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畢業(yè)設(shè)計（論文）
類 型：
□畢業(yè)設(shè)計說明書 □畢業(yè)論文
題 目：
車床支架機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
專 業(yè)：
時 間：
II
車床支架機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計
內(nèi)容摘要
本篇論文中共涉及兩個部分，第一，是車床支架的機(jī)械加工工藝；第二，是機(jī)床夾具的設(shè)計。
在生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程，成為工藝過程。工藝過程是生產(chǎn)過程的重要組成部分。本篇論文完成了對年產(chǎn)2000件車床支架零件工藝規(guī)程的設(shè)計，并且填寫車床支架零件的工藝過程卡片。
選定鉆孔和銑面工序進(jìn)行了夾具的總體裝配和夾具體的設(shè)計。首先，結(jié)合零件的各項技術(shù)要求，擬訂工件的定位、夾緊方案；然后根據(jù)夾具設(shè)計原則以及夾緊力和夾緊點(diǎn)的確定原則進(jìn)行局部零部件和夾具體的設(shè)計；最后，校核該夾具的精度。
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；加工工藝；夾具；夾緊力
Abstract
There are two parts in this paper. The first is the machining process of the lathe support, and the second is the design of the machine tool fixture.
In the process of production, it changes the shape, size, relative position and nature of the production object to make it the process of the finished product or the semi-finished product. The process is an important part of the production process. This paper has completed the design of 2000 parts of the lathe support parts, and fill in the process card of the lathe support parts.
The general assembly and the specific design of the clamp are carried out in the selection of the drilling and milling process. First, combined with the technical requirements of the parts, we draw up the positioning and clamping scheme of the workpiece, then design the local parts and clamps according to the design principles of the fixture and the determination principle of clamping force and clamping point. Finally, check the accuracy of the fixture.
Key words: machining; processing technology; fixture; clamping force
目 錄
類 型： I
□畢業(yè)設(shè)計說明書 □畢業(yè)論文 I
題 目： I
車床支架機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計 I
學(xué)生姓名： I
指導(dǎo)教師： I
專 業(yè)： I
時 間： I
內(nèi)容摘要 I
Abstract II
引 言 1
1 緒論 1
2 工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1年生產(chǎn)量和批量的確定 2
2.2零件分析 2
2.3毛坯余量和加工余量的確定 3
2.4定位基準(zhǔn)的選擇： 4
2.5工藝方案的確定 5
2.6工藝路線的擬定 7
3 鉆?18孔夾具設(shè)計 30
3.1 研究原始質(zhì)料 30
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 30
3.3 切削力及夾緊力的計算 30
3.4 誤差分析與計算 31
3.5 零、部件的設(shè)計與選用 32
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 34
3.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 35
總結(jié) 36
參考文獻(xiàn) 37
引 言
在機(jī)械加工行業(yè)中車床被認(rèn)為是所有設(shè)備的工作“母機(jī)”。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，以圓柱體為主, 在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。銑床和鉆床等旋轉(zhuǎn)加工的機(jī)械都是從車床引伸出來的。
機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動的重要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 普通機(jī)床經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及自動化，精密機(jī)械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來不能解決的許多問題，找到了科學(xué)解決的途徑。 在我國制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也越來越廣泛，是一個企業(yè)綜合實力的體現(xiàn)。
但是不管機(jī)床怎么發(fā)展，機(jī)械加工中仍然少不了夾具工裝的使用。
研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率；
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
36
1 緒論
