扇形板加工工藝夾具設(shè)計

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1、. 本科課程論文 題 目 扇形板加工工藝夾具設(shè)計 學(xué) 院 工程 專 業(yè) 機 年 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 成 績 2014年6月5日 . . 目錄 1 扇形板的分析 ...................

2、.................................................................................... 2 1.1 扇形板的工藝分析 .......................................................................................... 2 1.2 扇形板的工藝要求 ....................................................................................

3、........ 2 2 選擇毛坯的制造方式 ,初確定毛坯形狀 ........................................................................ 3 3 工藝規(guī)程設(shè)計 ....................................................................................................... 4 3.1 加工工藝過程 ....................................

4、.......................................................... 4 3.2 確定各表面加工方案 ....................................................................................... 4 3.2.1 影響加工方法的因素 .......................................................................... 4 3.2.2 加

5、工方案的選擇 ................................................................................. 4 3.3 確定定位基準 ............................................................................................. 5 3.3.1 粗基準的選擇 ............................................................

6、....................... 5 3.3.2 精基準選擇的原則 ................................................................................. 5 3.4 工藝路線的擬訂 ........................................................................................ 6 3.4.1 工序的合理組合 ........................

7、...................................................... 6 3.4.2 工序的集中與分散 ............................................................................ 6 3.4.3 加工工藝路線方案的比較 ................................................................ 7 3.5 扇形板的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.................

8、........... 8 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ...................................................................... 8 3.5.2 扇形板的偏差計算 ......................................................................... 8 3.6 選擇機床及對應(yīng)夾具、量具、刃具 .......................................................... 9

9、 3.7 確定切削用量 .................................................................................. 10 4 夾具設(shè)計 .......................................................................................................... 15 4.1 研究原始質(zhì)料 ........................................................

10、.................................. 15 4.2 定位基準的選擇 ...................................................................................... 15 4.3 鉆削力及夾緊力的計算 ............................................................................ 15 4.4 誤差分析與計算 .............................

11、......................................................... 16 4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 .................................................................... 17 5 參考文獻 .......................................................................................................... 18 .

12、 . 1.扇形板的分析 1.1 扇形板的工藝分析 扇形板零件尺寸比較小， 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜， 加工孔和表面的精度要求較高， 上下表面、 圓弧表面都有粗糙度要求，精度要求較高，此外還有 220 0. 021 孔要求加工，對精度要求也 很高?？状植诙纫蠖际?Ra1.6，所以都要求精加工。其小頭孔與下平面有平行度的公差 要求 ,和 220 0. 021 孔有對稱度公差要求。 1.2 扇形板的工藝要求

13、 圖 2.1 扇形板的零件圖 . . 圖 2.2 扇形板的零件實體圖 該零件需要切削加工的地方有 5 個處：平面加工包括扇形板上端面、下端面；孔系加工包 括 220 0. 021 ；小孔φ8 和扇形板兩個外圓弧面的加工。不去除材料加工

14、上下兩個表面。 (1) 以平面為主有： ① 扇形板上端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 Ra=6.3；下端面的粗、精銑加工，其 粗糙度要求是 Ra=3.2； ② 扇形板 R48 弧面采用數(shù)控機床加工，其粗糙度要求是 Ra=3.2。 (2)孔系加工有： ① 220 0. 021 孔的鉆、鉸加工，并且進行倒角 1x45°。其表面粗糙度為 Ra=1.6； ② φ8 孔鉆、鉸加工，其表面粗糙度要求 Ra =1.6；并且與下端面的平行度要求為 0.08μm， 與 220 0. 021 的對稱度為 0.1μm

15、。 扇形板毛坯的選擇用鑄造，因為生產(chǎn)率較高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般 在 3.5-4mm ，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。于是中批量生產(chǎn)。上面主要是對扇形板零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛 坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準備。 2 選擇毛坯的制造方式 ,初確定毛坯形狀 . . 本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復(fù)雜程度及加工表面與非加工表面的技術(shù) 要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明

16、手冊》 （機械工業(yè) 出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編） 零件材料為 HT250 鋼，采用金屬型鑄造，精 度可達到 3.2—10，因此毛坯的加工余量比較小。 3.工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該扇形板零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平面 的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于扇形板來說，加工過程中的主要問 題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精 度。由上面的分析得知： 扇形板的尺寸精度，

17、 形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高， 這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 影響加工方法的因素 (1) 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 (2) 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。 (3) 要考慮被加工材料的性質(zhì)。 (4) 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 (5) 此外，還要考慮一些其它因素，

