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機械制造工藝課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目： 法蘭盤零件機械加工工藝規(guī)程編制
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造與其自動化
班 級： 機制1班
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
目錄
序言
1. 零件的分析 ................................................................................4
1. 零件的作用................................................................................................................4
2. 零件的材料................................................................................................................4
3. 零件的結(jié)構(gòu)................................................................................................................4
4. 零件的工藝分析.......................................................................................................4
2. 工藝規(guī)程設(shè)計 ..............................................................................5
1.1.確定毛坯的制造形式...........................................................................................5
1.2.基面的選擇.............................................................................................................5
1.2.1.粗基準的選擇 ....................................................................................................5
1.2.2.精基準的選擇 ....................................................................................................5
1.3制定工藝路線......... ................................ ..............................................................5
1.3.1.工藝方案的比較........................ ......................................................................5
1.3.2.工藝方案的確定................................................................... ...........................5
1.4.機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定...............................................6
1.5.確定切削尺寸及基本工時...................................................................................6
3. 夾具的設(shè)計與校核 ................................... .............. ......................17
總結(jié)................... ..................... ......................... ................................19
參考文獻 ........................................................................................20
零件圖 ............................................................................................21
序言
本課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程以及大部分專業(yè)課之后進行的。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鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。通過本次機械制造課程設(shè)計，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：
1. 能應(yīng)用機械制造工藝與裝備及有關(guān)課程（機械基礎(chǔ)、機械設(shè)計、公差與技術(shù)測量等）的知識，結(jié)合生產(chǎn)實習中學(xué)到的實踐知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
2. 能熟練運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料。
3. 進一步鞏固識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基礎(chǔ)技能。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(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，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好基礎(chǔ)。
由于本組成員能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。
一.零件的分析
1. 零件的作用
法蘭盤在數(shù)控機床里起支撐作用和導(dǎo)向作用，是回轉(zhuǎn)體零件。它的主要作用是連接處的固定及密封。
2. 零件的材料
2.1、特性：該零件的材料為HT150，鑄造成型，具有良好的塑性和適當?shù)膹姸?，工藝性能較好。大多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。
2.2、用途：法蘭盤連接使用方便，能夠承受加到的壓力。在工業(yè)管道中法蘭的連接的使用十分廣泛，在家庭內(nèi)，管道直徑小，而且是低壓看不見法蘭連接。如果在一個鍋爐房或生場現(xiàn)場，到處都是法蘭連接的管道和器材。通俗的講，法蘭盤的作用就是使得管件連接處固定并密封。
3. 零件的結(jié)構(gòu)
3.1、由零件圖可知，該零件的重要表面或端面的粗糙度最高要到達1.6這么高的精度，可見，該零件時一個重要的連接結(jié)構(gòu)零件。
3.2、為了保證加工精度，在加工過程中要盡量減小加工裝夾次數(shù)，盡可能使加工在同一軸線锪表面間完成，這樣可使零件的加工工藝更迅捷，并能保證表面粗糙度。
4. 零件的工藝分析
4.1、基準的分析。
①粗基準的選擇：對于本零件來講，可歸為軸類零件，我們應(yīng)盡可能選擇不加工表面要求不高的為粗基準，根據(jù)基準選取原則，現(xiàn)選取Φ87mm，前端面的中心線作為粗基準，加工Φ87mm的兩個外端面以及Φ87mm的底端的前端面。
②精基準的選擇：以Φ62mm所在端在為精基準的加工表面，以此為基準，并逐步加工Φ87mm左右兩端面，Φ40左右兩端面，Φ62左右兩端面，以及Φ50的內(nèi)孔端面，2×0.5的退刀槽，4×Φ7mm和Φ15mm的定位孔，隨后再倒圓角R3,倒角C1。
4.2、零件的尺寸分析
①定位尺寸：根據(jù)上面的基準分析，定位尺寸為Φ87mm端面所在的平面為定位基準進行定位。
②限位尺寸：分別以Φ31mm，Φ40mm的內(nèi)孔及Φ62d11所在的兩端面為基面為裝夾表面進行限位。
二.工藝規(guī)程設(shè)計
1.1．確定毛坯的制造形式
零件材料HT150考慮零件在機床上運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)效率保證加工精度可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜而且零件加工的尺寸不大，因此毛坯形狀可以與零件形狀盡量接通，內(nèi)孔鑄為直徑25毫米。毛坯尺寸通過確定加工余量后在決定。在考慮提高生產(chǎn)效率保證加工精度后采用鑄造成型。
1.2．基面的選擇
工藝過程中重要的工作之一，正確與合理的定位選擇。可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。
1.2．1 粗基準的選擇，對于法蘭盤而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準或加工表面要求不高的為粗基準，根據(jù)基準選擇原則，現(xiàn)選取Φ87mm的中心線作為粗基準，加工外圓表面及Φ87mm底端前端面。
1.2．2 精基準的選擇，以Φ62mm為精基準加工表面。這一精加工表面包括Φ87mm外圓端面，右端面，Φ31mm內(nèi)孔，Φ40mm內(nèi)孔，Φ62mm外圓端面，Φ50mm內(nèi)孔，左端面，Φ11mm和Φ7mm的定位孔以及2×0.5的退刀槽。
1.3．制定工藝路線:
制定工藝路線得出零件加工的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下，可以考慮萬能型機床配以專用夾具提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降至最低。
1.3.1 工藝路線方案:
工藝方案：
工序00：下料，取材料HT150的直徑95×35mm鑄鐵進行鑄造。
工序01：車Φ87mm的外圓及Φ87的底端前端面，保證長度30mm，倒圓角R3.
