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29 摘要 本設計是重要的實踐教學環(huán)節(jié)之一。通過對“皮帶盤”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設計，完成了從毛坯到零件的機械加工工藝過程。本設計的主要內容包括：繪制“皮帶盤”的零件圖、毛坯圖，編制機械加工工藝過程綜合卡片和機械加工工序卡片，以及皮帶輪V型槽的加工夾具設計。本次設計實現了所學理論與生產實踐的結合，通過設計使學生具有了制定工藝規(guī)程的初步能力，設計專用夾具的初步能力，進一步提高了查閱資料，熟練地使用設計手冊、參考資料等方面的能力。通過設計全過程，熟悉了工藝計算方法，學會了進行工藝設計的程序和方法，對于培養(yǎng)獨立思考和獨立工作的能力大有裨益。 關鍵詞：皮帶盤；夾具 Abstract This course design is an important aspect of the practice of teaching. Through the "sub-set of" parts of the machining process planning and process equipment design, completed the rough machining parts to the process. The design of the main courses include: Drawing "sub-set of" parts of the map, rough map, machining process of the preparation of integrated card and the card processing machinery, and 6 × 32mm-processing fixture design. The curriculum design achieved by the theory and practice of combining production, through the design so that students with the development of the initial capacity of a point of order, a preliminary design for the fixture capacity, further improve the access to information, skilled use of Design Manual, reference materials, etc. The capacity. Through the whole process of design, calculation methods are familiar with the process, learn how to process design procedures and methods for cultivating independent thinking and the ability to work independently of great benefit. Key words: Belt pulley ；Fixture 序 言 一、設計目的： 現代機械制造工藝設計是機械類專業(yè)學生在學完了《機械制造技術基礎》等技術基礎和專業(yè)課理論之后進行的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學內容，培養(yǎng)學生綜合運用所學理論，解決現代實際工藝設計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設計，學生應達到： 1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設計的能力； 2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應用能力； 3、掌握機床專用夾具等工藝裝備的設計能力； 4、學會使用、查閱各種設計資料、手冊和國家標準等，以及學會繪制工序圖、夾具總裝圖，標注必要的技術條件等。 ? 二、設計感想與體會： 畢業(yè)設計就是一個團隊合作的過程。所謂1+1>2，一個團隊的合作，使我們的設計成果不到三周時間就漸漸呈現在我們的眼前。看著眼前的手工圖紙、CAD圖和設計計算的手稿，三周的設計過程一幕幕浮現在眼前。 三周的設計讓我們學到了很多東西。這次設計可以說是三年的課程學習所掌握的所有機械工程學科的基礎知識的融會貫通，因為我們以前曾經學得很好，但是都是理論的東西，學習了馬克思主義哲學之后，終于知道理論聯系實際才使我們有了更進一步的體會。 