棘爪零件的加工工藝設(shè)計及指定工序鉆夾具設(shè)計

PAGEPAGE1設(shè)計題目：棘爪零件的加工工藝設(shè)計及指定工序鉆夾具設(shè)計目錄一設(shè)計目的及要求……………1二設(shè)計任務(wù)……………………1三對零件工作圖的分析………2四選擇毛坯……………………3五確定表面加工方案…………4六選擇定位基準(zhǔn)………………6七擬訂加工工藝路線…………6八確定加工余量………………8九選擇工藝裝備………………9十夾具設(shè)計要求……………11十一背吃刀量確定15十二確定主軸轉(zhuǎn)速18十三確定進給量和進給速度20十四夾緊力的計算…………24十五夾具零件的選擇…………27十六選擇切削用量及切削力…………………30十七確定工時定額………………35十八小結(jié)…………40十九參考書………50一設(shè)計目的及要求1、目的：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是以機械制造工藝技術(shù)設(shè)備為主要內(nèi)容的技術(shù)科學(xué)，是機械類專業(yè)的一門主要課程，具有很強的實踐性。因此在完成了理論教學(xué)和實踐教學(xué)后，還需要對學(xué)生進行機械零件加工工藝設(shè)計的實際訓(xùn)練，使學(xué)生通過工藝設(shè)計獲得綜合運用所學(xué)過的全部相關(guān)課程（如機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，互換性及技術(shù)測量，金屬學(xué)與熱處理學(xué)）進行零件工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力，培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力，進一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。2、要求：eq\o\ac(○,1)掌握編制機械加工工藝規(guī)程的方法，能正確解決中等復(fù)雜程度零件在加工中的工藝問題。eq\o\ac(○,2)根據(jù)已學(xué)的知識，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，根據(jù)被加工零件要求，設(shè)計出能保證加工技術(shù)要求，經(jīng)濟、高效的工藝裝備。eq\o\ac(○,3)認(rèn)真復(fù)習(xí)設(shè)計有關(guān)的知識，并查閱有關(guān)的資料，手冊讓學(xué)生會使用與機械加工工藝和工裝設(shè)計有關(guān)的手冊及圖紙資料。二設(shè)計任務(wù)：設(shè)計題目：設(shè)計棘爪零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計。生產(chǎn)綱領(lǐng)：一般為500-5000件(中批)具體設(shè)計工作內(nèi)容：1、抄繪，分析零件的工作圖，圖幅為A3。繪圖時應(yīng)充分利用計算機的功能，準(zhǔn)確、迅速地繪制圖形；2、編制機械加工工藝規(guī)程，填寫機械加工工藝及指定工序的工序卡，畫工序流程圖，圖幅為A1；3、設(shè)計、繪制夾具零件圖，圖幅為A3；4、設(shè)計、繪制指定工序的夾具裝配圖，圖幅為A2；5、撰寫設(shè)計說明書一份。三對零件工作圖的分析：1、抄繪零件圖通過抄繪工作圖，了解零件的尺寸、結(jié)構(gòu)和精度、粗糙度、熱處理、設(shè)計基準(zhǔn)等技術(shù)要求，結(jié)合分析零件所在部件的裝配圖，深入了解零件的功用和工作條件，找出主要加工表面和關(guān)鍵技術(shù)要求；棘爪材料為QT60-2，生產(chǎn)類型為中批，下面是零件實體圖：4.下面是裝配圖：四選擇毛坯：機械加工常用的毛坯有鑄件，鍛件，型材件，焊接件等。選用時應(yīng)考慮以下因素：零件的材料及其力學(xué)性能.零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸.生產(chǎn)類型.銑間的生產(chǎn)能力.充分注意應(yīng)用新工藝，新技術(shù)，新材料.零件材料已給定為QT60-2，工藝設(shè)計按照零件的已知條件如材料，批量，尺寸，形狀，精度及粗糙度要求等確定。QT60-2表示球墨鑄鐵抗拉強度60公斤力/㎜2，延伸率為△=2%，其硬度為HRC197-269，具有較高的強度、硬度和耐磨性，但塑性、韌性較差。熱加工采用淬火，以減小內(nèi)應(yīng)力，毛坯只鑄造出大致外形，反映凸臺、圓臺及一些外倒角，精度低，毛坯要留出加工余量（毛坯圖如零件毛坯圖）。五確定表面加工方案：按照零件各表面的技術(shù)要求，查詢資料，選擇各表面的加工方案，確定各表面的粗、半精及精加工等方法，以及有關(guān)的熱處理方式。1、加工圓柱面：圓柱面精度要求為，精度要求非常高，所以所需工序為粗銑→半精銑→精銑三道工序，以達到所需精度要求。考慮夾具在銑削圓柱面時，順帶加工圓柱左面加工精度要求也較高的平面（此時采用臥式銑床）；2、銑平面：由于精度要求為，則也要求粗銑→半精銑→精銑；如下圖：3、銑圓面：根據(jù)精度對照表為精度要求的3.2~1.6，則該圓面也需經(jīng)過精銑，考慮到零件結(jié)構(gòu)，采用立式銑床；如下圖：4、鉆孔3個，鉆后刮平，采用立式鉆床;5、鉆工螺孔M10鉆22攻18鉆孔15攻12鉆孔5以上三種都用立式鉆床;6、銑鍵槽。六選擇定位基準(zhǔn)：在最初的零件加工工序中，只能選用毛坯的表面進行定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。在以后各工序的加工中，可以采用已經(jīng)加工的表面進行定位，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。由于粗，精基準(zhǔn)用途不同，在選擇時所考慮的側(cè)重點也不同。確定基準(zhǔn)時除了考慮滿足有關(guān)的基準(zhǔn)選擇原則外，還要考慮怎實現(xiàn)所選擇的基準(zhǔn)，要確定各工序的定位及夾緊方式，夾壓位置和夾緊力作用方向；要考慮定位精度要求，當(dāng)工序定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，要進行工序尺寸換算，分析定位誤差。1、確定粗基準(zhǔn)：在粗銑上平面時，圓端面作為加工時的粗基準(zhǔn)。2、確定精基準(zhǔn)：在加工圓柱面時，由于表面精度要求高，須進行精銑，此時選擇左平面為精基準(zhǔn)，進行平面定位，限制三個自由度，下圓柱面用V形塊定位，限制2個自由度。