畢業(yè)設(shè)計(jì)---殼體零件的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題 目：殼體零件的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　班 級：

2、 </b></p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院</p><p><b>　　答辯日期： </b></p><p><b>　　摘 要

3、</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是一種殼體的工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)。該零件是一種支承和包容傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的殼體零件。設(shè)計(jì)中先進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)和工藝分析，確定粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)以及零件的加工余量與毛坯的尺寸，得出零件的加工工藝過程，接著再計(jì)算各工序的切削用量以及工時(shí)。</p><p>　　除此之外，還設(shè)計(jì)了一套專用車床夾具和專用鉆床夾具。首先確定合適的定位基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)夾具體，再選擇定位元件、夾

4、緊元件等部件。然后計(jì)算出定位誤差、夾緊力以及切削力，分析夾具的合理性。最后對關(guān)鍵部位進(jìn)行Proe有限元分析，確保夾具可以安全的工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：殼體；工藝分析；車床夾具；鉆床夾具；有限元分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is a process design

5、 and fixture design of the shell. This section is a shell of supporting and embracing transmission mechanism. In the design, it should first process the structural and industrial analysis of the section, and then determi

6、ne the coarse benchmark, fine benchmark, machining allowance and blank size of the section to obtain the process of the parts making. After that it calculated the cutting dosages of every process and the production time.

7、</p><p>　　In addition, this design involved a set of special milling fixture and a set of special drill press fixture. First, it identified the appropriate locating datum, chose clip specific. Then it chose

8、positioning components, clamping component, and so on. It should also calculate the positioning error, clamping force, cutting force and then analyze the rationality of the fixture. Finally it had a finite-element analys

9、is of the key parts to ensure that the fixture can work safely.</p><p>　　Key words: Shell; Process analysis; Turning attachment; Drill jig; FEA</p><p><b>　　目 錄</b></p><

10、p><b>　　第1章 前言1</b></p><p><b>　　第2章 引言1</b></p><p>　　2.1課題的提出原因1</p><p>　　2.2課題的主要內(nèi)容1</p><p>　　2.3課題的構(gòu)思2</p><p>　　2.4本人所完成的工

11、作量2</p><p>　　第3章 零件的工藝設(shè)計(jì)2</p><p>　　3.1 零件的功用及工藝分析2</p><p>　　3.2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)3</p><p>　　3.3機(jī)械加工余量及毛坯的尺寸確定9</p><p>　　3.4確定切削用量及基本工時(shí)10</p><p>　　

12、第4章 加工設(shè)備與工藝裝備選擇16</p><p>　　4.1選擇機(jī)床16</p><p>　　4.2選擇夾具16</p><p>　　4.3選擇刀具16</p><p>　　第5章 零件的車床夾具設(shè)計(jì)17</p><p>　　5.1車床夾具設(shè)計(jì)17</p><p>　　5.2問題的

13、提出19</p><p>　　5.3定位基準(zhǔn)的選擇20</p><p>　　5.4切削力及夾緊力的計(jì)算20</p><p>　　5.5夾具結(jié)構(gòu)及定位誤差的分析22</p><p>　　5.6心軸的有限元分析23</p><p>　　5.7車床夾具的截圖24</p><p>　　第6章

14、 鉆床夾具設(shè)計(jì)25</p><p>　　6.1問題的提出25</p><p>　　6.2定位基準(zhǔn)的選擇25</p><p>　　6.3切削力及夾緊力的計(jì)算25</p><p>　　6.4定位誤差的分析27</p><p>　　6.5夾具總體方案27</p><p>　　6.6夾緊裝置

15、28</p><p>　　6.7壓板的有限元分析28</p><p>　　6.8鉆套的選擇29</p><p>　　6.9鉆模板的設(shè)計(jì)30</p><p>　　6.10夾具的裝夾與拆卸30</p><p>　　6.11鉆床夾具截圖31</p><p><b>　　總

16、結(jié)33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　第1章 前言</b></p>

17、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。對于零件的工藝安排、夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械系學(xué)生都應(yīng)掌握的最基本的知識(shí)。這些內(nèi)容對于機(jī)械加工起著致關(guān)重要的作用。零件加工質(zhì)量的好壞、成本的高低，都是這些內(nèi)容的直接反映。這次的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是殼體零件。它的整個(gè)加工過程中涉及到毛坯的制造方法選擇、加工余量的計(jì)算、工藝路線的確定、機(jī)床夾具定位和夾緊裝置的設(shè)計(jì)、機(jī)械加工刀具和輔具的選擇、加工時(shí)間的計(jì)算以及專用夾具體的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。</p

18、><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)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，同時(shí)發(fā)現(xiàn)自己在專業(yè)知識(shí)方面的不足。為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　第2章 引言</b></p><p>　　2.1課題的提出原因</p><p>　　在現(xiàn)代制造技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，機(jī)床夾

19、具無論在傳統(tǒng)機(jī)床上還是在數(shù)控機(jī)床、加工中心上，仍是必不可少的重要工藝裝備。然而，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右機(jī)床夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10～20％左右。因此，設(shè)計(jì)各種專用夾具以減少夾具的損耗已經(jīng)擺上的日程。</p><p>　　2.2課題的主要內(nèi)容</p><p>　?。?）完成殼體零件的三維造型</p><p>　?。?）完成殼

