鉗塊加工工藝及專用夾具設計（含）

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1、 編號 無錫太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 題目： 鉗塊加工工藝及專用夾具設計 信機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 學 號： 　　　 　　　　 學生姓名： 指導教師： 　 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013年5月25日  無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信

2、 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 鉗塊加工工藝及專用夾具設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名：

3、 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院 　信 機　系 　機械工程及自動化 　專業(yè) 畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目　　鉗塊加工工藝及專用夾具設計 　　 2、專題　 　 二、課題來源及選題依據 隨著社會的不斷發(fā)展，機械行業(yè)蓬勃發(fā)展，自動化程度變化很快，復雜程度也日益提高，不再像以前那樣簡單的幾塊金屬就當作機械的時代，機械加工的效率的高低，自動化程度直接影響著一個國家機械工業(yè)的發(fā)展，為此，作為即將畢業(yè)的機械專業(yè)學生，

4、掌握一定的機械加工工藝的編寫技術是重中之重，這有利于加工經驗的總結提高，且更直接的表現加工過程，同時設計出一套專門的夾具，有利于加工效率和加工精度的提高。檢驗自己四年專業(yè)知識的同時也提高了自己的學習能力。 特此，我選擇了“鉗塊加工工藝及專用夾具設計這個課題”，我覺得它很切合實際，能夠很好的鍛煉和檢驗自己。也是一個基礎性課題，不太復雜，但必須面面俱到。對自己"機械制造"這門課更是很好的鞏固和提高。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： ① 熟悉機械加工工藝的內容，具體步驟，掌握一定的機械加工知識，對銑床，車床，鉆床有一定的了解，了解工廠生產概況。 ② 熟悉掌握一定的機械分析

5、能力，有獨立制作加工工工藝的能力 ③ 掌握加工工藝流程，做到事無俱細。 ④ 掌握六點定位原理，有獨立做機構分析的能力，對具體的定位零件要熟悉具體作用⑤ 對特定尺寸的鉗塊，要能獨立的做出加工工藝和夾具設計，做出工藝卡片定位分析。 四、接受任務學生： 班 　　姓名 五、開始及完成日期： 自2012年11月7日 至2013年5月25日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師　　　　　　　簽名 簽名

6、 　　　　　　　簽名 教研室主任 　　　　　　〔學科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名 　　 　　系主任 　　　　　　簽名 2012年11月12日 V 摘 要 “鉗塊加工工藝及專用夾具設計”這個題目顧名思義，分為兩個部分，一個是針對活動鉗塊的加工工藝，另一方面就是針對這個尺寸的鉗塊設計出一個專門的夾具，這要求我們四年所學知識的集中應用。 在這個設計中，首先明白鉗塊是什么？有什么作用？為此，我專門做了零件分析，它的特點，要求，需要加工的地方，以及技術要求等等，在加工材料方面

7、我選擇了灰口鑄鐵，因為它的力學性能好，價格不高，且容易獲得，我根據目標零件的尺寸，我制訂了746432的毛坯，再結合基面先行，先粗后精，先主后次，先面后孔的原則也為了減少裝卸次數制訂了如下加工工藝過程： 鑄造——實效——涂底漆——粗銑上表面——粗銑下表面——粗銑左端面——鉆φ20的孔—— 鉆M10螺紋孔的底孔——半精銑下表面—— 擴φ20H8的孔—— 擴φ28的孔；——鉸φ20H8的孔——攻M10的螺紋 在整個加工工藝中，面的加工我選擇XA6132銑床，對于孔的加工我選擇了Z3040鉆床，對刀具的選擇，主軸轉速，進給速度，背吃刀量按照自己的思路，逐一做了列舉計算，詳細請看工藝分析過程和

8、工藝卡片。 對于夾具的設計，應當滿足加工工件能夠方便夾持，能夠滿足工件的大規(guī)模生產，且結構不太復雜，結合加工工藝對其做好夾緊力的計算，力學校核，和定位分析的基礎上設計夾具，畫出相應的二維三維圖，整理好后請老師查閱。順利完成畢業(yè)答辯。 關鍵字： 工藝；夾具；計算；分析 Abstract "This topic clamp block processing technology and special fixture design" as the name implies, is divided into two parts, one is

9、the process of active clamp block, on the other hand is the size of the clamp block to design a special fixture, focused on the application of the requirements of our four years of knowledge. In this design, first understand clamp block is what? What effect is there? Therefore, I made the analysis

