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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 120-2902444-A 產(chǎn)品名稱 零件名稱 前支架前鋼板彈簧 共 5 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 10 銑 1號可鍛鑄鐵JS-2 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X525K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑寬度為58mm的上端面 專用銑夾具,面銑刀，卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3 2 3 4 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 120-2902444-A 產(chǎn)品名稱 零件名稱 前支架前鋼板彈簧 共 5 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 40 鉆 1號可鍛鑄鐵JS-2 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆擴鉸φ22孔，孔口倒角C1 專用鉆夾具,麻花鉆 擴孔鉆,鉸刀， 極限量規(guī) 233 25.6 0.45 1.25 1 2 3 4 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 120-2902444-A 產(chǎn)品名稱 零件名稱 前支架前鋼板彈簧 共 5 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 50 鉆 1號可鍛鑄鐵JS-2 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆擴2-φ10.5孔 專用鉆夾具,麻花鉆, 極限量規(guī) 233 25.6 0.45 1.25 1 2 3 4 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 120-2902444-A 產(chǎn)品名稱 零件名稱 前支架前鋼板彈簧 共 5 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 60 銑 1號可鍛鑄鐵JS-2 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑寬度為4mm的開口槽 專用銑夾具, 高速剛鋸片銑刀，卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3 2 3 4 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 120-2902444-A 產(chǎn)品名稱 零件名稱 前支架前鋼板彈簧 共 5 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 70 銑 1號可鍛鑄鐵JS-2 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑寬度為64mm的內(nèi)側(cè)面 專用銑夾具,面銑刀，卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3 2 3 4 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 120-2902444-A 產(chǎn)品名稱 零件名稱 前支架前鋼板彈簧 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 1號可鍛鑄鐵 JS-2 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 銑 銑寬度為58mm的上端面 機 二 立式銑床X52K 專用銑夾具,面銑刀，卡尺 20 銑 粗銑左端面（尺寸為65mm的端面） 機 二 立式銑床X52K 專用銑夾具,面銑刀，卡尺 30 鉆 鉆擴鉸5-φ12孔 機 二 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具,麻花鉆, 極限量規(guī) 40 鉆 鉆擴鉸φ22孔，孔口倒角C1 機 二 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具,麻花鉆 擴孔鉆,鉸刀， 極限量規(guī) 50 鉆 鉆擴2-φ10.5孔 機 二 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具,麻花鉆, 極限量規(guī) 60 銑 粗銑寬度為4mm的開口槽 機 二 立式銑床X52K 專用銑夾具, 高速剛鋸片銑刀，卡尺 70 銑 銑寬度為64mm的內(nèi)側(cè)面 機 二 立式銑床X52K 專用銑夾具,面銑刀，卡尺 80 鉗工 鉗工打毛刺 90 檢驗 檢驗 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 論文題目：前支架-前鋼板彈簧零件的加工工藝規(guī)程及 專用夾具設(shè)計 班 級： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導教師： 日 期: I 摘 要 此次設(shè)計是對前支架-前鋼板彈簧零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鑄件， 具有體積小，零件復雜的特點，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，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。 關(guān)鍵詞 前支架-前鋼板彈簧，加工工藝，專用夾具，設(shè)計 1 目 錄 摘 要 I 1 緒 論 1 2 前支架-前鋼板彈簧的分析 2 2.1 前支架-前鋼板彈簧的工藝分析 2 2.2 前支架-前鋼板彈簧的工藝要求 3 3 工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1 加工工藝過程 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 加工方案的選擇 .5 3.3 確定定位基準 5 3.3.1 粗基準的選擇 .5 3.3.2 精基準選擇的原則 .6 3.4 工藝路線的擬訂 .7 3.4.1 工序的合理組合 .7 3.4.2 工序的集中與分散 .7 3.4.3 加工階段的劃分 .8 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 .9 3.5 前支架-前鋼板彈簧的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .10 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 .10 3.5.2 前支架-前鋼板彈簧的偏差計算 .11 3.5.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 .11 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） .12 3.7 本章小結(jié) 22 4 銑寬度為 64mm的內(nèi)側(cè)面銑床夾具 23 4.1 研究原始質(zhì)料 23 4.2 定位、夾緊方案的選擇 24 4.3 切削力及夾緊力的計算 25 4.4 誤差分析與計算 26 4.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 27 4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 29 4.