七擬定加工工藝路線：工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括：選擇定位基準(zhǔn)，確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理，檢驗及其他輔助工序（去毛刺，倒角等）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動強度，設(shè)備的投資，銑間面積，生產(chǎn)成本等。因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個最經(jīng)濟合理的方案。一般要擬定2-3種備選工藝路線進行比較，至少要對重要工序提出幾種方案進行分析比較，選定比較合理的路線。具體做法和要求：eq\o\ac(○,1)定位基準(zhǔn)的使用，變換順序大致確定了各表面的加工順序，注意基面先行等原則；eq\o\ac(○,2)劃分加工階段，不能一次完成一個表面的全部加工；eq\o\ac(○,3)適當(dāng)選擇熱處理工序和檢驗工序；eq\o\ac(○,4)劃分加工工序、工步；eq\o\ac(○,5)選擇工序集中或工序分散，說明選擇時遵循的原則；eq\o\ac(○,6)各工序的節(jié)拍要基本平衡。棘爪加工工序如下：eq\o\ac(○,1)粗銑平面eq\o\ac(○,2)粗銑圓柱面eq\o\ac(○,3)半精銑，精銑平面eq\o\ac(○,4)半精銑，精銑圓柱面eq\o\ac(○,5)銑圓臺面eq\o\ac(○,6)鉆3孔eq\o\ac(○,7)鉆孔M10鉆22攻18eq\o\ac(○,8)鉆孔M10鉆15攻12eq\o\ac(○,9)銑鍵槽eq\o\ac(○,10)鉆孔。八確定加工余量：在切削加工時，為了保證零件的加工質(zhì)量，從某加工表面上所必須切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量分為總余量和工序余量兩種。在由毛坯加工成成品的過程中，毛坯尺寸與成品零件圖的設(shè)計尺寸之差，稱為總余量（毛坯余量），既某加工表面上切除的金屬層厚度。完成一道工序時，從某一表面上所必須切除的金屬層厚度，稱謂該工序的工序余量，既上工序的工序的工序尺寸與本工序的工序尺寸之差。確定工序尺寸、工序余量、公差及毛坯尺寸1、查閱資料，確定各種加工方法的經(jīng)濟加工精度，基本余量；2、對與其它尺寸無關(guān)聯(lián)的獨立工序尺寸，可以從零件圖的設(shè)計尺寸起，依次加上（對外尺寸）或減去（對內(nèi)尺寸）各工序余量得到工序尺寸，公差值按經(jīng)濟精度確定，公差帶帶位置按“入體原則”確定；3、對相互關(guān)聯(lián)，存在基準(zhǔn)換算的工序尺寸要解算工藝尺寸鏈，保證各工序的加工余量既滿足，又最小；4、最后確定各表面的總加工余量及毛坯尺寸，經(jīng)查表計算得加工余量如圖：eq\o\ac(○,1)銑平面：eq\o\ac(○,2)銑圓面：九選擇工藝裝備：確定工序所用設(shè)備及工藝裝備1、根據(jù)零件加工精度、表面質(zhì)量、零件的外形輪廓及夾具尺寸、零件的生產(chǎn)類型等因素選擇機床；2、優(yōu)先選用通用夾具，必要時要選用專用夾具；3、根據(jù)被測參數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件精度等選擇量具及測量方法，量具要以規(guī)格和精度兩方面滿足測量要求，一般采用單項測量，當(dāng)批量大時可以采用相對測量；棘爪零件加工中，銑削加工都是采用立式鉆床；在銑削圓柱面時，考慮定位及夾緊利于銑削，采用臥式銑床。例如：鉆M8孔選擇立式鉆床由于棘爪是中批生產(chǎn)，故應(yīng)選用外徑直接壓入鉆模的固定鉆套，而鉆模也應(yīng)選用固定鉆模，其直徑很小，鉆削力扭矩不大，可用人力擋住鉆模，介于以上原因，鉆模板也應(yīng)選擇固定鉆模板，其選擇原則是：當(dāng)鉆套直接裝在整體鉆模上致使夾具體內(nèi)部加工不方便時，應(yīng)采用單獨制造的安裝在夾具體上的固定鉆模板，為防止在使用過程中移動，除用螺釘聯(lián)接外，還要用定位銷以保持鉆套對定位元件的準(zhǔn)確位置。4、夾具的選擇夾具體使用鑄造的方法制成盒式結(jié)構(gòu)，其夾緊機構(gòu)應(yīng)用單螺旋夾緊。十.夾具設(shè)計的要求：夾具設(shè)計時，應(yīng)滿足以下的主要幾點：夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。夾具應(yīng)達到加工生產(chǎn)率的要求。夾具的操作要方便，安全。能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。要適當(dāng)提高夾具元件的通用化合乎標(biāo)準(zhǔn)化程度。具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造，使用和維修。夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。夾具應(yīng)達到加工生產(chǎn)率的要求。夾具的操作要方便，安全。能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。要適當(dāng)提高夾具元件的通用化合乎標(biāo)準(zhǔn)化程度。具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造，使用和維修。十一、背吃刀量的確定在機床工件和刀具的剛度允許條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工的余量。這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量一般留0.2～0.3mm，背吃刀量為：粗加工2.5mm,精加工0.8mm。十二、確定主軸轉(zhuǎn)速主軸根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選擇N=1000Vc/πD十三丶確定進給量或進給速度進給速度F是切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，是根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度的要求，以及刀具和工件材料進行選擇，最大進給速度受到機床剛度和進給系統(tǒng)性能制約，不同的機床和系統(tǒng)，最大進給速度不同，當(dāng)加工精度和表面粗糙度質(zhì)量要求高時，進給速度應(yīng)選小一些，通常在（20—50）m/min范圍內(nèi)選取。在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進給量，以克服由于慣性或工藝系統(tǒng)變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。