10、of requirements of parts, its characteristics, needs, processing areas, as well as the technical requirements and so on, in the process I chose the materials of cast iron, because of its good mechanical performance, the price is not high, and easy to get, I according to the target part size, I made

11、74 * 64 * 32 blank, combined with the base first, coarse to fine, after the first primary time, the surface after the first hole principle in order to reduce the loading and unloading times for the following process: Casting -- effectiveness -- primer -- rough milling surface -- rough milling surfa

12、ce -- rough milling left end -- hole drilling drill φ 20 -- M10 threaded hole bottom -- half precision milling surface -- expansion of φ 20H8 φ 28 hole -- expanding holes; threads -- hinge hole and φ 20H8 -- M10 In the whole process, the machining I choose XA6132 milling machine for the machining o

13、f the hole, I chose the Z3040 drilling machine, the feed rate of the cutting tool choice, spindle speed, depth of cut, according to their own ideas, one by one to do lists calculation, see the process analysis and process card. Fixture for the design, should meet the workpiece can be conveniently c

14、lamped, can satisfy the large-scale production of the workpiece, and the structure is not too complex, calculation, do clamping force on the binding process of mechanics analysis, and based on the analysis of fixture locating design, draw the 2D and 3D graph corresponding, good after finishing pleas

15、e refer to. Successfully completed the graduation reply. Key words: technology; fixture; calculation; analysis Ⅳ <>><>><>> 目 錄 1 緒論 1 1.1 本課題研究的內容和意義 1 1.2 國內外的發(fā)展概況 1 1.3 本課題應達到的要求 1 2 設計內容 2 2.1 零件分析 2 2.1.1 零件的工藝性分析和零件圖的審查 2 2.1.2 零件的作用 3 2.1.3 零件

16、的工藝分析 3 2.2 工藝分析及生產類型的確定 3 2.2.1 確定毛坯制造形式 3 2.2.2 工藝規(guī)程的作用 4 2.2.3 基面的選擇 4 2.2.4 工件表面加工方法的選擇 4 2.2.7 確定切削用量及基本工時 10 2.3 夾具設計 23 2.3.1 問題的提出 23 2.3.2 定位基準的選擇 23 2.3.4 切削力及夾緊力計算 25 2.3.6 夾具設計及操作簡要說明 27 致謝 28 參考文獻 29 附錄 30  <鉗塊加工工藝及專用夾具

17、設計>>>> 1 緒論 1 1.1 本課題研究的內容和意義 主要研究解決大批量鉗塊的加工工藝及設計相應的專用夾具，從而達到了加工工藝的合理性，且在專用夾具的使用中，使得鉗塊在加工過程中質量的穩(wěn)定性和裝夾的方便性得到了很好的保證。通過設計實踐進一步樹立正確的設計思想。在整個設計過程中，堅持實踐是檢驗真理的唯一標準，堅持理論聯(lián)系實際，堅持與機械制造生產情況相符合，使設計盡可能做到技術先進、經濟合理、生產可行、操作方便、安全可靠。 1.2 國內外的發(fā)展概況 進入21實際以來中國工程機械加工行業(yè)總體取得了長足的發(fā)展，機械行業(yè)總體呈上升趨勢，加工工藝的編制和夾具設

18、計方面正逐步由靠經驗，靠手畫圖紙向逐步依靠先進技術，更加高效，更加節(jié)約的方向發(fā)展，已經基本實現電腦自動化操作，技術人員素質更高，所生產設計的零件也更加精密，但與國外比起來仍有較大差距，特別和德國，日本等機械產業(yè)大國相比有著不小的差距，精密度，耐用度遠不及外國，技術水平不及外國，沒有打破外國對某些方面的技術壟斷，設計思路也相對陳舊，這方面我國還有很長的路要走。中國機械加工方面發(fā)展前途是光明的，我國擁有著豐富的礦產資源，為機械行業(yè)發(fā)展提供了良好的物質基礎，隨著我國大力實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略，后備力量很雄厚，為機械發(fā)展提供了良好的智力支持和人才保障，但另一方面，也看到道路是曲折的，科技含量與