18、如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀 . . 和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前 面各工序的加工方法， 如加工某一軸的主要外圓面， 要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63 μm ，并要求淬硬時， 其最終工序選用精度， 前面準備工序可為粗車——半精車——淬火— —粗磨。 加工方案的選擇 (1)平面的加工方案為：粗銑——精銑（ IT 7 ～ IT 9），粗糙度為 Ra6.3～ 1.6，一般不 淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較

19、小。故上下端面可用粗銑——精銑。 (2) 220 0. 021 孔的表面粗糙度要求為 1.6，則選擇孔的加方案序為：鉆—鉸—精鉸。并且進行倒角 1x45°。 (3) 小孔φ8 表面粗糙的要度求為 Ra =1.6 ，并且其孔徑較小，所以選擇加工的方法是鉆—鉸—精鉸。 (4) R48 圓弧面的加工方法：采用數(shù)控機床進行加工。 3.3 確定定位基準 粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： (1) 粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個

20、不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 (2) 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。 (3) 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 (4) 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位 . . 準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 (5)便于裝夾原則。 (6)保證不加工表面位置準確原則。 (7) 粗基準一般不得重復(fù)使用原則。

21、 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證扇形板在整個加工過程 中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從扇形板零件圖分析可知，主要是選擇加工扇形板上下 底面的裝夾定位面為其加工粗基準。故這里選用扇形板的下端面做為粗基準。 精基準選擇的原則 (1) 基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 (2) 基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制

22、造工作。 (3) 互為基準的原則。當兩個表面位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可以互為基準反復(fù)加工。 (4)自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在加工時就應(yīng)盡量 選擇加工表面本身作為精基準。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高，尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并 考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證扇形板在整個加工過程 中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從扇形板零件圖分析可知，它的上端面與 22 0 0. 021 ，適

23、 于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面 兩銷定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求，所以再 . . 在分度盤上加上一個定位銷，這樣零件的六個自由度就都限制好了。 綜上所述，選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 方便。 3.4 工藝路線的擬定 對于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。扇形板的加工的第一個工序 也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗加工扇形板上下端

24、面，再精加工上 下端面。后續(xù)工序安排都應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔等原則。 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(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： (1) 工序分散原則 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。簡單的機床工藝裝 備。生產(chǎn)準備工作量少，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。 (2) 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝

25、，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，在一次裝夾中同時加工數(shù)個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床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專 用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用 專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 工序的集中與分散 . . 制訂工藝路線時， 應(yīng)考慮工序的數(shù)目， 采用

26、工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。 所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 (1)工序集中的特點 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，在一次裝夾中同時加工數(shù)個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床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用 設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。 (2)工序分散的特點 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

27、設(shè)備，簡單的機床工藝裝 備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人 數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行 綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用 專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 加工工藝路線方案的確定 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可

28、 以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本， 加工工藝路線方案見下； 工序 1：鑄造毛坯。 工序 2：粗銑零件的上端面，以下端面為粗基準。 工序 3：粗銑零件的下端面，以上端面為粗基準。 工序 4：精銑零件的上端面，以下端面為精基準。 . . 工序 5：精銑零件的下端面，以上端面為精基準。 工序 6：對 220 0. 021 孔空進行鉆—擴—鉸—精鉸。以下端面為基準。 工序 7： 220 0. 021 孔進行倒角 1X45°，以上、下端面為基準。 工序 8：

29、對φ8 孔空進行鉆—鉸—精鉸。 22 0 0 . 021 孔和下端面為基準。 工序 9：用數(shù)控機床加工 R48 外圓弧，以下端面和 220 0 . 021 孔為基準。 工序 10：清洗表面。 工序 11：剔除毛刺。 工序 12：終檢。 3.5 扇形板的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 扇形板的毛胚采用的是 HT150 制造 ,其材料是 HT150（最小抗拉強度 150）, 生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 扇形板為鑄造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：

30、(1) 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。 (2) 工藝基準與設(shè)計基準相一致。 (3)便于裝夾、加工和檢查。 (4) 結(jié)構(gòu)要求統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時， 要考慮經(jīng)濟性。 雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近， 可以減少加工余量， 提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯 制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成 本的問題但要保證零件

