課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課 題：前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝及夾具設(shè)計(jì)專 業(yè)：學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時(shí) 間： I摘 要本設(shè)計(jì)是基于前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。前鋼板彈簧吊環(huán)零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，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(shè)計(jì)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?zhǔn)選擇以前鋼板彈簧吊環(huán)的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)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(biāo)法鏜孔。整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。夾具選用專用夾具，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：前鋼板彈簧吊環(huán)零件；工藝；夾具；IIABSTRACTThe 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: parts; fixture;III目 錄摘 要 .IIABSTRACTIII第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 51.1 零件的分析 .51.1.1 零件的作用 51.1.2 零件的工藝分析 51.2 確定毛坯的制造形式 .51.3 前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝措施 .61.3.1 孔和平面的加工順序 61.3.2 孔系加工方案選擇 61.4 前鋼板彈簧吊環(huán)加工定位基準(zhǔn)的選擇 .61.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 61.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 61.5 前鋼板彈簧吊環(huán)加工主要工序安排 .71.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .81.7 確定切削用量及基本工時(shí) .9第 2 章 粗銑，半精銑 Φ44mm 的兩內(nèi)圓端面銑床夾具 162.1 研究原始質(zhì)料 162.2 定位、夾緊方案的選擇 172.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 182.4 誤差分析與計(jì)算 192.5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 202.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 222.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .23總 結(jié) 25參 考 文 獻(xiàn) .264第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是前鋼板彈簧吊環(huán)。前鋼板彈簧吊環(huán)的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車前鋼板彈簧吊環(huán)主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能。因此前鋼板彈簧吊環(huán)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。1.1.2 零件的工藝分析由前鋼板彈簧吊環(huán)零件圖可知。它的外表面上有 3 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孔。因此可將其分為 2 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?44mm端面和中間外圓為基準(zhǔn)加工面 這一組加工面包括：一個(gè)的?22mm孔以及對(duì)其倒角，和各個(gè)端面 2. 以Φ22孔和端面為中心的加工面，這組加工面主要是其余各孔及其槽和寬64mm的2個(gè)Φ44外圓的內(nèi)側(cè)面 1.2 確定毛坯的制造形式零件材料為 35#，考慮到零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造5型，鑄造精度為 2 級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。1.3 前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝措施由以上分析可知。該前鋼板彈簧吊環(huán)零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，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)于前鋼板彈簧吊環(huán)來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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(guò)程中的主要考慮因素。1.3.1 孔和平面的加工順序前鋼板彈簧吊環(huán)類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工前鋼板彈簧吊環(huán)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。前鋼板彈簧吊環(huán)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。前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)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。1.3.2 孔系加工方案選擇前鋼板彈簧吊環(huán)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。1.4 前鋼板彈簧吊環(huán)加工定位基準(zhǔn)的選擇1.4.1 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）保證裝入前鋼板彈簧吊環(huán)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)。即以前鋼板彈簧吊環(huán)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。1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證前鋼板彈簧吊環(huán)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)能保證前鋼板彈簧吊環(huán)在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從前鋼板彈簧吊環(huán)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(guò)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，雖然它是前鋼板彈簧吊環(huán)的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c前鋼板彈簧吊環(huán)的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)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。61.5 前鋼板彈簧吊環(huán)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)。