3854 支座體加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計(jì),支座,加工,工藝,關(guān)鍵,癥結(jié),樞紐,工序,工裝,設(shè)計(jì) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè)1 緒論1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的支座體是某企業(yè)產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件之一，生產(chǎn)量比較大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對(duì)其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在關(guān)鍵工序使用組合機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床進(jìn)行加工。本課題即以此為背景，要求學(xué)生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專(zhuān)用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算 [1]。通過(guò)這樣一個(gè)典型環(huán)節(jié)綜合訓(xùn)練，達(dá)到綜合訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專(zhuān)用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.3 解決方案和技術(shù)路線本課題是支座體加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上，選擇關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專(zhuān)用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)。因此需要研究和解決的問(wèn)題如下：支座體加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計(jì)；關(guān)鍵工序之一的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)；關(guān)鍵工序之一的加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)。針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題擬采用的研究手段如下：熟悉工件的零件圖，依據(jù)“先加工基準(zhǔn)面，后加工其他表面”，“先加工平面，后加工孔”，“先加工主要平面，后加工次要平面”，“先安排粗加工，后精加工”，再結(jié)合工件的實(shí)際情況，來(lái)安排工序。工藝裝包含：刀具、量具、夾具、輔具。工藝裝備的設(shè)計(jì)得依據(jù)工序來(lái)設(shè)計(jì)。針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題擬采用的研究手段如下：熟悉本工序的內(nèi)容及要求及零件尺寸、表面粗糙度的要求和形位公差的要求，了解夾具設(shè)計(jì)的原則、夾具的構(gòu)成，依據(jù)工件的實(shí)際情況設(shè)計(jì)本工序的夾具。針對(duì)第三個(gè)問(wèn)題擬采用的研究手段如下：了解機(jī)床的構(gòu)成，依據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原則，工件、夾具的具體情況，本工序的加工要求，查閱相關(guān)資料來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)床，并完成“三圖一卡的制作” [2]。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè)2 工藝設(shè)計(jì)2.1 主要技術(shù)依據(jù)支座零件材料為：HT200 在機(jī)床工作過(guò)程中起支撐作用，所受的動(dòng)載荷和交變載荷較小。由于零件的生產(chǎn)類(lèi)型是成批或大批生產(chǎn)（每月?lián)?fù)的工序數(shù)不低于 30～50） ，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采取金屬型鑄造成型有助于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量 [3]。生產(chǎn)綱領(lǐng)：50000 件/年。這屬于大批量生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)中生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和終結(jié)時(shí)間較短，機(jī)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，靠提高切削速度來(lái)提高生產(chǎn)率效果比較明顯。于是需要設(shè)計(jì)關(guān)鍵工序的專(zhuān)用夾具及加工用組合機(jī)床，而且?jiàn)A具采用液壓驅(qū)動(dòng)，組合機(jī)床采用液壓滑臺(tái)。工藝設(shè)計(jì)以保證質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)可靠為原則。對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng) [4]。2.2 零件工藝分析支座體共有兩組加工表面，它們互相之間有一定的位置要求，現(xiàn)分別敘述如下：若以 Φ 80H9（ ）mm 內(nèi)孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括： Φ 80H9（087. ?） mm 孔的大端面以及大端的內(nèi)圓倒角，四個(gè) Φ 13mm 的底座通孔和四個(gè) Φ 20mm087. ?的沉頭螺栓孔，以及兩個(gè) Φ 10mm 的錐銷(xiāo)孔，螺紋 M10-7H 的底孔和尺寸為 5（ ）mm0 2?的縱槽。主要加工表面為 Φ 80H9（ ）mm，其中 Φ 80H9（ ）mm 的大端端面對(duì)087. ? 087. ?Φ 80H9（ ）mm 孔的軸心線有垂直度要求為： 0.03mm；若以 Φ 25H7（ ）mm 的087. ? 021. ?孔加工中心的表面。這一組加工表面包括 Φ 21mm 的通孔和 Φ 38mm 的沉頭螺栓孔以及 Φ 43mm 的沉頭孔，螺紋 M10-7H 的底孔和尺寸為 5（ ）mm 的橫槽。主要加工表0 2?面為 Φ 25H7（ ）mm。由上述分析可知，對(duì)于以上兩組加工表面，可以先加工其021. ?中一組，然后再借助于專(zhuān)用夾具加工另一組加工表面，并且保證其位置精度。支座體的主要作用是利用橫、縱兩個(gè)方向上的 5（ ）mm 的槽。使尺寸為 80mm 的耳孔部02? 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè)有一定的彈性，并利用耳部的 Φ 21mm 的孔穿過(guò) M20mm 的螺栓一端與 Φ 25H7（ ）021. ?mm 配合的桿件通過(guò)旋緊其上的螺母夾緊，使裝在 Φ 80H9（ ）mm 的心軸定位并夾087. ?緊。2.3 工藝路線選擇2.3.1 基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇原則：按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，當(dāng)零件有不加工表面的時(shí)候，應(yīng)該選取這些不加工的表面為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)該選擇加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)?