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 .30 總結(jié) 32 參考文獻 33 1 1 緒 論 機械設(shè)計制造及其夾具設(shè)計是我們?nèi)跁炌?3 年所學的知識，將理論與實踐相結(jié)合， 對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的 技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)的大小、 工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此 工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證 其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降 低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個 正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意 義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 2 前支架-前鋼板彈簧的分析 2.1前支架-前鋼板彈簧的工藝分析 前支架-前鋼板彈簧是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復雜， 但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。前 支架-前鋼板彈簧的底面都要求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，前支架- 前鋼板彈簧底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公 差和對稱度公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的 表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是 非常關(guān)鍵和重要的。 2.2前支架-前鋼板彈簧的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有 加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和 工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從 工藝上保證設(shè)計的要求。 以下是前支架-前鋼板彈簧需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 2-Ф22 孔。 (2) 大頭 3-φ12 孔。 (3)寬度為 4 槽。 (4) φ10.5 孔。 (5) 尺寸為 58mm 端面。 前支架-前鋼板彈簧毛坯的，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般 在 ，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。1~3m 上面主要是對前支架-前鋼板彈簧 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。 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該前支架-前鋼板彈簧零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。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，對于前支架-前鋼板彈 簧來說，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。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：前支架-前鋼板彈簧的尺寸精度，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 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加 工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝 是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計前支架-前鋼板彈簧的加工工藝來說，應(yīng)選 擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩 方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格 較底的機床。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 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。 ⑵ 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。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采 用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于 磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷ 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。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，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。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（ ） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR ⑶ 小頭孔加工方法： 加零件毛坯不能直接出孔，只能鑄造出一個小坑，以便在以后加工時找正其中心，但 其表面粗糙度的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆——擴——鉸。6.1? ⑷孔加工方法： 因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是 ，所以我們采用一次鉆孔的加工方12.5Ra? 法。 ⑸ 寬度為 4 槽的加工方法是： 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑。6. 3.3 確定定位基準 3.3.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加 工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： ⑴ 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。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要 求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作 為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織， 以增加耐磨性。 ⑶ 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。 ⑷ 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。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證前支架-前鋼板彈簧在整 個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從前支架-前鋼板彈簧零件圖分析可知，主要 是選擇加工前支架-前鋼板彈簧底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.3.2 精基準選擇的原則 ⑴ 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。 ⑵ 基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(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)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔 定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面 與軸心線的垂直度。 ⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例 如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒 面余量均勻。 