前鋼板彈簧吊環(huán)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前鋼板彈簧吊環(huán)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，底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)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(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于前鋼板彈簧吊環(huán)，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(lái)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c??908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 。mg20方案一1. 鑄造2. 時(shí)效處理3. 銑 Φ44 的兩外圓端面；4. 鉆擴(kuò) Φ22 孔；5. 粗銑，半精銑 Φ44 的兩內(nèi)圓端面；6. 半精銑 Φ44 的兩外圓端面；7. 粗銑 Φ10.5 外圓端面；8. 鉆擴(kuò) Φ10.5 的孔；9. 半精銑 Φ10.5 的兩外圓端面；10. 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽；11. 粗銑另一寬度為 4mm 的槽；12. 終檢方案二工序Ⅰ：鍛造。工序Ⅱ：退火處理工序Ⅲ：銑 Φ44 的 2 外圓端面工序Ⅳ：粗銑，半精銑 Φ44 的 2 內(nèi)圓端面工序Ⅴ：鉆，擴(kuò) Φ22 孔工序Ⅵ：半精銑 Φ44 的 2 外圓端面工序Ⅶ：粗銑 Φ10.5 外圓圓端面7工序Ⅷ：鉆，擴(kuò) Φ10.5 的孔工序Ⅸ：半精銑 Φ10.5 孔的 2 外圓端面工序 X：粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽工序 XI：粗銑另一端寬度為 4mm 槽工序 XII：清洗工序 XIII：檢驗(yàn)，入庫(kù)方案一和方案二的區(qū)別在于，方案一在加工外44m的2側(cè)面后，及時(shí)的加工了Φ22的孔，這樣可以利用加工好的Φ22孔作為定位基準(zhǔn)，加工其他的工序，這樣為后續(xù)的工序提供了基準(zhǔn)，提高了加工效率，適合于批量生產(chǎn)，而方案二則不能達(dá)到這樣的效果，因此綜合考慮我們選擇方案一。工藝路線選擇方案一:13. 鑄造14. 時(shí)效處理15. 銑 Φ44 的兩外圓端面；16. 鉆擴(kuò) Φ22 孔；17. 粗銑，半精銑 Φ44 的兩內(nèi)圓端面；18. 半精銑 Φ44 的兩外圓端面；19. 粗銑 Φ10.5 外圓端面；20. 鉆擴(kuò) Φ10.5 的孔；21. 半精銑 Φ10.5 的兩外圓端面；22. 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽；23. 粗銑另一寬度為 4mm 的槽；24. 終檢1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： “吊環(huán)-后鋼板彈簧”零件材料為 35#，硬度 HBS 為 149～187，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。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) 銑 兩外圓端面4m?考慮其加工表面粗糙度要求為 ，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)《機(jī)械加6.3Ram?工工藝手冊(cè)》表 2.3-5，取 2Z=5 已能滿足要求8（2） 銑 孔 2 個(gè)外圓端面10.5m?考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》50Ram?表 2.3-5，取 2Z=3 已能滿足要求。（3） 加工 孔 2?其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根1.6a?據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 19m?擴(kuò)孔： 2Z=32m(4) 加工 孔0.5其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，兩步，根據(jù)12.5Ra?《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 9m?擴(kuò)孔： 2Z=1.810.5m(5) 銑寬度為 4 的開(kāi)口槽考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》50Ra?表 2.3—48，取 2Z=4 已能滿足要求。m1.7 確定切削用量及基本工時(shí)工序(1) ：銑 ?44 兩外圓端面機(jī)床：銑床 X52K刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) ，細(xì)齒數(shù)63dm?6Z?10Z?（1） 、粗銑銑削深度 ：wa3每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 》表 30-13，取f 0.8/famZ?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 30-23，取 ，V (2~4)inV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： 式（2-1）n01Vd??取 =30, =63 代入公式（ 2-1）得：0d9n103(1~20)/min.46r???根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 11-4，取 169/minr?實(shí)際銑削速度 ：V?03.143.4d????工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： 式（2-2）mfzwfn取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Z169m?19.2/i??取 /inf根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm?刀具切入長(zhǎng)度 ：130?刀具切出長(zhǎng)度 ：2l走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（2-3）jt12jmlf??取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60l13l2l801jt.5in8?以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 12.12.3mijt??工序(2) ：鉆擴(kuò) ?22 孔工件材料為 35#，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm。加工機(jī)床為 Z525 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ19mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆。選擇各工序切削用量。（1 ）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-10 可查出 ，f 0.47~.5/fmr?表由于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld?.lfk?。查 Z525 立式鉆床說(shuō)明書，取(.47~.5).94~05/f mr??表10。0.43/fmr?根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)給'1.75/fmr?機(jī)構(gòu)允許的軸向力 （由機(jī)床說(shuō)明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給max15690FN?量 。“1.8/fr?由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。f'f“f2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插v mP入法得：，17/inm?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5mkW表由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。