，F(xiàn)取 R55mm 的外圓柱表面作為定位基準(zhǔn)，易消除 X，Y 的轉(zhuǎn)動(dòng)和 X，Y 的移動(dòng)四個(gè)自由度，再用 Φ 80H9（） mm 的小端端面可以消除 Z 周的移動(dòng) [5]。087. ?精基準(zhǔn)的選擇原則：精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。由于生產(chǎn)類(lèi)型為成批生產(chǎn)或大批生產(chǎn)，故應(yīng)該采用萬(wàn)能機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除此之外還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。2.3.2 方案（1）方案一工序 I：毛坯鍛造，退火。工序 II：粗鏜、精鏜孔 Φ 80H9（ ）mm 孔的內(nèi)圓。087. ?工序 III：粗銑、精銑 Φ 80H9（ ）mm 的大端端面。.0 工序 IV：鏜 Φ 80H9（ ）mm 大端處的 2×45°倒角。087. ?工序 V：鉆 4-Φ 13mm 的通孔，锪 Φ 21mm 的沉頭螺栓孔。工序 VI：鉆 2-Φ 10mm 的錐銷(xiāo)底孔，粗鉸、精鉸 2-Φ 10mm 的錐銷(xiāo)孔。工序 VII：銑削尺寸為 5 mm 的縱槽。0 2?工序 VIII：鉆削通孔 Φ 20mm，擴(kuò)、鉸孔 Φ 25H7（ ）mm，锪沉頭螺栓孔021. ?Φ 38mm 和 Φ 43mm。工序 IX：鉆削 M10-H7 和 M8-H7 的螺紋底孔。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 4 頁(yè) 共 30 頁(yè)工序 X：銑削尺寸為 5 mm 的橫槽。0 2?工序 XI：攻螺紋 M10-H7 和 M8-H7。工序 XII：終檢。（2）方案二工序 I：毛坯鍛造，退火。工序 II：粗銑、精銑削 Φ 80H9（ ）mm 孔的大端端面。087. ?工序 III：粗鏜、精鏜 Φ 80H9（ ）mm 內(nèi)孔，以及倒 2×45°的倒角。.0 工序 IV：鉆削底版上的 4-Φ 13mm 的通孔，锪 4-Φ 20mm 的沉頭螺栓孔。工序 V：鉆削錐銷(xiāo)孔 2-Φ 10mm 底孔，鉸削錐銷(xiāo)孔 Φ 10mm。工序 VI：鉆削 Φ 21mm 的通孔，擴(kuò)、鉸孔 Φ 25H7（ ）mm，锪沉頭螺栓孔021. ?Φ 38mm 和 Φ 43mm。工序 VII：銑削尺寸為 5 mm 的縱槽。0 2?工序 VIII：鉆削 M10-H7 和 M8-H7 的螺紋底孔。工序 IX：銑削尺寸為 5 mm 的橫槽。0 2?工序 X：攻螺紋 M10-H7 和 M8-H7。工序 XI：終檢。工藝方案路線一：本路線是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面來(lái)加工孔。這樣減少了工件因?yàn)槎啻窝b夾而帶來(lái)的誤差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因鑄造原因引起的圓柱 R55mm 的底端不平整，則容易引起 Φ 80H9（） mm 的孔在加工過(guò)程中引偏。使 Φ 80H9（ ）mm 的內(nèi)孔與 R55mm 的圓柱的同087. ? 087. ?心度受到影響，造成圓筒的局部強(qiáng)度不夠而引起廢品。工藝路線方案二則是先加工平面再加工孔。本工藝路線可以減小 Φ 80H9（ ）mm 的孔與底座垂直度誤差，以087. ?及 Φ 80H9（ ）mm 與 R55mm 圓柱的同心度，使圓筒的壁厚均勻外，還可以避免工087. ?藝路線一所留下的部分缺陷（即：工藝路線一中的工序六加工后再加工下面的工序的話，會(huì)由于工序六降低了工件的剛度，使后面的加工不能保證加工質(zhì)量和加工要求） [7]。由上述分析，工藝路線二優(yōu)于工藝路線一，可以選擇工藝路線二進(jìn)行加工，在 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè)工藝路線二中也存在問(wèn)題，粗加工和精加工放在一起也不能保證加工質(zhì)量和加工要求。（3）方案三工序 I：毛坯鍛造，退火。工序 II：粗銑、精銑 Φ 80H9（ ）mm 的大端端面。粗鏜、精鏜孔 Φ 80H9（087. ?） mm 孔的內(nèi)圓，鏜 Φ 80H9（ ）mm 大端處 2×45°倒角。087. ? .0 工序 III：粗銑 Φ 80H9（ ）mm 的小端端面。 087. ?工序 IV：鉆削 Φ 80H9（ ）mm 大端的 4-Φ 13mm 的通孔，锪沉頭螺栓孔 4-.0 Φ 20mm，錐銷(xiāo)孔 2-Φ 10mm 的底孔。工序 V：鉆削通孔 Φ 21mm，锪沉頭孔 Φ 24.7mm，锪沉頭孔 Φ 38mm。工序 VI：锪削 Φ 43mm 的沉頭螺栓孔。工序 VII：鉆削 M8-H7 的螺紋底孔。工序 VIII：銑削尺寸為 5 mm 的縱向槽。0 2?工序 IX：精鉸孔 Φ 24.7mm 到 Φ 25H7（ ）mm。021. ?工序 X：鉆削 M10-H7 螺紋底孔。工序 XI：銑削尺寸為 5 mm 的橫向槽。0 2?工序 XII：攻螺紋 M8-H7 和 M10-H7。工序 XIII：終檢?？瓷先ゴ斯に嚶肪€已經(jīng)沒(méi)有什么問(wèn)題了，也可以用了，但是這條工藝路線也存在缺陷，比如說(shuō)工序四處的加工其基準(zhǔn)的選擇和定位都成問(wèn)題，因?yàn)棣?80H9（ ）mm 的小端沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工不能作為基準(zhǔn)，而且用芯軸定位的話限制的087. ?自由度也不夠，會(huì)造成不完全定位或欠定位，會(huì)影響加工精度。以及Φ 80H9（ ）mm 的表面質(zhì)量要求較高可以留較小的余量給最后的珩磨，以保證表087. ?面加工質(zhì)量。2.4 工序設(shè)計(jì)2.4.1 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè)粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯切削余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量（金屬切除率）及必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本 [6]。金屬切除率可以用下式計(jì)算：Zw ≈1000 Vfap式中： Zw單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm 3/s） ， V 切削速度（m/s） ， f 進(jìn)給量（mm/r） ， ap切削深度（mm） 。提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的切削深度（ ap） ，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度 f，最后確定一個(gè)合適的切削速度 V。選用較大的 ap和 f 以后，刀具耐用度顯然也會(huì)下降，但要比 V 對(duì)刀具耐用度的影響小得多，因此使 V、 f、 ap的乘積盡可能大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大 ap可使走刀次數(shù)減少，增大 f 又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的 [7]。（1）切削深度的選擇粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量很大，一次不能切完時(shí)，應(yīng)考慮分多次走刀。