19、外國還有著較大的差距，我們要不斷利用自己的優(yōu)勢去縮小這個差距，機械行業(yè)作為基礎性產業(yè)，很大方面體現著一個國家的綜合國力，在國際競爭中意義非凡，我國雖然起步晚，但是有著得天獨厚的優(yōu)勢，發(fā)展起來，趕超歐美還是指日可待的。 1.3 本課題應達到的要求 堅持從細節(jié)出發(fā)，在不斷糾錯中前進，本課題中主要解決的問題是對鉗塊加工進行材料的選擇，加工工藝路線的制定分析，對數據的整合，對夾具定位的分析，對所需零件的選擇，對圖紙的設計，三維圖的整理，一步一步做，不怕出錯，在老師指導下一定可以順利完成，不僅使加工的零件尺寸精度達到圖紙要求，也要使加工路線簡單明了，易于操作，夾具結構簡單能夠達到大量生產的目的，

20、定位可靠，圖紙清晰，直截了當的表達所設計的夾具。這個課題不僅僅是一次畢業(yè)設計，更是人生的一段寶貴財富，通過這次設計，在對自己四年專業(yè)知識檢驗的同時也對自己未來的人生發(fā)展有重要的意義，做到獨立思考，勤奮努力，通過這次畢業(yè)設計，更要做好總結，對未來的發(fā)展起到了很重要的借鑒作用，最后希望自己通過這次設計能順利畢業(yè)，拿到學位，對自己學生時代畫上一個圓滿的句號。 31 <鉗塊加工工藝及專用夾具設計>>>> 2 設計內容 2.1 零件分析 2.1.1 零件的工藝性分析和零件圖的審查 該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術都符合要求。但是零件的加工過程要求具有較高的表面粗糙

21、度，各裝配基面的結構要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會影響機器的設備性能和裝配精度。雖然零件的結構不是太較復雜，但為了提高加工效率，在加工時要采用專用的夾具進行裝夾定 圖2.1 零件圖 2.1.2 零件的作用 題目給出的零件活動是鉗塊（圖2.1）。它的主要的作用是用作為一個普通零件，在機械各行業(yè)都必不可少，起支撐，固定等作用。 2.1.3 零件的工藝分析 如圖1-1所示，零件更適合使用銑加工，結構簡單，需加工的表面有： （1）零件的上下平面，長74mm，高28mm下端面粗糙度Ra6.3； （2）上端面向下至22mm處的臺階，保證粗糙

22、度Ra12.5； （3）上端面28和20H8的兩個中心孔，粗糙度保證Ra6.3； （4）兩處螺紋孔,2-M10； 2.2 工藝分析及生產類型的確定 2.2.1 確定毛坯制造形式 零件的材料HT200?？紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產量達到中批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產率。 根據鑄造的鑄造件尺寸的大小和形狀，且選用灰鑄鐵為材料，并且鑄件的表面精度要求不是太高，結

23、合生產效率和條件可選用砂型鑄造 圖2.2毛坯圖 2.2.2 工藝規(guī)程的作用 規(guī)定產品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程。也就是把工藝過程按一定的格式用文件的形式固定下來，便成為工藝規(guī)程。如機械加工工藝過程卡片，工序卡等等。生產中有了這種工藝規(guī)程，就有利于穩(wěn)定生產秩序，保證產品質量，指導車間的生產工作，便于計劃和組織生產。工藝規(guī)程是一切有關的生產人員都應嚴格執(zhí)行、認真貫徹的紀律性文件。 2.2.3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過

24、程中會出問題，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。定位基準的選擇對保證加工面的位置精度，確定零件加工順序具有決定性影響，同時也影響到工序數量、夾具結構等問題，因此，必須根據基準選擇原則進行選擇。 粗基準的選擇 (1)用不加工表面作為組基準，以保證不加工表面有較高的位置精度，當工件有幾個不加工表面時，應選擇其中與加工表面相對位置精度要求較高的不加工表面為粗基準 (2)應選擇重要表面為粗基準，且保證各加工表面都有足夠的加工余量 (3)應選擇平整光潔表面作為粗基準，以使工件定位夾緊可靠 (4)粗基準一般不得重復使用 綜上所述，選擇工件最外側的不加工表

25、面，即R37mm的不加工表面作為粗基準 精基準的選擇 （1）基準重合原則，即用設計基準作為定位基準，以免產生基準不重合誤差 （2）基準統(tǒng)一原則，以免產生基準轉換誤差 （3）互為基準，反復加工的原則 （4）應遵循自為基準原則，即當精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻時，常以加工表面自身為精基準 （5）應選擇定位準確，夾緊可靠的表面作為精基準 精基準主要考慮基準重合問題，結合后面的計算部分具體分析 輔助基準 當難以用工件上本身的表面作為定位基準時，可在工件上特意制作出供定位用的表面，或把工件原有表面提高加工精度作為定位基準 2.2