由參考文獻(xiàn)[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk'17/in07.2(/in)???表 ''01./i16n rd?表查 Z525 機(jī)床說(shuō)明書，取 。實(shí)際切削速度為：95/mir095/in4/mi110rv???由表 28-5， ，故.6MFTk4732.6()FN51.9054.8m?????3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P'/)Mnk表（.2(261.kWW機(jī)床有效功率 ' 4.50.835E mPkP?????故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，019dm0.3/fr19/inr14/inv相應(yīng)地， ，56FN?54.8T?.05mkW?（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-31，f。根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書，取f??::表 （ 0.78） /r0.7=9./r=0.57mm/r。2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-33，取 。修正系vn 25/minv?表11數(shù)：，0.8mvk?1.02pavk故 '25/in0.812/invm??表' '1)nd?表 （./i(4.7)86/ir查機(jī)床說(shuō)明書，取 。實(shí)際切削速度為275/inr?301vdn????3/mi102./i??（4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔： ， ， ，019d?.43/fr95/minr?14/inv?擴(kuò)孔： ， ， ，057272.35) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =1.28min6043.?工序 5：粗銑，半精銑 Φ44 的兩內(nèi)圓端面；機(jī)床：銑床 X62刀具：立銑刀材料： 齒數(shù)VCWr41816Dm?6?Z銑削深度 ：pa3?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f Zmaf/18.0?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V sV/2.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）011.2603.97/min34rd????in/370r?實(shí)際銑削速度 ： =73.2m/min 式V?0.1461.2/dns????（1.2）進(jìn)給量 ： 式（1.3）f sZaff /.0/378.工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m min696.smf ??12：根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-81,?a ma60??被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l ml76?刀具切入長(zhǎng)度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl 98.241603?取 ml21刀具切出長(zhǎng)度 ：取l2?走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 6：鉆，擴(kuò) 孔0.5?機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、（1） 、鉆 孔9m?切削深度 ：pa4.5?進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-10，取f (0.2~.8)/fmr?由于本零件在加工 孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則3?(0.2~.8)0.75/(0.165~.2)/f mrmr???根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-13，取 0.2/fr?取切削速度 24/inV取 =24, =9 代入公式（ 2-1）得0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手012489/min3.rd????冊(cè)》表 9-3，取 72/minr實(shí)際切削速度 ： V?0.14721.8/in被切削層長(zhǎng)度 ：l48?13刀具切入長(zhǎng)度 ： 1l8m?刀具切出長(zhǎng)度 ： 23走刀次數(shù)為 1取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l?0.2f7n?機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt1483.8min.jfn????以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為?120.38.76mijt???（2） 、擴(kuò) 孔5?切削深度 ：pa.進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-30，f(0.5~6).7(035~.42)/f mr???參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-31，取 (0.5~6).704/f mr???切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-31，取V 25inV取 =25, =10.5 代入公式（ 2-1）得0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師n012578/in3.41.Vrd????手冊(cè)》表 9-3 取 72/mir實(shí)際切削速度 ： ?052.4/min110n根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-42被切削層長(zhǎng)度 ：l48?刀具切入長(zhǎng)度 1m刀具切出長(zhǎng)度 ： 2l3走刀次數(shù)為 1取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l?0.4f72n?機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt183.9mijlf????14以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 120.19.38minjt???工序 7:半精銑 孔端面5?機(jī)床：銑床 X52K刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)50d?6Z?銑削深度 ：pa1.wm每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 》表 30-29，取f 0.8/famZ?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 30-29，取 ，V 24/inV取 =24, =50 代入公式（ 2-1）得0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手n012415/min3.Vrd????冊(cè)》表 11-4，取 69/mir實(shí)際銑削速度 ：?0.4692.5/in1n取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa?6Zw?工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：mf0.8619./mizfn??取 /inmf根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm?刀具切入長(zhǎng)度 ：130?刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l走刀次數(shù)為 1取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60lm?3lml2?80f機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt1631.5injf???以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 12.52.3injt???