機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)性文件，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及其產(chǎn)品所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證和主要依據(jù)，在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。
夾具設(shè)計是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)效率、改善工人的勞動強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本，所以，在大批量生產(chǎn)中，常常采用專用夾具。同時，使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問題等，因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。
在這次的畢業(yè)設(shè)計中，將會使用到這幾年所學(xué)的所有知識，是這些知識的整合運(yùn)用，也會使這些知識在這次設(shè)計中融會貫通，希望可以通過這次設(shè)計鍛煉自己的分析、解決問題的能力，為義工的工作奠定良好的基礎(chǔ)。
本次設(shè)計的題目是“車床支架機(jī)械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計”。在做這個設(shè)計題目過程中，涉及了很多工藝規(guī)程設(shè)計方面的知識。
本次的設(shè)計任務(wù)是：制定一給定的零件（車床支架）的機(jī)械加工工藝及就加工該零件的某二道工序的夾具設(shè)計。
設(shè)計內(nèi)容包括：
毛坯零件綜合圖一張；
夾具裝配圖2張；
夾具體圖2張；
工序卡的編訂、 繪制；
論文1份；
2 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1年生產(chǎn)量和批量的確定
1）已知生產(chǎn)綱領(lǐng)：2000件／年，
年生產(chǎn)量=生產(chǎn)綱領(lǐng) 每臺件數(shù) （1%儲備量）（1%廢品率）
＝ 2000 1 （1+0.01）（1+0.01）
= 2041 件
月產(chǎn)量=年產(chǎn)量／12= 170 件（其中一個月生產(chǎn)171件）
日產(chǎn)量=月產(chǎn)量／25.5= 7.56 = 8 件
2）生產(chǎn)類型的確定：
查工藝人員手冊，年產(chǎn)量2000件的屬于中批生產(chǎn)。
3）批量的確定及生產(chǎn)間隔期
在一個零件總的加工時間及最長工序時間確定的情況下，批量和生產(chǎn)間隔期相互制約，批量越大，生產(chǎn)間隔期越長，生產(chǎn)率高，但資金周轉(zhuǎn)慢，批量越小，生產(chǎn)間隔期短，資金周轉(zhuǎn)快，但生產(chǎn)率低，所以要同時兼顧二者。
批量的確定：
除了要考慮生產(chǎn)間隔期外，還要考慮車間毛坯倉庫的面積，如批量大，則占用車間面積過大，資金投入大，周轉(zhuǎn)慢，反之，如批量小，則毛坯的供給滿足不了加工需要，則出現(xiàn)停工，以至于設(shè)備的閑置，工人的浪費(fèi)。
考慮到以上的種種因素，定的批量時間為2天。
2.2零件分析
1． 零件作用：本零件作為支架用零件如圖一所示。
2． 零件材料：本零件材料為HT200。
3． 零件熱處理要求：由于本零件為鑄件，需要進(jìn)行時效處理。
4． 零件技術(shù)要求：
本零件需加工的表面為：A面、C面、F面、D面、E面、L孔、B孔、G孔、H孔。其中L孔，
圖2-1 車床支架零件示意圖 B孔不但本身尺寸精度、表面粗糙度有較高要求，而且位置精度也有一定要求。（詳
細(xì)見附圖2-2車床支架毛坯零件綜合圖）
圖2-2 車床支架零件圖
5． 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：對稱性較好。
6． 加工出該工件所用的加工方法主要有：銑削加工，鉆、锪、擴(kuò)、鉸削加工。
7． 零件設(shè)計基準(zhǔn)：分析得知，其設(shè)計基準(zhǔn)是 A 面、C 面。
2.3毛坯余量和加工余量的確定
1）毛坯的選擇
由于零件是中批生產(chǎn)，故優(yōu)先考慮鍛、鑄件，可提高生產(chǎn)率，降低成本，
又考慮到零件的力學(xué)性能、形狀及大小，故采用鑄件。
2）毛坯余量和加工余量的確定
加工余量的大小不僅直接影響毛坯尺寸，而且影響到工藝裝備（夾具等）的尺寸，設(shè)備的調(diào)整，切削用量的選擇，材料消耗工藝定額和加工工時定額等。如果余量留大了，既浪費(fèi)材料又浪費(fèi)工時、工具和動力；如果留小了，由于加工過程中的應(yīng)力變形和熱變形等影響，可能會由于余量不足而導(dǎo)致工件報廢，因此，在設(shè)計工藝規(guī)程時確定合理的加工余量是十分重要的。
機(jī)械加工中毛坯尺寸與其零件尺寸之差，稱為毛坯余量，加工余量的大小，取決于各加工過程中各個工序應(yīng)切除的金屬層總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸間的偏差值。
毛坯余量的確定：根據(jù)毛坯的鑄造精度，鑄件最大尺寸，該面的公稱尺寸，及該面在砂箱中所處的位置，可由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》中查出。
但在本次設(shè)計中，毛坯余量由各工序切削余量計算出。每道工序中切去金屬的厚度就是該道工序的加工余量。加工余量的確定可由《機(jī)械加工余量手冊》中查出，其選用原則為：
a. 應(yīng)有充分的加工余量，加工余量應(yīng)能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度及精度；
b. 決定加工余量時應(yīng)考慮到零件的熱處理時引起的變形，否則可能產(chǎn)生廢品；
c. 決定加工余量時應(yīng)考慮到所采用的加工方法和設(shè)備，以及加工過程中零件可能發(fā)生的變形；
d. 決定加工余量時應(yīng)考慮到被加工零件的大小，零件越大，則加工余量也越大，因為零件的尺寸增大后，由切削力，內(nèi)應(yīng)力等引起的變形的可能性也增加；
e. 在考慮上述各項后，盡量采用最小的加工余量，以求縮短加工時間，并降低零件的制造費(fèi)用。
加工余量應(yīng)包括：
a. 上工序的表面粗糙度（Ra）
b. 上工序的表面破壞層（Da）
c. 上工序的尺寸公差（Ta）
d. 需要單獨(dú)考慮的誤差（ρa(bǔ)）
e. 本工序的安裝誤差（εb）
實際生產(chǎn)中的加工余量，很少采用計算法，而大多是由工廠經(jīng)驗估計和查閱一般的機(jī)械加工手冊決定，而本工藝規(guī)程加工余量的制定則參照《機(jī)械加工余量手冊》而定。在本工藝規(guī)程中，鑄件采用機(jī)器造型，木模，精度等級選7級，查表12-2表12-3得：毛坯件側(cè)面、頂面的加工余量為4㎜，而底面有4㎜高的一個臺階面，考慮鑄造方便，故其底面余量取大一些，使其表面為一平面，底面加工余量為8㎜；孔均為鉆出。