切削進給速度與銑刀的轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)Z及每齒進給量fz的關(guān)系為：F=fzZn我們一般在加工過程中一般選擇主軸轉(zhuǎn)速S=1000r/min進給速度為:F=1000r/min十四、程序生成：O1M6T1N0010G40G17G90G54N0020G00X206.963Y-215.899S3000M03N0030G43H2Z84.N0040Z75.6N0050G01Z72.6F1000.M08N0060X203.798N0070X-183.773Y-215.9N0080G02X-185.716Y-208.058I41.069J14.338N0090X-189.06Y-171.308I308.168J46.566N0100G01X209.076Y-171.307N0110G03X207.275Y-126.715I-311.515J9.745N0120G01X-187.268N0130X-190.287N0140Z75.6N0150G00Z84.N0160X206.963Y-215.899N0170Z74.2N0180G01Z71.2N0190X203.798N0200X-183.773Y-215.9N0210G02X-185.716Y-208.058I41.069J14.338N0220X-189.06Y-171.308I308.168J46.566N0230G01X209.076Y-171.307N0240G03X207.275Y-126.715I-311.515J9.745N0250G01X-187.268N0260X-190.287N0270Z74.2N0280G00Z84.N0290G00X206.963Y-215.899S3000M03N0300Z74.N0310G01Z70.9F800.N0320X203.798N0330X-183.773Y-215.9N0340X-186.938N0350Z74.N0360G00Z84.N0370X212.078Y-171.307N0380Z74.N0390G01Z70.9N0400X209.076N0410X-189.06Y-171.308N0420X-192.062N0430Z74.N0440G00Z84.N0450X210.293Y-126.715N0460Z74.N0470G01Z70.9N0480X207.275N0490X-187.268N0500X-190.287N0510Z74.N0520G00Z84.N0530G00X-46.757Y94.573S3000M03N0540Z81.N0550Z3.N0560G01Z0.0F500.N0570X-31.467Y63.646N0580G02X68.536Y18.544I31.467J-63.646N0590G03X35.808Y-36.995I24.66J-51.944N0600X-50.05Y-50.359I-25.808J-116.68N0610G02X-31.467Y63.646I50.05J50.359N0620G01X-10.526Y21.29N0630G02X5.057Y23.205I10.526J-21.29N0640G03X-.854Y12.721I88.139J-56.605N0650X-21.509Y10.071I10.854J-166.396N0660G02X-10.526Y21.29I21.509J-10.071N0670G01Z3.N0680G00Z81.N0690G00X233.509Y23.35S3000M03N0700Z1.3N0710G01Z-1.7F800.N0720X206.603Y.328N0730X213.263Y-7.455N0740X223.579Y-9.719N0750G02X228.308Y-34.048I-2.894J-13.186N0760G01X219.591Y-40.011N0770X216.231Y-50.024N0780G02X215.653Y-51.654I-49.535J16.624N0790G01X211.963Y-61.55N0800X214.985Y-71.67N0810G02X195.999Y-87.601I-12.936J-3.862N0820G01X187.11Y-83.145N0830G03X177.799Y-78.63I-24.381J-38.416N0840X146.696Y-64.93I-55.07J-82.87N0850G01Y14.871N0860G02X160.361Y18.465I20.J-48.271N0870G01X169.566Y19.589N0880X176.694Y25.522N0890G02X198.692Y17.078I8.637J-10.376N0900G01X200.019Y7.899N0910X206.108Y.904N0920G02X206.396Y.569I-39.412J-34.304N0930G01X206.603Y.328N0940X185.063Y-18.105N0950X191.722Y-25.887N0960G03X193.855Y-28.121I21.541J18.431N0970X192.714Y-30.991I25.736J-11.89N0980G01X189.354Y-41.004N0990G02X189.09Y-41.75I-22.658J7.604N1000G01X185.887Y-50.339N1010G03X175.046Y-44.844I-63.158J-111.161N1020G01Y-8.227N1030G03X176.483Y-7.905I-5.479J27.815N1040X178.635Y-10.713I23.536J15.804N1050G01X184.723Y-17.709N1060X185.063Y-18.105N1070X187.342Y-16.155N1080Z1.3N1090G00X233.509Y23.35N1100Z-.2N1110G01Z-3.2N1120X206.603Y.328N1130X213.263Y-7.455N1140X223.579Y-9.719N1150G02X228.308Y-34.048I-2.894J-13.186N1160G01X219.591Y-40.011N1170X216.231Y-50.024N1180G02X215.653Y-51.654I-49.535J16.624N1190G01X211.963Y-61.55N1200X214.985Y-71.67N1210G02X195.999Y-87.601I-12.936J-3.862N1220G01X187.11Y-83.145N1230G03X177.799Y-78.63I-24.381J-38.416N1240X146.696Y-64.93I-55.07J-82.87N1250G01Y14.871N1260G02X160.361Y18.465I20.J-48.271N1270G01X169.566Y19.589N1280X176.694Y25.522N1290G02X198.692Y17.078I8.637J-10