在這次設計中，我學會的如何設計、如何計算，更重要的是我學會了合作，我懂得了團隊合作的重要性。我們以前做的設計都是一個人的，而且規(guī)模小，不需要什么規(guī)劃，這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時，得到了我們的指導老師的大力支持。 由于我們水平所限，設計中難免有錯誤和不妥之處，在此還誠請指導老師批評指正。 機械加工工藝規(guī)程設計 1零件的工藝性分析 1) 該工件鑄造后，很容易造成應力的分布不均。因此，鑄造后進行時效處理，以改善材料的切削性能。 2) 工序安排以臺階面和Φ46的內孔表面定位，裝夾工件，達到了設計基準，工藝基準的統(tǒng)一。 3) 該零件大端面對Φ46mm內孔中心線及臺價面有位置度要求；外圓46mm外圓對Φ180mm分度圓有同軸度要求. 2.1盤轂零件的工藝分析及生產類型的確定 一、盤轂類零件特點 皮帶輪----屬于盤轂類零件，一般相對尺寸比較大，制造工藝上一般以鑄造、鍛造為主！一般尺寸較大的設計為用鑄造的方法，材料一般都是鑄鐵（鑄造性能較好），很少用鑄鋼（鋼的鑄造性能不佳）；一般尺寸較小的，可以設計為鍛造，材料為鋼。 1、功用 盤轂零件在機器中主要起支承、連接作用。 2、結構特點 盤轂類零件主要由端面、外圓、內孔等組成，一般零件直徑大于零件的軸向尺寸。 3、技術要求 盤轂類零件往往對支承用端面有較高平面度及軸向尺寸精度及兩端面平行度要求；對轉接作用中的內孔等有與平面的垂直度要求，外圓、內孔間的同軸度要求等。 2.2、盤類零件制造工藝特點 （一）盤類零件 1、毛坯選擇 盤類零件常采用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅制成?？讖叫〉谋P一般選擇熱軋或冷拔棒料，根據不同材料，亦可選擇實心鑄件，孔徑較大時，可作預孔。若生產批量較大，可選擇冷擠壓等先進毛坯制造工藝，既提高生產率，又節(jié)約材料。 2、基準選擇 根據零件不同的作用，零件的主要基準會有所不同。一是以端面為主（如支承塊）其零件加工中的主要定位基準為平面；二是以內孔為主，由于盤的軸向尺寸小，往往在以孔為定位基準（徑向）的同時，輔以端面的配合；三是以外圓為主（較少），與內孔定位同樣的原因，往往也需要有端面的輔助配合。 3、安裝方案 （1）用三爪卡盤安裝 用三爪卡盤裝夾外圓時，為定位穩(wěn)定可靠，常采用反爪裝夾（共限制工件除繞軸轉動外的五個自由度）；裝夾內孔時，以卡盤的離心力作用完成工件的定位、夾緊（亦限制了工件 除繞軸轉動外的五個自由度）。 （2）用專用夾具安裝 以外圓作徑向定位基準時，可以定位環(huán)作定位件；以內孔作徑向定位基準時，可用定位銷（軸）作定位件。根據零件構形特征及加工部位、要求，選擇徑向夾緊或端面夾緊。 （3）用虎鉗安裝 生產批量小或單件生產時，根據加工部位、要求的不同，亦可采用虎鉗裝夾（如支承塊上側面、十字槽加工）。 4、表面加工 零件上回轉面的粗、半精加工仍以車為主，精加工則根據零件材料、加工要求、生產批量大小等因素選擇磨削、精車、拉削或其它。零件上非回轉面加工，則根據表面形狀選擇恰當的加工方法，一般安排于零件的半精加工階段。 5、工藝路線 與軸相比，盤的工藝的不同主要在于安裝方式的體現，當然，隨零件組成表面的變化，牽涉的加工方法亦會有所不同。因此，該“典型”主要在于理解基礎上的靈活運用，而不能死搬硬套。 下料（或備坯）→ 去應力處理 → 粗車 → 半精車 → 平磨端面（亦可按零件情況不作安排）→ 非回轉面加工 → 去毛刺 → 中檢 → 最終熱處理 → 精加工主要表面（磨或精車）→ 終檢 2.1.2該零件的主要技術要求 零件的主要技術要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等級 表面粗糙度 Ra/μm 形位公差/mm 大外圓 Φ196 g8 IT12 12.5 小外圓 Φ62g8 IT8 3.2 ◎ Φ0.01 C Φ49孔 Φ49H12 IT7 3.2 Φ0.8 A B 鍵槽 48H7 IT6 3.2 2.2.3審查零件的工藝性 1）零件材料200鋼，切削加工性良好。 2）皮帶盤Φ62h6mm外圓與Φ46H7mm孔有同軸度要求，為保證加工精度，工藝安排應粗、精加工分開。 3）主要表面雖然加工精度較高，但可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保證質量地加工出來。 2.2.4確定零件的生產類型 依設計題目可知生產類型為：大批大量生產 2.3確定毛坯 繪制毛胚圖 2.3.1毛坯選擇 根據材料HT200鋼，生產類型為大批大量生產及零件形狀要求。 2.3.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 1）公差等級 由零件的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2）鑄件重量 根據機械加工后零件的形狀及零件材料，估算鍛件毛坯重量為=7kg。 