20、體零件的工藝規(guī)程及工序卡片</p><p>　?。?）完成殼體上一副鉆夾具的設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　（4）完成殼體上一副車夾具的設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　?。?）完成夾具全部零件的三維造型及裝配</p><p>　　（6）完成關(guān)鍵零件的有限元分析</p><p><b>　　2.3課題的構(gòu)思</

21、b></p><p>　　在做銑夾具和鉆夾具的過程中，首先要分析殼體零件圖及加工的技術(shù)要求，其次考慮毛坯的選擇，再者要考慮制定機(jī)械加工工藝過程中一些關(guān)鍵問題，像基準(zhǔn)的選擇、零件表面加工方法的選擇、加工順序的安排和組合、加工路線的擬定等等都需要了解大量的資料后精心加以選擇和確定，最后結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)出方便實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的夾具。</p><p>　　2.4本人所完成的工作量</p>

22、;<p>　　殼體零件的三維造型及零件圖，以及工序過程卡，一副鉆夾具裝配圖及零件圖，一副銑夾具裝配圖及零件圖，全部零件的三維造型圖及裝配圖，關(guān)鍵零件的有限元分析</p><p>　　第3章 零件的工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 零件的功用及工藝分析</p><p>　　3.1.1 零件的功用</p><p>　　題目所給的

23、零件是殼體零件，即某種產(chǎn)品的外殼，主要作用是用來支承、包容、保護(hù)運(yùn)動(dòng)零件或其他零件，也起定位和密封作用，其三維形狀以及零件圖如下：</p><p><b>　　三維模型如下：</b></p><p>　　圖3.1 三維模型圖</p><p><b>　　二維零件圖如下：</b></p><p>　　

24、圖3.2 殼體零件圖</p><p>　　零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。</p><p>　　3.1.2零件的工藝分析</p><p>　　殼體零件共有兩組加工表面，它們相互間有一定的加工要求?，F(xiàn)分述如下:</p><p>　?。?）以φ20mm孔中心軸線為中心的加工表面。這一組加工表面包括：兩個(gè)直徑φ50mm的

25、外圓端面，兩個(gè)直徑為φ90mm的外圓端面及倒角，還有8個(gè)φ15mm的通孔，其中，主要加工表面為8個(gè)φ15mm的通孔。</p><p>　　（2）以φ18mm孔中心軸線為中心的加工表面。這一組加工表面包括：一個(gè)φ50mm的外圓端面，一個(gè)mm的孔，一個(gè)1:7梯形孔以及退刀槽。</p><p>　　這兩組加工表面之間有著一定的加工要求，主要是：</p><p>　　mm孔

26、的粗糙度要求是6.3； </p><p>　　1:7梯形孔的粗糙度要求是1.6；</p><p>　　其余各面及孔的粗糙度要求是12.5。</p><p>　　3.2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 確定生產(chǎn)類型</p><p>　?。?）確定生產(chǎn)綱領(lǐng)：機(jī)械產(chǎn)品在計(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)劃稱為

27、該產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)除了該產(chǎn)品在計(jì)劃期內(nèi)的產(chǎn)量以外，還應(yīng)包括一定的備品率和平均廢品率，其計(jì)算公式為3.1。</p><p><b>　　（3.1）</b></p><p>　　式中n為零件計(jì)劃期內(nèi)的產(chǎn)量；為備品率；平均廢品率。</p><p>　　由生產(chǎn)任務(wù)得：,,，代入公式計(jì)算，</p><p>　?。?/p>

28、2）確定生產(chǎn)類型：最終傳動(dòng)箱殼體長110mm，寬80mm，高100mm，屬于中型零件，殼體生產(chǎn)綱領(lǐng)為108件，屬于小批量生產(chǎn)。</p><p>　　3.2.2確定毛坯的制造形式</p><p>　　毛坯的鑄造方法：由上文可知，該殼體屬于小批量生產(chǎn)，對于毛坯制造宜采用金屬模機(jī)器造型、模鍛、壓力鑄造等。本次采用金屬模機(jī)器造型，這種鑄造方法的特點(diǎn)是鑄件內(nèi)部組織致密，機(jī)械性能較高，單位面積的產(chǎn)量高

29、，適用于泵體、泵蓋、殼體、減速箱體、汽缸頭等中、小型鑄件。毛坯的材料是HT200。</p><p>　　3.2.3基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　選擇工件的定位基準(zhǔn)，實(shí)際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證

30、精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)為精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。</p><p><b>　　（1）粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p><b>　　選擇的原則是：</b></p><p><b>　　a、非加工表面原則</b></p><p>　　b、加工余量最小原則<

31、/p><p><b>　　c、重要表面原則</b></p><p><b>　　d、不重復(fù)使用原則</b></p><p><b>　　e、便于裝夾原則</b></p><p>　　選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇對保證加工余

32、量的均勻分配和加工面與非加工面（作為粗基準(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。根據(jù)以上選擇的原則，可以選擇零件左端面作為粗基準(zhǔn)。這樣便于加工左右兩端面，便于保證其尺寸。</p><p><b>　?。?）精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p><b>　　選擇的原則是：</b></p><p><b>　　a、基準(zhǔn)