31、的使用性能。在毛坯的種類、形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪 出毛坯圖。 . . 扇形板的偏差計算 (1) 扇形板上下端面的偏差及加工余量計算 上下端面加工余量的計算。 根據(jù)工序要求， 其加工分粗、 精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由機械余量加工手冊知，其單邊余量值規(guī)定為 1.5—2.0mm ，現(xiàn)取 1.5mm ?？? 知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 -0.25mm 精銑：由機械余量加工手冊知，其單邊余量值規(guī)定為 0.7mm。鑄造毛坯的基本尺寸為 32mm ，由機械余量加

32、工手冊知鍛件復(fù)雜系數(shù) S2 ，重 0.608kg，則鍛件偏差為 10.. 15 mm 毛坯的名義尺寸為： 32+ （ 1.5+0.7）×2=36.4mm 毛坯最小尺寸為： 36.4-0.5=35.9mm 毛坯最大尺寸為： 36.4+1.1=37.5mm 粗銑后最大尺寸為： 32+0.7 ×2=33.4mm 粗銑后最小尺寸為： 33.4-0.25=33.15mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度。 (2) 2200. 021 孔的偏差及加工余量計算 該孔精度要求為 IT7，換算為φ 22H7，

33、由考參考文獻 2 知確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：φ20mm 2Z=20mm 擴孔 :φ21.80mm 2Z=1.8mm （Z 為單邊余量） 粗鉸 :φ21.94mm 2Z=0.14mm （Z 為單邊余量） 精鉸 : 220 0 . 021 mm ，即φ22H7 2Z=0.06mm （ Z 為單邊余量） 該孔就可達到精度要求。 (3)φ 8 孔孔的偏差及加工余量計算 該孔精度設(shè)為為 IT7，由考參考文獻 1 知確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：φ7.8mm . . 粗擴：φ7.96mm 2Z=0.16mm （Z

34、 為單邊余量） 精鉸：φ8H7mm 2Z=0.04mm （ Z 為單邊余量） 該孔就可達到精度要求。 (4)外圓弧表面沿軸線長度加工余量及公差。 由機械余量加工手冊知鍛件復(fù)雜系數(shù) S1，重 1.25kg，則鍛件偏差為 10.. 15 mm。長度方向 的余量由機械余量加工手冊其余量規(guī)定值是 2.0 ～ 2.5mm 現(xiàn)取 2.0mm 。 3.6 選擇機床及對應(yīng)夾具、量具、刃具 選擇機床： （ 1）工序 2、3、4、5 是銑削加工，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，根據(jù)工件尺寸選用 X5020A

35、立式銑床。（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-5 ） （ 2）工序 8,9 是鉆——鉸 ---- 精鉸加工，根據(jù)工件尺寸可以選用立式鉆床 Z5125A。 （機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-6 ） 選擇夾具： 由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為 10 萬/ 年，為大批大量生產(chǎn)，故均采用專用夾具； 選擇量具： 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸 和形狀特點，參考本書有關(guān)資料，選擇如下。 （1）選擇加工工藝孔量具。Φ 8H7 工藝孔經(jīng)鉆孔、擴、精鉸三次加工鉆孔至φ 7.8mm ，粗

36、 餃至φ7.96mm ，精鉸至φ8H7mm 。 22 00 . 021 工藝孔經(jīng)鉆孔、擴、鉸、精鉸四次加工鉆孔至 φ20mm ，擴孔至φ 21.8mm ，粗鉸至φ 21.94mm ，精鉸至φ 22H7 mm 。選擇測量范圍 0mm-60mm 的內(nèi)徑千分尺即可。 （ 2）選擇測量弧面至支承孔軸線及兩端面間距離的量具。由毛坯及零件圖分析可知，選用測量范圍 0mm-100mm 的游標卡尺即可。 . . 選擇刃具（表 5-14 到表 5-26 ） （1）銑削兩端面時，選用鑲齒套式面銑刀，直徑 D= Φ50mm

37、（2）鉆孔 22 00. 021 孔時選用直柄短麻花鉆，直徑 D= Φ20mm （3）擴孔φ21.8mm 時，選擇φ21.8mm 錐柄擴孔鉆。 （4）鉸孔φ21.94mm 時，選擇φ 21.94mm ，精度等級為 H7 級的直柄機用鉸刀。 （5）鉸孔φ22mm 時，選擇φ22mm ，精度等級為 H7 級的直柄機用鉸刀 （3）鉆孔φ7.8mm 時，選用直柄短麻花鉆，直徑φ 7.8mm 。 （4）鉸孔φ7.96mm 時，選擇φ8mm ，精度等級為 H7 級的直柄機用鉸刀。 （5）鉸孔φ8mm 時，選擇φ8mm ，精度等級為