.376N1300G01X200.019Y7.899N1310X206.108Y.904N1320G02X206.396Y.569I-39.412J-34.304N1330G01X206.603Y.328N1340X185.063Y-18.105N1350X191.722Y-25.887N1360G03X193.855Y-28.121I21.541J18.431N1370X192.714Y-30.991I25.736J-11.89N1380G01X189.354Y-41.004N1390G02X189.09Y-41.75I-22.658J7.604N1400G01X185.887Y-50.339N1410G03X175.046Y-44.844I-63.158J-111.161N1420G01Y-8.227N1430G03X176.483Y-7.905I-5.479J27.815N1440X178.635Y-10.713I23.536J15.804N1450G01X184.723Y-17.709N1460X185.063Y-18.105N1470X187.342Y-16.155N1480Z-.2N1490G00Z81.N1500G00X233.509Y23.35S3000M03N1510Z-.7N1520G01Z-3.7F500.N1530X206.603Y.328N1540X213.263Y-7.455N1550X223.579Y-9.719N1560G02X228.308Y-34.048I-2.894J-13.186N1570G01X219.591Y-40.011N1580X216.231Y-50.024N1590G02X215.653Y-51.654I-49.535J16.624N1600G01X211.963Y-61.55N1610X214.985Y-71.67N1620G02X195.999Y-87.601I-12.936J-3.862N1630G01X187.11Y-83.145N1640G03X177.799Y-78.63I-24.381J-38.416N1650X146.696Y-64.93I-55.07J-82.87N1660G01Y14.871N1670G02X160.361Y18.465I20.J-48.271N1680G01X169.566Y19.589N1690X176.694Y25.522N1700G02X198.692Y17.078I8.637J-10.376N1710G01X200.019Y7.899N1720X206.108Y.904N1730G02X206.396Y.569I-39.412J-34.304N1740G01X206.603Y.328N1750X185.063Y-18.105N1760X191.722Y-25.887N1770G03X193.855Y-28.121I21.541J18.431N1780X192.714Y-30.991I25.736J-11.89N1790G01X189.354Y-41.004N1800G02X189.09Y-41.75I-22.658J7.604N1810G01X185.887Y-50.339N1820G03X175.046Y-44.844I-63.158J-111.161N1830G01Y-8.227N1840G03X176.483Y-7.905I-5.479J27.815N1850X178.635Y-10.713I23.536J15.804N1860G01X184.723Y-17.709N1870X185.063Y-18.105N1880X187.342Y-16.155N1890Z-.7N1900G00Z81.N1910G00X149.696Y-33.4S3000M03N1920Z8.N1930G01Z5.F500.N1940X115.196N1950Y-59.4N1960X111.741N1970G03X71.254Y-47.348I-31.741J-32.6N1980G02X67.196Y-33.4I21.942J13.948N1990X93.196Y-7.4I26.J0.0N2000G01X115.196N2010Y-33.4N2020Z8.N2030G00X149.696N2040Z7.5N2050G01Z4.5N2060X115.196N2070Y-59.4N2080X111.741N2090G03X71.254Y-47.348I-31.741J-32.6N2100G02X67.196Y-33.4I21.942J13.948N2110X93.196Y-7.4I26.J0.0N2120G01X115.196N2130Y-33.4N2140Z7.5N2150G00Z81.N2160M30十五、工藝裝備的設(shè)計機床夾具的組成1、定位裝置其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。2、夾緊裝置其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。3、對刀或?qū)蜓b置其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。4、連接原件其作用是確定夾具在機床上的正確位置。5、夾具體夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。6、其他元件或裝置是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)組成部分。十六、機床的分類機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。1、按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，拼裝夾具。2、按使用機床可分為：銑床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。十七、工件的裝夾方法工件裝夾的方法有兩種：1、將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上2、將工件裝夾在夾具上采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點：a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量b、縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率c、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多能”d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本十八、工件在夾具中的定位（1）工件的定位的基本原理六點定則用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點定位原則”，簡稱“六點定則”。