33、重合原則</b></p><p><b>　　b、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則</b></p><p><b>　　c、自為基準(zhǔn)原則</b></p><p><b>　　d、互為基準(zhǔn)原則</b></p><p><b>　　e、便于裝夾原則</b></p

34、><p>　　選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。根據(jù)以上選擇的原則，我們就可以φ20孔和φ50右端面定位，用可調(diào)輔助支承φ90外圓并找正φ20外圓母線。精基準(zhǔn)選擇φ20孔軸線,這樣可以便于在一次裝夾中車左右端面，完成所需零件形狀的加工，所以精基準(zhǔn)選擇φ20mm孔軸心線。</p><p>　　3.2.4工序的合理組合</p>

35、<p>　　確定基準(zhǔn)以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：</p><p><b>　?。?）工序分散原則</b></p><p>　　工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和

36、工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。</p><p><b>　?。?）工序集中原則</b></p><p>　　工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝

37、裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。</p><p>　　一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。</p><p>　　3.2.5制定工藝路線</p><p>　　加工工藝路線制定的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)效率和降低成本，并且能夠充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。制訂工藝路線的出

38、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技術(shù)要求能得到合理的保證。</p><p>　　根據(jù)以上分析制定的工藝路線如下(如圖3.2及3.3所示)：</p><p><b>　　工藝路線：</b></p><p>　?。?）工藝路線方案一：</p><p><b>　　工序1：鑄造毛坯。</b&g

39、t;</p><p><b>　　工序2：時(shí)效處理。</b></p><p><b>　　工序3：劃線。</b></p><p>　　工序4：粗銑左右φ50mm端面。</p><p>　　工序5：粗車φ90mm外圓端面并倒角C2。</p><p>　　工序6：鉆八個(gè)φ15mm

40、孔。</p><p>　　工序7：粗銑頂面φ50mm面。</p><p>　　工序8：鉆、擴(kuò)φ36mm孔。</p><p>　　工序9：鏜梯形孔與退刀槽。</p><p>　　工序10：粗鉸梯形孔。</p><p>　　工序11：鉆M8mm底孔φ6.7mm。</p><p>　　工序12：攻螺紋

41、M8。</p><p><b>　　工序13：去毛刺。</b></p><p><b>　　工序14：清洗。</b></p><p><b>　　工序15：檢驗(yàn)。</b></p><p><b>　　工序16：入庫。</b></p><

42、p>　?。?）工藝路線方案二：</p><p><b>　　工序1：鑄造毛坯。</b></p><p><b>　　工序2：時(shí)效處理。</b></p><p><b>　　工序3：劃線。</b></p><p>　　工序4：粗銑左右φ50mm端面。</p>

43、<p>　　工序5：粗銑頂面φ50mm面。</p><p>　　工序6：粗車φ90mm外圓端面并倒角C2。</p><p>　　工序7：鉆八個(gè)φ15mm孔。</p><p>　　工序8：鏜φ36mm孔。</p><p>　　工序9：鏜梯形孔與退刀槽。</p><p>　　工序10：粗鉸梯形孔。</p&g

44、t;<p>　　工序11：鉆M8mm底孔φ6.7mm。</p><p>　　工序12：攻螺紋M8。</p><p><b>　　工序13：去毛刺。</b></p><p><b>　　工序14：清洗。</b></p><p><b>　　工序15：檢驗(yàn)。</b>&

45、lt;/p><p><b>　　工序16：入庫。</b></p><p>　?。?）工藝方案比較與分析</p><p>　　上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工以φ18mm孔為中心的一組表面，然后以此為基準(zhǔn)加工八個(gè)φ15mm孔；而方案二則先完成所有面的加工，再加工各孔。經(jīng)比較可見，先加工以φ18mm孔為中心的一組表面，然后以此為基準(zhǔn)加工八個(gè)φ

46、15mm孔，這時(shí)的位置精度交易保證，并且定位及裝夾都較方便。但方案一中工序4與工序5中涉及到兩個(gè)不同的機(jī)床，不宜采用組合機(jī)床。故決定將方案一中工序4粗銑面改成粗車面，這樣工序4與工序5可采用同一個(gè)專用夾具，也不用重新裝夾，符合工序集中原則。還有就是方案一工序8用鉆、擴(kuò)φ36mm孔，而方案二工序8用鏜φ36mm孔，這兩個(gè)工序都可以完成零件的加工，但考慮到兩個(gè)方案工序9要鏜梯形孔及退到槽，如果用鉆、擴(kuò)φ36mm孔，便要更換機(jī)床，讓費(fèi)時(shí)間，故

47、采用鏜孔方案。具體工藝過程如下：</p><p><b>　　工序1：鑄造毛坯。</b></p><p><b>　　工序2：時(shí)效處理。</b></p><p><b>　　工序3：劃線。</b></p><p>　　工序4：粗車左右φ50mm端面。</p>&l

48、t;p>　　工序5：粗車φ90mm外圓端面并倒角C2。</p><p>　　工序6：鉆八個(gè)φ15mm孔。</p><p>　　工序7：粗銑頂面φ50mm面。</p><p>　　工序8：鏜φ36mm孔。</p><p>　　工序9：鏜梯形孔與退刀槽。</p><p>　　工序10：粗鉸梯形孔。</p>

