揚州職業(yè)大學(xué)摘 要本篇說明書中，主要是介紹了我這次設(shè)計的主要設(shè)計思路及設(shè)計過程。包括了兩套專用夾具的設(shè)計和刀具、量具的設(shè)計思路和設(shè)計過程，以及在致謝和參考文獻(xiàn)。我的設(shè)計課題是機械機床支架的工藝工裝設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容有：繪制零件圖、設(shè)計夾具、刀具、量具等。由目錄可詳細(xì)了解論文的內(nèi)容。此次設(shè)計，綜合運用了本專業(yè)的各方面的專業(yè)知識，如《機械制圖》 、 《機械制造工藝學(xué)》 、 《機床夾具設(shè)計》……在這整個設(shè)計過程中進(jìn)一步加深并鞏固了我這兩年所學(xué)的知識，令我感到受益匪淺，收獲頗豐。由于個人能力和經(jīng)驗有限，設(shè)計中會出現(xiàn)很多不足之處，希望各位老師給予指教。關(guān)鍵詞：專用夾具；刀具；量具；機械制圖揚州職業(yè)大學(xué)揚州職業(yè)大學(xué)目錄引言……………………………………………………………………………………………1第 1 章工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………………………………21.1 零件分析 ………………………………………………………………………………21.2 確定毛坯、畫毛坯圖 …………………………………………………………………21.3 工藝規(guī)程設(shè)計 …………………………………………………………………………3第 2 章工藝裝備設(shè)計…………………………………………………………………………142.1 夾具的概念 …………………………………………………………………………152.2 夾具的基本要求 ……………………………………………………………………152.3 夾具的設(shè)計方法和步驟 ……………………………………………………………15第 3 章量具設(shè)計 ……………………………………………………………………………203.1 量規(guī)的種類和作用 …………………………………………………………………233.2 量規(guī)設(shè)計 ……………………………………………………………………………233.3 量規(guī)的技術(shù)要求 ……………………………………………………………………24結(jié)論 …………………………………………………………………………………………25致謝 …………………………………………………………………………………………26參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………27揚州職業(yè)大學(xué)揚州職業(yè)大學(xué)- 1 -引 言畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié),也是學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的最后一個重要環(huán)節(jié)。這次設(shè)計是為了進(jìn)一步檢驗學(xué)生在學(xué)校期間的學(xué)習(xí)情況，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的專業(yè)知識和基礎(chǔ)理論知識的能力，獨立解決一般機械類技術(shù)問題的能力，樹立正確的設(shè)計思想和工作作風(fēng)。經(jīng)過將近歷時一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的知識，使所學(xué)的理論知識與動手設(shè)計有機結(jié)合，提高了自己的設(shè)計能力和實踐能力。本論文設(shè)計中主要包括工藝規(guī)程和專用夾具設(shè)計兩大部分。在設(shè)計時，主要以專用夾具設(shè)計為重點。此次設(shè)計，本著力求使所設(shè)計的工件實際、實用的原則來指導(dǎo)設(shè)計。在整個設(shè)計過程中，盡量是設(shè)計內(nèi)容向?qū)嶋H靠攏，使設(shè)計更具科學(xué)性，更具合理性，其中所用的很多數(shù)據(jù)與參數(shù)均來自工廠一線的工具用書。通過系統(tǒng)的動手設(shè)計，本人已初步掌握了一般工藝路線的擬訂，并掌握了工藝規(guī)程和一般專用夾具的設(shè)計方法。在此次畢業(yè)設(shè)計過程中，得到了陳國同老師的悉心指導(dǎo)與幫助，還有很多同學(xué)對我的設(shè)計也提出了許多寶貴的意見。在此，對陳老師的指導(dǎo)以及同學(xué)的幫助一并表示衷心的感謝。揚州職業(yè)大學(xué)- 2 -機械支架工藝規(guī)程設(shè)計１ 工藝規(guī)程設(shè)計1.1 零件分析1.1.1 零件的作用支架是機床上的某個重要的部件該部件通過安裝平面和側(cè)面的螺紋孔與其它部件聯(lián)接，通過支架上的 Ф55n6 孔與其它部件配合，其中 Ф55 孔和兩側(cè)面都作為配合表面，有很高的表面粗糙度要求和高的加工精度，在加工時要特別注意以及進(jìn)行必要的熱處理來保證工件的技術(shù)要求，從而使工件達(dá)到精度要求，從而實現(xiàn)正確的聯(lián)接。