（2）進(jìn)給量的選擇粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長(zhǎng)度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。（3）切削速度的選擇粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。2.4.2 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較粗加工高，加工余量小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 7 頁(yè) 共 30 頁(yè)率。（1）切削深度的選擇精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)背吃刀量較大時(shí)，切削力顯著增加，影響加工質(zhì)量 [8]。（2）進(jìn)給量的選擇精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力增大，表面質(zhì)量下降 [12]。（3）切削速度的選擇切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的范圍 [13]。由此可見(jiàn)，精加工時(shí)選用較小的背吃刀量 ap和進(jìn)給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)率的要求。2.4.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的確定支座體零件的材料是 HT200，抗拉強(qiáng)度為 195Mpa～200Mpa，零件的毛坯質(zhì)量為6.5kg。零件的生產(chǎn)類(lèi)型是成批或大批生產(chǎn)；參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P411 表 2.1-6 毛坯的制造方法及其工藝特點(diǎn)，選擇支座體零件的毛坯制造類(lèi)型選擇為金屬型鑄造成型。由上述原始資料及加工工藝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： Φ 80H9（ ）mm 大端其加工087. ?尺寸為 140mm×140mm 的平面。保證高度尺寸 100mm。此尺寸是自由尺寸表面粗糙度值 Ra=3.2μm，需要精加工。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P468 表 2.3-36 成批大量生產(chǎn)鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)，可得：金屬型鑄造成型的灰鑄鐵加工余量等級(jí)可取 7～9 級(jí)我們?nèi)?8 級(jí)，加工余量 MA 取 F 級(jí)。則可以得到Φ 80H9（ ）mm 孔的大端端面其加工尺寸為 140mm×140mm 平面的加工余量，可以087. ?查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P467 表 2.3-35 鑄件機(jī)械加工余量，可得 2.5mm 的加工余量。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P472 表 2.3-9 鑄件尺寸公差可得 1.8mm 的鑄造尺寸公差。 Φ 80H9（ ）mm087. ? 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 8 頁(yè) 共 30 頁(yè)孔的小端端面本來(lái)不用加工，但是由上面的加工工序來(lái)看在鏜孔 Φ 80H9（ ）mm07. ?的內(nèi)孔時(shí)要用到這個(gè)小端端面，而且還要考慮拔模斜度所以我們還是要對(duì)這個(gè)端面進(jìn)行加工，這里我們就考慮 3°的拔模斜度就有 2.9mm 的加工余量。我們?nèi)?3mm 的加工余量。 Φ 80H9（ ） mm 孔內(nèi)表面，其加工長(zhǎng)度為 100mm，表面粗糙度值087. ?Ra=1.6μm，需要精鉸和珩磨。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P472 表 2.3-9 鑄件尺寸公差可得 1.6mm 的鑄造尺寸公差。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P467 表 2.3-5 鑄件機(jī)械加工余量，可得 2.0mm 的加工余量。4 個(gè) Φ 80H9（ ）mm 孔大端端面螺栓孔。只需要鉆底孔和锪沉頭孔即可。087. ?則加工余量為：鉆削 Φ 13mm 的通孔，雙邊加工余量 2Z＝13mm；锪沉頭孔 Φ 20mm，雙邊加工余量 2Z＝7mm。內(nèi)表面 Φ 21mm、 Φ 25H7（ ）mm、 Φ 38mm 和 Φ 43mm 的加01. ?工余量，這些內(nèi)表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分別為：鉆削Φ 21mm 的通孔，雙邊加工余量 2Z＝21mm； Φ 25H7（ ）mm 內(nèi)表面， Φ 21mm 擴(kuò)孔021. ?到 Φ 24.7mm，雙邊加工余量 2Z＝13mm； Φ 24.7mm 鉸孔到 Φ 24.9mm，雙邊加工余量2Z＝0.2mm； Φ 24.9mm 珩磨到 Φ 25H7（ ）mm，雙邊加工余量 2Z＝0.1mm； Φ 38mm021. ?的沉頭孔，可以一次性锪成型，則雙邊加工余量 2Z＝13mm； Φ 43mm 的沉頭孔，也可以一次性加工出來(lái)，則雙邊加工余量 2Z＝22mm。尺寸為 5 mm 的橫、縱兩條槽，每0 2?一條槽都可以一次性銑削成型，則雙邊加工余量 2Z＝5mm。M10-H7 和 M8-H72 個(gè)螺紋孔，機(jī)加工車(chē)間只需要加工螺紋的底孔，攻螺紋的工作可以放在鉗工室。則 M10-H7的底孔加工的直徑為 Φ 8.5mm，雙邊加工余量 2Z＝8.5mm；M8-H7 的底孔加工直徑為Φ 6.8mm，雙邊加工余量 2Z＝6.8mm。內(nèi)孔 Φ 80H9（ ） mm 為 9 級(jí)加工精度，鑄件的毛坯重量約為 6.5kg。查《機(jī)087. ?械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P467 表 2.3-5 鑄件機(jī)械加工余量可以得到內(nèi)圓的單邊加工余量為 Z＝2.5mm。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P472 表 2.3-9 鑄件公差，可得： IT＝1.8mm。珩磨加工余量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P496表 2.3-51 珩磨的加工余量，可得：珩磨的單邊加工余量 Z＝0.05mm。精鏜加工余量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編，P495 表 2.3-48 擴(kuò)孔、鏜孔、 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 9 頁(yè) 共 30 頁(yè)鉸孔的加工余量 Z＝1.5mm～2.0mm。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》孟少農(nóng)主編，第 2 卷P11-45 表 11.4-2 臥式鏜床的加工公差，可得： IT＝±0.02mm～±0.05mm。這里取±0.02mm。粗鏜加工余量：除珩磨的加工余量和精鏜的加工余量剩下的余量都給粗鏜。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》孟少農(nóng)主編，第 2 卷 P11-45 表 11.4-2 臥式鏜床的加工公差，可得 IT＝±0.1mm～±0.3mm，我們這里取±0.1mm（入體方向） 。