49、<p>　　工序11：鉆M8mm底孔φ6.7mm。</p><p>　　工序12：攻螺紋M8。</p><p><b>　　工序13：去毛刺。</b></p><p><b>　　工序14：清洗。</b></p><p><b>　　工序15：檢驗(yàn)。</b><

50、;/p><p><b>　　工序16：入庫。</b></p><p>　　以上加工方案大致看來還是合理的。但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)加工8個(gè)φ15mm 孔時(shí)，因?yàn)樵摿慵?個(gè)φ15mm 孔全是通孔且加工深度不大，并且到下一表面的距離不大，極易造成鉆頭折斷或擦到下一表面上，甚至?xí)斐闪慵?bào)廢。為了解決這個(gè)問題，原有的加工路

51、線仍可保持不變，只是在加工8個(gè)φ15mm 孔時(shí)，觀察到鉆頭快鉆穿零件時(shí)，采用手動(dòng)進(jìn)給方式。因?yàn)榱慵切∨可a(chǎn)，故可以采用手動(dòng)進(jìn)給方式。這樣既可以避免鉆頭及零件的報(bào)廢，同時(shí)也照顧了原有的加工路線中裝夾方便的特點(diǎn)。還有在加工兩個(gè)φ50mm外圓端面以及兩個(gè)φ90mm外圓端面時(shí)涉及到兩次掉頭以及需要4次裝夾，讓費(fèi)了大量時(shí)間。為了解決這一問題，可以先加工φ50mm以及φ90mm外圓左端面，再掉頭一次加工右端面，減少了裝夾的次數(shù)以及掉頭的次數(shù)。因

52、此，最后的加工路線確定如下：</p><p><b>　　工序1：鑄造毛坯。</b></p><p><b>　　工序2：時(shí)效處理。</b></p><p><b>　　工序3：劃線。</b></p><p>　　工序4：粗車φ50mm右外圓端面，粗車φ90mm右外圓端面并倒角

53、C2。</p><p>　　工序5：粗車φ50mm左外圓端面，粗車φ90mm左外圓端面倒角C2。</p><p>　　工序6：鉆八個(gè)φ15mm孔（鉆頭快鉆穿零件時(shí)采用手動(dòng)進(jìn)給）。</p><p>　　工序7：粗銑頂面φ50mm面。</p><p>　　工序8：鏜φ36mm孔。</p><p>　　工序9：鏜梯形孔與退刀

54、槽。</p><p>　　工序10：粗鉸梯形孔。</p><p>　　工序11：鉆M8mm底孔φ6.7mm。</p><p>　　工序12：攻螺紋M8。</p><p><b>　　工序13：去毛刺。</b></p><p><b>　　工序14：清洗。</b></p&

55、gt;<p><b>　　工序15：檢驗(yàn)。</b></p><p><b>　　工序16：入庫。</b></p><p>　　以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。</p><p>　　3.3機(jī)械加工余量及毛坯的尺寸確定</p><p>　　加工余量是指加工過程中從加

56、工表面所切去的金屬層厚度。加工余量有工序余量和加工總余量之分，工序余量是指某一工序所切去的金屬層厚度；加工總余量是指某加工表面上切去的金屬層總厚度。</p><p>　?。?）粗銑各表面的加工余量：</p><p>　　由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2—35平面的加工余量，及考慮在鑄造過程中，表面會(huì)產(chǎn)生氣泡等部分，因此，加工余量得留大點(diǎn)。從而得出粗銑各表面的加工余量為3mm。&l

57、t;/p><p>　?。?）粗車左右φ50mm端面的加工余量：</p><p>　　由《機(jī)械加工余量實(shí)用手冊》表5-25查得粗車左右φ50mm面的加工余量為1.6mm。</p><p>　?。?）粗車左右φ50mm外圓的加工余量：</p><p>　　由《機(jī)械制造工藝學(xué)》查得粗車φ90mm外圓的加工余量為2mm。</p><p

58、>　　（4）加工φ36mm孔的加工余量：</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.3-10得鏜孔的加工余量為0.3mm。</p><p>　?。?）加工梯形孔的加工余量：</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.3-8得先鏜出梯形孔，再粗鉸，粗鉸的加工余量為0.04mm。</p><p>　?。?）加工M

59、8孔的加工余量：由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2—29查出先鉆孔φ6.7mm，攻螺紋M8的加工余量為1.3mm。</p><p>　　由上各個(gè)加工余量確定零件的鑄件尺寸，毛坯圖如圖3.3：</p><p><b>　　圖3.3 毛坯圖</b></p><p>　　3.4確定切削用量及基本工時(shí)</p><p>　

60、　3.4.1 工序4切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定</p><p>　　工序4：粗車φ50mm右外圓端面，粗車φ90mm右外圓端面并倒角（第一步）</p><p>　?。?）確定端面最大加工余量</p><p>　　毛坯的長度方向加工余量為1.6mm，故可一次走刀完成，所以可得</p><p>　　長度加工公差按IT12級。取-0.46mm

61、（入體方向）。</p><p><b>　　（2）確定進(jìn)給量f</b></p><p>　　根據(jù)《切削用量手冊》表4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，以及工件直徑在60到100之間時(shí)：</p><p>　　按C620-1車床說明書?。?lt;/p><p>　?。?）計(jì)算切削速度：</p><p&