1.1.2 零件工藝分析由零件圖可知，其材料為 HT150，該材料強度較低，脆性較大抗缺口敏感性，減震性和耐磨性優(yōu)良，切削性能也極好，抗壓 σb(565---785Mpa)彈性模量 E（69-----98Gpa）抗拉 σb≥130 Mpa。工作條件1、承受中等應(yīng)力，彎曲應(yīng)力至 10MPa 2、摩擦面間的壓力不大于 0.5Mpa3、較弱的腐蝕性介質(zhì)，該零件上的主要加工面為 Ф55N6 孔，Ф58 槽 4—M6，4--M12 螺紋孔，兩側(cè)面底面以及底面 2-Ф12 槽，4— M6 和 4—M12 用于聯(lián)接的表面，在加工它們時有一定的精度要求同樣有一定的精度要求，其中 Ф55N6 孔和兩側(cè)面是該零件中精度要求要求最高的表面，因而具有較高的加工精度要求。4、由參考文獻(xiàn)《機械加工工藝手冊》表 1-10，表 1-11 表 1-12 有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟精度及機床能達(dá)到的位置精度可知上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也可行的。1.2 確定毛坯、畫毛坯圖根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，又由設(shè)計任務(wù)書已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)綱領(lǐng)為揚州職業(yè)大學(xué)- 3 -3000—5000 件/年，該零件質(zhì)量約為 3.57kg。由參考文獻(xiàn) 《機械加工工藝人員手冊》可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用礦型機器造型，又由于支件零件的內(nèi)腔孔要鑄出，故要放型芯。此外為消除系統(tǒng)參與應(yīng)力，鑄造后要安排時效處理。由參考文獻(xiàn)《實用加工工藝手冊》表 3-12 表 3-13 可知，該種鑄件的尺寸公差等級 IT8---10 級，加工余量等級為 G 級,故取 C7 為 10 級。各主要表面的加工余量等級表 1.1加工表面 基本尺寸 加工等級 加工余量 說明底面 20 9 5 底面單側(cè)加工ф55 孔 ф47 H 4 孔降一級雙側(cè)加工兩側(cè)面 82 G 4.5 雙側(cè)加工注：上表已包含預(yù)留孔和被加工的平面輪廓尺寸 AA揚州職業(yè)大學(xué)- 4 -圖 1-1圖 1-2此圖為零件毛坯圖 具體請參看零件圖以及毛坯圖1.3 工藝規(guī)計1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇1 粗加工基準(zhǔn)的選擇揚州職業(yè)大學(xué)- 5 -在選擇粗基準(zhǔn)時，要考慮到以下幾點要求：（1）保證各個加工表面均有加工余量的前提下,使主要加工表面加工余量均勻。（2）保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求,要以不加工表面為粗基準(zhǔn)。（3）選做粗基準(zhǔn)的表面,要平整沒有澆口冒口或飛邊等缺陷,以使定位可靠,該鑄件為支架類零件同時頂面的面積較大且平整。綜合考慮第二和第三條要求,選擇頂面為粗基準(zhǔn)。2 精基準(zhǔn)的選擇 零件在加工時,首先以頂面的非加工表面作為粗基準(zhǔn)加工底面,因此作為底面精基準(zhǔn),由此精基準(zhǔn)加工 ф55N6 孔,進(jìn)而通過 ф55N6 孔加工了底面上槽,實現(xiàn)了互為基準(zhǔn)。.在選擇精基準(zhǔn)時應(yīng)滿足以下幾點要求：（1）用工序基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),實現(xiàn)基準(zhǔn)重合,以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合的誤差。（2）當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)可以方便地加工其它表面時,應(yīng)盡可能在多次工序中采用此粗精基準(zhǔn)定位,實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一,以減少工裝設(shè)計制造費用,提高生產(chǎn)率避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。（3）為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度,可遵循自為基準(zhǔn)的原則。（4）精加工或完整加工工序要求余量盡可能小而均勻時,應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn),即自為基準(zhǔn)原則,,而選擇底面為精基準(zhǔn),正是符合第一第二條要求,同時在加工底面槽時,底面又與 ф55N6 孔之間互為基準(zhǔn),滿足了加工精度。最先進(jìn)行機械加工的表面是底面和兩側(cè)面,這時可能有兩種定位夾緊方安方安一:采用側(cè)面上的通孔定位,限制四個自由度,再在 D 面采用兩個支承釘定位,但此種方法不適于大批量生產(chǎn),加工穩(wěn)定性不高。