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，可以選擇加工表面本 身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床 上磨外圓等，都是自為基準的例子。 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，能保證前支架-前鋼板彈簧在整 個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從前支架-前鋼板彈簧零件圖分析可知，它的 底平面與 小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由209H? 度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，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。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基4? 準。 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準。 3.4工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。前支架-前鋼板彈簧的加工 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、精加工前支架-前鋼 板彈簧底面大頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 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： ⑴ 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)管理復雜。 ⑵ 工序集中原則 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)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%蘇打及809c?: 0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、 毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20 3.4.2 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。 ⑴ 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。 ⑵ 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)。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在 單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng) 濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半 精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免 浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、 粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所 以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的 加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精 度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工 件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加 工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有 的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高 或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要 求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階 段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的 定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的 粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 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，擬訂兩個加工工 藝路線方案。見下表： 表 2.1 工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 工序一 銑寬度為 58mm 的上端面 工序二 粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 工序三 鉆擴鉸 5-φ12 孔 工序四 鉆擴鉸 φ22 孔，孔口倒角 C1 工序五 鉆擴 2-φ10.5 孔 工序六 粗銑寬度為 4mm 的開口槽 工序七 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 工序八 鉗工打毛刺 工序九 檢驗 表 2.2 工藝路線方案二 工序號 工序內(nèi)容 工序一 銑寬度為 58mm 的上端面 工序二 粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 工序三 粗銑寬度為 4mm 的開口槽 工序四 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 工序五 鉆擴鉸 5-φ12 孔 工序六 鉆擴鉸 φ22 孔，孔口倒角 C1 工序七 鉆擴 2-φ10.5 孔 工序八 鉗工打毛刺 工序九 檢驗 工藝方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換 刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準，這樣使工序非常清晰易提高加工精 度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案二把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準得 不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是 考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用如下方案比較合適。 工序號 工序內(nèi)容 工序一 銑寬度為 58mm 的上端面 工序二 粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 工序三 鉆擴鉸 5-φ12 孔 工序四 鉆擴鉸 φ22 孔，孔口倒角 C1 工序五 鉆擴 2-φ10.5 孔 工序六 粗銑寬度為 4mm 的開口槽 工序七 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 工序八 鉗工打毛刺 工序九 檢驗 3.5前支架-前鋼板彈簧的偏差，加工余量，工序尺寸及毛 坯尺寸的確定 前支架-前鋼板彈簧的鑄件采用的是 1 號可鍛鑄鐵，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄件 毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 前支架-前鋼板彈簧為鑄件件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄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。 ⑵ 為了使金屬容易充滿膛和減少工序，鑄件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免 鑄件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 ⑸ 工藝基準以設(shè)計基準相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(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。 3.5.2 前支架-前鋼板彈簧的偏差計算 ⑴ 前支架-前鋼板彈簧底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。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：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取 。查2.0~5m2. [3]可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 1? 精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。. 3.5.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機床的選擇 工序采用 X52K 型立式銑床 工序采用 Z525 立式鉆床 ②選擇夾具 該前支架-前鋼板彈簧的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔 ，由于精20? 度高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通 用量具即可。 3.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 3.6.1 工序一：銑寬度為 58mm 的上端面 機床：X52K 型立式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，為粗齒銑15YT20Dm?20Z? 刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3] 表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照參f 0.15/faZ?V 考文獻[3]表 2.4-81，取 2.54/Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 1060.8/in3.1rd???? 按照參考文獻[3]表 3.1-74 m? 實際銑削速度 ： v .245.6/1ds??? 進給量 ： fV0.5/01ffaZn 工作臺每分進給量 ： m.73/infVs? ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-81,?a6? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l42lm 刀具切入長度 ：1210.5()(~3lDa????20.5(06)(1~37.6m???? 刀具切出長度 ：取l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt 1247.6.injmlf??? 查參考文獻[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為： 1.23min 3.6.2 工序二：粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 機床：X52K 型立式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，為粗齒銑15YT20Dm?20Z? 刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3] 表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照參f 0.15/faZ?V 考文獻[3]表 2.4-81，取 2.54/Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，102.54602.8/min31Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1-74 ? 實際銑削速度 ： v.45.6/010dns??? 進給量 ： fV.52/12./ffaZm 工作臺每分進給量 ： m.73infVs?? ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-81,?a60? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l42l 刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m???? 刀具切出長度 ：取lm? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt247.62.in35jlf? 查參考文獻[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為： 1.23min 2.6.3 工序 3：鉆擴鉸 5-φ12 孔 機床：立式鉆床 Z525 （1）鉆孔工序 1）背吃刀量 =10mmap 2）進給量 由表 5-12，選取每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表 5-22 查得，因為工件為 45 號鋼，v=20m/min，帶入公式得102048.7min3.1vrnd???? 參照表 4-15 所列 Z525 的主軸轉(zhuǎn)速取 n=590r/min。實際轉(zhuǎn)速為59.2.i100v 確定擴孔切削用量 1)確定進給量 f 根據(jù)參考文獻[1]表 28-31, 。根據(jù) Z515 機床說明書 取rmrmf /56.0~49.7/)8.0~7(???表 f=0.57mm/r。 2）確定切削速度 v 及 n 根據(jù)參考文獻[1]表 28-33，取 。修正系數(shù)：min/25V?表02.1,8.?apvmvk 故 min/8.i/5'V?表 in/286)14.3()000' mddn ???（‘表 查機床說明書 取 。實際切削速度為i/275rn? min/2103dv???? 確定鉸孔切削用量 （1）確定進給量 f 根據(jù)參考文獻[7]表 28-36， ，按該表6.~1表f 注 4，進給量取小植。查 Z535 說明書 取 。m/r6.f? （2）確定切削速度 v 及 n 由參考文獻[7]表 28-39 取 。由參考文min/82V?表 獻[1]表 28-3，得修正系數(shù) ， （根據(jù)8.0Mvk9.0vapk ） 2.15.0/2745???pRa 故 min/6.78.min/.8v?’表 591)100' rdn???（‘表 查 Z515 說明書，取 n=100r/min,實際鉸孔速度 in/4.3230dv????? 基本時間的計算 1）鉆孔 查表 5-41， =24 mm， =2 mm =5 mmll2 )21(cos21～??klD f=0.2 mm/r, n=590 r/min 帶入 sfnLtj 8.15902.4???? 2）擴孔 根據(jù)表 5-41， ， 按 =15 ， =1.5，查得 =0.56 mm ，l1kapl2 =5.3 mm )2(cos1～??klDsfnLtj 8.397.054?? 3）鉸孔 根據(jù)表 5-41 及表 5-42 查得 =20 mm ， =22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/minl1l2sfnLtj 6.4510.4???? 輔助時間的計算 根據(jù)經(jīng)驗公式，輔助時間與基本時間的關(guān)系為 =（0.15～0.2） ,本例取 =0.15 ，tf tjftj 則各工步的輔助時間為： 鉆孔工步： =0.15×15.8=2.37stf 擴孔工步： =0.15×33.8=5.07sf 精鉸工步： =0.15×45.6=6.84stf 其他時間計算 除了作業(yè)時間之外，每件工序的單位時間還包括布置工作地點時間、休息時間與生理需要 時間和準備與終結(jié)時間。