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摘 要
機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備，是機(jī)械加工不可缺少的部分。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著機(jī)床的不斷發(fā)展更新，機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于杠桿加工工藝及臺(tái)階面銑削夾具的設(shè)計(jì)。其主要加工表面是頂平面，外圓表面，螺紋孔以及臺(tái)階面。由于該零件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，主要由平面和內(nèi)孔組成，因此采用先面后孔的加工原則。并通過(guò)粗加工和精加工兩個(gè)階段來(lái)保證零件的加工精度。工序過(guò)程主要是先加工出精基準(zhǔn)即頂平面，再由頂平面和外圓面為定位基準(zhǔn)加工其他表面。各工序夾具均采用專(zhuān)用夾具，夾緊方式采用手動(dòng)夾緊。其中夾具的設(shè)計(jì)主要涉及夾具的定位方案，加緊方案，夾緊力的計(jì)算，夾具體的方案設(shè)計(jì)，以及誤差分析等。通過(guò)pro/E軟件對(duì)此夾具進(jìn)行三維建模和裝配，使其更立體直觀。本夾具能在保證加工質(zhì)量的同時(shí)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，適合批量生產(chǎn)，滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：杠桿 工藝 夾具
ABSTRACT
The tool fixture has become an important equipment in machining, which is an essential part in machining. The design and use of tool fixtures are one of the important craft measures to promote development and creating of tool fixtures have become an important mission in reform of technology. This graduation project includes processing craft of lever and the design of milling fixture of step surface. The main processing surfaces are the top flat, outside surface of circle, threaded hole and step surface. The structure of part is simple, which mainly consists of flats and holes, so the design adopt the machining principle that is machining surfaces firstly and machining hole later. And two phases of rough machining and finish machining can ensure the machining precise of part. The process mainly is that machining precise standard namely the top flat firstly, and machining other surfaces based on the top flat and outside surface of circle. Every process adopts special fixtures. The means of clamping adopts manual operation. The design of fixture mainly includes the orientation project of fixture, the clamping project, the calculation of the clamping force, the designing scheme of fixture, the analysis of error and so on. Modeling and assembly for fixture by the software of Pro/Engineer can make it more stereoscopic and visual. The fixture can ensure the quality of machining, meantime, it can reduce labor strength, increase productivity, and be fit for mass production. It meets design requirement.
Key word: lever craft fixture
目 錄
第一章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1零件的分析
1.2確定毛坯的制造方式
1.3基準(zhǔn)的選擇
1.4制定工藝路線
1.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
1.6選擇機(jī)床及刀、量具
1.7確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
第二章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)主旨
2.2定位基準(zhǔn)的確定
2.3切削力和夾緊力的計(jì)算
2.4定位誤差分析
2.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
謝辭
參考文獻(xiàn)
附錄
第一章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1零件的分析