方安二:在 D 面采用面定位限制三個自由度,而與 B 面配合限制了五個自由度,配合E 面采用一個支承釘,從而達(dá)到完全定位,且可以同時加工兩個件 ,這種加工方法夾緊可靠,減少了定位夾緊等方面的誤差,且結(jié)構(gòu)簡單,適宜大批生產(chǎn),因此該方安可行。具體方安請參看工序簡圖。1.3.2 制造工藝路線分析零件圖,依據(jù)各個表面加工要求精度形位公差配合關(guān)系以及技術(shù)要求,還有各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟精度,以及基準(zhǔn)的合理選擇確定了以下兩種工藝路線方安:方安一揚州職業(yè)大學(xué)- 6 -工序號 工序內(nèi)容鑄造時效涂漆5 粗銑底面,精銑底面10 粗銑側(cè)面15 半精銑側(cè)面20 精銑側(cè)面25 粗鏜 ф55 孔 ф58 槽,半精鏜 ф55 孔30 銑底面槽35 鉆 4---M12 螺紋孔,攻絲40 鉆 4---M6 螺紋孔,攻絲45 鉆 4---M10 螺紋孔,攻絲50 磨 ф55 孔55 成品檢驗方安二: 工序號 工序內(nèi)容鑄造時效涂漆5 粗銑底面,精銑底面10 粗銑側(cè)面15 半精銑側(cè)面20 精銑側(cè)面25 粗鏜 ф55 孔,半精鏜 ф55 孔20 磨 ф55 孔30 鏜 ф58 槽35 銑底面槽40 鉆 4---M12 螺紋孔,攻絲45 鉆 4---M6 螺紋孔,攻絲揚州職業(yè)大學(xué)- 7 -50 鉆 4---M10 螺紋孔,攻絲55 成品檢驗方安二,雖然大部分遵循工藝路線擬訂的一般原則,但某些工序有些問題,如在磨ф55 孔時,精加工應(yīng)安排在最后,而鏜 ф58 槽時的表面粗糙度的要求并不高,如果安排在磨 ф55 孔之后,會使精加工表面受到損傷。由于頂面為非加工表面,而且工序基準(zhǔn)為ф55 孔的中心線,所以達(dá)不到加工精度要求,而且會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。造成工件的加工達(dá)不到要求。而方安一,,充分考慮了這些問題,而且也遵循了先面后孔,先主要表面后次要表面,先粗加工后精加工的原則，主要的是再加工兩側(cè)面時和內(nèi)孔時的基準(zhǔn)確定避免基準(zhǔn)不從合誤差的產(chǎn)生而達(dá)不到加工要求，而將鉆 4—M12、4—M6 、M10 孔等次要表面放在后面,將磨內(nèi)孔放在最后的工藝路線擬訂原則,也保證了加工精度。因此,方安是比較合理且可行的，所以選用第一套方案。1.3.3 選擇加工設(shè)備及刀具，夾具，量具該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 3000—5000 件/年，作為年產(chǎn)量為 5000 件，除去休息日一年中的工作時間約為 200 天，那么一天產(chǎn)量為 5000/200＝258 件，屬于大批量生產(chǎn)。故加工設(shè)備易以通用機床為主，加工刀具也以通用設(shè)備為主工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。下面分析各個主要工序中選用的加工設(shè)備及刀具，夾具，量具1、銑表面,作為本工藝方安的第一道序,考慮到工件的定位夾緊方安及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題采用立式銑床選擇 X5032 式銑床，選擇 d=80mm 的立銑刀,采用專用夾具和游標(biāo)卡尺,參考《金屬切削手冊》 。2、銑兩側(cè)面,兩側(cè)面的表面粗糙度為 Ra=1.6,且有公差要求 ,同時也是本工件中的一個重要表面與其它工件相配合,所以加工精度較高,我們采用 X6132A 式臥式銑床,選用兩把 d=250mm 的三面刃銑刀裝在同一把刀桿上,對兩側(cè)面同時加工,而且采用設(shè)計專用夾具和用長度量規(guī)來進(jìn)行測量。3、鏜 ф55 孔和 ф58 槽,此孔在鑄造時已預(yù)鑄出,且工件的尺寸為 ф55N6, 與其他工件配合時為小過盈,是支架與其它工件配合的另一個重要表面。Ra=1.6 為 6 級精度,加工精度很高,我們在此道序中首先采用臥式鏜床 T611 進(jìn)行加工,同時留出磨削余量,采用專用夾具塞規(guī)進(jìn)行測量。揚州職業(yè)大學(xué)- 8 -4、銑底面槽,本道工序需要保證兩側(cè)面中心線之間尺寸以及與側(cè)面之間等尺寸，是支架與其它工件安裝時的一個較重要部分。Ra=3.2，采用立式銑床 X5032，選用D=8mm 的高速鋼立銑刀，采用專用夾具和游標(biāo)卡尺來測量。5、鉆、攻絲 4—M6 螺紋孔，加工精度一般，且均勻分布，采用搖臂鉆床 Z35，選用直徑 d=4.9mm 的椎柄麻花鉆，在鉆床上攻絲，采用 M6 機用絲錐、專用夾具、螺紋量規(guī)、游標(biāo)卡尺。6、鉆、攻絲 4—M12 螺紋孔，加工精度一般，且均勻分布，采用搖臂鉆床 Z35，選用直徑 d=10.1mm 的椎柄麻花鉆，在鉆床上攻絲，采用 M12 機用絲錐、專用夾具、螺紋量規(guī)、游標(biāo)卡尺。7、鉆、攻絲 4—M10 螺紋孔，加工精度一般，且均勻分布，采用搖臂鉆床 Z35，選用直徑 d=8.4mm 的椎柄麻花鉆，在鉆床上攻絲，采用 M10 機用絲錐，專用夾具，螺紋量規(guī)，游標(biāo)卡尺。