工序 8： 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽15機(jī)床：銑床 X52K刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80dm?20Z?4L銑削深度 ：wa2每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 》表 30-13，取f 0.5/famZ?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 30-23，取 ，V (2~4)inV取 =30, =63 代入公式（ 2-1）得：0d機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手n013120/min.48Vrd????冊(cè)》表 11-5，取 8/mir實(shí)際銑削速度 ：?03.52.8/in1n取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.5fa?2Zw8?工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：mf0.51/mizfn??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l 2lm?刀具切入長(zhǎng)度 ：130?刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l走刀次數(shù)為 1取 ， ， , 代入公式（2-3 ）得：0l?3l2l?18mf機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt1032.4injf???第 2 章 粗銑，半精銑 Φ44mm 的兩內(nèi)圓端面銑床夾具2.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來(lái)加工為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，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。決定設(shè)計(jì)工序 5 粗銑，半精銑 Φ44mm 的兩內(nèi)圓端面銑床夾具。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。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。一、機(jī)床夾具定位元件工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實(shí)際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1．支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖 a）用于支承精基準(zhǔn)面；球頭支承釘（圖 b）用于支承粗基準(zhǔn)面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖 c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位場(chǎng)合。一個(gè)支承釘相當(dāng)于一個(gè)支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度；在一個(gè)平面內(nèi)，兩個(gè)支承釘限制二個(gè)自由度；不在同一直線上的三個(gè)支承釘限制三個(gè)自由度。圖 6-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式2．支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖 a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b） ，在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當(dāng)工件定位平面較大時(shí)，常用幾塊支承板組合成一個(gè)平面。一個(gè)支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)（或多個(gè)）支承板組合，相當(dāng)于一個(gè)平面，可以限制三個(gè)自由度。圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式3．可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示。可調(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)面，支承高度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個(gè)可調(diào)支承限制一個(gè)自由度。圖6-3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式(二) 工件以孔定位常用定位元件1．定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)工件的孔徑尺寸較小時(shí)，可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)孔徑尺寸較大時(shí)，選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)工件同時(shí)以圓孔和端面組合定位時(shí)，則應(yīng)選用圖 c 所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu)。用定位銷定位時(shí)，短圓柱銷限制二個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷可以限制四個(gè)自由度；短圓錐銷（圖 d）限制三個(gè)自由度。圖6-6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式2.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對(duì)加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面 Φ20 孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定位、夾緊方案有：為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面二銷再定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即底平面。2.3 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)： 015??01?頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5??''30rK?2.5Lm2Z.8/famzmap.2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：0.8.10.pzFafDBzn?有： .9.81.1.0.135254836.2()N???????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：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算：6543210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6~參數(shù)：123456.0,.,.0,31KK??由此可得： .310.56???所以 根據(jù)工件受力切8245()KWFN???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： FK??安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有：： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 60~K 12?1.2.01.301.56C????522.3PfK所以有： 193.08()CWFN??76KP5.()f?