1.1.1零件的作用
杠桿是一種簡(jiǎn)單機(jī)械。在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就是杠桿。在生活中根據(jù)需要，杠桿可以是任意形狀。本課題的杠桿主要起到傳動(dòng)連接的作用，保證各部分機(jī)構(gòu)可靠的連接，并提供必要的傳動(dòng)。由于杠桿的重要作用，所以杠桿的設(shè)計(jì)和制造直接影響著機(jī)構(gòu)的裝配，傳動(dòng)，工作，維護(hù)等一系列問(wèn)題。
1.1.2零件的工藝分析
杠桿共有三組加工表面：
(1)以頂平面為中心的加工表面。這一組加工表面包括：頂平面，其表面粗糙度為Ra6.3μm。
（2）以三角凸臺(tái)為中心的加工表面。這一組加工表面包括：三角凸臺(tái)，其表面粗糙度為Ra6.3μm。
(3)以Φ32f6外圓表面為中心的加工表面。這一組加工表面包括：Φ32f6外圓表面及其端面，其表面粗糙度為Ra3.2μm，M6的螺紋孔。
（4）以臺(tái)階面為中心的加工表面。這一組加工表面包括：臺(tái)階面，其表面粗糙度為Ra3.2μm。
1.2確定毛坯的制造方式
毛坯的選擇影響著零件在加工過(guò)程中的工序過(guò)程，切削用量、機(jī)床以及刀具的選擇和基本工時(shí)等眾多要素，所以合理的選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。課題所給的杠桿工件材料為45鋼，考慮到杠桿在工作過(guò)程中可能會(huì)承受沖擊載荷，因此應(yīng)該選用鑄件，保證其工作可靠。由于工件批量生產(chǎn)，輪廓尺寸不大，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，技術(shù)要求不是很高，故可采用鑄造成型。這有利于于提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。
1.3基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)選擇的合理與否直接影響著工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。如果選擇合理，可以提高工件精度和生產(chǎn)率。如果選擇不合理，可能會(huì)影響工件質(zhì)量，甚至無(wú)法生產(chǎn)。
1.3.1粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮各加工表面能有均勻的加工余量，并盡可能快的找到精基準(zhǔn)。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。所以選擇杠桿的主要支撐軸Φ32f6作為粗基準(zhǔn)。以支撐軸作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面，然后再以精基準(zhǔn)加工支撐軸。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留致密的組織，以增加耐磨性。
1.3.2精基準(zhǔn)的選擇
為了保證杠桿各加工表面之間的相互位置和加工精度以及裝夾可靠方便。根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，在工件加工過(guò)程中盡可能地采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。由零件圖可知，杠桿的頂平面面積較大，平整光滑，且與其他加工面聯(lián)系密切，可以作為統(tǒng)一基準(zhǔn)加工其他加工表面，因此選擇頂平面做為精基準(zhǔn)。如果按照基準(zhǔn)重合原則選擇杠桿的裝配基準(zhǔn)即前后端面作為精基準(zhǔn)，當(dāng)加工支撐軸和螺紋孔時(shí)，在定位、夾緊以及夾具設(shè)計(jì)等方面都有一定的困難，所以不采用此種原則。
1.4制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的尺寸精度、位置精度、幾何形狀以及各項(xiàng)技術(shù)要求得到合理保證。生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為批量生產(chǎn)，所以關(guān)鍵之處在于集中工序以提高生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)成本。首先需要加工出精基準(zhǔn)頂平面，之后一系列工序都要以頂平面為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，直到杠桿加工結(jié)束。其中后續(xù)工序需要遵循先面后孔，先粗后精的加工原則。
根據(jù)分析，現(xiàn)擬定兩個(gè)方案如下：
工藝路線一：
工序1：鑄造 鑄造
工序2：時(shí)效 時(shí)效處理
工序3：銑 銑頂平面
工序4：銑 銑左邊三角凸臺(tái)
工序5：銑 銑杠桿一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
工序6：銑 銑杠桿另一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
工序7：粗車(chē) 粗車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面，留有精車(chē)余量
工序8：精車(chē) 精車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面至圖紙尺寸
工序9：鉆孔攻絲 鉆M16螺紋孔及攻絲
工序10：檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部分尺寸及形位公差
工序11：入庫(kù) 清洗，入庫(kù)
工藝路線二：
工序1：鑄造 鑄造
工序2：時(shí)效 時(shí)效處理
工序3：銑 銑頂平面
工序4：粗車(chē) 粗車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面，留有精車(chē)余量