繪制零件—毛坯綜合圖
零件—毛坯綜合圖詳細(xì)見圖紙。
2.4定位基準(zhǔn)的選擇：
1.粗基準(zhǔn)的選擇：
1） 保證工件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則：被加工零件上如有不加工表面應(yīng)選不加工表面作粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面對于加工表面具有較為精確的相對位置關(guān)系。
2） 合理分配加工余量的原則：從保證重要表面加工余量均勻考慮，應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)。
3） 便于裝夾的原則：為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、粗糙、不允許有鍛造飛邊、鍛造澆冒口切痕或其它缺陷，并有足夠的支撐面積。
4） 粗基準(zhǔn)不得重復(fù)使用的原則： 在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)只允許使用一次。
2.精基準(zhǔn)的選擇原則：
1） 基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。
2） 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對位置關(guān)系。
3） 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件上兩個加工表面之間位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。
4） 自為基準(zhǔn)原則 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為基準(zhǔn)。
2.5工藝方案的確定
根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，設(shè)計了兩種工藝路線來達(dá)到加工目的：
方案一：
工序Ⅰ
粗銑—半精銑F面
粗銑—半精銑—精銑AC1面
粗銑—半精銑—精銑AC2面
工序Ⅱ
以A、C面為精基準(zhǔn)，
粗銑—半精銑D面
粗銑—半精銑E面
工序Ⅲ
鉆—擴(kuò)—鉸B孔
工序Ⅳ
鉆—擴(kuò)—鉸L孔
工序Ⅴ
鉆H孔，锪G孔
工序Ⅵ
清除毛刺
方案二：
工序Ⅰ
以互為基準(zhǔn)原則，
粗銑—半精銑D面
粗銑—半精銑E面
工序Ⅱ
以D面為主要基準(zhǔn)，
粗銑—半精銑F面
粗銑—半精銑—精銑AC1面
粗銑—半精銑—精銑AC2面
工序Ⅲ
以D面為主要基準(zhǔn)，
鉆H孔，锪G孔
工序Ⅳ
以D面為主要基準(zhǔn)，
鉆—擴(kuò)—鉸B孔
工序Ⅴ
以D面為主要基準(zhǔn)，
鉆—擴(kuò)—鉸L孔
工序Ⅵ
清除毛刺
方案選擇：
在工藝路線擬定中根據(jù)機(jī)加工工序的安排原則：
1 先基準(zhǔn)后其它原則
2 先粗后精原則
3 先面后孔原則
4 先主后次原則
綜合考慮，選擇方案二更好。
2.6工藝路線的擬定
在擬定工藝路線時，必須同時確定各工序所采用的機(jī)床，刀具，輔助設(shè)備及工藝裝備，切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設(shè)計。機(jī)床和工裝的選擇應(yīng)盡量做到合理，經(jīng)濟(jì)，使之與被加工零件的生產(chǎn)類型，加工精度和零件的形狀尺寸相適應(yīng)。
一）機(jī)床的選擇（見《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》P522）
1 機(jī)床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的外部形狀，尺寸相適應(yīng)。
2 機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)
3 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)盡量選用生產(chǎn)率高的專用機(jī)床，組合機(jī)床或自動機(jī)床。
4 機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有條件相適應(yīng)。做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用，并盡量做到設(shè)備負(fù)荷平衡。
按照加工過程中每道工序的有效功率，選擇工序Ⅰ、工序Ⅱ的加工機(jī)床為：X5032型立式升降臺銑床。
工序Ⅲ、工序Ⅳ、工序Ⅴ的加工機(jī)床為：Z525立式鉆床。
二）刀具的選擇（《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》P802）
刀具的選擇也包括刀具的類型，構(gòu)造和材料的選擇，主要應(yīng)根據(jù)加工方法、工序應(yīng)達(dá)到的加工精度、粗糙度、工件的材料形狀、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等因素加以考慮，原則上盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時采用各種高生產(chǎn)率的專用刀具。
本工藝中銑削的工序都采用YG類硬質(zhì)合金刀具。YG類硬質(zhì)合金刀具的韌性較好，但切削韌性材料時耐磨性和耐熱性較差。所以，目前YG類硬質(zhì)合金適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。常用牌號有：YG3、YG6、YG8等，其中數(shù)字表示Go的含量。
銑刀直徑的選擇：
D=(1.4～1.6)ae
D-----銑刀直徑
ae---銑削寬度
工序Ⅰ
D=1.4×ae=1.4×88=123mm
考慮到機(jī)床功率，切削力矩，銑削效率的影響，
選D=100 mm,細(xì)齒，齒數(shù)Z=10，YG8硬質(zhì)合金面銑刀
工序Ⅱ
Ⅱ-1-1，Ⅱ-1-2
D=1.4×ae=1.4×140=196 mm
選D=160 mm, 中齒，齒數(shù)Z=10，YG8硬質(zhì)合金面銑刀
Ⅱ-1-3至Ⅱ-1-8
選D=100 mm，中齒，齒數(shù)Z=6 ，YG8硬質(zhì)合金面銑刀，
孔加工中刀具的選擇主要根據(jù)被加工孔的直徑大小來選擇。
三）夾具的選擇（《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》P630）
正確設(shè)計和使用夾具，對保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍既減輕勞動強(qiáng)度都有重要意義。同時，使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問題等。具體情況見后面的夾具設(shè)計部分。
