0020-法蘭盤加工工藝及銑床夾具設(shè)計（全套CAD圖）
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畢業(yè)設(shè)計說明書
設(shè) 計 說 明 書 目 錄
一. 序 言
二. 零件的分析
（一）確定毛坯的制造形式
（二）基面的選擇
（三）制訂工藝路線
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
（五）確定切削用量及基本工時
三. 夾具設(shè)計
（一）問題的提出
（二）夾具設(shè)計
四.參考文獻
五.附圖
序??言
機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習(xí)之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
通過本次課程設(shè)計，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：
1 能熟練運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。
2 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
3 學(xué)會使用機械加工工藝手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。
就我個人而言，我希望通過本次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加生產(chǎn)實踐打下一個良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計尚存在許多不足之處，懇請各位老師予以指教。
一、零件的分析
（一）零件的作用
題目所給的零件是法蘭盤（見附圖1），其為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠該法蘭盤定心。法蘭盤內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。
（二）零件的工藝分析
法蘭盤共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
1．以ф80孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：ф60H7孔及其倒角以及與其垂直的端面，ф80m6外表面，兩個M64*1.5的槽，ф36 0+0.63孔以及與其垂直的端面，ф52m6外表面B及退刀槽，三個互成
120°的ф16.5階梯孔的兩端面。
2．以A面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：三個互成120°的ф16.5階梯孔，M、N兩個端臺。
這兩組表面之間有著一定的位置要求，主要是：
ф60H7孔對B端面的徑向圓跳動公差為0.04mm。
由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。
二、工藝規(guī)程設(shè)計
（一）確定毛坯的制造形式
材料為HT150?？紤]到法蘭主要承受靜壓力，因此選用鑄件。
（二）基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。
按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（如果必須首先保證工件上欲加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)），孔ф60H7與B端面有0.04mm的圓跳動公差要求，現(xiàn)選擇ф52m6外表面B為粗基準(zhǔn)，利用三爪自定心卡盤加持外圓A，并且使卡盤端面緊靠A端面，這樣可以消除所有六個自由度，達到完全定位。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。
（三）制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1．工藝路線方案一
工序010??粗車ф16.5端面，粗、精車外圓ф80m6及車倒角，車兩個槽ф64，車外圓ф52m6、退刀槽及倒角，車端面A。
工序020??擴孔ф60H7，擴孔ф36 0+0.63 ，絞孔ф60H7，絞孔ф36 0+0.63
工序030??車兩個槽M64*1.5，車孔ф60H7倒角。
工序040??銑ф80m6端面，銑端臺M，銑端臺N。
工序050??鉆三個孔ф16.5，鉆三個孔ф11。
工序060??拉槽6*6。
工序070??磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
工序080??表面處理，檢驗入庫。
2．工藝路線方案二
工序010??粗車ф80m6外圓柱面，車ф120外圓柱面，車ф80m6端面及倒角，車ф16.5端面及倒角，精車外圓ф80m6，粗車ф60H7孔，精車ф60H7孔及倒角，車螺紋M64*1.5，車兩個密封槽ф64。
工序020??車ф52m6端面，車端面A，車ф52m6外圓柱面、倒角及退刀槽，鉆孔ф36 0+0.63，精車孔ф36 0+0.63。
工序030??鉆三個孔ф16.5，鉆三個孔ф11。
工序040??拉槽6*6。
工序050??銑端臺M，銑端臺N。
工序060??磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
工序070??表面處理，檢驗入庫。
3．工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點在于：方案一選擇對孔ф36 0+0.63進行鑄造然后在機加工（擴、絞），對ф60H7孔采取先擴后絞。在加工過程中，要進行七次裝夾，用五套夾具，共八道工序。方案二選擇對孔ф36 0+0.63進行先鉆后車，對ф60H7孔采取先粗車后精車。在加工過程中，要進行六次裝夾，用五套夾具，共七道工序。相比之下，方案工序更為簡單。在工序安排中，裝夾次數(shù)越多，定位次數(shù)越多，造成的定位誤差也就越大，而且所用工時會越多。而且方案一沒能完成車螺紋M64*1.5工序。除此以外，方案二的010、020工序可合并為一個工序，兩個方案都沒有考慮到零件毛坯為鑄件，因而在所有機加工之前，應(yīng)先安排除砂工序。綜合考慮以上各方面，對方案進行改進，改進后的具體工藝方案確定如下：
工序010??除砂。
工序020??粗車ф80m6外圓柱面，車ф120外圓柱面，車ф80m6端面及倒角，車ф16.5端面及倒角，精車外圓ф80m6，粗車ф60H7孔，精車ф60H7孔及倒角，車螺紋M64*1.5，車兩個密封槽ф64。（以ф52m6外圓柱面為粗基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф52m6外圓柱面）
車ф52m6端面，車端面A，車ф52m6外圓柱面、倒角及退刀槽，鉆孔ф36 0+0.63，精車孔ф36 0+0.63。（以ф80m6外圓柱面為精基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф80m6外圓柱面）
工序030??鉆三個通孔ф11，鉆三個孔ф16.5，惚沉頭孔ф16.5（以端面A為精基準(zhǔn)，）
工序040??拉槽6*6。
工序050??銑端臺M，銑端臺N。
工序060??磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
工序070??表面處理，檢驗入庫。
將以上內(nèi)容一并填入工藝過程卡片，見附表1。
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“法蘭盤”零件材料為HT150，硬度為，毛坯的重量為kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄件。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．外圓表面（ф80m6，ф52m6，ф120）