工序5：精車(chē) 精車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面至圖紙尺寸
工序6：鉆孔攻絲 鉆M16螺紋孔及攻絲
工序7：銑 銑左邊三角凸臺(tái)
工序8：銑 銑杠桿一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
工序9：銑 銑杠桿另一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
工序10：檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部分尺寸及形位公差
工序11：入庫(kù) 清洗，入庫(kù)
兩個(gè)工藝路線方案對(duì)比：方案一是先加工各平面再以此為基準(zhǔn)加工外圓表面及螺紋孔。方案二是先加工外圓表面及螺紋孔，再以其為基準(zhǔn)加工各平面。經(jīng)過(guò)比較，先加工平面再加工外圓表面及螺紋孔，遵循了先面后孔的加工原則，從而較易保證定位精度。并且可以減少機(jī)床的更換次數(shù)，節(jié)省時(shí)間，定位及裝夾都較方便。因此最后確定的加工路線：
工序1：鑄造 鑄造
工序2：時(shí)效 時(shí)效處理
工序3：銑 銑頂平面
工序4：銑 銑左邊三角凸臺(tái)
工序5：銑 銑杠桿一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
工序6：銑 銑杠桿另一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
工序7：粗車(chē) 粗車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面，留有精車(chē)余量
工序8：精車(chē) 精車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面至圖紙尺寸
工序9：鉆孔攻絲 鉆M16螺紋孔及攻絲
工序10：檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部分尺寸及形位公差
工序11：入庫(kù) 清洗，入庫(kù)
1.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件材料為45鋼，根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》查得，其硬度為197—241HB，力學(xué)性能=600MPa生產(chǎn)類(lèi)型為批量生產(chǎn)，采用鑄造成型。根據(jù)材料及工藝，查找《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》可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.頂平面
(1)粗銑加工余量=1.0㎜
(2)粗銑后厚度=20㎜
毛坯厚度=（20+1.0）㎜=21㎜
(3)查表可知粗銑精度等級(jí)為IT11—13級(jí)，取IT12級(jí)，查表得T1=0.25㎜
毛坯公差查閱《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》（GB/T6414—1999）,取T0=±1.4㎜
2.三角凸臺(tái)
（1）粗銑加工余量最大處=9.0㎜
（2）銑削后三角凸臺(tái)底邊長(zhǎng)=20㎜，三角凸臺(tái)寬度=22㎜
毛坯底邊長(zhǎng)=60㎜,毛坯寬度=32㎜
（3）查表可知粗銑精度等級(jí)為IT11—13級(jí)，取IT12級(jí)，查表得T1=0.21㎜
毛坯公差查閱《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》（GB/T6414—1999）,取T0=±1.2㎜
3.臺(tái)階面
（1）粗銑加工余量（雙邊余量）=3.4㎜
精銑加工余量（雙邊余量）=2.6㎜
（2）精銑后厚度=64㎜
粗銑后厚度=(64+3.4) ㎜=67.4㎜
毛坯厚度=(67.4+2.6) ㎜=70㎜
（3）查表可知粗銑精度等級(jí)為IT11—13級(jí)，取IT12級(jí)，查表得T2=0.46㎜
查表可知精銑精度等級(jí)為IT6—8級(jí)，取IT7級(jí)，查表得T1=0.046㎜
毛坯公差查閱《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》（GB/T6414—1999）,取T0=±2.0㎜
4.外圓表面
（1）粗車(chē)加工余量（雙邊余量）=2.0㎜
精車(chē)加工余量（雙邊余量）=0.2㎜
（2）精車(chē)后直徑D=32㎜
粗車(chē)后直徑D=(32+2.0) ㎜=34㎜
毛坯直徑D=(34+0.2) ㎜=34.2㎜
（3）查表可知粗車(chē)精度等級(jí)為IT12—13級(jí)，取IT12級(jí)，查表得T2=0.25㎜
查表可知精車(chē)精度等級(jí)為IT7—8級(jí)，取IT7級(jí)，查表得T1=0.025㎜
毛坯公差查閱《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》（GB/T6414—1999）,取T0=±1.3㎜
5.軸端面
（1）粗車(chē)加工余量=2.0㎜
（2）粗車(chē)后長(zhǎng)度=23㎜
毛坯長(zhǎng)度=（23+2.0）㎜=25㎜
(3)查表可知粗車(chē)精度等級(jí)為IT12—13級(jí)，取IT12級(jí)，查表得T=0.25㎜
6.螺紋孔
（1）攻絲加工余量=2.0㎜
（2）攻絲后直徑D=16㎜
鉆孔后直徑D=（16-2.0）㎜=14㎜
（3）查表可知鉆精度等級(jí)為IT10—13級(jí)，取IT12級(jí)，查表得T=0.18㎜
1.6選擇機(jī)床及刀、量具
考慮到生產(chǎn)類(lèi)型為批量生產(chǎn)，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，選用的機(jī)床以通用機(jī)床為主。夾具一般采用專(zhuān)用夾具。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳遞，由工件形狀決定其需要輔助工具來(lái)保證其固定可靠。故其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床加專(zhuān)用夾具為主。量具可以采用游標(biāo)卡尺，測(cè)量范圍0—1000㎜，用以測(cè)量工件各部分尺寸長(zhǎng)度。具體的選擇詳見(jiàn)每步工序。