四）量具的選擇
1 量具的選擇應(yīng)做到量具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。
2 量具的量程應(yīng)與被測零件的尺寸大小相適應(yīng)。
3 量具的類型應(yīng)與被測表面的性質(zhì)（孔或外圓尺寸還是形狀位置值）、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)方式相適應(yīng)。
4 按量具的極限尺寸選擇量儀時應(yīng)保證：T×K
T—被測尺寸的公差值（mm）
K—測量精度系數(shù)
—測量工具和測量方法的極限誤差
測量精度系數(shù)表2-5-1
被測尺寸的精度等級
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
K
0.325
0.30
0.275
0.25
0.20
五）加工面尺寸的確定
1. 工序Ⅰ
寬： B=4+65+38／2=88mm
長： L=140+140+20=300mm（20—兩個工位間的距離）
查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》，
切入： L1=25mm
超出： L2=3mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2= 300+25+3 = 328 mm
2. 工序Ⅱ
Ⅱ-1-1
寬： B=140mm
長： L=30mm
切入： L1=2mm
超出： L2=3mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2= 30+2+3 =35mm
Ⅱ-1-2
寬： B=（140-110）／2 +21=36mm
長： L=30mm
切入： L1=4mm
超出： L2=3mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2= 30+4+3 =37mm
Ⅱ-1-3
寬： B=140-36-18=86 mm
長： L=30mm
切入： L1=25mm
超出： L2=3mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=30+25+3=58mm
3. 工序Ⅲ
Ⅲ-1-1
直徑： d=11mm
長： L=20mm
切入： L1=5mm
超出： L2=2mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=20+5+2=27mm
Ⅲ-1-2
直徑： d=17mm
長： L=11mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=11+2+1=14mm
4. 工序Ⅳ
Ⅳ-1-1
直徑： d=18mm
長： L=80mm
切入： L1=7mm
超出： L2=3mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=80+7+3=90mm
Ⅳ-1-2
直徑： d=19.8mm
長： L=80mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=80+2+1=83mm
Ⅳ-1-3
直徑： d=20mm
長： L=80mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=80+2+1=83mm
5. 工序Ⅴ
Ⅴ-1-1
直徑： d=17mm
長： L=30mm
切入： L1=7mm
超出： L2=3mm
計算長度： L計=L+L1+L2=30+7+3=40mm
Ⅴ-1-2
直徑： d=17.85mm
長： L=30mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=30+2+1=33mm
Ⅴ-1-3
直徑： d=18mm
長： L=30mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計算長度： L計= L+ L1+ L2=30+2+1=33mm
六）切削用量的確定
正確的選擇切削用量，對保證零件的加工精度、提高生產(chǎn)率、降低刀具的損耗以及降低工藝成本都有很大的意義。切削用量的選擇與下列因素有關(guān)：
1生產(chǎn)率
2加工質(zhì)量（主要指表面粗糙度）
3切削力所引起的機(jī)床―夾具―工件―刀具工藝系統(tǒng)的彈性變形
4工藝系統(tǒng)的振動
5刀具的耐用度，v越大，耐用度越低
選用原則：
a. 先盡量選取大的ap值
b. 其次盡量取大的s值
c. 最后取合適的v值
（一）切深ap的選擇
一般平面的加工分為粗加工—半精加工—精加工的切深一般等于它的加工余量，而粗加工在留有精加工余量外，應(yīng)盡量取較大的切深，以一次加工切削其加工余量的為最佳。在本次設(shè)計中所有的切深均等于其加工余量，其走刀次數(shù)也因而全部為一次走刀。
（二）進(jìn)給量s的確定
在切深確定后，其進(jìn)給量s應(yīng)盡量取大值，但應(yīng)保證兩個基本要求：
a. 因切削力所引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形不至于使工件的加工尺寸超出公差范圍。
b. 表面粗糙度要求
粗加工時，主要是工藝系統(tǒng)變形限制s，而粗糙度的要求不高；
精加工時，粗糙度要求限制s，而工藝系統(tǒng)變形是次要的，s可根據(jù)切深ap、粗糙度要求，加工方法從工藝人員手冊中查出。
（三）切削速度v的選擇
切削速度v的選擇根據(jù)能最大發(fā)揮刀具的切削性能（不使刀具磨損太快），盡可能發(fā)揮機(jī)床的性能（機(jī)床的功率）。并且可以很好地保證加工質(zhì)量（主要是加工表面的粗糙度要求）和降低加工成本（從提高生產(chǎn)率和減小刀具損耗的角度考慮）。
一般的加工方法，如鉆、擴(kuò)、鉸、銑、鏜的切削用量均可以從手冊中查出其范圍，再由具體的加工環(huán)境，加工方法等確定其具體數(shù)值。而大量生產(chǎn)中所應(yīng)用的流水線的切削用量的選擇則有其自身的特點(diǎn)：
1．比普通機(jī)床的切削用量約低30％，以減少換刀時間，和機(jī)床調(diào)整次數(shù)，
一般取刀具的耐用度為：
硬質(zhì)合金銑刀 200分
鉆頭 300分
擴(kuò)孔鉆 60分
鉸刀 70分
鏜刀 60分
絲錐 90分
2. 在服從機(jī)床本身某一參數(shù)下（多數(shù)為每分進(jìn)給量，因組合專用機(jī)床的動力頭的運(yùn)動為一定的），兼顧同時工作的不同刀具的合理要求，如孔的一般加工為鉆、擴(kuò)、鉸，鉆孔的v較高，而擴(kuò)、鉸的略低，但由于機(jī)床動力頭的運(yùn)動是一定的，因而可以適當(dāng)降低鉆頭的v，而擴(kuò)、鉸的可以適當(dāng)增加，以求得最高的生產(chǎn)率。
3. 切削用量的選擇應(yīng)使每道工序的時間與流水線節(jié)拍相等或小于流水線節(jié)拍，并使各道工序的時間定額相接近。