62、gt;　　查《切削用量手冊》表21，切削速度的計(jì)算公式為3.2（壽命選T=60min）：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　加工材料系數(shù)</b></p><p><b>　　加工形式

63、系數(shù)</b></p><p><b>　　刀具材料系數(shù)</b></p><p><b>　　系數(shù)指數(shù)</b></p><p>　　修正系數(shù)，見《切削用量手冊》表21—1，即公式3.3：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p

64、><b>　　式中：</b></p><p>　　鋼和鑄鐵的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)</p><p>　　毛坯表面狀態(tài)改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)</p><p>　　車削方式改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)</p><p>　　車刀主偏角改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)</p><p>　　刀具材料

65、改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)</p><p>　　所以 </p><p>　　即 </p><p>　　所以 </p><p>　?。?）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　?。?.4）</b></p&

66、gt;<p>　　按機(jī)床說明書，與134r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為120r/min和150r/min?，F(xiàn)取機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min，如果選取120r/min，則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度。</p><p>　　（5）計(jì)算切削工時(shí)：</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　根據(jù)《切削用量手冊》表20，

67、（y為入切量，為超切量），</p><p>　　故 </p><p>　　3.4.2工序4切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定</p><p>　　工序4：粗車φ50mm右外圓端面，粗車φ90mm右外圓端面并倒角C2（第二步）</p><p><b>　?。?）確定進(jìn)給量f</b>&

68、lt;/p><p>　　根據(jù)《切削用量手冊》表4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm, 以及工件直徑在60到100之間時(shí)：</p><p>　　按C620-1車床說明書?。?lt;/p><p>　?。?）計(jì)算切削速度：</p><p>　　查《切削用量手冊》表21，切削速度的計(jì)算公式為（3.2）（壽命選T=60min）：</p>

69、<p>　　即 </p><p>　　式中，，， ，。修正系數(shù)，見《切削用量手冊》表21—1，即：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以 </p><p>　　所以

70、 </p><p>　?。?）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：</p><p>　　由公式3.4得 </p><p>　　按機(jī)床說明書，與303r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為230r/min和305r/min。現(xiàn)取機(jī)床</p><p>　　轉(zhuǎn)速為305r/min。如果選230r/min，則速度損

71、失較大。此時(shí)實(shí)際切削速度。</p><p>　　（4）計(jì)算切削工時(shí)：</p><p>　　根據(jù)《切削用量手冊》表20，，由公式3.5得：</p><p>　　3.4.3 工序6切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定</p><p>　　工序6：鉆八個(gè)φ15mm孔</p><p><b>　　選擇鉆頭</b&g

72、t;</p><p>　　選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d0=15mm。</p><p>　　鉆頭的幾何形狀為（查切削用量手冊第三章表1及表二）：雙錐修磨橫刃，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，b1=3.5mm，a0=12°，ψ=55°，b=2mm，l=4mm。</p><p><b>　?。?）選擇

73、切削用量</b></p><p><b>　　1）決定進(jìn)給量f</b></p><p>　　a、按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)表5（查切削用量手冊第三章）當(dāng)加工要求為7級精度，鋼的強(qiáng)度αb<0.784GPa，d0=15mm時(shí)，f=0.35~0.43mm/r。</p><p>　　由于l/d=12/15=0.8，故應(yīng)乘孔深系數(shù)klf

74、=0.95，則</p><p>　　f=(0.35~0.43) ×0.95=0.33~0.41mm/r</p><p>　　b、按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表7（查切削用量手冊第三章），當(dāng)αb=0.628GPa,d0=15mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.11mm/r。</p><p>　　c、按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)決定進(jìn)給量：根據(jù)表8（查切削用量手冊第三章），當(dāng)α

75、b<0.628GPa，d020.5mm，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為0.53mm/r。</p><p>　　從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.35~0.43mm/r，根據(jù)Z535機(jī)床說明書，選擇f=0.36mm/r。</p><p>　　由于加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時(shí)鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給

76、。</p><p><b>　　2）決定切削速度</b></p><p>　　由表10及11（查切削用量手冊第三章），查得vi=0.46m/s。</p><p>　　切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，則</p><p>　　由公式3.4得 </p&

77、gt;<p><b>　　（3）計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　式中L=l1+l2+l3，l1=12mm，l2=9mm，l3=3mm，則</p><p>　　3.4.3 工序7切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定</p><p>　

78、　工序7：粗銑頂面φ50mm面</p><p><b>　　選擇刀具</b></p><p>　　銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任選取。查（切削用量手冊第五章表1及表9），采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)Z=8；銑刀幾何形狀（切削用量手冊第五章表2）：γn=15°,α0=12°。</p><p&g

79、t;<b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　決定銑削寬度ae</b></p><p>　　由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則</p><p><b>　　ae=h=3mm;</b></p><p><b>　　決定沒齒進(jìn)給量af</

80、b></p><p>　　根據(jù)X62W型銑床說明書（切削用量手冊第六章，常見銑床的技術(shù)資料，表24），其功率為7kW，中等系統(tǒng)剛度，則</p><p>　　af=0.12~0.20mm/z，現(xiàn)取</p><p>　　af=0.20mm/z。</p><p>　　決定切削速度v和沒秒進(jìn)給量vf</p><p>　　