由于是大批生產(chǎn)，分攤到每個工件的準備與終結(jié)時間甚微，可忽 略不計；布置工作時間 是作業(yè)時間的 2%～7% ，休息與生理需要時間 是作業(yè)時間的tb tx 2%～4%,在此均取 3%，則各工序的其他時間（ + ）可按關(guān)系式（3%+3%） + ×(tbx btx + )計算，他們分別為：tbx 鉆孔： + =6%×（2.37+15.8）=1.09s 擴孔： + =6%×（5.07+33.8）=2.33stbx 鉸孔： + =6%×（6.84+45.6）=3.15stbx 單件總時間的計算 鉆孔工步： =15.6+2.37+1.09=19.06stdj 擴孔工步： =33.8+5.07+2.33=41.2sj 鉸孔工步： =45.6+6.84+3.15=55.51stdj 工序四：鉆擴鉸 φ22 孔，孔口 C1 工件材料為 1 號可鍛鑄鐵，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm，公差為 H7，表面粗糙 度 。加工機床為 Z525 立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆.6aRm? 孔——Φ19mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔 ——Φ21.7mm 標準高速鋼 擴孔鉆；鉸孔——Φ22mm 標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1 ）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻 [7]表 28-10 可查出 ，由f 0.47~.5/fmr?表 于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld?.9lfk? 。查 Z525 立式鉆床說明書，取(.47~.5)94~05/f mr?表 。/mr 根據(jù)參考文獻[7]表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構(gòu)'1.75/fr? 允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進給量ax16FN? ?！?.8/fr? 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。f'f“f 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入法得：vmP ，17/in?表 4732N?表 ，5.69NM?表 1.5mkW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 由參考文獻[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk'17/in07.2(/in)???表 ''01./i16n rdm?表 查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：195/inr 0195/min14/i0dnrv???? 由表 28-5， ，故1.6MFTk4732.6()FN5.9154.8??? 3）校驗機床功率 切削功率 為mP'/)Mnk?表（1.2(26.0kWW? 機床有效功率 ' 4.5.8135E mPkP??? 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，019dm?0.3/fr9/inr?14/inv? 相應(yīng)地 ， ，56FN54.8T?.05mPkW （2）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機床說明書，取f??::表 （ 0.78） m/r0.7=9./r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻[7]表 28-33，取 。修正系數(shù)：vn25/minv?表 ，0.8mvk?1.0pavk 故 '25/in0.812/invm??表' '1)nd?表 （ ./i(4.7)86/ir 查機床說明書，取 。實際切削速度為275/inr?301vdn??? 3./mi102/i?? （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-36， ，按該表注 4，f 1.3~26fm?表 進給量取小植。查 Z525 說明書，取 。1.6/fr? 2）確定切削速度 及 由參考文獻[7]表 28-39，取 。由vn8./inv表 參考文獻[7]表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk?.9pavk(1.2)pRa?根 據(jù) 故 '8./min0.897.14/minv?表 ' '()nd?表17.4/i(25)95/ir? 查 Z525 說明書，取 ，實際鉸孔速度10/inr30vdn??? 325/mi7.8/in???? （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，0190.4/fr195/mir14/inv? 擴孔： ， ， ，.7d522.3 鉸孔： ， ， ，02?1.6/f0/in?78/i 被切削層長度 ：lm 刀具切入長度 ，由式（1.8）有：1 mctgctgkDlr 5.120.5)2~1(21 ????? 刀具切出長度 ：2l0? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ，由式（1.5）有：jt in06.1325.071?????fnltj 基本工時： 1203.(mi)7.5ltnf???機 工序五 鉆擴 2-φ10.5 孔 機床：立式鉆床 Z525 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、 （1） 、鉆 孔9m? 切削深度 ：pa0.85? 進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 28-10，取f (0.2~.8)/fmr? 由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則35m?(0.2~.8)0.7/(0.165~.2)/f rmr??? 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 28-13，取 0./f? 取切削速度 4/inV 取 =24, =9 代入公式（2-1）得0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》012489/min3.rd???? 表 9-3，取 72/minr 實際切削速度 ： V?0.149721.8/in??? 被切削層長度 ：l48 刀具切入長度 ： 1m 刀具切出長度 ： 2l3? 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l0.f72n? 機動時間 ：jt1483.8mi.jfn???? 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為?120.38.76mijt??? （2） 、擴 孔.5? 切削深度 ：pa1 進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 28-30，f(0.5~6).7(035~.42)/mr??? 參照《機械加工工藝師手冊》表 28-31，取 (0.5~6).704/f mr??? 切削速度 ：參照《機械加工工藝師手冊》表 28-31，取V 2inV 取 =25, =10.5 代入公式（2-1 ）得V0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機械加工工藝師手n012578/min3.41.Vrd???? 冊》表 9-3 取 72/mir 實際切削速度 ： V?0572.4/in110n??? 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 28-42 被切削層長度 ：l48m 刀具切入長度 1? 刀具切出長度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l?0.4f72n? 機動時間 ：1jt183.19mijf???? 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 120.9.38minjt??? 工序六 粗銑寬度為 4mm 的開口槽 機床：銑床 X52K 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80d20Z?4L 銑削深度 ：wa2m? 每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 30-13，取f .05/famZ 銑削速度 ：參照《機械加工工藝師手冊》表 30-23，取 ，V (2~4)inV? 