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此規(guī)定都有加工公差，所以規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上的加工余量有最大及最小之分。由于本次設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批大量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)該按照調(diào)整法加工方式予確定。Φ 80H9（ ）mm 孔的加工余量和工序間余量及公差分布。毛坯的名義尺寸：087. ?80-2.5×2＝75mm；毛坯的最大尺寸：75-0.8＝74.2mm；毛坯的最小尺寸：75＋0.8＝75.8mm；粗鏜后最小尺寸：80-1.5×2＝77mm；粗鏜后最大尺寸：77+0.1＝77.1mm；精鏜后最小尺寸：80-0.05×2＝79.9mm；精鏜后最大尺寸：79.9＋0.02＝79.92mm；珩磨后尺寸與零件圖紙尺寸相同，即 Φ 80H9（ ）mm。 087. ?2.5 確定切削用量及基本工時(shí)2.5.1 粗銑 Φ 80H9（ ）mm 孔大端端面087. ?（1）加工條件（a）加工材料：HT200。（b）加工要求：粗銑孔 Φ 80H9（ ）的大端端面。087. ?（c）機(jī)床和夾具：X52K 立式升降臺(tái)銑床專(zhuān)用夾具（類(lèi)式于長(zhǎng)三抓卡盤(pán)） ，用R55mm 的外圓柱面為基準(zhǔn)。（d）刀具：材料 YG6， D =160mm， L =45mm， d =50mm， Z =16， β ＝10°，γ ＝15° ， α ＝12°。查 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 李洪主編（北京出版社出版） ，1nP1067 表 4.4-2 常用銑刀參考幾何角度和表 4.4-4 鑲齒套式面銑刀，可得以上的參數(shù)。刀具耐用度 T＝10800S。（2）計(jì)算切削用量 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè)確定 Φ 80H9mm 大端端面最大加工余量，已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量Z＝2.5±0.9mm，考慮 3°的拔模斜度，則毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量 Z＝7.1mm。但是實(shí)際上此平面還要進(jìn)行精銑所以不用全部加工，留 1.5mm 的加工余量給后面的精加工。因此實(shí)際大端端面的加工余量可以按照 Z=5.6mm 計(jì)算。可以分兩次加工則每次加工的加工余量 Z＝2.8mm。銑削的寬度為 140mm，則可以分兩次加工， Φ 80H9 孔的小端端面在鑄造時(shí)也由留了 3°的拔模斜度，所以也留了加工余量 Z＝3mm。長(zhǎng)度方向的加工按照 IT＝12 級(jí)計(jì)算，則取 0.4mm 的加工偏差（入體方向） 。確定進(jìn)給量 f：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P580 表2.4-73 端銑刀（面銑刀）的進(jìn)給量，由刀具材料為 YG6 和銑床功率為 7.5KW，可?。篺=0.14 mm/z～0.24 mm/z，這里取 0.2mm/z。計(jì)算切削速度：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P621表 2.4-96 各種銑削速度及功率的計(jì)算公式：v＝ （2.1）68.02.e35.0f1.p32.0vaTkd4?其中： K ＝ K K K K K K K K ，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》李洪主編（北vmtvsvykrvo京出版社出版） ，P612 表 2.4-94 工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力和切削功率修正系數(shù)，可得： K ＝1.0， K ＝1.0， K ＝1.0， K ＝1.05， K ＝1.0， Kmvtvsvaevyv＝0.86， K ＝1.0， K ＝0.8，則：krvvoK ＝ K K K K K K K K ＝1.0×1.0×1.0×1.05×1.0×0.86×1.0×0.8＝0.7mtsaeyvkrv224。則切削速度為：v＝ ＝59.64m/min。68.02.e35.0f1.p32.0vaTd4? 68.02.35.01.32.071464?計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速： n＝ ＝ ＝118.65r/min。D?9查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P905 表 3.1-74 銑床（立式、臥式、萬(wàn)能）主軸轉(zhuǎn)速，與 118.65r/min 相近的轉(zhuǎn)速有 118r/min 和150r/min，取 118r/min，若取 150r/min 則速度太大。則實(shí)際切削速度： v ＝實(shí)＝59.31m/min 。1068?? 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 11 頁(yè) 共 30 頁(yè)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P698 表 2.5-10 銑削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算，可得：t ＝ ＝ （2.2）j iflmz21??inzalf21??其中當(dāng) ≤0.6 時(shí)， l ＝ +（1～3） ，這里 ＝0.4375，則 l ＝De1???eeaDDae1+（1～3）＝ 82mm， l ＝2mm～5mm 取???eea24mm。 l＝140mm。 f ＝0.2×16×118 ＝377.6 mm/min 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪mz主編（北京出版社出版） ，P905 表 3.1-75 銑床（立式、臥式、萬(wàn)能）工作臺(tái)進(jìn)給量，可取 375 mm/min。 t ＝ ＝ ＝2.411min。j iflmz21??4375820??計(jì)算機(jī)床切削力：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P624表 2.4-97 圓周分力 的計(jì)算公式，可得：zF＝ （2.3）zFFz10.1e74.0f9.pkda5.481.9???查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版）P612 表 2.4-94 工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力、切削功率修正系數(shù)，可得 ＝1.0，則 ＝Fzkz＝ ＝28Fzefpkda00.174.9.05.481.9?? 0.16702.85.41.9.1490 ???73.2N。2.5.2 粗銑 Φ 80H9（ ）孔小端端面087. ?銑削機(jī)床和銑削刀具都不變、專(zhuān)用夾具。以 Φ 80H9 的大端端面為定位基準(zhǔn)。銑削深度 即一次銑削的加工余量（深度 Z）＝3.0mm ，可以一次性加工完成。查《機(jī)pa械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版）P580 表 2.4-73 端面銑刀（面銑刀）的進(jìn)給量，由刀具的材料為 YG6 和銑床的功率為 7.5KW，可以得進(jìn)給量 f＝0.14 mm/z～0.24mm/z，這里取 0.15mm/z。