8、磨 ф55 孔，作為光整平面，本工序的加工余量小，采用內(nèi)圓磨床 M2110A，加工精度可達(dá)到 6 級，滿足加工精度要求，采用專用夾具，磨削工具為砂輪，量具為光滑極限量規(guī)和百分表。9、最終檢查，檢查尺寸、位置精度、磨削表面粗糙度、選擇游標(biāo)卡尺螺紋量規(guī)和角度尺等1.3.4 確定加工余量和表面的工序尺寸（兩側(cè)面，底面，ф55N6 孔）根據(jù)參考文獻(xiàn)《機械制圖手冊》第三版表 5—6 表 5—8《金屬切削手冊》 《實用機械加工工藝手冊》表 3—9，3—10 表 4—7 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第一卷表 3.2-2～3.2-48 確定各主要工序的加工余量及偏差；由表 4.1-9～4.1-29 確定各主要工序的經(jīng)濟精度；由表 4.2-4 確定各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度?？纱_定各加工表面的加工余量，公差等級和加工方法所達(dá)到的表面粗糙度：1、銑平面：（1）粗銑底面 Ra = 6.3μm 加工余量 2Z = 4mm IT=10 級半粗銑底面 Ra = 3.2μm 加工余量 2Z =1mm IT=9 級（2）粗銑兩側(cè)面 Ra = 6.3μm 加工余量 2Z = 6mm IT=10—9 級（3）半精銑兩側(cè)面 Ra = 3.2μm 加工余量 2Z = 2mm IT=9—8 級（4）精銑兩側(cè)面 Ra = 1.6μm 加工余量 2Z = 1mm IT=8—7 級2、鏜孔：揚州職業(yè)大學(xué)- 9 -粗鏜孔至 ф52，Ra = 6.3μm 加工余量 2Z = 5mm IT=10—9 級半粗鏜孔至 ф54，Ra = 3.2μm 加工余量 2Z =3mm IT=9—8 級精鏜孔至 ф54.8，Ra = 1.6μm 加工余量 2Z = 2.8mm IT=8—7 級鏜槽至 ф58，Ra =6.3μm 加工余量 2Z = 3.2mm IT=10—9 級3、底面槽（銑兩次）第一次 Ra=6.3μm 加工余量 Z=15mm IT=10 級第二次 Ra=3.2μm 加工余量 Z=15mm IT=9 級4、鉆攻螺紋孔（1）鉆攻 4—M6 螺紋孔 Ra=6.3μm 加工余量 Z=15mm IT=11 級（2）鉆攻 4—M12 螺紋孔 Ra=6.3μm 加工余量 Z=28mm IT=11 級（3）鉆攻 M10 螺紋孔 Ra=6.3μm 加工余量 Z=10mm IT=11 級5、磨內(nèi)孔磨削內(nèi)孔至 ф55N6，Ra=1.6—0.8μm 加工余量 2Z=0.2mm IT=6 級1.3.5 加工工序設(shè)計1 粗銑底面，半精銑底面（1）選擇刀具 鑲齒套式面銑刀 d = 80mm Z = 10 參照《金屬切削手冊》第二版（2）確定切削用量由于表面粗糙度為 3.2，我們采用粗半精加工 經(jīng)查表可知，單邊余量為5mm，這里取粗銑加工余量為 4mm確定切削深度 可走刀一次完成 粗銑 = 4mm 半精銑 = 1mmpapa確定進(jìn)給量 f 粗銑 fz = 0.5r/min 半精銑 fz = 0.4r/min參照《金屬切削手冊》第二版 表 9—12（3）確定切削速度 Vc由《金屬切削手冊》第二版表 9—14 可知 粗銑時 Vc = 16m/min半精銑時 Vc = 20m/min由公式 10Vnd??則 n 粗銑 = 1000Vc 粗/πd = 68r/min揚州職業(yè)大學(xué)- 10 -由《機械加工工藝手冊》表 4—16—1 可知標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)數(shù)可取 n 粗銑 = 75r/minn 半精銑 = 000Vc 半精/πd = 80r/min 由《機械加工工藝手冊》 表 4—16—1 可取 n 半精銑 = 95 r/min（4）選擇銑刀壽命根據(jù)《機械加工工藝手冊》第一卷表 9.4—7T = 120min（5）銑削力功率計算由《機械加工工藝手冊》 表 3—25 可知0.65.83.839.1zFzefpCadaZ??— 銑削寬度 ea— 銑削力系數(shù)FzC— 每齒進(jìn)給量f— 銑刀半徑0d— 銑削深度pa— 齒數(shù)Z由表 3—25 可知 = 50 = 76 = 0.5 = 80 = 4 = 10FzCeaf0dpaZ則 = 11007Nz（6）校核機床功率（一般不校核粗加工工序）由《機械加工工藝手冊》表 3—25 可知修正系數(shù)則實際的圓周切削力應(yīng)為 Fz = 11007 1.057=11634.189N?銑削功率 Pm 為 Pm = Fz V 310?Pm = 3.1Rw由《機械加工工藝手冊》第一卷表 9.1—7 得 X5032 的機床功率為 9.09Kw，若取效率為 0.85 則 9.09 0.85 = 7.7265Kw 3.1Kw 故機床功率足夠，同時 X5032 最?高加工表面粗糙度可達(dá) = 1.6mm，則滿足加工要求。pa（7）時間定額計算機動時間 由《機械加工工藝手冊》 P248 可知揚州職業(yè)大學(xué)- 11 -基本時間 12lLTjiifmzf??fm = fz Z n ?