六點定則是工件定位的基本法則，用于實際生產(chǎn)時，起支承點作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。限制工件自由度與加工要求的關(guān)系工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時要限制，有時可不限制，視具體情況而定。習(xí)慣上，工件的六個自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。在工件定位時，以下情況允許不完全定位：a．加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。b．毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的角度自由度可不限制。c．加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的定位稱為重復(fù)定位。重復(fù)定位分兩種情況：當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重復(fù)限制，并對加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)定，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無法安裝和加工。因此，不可用重復(fù)定位是不允許的。當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重復(fù)限制，但仍能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增強工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。在生產(chǎn)實際中，可用重復(fù)定位被大量采用?；鶞?zhǔn)、對定位元件的基本要求a.定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合；盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)使工件安裝穩(wěn)定，加工中所引起的變形最??；應(yīng)使工件定位方便，夾緊可靠。b.對定位元件的基本要求足夠的精度、足夠的強度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。（2）工件定位方式及其定位元件a.工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時，所用定位元件一般可分為主要支承和輔助支承。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨立定位的作用。輔助支承用來加強工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。b.工件以圓柱孔定位。工件以圓柱孔為定位基準(zhǔn)，如套類、齒輪、撥叉等。此種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷等。c.工件以外圓柱面定位。工件以外圓柱面定位時，常用的定位元件有：V形塊、定位套和半圓套。十九、定位誤差的分析造成定位誤差的原因有兩個：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差△b；二是定位基準(zhǔn)與限制位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差△y?；鶞?zhǔn)不重合誤差△b是一批工件逐個在夾具上定位時，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的加工誤差，其大小為定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。基準(zhǔn)位移誤差△y是一批工件逐個在夾具上定位時，定位基準(zhǔn)相對于限位基準(zhǔn)的最大變化范圍在加工尺寸方向上的投影。二十、夾緊裝置的組成(1)夾緊裝置的種類繁多，綜合起來其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成。a.動力裝置產(chǎn)生夾緊力。動力裝置是產(chǎn)生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源，夾緊分手動夾緊和機動夾緊。手動夾緊是靠人力；機動夾緊是采用動力裝置。常用的動力裝置有液壓裝置、氣動裝置、電磁裝置、電動裝置、氣-液聯(lián)動裝置和真空裝置等。b.夾緊裝置傳遞夾緊力。動力裝置所產(chǎn)生的力或人力要正確地作用到工件上，需有適當(dāng)?shù)膫鲃訖C構(gòu)。傳遞機構(gòu)是把原動力傳遞給夾緊裝置。它由兩種構(gòu)件組成，一是接受原始作用力的構(gòu)件，二是中間傳力機構(gòu)。(2)、夾緊裝置的設(shè)計要求夾緊裝置的設(shè)計和選用是否正確，都保證工件的精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動強度有很大的影響。因此，夾緊裝置應(yīng)滿足以下要求：a.夾緊過程中，不能破壞工件在定位時所處的正確位置。b.夾緊力的大小適當(dāng)。保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不變，夾緊可靠牢固，振動小，又不超出允許的變形。c.夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，越應(yīng)設(shè)計較復(fù)雜、效率較高的夾緊裝置。d.具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。力求簡單，便于制造維修，操作安全方便，并且省力。二十一、夾緊力的確定(1)夾緊力方向的確定a.夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。b.夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(2)夾緊力作用點的選擇a.夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。b.夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c.夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф(FP)。b.實際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。二十二、銑削用量四要素1．銑削速度