外圓ф80m6，表面粗糙度要求1.6?m,公差等級為 6級，查《機械加工技術(shù)機械加工工藝手冊》（以下簡稱《機械加工工藝手冊》）表3-9（P87）采用先車（只能達7級精度），然后再磨（可達6級精度）。根據(jù)其尺寸，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm,精車雙邊余量為2Z=1mm，查《機械加工工藝手冊》15-13(P567),選用磨削的雙邊余量為2Z=0.4mm。
外圓ф52m6，表面粗糙度要求為3.2?m，公差等級為 6級，查《機械加工工藝手冊》表3-9（P87）采用先車，然后再磨。根據(jù)其尺寸，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm，精車雙邊余量為2Z=1mm，查《機械加工工藝手冊》15-13(P567),選用磨削的雙邊余量為2Z=0.4mm。
外圓ф120，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm。
2．內(nèi)孔表面（ф60H7，ф36 0+0.63 ）
內(nèi)孔ф60H7，查《機械加工工藝手冊》表3-9（P87），采取先粗車再精車。根據(jù)其尺寸，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm，查《機械加工工藝手冊》9-11(P401),選用精車的雙邊余量為2Z=0.4mm。
內(nèi)孔ф36 0+0.63，查《機械加工工藝手冊》表3-5（P74），為9級公差要求，查《機械加工工藝手冊》表3-9（P87），采取先鉆孔后精車。根據(jù)其尺寸，選用鉆孔的雙邊余量為2Z=35.6mm，查《機械加工工藝手冊》9-11(P401),選用精車的雙邊余量為2Z=0.4mm。
3．外圓端面加工余量及公差（ф80m6及ф52m6端面）
外圓ф80m6端面粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗銑的表面粗糙度為3.2-6.3?m，可達要求，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
外圓ф52m6端面粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗車的表面粗糙度為3.2-6.3?m，可達要求，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
6. ф16.5端面
ф16.5端面的粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗車的表面粗糙度可達6.3?m，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
5．端面A
端面A粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗車的表面粗糙度可達6.3?m，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
6. 端臺M、N
端臺N距內(nèi)孔ф36中心的距離為54mm，無公差要求，表面粗糙度要求為6.3?m，計算得其需切削量為6±0.5mm，根據(jù)《機械加工工藝手冊》P480敘述，選用一次銑削成型。端臺M距內(nèi)孔ф36中心的距離為34.5-0.40-0.20，表面粗糙度要求為6.3?m，公差為200?m，查《機械制圖》表8.5（P232），為12級公差要求，計算得其需切削量為26.5±0.5mm。根據(jù)《機械加工工藝手冊》P480敘述，選分四次銑削成型。
（五）確定切削用量及基本工時
工序010：除砂
工序020：粗、精車ф80m6外圓柱面，車ф120外圓柱面，車ф80m6端面及倒角，車ф16.5端面及倒角，，粗車ф60H7孔，精車ф60H7孔及倒角，車螺紋M64*1.5，車兩個密封槽ф64。（以ф52m6外圓柱面為粗基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф52m6外圓柱面）
車ф52m6端面，車端面A，粗、精車ф52m6外圓柱面、倒角及退刀槽，鉆孔ф36 0+0.63，精車孔ф36 0+0.63。（以ф80m6外圓柱面為精基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф80m6外圓柱面）
工件材料：HT150，HB=150,金屬模鑄造。
加工要求：車外圓ф80m6及車倒角，表面粗糙度要求為1.6?m，6級公差要求；車兩個槽M64*1.5；車外圓ф52m6、退刀槽及倒角，表面粗糙度要求為3.2?m，6級公差要求；車端面A，表面粗糙度要求為6.3?m。
機床：C620-1臥式車床。
刀具：YT15外圓車刀、 YT15端面車刀、 YT15內(nèi)圓車刀、高速鋼螺紋車刀，刀桿尺寸為16*25mm2。
切削用量：
1. 粗車ф80m6外圓柱面
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380），當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm*25mm，ap=1mm,工件直徑為80mm時
f=0.8-1.2mm/r
取f=0.8mm/r
2）計算切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381），切削速度的計算公式為（壽命選60T）
Vc=CV*KV/(Tmapxfy)m/min
其中：CV=158, x=0.15, y=0.40, m=0.20。修正系數(shù)見《機械加工工藝手冊》表8-61至表8-69，即
KMv=1.44, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBv=0.97。
所以? ?? ?? ?vc=158*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97/(600.2*10.15*0.80.40)
? ?? ?? ?? ???=71.85(m/min)
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*71.85/(3.14*80)=286(r/min)
4)切削工時? ?根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(41+1)/286*0.8=0.18(min)
2. 精車外圓ф80m6
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.6mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=102m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*102/(3.14*80)=406(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/406*0.6=0.17(min)
3. 車ф120外圓柱面
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=1.0mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=85m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*85/(3.14*120)=225(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(15+1)/225*1.0=0.07(min)
??4. 車ф80m6端面及倒角