工序05：車內(nèi)孔Φ31mm，Φ40mm保證留有單邊加工余量0.03mm，倒圓角R2
工序10：以Φ87mm的中心線為基準，粗車~半精車~精車Φ62mm的外圓端面，使達到要求，車底端面14mm，車退刀槽2×0.5mm，倒圓角C1。
工序15：車Φ50mm的內(nèi)孔，單邊留有0.03mm的加工余量。
工序20：鉗工劃線，以Φ87mm的底端前端面為基準畫出Φ7mm及Φ11mm的位置，再用磨花鉆鉆4×Φ7mm的小孔，用锪刀锪沉頭孔Φ11mm的內(nèi)孔，使之到達要求。
工序25：以Φ87mm的底端前端面為基準，銑Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面，保證長度27mm，使兩面達到平行度要求。-
工序30：以Φ20mm的球頭銑刀銑削加工R10的凹孔，使之達到要求。
工序35：銑以外圓Φ87為基準，控制78.5mm的端面。
工序40：鉗工去毛刺。
工序45：清洗已加工的零件，終檢入庫。
1.4．機械加工余量，工序尺寸及毛培尺寸的確定
由于零件材料為HT150,查課程設(shè)計指導(dǎo)書，根據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
圖1 法蘭盤的鑄造件毛坯圖簡圖
1.4.1 車Φ87mm的外圓表面的加工余量及公差，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5,取外圓長度余量均為2Z=8mm均為雙邊加工。
車削加工余量為：粗車2×2mm，走刀兩次
公差：徑向的偏差為-0.12/-0.14
1.4.2 車Φ31mm,Φ40mm,Φ87mm底端前端面的加工余量：毛坯為實心，不沖孔，兩內(nèi)孔的精度要求介于IT7~IT8之間，參照《工藝手冊》表2.3-9及2.3-12確定工序尺寸及余量為：
車孔：Φ31mm,Φ40mm的內(nèi)孔，單邊留有為0.03mm的加工余量，則
Φ31內(nèi)孔車削余量為2Z=12mm
Φ40內(nèi)孔車削余量為2Z=15mm
Φ87外圓端面2Z=5mm,保證長度30mm
1.4.3 車削Φ62mm的外圓端面，車退刀槽2×0.5mm，倒圓角C1
車削Φ62mm的加工余量為2Z=6mm（均為雙邊加工）
粗車2×2.5mm,半精車2×0.3mm,精車2×0.2mm、
車退刀槽：加工余量2Z=7mm，
在車削加工完成Φ62mm后用切斷刀切削2×0.5mm的退刀槽，且倒圓角C1。
1.4.4車Φ50的內(nèi)孔，單邊留有加工余量0.03mm
車削余量2Z=24mm，均為雙邊加工
1.4.5鉆孔（Φ7mm或Φ11mm）
查《工藝手冊》2.2~2.5，先鉆Φ7mm的小孔，工序尺寸加工余量，鉆孔Φ7mm，锪孔Φ10mm，精鏜為0.5mm。
1.4.6銑削加工余量，精銑各端面：
Φ62mm的端面2×1.2mm，Φ87mm的端面2×0.7mm，半精銑2×0.3控制兩面的平行度。粗銑8.5mm（離Φ87的中心線35mm）
以球頭銑刀粗銑6mm（使Φ87的底端前端面距銑刀中心線4mm）.