3）鑄件復雜系數 對零件圖進行分析計算，可大致確定鑄件外廓包容體的直徑d=Φ196mm，高H=99.6mm。由公式S==7.50kg/12.0kg≈0.63。由此可確定該分度盤零件的復雜系數為級。 4）鑄件材質系數 由于該皮帶盤零件材料為HT200，是碳的質量分數大于0.65%的碳鑄鐵，故該鑄件的材質系數為級。 5）鑄件分模線形狀與零件表面粗糙度 根據該分度盤零件的形位特點，采用平直分模面。由零件圖可知，該皮帶盤零件各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm 。 根據上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表2-2中。 表2-2 零件鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量 鑄件重量/kg 包容體重量/kg 形狀復雜系數 材質系數 公差等級 7.3 11.9 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 Φ196外圓 表2-14 2.0 表2-10 Φ62外圓 表2-14 2.6 表2-10 高度99.6 表2-11 2.0 表2-13 高度38（臺階面) 表2-11 2.0 表2-13 注：根據表2-10的表注，將此表中所有公差按±1/2分配。 2.3.3繪制零件鑄造毛坯簡圖 由表2-2所得結果，繪制毛坯簡。 2.4 擬定零件工藝路線 2.4.1定位基準的選擇 2.5.1精基準的選擇 根據該皮帶盤零件的技術要求和裝配要求，選擇零件大端面為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。零件46h6mm的軸線是設計基準，選用其作為精基準定位加工零件196g8mm外圓柱面和臺階面，實現了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度和同軸度要求。在銑削鍵槽時采用46g6mm的軸心線作為精基準，做到了設計基準與工藝基準的統(tǒng)一。 2.5.2粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。此處選擇皮帶盤226g8mm軸線作為粗基準，可以為后續(xù)工序準備好精基準。 2.5.2表面加工方法的確定 根據皮帶盤零件圖上個加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工工件各表面的加工方法，如表2-3所示。 表2-3 皮帶盤零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra/μm 加工方案 備注 大端面 IT11 12.5 粗車 表1-8 外圓臺階 IT6 3.2 粗車—半精車 表1-8 小端面 IT11 12.5 粗車 表1-8 大外圓 IT10 12.5 粗車—半精車 表1-6 小外圓 IT6 3.2 粗車—半精車 表1-8 Φ46孔 IT13 12.5 鏜 表1-7 2.5.3加工階段劃分 該零件加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工兩個階段。 2.5.4 工序集中與分散 采用工序集中原則，盡可能在一次安裝中加工許多表面，或盡量在同一臺設備上連續(xù)完成較多的加工要求。 2.5.5工序順序的安排 1）機械加工工序 遵循”先基準后其他“、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”的原則。 2)熱處理工序 因鑄件的表面層有硬皮，會加速刀具磨損和鈍化，為改善切削加工性，模鍛后對毛坯進行時效處理，軟化硬皮；零件Φ196g8mm外圓面和臺階面需進行低溫時效，由于零件壁厚小，易變形，加之加工精度要求高，為盡量控制正火變形，在零件粗加工后安排去應力退火處理。 3)輔助工序 在粗加工和半精加工后各安排一次中間檢驗，精加工后安排去毛刺、清洗和終檢工序。 2.6.6確定工藝路線 在綜合考慮上述工序安排原則基礎上，表2-4列出了零件的工藝路線。 表2-4 零件工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 鑄造 2 時效 3 車φ196 mm外圓及其大平面 C620 偏刀 游標卡尺 4 車φ66 mm外圓成型 C620 偏刀 游標卡尺 5 擴孔至φ43mm 立式鉆床 Z550 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 6 中間檢驗 工作臺 塞規(guī)、百分表、卡尺等 7 退火處理硬度230～250HB 8 鏜Φ46孔 臥式鏜床 鏜刀 內徑千分尺、塞規(guī) 9 銑鍵槽 立式銑床 Z550 銑刀 銑刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具紋 10 去毛刺 鉗工臺 平銼 11 清洗 清洗機 12 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 確定切削用量及基本工時車端面，，粗車各外圓工序（如未特別注明，本工序相關數據的出示《切削用量手冊》的車削用量選擇） 1. 