— 工作臺每分鐘進(jìn)給量（mm/min）fmz — 銑刀齒數(shù)fz — 銑刀每齒進(jìn)給量（mm/z）n — 銑刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) （r/min）— 銑削深度pa— 行程次數(shù)i— 水平進(jìn)給量（mm/min）fmz當(dāng) Kr 主偏角=90o 時，根據(jù)《機械加工工藝手冊》210.5()(13lDB???:= 23:Fm = fz Z n?= 70l= 0.5（80-25）+1=28.51l= 2li = 1所以 粗銑 = 0.284minTj半精銑 = 0.28j12lifmz??故此 基本時間=T 粗銑 +T 半精銑 = 0.284min+0.28min = 0.564min輔助時間：由 《機械加工工藝手冊》表 7—29 可知：工作時裝上及取下零件所需輔助時間為 0.47min再由表 7—30 可知有關(guān)定程的輔助時間為0.23+0.04+1.40 = 2.27min2 銑兩側(cè)面揚州職業(yè)大學(xué)- 12 -（1）選擇刀具選用由前面可知的 d = 250mm 的三面刃銑刀對兩側(cè)面同時進(jìn)行加工參見《機械加工工藝人員手冊》（2）選擇切削用量經(jīng)查表可知，由于采用兩面同時加工，所以粗銑雙邊為 3mm，半精銑雙邊為1mm，精銑雙邊為 0.5mm參見《金屬切削手冊》（3）確定每齒進(jìn)給量 f粗銑 f = 0.25mm/r，半精銑 f = 0.15mm/r，精銑 f = 0.07mm/r參見《金屬切削手冊》表 9—12（4）選擇銑刀壽命T = 120min參見《機械加工工藝手冊》第一卷表 9.4—7（5）確定切削速度V 粗銑 = 16m/minV 粗銑 = 16m/min ，V 半精銑 = 18m/min，V 精銑 = 20m/min參見《金屬切削手冊》表 9—14（6）切削力計算（此處只計算粗銑切削力） 0.721.41.0.94.8zFzefpCadaZ??其式中 — 切削寬度 取為 80ea— 切削力系數(shù) 取為 50FzC— 每齒進(jìn)給量0dd — 銑刀外徑— 銑削深度pa— 齒數(shù)Z由 《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—25 可知：= 30， = 80，af = 0.25， = 250， = 4， = 22FzCea0dpaZ則 F=778N，由于是雙邊切削則 F=1556N又由表 3—25 可知修正系數(shù) K = 1.057則實際圓周切削力為 F = 1644.5N揚州職業(yè)大學(xué)- 13 -（7）切削功率Pm = Fz V = 0.44km?310?校驗機床功率：由 《機械制造工藝設(shè)計手冊》第二卷中 X6132 型銑床技術(shù)參數(shù)可知電動機總功率為 P 總=10kwPm，則機床功率足夠，滿足加工要求。3 鏜 ф55N6 孔（1）選擇刀具由《刀具課程設(shè)計指導(dǎo)書》查得鏜桿為 Φ36 200，刀頭為 10 10 36??由《機械加工工藝手冊》第二卷表 11.2—17 可知選臥式鏜床 T611，主軸轉(zhuǎn)速范圍為 20—1000 轉(zhuǎn)（2）選擇切削用量由 《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知V 粗鏜 = 22m/minV 半精鏜 = 28m/minV 精鏜 = 28m/min（3）選擇計算轉(zhuǎn)速由公式（1.1）可得n 粗 = 1000V 粗/πd = 149r/minn 半精 = 1000V 半精/πd = 171r/minn 精 = 1000V 精/πd = 383r/min又由《機械制造工藝設(shè)計手冊》4.7—1 選擇標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速分別為n 粗 = 160r/minn 半精 = 200r/minn 精 = 400r/min4 磨 ф55N6 孔（1）選擇磨具根據(jù)加工條件，選擇代號為 P 的平行砂輪由《機械加工工藝手冊》第二卷表 13.2—18 可知其外徑為 35mm，厚度為3.2mm揚州職業(yè)大學(xué)- 14 -（2）選擇磨削用量合理選擇磨削用量，對磨削加工質(zhì)量生產(chǎn)率均有影響①確定砂輪轉(zhuǎn)速 Vs 由公式得Vs = π ds ns/1000?由《機械加工工藝手冊》第二卷表 13—5其中 ds — 砂輪直徑 mmns — 砂輪速度 r/min又由《機械加工工藝手冊》第二卷表 13.4—16 可知Vs = 24m/sns = 1400r/min②工件速度 Vw 與砂輪速度有關(guān)，其速度比公式為q = Vs/Vw 內(nèi)圓磨床 q=40—80，取 q=60，見《機械加工工藝手冊》第二卷表 13—71Vw = 0.4m/s（3）縱向進(jìn)給量 Vf一般根據(jù)經(jīng)驗公式，縱向進(jìn)給量公式= （0.7—0.8） bs afbs 為砂輪寬度，bs 取 3.2則 = 2.24mmaf10awfnV?則 = 0.09m/minf（4）磨削深度 pa根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表 3—94 可知，= 0.4mmpa（5）切向磨削力 F1，徑向磨削力 F2610ZEsPyFNnd???