。于是我不斷地給自己提出新的想法，然后去論證這種想法的使用性，在這個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程中，我學(xué)到了很多東西，同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)也在一天天的完成中。雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很成熟，參考了很多資料仍然還有很多不足之處，但我心里有一種莫大的幸福感，因?yàn)槲覍?shí)實(shí)在在地走過(guò)了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所應(yīng)該走的每一個(gè)過(guò)程，并且享受了每一個(gè)過(guò)程，更重要的是這個(gè)設(shè)計(jì)中我加入了自己鮮活的思想。
在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我學(xué)到的不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)本身，還有很多畢業(yè)設(shè)計(jì)之外的東西，一種態(tài)度，既是對(duì)學(xué)術(shù)的態(tài)度，也是對(duì)人生的態(tài)度，盡自己所能，認(rèn)真做好手邊的事情。有些東西，最開(kāi)始接觸的時(shí)候，我們會(huì)覺(jué)得很陌生、很難，不知從何入手，這時(shí)，我們需要靜下心來(lái)，仔細(xì)分析，將問(wèn)題一點(diǎn)一點(diǎn)的解決，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程，期間會(huì)覺(jué)得茫然、困惑、不知所措，但是當(dāng)我們堅(jiān)持到最后，完成它的那一刻，我們會(huì)覺(jué)得很有成就感，那是一種對(duì)自己能力的肯定，對(duì)自己的認(rèn)可。
在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師。正是老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。正是指導(dǎo)老師無(wú)私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的夾具設(shè)計(jì)才能夠得以順利完成，同時(shí)也要感謝本班的同班同學(xué)及所有幫助過(guò)我的學(xué)生，正是有了你們的幫助才使得本次的設(shè)計(jì)更加精彩。
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