車端面 （1）.加工條件 工作材料：HT200，σb＝0.735GPa，鑄造。 加工要求：車端面，粗車外圓表面 機床：C620-1臥式車床 刀具：刀片材料YT15 ， 刀桿尺寸16×25mm Kr＝90°, r0＝10°, α。＝12°, λs＝0°,rε＝1.0mm. （2）.計算切削用量 a.粗車Φ196端面，用計算法 切削深度：加工總余量＝2.0mm，單邊余量1mm，一次走刀，ap＝2mm 進給量：根據表4選f＝0.6-0.9mm/r。 按C620-1機床說明書選f=0.52mm/r表26 計算切削速度：見表21 根據表10，車刀耐用度t＝60min V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv 式中Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20 Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 其中Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5）， KTv＝1.0（表11），KKv＝1.24（表21-9），KMv＝0.637/σb ＝0.637/0.735＝0.87（表21-1） ∴v=（242/601-0.2×36000.2×0.750.15×0.520.35）×0.87×1.0×0.81 ×0.8×1.0×1.24＝1.623m/s 確定機床主軸轉速： ns＝1000v/πdw ＝1000×1.623/(3.14×45)＝5.38r/s（323r/min） 按C620-1機床說明書（表26），與323r/min相近的機床轉速為305r/min 及370r/min，現選nw＝370r/min，所以實際切削速度 V＝nW×dw×π/1000 ＝370×226×3.14/1000＝111.53r/min（1.86r/s） 切削工時《工藝手冊》表7-1： T左＝L＋l1＋l2/n×f 式中L＝96/2＝48，l1＝4，l2＝0 ∴T左＝48+4+0/0.52×370＝0.27min（16.2s） T右＝L＋l1＋l2/n×f， 式中L＝96-72/2＝12，l1＝4，l2＝0 ∴T右＝12+4+0/0.52×370＝0.083min（5s） b.車Φ62端面： 切削深度： 加工總余量＝2mm，一次走刀，ap＝2mm 主軸轉速和進給量： 為了提高生產率，在不影響加工質量的情況下，取與車Φ196端面時的主軸轉速和進給量。即n＝370r/min，f＝0.52mm/r。所以實際切削速度: V＝πdwns/1000＝3.14×167×370/1000＝83.65m/min（1.394m/s） 切削工時《工藝手冊》表7-1： T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝72/2＝36，l1＝4，l2＝0 T＝36＋4＋0/0.52×370＝0.21min（12.6s） 2.車外圓 粗車Φ196外圓。要求校驗機床功率及進給強度 削深度：單邊余量Z＝2mm，一次走刀。ap＝2mm， 進給量：查表4，f＝0.6-0.9mm/r。按機床說明書取f=0.6mm/r。 計算切削速度：按表21 V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv，式中Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20，Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 其中Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5）， KTv＝1.0（表11），KKv＝1.0（表21-9），KMv＝0.637/σb ＝0.637/0.735＝0.87（表21-1） V＝（242/601-0.2×36000.2×2.760.15×0.60.35）×0.87×1.0×0.81 ×0.8×1.0×1.0＝1.03m/s（61.8m/min） 確定主軸轉速： ns＝1000v/πdw ＝1000×61.8/3.14×226＝205.02r/min 按機床選取n＝230r/min，所以實際切削速度 V＝nW×dw×π/1000 ＝3.14×196×230/1000＝32.5m/min （1.94m/s） 校驗機床功率： 由表22中查得：Pm＝FzV×10-3KW,式中Fz可由表13查出，當 σb＝0.569-0.951GPa，ap＜2.0mm，f≤0.6mm/r， V＜1.66m/s時，Fz＝2350N，切削力Fz的修正系數為KKrFz＝0.89， Kr0Fz＝1.0（表22-3） 故Fzc＝2350×0.89=2091.5N ∴Pmc＝ FzV×10-3＝2091.5×1.16×10-3＝2.43kw,按機床說明書，當n＝230r/min時，機床主軸允許功率PE＝5.9kw，因Pmc＜PE 故所選切削用量可在C620-1車床上進行。 