81、根據(jù)表9（切削用量手冊第五章），當(dāng)d0=100mm，z=8mm，ap=41~130mm，ae=3mm，af0.24mm/z時(shí)，vt=0.32m/s，nt=1.03r/s，vft=1.73mm/s。</p><p>　　各修正系數(shù)為：kMv=kMn=kMv=0.69</p><p>　　ksv=ksn=ksvf=0.8</p><p>　　故 v=vt×

82、;kv=0.32×0.69×0.8=0.18m/s；</p><p>　　n=nt×kn=1.03×0.69×0.8=0.52r/s;</p><p>　　vf=vft×kv=1.73×0.69×0.8=0.95mm/s。</p><p>　　根據(jù)X62W型銑床說明書，選擇nc=0.62

83、5r/s，vfc=1.0mm/s。</p><p>　　因此實(shí)際切削速度和沒齒進(jìn)給量為：</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p><b>　　（3.8）</b></p><p><b>　　計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　

84、　由公式3.6即 </p><p>　　式中L=l1+l2+l3，由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件，利用作圖法，可得出的行程L=l1+l2+l3=69mm，故</p><p>　　3.4.4 工序8切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定</p><p>　　工序8：鏜φ36mm孔</p><p><b>　　（1）選擇機(jī)床&

85、lt;/b></p><p>　　選用T740金剛鏜床。</p><p>　　（2）粗鏜孔至φ38.7mm，單邊余量Z=0.3mm，一次鏜去全部余量，，進(jìn)給量f=0.1mm/r。</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min，則：</p><p>　　由公式3.4得 </p>

86、<p>　　由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。</p><p>　?。?）計(jì)算切削工時(shí)：</p><p>　　切削工時(shí)：l=30mm，l2=3mm，l3=4mm，則：</p><p>　　第4章 加工設(shè)備與工藝裝備選擇</p><p><b>　　4.1選擇機(jī)床</b>

87、;</p><p>　?。?）選擇機(jī)床應(yīng)遵循如下原則：</p><p>　?。?）機(jī)床的加工范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)；</p><p>　?。?）機(jī)床的精度應(yīng)與工序加工要求的精度相適應(yīng)；</p><p>　?。?）機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。</p><p>　　在殼體的加工過程中，為了提高生產(chǎn)率將大量使

88、用專用機(jī)床，如鉆孔、鏜孔工序中會(huì)用到專用鉆床和專用鏜床。在銑端面、倒角和攻絲工序中會(huì)用到通用機(jī)床。通用機(jī)床是在《機(jī)械加工工藝人員手冊》上查找，具體機(jī)床的選用見后面的加工工藝過程卡。</p><p><b>　　4.2選擇夾具</b></p><p>　　機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將工件牢固地夾緊的一種工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加

89、工精度；提高加工效率；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。</p><p>　　夾具的種類很多，按夾具的應(yīng)用范圍分類，可分為通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具；按夾具上的動(dòng)力源分類，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和真空夾具等。在單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡可能采用通用夾具。為提高生產(chǎn)率，在條件允許時(shí)也可采用組合夾具。中批以上生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用專用夾具，以提高生產(chǎn)效率，夾具的精度應(yīng)與工序

90、的加工精度相適應(yīng)。殼體的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，加工中應(yīng)該采用專用夾具。為此要為生產(chǎn)線上的工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)一套夾具。對于動(dòng)力源，由于殼體的加工屬于小批量生產(chǎn)，可以采用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)六角螺母夾緊，這樣便于操作，減少工作強(qiáng)度，以及材料成本。</p><p><b>　　4.3選擇刀具</b></p><p>　　刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、

91、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等，在選擇時(shí)一般盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)可采用高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具和其它一些專用刀具。最終傳動(dòng)箱殼體的加工基本都采用標(biāo)準(zhǔn)刀具, 可以在《機(jī)械加工工藝手冊》上查到。銑平面時(shí)大都采用鑲齒套式面銑刀，銑面時(shí)用數(shù)控銑床加工，選用直柄立式銑刀。鏜刀則根據(jù)孔的大小不同分別選取。鉆孔時(shí)大都選用錐柄麻花鉆，這種鉆頭有足夠的強(qiáng)度，排屑容易。對于刀具的材料，常用的刀具材料有碳素工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金。其中

92、碳素工具鋼指含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.65%～1.35% 的優(yōu)質(zhì)鋼碳鋼。常用牌號有T8A、T10A和T12A等，其中以T12A用的最多，淬火后硬度可達(dá)（58～64）HRC，紅硬性達(dá)250~300C左右，允許的切削速度Vc=5～10m/min，所以一般用于制造手用和切削速度很低得工具，如銼刀、手用鋸條、絲錐和板牙等。而高速鋼是在高碳鋼中加入較多的合金元素W、Gr、V、Mo等與C生成碳化物制得的。加入合金元素后，細(xì)化了晶粒，提高了合金的硬度。所以

93、一般高速鋼的淬火硬度可達(dá)（63～67）HRC，紅硬性可達(dá)550</p><p>　　綜上所述，端面套式面銑刀材料選擇硬質(zhì)合金，加工孔用的麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、锪鉆、絲錐都采用高速鋼材料，鏜梯形孔孔用鏜刀刀尖部分材料也選用硬質(zhì)合金。具體刀具型號及規(guī)格見后面的加工工藝過程表格。</p><p>　　第5章 零件的車床夾具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1車床夾