取 =30, =63 代入公式（2-1 ）得：0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》n013120/min.48Vrd???? 表 11-5，取 8/mir 實際銑削速度 ：V?03.14852.8/mindn???? 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.5fa2Zw 工作臺每分進給量 ：mf0.5218/inzfn?? 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知llm? 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：0l?3l2l?18mf 機動時間 ：1jt1032.4injf??? 工序七 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 機床：銑床 X52K 刀具：立銑刀材料： 齒數(shù)VCWr41816Dm?6?Z 銑削深度 ：pa3? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zmaf/18.0?VsV2 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）011.2603.97/min34rd????in/370r? 實際銑削速度 ： =73.2m/min 式（1.2）V?0.1.2/160ns?? 進給量 ： 式（1.3）fZaff /./378.? 工作臺每分進給量 ： m min69.smVf ? ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a ma60?? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76? 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)3~((5.021????aDl 98.241603. ? 取 ml21 刀具切出長度 ：取l2? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl 3.7本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資 料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳 方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它 算出機床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。 4 銑寬度為 64mm的內(nèi)側(cè)面銑床夾具 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動 強度，需要設(shè)計專用夾具。決定設(shè)計銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面銑床夾具。加工 時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要 求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強 度。 一、機床夾具定位元件 工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用 的基本定位元件。實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1．支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖 a）用于支承精基準面； 球頭支承釘（圖 b）用于支承粗基準面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖 c）能產(chǎn)生較大的 摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產(chǎn)生較大 摩擦力的側(cè)面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在 一個平面內(nèi)，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制 三個自由度。 圖 6-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 2．支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖 a）結(jié)構(gòu)簡單，但沉 頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b） ， 在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面 較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限 制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個 自由度。 圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式 3．可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準面， 支承高度可以根據(jù)需要進行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個可調(diào)支承限制 一個自由度。 圖6-3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件 1．定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選 用圖 a 所示的結(jié)構(gòu)；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu)；當工件同時 以圓孔和端面組合定位時，則應(yīng)選用圖 c 所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu)。用定位 銷定位時，短圓柱銷限制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐 銷（圖 d）限制三個自由度。 圖6-6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式 4.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對加工前，平面進行了粗、精銑加工，底面 Φ22 孔進行 了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有： 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面二銷再定位方式，這種定 位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。 4.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015??01?頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5?? ''30rK?2.5Lm2Z.8/famzmap.2 由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 0.8.10.pzFafDBzn? 有： .9.81.1.0.135254836.2()N??????? 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不 利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再 乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： FKW?? 安全系數(shù) K 可按下式計算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1 可知其公式6~ 參數(shù)： 123456.0,.,.0,31KK?? 由此可得： .310.56??? 所以 根據(jù)工件受力切8245()KWFN??? 