校驗機床進給系統(tǒng)強度：根據C620-1機床說明書，其進給機構允許走刀力Fmax3530N,由表16，當σb＝0.669-0.794GPa，ap＜2.8mm， f＜0.75mm/r，V＜1.66m/s，Kr＝90°時，走刀力Fxc＝760N。 切削時Fx的修正系數為Kr0Fx＝1.0，KλsFx＝1.0，KKrFx＝1.17（表22-3） 故實際走刀力為Fxc＝760×1.0×1.0×1.17＝889.2N，則所選 f＝0.6mm/r的進給量可用。 切削工時《工藝手冊》表7-1： T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝35.5，l1＝4，l2＝3 ∴T＝35.5+4+3/230×0.6＝0.31min（18.6s） 考慮到該零件臺階面較多，如若各臺階面都采用不同的轉速和不同的進給量，則效率不高，故在不影響加工質量的情況下， 粗車該軸時，采用主軸轉速230r/min，粗車進給量f＝0.6mm/r。 粗車Φ62外圓 切削深度：單邊余量1mm，一次走刀，ap＝1mm 進給量f=0.6mm/r 主軸轉速n=230r/min，所以實際切削速度 V＝nW×dw×π/1000=3.14×62×230/1000=52m/min（0.87m/s） 切削工時： T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝400.5，l1＝4，l2＝0 ∴T＝400.5+4/230×0.6=2.93min 鉆孔Φ10mm。要求校驗機床的功率和扭矩。 選擇鉆頭：選莫氏錐柄麻花鉆，其直徑d0=10mm，鉆頭幾何形狀（表1及表2）：雙錐修磨橫刃、棱帶，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，α0=10°，ψ=50°。 切削用量： 進給量：根據表5，當鋼的σb＜0.784GPa，d=20m 時， f=0.35～0.43mm/r，按機床取f=0.43mm/r. 切削速度：根據表11，σb=0.735GPa的40Cr鋼加工性屬7類。由表10，當加工性為第7類，f≤0.49mm/r，雙橫刃磨的鉆頭，d0=10mm時，Vt=0.30m/s（18m/min），切削速度的修正系數：KTV=1.0（表10）， KCV=1.0（表23），Klv=1.0（表23），Ktv=1.0（表21-6）。故V=0.30 主軸轉速：n=1000V/πdw ＝1000×18/3.14×10＝286.6r/min 按機床說明書去取nW=400r/min，所以實際切削速度為： V＝nW×dw×π/1000 ＝3.14×6×400/1000 ＝7.536m/min （0.45m/s） 校驗機床功率及扭矩： 根據表17，當f＜0.51mm/r，d0＜21mm時，Mt=76.81N·m。扭矩的修正系數KMM=1.11，KWM=1.0，故Mc=76.81×1.1=85.26N·m。根據鉆床說明書，當n=400r/min時，Mm=115.8N·m。據表19，當 σb=0.667～0.804GPa，d0=20mm，f＜0.38mm/r，V＜0.29m/s時，Pm=1.7Kw。根據鉆床說明書，PE=4.5×0.81=3.645Kw。由于Mc＜Mm，Pm＜PE，故選擇的切削用量可用。 粗精銑Φ45mm端削邊（如未特別注明，本工序相關數據的出示《切削手冊》的銑削用量選擇） 1.銑鍵槽： 選擇銑刀：采用錯齒三面刃盤銑刀，齒數為18。耐用度T=7200s（表8） 機床：X62W銑床 切削用量： 進給量af：根據X62W銑床說明書（表24），其功率為7Kw。屬中等系統(tǒng)剛度。根據表3，af=0.08～0.15mm/z，現取af=0.15mm/z。 