94、具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　車床夾具主要用于零件的旋轉(zhuǎn)表面以及端面。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。</p><p>　　5.1.1車床夾具的主要類型</p><p>　?。?） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭

95、式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　定心式車床夾具：在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　角鐵式車床夾具：在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。

96、</p><p>　　花盤式車床夾具：這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。</p><p>　?。?） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　由于后一類夾具

97、應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以殼體零件在車床上加工用專用夾具。</p><p>　　5.1.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　?。?）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。</p

98、><p>　　當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。</p><p>　　工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在

99、加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。</p><p>　?。?）夾具找正基準(zhǔn)的設(shè)置</p><p>　　為保證車床夾具的安裝精度，安裝時(shí)應(yīng)對夾具的限制基面仔細(xì)找正。若限為基面偏離回轉(zhuǎn)中心，則應(yīng)在夾具體上專門制一個(gè)孔（或外圓）作為找正基面，使該面與機(jī)床主軸同軸，同時(shí)它也作為夾具設(shè)計(jì)、裝配和測量基準(zhǔn)。為保證加工精度，車床夾具的設(shè)計(jì)中心與主軸回轉(zhuǎn)中心

100、的同軸度應(yīng)控制在0.01mm之內(nèi)，限制端面對主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動(dòng)量也不應(yīng)大于0.01mm。</p><p>　?。?）定位元件的設(shè)計(jì)</p><p>　　在車床上加工回轉(zhuǎn)表面，要求工件加工面的軸線必須和車床主軸的旋線重合。夾具上定位元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，必須保證工件的定位基面、加工面和機(jī)床主軸三者的軸線重合。特別對于如支座、殼體等工件，由于其被加工回轉(zhuǎn)表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸或相互位置精度要

101、求，因此應(yīng)以機(jī)床夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定夾具定位工作表面的位置。</p><p><b>　　（4）夾具的平衡</b></p><p>　　對角鐵式、花盤式等結(jié)構(gòu)不對稱的車床夾具，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取平衡措施，使夾具的重心落在主軸回轉(zhuǎn)軸線上，以減少主軸軸承的磨損，避免因離心力產(chǎn)生振動(dòng)而影響加工質(zhì)量和刀具壽命。平衡的方法有兩種：設(shè)置配重塊或加工減重塊。配重塊上應(yīng)開有弧形槽或徑

102、向槽，以便于調(diào)整配重塊的位置。</p><p>　　5.1.3殼體零件的車床專用夾具的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　（1） 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。</p><p>　?。?） 當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較

103、高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。</p><p>　?。?）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。</p><p><b>　　5.2問題的提出</b></

104、p><p>　　利用本夾具主要用來粗車左右端面，在粗車左右端面時(shí)，其他都是未加工表面。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，如下圖所示：</p><p><b>　　圖5.1 工序圖</b></p><p>　　5.3定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　由零件圖可知：粗車左右端

105、面只有長度尺寸要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為零件左端面，限制了左右方向上的自由度，這樣設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一 ，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此通過心軸左端支撐零件及彈性套筒脹緊零件，限制3個(gè)自由度，從而保證零件的定位誤差在較小范圍內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。</p><p>　　5.4切削力及夾緊力的計(jì)算</p><p><b>　?。?）切削力的計(jì)算

106、</b></p><p>　　由《切削用量手冊》表22（車削時(shí)切削力及切削功率的計(jì)算公式）查得計(jì)算公式：主切削力 ×CFz××××kFz(N) （5.1）</p><p>　　徑向切削力 ××CFy××××kFy(N)

107、 （5.2）</p><p>　　軸向切削力 ××CFx××××kFx(N) （5.3）</p><p>　　其中系數(shù)與指數(shù)分別為CFz=367，xFz=0.72，yFz=0.8，nFz=0，CFy=142，xFy=0.73，yFy=0.67，nFy=0，CFx=294，xFx=1.0，yFx=0.5，

108、nFx=-0.4，v=122。</p><p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm, σp≤3mm以及工件直徑為90mm時(shí)：</p><p>　　f=0.5~0.7mm/r</p><p>　　按C620-1車床說明書，現(xiàn)取f=0.5mm/r。</p><p>　　由于車削單邊余量為1.6

109、mm，一次走刀就能完成，所以取ap=1.6。</p><p>　　由《切削用量手冊》表22-1（鋼和鑄鐵的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削力的修正系數(shù)kMF）查得計(jì)算公式5.4： </p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　其中nF=0.75（指數(shù)），σp =0.628（材料硬度）。</p><p>　　故

110、kMF=0.949。</p><p><b>　　代入公式得：</b></p><p>　　主切削力 FZ=9.81××CFz××××kFz</p><p>　　=9.81×600×367×1.60.72×0.50.8×1

111、220×0.949</p><p><b>　　=2748(N)</b></p><p>　　徑向切削力 Fy=9.81××CFy××××kFy</p><p>　　=9.81×600×142×1.60.73×0.50.67

112、×1220×0.949</p><p><b>　　=1172(N)</b></p><p>　　軸向切削力 Fx=9.81××CFx××××kFx</p><p>　　=9.81×60-0.4×294×1.61×