2.4.1 機械加工余量，工序尺寸的確定
工序號
工序類容
工序尺寸/mm
一次走刀余量/mm
二次走刀余量/mm
三次走刀余量/mm
四次走刀余量/mm
01
車直徑87mm端面
95×30
2
0.5
0
0
車直徑87mm外圓
87×30
2
1
0
0
倒圓角R3
1
0.5
0
0
05
鉆直徑31mm的孔
31
2
1
0.5
0
車直徑40mm的孔
8
1.5
0.5
0
0
倒圓角R2
1
0.5
0
0
10
車直徑62mm的孔
18
2.5
0.5
0.3
0.2
車退刀槽2×0.5mm
2×0.5
0.25
0.25
0
0
車直徑62mm端面
87×27
1.5
0.5
0
0
倒圓角C1
0.5
0
0
0
15
車直徑50mm的孔
12
2
1
0.5
0
20
鉆直徑7mm的孔
12
2
0.5
0
0
锪直徑11mm的孔
6
1.5
0.5
0
0
25
以Φ20mm的球頭銑刀銑R10的缺
78.5
1
0.5
0
0
30
銑以外圓Φ87mm的軸線為基準保證尺寸78.5的端面
78.5
2
1
0.5
0
表一. 各工序的加工余量
1.5.確定切削尺寸及基本工時
工序00：加工材料HT150，鑄造成型
工序01：車外圓Φ87 端面，倒圓角R3
1.加工條件
工件材料：HT150，鑄造成型
加工要求：粗車Φ87mm的外圓，底端前端面，表面粗糙度值R2為12.5，倒圓角R3
機床: CA6140臥式機床
刀具：刀具為YT15材料，刀桿尺寸為16mm×25mm，Kr=90o，r0=15°α0=8°.rξ=0.5mm
1.計算切削用量
粗車Φ87底端前端面
（1）確定端面最大加工尺寸，一直毛坯尺寸方向的加工余量為8mm，則毛坯長度尺寸方向的加工余量最大為5mm,留有3個加工余量給另一端，且同時倒圓角R3，分兩次加工，a =2.5mm
（2）確定進給量f，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.4當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，a =2.5mm，工件直徑為87mm時，f=0.6~1.2mm∕r
按CA6140車床說明書取f=0.81mm∕r（參考書1表3.9）
（3）切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的切削公式為（壽命選T=60min）
則 v=k
式中，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2。k見《切削手冊》表1.28，即
k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，k=0.97
所以
v=×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97m/min=97.15m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速
n= =r/min=325r/min
按機床說明書，與328r/min相接近的機床轉(zhuǎn)速為280r/min和330r/min.。按加工要求，閑選取560r/min。所以實際切削速度為98.49m/min。
5）計算切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1，取
L=mm=27.5mm，L=2，L=0，L=0
t=i=min=0.22min
（2）粗車Φ87mm的外圓
1）背吃刀量：單邊余量Z=4mm，可用二次切除。
2）進給量 ：根據(jù)《切削手冊》表1.4，選用f=0.7mm/r
3)計算切削速度：見《切削手冊》表1.27，可得 v=98.62m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速
n==r/min=331r/min
按機床選取n=450r/min。所以實際切削速度為
V==r/min=134.3r/min
5）檢驗機床功率：主切削力F按《切削手冊》表1.29所示公式計算
F=Cafvk
式中，C=2795，x=1.0，y=0.75，n=-0.15
可計算得： k=0.67min
所以F=2795×2×0.7×98.49×0.89N=1915,06N
故切削時所耗功率P==kw=3.14kw
由CA6140機床說明書可知，CA6140主電動機功率為7.8kw，當主軸轉(zhuǎn)速為450r/min
時，主軸傳遞的最大功率為5.5kw，所以機床功率足夠，可以正常加工。
6）切削工時
t=；式中，L=17mm，L=4mm，L=0
t=0.67min
(3)車Φ87mm外圓倒角
取a=1mm，f=0.81mm/r見《切削手冊》表1.6，R=12.5，刀尖圓弧半徑r=3.0mm
切削速度
v= 式中C=242，m=2，T=60，x=0.15，y=0.45，K=1.44，K=0.81，代入數(shù)據(jù)，可計算得： v=113.6m/min
有 n==416r/min
按機床說明書選取 n=450r/min
則此時 v=123mm/min
切削工時 t= 式中L=12mm，L=12mm，L=0
則可得 ： t=0.044min
工序05：鉆內(nèi)孔31mm，車40內(nèi)孔，倒內(nèi)圓角R2.