38、 H7 級的直柄機用鉸刀。 3.7 確定切削用量 工序 2 粗銑上端面 （1）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率， 一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。 一個工作行程完成， 所以粗銑底面 A 的加工余量為 1.5mm ，選擇背吃刀量 ap = 1.5 。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ，選擇每齒進給量 fz 為 0.05mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ，選擇切削速度 Vc

39、 =70.2m / min （ 2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 9.4-6 ，磨鈍標準為 0.5mm ，由表 9.4-7 查得刀具的耐用度 T =180min 。 . . （ 3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/( πd)=1000x70.2/(3.14x60) = 373.32 / min 工序 3 粗銑下端面 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作 行程完成，所以粗銑底面 A 的加工余量為 1.5mm

40、，選擇背吃刀量 ap = 1.5 。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ，選擇每齒進給量 fz 為 0.05mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ，選擇切削速度 Vc 70.2m / min （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 9.4-6 ，磨鈍標準為 0.5mm ，由表 9.4-7 查得刀具的耐用度 T =180min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n n=1000v/( πd)=1000x70.2/(3

41、.14x60) =373.32 r/ min 工序 4 精銑上端面 （1）確定切削用量 a．確定背吃刀量 精銑時一般為 0.1~1mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=0.7mm 。 b ．確定進給量 . . 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ，選擇每齒進給量 fz 為 0.12mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ，選擇切削速度。 Vc= 49

42、m /min （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 9.4-6 ，取磨鈍標準為 0.5mm，由表 9。 4-7 查 得刀具的耐用度 T =180min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n n=1000v/( πd)=1000x49/(3.14x60) =210.6r/ min 工序 5 精銑下端面 （1）確定切削用量 a．確定背吃刀量 精銑時一般為 0.1~1mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=0.7mm 。 b ．確定進給量

43、 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ，選擇每齒進給量 fz 為 0.08mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-72 ， 選擇切削速度。 Vc= 57.6m / min （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 9.4-6 ，取磨鈍標準為 0.5mm ，由表 9。4-7 查得刀具的耐 用度 T =180min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/( πd)=1000x57.6/(3.14x60) =305.75r / min 工序 8 鉆、擴、鉸 2

44、2 0 0. 021 孔 工步1鉆孔 . . （1） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為 20mm 。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量 a=20mm 。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-64 ，（ HT150 硬度為硬度為 170HBS）選擇 進給量 f 為 0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-66, 選擇切削速度 Vc=0.45m/s （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及

45、耐用度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 3-7, 取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 T=100min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n n=60000v/( πd)=60000x0.45/(3.14x20) =429.94 r/ min 工步 2：擴孔 a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為 1.8mm 。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量 a=1.8mm 。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-67 ，（HT150 硬度為 170HBS）選擇進給量 f 為 0.8

46、mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-66, 選擇切削速度 Vc=0.45m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 . . 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 3-7, 取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 T=150min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n n=60000v/( π=394.44 r/ min 工步 3：粗餃孔 ； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為 0.14mm 。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量 a=0.14mm 。

47、b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-64 ，（HT150 硬度為 170HBS）選擇進給量 f 為 0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-66, 選擇切削速度 Vc=0.45m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 3-7, 取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 T=150min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=60000v/( π 391.92 r/ min = 工步 4：精餃孔 ； a. 確定背吃刀量 因

48、為擴孔的加工余量為 0.06mm 。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量 a=0.06mm 。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-64 ，（HT150 硬度為 170HBS）選擇進給量 f 為 0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-66, 選擇切削速度 Vc=0.45m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 . . 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 3-7, 取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 T=150min 。 （3）確定機床

49、主軸轉(zhuǎn)速 n=60000v/( πd)=60000x0.45/(3.14x22) = 390.85 r/ min 工序 9 鉆、擴、鉸φ8 孔 工步1鉆孔 （1） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為 7.8mm 。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量 a=7.8mm 。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-64 ，（ HT150 硬度為硬度為 170HBS）選擇 進給量 f 為 0.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基

50、礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-66, 選擇切削速度 Vc=0.45m/s （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 3-7, 取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 T=100min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n n=60000v/( π= 1102.4 r/ min 工步 2：擴孔 a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為 0.16mm 。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量 a=0.16mm 。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-67 ，（HT150 硬度為