銑削速度指銑刀旋轉(zhuǎn)時的切削速度。

式中：υc

―

銑削速度，m/min

do

―

銑刀直徑，mm

n

―

銑刀轉(zhuǎn)速，r/min

2．進給量

進給量指工件相對銑刀移動的距離，分別用三種方法表示：①每轉(zhuǎn)進給量f，指銑刀每轉(zhuǎn)動一周，工件與銑刀的相對位移量，單位為m／r

②每齒進給量fz，指銑刀每轉(zhuǎn)過一個刀齒，工件與銑刀沿進給方向的相對位移量，單位為

mm/z

。

③進給速度υf，指單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移量，單位為

mm/min

。通常情況下，銑床加工時的進給量均指進給速度υf

。三者之間的關(guān)系為：

式中：

z

―

銑刀齒數(shù)；

n

―

銑刀轉(zhuǎn)數(shù)，

r/min

。3.銑削深度

銑削深度。ap指平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸。4．銑削寬度

銑削寬度。指垂直于銑刀軸線并垂直于進給方向度量的切削層尺寸。

二十三、銑削方式及其合理選用

1．銑削方式的選用

銑削方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動關(guān)系。

（1）周銑法（圓周銑削方式）。周銑法銑削工件時有兩種方式，即逆銑與順銑。銑削時若銑刀旋轉(zhuǎn)切人工件的切削速度方向與工件的進給方向相反稱為逆銑，反之則稱為順銑。