切削用量計算如下：
⑴鉆31孔。
=0.5mm/r（見《切削手冊》表2.7）
=12.25m/min(見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
=r/min=125r/min
按機床選取=136r/min(按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實際切削速度==m/min=13.24m/min
則切削工時 ==min=0.67min
式中，切入=10mm，切出=5mm，=30mm。
⑵車40mm內(nèi)孔。
切削用量計算如下：=0.5mm/r，=25mm，走刀2次則 ==1.44m/min=111.6m/min
則 ==r/min=888.08r/min
實際切削速度為： ==m/min=112m/min
切削工時： ==min=0.027min
式中，切入=4mm，切出=0mm，=8mm。
⑶倒內(nèi)圓角R2。
取=1mm，=0.51mm/r，=12.5m。刀具圓弧半徑=1.0mm。
則切削速度：
==1.440.81m/min=159m/min
==r/min=1265.3r/min
則實際=1000r/min
所以，=125.6m/min
切削工時： ==min=0.046min
式中，切入=1mm，切出=0mm，=2mm。
工序10：車62mm的外圓，端面，退刀槽20.5mm，倒角。
⑴車62mm的外圓。
1〕粗車加工余量22.5mm，則切削速度：
==m/min
=83.55m/min
主軸轉(zhuǎn)速： ==r/min=391.09r/min
按機床選取=450r/min，則實際切削速度為;
==m/min=96.13m/min
切削工時：
==min=0.084min
2〕半精車加工余量20.3mm。
=0.28mm/r，切削速度;
==m/min
=180.6m/min
則主軸轉(zhuǎn)速：
==r/min=912.7r/min
按機床選取=820r/min。所以實際切削速度為
==m/min=160.9m/min
切削工時： ==min=0.07min
3〕精加工余量20.2mm。
=0.23mm/r，確定切削速度：
==m/min
=205.65m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速： ==r/min=1055.8r/min
按機床選取=1000r/min。則實際切削速度為
==m/min=195.25m/min
切削工時為： ==min=0.073min
所以，總工時為： ==（0.084+0.07+0.073）min=0.227min
⑵車退刀槽2mm。
刀具選擇：切斷刀20.5mm，則=0.25mm，=0.25mm/r。
確定切削速度：
==m/min=248.9m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
==r/min=1277.97r/min
按機床選取=1000r/min，則實際切削速度為
==π62r/min=194.77r/min
切削工時：=2mm，=0mm，=2mm。
==min=0.016min
工序15：車Ф50的內(nèi)孔，單邊車削余量0.03mm，車削余量為2Z=24mm，雙邊均進行加工。
1. 粗車Ф50mm內(nèi)孔
機床：CA6140臥式車床
刀具：刀片材料為YT15材料，刀桿尺寸為16mmX25mm，Kr=90°，=15°， ，r=0.5mm。
(1) 確定進給量f
根據(jù)《切削手冊》表15-8
取f=0.6mm/r
（2）切削速度： V=
式中，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2。k見《切削手冊》表1.28，即 k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，k=0.97
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計算得： v=106m/min
（3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n=
數(shù)據(jù)代入計算可得n=675r/min
按機床說明書，現(xiàn)可選取700r/min，所以與實際切削速度相近。
（4）計算切削工時
t=（1+y+）/nf=40+1/700×0.6=0.09min
精車Ф50mm內(nèi)孔
（1） 確定進給量f
查《切削》手冊表8-58 取f=0.4r/min
（2） 切削速度
根據(jù)以上公式代入數(shù)據(jù)可計算
v=×1.44×0.8×0.81×0.97m/min
=112m/min
（3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
n===713r/min
按機床說明書，現(xiàn)可選取n=750r/min
（4） 計算切削工時
t=40+1/750×0.4=0.13min
工序20：鉆7mm孔，锪11mm的沉頭孔。選用機床型號;C365L
⑴鉆7mm孔。
=0.5mm/r(見《切削手冊》表10-6）
=0.29m/s，即17.4m/min，（見《切削手冊》表10-15）
確定主軸轉(zhuǎn)速：
==r/min=791.2r/min
按機床選取=560r/min。則實際切削速度為
==m/min=12.3m/min
切削工時：=2mm，=1mm，=12mm
==min=0.054min
⑵锪圓柱孔沉頭孔11mm。
根據(jù)有關(guān)資料，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆空時的1/2~1/3，故，
=1/3=1/30.5mm/r=0.17mm/r
=1/3=1/312.3m/min=4m/min
==r/min=115r/min
按機床選取=120r/min，則實際切削速度為：
==m/min=4.15m/min
切削工時：=2mm，=0mm，=6mm
==min=0.39min
總工時;
=4+4=4()=4(0.054+0.39)=1.78min
本工步中，加工11沉頭孔的測量長度是工藝基準與設(shè)計基準重合，故按圖樣要求合理。
工序25：以Φ87mm的底端前端面為基準，銑Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面，保證長度27mm，使兩面達到平行度要求。
1.1.加工條件