參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力 F 夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系 F 夾＝ KF 軸向力：F 夾＝KF （ N）扭距：Nm93.103.24.05.14.3108.90 ????? ??MYXKfdC2.4 誤差分析與計(jì)算該夾具以采用一面二銷的定位方式，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。 gwj????與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ??由參考文獻(xiàn)[5]可得：⑴銷的定位誤差 ：由加工工藝孔工序簡(jiǎn)圖可知兩工藝孔中心距 。gL14.gLm?由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為 mLg03.1???所以兩工藝孔的中心距為 141.1，而兩工藝孔尺寸為 Φ22 孔。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下：定 位 銷 中 心 距基 準(zhǔn) 孔 中 心 距11minDWd??????1 21min2min.DdDdJarctgL?????其中：，10.52D??20D??，dm.3d， in?in4m0.63DW??.2J?⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl???查[5]表 1～2 ～15 有 。 104,0.6,.42,0.7RazHBKCn???cos.8jym??⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj??m5.⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw???2. 5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：×o圖 5.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4：表 5.4 定向鍵夾具體槽形尺寸B 2B公稱尺寸允差 d允差 4L H h D 1公稱尺寸允差 D2h18～0.012～0.03525124124.518+0.0195對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 標(biāo) 記四 周 倒 圓×圖 5.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5：表 5.5 塞尺公稱尺寸 H 允差 d C3 ～0.006 0.25上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.6 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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。2.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。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(guò)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?？?結(jié)作 為 一 名 機(jī) 械 系 ， 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 自 動(dòng) 化 大 三 的 學(xué) 生 ， 我 覺(jué) 得 能 做 類似 的 課 程 設(shè) 計(jì) 是 十 分 有 意 義 ， 而 且 是 十 分 必 要 的 。在 已 度 過(guò) 的 大 三 的 時(shí) 間 里 我 們 大 多 數(shù) 接 觸 的 是 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 課 。 我 們 在課 堂 上 掌 握 的 僅 僅 是 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 課 的 理 論 面 ， 如 何 去 鍛 煉 我 們 的 實(shí) 踐 面 ？ 如何 把 我 們 所 學(xué) 到 的 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 理 論 知 識(shí) 用 到 實(shí) 踐 中 去 呢 ？ 我 想 做 類 似 的 大 作業(yè) 就 為 我 們 提 供 了 良 好 的 實(shí) 踐 平 臺(tái) 。 在 做 本 次 大 作 業(yè) 的 過(guò) 程 中 ， 我 感 觸 最深 的 當(dāng) 數(shù) 查 閱 大 量 的 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 了 。 為 了 讓 自 己 的 設(shè) 計(jì) 更 加 完 善 ， 更 加 符 合工 程 標(biāo) 準(zhǔn) ， 一 次 次 翻 閱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 是 十 分 必 要 的 ， 同 時(shí) 也 是 必 不 可 少 的 。我 們 是 在 作 設(shè) 計(jì) ， 但 我 們 不 是 藝 術(shù) 家 。 他 們 可 以 拋 開(kāi) 實(shí) 際 ， 盡 情 在 幻 想 的世 界 里 翱 翔 ， 我 們 是 工 程 師 ， 一 切 都 要 有 據(jù) 可 依 .有 理 可 尋 ， 不 切 實(shí) 際的 構(gòu) 想 永 遠(yuǎn) 只 能 是 構(gòu) 想 ， 永 遠(yuǎn) 無(wú) 法 升 級(jí) 為 設(shè) 計(jì) 。作 為 一 名 專 業(yè) 學(xué) 生 掌 握 一 門 或 幾 門 制 圖 軟 件 同 樣 是 必 不 可 少 的 ， 我就 簡(jiǎn) 單 的 學(xué) 歷 學(xué) CAD， 剛 開(kāi) 始 時(shí) 覺(jué) 得 好 難 ， 就 是 因 為 沒(méi) 有 把 自 己 放 在 使用 者 的 角 度 ， 單 單 是 為 了 學(xué) 而 學(xué) ， 效 率 不 是 很 高 。 邊 學(xué) 邊 用 這 樣 才 會(huì) 提 高效 率 ， 這 是 我 作 本 次 課 程 設(shè) 計(jì) 的 第 二 大 收 獲 。 但 是 由 于 水 平 有 限 ， 難 免 會(huì)有 錯(cuò) 誤 ， 還 望 老 師 批 評(píng) 指 正 。參 考 文 獻(xiàn)1.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》作者：李益民，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期：1999-10-12《金屬切削技術(shù)基礎(chǔ)手冊(cè)》主編：陳宏鈞，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期 20063《刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》主編：劉華明，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期：19994《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》主編：王伯平，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期 2007.55《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》主編：薛源順，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期 2000.66《公差與配合實(shí)用手冊(cè)》主編方昆凡，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社出版日期 2006.27《機(jī)械設(shè)計(jì)制圖手冊(cè)》主編：黃廷合 譯，出版社： 科學(xué)出版社，出版日期：2006.128《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編著：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期： 2004-89《Auto CAD 中文版機(jī)械制圖教程》作者：北京市計(jì)算機(jī)繪圖教育研究中心，出版社：上海科學(xué)普及出版社，出版日期：2006.110《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》主編：吳拓，方瓊珊 ，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期：2006-1-1