計算過程
工序Ⅰ
Ⅰ-工位1-1 粗銑D面至35，E面至32,Ra12.5
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=3 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3 mm／齒
切削寬度 ae=88 mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=3681000.2／（2000.3230.150.30.35880.2）
= 89.55 m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
=100089.55／（3.14100）
=285.2r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 235r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14×100×235／1000=79.9m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z= 0.03×10 = 3 mm／r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速235r／min對應(yīng)的進(jìn)給量為190 mm／min,則
f2=190 mm／min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5 ×30.9×0.30.74×88×10×235
= 6.07 kw
Ⅰ-工位2-2 半精銑D面至31，E面至30,Ra6.3
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=1 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2 mm／齒
切削寬度 ae=88 mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
= 368×1000.2／（2000.32×10.15×0.20.35×880.2）
=121.7m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
=1000×121.7／（3.14×100）
=387.6 r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取300 r／min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14×100×300／1000=93.2m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.2×10=2mm／r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速300r／min對應(yīng)的進(jìn)給量為235 mm／min,則
f2=235 mm／min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5 ×10.9×0.20.74×88×10×300
=2.1kw
工序Ⅱ
Ⅱ-1-1 粗銑F面至25,Ra12.5
查表，估算：
刀具直徑 D=160mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=3mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3mm／齒
切削寬度 ae=140mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1600.2／(2000.32×30.15×0.30.35×1400.2)
=89.65m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
=1000×89.65／(3.14×160)
= 178.4 r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 150r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14×160×150／1000=75.36m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.3×10= 3mm／r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速150r／min對應(yīng)的進(jìn)給量為118 mm／min,則
f2=118 mm／min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×30.9 ×0.30.74×140×10×150=6.16kw
Ⅱ-1-2 半精銑F面至24,Ra6.3
查表，估算：
刀具直徑 D=160mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=1mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2mm／齒
切削寬度 ae=140mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1600.2／（10.15×0.20.35×1400.2）
= 663.9 m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
=1000×663.9／（3.14×160）
=1321r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取190r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14×160×190／1000=95.5m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1= fz·Z=0.2×10=2mm／r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速190r／min對應(yīng)的進(jìn)給量為150 mm／min,則
f2=150 mm／min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×10.9×0.20.74×140×10×150
=1.70kw
Ⅱ-1-3 粗銑AC1面至21.5,Ra12.5
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=2.5 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3 mm／齒