工件材料：HT150，金屬模鑄造
加工要求：粗精銑Φ87mm的端面及Φ62mm的端面
機 床：X63W臥式銑床
刀 具：Φ100mm的硬質(zhì)合金端面銑刀
1.2.計算切削用量
1.2.1半精銑Φ87mm的后端面
（1）確定進給量
根據(jù)《切削手冊》表13-10，可選取每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r
（2）切削速度
查《工藝手冊》表1.18，可確定v=70m/min
（3）機床主軸轉(zhuǎn)速
采用Φ100mm的硬質(zhì)合金端面銑刀，d=100mm，齒數(shù)為12，則
n==r/min=223r/min
根據(jù)計算數(shù)據(jù)結(jié)果，以及采用機床型號為X63W臥式銑床，查《工藝手冊》表4-17可選取
n=235r/min
故實際切削速度
v==73.19 m/min
當n=235r/min時，工作臺每分鐘進給量f應(yīng)為
f=f.n=0.5×12×235=1410mm/min
（4）切削工時
根據(jù)所選機床型號，可選取 k=60°，a=0.6mm,分兩次銑削
切入長度：L=0.5（D—）+a/tan.k+(1-2)=7.3mm
切出長度：取L=2mm，L=12mm
則切削工時
t==0.03min
1.2.2 銑削Φ62mm的端面
（1）確定進給量
根據(jù)《切削手冊》表13-10，每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r
（2）切削速度
查《工藝手冊》表1.1.8，確定v=75m/min
（3）機床主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)所選機床型號，d=100mm，齒數(shù)為12
n=1000v/=1000×75/3.14×100=239r/min
查《工藝手冊》表4-17-1可選取
n=300r/min
故實際切削速度
v==m/min=94.2m/min
當n=300r/min時，工作臺的每分鐘進給量
f=f.z.n=0.5×12×300=1800mm/min
（4）切削工時a=2.4mm，分兩次切削
切入長度：L=0.5(D—+a/tank—1=7mm
切出長度：L=2mm，L=15mm
則切削工時 t==0.02min
工序30：粗銑以直徑為20的球頭銑刀銑R10的缺，保證粗糙度12.5。
=0.18mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定=0.3m/s,即18m/min。
采用高速鋼立銑刀，=20mm，齒數(shù)=4。則
==r/min=290r/min
現(xiàn)選用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取=300r/min，故實際切削速度為
==m/min=18.8m/min
當=300r/min，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為
==0.18430mm/min=21.6mm/min
查機床說明書，有=23.5mm/min，故選用該值。
切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程＋=8mm。因此，機動工時為
==min=0.35min
工序35：銑以外圓直徑87的軸線為基準保證尺寸78.5的端面。
以31內(nèi)孔為定位基準。選用高速鋼圓柱銑刀，=50mm，齒數(shù)=6，走刀兩次。
第一次：
=0.1mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定=30m/min。則
==r/min=191r/min
現(xiàn)選用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取=190r/min。故實際切削速度為
==m/min=29.8m/min
當=190r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為
==0.16190mm/min=114mm/min
查機床說明書，有=118mm/min，故選用該值。
切削工時：利用作圖法，可得出銑刀行程=38.5mm
==min=0.33min
第二次：
采用相同進給量，相同的切削速度。利用作圖法可得出銑刀行程=51.7mm。則
==min=0.44min
因此機動工時為
=+=0.33min+0.44min=0.77mm
工序40：鉗工去毛刺。
工序45： 清洗入庫。
4 銑78.5端面銑床夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
4.1 定位基準的選擇
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(zhì)量。基準選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(shè)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(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。
由零件圖知，由于左端面和右側(cè)端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以左端面為主要定位基準面，以內(nèi)孔φ50穿芯軸為輔助定位面，在右側(cè)端面用夾緊螺母夾緊，再以螺釘鎖定法蘭盤沿芯軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度，這一定位方案夾具設(shè)計簡單，裝夾方便可靠且容易拆卸工件，固可行。
4.2 切削力及夾緊力計算
刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，
其中，
所以，
其中，水平分力：
垂直分力：
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) ，
式中 K————基本安全系數(shù)1.2；
K————加工性質(zhì)系數(shù)1.1；
K————刀具鈍化系數(shù)1.1，
K————斷續(xù)切削系數(shù)1.0；
所以，
查文獻[4]表3-26，知d=12mm的螺栓許用加緊力。由于φ12mm鉤型螺栓長度小于所需夾緊長度，所以為方便夾緊，選用φ16mm的鉤型夾緊螺栓夾緊，因此選用該螺栓加緊足以滿足夾緊要求。