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P521 表 2.4-96 各種銑削速度及功率計(jì)算公式，可得： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 12 頁(yè) 共 30 頁(yè)v＝ （2.4）68.02.e35.0f1.p32.0vaTKd4?其中： K ＝ K K K K K K K K ，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北vmtvsaevykrvo京出版社出版） ，P612 表 2.4-94 工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力和切削功率修正系數(shù)和本書(shū)的 P615 表 2.4-95 其他使用條件改變時(shí)切削速度、切削力及切削功率修正系數(shù)，可得： K ＝1.0， K ＝1.0， K =1.0， K ＝1.0， K ＝0.4， Kmvtvsvaevyv＝ 0.86， K ＝1.0， K ＝0.8。krvvo則： K ＝ K K K K K K K K ＝0.2752；mtsaevykrvov＝ ＝ ＝22.8 m/min；68.02.e35.0f1.p32.0Td4? 68.02.35.01.32.021764?n＝ ＝ ＝45.36r/min。D?查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P905 表 3.1-74 銑床（立式、臥式、萬(wàn)能）主軸轉(zhuǎn)速，與 45.36r/min 相近的轉(zhuǎn)速有 37.5r/min 和47.5r/min，取 47.5r/min，若取 37.5r/min，則速度損失太大。則實(shí)際切削速度為：v ＝ ＝23.7879m/min。計(jì)算銑削用時(shí)： t ＝ ，其中： l ＝實(shí) 1065.47?? j iflmz??211＝25mm， l ＝1mm～3mm 取????31aD.2e～）（ 22mm， f ＝ ＝0.15×16×47.5 ＝114mm/min 。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪Mzznf?主編（北京出版社出版） ，P905 表 3.1-75 銑床（立式、臥式、萬(wàn)能）工作臺(tái)進(jìn)給量，?。篺 ＝118mm/min，t ＝ ＝ ＝1.27min。zj iflmz21??18253??銑削小端端面的切削力：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P624 表 2.4-97 圓周分力 的計(jì)算公式，可得zF＝ （2.5）zFFzefpkda100.174.9.05.481.9???查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版）P612 表 2.4-94 工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力、切削功率修正系數(shù)，可得 ＝1.0，則 ＝Fzkz 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 13 頁(yè) 共 30 頁(yè)＝ ＝Fzefpkda00.174.9.05.481.9?? 0.16105.3.5481.9.74.9.0 ???3883.1N。切削時(shí)消耗的功率：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P621 表 2.4-96 各種銑削切削速度及功率計(jì)算公式，可得：＝ （2.6）mPPm0.174.9.05n19.67kzaefp???其中： K ＝ K K K K K ，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》李洪主編（北京出PmaePkrmoPv版社出版） ，P612 表 2.4-94 工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力、切削功率修正系數(shù)和表 2.4-95 其他使用條件改變時(shí)切削速度、切削力及切削功率修正系數(shù)，可得 K ＝ 1.0， K ＝ 1.0， K ＝1.14， K ＝0.79， K ＝1.0， K ＝ K KmPaePmkrPmroPmvPmPmK K K K ＝1.0×1.0×1.14×0.79×1.0＝0.9006，則機(jī)床切削功率為aekrovkr＝ ＝1.39KW。m 609.54716015.3109.67.74.9.5 ?????查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P903 表 3.14-73 銑床（立式、臥式、萬(wàn)能）參數(shù)，可得 X52K 銑床的電機(jī)總功率為 9.125KW，主電機(jī)總功率為 7.5KW，所以機(jī)床的功率足夠可以正常加工。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核：已知主切削力 ＝3883.1N。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》zF李洪主編（北京出版社出版） ，P626 表 2.4-98 各種銑刀水平分力、垂直分力、軸向力與圓周分力的比值，可得： a ＝0.4mm～0.8mm， a ＝0.1mm/z～0.2mm/z，對(duì)稱(chēng)銑e f刀銑削順銑，水平分力 F / ＝（0.3～0.4） ， F / ＝（0.85～0.95） ，LZvZF / ＝（0.5 ～0.55） 。則取xZF ＝0.3 ＝0.3×3883.1＝1436.75N， F ＝0.92 ＝0.92×3883.1＝3572.452N， FL vZ＝0.53 ＝0.53×3883.1＝2058.043N。xZ查取機(jī)床工作臺(tái)的摩擦系數(shù) μ ＝0.1 可得切削刀具在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力 F＝ F +μ （ + F + ） ＝1436.75+0.1（3883.1+3572.452+2058.043）LZxv＝1436.75＋951.3595＝2388.1095N。2.5.3 粗鏜 Φ 80H9 內(nèi)孔 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè)選用 T611 臥式鏜床核專(zhuān)用夾具。刀具：材料為W18Cr4V， B＝16mm， H＝16mm， L＝200mm， l＝80mm， d＝16mm， K ＝60°。參考《機(jī)r械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P1064 表 4.3-63 鏜刀可以得刀以上數(shù)據(jù)。確定 Φ 80H9 的最大加工余量，已知毛坯厚度方向的加工余量為Z＝2.5mm±0.8mm，考慮 3°的拔模斜度，則厚度方向上的最大加工余量是Z ＝ 8.54mm，由于后面要精鏜核珩磨則加工余量不必全部加工，留給后面的精鏜的max加工余量 Z＝1.5mm，珩磨的加工余量留 Z＝0.05mm。則加工余量可以按照Z(yǔ)＝6.94mm，加工時(shí)分兩次加工，每次加工的鏜削余量為 Z＝3.5mm。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P573 表 2.4-66 鏜刀時(shí)的進(jìn)給量及切削速度，可得進(jìn)給量 f＝0.35 mm/r～0.7mm/r，切削速度 v＝0.2 m/s～0.4m/s。參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P884 表 3.1-42 臥式鏜床主軸進(jìn)給量，取進(jìn)給量 f＝0.4mm/r，切削速度 v＝0.3 m/s＝18m/min，則主軸的轉(zhuǎn)速 n＝ Dv10??＝ ＝ 71.4r/min。?75180?