26、.4 工件表面加工方法的選擇 該零件需要加工的部分有粗精銑零件的上下平面，226的階梯28和20H8的兩個孔，還有兩處螺紋孔,2-M10。 （1）零件的上下平面，上表面粗糙度未做要求采用粗銑,下表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→半精銑的加工方法。 （2）226的階梯，表面粗糙度Ra12.5，采用粗銑的加工方法。 (3)28和20H8的兩個孔28用鉆孔→擴孔的方法加工，20H8內部粗糙度要求有Ra6.3的要求，所以鉆孔→擴孔→鉸孔的方法加工 (4)2-M10的螺紋孔采用先鉆孔，后攻螺紋的方法加工。 2.2.5 制定工藝路線 加工階段的劃分：當

27、零件的加工質量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質量和合理地使用設備、人力,零件的加工過程通常按工序性質不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 粗加工階段：其任務是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產率，去除內孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準，如加工上下面及側面。粗加工所能達到的精度比較低 半精加工階段：此階段的主要目的事使主要表面消除粗加工后留下的誤差，使其達到一定的精度，為精加工做好準備，并完成一些次要表面的加工。表面半精加工后，粗糙度可達IT10~

28、IT12級，表面粗糙度Ra值則為6.3~3.2. 精加工階段：其任務就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標是全面保證加工質量。 加工工序安排原則 基面先行：作為其他表面加工的精基準一般安排在工藝加工過程一開始就進行加工 先主后次：零件的主要工作表面（一般是指加工精度和表面質量要求高的表面），裝配基面應先加工，從而及早發(fā)現毛坯中可能出現的缺陷。但一般應放在主要表面加工到一定精度之后，最終精度加工之前進行。 先粗后精： 即要先安排粗加工工序，再安

29、排精加工工序，粗銑將在較短時間內將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精銑的余量均勻性要求，若粗銑后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精銑，以此為精銑做準備。 先面后孔：對該零件應該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于本零件來說先加工上下各級需要加工臺階面,再以此為基準加工其它各孔。 工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數幾道工序內完成每道工序加工內容較多，工序集中使

30、總工序數減少，這樣就減少了安裝次數，可以使裝夾時間減少，減少夾具數目，并且利用采用高生產率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等比較簡單，機床調整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗等 制定具體工藝路線 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（生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自

31、動化的程度，決定了所應選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 綜上所述，制定工藝路線如下： 工藝路線方案一 工序10 鑄造； 工序20 粗銑兩孔上下端面； 工序30 鉆φ20mm的孔； 工序40 擴鉆φ20mm的孔至圖樣尺寸，并鏜φ28的孔至圖樣尺寸要求； 工序50 粗銑左凹槽端面； 工序60 鉆M10的底孔； 工序70 攻螺紋2-M10； 工序80 檢驗。 工藝路線方案二

32、 工序10 鑄造； 工序20 鉆φ20mm的孔； 工序30 擴鉆φ20mm的孔至圖樣尺寸，并锪φ28mm的孔至圖樣尺寸要求； 工序40 粗銑上下左三個端面 工序50 鉆M10螺紋的底孔并倒角； 工序60 攻螺紋2-M10； 工序70 檢驗。 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：工藝方案一是先加工以孔為中心的一組表面，然后以些為基面加工孔；而工藝方案二則與此相反，先是加工孔，然后再以此孔為基準加工外表面。兩相比較可以看出，先加工外表面再以外表面定位加工孔，這時的位置精度較容易保證，并且定位及裝夾等都比較方便。同時，工藝方案二中的锪φ28mm的孔

33、較工藝方案一中的鏜φ28mm的孔，由于內孔的精度要求比較低，無論從工序的方便程度，還是定位等都來的方便，也減少了裝夾次數。因此決定將工藝方案作一定的調整。具體工藝方案如下： 最終工藝路線方案： 鑄造 時效 涂底漆 工序10 粗銑上表面； 工序20 粗銑下表面； 工序30 粗銑左凹槽端面； 工序40 鉆φ20的孔； 工序50 鉆一個M10螺紋孔的底孔； 工序60 鉆另一個M10螺紋孔的底孔； 工序70 半精銑下表面； 工序80 擴φ20H8的孔； 工序90 擴φ28的孔； 工序100 鉸φ20H8的孔； 工序110 攻一個M10的螺紋； 工序12