4.3 定位誤差分析
夾具的主要定位元件為芯軸，該芯軸的尺寸公差規(guī)定為本零件在工作時與其相配的尺寸與公差相同。
（1）定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷，孔與銷間隙配合。
（2）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。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當能滿足定位要求。
由于該芯軸是根據(jù)零件定位方案設(shè)計的專用件，各定位面加工后對φ36mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。因此銑邊時的位置加工偏差主要由芯軸中心位置尺寸偏差決定。查文獻[4]表3-17，普通精度位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此銑邊的位置偏差可以保證。
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.4 定向鍵與塞尺設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖4.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表4.4：
表4.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.025
～0.035
25
25
4
25
4.5
18
+0.019
5
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖4.3所示：
圖4.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表4.5：
表4.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
4.5確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設(shè)計的基本要求
（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
4.6 夾具設(shè)計及操作說明
在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機動夾緊而不是手動夾緊，因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇了夾緊方式。夾具有裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）。如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖見附圖。
總 結(jié)
設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。
畢業(yè)設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
設(shè)計總結(jié)
緊張而又辛苦的一個月課程設(shè)計結(jié)束了。當我快要完成老師下達給我的任務(wù)的時候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之巔，頓時心曠神怡，眼前豁然開朗。
在這次課程設(shè)計中給我感觸最深的是作為一名未來的機械工程方面的技術(shù)人員，不僅要有深厚的專業(yè)知識，而且要有一種嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。作為工程設(shè)計實踐經(jīng)驗?zāi)芰赡芨鼊龠^課本知識，但是工程實踐經(jīng)驗的積累是以深厚的專業(yè)知識作為基礎(chǔ)，所以學(xué)好專業(yè)知識是工程設(shè)計的基礎(chǔ)。同時我也感觸到在工程設(shè)計中的團隊合作精神的重要性，因為“三個諸葛亮，比過一個諸葛亮”，而且在一起還可以相互學(xué)習和討論，相互分工，可以節(jié)約設(shè)計工時，可以以最短的時間設(shè)計出最好的產(chǎn)品，這在當今市場經(jīng)濟社會中是非常必要的，這樣設(shè)計的產(chǎn)品才會有市場，工程設(shè)計才會有意義。
通過課程設(shè)計，使我深深體會到，做任何事情都必須耐心、細致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有兩次因為我不小心計算錯誤，只能毫不情愿的重來。但一想起老師平時對我們耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責、一絲不茍的良好習慣。這次課程設(shè)計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練。
一個月的課程設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)了自己掌握的知識是真正如此的貧乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學(xué)習了那么多的課程，今天才知道自己并不會運用。想到這里，我真的有點心急了。老師卻對我說，這說明課程設(shè)計確實使你有收獲了。老師的親切勉勵像春雨注入我的心田，使我更加自信了。
最后，我要衷心地感謝老師。是您的嚴厲批評喚醒了我，是您的敬業(yè)精神感動了我，是您的諄諄教誨啟發(fā)了我，是您的殷切期望鼓舞了我。我感謝老師您今天又為我增添了一副堅硬的翅膀。
參考文獻
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【6】. 金屬切屑機床. 機械工業(yè)出版社.
致 謝
這次畢業(yè)設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。
這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
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