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.8mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=105m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*105/(3.14*80)=418(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/418*0.8=0.12(min)
5. 車ф16.5端面及倒角
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.4mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=35m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*16.5)=675(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(8.3+1)/675*0.4=0.04(min)
6. 粗車ф60H7孔
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.6mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=106m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*106/(3.14*60)=560(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/560*0.6=0.13(min)
7. 精車ф60H7孔及倒角
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.4(mm/r)
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=112(m/min)
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*112/(3.14*60)=590(r/min)
4) 切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/590*0.4=0.18(min)
8.車螺紋M64*1.5
采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時走刀次數(shù)為i=4;精車螺紋時，走刀次數(shù)為i=2.螺距 t=1.5mm,所以進給量f=1.5mm/r.
1) 切削速度? ?根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
粗車螺紋時：? ?vc=21m/min
精車螺紋時：? ?vc=35m/min
2) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
粗車螺紋時：n1=1000vc/(Лd)=1000*21/(3.14*64)=105(r/min)
精車羅紋時：n2=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*64)=174(r/min)
3)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
粗車螺紋時：t1=(l+y+△)*i/nf=(15+1)*4/(105*1.5)=0.41(min)
精車螺紋時：t2=(l+y+△)*i/nf=(15+1)*2/(174*1.5)=0.12(min)
9. 車兩個密封槽ф64
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.5mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=84m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*84/(3.14*64)=418(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=2*(l+y+△)/nf=2*(2+1)/418*0.5=0.03 (min)
10. 車ф52m6端面
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.5mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=90m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*90/(3.14*52)=551(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/551*0.5=0.04(min)
11.車端面A
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=1.0mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=82m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*82/(3.14*120)=218(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(35+1)/218*1.0=0.17(min)
12. 粗車ф52m6外圓柱面
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.5mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=105m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*105/(3.14*52)=643(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/643*0.5=0.04(min)
13. 精車ф52m6外圓柱面倒角及退刀槽
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.4mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=125m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*125/(3.14*52)=765(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/765*0.4=0.04(min)
14. 鉆孔ф36 0+0.63
1）進給量? ?f=0.2mm/r? ? (見《機械加工工藝手冊》表10-15（P437）)
2）切削速度??Vc=40(m/min)? ?(見《機械加工工藝手冊》表10-15（P437）
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*40/(3.14*36)=350(r/min)
4) 切削工時? ?根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=22/(350*0.2)= 0.32(min)
15. 精車孔ф36 0+0.63
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.3mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=108m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*108/(3.14*36)=950(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/950*0.3=0.15(min)
工序030：鉆三個通孔ф11，鉆三個孔ф16.5，惚沉頭孔ф16.5
機床：立式鉆床Z525
刀具：高速鋼鉆頭
切削用量：
1.? ? ? ? 鉆三個通孔ф11??