查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P884 表 3.1-41 臥式鏜床的主軸轉(zhuǎn)速，可得與 76.4r/min 相近的轉(zhuǎn)速有 80 r/min～64r/min，取 80r/min，若取 64r/min 則速度損失太大。實(shí)際切削速度： v ＝ ＝18.85m/min，計(jì)實(shí) 10758??算鏜削加工工時(shí)： t ＝ ＝ ，其中：jinfL?infll321??， 3mm～5mm， ，則鏜削時(shí)間為： t ＝ ＝)3~2(ktanlrp1?＝ ?2l03?l j 28037.51??＝7.432min。6.90?2.5.4 精銑 Φ 80H9 大端端面機(jī)床和夾具：X52K 立式升降臺(tái)銑床專(zhuān)用夾具（類(lèi)式于長(zhǎng)三抓卡盤(pán)） ，以 Φ 80H9的內(nèi)孔面為基準(zhǔn)。刀具：材料 YG6， D =160mm， L =45mm， d =50mm， Z =16， β ＝10°， γ ＝15°， α ＝12°。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京1n出版社出版） ，P1067 表 4.4-2 常用銑刀參考幾何角度和表 4.4-4 鑲齒套式面銑刀，可得以上的參數(shù)。刀具耐用度 T＝10800S。銑削深度 mm，銑削寬度為：140mm5.1ap＝ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 15 頁(yè) 共 30 頁(yè)可以分兩次切削。去定進(jìn)給量 f：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P580 表 2.4-73 端銑刀（面銑刀）的進(jìn)給量，有刀具的材料為 YG6 和銑床的功率為 7.5KW，可得：進(jìn)給量分 f＝0.2 mm/z～0.3mm/z，此處取 0.15 mm/z。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P588 表 2.4-81 硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）銑削用量可得： v＝2.47m/s＝148.2m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為： n＝ ＝Dv10??＝295r/min。1602.48??查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P905 表 3.14-74 銑床（立式、臥式、萬(wàn)能）主軸轉(zhuǎn)速，與 295 r/min 相近的轉(zhuǎn)速有 235 r/min 和 300 r/min。取 300r/min，若取 235r/min。則速度損失太大。則實(shí)際切削速度為 v ＝實(shí)＝150.8m/min，實(shí)際進(jìn)給量為： f ＝16×300×0.2＝960mm/min。1063?? 實(shí)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P905 表 3.1-75 銑床工作臺(tái)進(jìn)給量，可?。?f ＝ 950mm/min， ＝ ＝0.198mm/z。實(shí) fa301695?查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P698 表 2.5-10 銑削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算，可得： t ＝ ，其中當(dāng) ≤0.6 時(shí)，j iflmz?21Del ＝ +（1～3） ，這里 ＝0.4375，則 l＝140mm，1???eeaDae＝82mm， 2mm～5mm，取 5mm，則 t ＝ ＝?????~lee1＝ ?2l j iflmz??21＝0.476min 。295048?2.5.5 精鏜 Φ 80H9 內(nèi)孔選用 T611 臥式鏜床和專(zhuān)用夾具（彈簧心軸） ，以孔 Φ 80H9 的大端端面為基準(zhǔn)。刀具：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P1064 表 4.3-63 鏜刀，可以選擇 B =12mm， H =16mm， L =80， d =12mm， ＝45°，刀具材料為 YG8。rk確定進(jìn)給量， 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P573 表 2.4-66 鏜刀及切削速度，可得：進(jìn)給量 f＝0.15mm/r～0.25mm/r，切削速度 v＝2.04 m/s。參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P884 表 3.1-42 臥式 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 16 頁(yè) 共 30 頁(yè)鏜床主軸進(jìn)給量，取進(jìn)給量 f＝0.19 mm/r。切削速度： v＝2.04 m/s＝122.4 m/min。計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速： v＝ ＝ ＝497r/min。查《機(jī)械加工工藝手D10?4.7812?冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P884 表 3.1-41 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速，可得與 497 r/min 相近的轉(zhuǎn)速有 400 r/min 和 500 r/min，取 500 r/min。若取 400r/min 則速度損失太大。則實(shí)際切削速度： v ＝ =123.2 m/min。查《機(jī)械加工工藝實(shí) 10.5手冊(cè)》李洪主編（北京出版社出版） ，P674 表 2.5-3 車(chē)削和鏜削的機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算，可得：t ＝ ＝ ，其中： l＝100mm， ＝3mm，jif?nLifl??nl321 )3~2(tanl1?rpk＝3mm～5mm ， mm，則鏜削時(shí)間為： t ＝ ＝1.14min。?2l03?l j509.3?3 夾具設(shè)計(jì)支座體材料為 HT200，年產(chǎn)量 5 萬(wàn)件。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。本夾具用于支座體小端面的銑削加工。機(jī)床夾具是一種在金屬切削機(jī)床上實(shí)現(xiàn)裝夾任務(wù)的工藝裝備，是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分 [9]。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 17 頁(yè) 共 30 頁(yè)3.1 夾具的概述3.1.1 機(jī)床夾具的基本組成部分（1）定位元件及定位裝置 它與工件的定位基準(zhǔn)相接處，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)之間的相對(duì)正確位置。（2）對(duì)刀及引導(dǎo)元件 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置，用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱(chēng)為對(duì)刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件，稱(chēng)為引導(dǎo)元件 [10]。（3）夾緊裝置用于加緊工作，在切削時(shí)使使工件在夾具中保持既定位置。（4）聯(lián)接元件用以確定夾具在機(jī)床上的位置并于機(jī)床相連接。