51、 170HBS）選擇進給量 f . . 為 0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-66, 選擇切削速度 Vc=0.45m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 3-7, 取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 T=150min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n n=60000v/( π=1080.24 r/ min 工步 3：精餃孔 ； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為 0.04mm 。一次工作行程擴完，

52、所以選擇背吃刀量 a=0.04mm 。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-64 ，（HT150 硬度為 170HBS）選擇進給量 f 為 0.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5-66, 選擇切削速度 Vc=0.45m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 3-7, 取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 T=150min 。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=60000v/( πd)=60000x0.45/(3.14x8) =

53、1074.84 r/ min 4. φ22 孔夾具設(shè)計 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆φ 22 的孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵 是找到定位基準。 同時，應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和降低勞動強度， 提高企業(yè)經(jīng)濟效益。 . . 4.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：上下端面進行了粗、精銑加工，上下圓弧面進行了加工。因此，定位、夾 緊方案為：即一面、心軸和銷定位，夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上夾緊。圖中對孔 的的加工有位置公差要求，所以我們選

54、擇底平面、孔和銷為定位基準來設(shè)計鉆模模具，從 而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制 5 個自由度，用削限制一個自由度， 保證了 6 個自由度都得到限制。利用分度盤轉(zhuǎn)到，可以加工出 3 個空。 4.3 鉆削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：臺式鉆床 Z4006A ，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻 [5] 查表 1- 2- 7 可得： 鉆削力公式： Ff= 210D2f0.8 Kp 式中 D=7.8mm ，f=0.2mm/r 查表 1- 2 - 8 得： Kp=(HB/190) 0.6 其中： HB=

55、229 則 Kp=1.118 即： Ff=3942.4 （N) 實際所需夾緊力：由參考文獻 [5]表 1- 2- 12 得： W =FK/(μ+ μ) k 1 2 有：μ = 0.7, μ= 0.16 1 2 安全系數(shù) K 可按下式計算有： K = K0K1K2K3K4K5K6 式中： K0 ~ K6 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [5] 表 1- 2- 1 可得： K =1.2×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0= 1.56 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操

56、作方便，決定選用手動 螺旋夾緊機構(gòu)。 . . 取 K =1.56，μ = 0.7，μ = 0.16 1 2 查參考文獻 [5]1 ～ 2～ 26 可知壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： W0=QL/ ［ γ＇tg ? １+ γ２ tg( α+ ? ２ )］ 式中參數(shù)由參考文獻 [5] 可查得： γ＇＝６．２２ rz＝２．７６ ? １ ＝９０ ｏ ? ２＝９ ｏ ５０＇ α＝２ ｏ ２９＇ 其中： L=32mm Q = 80(N ) 螺旋夾緊力： W 0 =495

57、2.32(N) 由上述計算易得： Wo >>W k 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以底面、兩孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度為 1.6。由參考文獻 [5]可得： (1) 圓柱位銷的定位誤差：由于是孔的誤差引起取=0.03mm (2) α 夾緊誤差 ： j.j=(y max -y min )cos 其中接觸變形位移值： y =(kRazRaz+k HB/HB+ c1)(Nz/19.62 l)n 查[5]表 1～2～15 有 kRaz =0.004, kHB =0.0016, c1 =

58、0.412, n=0.7 。 j.j= ycosα=0.0028mm (3)磨損造成的加工誤差： j.M 通常不超過 0.005mm (4) 夾具相對刀具位置誤差： D.A 取 0.01mm (5)分度誤差 1. 直線分度誤差查機床夾具設(shè)計知 Smin =S-( δ+X1+X2+e ） Smax =S+( δ+X1 +X2+e） 所以 F=2(δ+X 1+X2+e ） 2.回轉(zhuǎn)分度誤差查機床夾具設(shè)計知 a=4artcg[( f/4+2X 3)/4R] . . 誤差總和： 0.070mm 滿足要求。

59、 4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以端面、一孔、一銷為定位基準，在定位環(huán)上實現(xiàn)完全 定位，采用手動螺旋壓板機構(gòu)夾緊工件，該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。擰緊開口墊圈 旁的螺母，可以使工件與分度機構(gòu)貼緊，擰緊另一個螺母整個裝配體就夾緊了，這樣就可 以開動機床進行第一個孔的加工，先鉆孔然后換刀具進行鉸孔，這樣一個孔就加工好了， 旋轉(zhuǎn)螺套，使分度盤與加具體之間有空隙，這樣拔出對位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤，旋轉(zhuǎn)到下 一個孔，松開對位銷反轉(zhuǎn)螺套直到不能再轉(zhuǎn)，這樣就可以進行加工第二個孔，用同樣的方