切削速度和每秒進給量vf：根據表9，當d=100mm，z=18，ap=12～40mm，ae1=4mm， af＜0.18mm/z時，vt=0.35m/s，nt=1.13r/s，vft=1.40mm/r 各修正系數為KMv=KMn=KMvf=0.69，KSv=KSn=KSvf=0.8，KZv=KZn=0.9，KZvf=2.7 所以v=vt·Kv=0.35×0.69×0.8×0.9=0.17m/s n=nt·Kn=1.13×0.69×0.8×0.9=0.56r/s vf=vft·Kvf=1.40×0.69×0.8×2.7=2.087mm/r 根據機床取nc=0.625r/s，vfc=2.5mm/s，因此實際切削速度和每齒進給量為： vc=πdnc=/1000=3.14×100×0.625/1000=0.196m/s vfc=vfc/ncz=2.5/0.625×18=0.22mm/z 切削工時： T＝L/vf，式中L＝l+y+Δ，l＝45，根據表19，y+Δ=23mm ∴T＝45+23/0.5＝0.746min（91s） 切槽V型槽 1.選用刀具：W18Cr4V，幾何形狀：h1=20，h=25，H1=18，B=3r0=7°，α0=5°。車刀耐用度T=3600s（表10） 2.切削用量： 切削深度：ap=2.5mm 進給量：查《工藝手冊》表3-16，f=0.1～0.14mm/r 主軸轉速：為了縮短輔助時間，取主軸轉速n=460r/min，所以實際切削速度 v=ndπ/1000 ＝3.14×45×460/1000＝65m/min （1.1m/s） 切削工時：《工藝手冊》表7-1 T＝L/n×f，式中L＝d-d1/2+l1，l1＝4，L=45-42/2+4=5.5 ∴T＝5.5/460×0.12＝0.10min（6s） 倒角：采用45°車刀，為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速n=460r/min，手動進給。 切削深度：單邊余量Z＝2.76mm，一次走刀。ap＝2.76mm， 進給量：查表4，f＝0.6-0.9mm/r。按機床說明書取f=0.6mm/r。 計算切削速度：按表21 V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv，式中Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20，Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 其中Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5）， KTv＝1.0（表11），KKv＝1.0（表21-9），KMv＝0.637/σb ＝0.637/0.735＝0.87（表21-1） V＝（242/601-0.2×36000.2×2.760.15×0.60.35）×0.87×1.0×0.81 ×0.8×1.0×1.0＝1.03m/s（61.8m/min） 確定主軸轉速： ns＝1000v/πdw ＝1000×61.8/3.14×96＝205.02r/min 按機床選取n＝230r/min，所以實際切削速度 V＝nW×dw×π/1000 ＝3.14×96×230/1000＝69.33m/min （1.16m/s） 校驗機床功率： 由表22中查得：Pm＝FzV×10-3KW,式中Fz可由表13查出，當 σb＝0.569-0.951GPa，ap＜2.0mm，f≤0.6mm/r， V＜1.66m/s時，Fz＝2350N，切削力Fz的修正系數為KKrFz＝0.89， Kr0Fz＝1.0（表22-3） 故Fzc＝2350×0.89=2091.5N ∴Pmc＝ FzV×10-3＝2091.5×1.16×10-3＝2.43kw,按機床說明書，當n＝230r/min時，機床主軸允許功率PE＝5.9kw，因Pmc＜PE 故所選切削用量可在C620-1車床上進行。 校驗機床進給系統(tǒng)強度：根據C620-1機床說明書，其進給機構允許走刀力Fmax3530N,由表16，當σb＝0.669-0.794GPa，ap＜2.8mm， f＜0.75mm/r，V＜1.66m/s，Kr＝90°時，走刀力Fxc＝760N。 切削時Fx的修正系數為Kr0Fx＝1.0，KλsFx＝1.0，KKrFx＝1.17（表22-3） 故實際走刀力為Fxc＝760×1.0×1.0×1.17＝889.2N，則所選 f＝0.6mm/r的進給量可用。 切削工時《工藝手冊》表7-1： T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝35.5，l1＝4，l2＝3 ∴T＝35.5+4+3/230×0.6＝0.31min（18.6s） 3 V型槽加工夾具設計 3.1夾具設計任務. 一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求： （1）保證工件的加工精度 保證加工精度的關鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2）提高生產效率 專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。 （3）工藝性能好 專用夾具的結構應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。 