（5）夾具體用以聯(lián)接夾具各元件或裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過(guò)它將夾具安裝在機(jī)床上。（6）其他聯(lián)接或裝置除上述元件或裝置以外的元件或裝置。如某些夾具上的分度裝置、防錯(cuò)裝置、安全保護(hù)裝置、為便于拆下工件而設(shè)置的頂出器等。3.1.2 機(jī)床夾具的作用（1）保障加工質(zhì)量使用機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面互相之間的位置精度。使用機(jī)床夾具后，這種精度主要是靠夾具和機(jī)床來(lái)保證，不再依賴(lài)于工人的技術(shù)水平 [11]。（2）提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，而且易實(shí)現(xiàn)多件、多工位加工?，F(xiàn)代機(jī)床夾具中廣泛采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)動(dòng)夾緊裝置，可使輔助時(shí)間進(jìn)一步減少。（3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍在機(jī)床上使用可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如，在車(chē)床或鉆床上使用鏜膜，可以代替鏜床鏜孔。又如，使用靠模夾具，可在車(chē)床或銑床上進(jìn)行仿形加工。（4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。3.1.3 機(jī)床夾具的分類(lèi)按機(jī)床夾具的使用范圍，可劃分為 5 種類(lèi)型： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 18 頁(yè) 共 30 頁(yè)（1）通用夾具：如車(chē)床上常用的三爪自定心卡盤(pán)、頂尖，銑床上常用的平口鉗、分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等均屬此類(lèi)夾具。該類(lèi)夾具由于具有較大的通用性，故得其名。通用夾具一般以標(biāo)準(zhǔn)化，并有專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)附件提供給用戶(hù) [12]。（2）專(zhuān)用夾具：這類(lèi)夾具是針對(duì)某一工件的某一工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，因其用途專(zhuān)一而得名，專(zhuān)用夾具廣泛用于批量生產(chǎn)中。（3）可調(diào)整夾具和成組夾具：這類(lèi)夾具的特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同的零件的加工。用于相似零件成組加工的夾具，通常稱(chēng)為成組夾具。與成組夾具相比，可調(diào)整夾具的加工對(duì)象不很明顯，適用范圍更廣一些。（4）組合夾具：這類(lèi)家具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝而成，不同元件的不同組合和聯(lián)接可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)和用途的夾具。夾具用完以后，元件可以拆卸重復(fù)使用。這類(lèi)夾具特別適合于新產(chǎn)品試制和小批生產(chǎn)。（5）隨行夾具：這是一種在自動(dòng)線或柔線制造系統(tǒng)中使用的夾具。工件安裝在隨行夾具上，除完成對(duì)工件的定位和夾緊外，還裝載著工件隨輸送裝置送往各機(jī)床，并在機(jī)床上被定位夾緊。為提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的夾具。根據(jù)我們所需加工的零件，由于其結(jié)構(gòu)較為特殊，一般機(jī)床的通用夾具較難以定位及夾緊，因此每道工序都運(yùn)用專(zhuān)用夾具來(lái)加工，加工本零件所需的專(zhuān)用夾具為四個(gè) [13]。3.1.4 夾具設(shè)計(jì)的基本要求一臺(tái)優(yōu)良的機(jī)床必須滿(mǎn)足下列基本要求：（1）保證工件的加工精度保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確的選定定位基準(zhǔn)，定位方法和定位元件，必要時(shí)還需要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，確保夾具能滿(mǎn)足工件的加工精度要求。（2）提高生產(chǎn)效率專(zhuān)用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相對(duì)應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。（3）工藝性能好專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于操作、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。（4）使用性能好專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便，省力，安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾具裝置，以減輕操作者 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 19 頁(yè) 共 30 頁(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度 [14]。3.1.5 夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化的意義研究夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化程序的主要目的在于：（1）保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量主要表現(xiàn)在：（a）設(shè)計(jì)方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性；（b）高位設(shè)計(jì)與定位副設(shè)置的相容性；（c）夾具設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性；（d）精度控制項(xiàng)目的完備性以及各種控制項(xiàng)目公差數(shù)值規(guī)定的合理性；（e）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性；（f）家具制造成本低經(jīng)濟(jì)型。有了規(guī)范的設(shè)計(jì)程序，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員有步驟、有計(jì)劃、有條理的進(jìn)行工作，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期。（2）有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有了規(guī)范化的設(shè)計(jì)程序，就可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。有利于計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，除了進(jìn)行精度設(shè)計(jì)之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限對(duì)零件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計(jì)過(guò)程的全部計(jì)算機(jī)控制。