113、0.50.5×122-0.4×0.949</p><p><b>　　=600(N)</b></p><p><b>　?。?）夾緊力的計(jì)算</b></p><p>　　查《切削手冊》表3.28得</p><p><b>　?。?.5）</b></p&

114、gt;<p>　　式中＝650，＝1.6, ＝1.0，＝0.08，＝0.72，ｚ＝20，＝40，＝0.86，＝225，＝0.86，＝0</p><p><b>　　代入公式進(jìn)算得</b></p><p><b>　　Ｆ＝750（Ｎ）</b></p><p>　　計(jì)算切削力時(shí)，需考慮安全系數(shù)Ｋ</p>

115、;<p>　?。耍?#215; ×× （5.6）</p><p>　　式中　—基本安全系數(shù)1.5</p><p>　　―加工性質(zhì)系數(shù)1.1</p><p>　　―刀具鈍化系數(shù)1.1</p><p>　　―斷續(xù)切削系數(shù)1.1</p>

116、<p>　　則＝Ｋ＝1.5×1.1×1.1×1.1×750＝1500（Ｎ）</p><p>　　f1＝f2＝0.25</p><p>　?。?000（Ｎ） （5.7）</p><p>　　根據(jù)《工藝手冊》，彈性套筒的最大夾緊力＝8345（Ｎ）,此時(shí)已大于3

117、000Ｎ的夾緊力，故本夾具可安全工作。</p><p>　　5.5夾具結(jié)構(gòu)及定位誤差的分析</p><p>　　由于生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)，故考慮成本節(jié)約，使用手動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)，采用手動(dòng)彈簧芯軸機(jī)構(gòu)進(jìn)行其內(nèi)孔的定位加緊，工件以φ20mm通孔在彈性套筒和心軸端面上定位，旋緊螺母，通過椎體和錐套使彈性套筒產(chǎn)生向外均勻的彈性變形，將工件脹緊，實(shí)現(xiàn)對工件的定心夾緊。如下圖所示：</p>&l

118、t;p>　　圖5.2 車夾具裝配圖</p><p>　　本夾具的定位元件主要為套筒的外圓和心軸端面進(jìn)行定位，故對定位誤差的影響主要反映到心軸和襯套接觸的端面和中心軸線的垂直度上，即其端面和軸線是否垂直。</p><p>　　由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可得：</p><p>　　（1）定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故&

119、lt;/p><p>　?。?）夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： </p><p>　?。?）磨損造成的加工誤差：通常不超過</p><p>　?。?）夾具相對刀具位置誤差：。</p><p><b>　　誤差總和： </b></p><p>　　從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具的加工誤差較小，實(shí)

120、用性強(qiáng)。</p><p>　　5.6心軸的有限元分析</p><p>　　心軸的三維造型如圖5.3：</p><p>　　圖5.3 心軸三維模型</p><p>　　導(dǎo)入模型文件，在應(yīng)用程序中選擇Mechanica命令進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到</p><p>　　圖5.4 心軸靜力學(xué)分析</p><p&

121、gt;　　其中，心軸主要由7個(gè)部分組成，最下端螺紋段為第一部分，從下往上到第七部分梯形軸。第一部分與第二部分顯示顏色主要為紫色，表示這兩部分的受力在到29.26Mpa之間，由于該軸的材料為45鋼，其屈服應(yīng)力為355Mpa，故滿足強(qiáng)度要求。第三部分與第四部分受力最復(fù)雜，受力最大最危險(xiǎn)的部位也在這里，顯示顏色從紫色到淺黃色都有，受力在到233.9Mpa之間，低于45鋼的屈服應(yīng)力355Mpa，故該軸可安全工作。剩下的部分顯示顏色主要為紫色和藍(lán)

122、色到58.49Mpa之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于355Mpa，滿足強(qiáng)度要求。所以，該心軸可以安全的工作。</p><p>　　5.7車床夾具的截圖</p><p>　　圖5.5 三維夾具爆炸圖</p><p>　　圖5.6 三維夾具零件裝配圖</p><p>　　第6章 鉆床夾具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　6.1問題

123、的提出</b></p><p>　　本夾具主要用來鉆上下端面上4個(gè)φ15mm通孔。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，表面粗糙度要求精度低，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，如下圖所示：</p><p><b>　　圖6.1 工序圖</b></p><p>　　6.2定位基準(zhǔn)的選擇</p&

124、gt;<p>　　由工序圖可知：由于在對孔進(jìn)行加工前，底平面和頂平面進(jìn)行了車加工，左端面是待加工面，右端面是不加工表面，中心通孔是不加工通孔，因此，中心通孔軸線為定位精基準(zhǔn)，這樣可以保證待加工孔的尺寸要求。</p><p>　　由零件圖可以知道，圖中對孔的加工沒有位置公差要求，只有尺寸要求，我們可以選擇中心通孔軸線為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足待加工孔軸線尺寸要求。工件定位用底面和左端面及心軸來限制

125、5個(gè)自由度。</p><p>　　6.3切削力及夾緊力的計(jì)算</p><p><b>　?。?）切削力的計(jì)算</b></p><p>　　查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表可得：</p><p>　　切削力公式： （6.1）</p><p&g