34、0 攻另一個M10的螺紋； 工序130 去刺； 工序140 檢驗入庫； 以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。 2.2. 6 確定機械加工余量及工序尺寸和公差 根據以上原始資料及機械加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下： （1）φ20H8的孔 鉆孔φ18mm 擴孔φ19.80.015 0 Z(單邊余量)=1.8mm 鉸孔φ200.033 0 2 Z=0.2mm具體工序尺寸見表1-1。 表1-1加工φ20H8孔 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm

35、工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 / 表面粗糙度/ 尺寸公差 /mm 表面粗糙度/ 鉆孔 18 H12 Ra12.5 18 Ra12.5 擴孔 1.8 H10 Ra6.3 19.8 Ra6.3 鉸孔 0.02 H9 Ra6.3 20 Ra6.3 （2） φ28的孔 擴孔φ28mm 2Z=10mm 具體工序尺寸表1-2 表1-2加工φ28孔工序尺寸表 工序 名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 / 表面粗糙度/ 尺寸公差 /mm 表面粗糙度/

36、 擴孔 10 H12 Ra25 10 Ra25 （3） 工件的上平面 粗銑上表面 2Z=2mm 具體工序尺寸見表1-3 表1-3 加工上表面工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 / 表面粗糙度/ 尺寸公差 /mm 表面粗糙度/ 毛坯 h16 Ra25 32 Ra25 粗銑 2 h13 Ra25 30 Ra25 （4） 工件的下表面 粗銑下表面Z=1.8mm 半精銑下表面2Z=0.2m

37、m 具體尺寸見表1-4 表1-4 加工下表面工藝尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 / 表面粗糙度/ 尺寸公差 /mm 表面粗糙度/ 毛坯 h16 Ra25 30 Ra25 粗銑 1.8 h13 Ra12.5 28.2 Ra12.5 半精銑 0.2 h12 Ra6.3 28 Ra6.3 （5） 工件左端面階梯 粗銑左端面階梯2Z=1mm 具體尺寸看表5 表5 加工左端面階梯工藝尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工

38、序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 / 表面粗糙度/ 尺寸公差 /mm 表面粗糙度/ 毛坯 h16 Ra25 64 Ra25 粗銑 1 h13 Ra12.5 63 Ra12.5 （6）加工螺紋 鉆φ8.5的孔，2Z=8.5mm， 攻螺紋2Z=1.5mm，具體尺寸見表1-6 表1-6 工藝尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 / 表面粗糙度/ 尺寸公差 /mm 表面粗糙度/ 鉆孔 8.5 H13 Ra25 8.5 Ra25

39、 攻螺紋 1.5 H12 Ra25 10 Ra25 2.2.7 確定切削用量及基本工時 鑄造，時效略 工序10 粗銑上鉆孔表面 圖（2.3）上表面 1. 工件材料：HT200，鑄造。硬度206HBS 2. 加工要求：粗銑上表面即兩個圓孔的上端面 表面粗糙度Ra25 3. 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《金屬加工工藝及工裝設計》[1]表4-44） 4. 刀具選擇：W18Cr4V高速鋼端銑刀,銑削寬度0～60,深度取刀具直徑do=60mm。選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8，刀齒斜角λs=－1

40、0,主刃Kr=60。過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm, z=6。 5. 切削用量 銑削深度：由于切削量不大在此選擇切深=2mm，且為粗加工，一次走刀便可完成 每齒進給量：機床功率為7.5kw，在（5~10）KW之間，取圓柱銑刀（高速鋼）作為刀具，加工材料為鑄鐵查表[1]表4-76取=（0.20~0.30）mm/z。取=0.25mm/z 切削速度：由于切削灰口鑄鐵鑄鐵，且為粗加工，也為了保護刀具，切削速度不應太大，查[1] 表4-79，加工材料為低中碳鋼，206HBS<220HBS高速鋼刀具銑削速度0.35m/s~2.67m/s，取銑

41、削速度=0.35m/s=21m/min 6. 銑刀直徑和工作臺的進給量 查《金屬切削手冊》(第三版)[2]表[6-4]得銑刀直徑d=60mm 得知主軸轉速和表中切削速度，則計算主軸轉速的公式 (2.1) 公式1.1說明了理論銑削速度（m/min）和主軸轉速計算值（r/min）之間的關系 由公式（2.1）所得 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 得知實際主軸轉速，則實際銑削速度公式： (2.2)