刀具材料：高速鋼。
1）進給量? ?f=0.2mm/r? ? (見《機械加工工藝手冊》表10-15（P437）)
2）切削速度??Vc=40(m/min)? ?(見《機械加工工藝手冊》表10-15（P437）
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*40/(3.14*11)=1150(r/min)
4)切削工時? ?根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=3*(l+y+△)/nf=15/(1150*0.2)= 0.21(min)
2. 鉆三個階梯孔ф16.5? ?刀具材料：高速鋼。
1）進給量? ?f=0.2mm/r? ? (見《機械加工工藝手冊》表10-15（P437）)
2）切削速度??Vc=40(m/min)? ?(見《機械加工工藝手冊》表10-15（P437）
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*40/(3.14*16.5)=770(r/min)
4) 切削工時? ?根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=3*(l+y+△)/nf=5/(770*0.2)= 0.1(min)
2.? ? ? ? 惚沉頭孔ф16.5
工序040：拉槽6*6
機床：臥式拉床L6120
刀具：高速鋼拉刀
切削用量：
1）進給量 f??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.02mm
2）切削速度??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表12-8（P462）
vc=30m/min
3) 確定機床行程數(shù)
ns=z/f=6.0/0.3=20
4)切削工時??根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=2*(l+△)* ns/(1000vc)=2*30*20/30=(min)
工序050：銑端臺M，銑端臺N。
機床：立式銑床X63
刀具：鑲齒三面刃銑刀（高速鋼）
切削用量：
1. 銑端面N
1）進給量? ?f=2.0mm/r? ? (見《機械加工工藝手冊》表13-8（P481）)
2）切削速度??Vc=20(m/min)? ?(見《機械加工工藝手冊》表13-12（P484）
3）切削深度??ap=6mm??(見《機械加工工藝手冊》P480敘述）
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*20/(3.14*100)=65(r/min)
5) 切削工時? ?根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=48/(65*2.0)=0.37 (min)
3.? ? ? ? 銑端臺M
1）進給量? ?f=2.0mm/r? ? (見《機械加工工藝手冊》表13-8（P481）)
2）切削速度??Vc=20(m/min)? ?(見《機械加工工藝手冊》表13-12（P484）
3）切削深度??由于該工序余量較大（26.5±0.5mm），所以分四次銑削成型。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》P480敘述，通常鑄鐵件銑削深度為5-7mm,所以，前三次選用ap=7mm，第四次選用ap=5.5mm。
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*20/(3.14*100)=65(r/min)
5) 切削工時? ?根據(jù)《機械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=4*(l+y+△)/nf=100*4/(65*2.0)= 3.08(min)
工序060：磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
機床：外圓磨床M1412
刀具：根據(jù)表15-2至15-7，選用WA46KV6P200*32*125型砂輪。
其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，
平型砂輪，其尺寸為200*32*125(D*B*D)。
切削用量：
1.? ? ? ? 磨外圓ф80m6
1）工件速度? ?VW=25m/min? ?見《機械加工工藝手冊》表15-12（P566）
2) 進給量? ?軸向fa=2.0mm/min
徑向fr= 0.015mm/雙行程? ?(見《機械加工工藝手冊》表13-8（P480）)
3）切削深度??ap=0.03mm
4) 砂輪速度??v=35m/min
5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*200)=57(r/min)
6）加工工時
tm=2LZbK/1000fafr
式中，L—加工長度，40mm;
? ?? ?Zb—單面加工余量，0.2mm;
? ?? ?K?—系數(shù)，1.10；
? ?? ?fa—工作臺軸向移動速度；