切削寬度 ae=86 mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1000.32／（2000.32×2.50.15×0.30.35×860.2)
=160.7m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
= 1000×160.7／（3.14×100）
=511.8r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 235r／min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14×100×235／1000=73.8m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.3×6=1.8mm／r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速235r／min對應(yīng)的進(jìn)給量為190 mm／min,則
f2=190 mm／min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
= 2.66×10-5×2.50.9×0.30.74×86×235
= 0.5 kw
Ⅱ-1-4 半精銑AC1面至20.5,Ra6.3
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=1mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2mm／齒
切削寬度 ae=86mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1000.2／（2000.32×10.15×0.20.35×860.2）
=128.2m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
=1000×128.2／（3.14×100）
=408.3r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 300r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14×100×300／1000
=93.2m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.2×6=1.2mm／r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速300r／min對應(yīng)的進(jìn)給量為235mm／min,則
f2=190 mm／min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×10.9×0.20.74×86×6×300
=1.25kw
Ⅱ-1-5 精銑AC1面至20,Ra1.6
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=0.5mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.1mm／齒
切削寬度 ae=86mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368*1000.2/（2000.32*0.50.15*0.10.35*860.2）
= 172.9 m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
=1000*172.9/（3.14*100）=550.7r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 375r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14*100*375/1000=117.8m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.1*6=0.6mm／r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速375r／min對應(yīng)的進(jìn)給量為300mm／min,則
f2=300mm／min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
= 2.66×10-5*0.50.9*0.10.74*86*6*375
=0.5kw
Ⅱ-1-6 粗銑AC2面至21.5,Ra12.5,取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-3
Ⅱ-1-7 半精銑AC2面至20.5,Ra6.3, 取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-4
Ⅱ-1-8 精銑AC2面至20,Ra1.6, 取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-5
工序Ⅲ
Ⅲ-1-1 鉆H1孔至Φ11
查表，估算：
刀具直徑 D=11mm
刀具耐用度 T=300分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.22mm／r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=5.5mm
V=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)
= 9600*110.25/（3000.125*0.220.55*2001.3）
= 20.1 m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
=1000*20.1/（3.14*11）
=582.0r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 545r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14*11*545/1000=18.7m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.22 mm／r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.22*545=120.0mm／min
有效功率:
N=425df0.8=425*11*0.220.8=1392
M=210d2f0.8=210*112*0.220.8=7567
P=MN／(7018760×1.36)
=7567*1392/(7018760×1.36)
=1.1kw
Ⅲ-1-2 鉆H2孔至Φ11,取數(shù)據(jù)同上
Ⅲ-1-3 锪G1孔至Φ17
查表，估算：
刀具直徑 D=17mm
刀具耐用度 T=65分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.22mm／r