42、 公式（2.2）說明了實際主軸轉速（r/min）和實際銑削速度(m/min)之間的關系 由公式（2.2） =95r/min時工作臺的分鐘進給量公式 (2.3) 公式（1.3）說明的是工作臺的分鐘進給量（m/min）和切削時工作臺的每齒進給量 （mm/z）齒數z和實際主軸轉速之間的關系 由公式（2.3） 7. 切削工時 查[2] -加工面的長度 -加工時的入切量 -加工時的出切量 ， 是查2所得，依據是切削用量和金屬加工材料的硬度

43、 得知l和工作臺的分鐘進給量則切削工時的公式 (2.4) 由公式（1.4）可得 工序20 粗銑兩孔下端面 圖（2.4）下表面 1. 工件材料：HT200，鑄造 2. 加工要求：粗銑兩孔的下端面。粗糙度Ra6.3 3. 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查[1]表4-44） 4. 刀具選擇：W18Cr4V高速鋼端銑刀,銑削寬度0～60,深度取刀具直徑do=60m 選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8，刀齒斜角λs=－10,主刃 Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm, z=6。 5. 切削用量

44、 銑削深度：由于切削量不大在此選擇切深=1mm，且為粗加工，一次走刀便可完成 每齒進給量：機床功率為7.5kw，在（5~10）KW之間，取圓柱銑刀（高速鋼）作為刀具，加工材料為鑄鐵查表[1]表4-76取=（0.20~0.30）mm/z。取=0.25mm/z 切削速度：由于切削灰口鑄鐵鑄鐵，且為粗加工，也為了保護刀具，切削速度不應太大，查[1] 表4-79，表4-79，加工材料為低中碳鋼，206HBS<220HBS高速鋼刀具銑削速度0.35m/s~2.67m/s 取銑削速度=0.35m/s=21m/min 6. 銑刀直徑和工作臺的進給量 查[2](第三版)表[6-4]取銑刀直徑d=60

45、mm 主軸計算轉速由公式（2.1） 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 實際主軸進給速度由公式（2.2） 當=95r/min時工作臺的分鐘進給量由公式（2.3） 7. 切削工時 查2得 由公式（2.4） 工序30 粗銑左凹槽面 圖（2.5）左凹槽面 1. 工件材料：HT200，鑄造 2. 粗銑左端面階梯粗糙度達到Ra12.5 3. 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查[1]表4-44） 4. 刀具選擇:W18Cr4V高速鋼端銑刀。銑削寬度0～60,深度取刀具直 do=60mm。選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8，刀齒斜角λs=－1

46、0,主刃Kr=60.過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm, z=6。 5. 切削用量 銑削深度：由于切削量不大在此選擇切深a=2mm，且為粗加工，一次走刀便可完成 每齒進給量：機床功率為7.5kw，在（5~10）KW之間，取圓柱銑刀（高速鋼）作為刀具加工材料為鑄鐵查表[1]表4-76取=（0.20~0.30）mm/z。取=0.25mm/z 切削速度：由于切削灰口鑄鐵鑄鐵，且為粗加工，也為了保護刀具，切削速度不應太大，查[1] 表4-79，表4-79，加工材料為低中碳鋼，206HBS<220HBS高速鋼刀具銑削速度（0.35m/s~2.67）m/s 取銑削速度=0.3

47、5m/s=21m/min 6. 銑刀直徑和工作臺的進給量 查[2](第三版)表[6-4]取銑刀直徑d=60mm 計算主軸轉速由公式（2.1） 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =95r/min 實際主軸進給速度由公式（2.2） 當=95r/min時工作臺的分鐘進給量由公式（2.3） 7. 切削工時 查2得 由公式（2.4） 工序40 鉆φ20的孔 圖（2.6）孔加工面 1. 工件材料：HT200，鑄造 2. 加工要求 鉆φ18的孔,為下面的半精加工和精加工留余量 3. 機床：Z3040（查[1]表4-41）

48、 4. 刀具選擇：硬質合金直柄麻花鉆（YG8）刀具直徑選擇φ18 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃,β=30,2φ=120，2φ1 = 705，bε＝4.5mm， a。= 11,ψ= 50，b＝2.5mm, l＝5 mm。 5. 確定切削用量 切削深度：a =h=29mm 進給量：由于刀具材料YG8，加工材料為HT200刀具直徑φ18，查表[1]表4-65 =0.40~0.48mm/r，由于零件材料HT200為較高強度鑄鐵，所以鉆孔時需乘修正系數0.75，所以=0.30~0.36mm/r，結合Z3040主要技術參數，取=0.32mm/r 切削速度：查2表2-32由于加工材料為鑄鐵