①逆銑。切削厚度從零開始逐漸增大，當(dāng)實際前角出現(xiàn)負(fù)值時，刀齒在加工表面上擠壓、滑行，不能切除切屑，既增大了后刀面的磨損，又使工件表面產(chǎn)生較嚴(yán)重的冷硬層。當(dāng)下一個刀齒切人時，又在冷硬層表面上擠壓、滑行，更加劇了銑刀的磨損，同時工件加工后的表面粗糙度值也較大。逆銑時，銑刀作用于工件上的縱向分力Ff總是與工作臺的進給方向相反，使得工作臺絲杠與螺母之間沒有間隙，始終保持良好的接觸，從而使進給運動平穩(wěn)；但是，垂直分力FfN的方向和大小是變化的，并且當(dāng)切削齒切離工件時FfN向上，有挑起工件的趨勢，引起工作臺的振動，影響工件表面的粗糙度。

②順銑。刀齒的切削厚度從最大開始，避免了擠壓、滑行現(xiàn)象，并且垂直分力FfN始終壓向工作臺從而使切削平穩(wěn)，提高銑刀耐用度和加工表面質(zhì)量；但縱向分力Ff與進給運動方向相同，若銑床工作臺絲杠與螺母之間有間隙，則會造成工作臺竄動，使銑削進給量不勻，嚴(yán)重時會打刀。因此，若銑床進給機構(gòu)中沒有絲杠和螺母消除間隙機構(gòu)，則不能采用順銑。

（2）端銑削方式。端銑有對稱端銑、不對稱逆銑和不對稱順銑三種方式。

①對稱銑削。銑刀軸線始終位于工件的對稱面內(nèi)，它切人、切出時切削厚度相同，有較大的平均切削厚度。一般端銑多用此種銑削方式，尤其適用于銑削淬硬鋼。

②不對稱逆銑。銑刀偏置于工件對稱面的一側(cè)，它切人時切削厚度最小，切出時切削厚度最大。這種加工方法，切人沖擊較小，切削力變化小，切削過程平穩(wěn)，適用于銑削普通碳鋼和高強度低合金鋼，并且加工表面粗糙度值小刀具耐用度較高。