— 磨頭電動機實測輸出功率（取 3.2）ZP— 電動機傳動效率（取 0.98）Ey— 砂輪轉(zhuǎn)速 r/ssn揚州職業(yè)大學(xué)- 15 -— 砂輪直徑 mmsd= 2.2N1F= 321則 = 66N 2參見《機械加工工藝手冊》第二卷表P13—6（6）內(nèi)圓磨砂輪常用合理耐用度T = 600（s）參見《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 3—12（7）校驗機床功率 Pm主運動所消耗的功率為 EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 = 0.054kw根據(jù) M211A 型磨床的技術(shù)參數(shù)，電動機總功率 P 總 = 4.6kw，參見《機械加工工藝手冊》 ，所以 P 總Pm ，因此磨削 ф55N6 孔時確定的磨削量可以采用。揚州職業(yè)大學(xué)- 16 -2 機床夾具設(shè)計（工藝裝備設(shè)計）2.1 機床夾具概論2.1.1 機床夾具概念在機械制造廠的生產(chǎn)過程中用來安裝工件使之固定在正確位置上，完成切削加工，檢驗，裝配，焊接等工作，所使用的工藝裝備稱為夾具。2 1.2 工件的安裝在機床上加工工作時，為了保證工件被加工表面的尺寸，幾何形狀及相互位置精度方面的要求，事先必須將工件正確的安裝到機床加工位置上去。工件安裝一般包括定位和夾緊兩個過程：即首先應(yīng)使工件相對于機床及刀具占有一個正確位置，這就是工件的定位。然后將工件緊固在這一即定位置上，使之不受切削力重力離心力和慣性力作用而發(fā)生位置改變，這就是工件的夾緊。工件的安裝一般用兩種方式：直接在機床工作臺或通用夾具上安裝，采用專用夾具安裝。揚州職業(yè)大學(xué)- 17 -2.1.3 機床夾具的功用（1）保證產(chǎn)品加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量（2）提高生產(chǎn)率，降低加工成本（3）改善工人勞動條件（4）擴大機床的工藝范圍2.1.4 機床夾具的組成機床夾具因被加工工件的加工表面不同或使用機床種類不同而用各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但就機床夾具具體結(jié)構(gòu)而言，大致分為以下幾個部分：定位元件，夾緊裝置，導(dǎo)向?qū)Φ对?，連接元件，其它裝置和元件，夾具體。2.2 夾具設(shè)計的基本要求穩(wěn)定的保證工件的加工技術(shù)要求提高機械加工的勞動生產(chǎn)率，降低工件成本結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維修操作安全方便2.3 夾具設(shè)計方法和步驟銑床夾具主要用于加工工件上的平面，凹槽，直線成型面和齒輪等。而一般的銑削過程都是銑床工作臺和夾具一起做進(jìn)給運動的。根據(jù)進(jìn)給方向的方向不同，通常將銑床夾具分為直線進(jìn)給式，圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式，其中以直線進(jìn)給式應(yīng)用最多。銑床夾具的特點，銑削加工過程不是連續(xù)的加工，切削用量和切削力都較大，而且切削力大小和方向都是變化的，因而，切削過程中容易產(chǎn)生震動。所以，再設(shè)計銑床夾具時，要特別注意工件在夾具上的定位穩(wěn)定性和加緊的可靠性。整個夾具要有足夠的剛性。為此，再設(shè)計和布置定位元件時，應(yīng)盡量使支撐面大些，定位元件的兩個支撐之間要盡量的遠(yuǎn)些。再設(shè)計加緊裝置時，為防止工件在加工過程中因震動而松動，夾進(jìn)裝置要有足夠的夾緊力和自鎖能力。為了提高銑床夾具的剛性，再確保夾具有足夠的排屑空間的前提下，要盡量降低夾具的高度；注意施力方向和作用點的位置。只有注意了這些才能很好的進(jìn)行夾具的設(shè)計。2.3.1 銑兩側(cè)面夾具設(shè)計1 、研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù)由任務(wù)書可知，此零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為 3000—5000 件/年，屬于大批量生產(chǎn)，從零件圖和工藝過程簡表上知，兩側(cè)面表面要求為 Ra=1.6μm，且用公差要求，所以需要進(jìn)行精揚州職業(yè)大學(xué)- 18 -加工，同時此表面是作為安裝配合表面，以上這些在夾具設(shè)計時都要注意，同時夾具設(shè)計時要注意到本道工序為兩把刀同時切削進(jìn)給。2 、 確定設(shè)計方安由于該道工序并不是機械加工的第一道工序，是用以加工的表面做定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工的，無須進(jìn)行粗基準(zhǔn)的選擇，其定位表面有較高的精度夾具設(shè)計必須遵循夾具設(shè)計結(jié)構(gòu)方安的原則，即：在確保加工質(zhì)量的前提下，結(jié)構(gòu)盡可能簡單操作省力高效安全，經(jīng)濟合理，并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，同時夾具的定位，導(dǎo)引，加緊裝置再夾具體上，成為一體，并準(zhǔn)確的并能準(zhǔn)確的。在此前提下，要遵循以下兩點：（1）保證各加工表面均有足夠的加工余量的前提下，保證主要表面的余量盡量均勻。（2）保證定位，夾緊可靠，操作方便。