49、。刀具為硬質合金鉆頭，206HBS<220HBS，所以取切削速度=0.5m/s=30m/min 計算主軸轉速由公式（2.1） 參照Z3040說明書取主軸轉速=500r/min 實際切削速度公式（2.2） 故實際切削速度為28.26m/min 6. 切削工時 取=500r/min，鉆孔的加工工時計算公式 （2.5） 公式（1.5）說明的是鉆孔加工工時t（min）與基準加工面，入切量，出切量的和 （mm），進給量 （mm/r）和實際主軸轉速 之間的關系

50、 由公式（2.5） 工序50 鉆一個M10螺紋孔的底孔 圖（2.7）鉆孔面 1. 工件材料：HT200，鑄造 2. 加工要求：鉆一個M10螺紋孔的底孔 3. 機床：Z3040（查[1]表4-41） 4. 刀具選擇：硬質合金直柄麻花鉆（YG8）刀具直徑選擇φ8.5 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃,β=30,2φ=120，2φ1 = 705，bε＝4.5mm， a。= 11,ψ= 50，b＝2.5mm, l＝5 mm。 5. 確定切削用量 切削深度：a=20mm 進給量：由于刀具材料YG8，加工材料為HT200刀具直徑φ8.5，查表[1]表4-65，=0.22

51、~0.28mm/r,由于零件材料HT200為較高強度鑄鐵，所以鉆孔時需乘修正系數0.75,=0.165~0.21mm/r,結合Z3040主要技術參數取=0.20mm/r 切削速度：查表金屬查[2]表2-32由于加工材料為鑄鐵。刀具為硬質合金鉆頭，206HBS<220HBS，且加工直徑不大，所以取切削速度=0.25m/s=15m/min 主軸計算轉速公式（2.1） 結合Z3040說明書，取=630r/min 實際切削速度公式（2.2） 故實際切削速度為16.81m/min 6. 切削工時 由公式（2.5） 工序70 半精銑下表面 圖（2.8）銑削面 1

52、. 工件材料：HT200，鑄造 2. 加工要求：半精銑下表面，使粗糙度達到Ra6.3 3. 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查[1]表4-44） 4. 刀具選擇：W18Cr4V高速鋼端銑刀,銑削寬度0～60,深度取刀具直徑do=60mm。選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8，刀齒斜角λs=－10,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm, z=6。 5. 切削用量 銑削深度：由于切削量不大在此選擇切深=1mm，半精加工，加大主軸轉速一次走刀便可完成 每齒進給量：機床功率為7.5kw，取圓柱銑刀作為刀且為半精加工具查[1]表4-76

53、取=0.25mm/z。 切削速度:查[1]表4-79，由于是半精加工，銑削速度應選較大值，=100m/min 6. 銑刀直徑和工作臺進給量 查2(第三版)表[6-4]得銑刀直徑d=60mm 公式（2.1）計算主軸轉速 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =475r/min 公式（2.2）實際銑削速度 當=475r/min時工作臺的分鐘進給量公式（2.3） 7. 切削工時 查2 =64+3+3=70 公式（2.4） 工序80 擴φ20H8的孔 圖（2.9）孔加工面 1.工件材料：HT200，鑄造

54、 2. 加工要求：擴φ18的孔至φ19.8的尺寸 3. 機床：Z3040（查[1]表4-41） 4. 刀具選擇：硬質合金擴孔鉆φ19.8 鉆頭幾何形狀為雙錐修磨橫刃，β=30，2φ=120，2φ1 = 70+_5，bε＝0mm， a。=13,ψ= 50，b＝0mm, l＝ 0 mm。 5. 確定切削用量 確定進給量：查表[1]表4-68， =（2.2~2.4），（鉆孔進給量），=（2.2~2.4）0.32=（0.704~0.768）mm/r,由于零件材料HT200為較高強度鑄鐵，所以鉆孔時需乘修正系數0.75,=(0.528~0.876)mm/r,結合Z3040主要

55、技術參數取=0.63mm/r 切削速度:查表[1]表4-68，=（1/2~1/3），（鉆孔切削速度）=(9.42~14.13)m/min,結合Z3040主要技術參數取=11.22m/min。 公式（2.1）主軸計算轉速 參照Z3040說明書取=200r/min 實際主軸進給速度公式（2.2） 所以實際切削速度為12.43m/min 背吃刀量：a=28mm 5. 切削工時 l=18+3+1=22 公式（2.5）鉆孔工時 工序90 擴φ28的孔 圖（2.10）擴孔面 1. 工件材料：HT200，鑄造 2. 加工要求：按圖紙所示