（3）有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計(jì)的方法。近年來(lái)，關(guān)于夾具設(shè)計(jì)的理論、研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)已日漸完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的夾具規(guī)范化設(shè)計(jì)程序，使初級(jí)夾具設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提高到了一個(gè)新的科學(xué)化水平 [15]。3.2 定位元件的選擇在設(shè)計(jì)夾具的過(guò)程中要考慮到工件是否正確定位，保證加工精度，縮短安裝時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，操作方便，可降低對(duì)工人的技術(shù)要求，還可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具包括定位元件裝置，夾緊裝置，對(duì)刀—導(dǎo)向元件，連接元件以及其他夾緊裝置和夾具體 [16]。常見(jiàn)的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷(xiāo)、錐面定位銷(xiāo)、V 形塊、定位套、錐度心軸等等。3.3 夾緊元件的選擇工件在夾具中定位后一般應(yīng)夾緊，使工件在加工過(guò)程中保持以獲得的定位不被破壞。由于工件在加工過(guò)程中受切削力，慣性力、夾緊力等的作用，會(huì)形成變形或 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 20 頁(yè) 共 30 頁(yè)位移，從而影響工件的加工質(zhì)量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個(gè)十分重要的問(wèn)題。為了獲得良好的加工效果，一定要把工件在加工過(guò)程中的位移、變形等控制在加工精度所允許的范圍之內(nèi)。夾緊時(shí)間的處理有時(shí)會(huì)比定位的設(shè)計(jì)更為困難，從設(shè)計(jì)難度上講，夾緊機(jī)構(gòu)往往花費(fèi)設(shè)計(jì)人員較多的心血。3.3.1 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要原則（1）夾緊時(shí)不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置。（2）夾緊力應(yīng)保證工件位置在整個(gè)加工過(guò)程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動(dòng)。（3）使工件不產(chǎn)生過(guò)大的變形表面損傷。（4）夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的剛度和強(qiáng)度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。（5）夾緊機(jī)構(gòu)必須安全、省力、方便、符合工人操作習(xí)慣。（6）夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。夾緊元件是用以?shī)A緊工件的，用于固定工件以獲得的正確的元件，本設(shè)計(jì)所選用的主要定位元件是心軸、V 型塊、對(duì)刀塊，它的優(yōu)點(diǎn)是：在夾緊過(guò)程中能保持撥叉安裝定位時(shí)獲得正確位置；操作方便、省力、安全；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是標(biāo)準(zhǔn)化元件。3.3.2 切削力及夾緊力的計(jì)算本道工序主要的切削力是銑削過(guò)程中帶來(lái)的橫向的進(jìn)給力。YG6 鑲齒套式面銑刀參數(shù)： ； ap =3mm； fz= 0.15mm/s； ae=110mm； d0=160mm； KFc=（HB/198）28?FcC0.55；3883.1N。夾具夾緊力至少為 3883.1N。由于支座體??FcezpFcZKdf83.0.65.0零件屬大批量生產(chǎn)類(lèi)型，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，采用液壓缸提供夾緊力，通過(guò)動(dòng) V 型塊施加夾緊力，裝卸工件方便、迅速。通過(guò)查閱相關(guān)資料選擇 YG 系列液壓缸。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 21 頁(yè) 共 30 頁(yè)4 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件，對(duì)一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專(zhuān)用機(jī)床。組合機(jī)床能對(duì)工件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工。組合機(jī)床可分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類(lèi) [17]。4.1 加工需求分析繪制組合機(jī)床“三圖一卡” ，就是針對(duì)具體，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等 [18]。4.1.1 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研究合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件工序圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的。其主要內(nèi)容包括：（1）被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。本工序加工部位用粗實(shí)線表示，其余部位用細(xì)實(shí)線表示。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。（2）本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支撐、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）本工序所選用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基地直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對(duì)加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對(duì)稱(chēng)公差換算為對(duì)稱(chēng)公差。對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析。當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 第 22 頁(yè) 共 30 頁(yè)（4）注明被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。4.1.2 生產(chǎn)率計(jì)算生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過(guò)程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)