專用夾具的制造屬于單件生產，當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整和修配結構。 （4）使用性能好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 （5）經濟性好 專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據生產綱領對夾具方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。 下圖所示為皮帶盤加工V型槽的工序簡圖。已知：零件材料為HT200，毛坯為鑄件，所用機床為立式鉆床Z550，大批大量生產規(guī)模。 3.2定位方案確定 按基準重合原則選擇45mm孔軸心線和端平面作 為定位基準，定位方案如圖所示?？椎膬缺砻嫦拗乒ぜ鍌€自由度，屬于過定位。因兩個定位面經過精加工，垂直度較高，允許過定位。此外，由于加工零件直徑比較大、壁薄，采用如上定位方案，有利于提高定位的穩(wěn)定性與支撐剛度。 3.3刀具導向方案確定 為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應設置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，此處，采用鉆模板與夾具體一體的結構，有利于提高夾具剛度。因為我們這個是車夾個就不需要的了,兩頂尖在一個軸線上. 3.4夾緊方案確定 3.4.1夾緊機構的選擇 采用簡單手動螺旋夾緊機構，使工件的裝卸迅速、方便，如圖3-2所示。 3.4.2夾緊力的計算分析 夾緊力的大小，對工件裝夾的可靠性，工件和夾具的變形，夾緊裝置的復雜程度等都有很大的影響，可根據公式計算夾緊力。考慮到切削力的變化和工藝系統(tǒng)變形等因素，一般在粗加工時取K=2.5～3；精加工時取K=1.5～2。此處，通過受力分析可知，夾緊力方向與與鉆頭進給方向相同，因此，所選夾緊機構能夠滿足要求。 3.5夾具體的設計 夾具體必須將定位、導向、夾緊裝置鏈接成一體，并能正確地安裝機床上。本夾具采用鑄鐵夾具體，此方案安裝穩(wěn)定、剛性好，但周期較長，成本略高。 3.7定位誤差分析與計算 定位誤差由基準不重合誤差和基準移位兩部分組成，定位誤差的大小是兩項誤差在工序尺寸方向上的代數和，即 =± 定位方案可知定位基準與工序基準重合，所以=0。零件在定位襯套中定位時，由于（最小間隙）無法通過調整刀具預先予以補償，所以在加工尺寸方向上的最大基準移位誤差可按最大孔和最小軸（配合代號H7/p6)求得（配合代號H7/p6)，則 ==0.087mm 綜上所述，夾具的定位誤差為=±=0.087mm，滿足要求。 4 方案綜合評價與結論 4.1方案評價 1) 機械加工工藝規(guī)程的制定較為合理。 2) V型槽加工夾具設計的定位方案合理，可以實現在一次裝夾中不斷加工兩個槽。但當皮帶盤裝置在工作負荷較大時，容易產生振動，迫使定位銷受力變形，而影響加工精度。所以，應當設計鎖緊機構，以防止分度盤松動。 3) 皮帶盤與夾具體的連接不穩(wěn)固，可以通過改善二者結構形式解決這一問題。 4) 底板鑄成一體的夾具體結構雖然有助于提高剛度，但是增加了鑄造和加工難度。 4.2結論 本設計方案基本達到設計的要求，但仍然有許多需要改進之處。 5 體會與展望 5.1體會 專用夾具的設計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設計可以反應夾具設計時應注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結構的剛度和強度、結構工藝性等問題。 5.2展望 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。 . . 參考文獻 [1]陳國香，機械制造與模具制造工藝學，情話大學出版社，2006.5 [2]李彩霞，機械精度設計與檢測技術，上海交通大學出版社，2006.1 [3]黃健求，機械制造技術基礎，機械工業(yè)出版社，2005.11 [4]陳宏鈞，實用金屬切削手冊，機械工業(yè)出版社，2005.9 [5]楊峻峰，機床及夾具，清華大學出版社，2005.3 [6]方子良，機械制造技術基礎，上海交通大學出版社，2005.1 [7]王伯平，互換性與測量技術基礎，機械工業(yè)出版社，2004.4 [8]武良臣，敏捷夾具設計理論及應用，煤炭工業(yè)出版社，2003.9 [9]孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，冶金工業(yè)出版社，2002.12 [10]楊叔子，機械加工工藝師手冊，機械工業(yè)出版社，2001.8 [11]秦寶榮，機床夾具設計，中國建材工業(yè)出版社，1998.2