? ?? ?fr—工作臺往返一次砂輪徑向進給量。
tm=2*40*0.2*1.1/（1000*2.0*0.015）=0.60（min）
2.? ? ? ? 磨外圓ф52m6
1）工件速度? ?VW=25m/min? ?見《機械加工工藝手冊》表15-12（P566）
2) 進給量? ?軸向fa=2.0mm/min
徑向fr= 0.015mm/雙行程? ?(見《機械加工工藝手冊》表13-8（P480）)
3）切削深度??ap=0.03mm
4) 砂輪速度??v=35m/min
5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*200)=57(r/min)
6）加工工時
tm=2LZbK/1000fafr
? ?? ???=2*10*0.2*1.1/（1000*2.0*0.015）=0.15（min）
工序070：表面處理，檢驗入庫。
最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工序卡片，見附表2-6
夾具設(shè)計
為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第五道工序—粗銑M、N兩端面的銑床夾具。本夾具將用于X63立式銑床，刀具為高速鋼鑲齒三面刃銑刀，分別對工件的兩個端臺進行加工。
（一）問題的提出
本夾具主要用來銑M、N兩個端臺，這兩個端臺對階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63都有一定的技術(shù)要求。在加工本道工序時，階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63都已經(jīng)加工好，因而，主要要考慮加工精度，除此還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度的問題。
（二）夾具設(shè)計
1. 工件裝夾方案的確定
工件裝夾方案的確定，首先應(yīng)考慮滿足加工要求。端臺N平面與三個階梯孔中其中一個與ф36 0+0.63中心連線平行，該位置精度要求可以通過三個階梯孔中的任意一個以及ф36 0+0.63進行定位來保證，其ф36 0+0.63中心的距離為54mm,該尺寸要求可以通過試切以及機床本身來保證。端臺M與端臺N垂直，可以在加工完端臺N后通過分度（90°）來保證。端臺M表面與ф36 0+0.63中心有34.5-0.40-0.2的尺寸要求，可以通過試切以及機床本身來保證。
在加工過程中，應(yīng)該對工件的6個自由度都進行限制，在該設(shè)計中，通過導(dǎo)柱與ф36 0+0.63進行配合，階梯孔下端面與夾具表面壓緊來限制5個自由度，通過一個菱形銷與一個ф11孔配合來限制工件繞Z軸轉(zhuǎn)動的自由度，這樣，達到工件的全定位。之所以采用菱形銷而不用圓柱銷是為了避免過定位。
工件定位方案的確定除了考慮加工要求外，還應(yīng)結(jié)合定位元件的結(jié)構(gòu)及加緊方案實現(xiàn)的可能性而予以最后確定。
考慮到工件為大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度，宜采用盡可能簡單的加緊裝置，該設(shè)計中采用一個螺桿、螺母與一塊壓板作為壓緊裝置，只需擰緊一次螺母，即可以完成整個加工工序。在加工完成后，只需松一次螺母，就可以取出工件，較為簡便。由于該夾緊裝置主要是壓緊工件，限制Z方向的自由度，而本工序采用的是X63立式銑床，高速鋼鑲齒三面刃銑刀來銑側(cè)端面，作用在Z方向的切削力很小，因而不需要很大的加緊力，而且可以采用長柄扳手，因而工人的勞動強度不大。
2．定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，M、N兩個端臺對階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63都有一定的位置精度要求，應(yīng)以階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63中心線所確定平面為定位基準(zhǔn)，限制三個不定度。為保證工件位置精度加工時的穩(wěn)定性，又考慮到夾具的盡可能簡化，選用孔ф36 0+0.63、階梯孔ф16.5中心為第一和第二定位基準(zhǔn)，通過導(dǎo)柱8和菱形銷9（見夾具裝配圖）實現(xiàn)定位。又為了保證加工時的穩(wěn)定性，選用階梯孔下端面為第三定位基準(zhǔn)，通過其與定位裝置基座上端面壓緊實現(xiàn)定位。
3．定位誤差分析
1）定位元件尺寸及公差的確定
夾具的主要定位元件為導(dǎo)柱8和菱形銷9。導(dǎo)柱8的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為本零件在工作時與其相配孔相同，即ф36 -0.630。菱形銷9的尺寸與公差規(guī)定為8*11H10mm.
2) 零件圖樣規(guī)定端臺M表面與ф36 0+0.63中心有34.5-0.40-0.2的尺寸要求，固要求ф36 0+0.63中心在ф16.5、孔ф36 0+0.63中心連線方向的公差為0.6mm.