56、擴φ28的孔 3. 機床：Z3040（查[1]表4-41） 4. 刀具選擇：硬質合金擴孔鉆刀具直徑φ28 鉆頭幾何形狀為雙錐修磨橫刃，β=30，2φ=120，2φ1 = 70+_5，bε＝0mm， a。=13,ψ= 50，b＝0mm, l＝ 0 mm。 5. 切削用量：由于所要加工的孔是沉頭孔，擴圓柱式沉頭孔時進給量及切削速度為鉆孔時的1/2~1/3，故 =（）=(9.42~14.13)m/min,結合Z3040主要技術參數取 =11.22m/min。 主軸計算轉速公式（2.1） 參照Z3040說明書取=200r/min 實際進給速度公式（2.2） 所以實際切削速度

57、為12.43m/min =（1/2~1/3）=（1/2~1/3）0.32=(0.16~0.11)mm/r 結合Z3040說明書，取0.13mm/r 6.切削工時 l=4+0+10=14 公式（2.5）， 工序100 鉸φ20H8的孔 圖（2.11）鉸孔面 1. 工件材料：HT200，鑄造 2. 加工要求：按圖紙所示鉸φ20的孔，且粗糙度達到Ra6.3 3. 機床：Z3040（查[1]表4-41） 4. 刀具選擇：φ20mm硬質合金鉸刀 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，β=30，2φ=120，2φ1 =，bε＝0mm， a。=13,ψ= 50，

58、b＝0mm, l＝ 0 mm。 5. 切削用量： 確定進給量：[1]表4-70, =（0.8~1.2）mm/r，按Z3040說明書取=1.00mm/r。 確定切削速度v和n： 查[機械加工工藝師手冊]表28-39，v=7.6m/min，得修正系數， 所以=7.60.880.99=6.62m/min 公式（2.1）計算主軸轉速 結合Z3040說明書=100r/min。 所以實際鉸孔速度公式（2.2） 背吃刀量：a =8mm 6. 切削工時 公式（2.5）鉸孔工時 工序110 攻一個M10的螺紋 圖（2.12）攻螺紋面 1. 工件材料：HT2

59、00，鑄造 2. 加工要求：攻M10的螺紋 3. 機床：Z3040 4. 刀具選擇：φ10的絲錐 5. 切削用量： 由于是公制螺紋M10，查[2]8-13得=0.1m/s=6m/min, =0.25mm/r 由公式（2.1）主軸計算轉速 參照Z3040說明書，取=200r/min 由公式（2.2）實際鉸孔進給速度 5. 切削工時 查2，入切量出切量都是3mm =20+3+3=26 由公式（2.5）鉸孔加工工時 具體數據可參照尺寸簡表，過程可參照工藝卡片。 2.3 夾具設計 2.3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑端面，本道工序加工精度要求不高，為此，主

60、要考慮如何提高生產效率上，精度順帶考慮。 2.3.2 定位基準的選擇 基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。根據基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。 1. 設計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。 2. 工藝基準 零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。 （1）裝配基準 裝配時用以確定零件在部件或產品中的位置的基準，稱為裝配基準。 （2）測量基準 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。 （3）工序基準 在加工工序中，

61、用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。 （4）定位基準 工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。

62、我們采用加工的底面和側面為定位基準，采用擋銷和支撐釘定位，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決用壓緊螺母作為夾緊機構定。 2.3.3 確定設計方案 圖（2.13）夾具體 2.3.4 切削力及夾緊力計算 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結構特點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結構形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結構的設計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應垂直于主要

63、定位基準面 （2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 2. 夾緊力作用點的選擇 （1）應能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產生位移或偏轉。 （2）應盡量避免或減少工件的夾緊變形 （3）夾緊力作用點應盡量靠近加工部位 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計算。 （3）對重型工件應考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。 （4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力 （1）刀

64、具： 采用端銑刀 機床： XA6132立式銑床 由由參考文獻《機床夾具設計手冊》（3）表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： （2.6） 查（3）表 9.4—8 得其中： 修正系數 z=24 代入上式，可得 =456N 由參考文獻《金屬切削刀具》可得： 垂直切削力 ：（對稱銑削） 背向力: 根據工件受力切削力、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

65、理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。即： 安全系數K= 其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續(xù)切削系數1.1 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。 (2)夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中為夾緊面上的摩擦系數，取 G為工件自重

66、 夾緊螺釘： 公稱直徑d=15mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 2.3.5 定位誤差分析 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向