60、法加工第三個孔，加工完后，松開開口墊圈旁的螺母，開口墊圈取下，換上下一個工件， 如此往復(fù)進行。此次設(shè)計是對扇形板零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鑄造，具有體 積小，零件復(fù)雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為 基準來加工其它， 其中各工序夾具都采用專用夾具， 特別的對于加工φ 8 孔工序中，選一面 兩銷的定位方式，并以操作簡單的手動夾緊方式夾緊，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要 求。 4. φ8 孔夾具設(shè)計 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆圓周面上

61、3 個φ8 的孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù) 要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和降低勞動強度，提高 企業(yè)經(jīng)濟效益。 4.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：上下端面進行了粗、精銑加工， 22 00. 021 孔進行了粗、半精、精鏜加工。 因此，定位、夾緊方案為：即一面、心軸和銷定位，夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上 . . 夾緊。圖中對孔的的加工有位置公差要求，所以我們選擇底平面、孔和銷為定位基準來設(shè) 計鉆模模具，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制

62、5 個自由度，用削限 制一個自由度，保證了 6 個自由度都得到限制。利用分度盤轉(zhuǎn)到，可以加工出 3 個空。 4.3 鉆削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：臺式鉆床 Z4006A ，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻 [5] 查表 1- 2- 7 可得： 鉆削力公式： Ff= 210D2f0.8 Kp 式中 D=7.8mm ，f=0.2mm/r 查表 1- 2 - 8 得： Kp=(HB/190) 0.6 其中： HB=229 則 Kp=1.118 即： Ff=3942.4 （N) 實際所需夾緊力：由參

63、考文獻 [5]表 1- 2- 12 得： W =FK/(μ+ μ) k 1 2 有：μ = 0.7, μ= 0.16 1 2 安全系數(shù) K 可按下式計算有： K = K0K1K2K3K4K5K6 式中： K0 ~ K6 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [5] 表 1- 2- 1 可得： K =1.2×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0= 1.56 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動 螺旋夾緊機構(gòu)。 取 K =1.56，μ = 0.7，μ = 0

64、.16 1 2 查參考文獻 [5]1 ～ 2～ 26 可知壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： W0=QL/ ［ γ＇tg ? １+ γ２ tg( α+ ? ２ )］ . . 式中參數(shù)由參考文獻 [5] 可查得： γ＇＝６．２２ rz＝２．７６ ? １ ＝９０ ｏ ? ２＝９ ｏ ５０＇ α＝２ ｏ ２９＇ 其中： L=32mm Q = 80(N ) 螺旋夾緊力： W 0 =4952.32(N) 由上述計算易得： Wo >>W k 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 4

65、.4 誤差分析與計算 該夾具以底面、兩孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度為 1.6。由參考文獻 [5]可得： (1) 圓柱位銷的定位誤差：由于是孔的誤差引起取=0.03mm (2) 夾緊誤差 ： j.j=(y max -y min )cosα 其中接觸變形位移值： y =(kRazRaz+k HB/HB+ c1)(Nz/19.62 l)n 查[5]表 1～2～15 有 kRaz =0.004, kHB =0.0016, c1 =0.412, n=0.7 。 j.j= ycosα=0.0028mm (3)磨損造成的

66、加工誤差： j.M 通常不超過 0.005mm (4) 夾具相對刀具位置誤差： D.A 取 0.01mm (5)分度誤差 1. 直線分度誤差查機床夾具設(shè)計知 Smin =S-( δ+X1+X2+e ） Smax =S+( δ+X1 +X2+e） 所以 F=2(δ+X 1+X2+e ） 2.回轉(zhuǎn)分度誤差查機床夾具設(shè)計知 a=4artcg[( f/4+2X 3)/4R] 誤差總和： 0.070mm 滿足要求。 4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 . . 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以端面、一孔、一銷為定位基準，在定位環(huán)上實現(xiàn)完全 定位，采用手動螺旋壓板機構(gòu)夾緊工件，該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。擰緊開口墊圈 旁的螺母，可以使工件與分度機構(gòu)貼緊，擰緊另一個螺母整個裝配體就夾緊了，這樣就可 以開動機床進行第一個孔的加工，先鉆孔然后換刀具進行鉸孔，這樣一個孔就加工好了， 旋轉(zhuǎn)螺套，使分度盤與加具體之間有空隙，這樣拔出對位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤，旋轉(zhuǎn)到