已知導(dǎo)柱8尺寸及公差為ф36 -0.630，其中心沿直徑方向的公差為0.31mm,小于0.6mm,能滿足零件的精度要求。
4．切削力及加緊力計算
刀具：高速鑲齒三面銑刀，直徑D=100，厚度B=20mm,齒數(shù)Z=10。
F=CFapxFfzyaeuFz/（do UF）
其中：
CF=650，ap=7.0mm,xF=1.0,fZ=0.08mm,yF=0.70,ae=35,uF=0.78,do=100mm,
qF=0.8,wF=0,Z=10
所以 F=650*7.0*0.080.70*350.78*10/（1000.78）=2576（N）
水平分力：FH=1.1F=1.1*2576=2833（N）
垂直分力：FV=0.3F=0.3*2576=773（N）
在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4
其中，K1為基本安全系數(shù)1.5；
K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；
K3為刀具鈍化系數(shù)1.1；
K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1；
所以，切削力F實=KFH=1.5*1.1*1.1*1.1*2833=5656（N）
設(shè)計中選用螺桿—楔塊為壓緊機構(gòu)，楔角α=60°，
所以，由螺桿產(chǎn)生的實際壓緊力為N
N*sin60°*sin30°=F實
N=13060(N)
根據(jù)《手冊》表5-94，粗牙螺紋M10可保證載荷為22000，有較大余量，可滿足要求，因而選用M10螺紋。
5. 其它元件的選擇與設(shè)計
夾具的設(shè)計除了考慮工件的定位和加緊之外，還要考慮夾具如何在機床上定位，以及加工中的輔助裝置等。在本工序中，M、N兩個端臺互成90°，為了避免多次裝夾造成的定位誤差，也為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，本設(shè)計中通過設(shè)置分度裝置來進行分度，在加工完N端臺后，只需轉(zhuǎn)動分度盤就可以實現(xiàn)對M端臺的定位。既然設(shè)置了分度裝置，就要考慮如何對分度裝置進行鎖緊以及分度裝置應(yīng)如何定位等問題。
參考《機械加工工藝裝備設(shè)計手冊》（機械工業(yè)出版社）關(guān)于分度裝置的介紹，選用鋼球分度銷（P644表3-168），該分度裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，其深度不大于剛球的的半徑，因而定位不可靠，僅適用于切削負(fù)荷小而分度要求不高的場合或者作為精密分度裝置的預(yù)定位。該工序中分度要求較高，所以可以采取該分度裝置作為預(yù)定位，然后再設(shè)置分度加緊裝置保證分度的可靠性。該分度裝置的通過在夾具底座上安裝一個鋼球分度銷,在定位裝置的底面上打四個互成角度的錐型孔實現(xiàn)的.根據(jù)P650表3-172關(guān)于分度鎖緊裝置的介紹，選用楔塊壓緊裝置對分度盤進行壓緊。分度盤要能繞工件中心軸線回轉(zhuǎn)，而且要能保證定位精度，考慮到以上因素，選用導(dǎo)柱作為分度盤的回轉(zhuǎn)軸和定位元件，為了保證穩(wěn)定性，導(dǎo)柱下端可以做成螺桿子，通過螺母將分度盤與夾具底座連接。
對于夾具來說，設(shè)計中的一個重要方面就是要考慮如何將夾具與機床工作臺進行連接和固定，設(shè)計的關(guān)鍵就是既要保證連接的可靠性又要考慮到裝、卸的方便。本工序采用X63立式銑床，機床工作臺上有T型槽，可以滑進一般型號的螺桿。根據(jù)P665表3-186關(guān)于夾具體T型槽的介紹，選用鑄造用的型號，螺桿型號選用d=8mm,結(jié)構(gòu)的相關(guān)尺寸可查P665表3-186確定。
6．夾具設(shè)計及操作的簡要說明
銑床夾具的裝配圖見附圖3。在使用本夾具時,按照以下步驟進行:
將銑床工作臺中的螺柱分別移入夾具底座的四個缺口中,靠緊 用螺母擰緊 逆時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,松開定位裝置 轉(zhuǎn)動夾具定位裝置2,使分度盤歸位(剛球滑入錐中,菱形銷9位于右端) 轉(zhuǎn)出螺母6 拿出壓緊塊4 裝入工件(一個ф11孔充分卡入菱形銷釘) 順時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,壓緊定位裝置2 放入壓緊塊4 擰緊螺母
這樣,就可以開始加工端臺N,在加工完N后,按照以下步驟操作,準(zhǔn)備加工端臺M。
逆時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,松開定位裝置2 順時針轉(zhuǎn)動夾具的分度盤2,使分度盤轉(zhuǎn)入下一個分度位(轉(zhuǎn)過90°) 順時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,壓緊定位裝置2.
這樣,就可以開始加工端臺M了。
夾具有幾個相對位移比較頻繁的部分：壓緊塊11與楔塊12接觸面，壓緊塊11與夾具底座1接觸面，定位裝置2與夾具底座1接觸面，定位裝置2下導(dǎo)柱與夾具底座1底孔接觸面，在使用夾具時，要定期對這幾個部分進行潤滑（脂潤滑）。
參考文獻
1.《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》（第2版） 機械工業(yè)出版社
2.《機械制造工藝學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
3.《機械加工技術(shù)手冊》 北京出版社
4. 《機械加工工藝裝備設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社
第26頁
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