根據(jù)以上兩點，擬定方安如下：銑兩側(cè)面，采用雙向同時銑削，有機床工作臺進(jìn)給方向和所受切削力可知在 方X?向不受限制，再這里首先采用底面大端面定位限制 ， ， 再用定位塊上的一個支Z?Y?X撐釘限制了 ，同考慮到銑床夾具在銑削加工過程中所受力的特點配合定位塊同時限Y?制了 ， ，所以，實際實現(xiàn)了完全定位，定位方安滿足了零件的加工要求。具體定X?Z位夾緊方安請參看工序簡圖揚州職業(yè)大學(xué)- 19 -1.61.6圖 ２.１3 、 確定設(shè)計定向和對刀裝置（1）銑床夾具采用定向鍵把夾具體安放在機床上，一般采用兩個相距較遠(yuǎn)的定向鍵，安裝在夾具體底部，通過與銑床工作臺的 T 行槽配合，使夾具上的定位元件的工作面相對銑床工作臺的進(jìn)給方向有確定的位置關(guān)系。本夾具采用矩形定向鍵。揚州職業(yè)大學(xué)- 20 -（2）對刀裝置的設(shè)置，對刀裝置是用來調(diào)整和確定銑刀相對夾具位置的。為了防止對刀時碰傷切削刃和對刀塊，一般在刀具和對刀塊之間塞一規(guī)定尺寸的塞規(guī)（3mm） ，根據(jù)接觸的松緊程度來確定刀具的最終位置，本夾具采用板裝對刀塊，安裝在支架上，對刀時將塞規(guī)靠在對刀塊上，用塞尺來校準(zhǔn)銑刀的位置，而本道工序就是采用了在板裝對刀板上配合使用 3mm 的塞尺來對刀的，從而實現(xiàn)加工要求。4 、夾緊力的計算首先確定夾緊機構(gòu)和夾緊力的分析，由于工件不大，主要承受切削力，通過地面定位時，以承受其中很大部分切削力。采用手動裝置夾緊，同時遵循夾緊裝置的基本要求：加緊過程可靠，夾緊力的大小適宜，結(jié)構(gòu)性好，使用性好。同時根據(jù)夾緊力的作用點及方向的要求：夾緊力的方向應(yīng)盡可能朝向主要限位面；夾緊力的作用點應(yīng)施于工件鋼度好的方向和部位上；夾緊力的作用點應(yīng)在定位支撐范圍內(nèi)以及夾緊力的作用點應(yīng)靠近工件的加工表面。所以通過兩根螺栓和彈簧與夾板配合夾緊工件，同時在主要切削部位采用螺栓夾緊機構(gòu)，通過螺桿，在圓頭部位安裝平頭的壓塊來與壓板配合夾緊工件，夾緊方便可靠同時也滿足以上要求。夾緊力計算分析在本工序所有的銑削工序中，粗銑時，徑向切削力 Py 為最大由《機床夾具設(shè)計手冊》查得夾緊件為螺釘時的夾緊力（螺桿端面為球面配合壓塊）（2.1）01tan()2QLWdRctgf?????— 夾緊力 N— 原始作用力 N（一般取 80—100N）Q— 作用力臂 mm（一般取 L≈14d 0）L— 螺紋中徑（mm）0d— 螺紋角度（一般取 α=3°）?— 螺紋處摩擦角?。ㄒ话闳?=20°）1?1?— 螺紋端部與件的摩擦角2— 螺桿端部與工件（或壓角的當(dāng)量摩擦半徑 mm） R螺桿端部為球面時 r1=0又由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 9—27 可知揚州職業(yè)大學(xué)- 21 -β = 180°，f = 0.1則 W ≈ 153N當(dāng)保證工件裝夾安全可靠，根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》 ，將理論夾緊力乘以安全系數(shù)，考慮到切削力的變化程度和工藝系統(tǒng)變形等因素，一般取 K=1.5 3，那么實際:所須的夾緊力 W 實際 =K*W=307N 由于夾緊力為手動夾緊力提供，且夾緊力不大，工件也不大，通過以上計算所得夾緊力和手動夾緊力能夠滿足要求，故夾緊力適宜。5 、 壓板處夾緊力由《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》P326 查得W = PK1 （2.2）K1 = L/L1 1/ （2.3）??— 各種摩擦損失的系數(shù)?由 P328 查得L1/L = 0.2 = 0.9?K = 0.926W = 0.926 100 = 92N?則實際 W 為 184N由于工件尺寸不大，且夾緊力不大，同時加工方法為銑削，主要承受軸向力，在安裝時夾具底面以承受部分切削力，因此本工件由手動方式提供夾緊力，通過計算，完全能夠滿足此夾緊力的要求，故夾緊力倈適。6 、 夾具體設(shè)計揚州職業(yè)大學(xué)- 22 -夾具的翓構(gòu)形式在很大程度上取決于定位裝置和夾緊裝置?其元件的結(jié)構(gòu)和嘃置?為使夾具結(jié)構(gòu)緊湊，保證夾具之機床上安裝穩(wěn)定（并使工件的加工表面盡可能靠近工作叴面，降低夾具重心，夾具體的高度比應(yīng)限制在 H/B≤1 1 25 范圍內(nèi)〒此外，還要設(shè)計耳座。同曠由于工件形狀不復(fù)雜，且比齟規(guī)則，夾緊選用夾緊，故選擇鈽造夭具彗為主?底座設(shè)有兩個鉸鉀杠桿螺旋夾緊，甬 T 型螺栓固定于嗥作臺上?在中間最遠(yuǎn)距熻億裝有兩個定向鍵，?以確定夾具和刀具 正硬位罦。$7 、 ?制夾具裝配總圖此銑床夾具裝配總圖上將定位元件，支承，導(dǎo)向，對刀，夾緊元件，以及輔助支承，與夾具體的聯(lián)接表達(dá)清楚，裝配總圖中的定位襯套與夾具體采用過度配合，夾具裝置中一部分采用壓板通過鉸鏈杠桿夾緊，另一部分，采用螺旋夾緊，采用螺栓和螺釘與夾具體相連接，壓板采用螺栓和定位銷與鉸鏈杠桿連接通過螺釘與夾具連接。對刀塊對稱放置，裝配調(diào)整的整體位置最后用螺釘緊定。