削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜 力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實 際所需夾緊力的數(shù)值。即： FK?? 安全系數(shù) K 可按下式計算有：： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表 可得： 60~K 12?1.2.01.301.56C???? 522.3P fK 所以有： 193.08()CWFN?? 76KP 5.()f? 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力 F 夾與切 削力Ｆ之間的關(guān)系 F 夾＝ KF 軸向力：F 夾＝KF （ N） 扭距： Nm93.103.24.05.14.3108.90 ????? ??MYXKfdC 4.4 誤差分析與計算 該夾具以采用一面二銷的定位方式，為了滿足工序的加工要求，必須使工 序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj???? 與機床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j? MjjWDAZWj ???? ?? 由參考文獻[5]可得： ⑴銷的定位誤差 ： 由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距 。gL14.gLm? 由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為 mLg03.1??? 所以兩工藝孔的中心距為 141.1，而兩工藝孔尺寸為 Φ22 孔。 根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下： 定 位 銷 中 心 距基 準 孔 中 心 距11minDWd?????? 1 21min2min.DdDdJarctgL????? 其中： ，10.52D??20D?? ，dm.3d ， in?in4m 0.63DW?? .2J? ⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj?? 其中接觸變形位移值： 1 ()(9.62nHBZyRaZkNcl??? 查[5]表 1～2 ～15 有 。 104,0.6,.42,0.7RazHBKCn???cos.8jym?? ⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m5. ⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw??? 4. 5 定向鍵與對刀裝置設(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：×o 圖 5.1 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 5.4： 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 1 8 ～ 0.012 ～0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 標 記四 周 倒 圓× 圖 5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 5.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 ～0.006 0.25 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。 4.6 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。 4.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋 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。 總結(jié) 作 為 一 名 機 械 系 ， 機 械 設(shè) 計 制 造 及 自 動 化 大 三 的 學 生 ， 我 覺 得 能 做 類 似 的 課 程 設(shè) 計 是 十 分 有 意 義 ， 而 且 是 十 分 必 要 的 。 在 已 度 過 的 大 三 的 時 間 里 我 們 大 多 數(shù) 接 觸 的 是 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 課 。 我 們 在 課 堂 上 掌 握 的 僅 僅 是 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 課 的 理 論 面 ， 如 何 去 鍛 煉 我 們 的 實 踐 面 ？ 如 何 把 我 們 所 學 到 的 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 理 論 知 識 用 到 實 踐 中 去 呢 ？ 我 想 做 類 似 的 大 作 業(yè) 就 為 我 們 提 供 了 良 好 的 實 踐 平 臺 。 在 做 本 次 大 作 業(yè) 的 過 程 中 ， 我 感 觸 最 深 的 當 數(shù) 查 閱 大 量 的 設(shè) 計 手 冊 了 。 為 了 讓 自 己 的 設(shè) 計 更 加 完 善 ， 更 加 符 合 工 程 標 準 ， 一 次 次 翻 閱 機 械 設(shè) 計 手 冊 是 十 分 必 要 的 ， 同 時 也 是 必 不 可 少 的 。 我 們 是 在 作 設(shè) 計 ， 但 我 們 不 是 藝 術(shù) 家 。 他 們 可 以 拋 開 實 際 ， 盡 情 在 幻 想 的 世 界 里 翱 翔 ， 我 們 是 工 程 師 ， 一 切 都 要 有 據(jù) 可 依 .有 理 可 尋 ， 不 切 實 際 的 構(gòu) 想 永 遠 只 能 是 構(gòu) 想 ， 永 遠 無 法 升 級 為 設(shè) 計 。 作 為 一 名 專 業(yè) 學 生 掌 握 一 門 或 幾 門 制 圖 軟 件 同 樣 是 必 不 可 少 的 ， 我 就 簡 單 的 學 歷 學 CAD， 剛 開 始 時 覺 得 好 難 ， 就 是 因 為 沒 有 把 自 己 放 在 使 用 者 的 角 度 ， 單 單 是 為 了 學 而 學 ， 效 率 不 是 很 高 。 邊 學 邊 用 這 樣 才 會 提 高 效 率 ， 這 是 我 作 本 次 課 程 設(shè) 計 的 第 二 大 收 獲 。 但 是 由 于 水 平 有 限 ， 難 免 會 有 錯 誤 ， 還 望 老 師 批 評 指 正 。 參考文獻 1.《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》作者：李益民，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期：1999-10-1 2《金屬切削技術(shù)基礎(chǔ)手冊》主編：陳宏鈞，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期 2006 3《刀具設(shè)計手冊》主編：劉華明，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期：1999 4《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》主編：王伯平，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期 2007.5 5《機床夾具設(shè)計》主編：薛源順，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期 2000.6 6《公差與配合實用手冊》主編方昆凡，出版社：機械工業(yè)出版社出版日期 2006.2 7《機械設(shè)計制圖手冊》主編：黃廷合 譯，出版社： 科學出版社，出版日期：2006.12 8《機械設(shè)計手冊》編著：機械設(shè)計手冊編委會，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期： 2004-8 9《Auto CAD 中文版機械制圖教程》作者：北京市計算機繪圖教育研究中心，出版社：上?？茖W普及出 版社，出版日期：2006.1 10《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》主編：吳拓，方瓊珊 ，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日 期：2006-1-1