1.7確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
工序1：無(wú)切削加工，無(wú)需計(jì)算
工序2：無(wú)切削加工，無(wú)需計(jì)算
工序3：銑頂平面
機(jī)床：X62
刀具：,莫氏錐柄立銑刀材料：高速鋼，d=32㎜,齒數(shù)z=3。
參照《切削用量手冊(cè)》加工余量為1㎜，所以取銑削深度=1㎜,走刀次數(shù)為一次。
取每齒進(jìn)給量=0.1㎜/z,
取切削速度V=38m/min。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===377.99r/min
取n=375r/min
則實(shí)際切削速度v===37.7m/min
進(jìn)給量f==0.1×3×375=112.5㎜/min
銑刀切削的長(zhǎng)度l==81.68㎜。
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間t===0.73min
工序4：銑左邊三角凸臺(tái)
機(jī)床：X62
刀具：可轉(zhuǎn)位立銑刀,材料：高速鋼，d=32㎜,齒數(shù)z=3。
參照《切削用量手冊(cè)》加工余量最大處為9㎜，所以取銑削深度=9㎜，走刀次數(shù)為一次。
取每齒進(jìn)給量=0.1㎜/z,
取切削速度V=23m/min。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===228.79r/min
取n=235r/min
則實(shí)際切削速度v===23.6m/min
進(jìn)給量f==0.1×3×235=70.5㎜/min
被切削層長(zhǎng)度l==22.36㎜
刀具切入長(zhǎng)度
==3.87㎜
刀具切出長(zhǎng)度2㎜
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間==0.4min
因?yàn)橥古_(tái)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以t==2×0.4=0.8min
工序5：銑杠桿一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
工步1：粗銑銑杠桿一側(cè)臺(tái)階面
機(jī)床：X62
刀具：莫氏錐柄立銑刀,材料：高速鋼，d=16㎜,齒數(shù)z=3。
參照《切削用量手冊(cè)》加工余量為1.7㎜，所以取銑削深度=1.7㎜，走刀次數(shù)為一次。
取每齒進(jìn)給量=0.04㎜/z,
取切削速度V=47m/min。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===935r/min
取n=950r/min
則實(shí)際切削速度v===47.75m/min
進(jìn)給量f==0.04×3×950=114㎜/min
第一個(gè)臺(tái)階面：
被切削層長(zhǎng)度l=205㎜
刀具切入長(zhǎng)度
==3.07㎜
刀具切出長(zhǎng)度==8㎜
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間==1.9min
第二個(gè)臺(tái)階面：
被切削層長(zhǎng)度l=205㎜
刀具切入長(zhǎng)度
==2.4㎜
刀具切出長(zhǎng)度==8㎜
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間==1.89min
所以粗銑一側(cè)臺(tái)階面的機(jī)動(dòng)時(shí)間=+=1.9+1.89=3.79min
工步2：精銑杠桿一側(cè)臺(tái)階面
機(jī)床：X62
刀具：莫氏錐柄立銑刀,材料：高速鋼，d=16㎜,齒數(shù)z=6。
參照《切削用量手冊(cè)》加工余量為1.3㎜，所以取銑削深度=1.3㎜，走刀次數(shù)為一次。
取每齒進(jìn)給量=0.06㎜/z,
取切削速度V=36m/min。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===716r/min
取n=750r/min
則實(shí)際切削速度v===37.7m/min
進(jìn)給量f==0.06×6×750=270㎜/min
第一個(gè)臺(tái)階面：
被切削層長(zhǎng)度l=205㎜
刀具切入長(zhǎng)度
==3.07㎜
刀具切出長(zhǎng)度==8㎜
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間==0.8min
第二個(gè)臺(tái)階面：
被切削層長(zhǎng)度l=205㎜
刀具切入長(zhǎng)度
==2.4㎜
刀具切出長(zhǎng)度==8㎜
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間==0.8min
所以精銑一側(cè)臺(tái)階面的機(jī)動(dòng)時(shí)間=+=0.8+0.8=1.6min
所以銑一側(cè)臺(tái)階面所需的總時(shí)間t=+=3.79+1.6=5.39min
工序6：銑杠桿另一側(cè)臺(tái)階面至圖紙尺寸
由于兩側(cè)臺(tái)階面完全對(duì)稱，所以同工序5即機(jī)動(dòng)時(shí)間t=5.39min
工序7：粗車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面，留有精車(chē)余量
機(jī)床：CA6140，機(jī)床功率為7.5Kw。
工步1：粗車(chē)Φ32f6的端面
刀具：偏頭端面車(chē)刀，材料：硬質(zhì)合金YT5
參照《切削用量手冊(cè)》加工余量為1㎜，所以取切削深度=1㎜,走刀次數(shù)為一次。
進(jìn)給量f=0.7—1㎜/r,取f=0.8㎜/r。
車(chē)刀后刀面最大磨損量為1.0—1.4，取值為1.0，車(chē)刀壽命T=60min.