8 、 標(biāo)注尺寸和公差配合定向鍵與 T 型槽配合 H7/h6定位銷與工件基準(zhǔn)孔配合 H7/h6固定支承釘定位銷配合精度 H7/n6定位心軸的定位基面一般按 h6 制造2.3.2 銑底面 2—Ф12 槽夾具設(shè)計1 、 研究原始材料，明確設(shè)計任務(wù)分析零件圖和工序圖，根據(jù)加工內(nèi)容以及銑床夾具的特點，初步確定夾具體的形狀，定位夾緊元件，以及定位方式。2 、定位基準(zhǔn)的選擇與定位元件的確定由于工件一般不是直接放置在夾具體上的，而是放在定位元件上的，工件與定位元件直接接觸。因此，定位元件應(yīng)滿足以下要求：足夠的精度 由于工件的定位是通過定位副的接觸或配合實現(xiàn)的，定位元件限位基面的精度直接工件的定位精度，既直接影響工件的加工精度，因此，定位元件上的限位基面應(yīng)有足夠的精度。耐磨性好 定位元件上的限位基面因與工件定位基面接觸容易磨損，為此要求限位基面要耐磨，以便長期使用保持定位精度。足夠的揚州職業(yè)大學(xué)- 23 -強度和剛度 再工件重力，加緊力和切削力等作用下，定位元件可能發(fā)生較大的變形，從而影響加工精度，或因強度不夠而損壞定位元件，為此，定位元件應(yīng)有足夠的強度和剛度。對于承受教大的沖擊和外力的定位元件，一般應(yīng)內(nèi)韌外硬。工藝性好 定位元件要有良好的工藝性，要容易制造，方便裝配，容易修理或更換。便于清除切削 定位元件上限位基面的形狀應(yīng)有利于清除切屑，否則，會因切屑而影響定位精度，而且切屑還會損壞工件的定位基面。再由工序簡圖可知，支架底面槽與側(cè)面有尺寸要求，同時又對稱布置在底面上，因此選取孔和側(cè)面組合定位，采用短銷大平面的定位心軸來定位，心軸與工件為間隙配合，限制了工件的 六點完全定位，增加夾緊的剛度，減少工件在加X?YZ?工時的沖擊，理論上 可以不限制，為了避免由于剛度不夠使工件出現(xiàn)斷裂，也滿足了工件的加工要求，采用六點完全定位。夾緊方安如圖所示揚州職業(yè)大學(xué)- 24 -槽-123.2圖２.２ 3 、 對定裝置的選擇在進(jìn)行機床夾具總體設(shè)計時，還要考慮夾具在機床上的定位和固定，才能保證夾具（含工件）相對于機床主軸（或刀具）機床運動導(dǎo)軌由準(zhǔn)確的位置和方向。夾具在機床上的定位有兩種基本方式，一種是安裝在機床工作臺上，如銑床刨床和鏜床夾具，另一種是安裝在機床主軸上，如車床夾具。銑床類夾具，夾具體底面是夾具的主要基準(zhǔn)面，要求底面經(jīng)過比較精密加工，夾具的各定位元件相對于此底平面應(yīng)有較高的位置精度要求。為了保證夾具具有相對切削運動的準(zhǔn)確的方向，夾具體底平面的對稱中心線上開有定向鍵槽，安裝上兩個定向鍵，家具靠著兩個定向鍵定位在工作臺面中心線上的 T 形槽內(nèi)，采用良好配合，一般揚州職業(yè)大學(xué)- 25 -選為 H7/h6，再用 T 形槽螺釘固定夾具。4 、夾緊裝置的確定和選擇本道序加工為采用立式銑刀加工槽，工件主要承受軸向銑削力，同時由銑床夾具結(jié)構(gòu)特點可知，在設(shè)計夾緊機構(gòu)時，我們綜合考慮了加緊力以及加緊方式的合理性以及夾具設(shè)計的要求，同時為了防止工件在加工過程中因振動而松動，夾緊裝置要有足夠的夾緊力和自鎖能力，所以選則基本的加緊機構(gòu)圓偏心機構(gòu)。采用偏心的擴力和自鎖性能實現(xiàn)夾緊作用的機構(gòu)，它具有夾緊動作迅速操作方便的特點，同時配以螺栓和夾緊螺釘輔助夾緊。由于采用圓偏心夾緊機構(gòu)，則圓偏心夾緊力由《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》查得圓偏心夾緊機構(gòu)的加緊力為（2.4）??12tan()taQLW?????L — 手柄的長度（mm）Q — 作用于手柄上的力（取 80—100）— 回轉(zhuǎn)中心距夾緊點的距離，即回轉(zhuǎn)半徑（mm）?— 偏心輪上夾緊角的升角?— 偏心輪對夾緊表面的摩擦角，通常取 =8°30ˊ（此時 tan =0.15）1? 1?1?—偏心輪對回轉(zhuǎn)軸的摩擦角，通常取 =5°43ˊ（此時 tan=0.15）2 206306.47WN???5 、 夾具體結(jié)構(gòu)的擬定夾具的結(jié)構(gòu)形式在很大程度上取決于定位裝置和夾緊裝置及其元件的結(jié)構(gòu)和布置。為使夾具結(jié)構(gòu)緊湊，保證夾具之機床上安裝穩(wěn)定，并使工件的加工表面盡可能靠近工作臺面，降低夾具重心，夾具體的高度比應(yīng)限制在 H/B≤1—1.25 范圍內(nèi)。此外，還要設(shè)計耳座。同時由于工件形狀不復(fù)雜，且比較規(guī)則，夾緊選用夾緊，故選擇鑄造夾具體為主，在中間最遠(yuǎn)距離處裝有兩個定向鍵，用以確定夾具和刀具的正確位置。 6、繪制夾具裝配總圖此銑床夾具裝配總圖上將定位元件，支承，導(dǎo)向，對刀，夾緊元件，以及輔助支承，與夾具體的聯(lián)接表達(dá)清楚，裝配總圖中的定位襯套與夾具體采用過度配合，本道揚州職業(yè)大學(xué)- 26 -夾具中首先采用定位心軸定位采用螺母夾緊，同時采用偏心夾緊機構(gòu)通過壓板來夾緊工件，對刀塊對稱放置，裝配調(diào)整的整體位置最后用螺釘緊定7、 標(biāo)注尺寸和公差配合定向鍵與 T 型槽配合 H7/h6定位銷與工件基準(zhǔn)孔配合 H7/h6 間隙配合固定支承釘定位銷配合精度 H7/n6 過渡配合定位心軸的定位基面一般按 h6 制造3 量具的設(shè)計