切深 ap=3 mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
= 15.1*170.2/（650.3*30.1*0.220.5）
=13.5 m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
N =1000v／3.14d
=1000*13.5/（3.14*17）
=271.6r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 272r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14*17*272/1000=13.5m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.22mm／r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.22×272=59.8mm／min
Ⅲ-1-4 锪G1孔至Φ17,取數(shù)據(jù)同上
工序Ⅲ
Ⅳ-1-1 鉆B孔至Φ18
查表，估算：
刀具直徑 D=18mm
刀具耐用度 T=300分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.36mm／r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=9mm
V=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)
=9600*18／(3000.125·0.360.55·2001.3)
=15.2m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
=1000*15.2/(3.14*18)
=269r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 272r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14*18*272/1000=15.3m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.36mm／r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.36*272=98mm／min
有效功率:
N=425df0.8=425*18*0.220.8=2278
M=210d2f0.8=210*182*0.220.8=20262
P=MN／(7018760×1.36)
=20262*2278／(7018760×1.36)
=3.8kw
Ⅳ-1-2 擴(kuò)B孔至Φ19.8
查表，估算：
刀具直徑 D=19.8 mm
刀具耐用度 T=60分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.36 mm／r
切深 ap=0.9 mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
=15.1·19.80.2／(600.3·0.90.1·0.360.5)
=13.5 m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
=1000*13.5/(3.14*19.8)
=217r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 195r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14*19.8*195/1000=12.1m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1=0.36 mm／r
每分鐘進(jìn)給:f2= f1·n=0.36*195=70.2mm／min
Ⅳ-1-3 鉸B孔至Φ20H7, Ra1.6
查表，估算：
刀具直徑 D=20mm
刀具耐用度 T=70分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=1.5mm／r
切深 ap=0.1mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
=15.1·200.2／(700.3·0.10.1·1.50.5)
=7.9m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
=1000*7.9/(3.14*20)
=126r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 140r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14*20*140/1000=8.8m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=1.5 mm／r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=1.5*140=210mm／min
工序Ⅴ
Ⅴ-1-1 鉆L孔至Φ17
查表，估算：
刀具直徑 D=17mm
刀具耐用度 T=300分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.28mm／r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=8.5mm
V=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)
=9600·170.25／(3000.125·0.280.55·2001.3)
=19.6m／min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
=1000*19.6/(3.14*17)
=367r／min
查手冊,按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取,取 392r／min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實際切削速度為:
V=3.14dn／1000
=3.14*17*392/1000=20.9m／min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.28mm／r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.28*392=109.7mm／min
有效功率:
N=425df0.8=425*17*0.280.8=2610
M=210d2f0.8=425*172*0.280.8=44362
P=MN／(7018760×1.36)
=44362*2610／(7018760×1.36)
=12.1kw
Ⅴ-1-2 擴(kuò)L孔至Φ17.85
查表，估算：
刀具直徑