切削速度V=60—75m/min，取V=60 m/min。
由于實(shí)際情況，在車(chē)削過(guò)程使用條件的改變，查得切削速度的修正系數(shù)為：
鋼的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)==1.06
刀具材料改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)=0.65
車(chē)削方式改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)=1.0
所以切削速度的修正系數(shù)==1.06×0.65×1.0=0.689
切削速度=V=60×0.689=41.34 m/min
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===384.76r/min
取n=400r/min
則實(shí)際切削速度v===42.9m/min
車(chē)刀切削的長(zhǎng)度l==17.1㎜。
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間t===0.05min
工步2：粗車(chē)Φ32f6的外圓表面
刀具：焊接式直頭外圓車(chē)刀, 材料：硬質(zhì)合金YT5
參照《切削用量手冊(cè)》單邊加工余量為1㎜，所以取切削深度=1㎜，走刀次數(shù)為一次。
進(jìn)給量f=0.7—1㎜/r,取f=0.8㎜/r。
車(chē)刀后刀面最大磨損量為1.0—1.4，取值為1.0，車(chē)刀壽命T=60min.
切削速度V=60—75m/min，取V=60 m/min。
由于實(shí)際情況，在車(chē)削過(guò)程使用條件的改變，查得切削速度的修正系數(shù)為：
鋼的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)==1.06
刀具材料改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)=0.65
車(chē)削方式改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)=1.0
所以切削速度的修正系數(shù)==1.06×0.65×1.0=0.689
切削速度=V=60×0.689=41.34 m/min
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===384.76r/min
取n=400r/min
則實(shí)際切削速度v===42.9m/min
因?yàn)橹髌?，所?2—3㎜，取2㎜。
=3—5㎜，取3㎜。
因?yàn)槭桥可a(chǎn)，所以=0
所以車(chē)刀車(chē)削的總長(zhǎng)度L=l+++=23+2+3+0=28㎜
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間t===0.09min
工序8：精車(chē)Φ32f6的外圓表面及端面至圖紙尺寸
機(jī)床：CA6140，機(jī)床功率為7.5Kw。
刀具：焊接式直頭外圓車(chē)刀, 材料：硬質(zhì)合金YT15
參照《切削用量手冊(cè)》單邊加工余量為0.1㎜，所以取切削深度=0.1㎜，走刀次數(shù)為一次。
進(jìn)給量f=0.1—0.3㎜/r,取f=0.2㎜/r。
車(chē)刀后刀面最大磨損量為0.4—0.6，取值為0.5，車(chē)刀壽命T=60min.
切削速度V=110—130m/min，取V=110 m/min。
由于實(shí)際情況，在車(chē)削過(guò)程使用條件的改變，查得切削速度的修正系數(shù)為：
鋼的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)==1.06
刀具材料改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)=1.0
車(chē)削方式改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)=1.0
所以切削速度的修正系數(shù)==1.06×1.0×1.0=1.06
切削速度=V=110×1.06=116.6 m/min
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===1159.84r/min
取n=1120r/min
則實(shí)際切削速度v===112.59m/min
因?yàn)橹髌?，所?2—3㎜，取2㎜。
=3—5㎜，取3㎜。
因?yàn)槭桥可a(chǎn)，所以=0
所以車(chē)刀車(chē)削的總長(zhǎng)度L=l+++=23+2+3+0=28㎜
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間t===0.125min
工序9：鉆M16螺紋孔及攻絲
工步1：鉆M16螺紋孔
機(jī)床：Z525
刀具：高速鋼鉆頭
參照《切削用量手冊(cè)》鉆削深度=23㎜,走刀次數(shù)為一次。
進(jìn)給量f=0.2—0.3㎜/z ,取0.25㎜/z。
取切削速度V=18—25m/min，取20 m/min。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===454.73r/min
取n=545r/min
則實(shí)際切削速度v===23.97m/min
因?yàn)?，所?=6.04㎜
因?yàn)殂@盲孔，所以=0
鉆頭所鉆削的總長(zhǎng)度L=l++=23+6.04+0=28.04㎜。
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間t===0.21min
工步2：攻絲
機(jī)床：Z525
刀具：高速鋼螺母絲錐
參照《切削用量手冊(cè)》攻絲深度=23㎜。
由于攻螺紋的進(jìn)給量就是被加工螺紋的螺距，因此f=2㎜/r,走刀次數(shù)為一次。
取切削速度V=25.4m/min。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n===505.32r/min