③不對稱順銑。銑刀偏置于工件對稱面的一側(cè)，它切出時切削厚度最小，這種銑削方法適用于加工不銹鋼等中等強度和高塑性的材料。2．銑削用量的選擇銑削用量的選擇原則是?在保證加工質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮機床工作效能和刀具切削性能?。在工藝系統(tǒng)剛性所允許的條件下首先應(yīng)盡可能選擇較大的銑削深度ap和銑削寬度ac；其次選擇較大的每齒進給量fz；最后根據(jù)所選定的耐用度計算銑削速度υc。（1）銑削探度ap和銑削寬度ac。的選擇。對于端銑刀，選擇吃刀量的原則是：當(dāng)加工余量≤8mm，且工藝系統(tǒng)剛度大，機床功率足夠時，留出半精銑余量0.5～2mm以后，應(yīng)盡可能一次去除多余余量；當(dāng)余量＞8mm時，可分兩次或多次走刀。銑削寬度和端銑刀直徑應(yīng)保持以下關(guān)系：對于圓柱銑刀，銑削深度ap應(yīng)小于銑刀長度，銑削寬度ac。的選擇原則與端銑刀銑削深度的選擇原則相同。（2）進給量的選擇。每齒進給量幾是衡量銑削加工效率水平的重要指標(biāo)。粗銑時fz主要受切削力的限制，半精銑和精銑時，人主要受表面粗糙度限制。fz推薦值見表8-1。（3）銑削速度υc的確定。銑削速度的確定可查銑削用量手冊，如《機械加工工藝人員手冊》等。二十四、加工工藝的確定（1）上平面加工方法的選擇（見圖2）：由于上平面的表面粗糙度要求為Ra3.2，要求相對不高，所以我們選擇盤銑刀，使用單向進刀方式對它進行粗精加工，需要保證與地面的尺寸精度要求。（2）孔1、孔2、孔3、孔4的加工方法選擇（見圖2）：利用φ20的機架式立銑刀對各孔進行粗加工，用最快的速度去除多余的材料，再使用φ20整體式硬質(zhì)合金立銑刀進行半精加工留有0.1mm余量，進行精鏜。由于表面質(zhì)量要求Ra1.6，所以這里選擇使用精鋼石合金刀片作用在鏜刀上。（3）垂直平面的加工方法選擇（見圖2）：利用加長φ20的機架式立銑刀進行粗加工，去除多余的材料，再利用加長鑲嵌式硬質(zhì)合金立銑刀精加工已保證其尺寸進度及表面質(zhì)量。（4）上平面上的螺紋孔加工方法選擇：先使用標(biāo)準(zhǔn)中心鉆打中心孔，中心孔深度為3mm，再使用φ11.5mm的鉆頭鉆至圖紙要求的深度。（5）其余部位加工方法選擇：選用φ20的機架式立銑刀粗加工后用φ20的整體式硬質(zhì)合金立銑刀精加工完成。二十五齒輪類零件加工工藝分析擬定加工工藝原則（l）先面后孔的加工順序。箱體主要是由平面和孔組成這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規(guī)律。因為主要平面是箱體往機器上的裝配基準(zhǔn)，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合，從而消除因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準(zhǔn)，并且加工平面時切去了鑄件的硬皮和凹凸不平對后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象，對刀調(diào)整也比較方便。（2）粗精加工分階段進行。粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。粗、精加工分開進行，會使機床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對單件、小批生產(chǎn)、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進行，但必須采取相應(yīng)措施，以減少加工過程中的變形。例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進行精加工。（3）合理地安排熱處理工序。為了消除鑄造后鑄件中的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鑄造后安排一次人工時效處理，有時甚至在半精加工之后還要安排一次時效處理，以便消除殘留的鑄造內(nèi)應(yīng)力和切削加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對于特別精密的箱體（如坐標(biāo)鏜床主軸箱箱體），在機械加工過程中還應(yīng)安排較長時間的自然時效。箱體人工時效的方法，除加熱保溫外也可采用振動時效。二十六、定位基準(zhǔn)的選擇原則（l）粗基準(zhǔn)的選擇。在選擇粗基準(zhǔn)時，通常應(yīng)滿足以下幾點要求。①在保證各加工面均有余量的前提下，應(yīng)使重要孔的加工余量均勻，孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有適當(dāng)?shù)谋诤?。②裝人箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件（如齒輪、軸套等）應(yīng)與箱壁有足夠的間隙。③注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應(yīng)保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。為了滿足上述要求，通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇。為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位臵和距離尺寸精度，箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。①一面兩孔（基準(zhǔn)統(tǒng)一原則）。在多數(shù)工序中，箱體利用底面（或頂面）及其上的兩孔作定位基準(zhǔn)，加工其他平面和孔系，以避免由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來的累積誤差。②三面定位（基準(zhǔn)重合原則）。箱體上的裝配基準(zhǔn)一般為平面，而它們又往往是箱體上其他要素的設(shè)計基準(zhǔn)。因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高箱體各主要表面的相互位臵精度二十七.夾緊力的計算：如上圖：Fz×19－F×19≠G×3＝0＝>F=3G/19+Fz其中Fz為鉆削力，F(xiàn)為夾緊力，G為工件的重量二十八夾具零件的選擇：經(jīng)查資料得以下零件的技術(shù)要求：1、固定鉆套GB2262-80材料：T10A熱處理：20滲碳深度0.8~1.2㎜HRC58-642、鉆套用襯套GB2263-80材料：T10A熱處理：20滲碳深度0.8-1.2㎜HRC58-643、活節(jié)螺栓GB798-76材料：35螺栓M10×704、圓頭螺釘GB65-76材料：A3螺釘M8×50螺釘M8×30表面處理：氧化5、墊圈GB97-76材料：A3墊圈10熱處理：HRC44-506、彈簧墊圈GB93-76材料：65Mn熱處理：HRC44-50表面處理：氧化7、平壓板GB2183-80材料：45熱處理：HRC35-40壓板20×2008、六角頭支承GB2227-80材料：45熱處理：全部HRC40-50M10×259、六角頭螺栓GB21-76M10×2510、V形塊GB2208-80材料：20熱處理：滲碳深0.8-1.2㎜HRC58-64N=42㎜V形塊11、定位銷材料：T8熱