取n=545r/min
則實(shí)際切削速度v===27.39m/min
=（1—3）P=（1—3）×2=4㎜
因?yàn)殂@盲孔，所以=0
鉆頭所鉆削的總長(zhǎng)度L=l++=23+4+0=27㎜。
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間t===0.05min
第二章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)主旨
在保證加工質(zhì)量的前提下，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。設(shè)計(jì)銑杠桿臺(tái)階面的銑床夾具。本夾具將用于X62萬(wàn)能銑床，刀具為高速鋼立銑刀。
方案設(shè)計(jì)是夾具設(shè)計(jì)的第一步，也是夾具設(shè)計(jì)關(guān)鍵的一步，方案設(shè)計(jì)的好壞直接影響工件的加工效率和加工精度。如果不注意可能會(huì)導(dǎo)致不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此必須慎重考慮。設(shè)計(jì)方案的擬定必須遵循下列原則:
(1)定位裝置要符合六點(diǎn)定位原理，并確保工件定位準(zhǔn)確和可靠。
（2）夾具的定位精度能滿足工件加工精度的要求。
（3）夾具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操縱力校而夾緊可靠，力求造價(jià)低。
2.2定位基準(zhǔn)的確定
由零件圖可知，臺(tái)階面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是零件的頂平面，為了減少定位誤差，遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，因此選臺(tái)階面定位基準(zhǔn)為零件頂平面。
通過(guò)對(duì)工件的加工工序要求分析可知，該工件需要限制六個(gè)自由度：
（1）頂平面限制X向轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向轉(zhuǎn)動(dòng)，Z向移動(dòng)
（2）套筒限制X向移動(dòng)，Y向移動(dòng)
（3）固定螺栓限制Z向轉(zhuǎn)動(dòng)
2.3切削力和夾緊力的計(jì)算
2.3.1切削力的計(jì)算
切削刀具：高速鋼立銑刀，Φ16㎜，Z=3。
查《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，
其中，考慮工件材料及銑刀類(lèi)型的系數(shù),
銑削深度t=1.7㎜，
每齒進(jìn)給量㎜/r，
銑刀直徑D=16㎜,
銑削寬度B=5㎜,
銑刀齒數(shù)z=3，
用高速鋼銑削時(shí)，考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)。對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼，
所以切削力
2.3.2夾緊力的計(jì)算
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的，定位問(wèn)題已經(jīng)在前面研究過(guò)，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定位好位置在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力的作用下，不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削用量決定采用手動(dòng)夾緊。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜楔夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成符合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件，是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把楔繞在圓柱上，因此它的作用原理與斜楔是一樣的。也是利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。
典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
（2）擴(kuò)力比大；
（3）自鎖性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動(dòng)作慢。
根據(jù)工件受到切削力和夾緊力的作用情況，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:Q=KF
根據(jù)《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知:
其中取基本安全系數(shù)=1.5
加工狀態(tài)系數(shù)=1.2
刀具鈍化系數(shù)=1.2
切削特點(diǎn)系數(shù)=1.0
夾緊動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù)=1.3
手動(dòng)夾緊時(shí)手柄位置的系數(shù)=1.0
支撐面接觸情況的系數(shù)=1.5
由此可得K=1.5×1.2×1.2×1.0×1.3×1.0×1.5=4.212
所以?shī)A緊力Q=KF=77.38×4.212=325.92N
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，所以?shī)A緊方式選擇手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)所需夾緊扭矩
其中夾緊力Q=325.92N
螺紋的平均半徑r=5㎜
螺紋升角
螺紋摩擦角
支撐表面的摩擦系數(shù)
支撐表面摩擦力矩的計(jì)算力臂㎜
所以?shī)A緊扭矩