0020-法蘭盤加工工藝及銑床夾具設(shè)計(jì)（全套CAD圖）
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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
設(shè) 計(jì) 說 明 書 目 錄
一. 序 言
二. 零件的分析
（一）確定毛坯的制造形式
（二）基面的選擇
（三）制訂工藝路線
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
（五）確定切削用量及基本工時
三. 夾具設(shè)計(jì)
（一）問題的提出
（二）夾具設(shè)計(jì)
四.參考文獻(xiàn)
五.附圖
序??言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
通過本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：
1 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。
2 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
3 學(xué)會使用機(jī)械加工工藝手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。
就我個人而言，我希望通過本次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加生產(chǎn)實(shí)踐打下一個良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚存在許多不足之處，懇請各位老師予以指教。
一、零件的分析
（一）零件的作用
題目所給的零件是法蘭盤（見附圖1），其為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠該法蘭盤定心。法蘭盤內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。
（二）零件的工藝分析
法蘭盤共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：
1．以ф80孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：ф60H7孔及其倒角以及與其垂直的端面，ф80m6外表面，兩個M64*1.5的槽，ф36 0+0.63孔以及與其垂直的端面，ф52m6外表面B及退刀槽，三個互成
120°的ф16.5階梯孔的兩端面。
2．以A面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：三個互成120°的ф16.5階梯孔，M、N兩個端臺。
這兩組表面之間有著一定的位置要求，主要是：
ф60H7孔對B端面的徑向圓跳動公差為0.04mm。
由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一）確定毛坯的制造形式
材料為HT150。考慮到法蘭主要承受靜壓力，因此選用鑄件。
（二）基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。
按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（如果必須首先保證工件上欲加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)），孔ф60H7與B端面有0.04mm的圓跳動公差要求，現(xiàn)選擇ф52m6外表面B為粗基準(zhǔn)，利用三爪自定心卡盤加持外圓A，并且使卡盤端面緊靠A端面，這樣可以消除所有六個自由度，達(dá)到完全定位。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
（三）制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1．工藝路線方案一
工序010??粗車ф16.5端面，粗、精車外圓ф80m6及車倒角，車兩個槽ф64，車外圓ф52m6、退刀槽及倒角，車端面A。
工序020??擴(kuò)孔ф60H7，擴(kuò)孔ф36 0+0.63 ，絞孔ф60H7，絞孔ф36 0+0.63
工序030??車兩個槽M64*1.5，車孔ф60H7倒角。
工序040??銑ф80m6端面，銑端臺M，銑端臺N。
工序050??鉆三個孔ф16.5，鉆三個孔ф11。
工序060??拉槽6*6。
工序070??磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
工序080??表面處理，檢驗(yàn)入庫。
2．工藝路線方案二
工序010??粗車ф80m6外圓柱面，車ф120外圓柱面，車ф80m6端面及倒角，車ф16.5端面及倒角，精車外圓ф80m6，粗車ф60H7孔，精車ф60H7孔及倒角，車螺紋M64*1.5，車兩個密封槽ф64。
工序020??車ф52m6端面，車端面A，車ф52m6外圓柱面、倒角及退刀槽，鉆孔ф36 0+0.63，精車孔ф36 0+0.63。
工序030??鉆三個孔ф16.5，鉆三個孔ф11。
工序040??拉槽6*6。
工序050??銑端臺M，銑端臺N。
工序060??磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
工序070??表面處理，檢驗(yàn)入庫。
3．工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一選擇對孔ф36 0+0.63進(jìn)行鑄造然后在機(jī)加工（擴(kuò)、絞），對ф60H7孔采取先擴(kuò)后絞。在加工過程中，要進(jìn)行七次裝夾，用五套夾具，共八道工序。方案二選擇對孔ф36 0+0.63進(jìn)行先鉆后車，對ф60H7孔采取先粗車后精車。在加工過程中，要進(jìn)行六次裝夾，用五套夾具，共七道工序。相比之下，方案工序更為簡單。在工序安排中，裝夾次數(shù)越多，定位次數(shù)越多，造成的定位誤差也就越大，而且所用工時會越多。而且方案一沒能完成車螺紋M64*1.5工序。除此以外，方案二的010、020工序可合并為一個工序，兩個方案都沒有考慮到零件毛坯為鑄件，因而在所有機(jī)加工之前，應(yīng)先安排除砂工序。綜合考慮以上各方面，對方案進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的具體工藝方案確定如下：
工序010??除砂。
工序020??粗車ф80m6外圓柱面，車ф120外圓柱面，車ф80m6端面及倒角，車ф16.5端面及倒角，精車外圓ф80m6，粗車ф60H7孔，精車ф60H7孔及倒角，車螺紋M64*1.5，車兩個密封槽ф64。（以ф52m6外圓柱面為粗基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф52m6外圓柱面）
車ф52m6端面，車端面A，車ф52m6外圓柱面、倒角及退刀槽，鉆孔ф36 0+0.63，精車孔ф36 0+0.63。（以ф80m6外圓柱面為精基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф80m6外圓柱面）
工序030??鉆三個通孔ф11，鉆三個孔ф16.5，惚沉頭孔ф16.5（以端面A為精基準(zhǔn)，）
工序040??拉槽6*6。
工序050??銑端臺M，銑端臺N。
工序060??磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
工序070??表面處理，檢驗(yàn)入庫。
將以上內(nèi)容一并填入工藝過程卡片，見附表1。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“法蘭盤”零件材料為HT150，硬度為，毛坯的重量為kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄件。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．外圓表面（ф80m6，ф52m6，ф120）
外圓ф80m6，表面粗糙度要求1.6?m,公差等級為 6級，查《機(jī)械加工技術(shù)機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《機(jī)械加工工藝手冊》）表3-9（P87）采用先車（只能達(dá)7級精度），然后再磨（可達(dá)6級精度）。根據(jù)其尺寸，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm,精車雙邊余量為2Z=1mm，查《機(jī)械加工工藝手冊》15-13(P567),選用磨削的雙邊余量為2Z=0.4mm。
外圓ф52m6，表面粗糙度要求為3.2?m，公差等級為 6級，查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-9（P87）采用先車，然后再磨。根據(jù)其尺寸，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm，精車雙邊余量為2Z=1mm，查《機(jī)械加工工藝手冊》15-13(P567),選用磨削的雙邊余量為2Z=0.4mm。
外圓ф120，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm。
2．內(nèi)孔表面（ф60H7，ф36 0+0.63 ）
內(nèi)孔ф60H7，查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-9（P87），采取先粗車再精車。根據(jù)其尺寸，選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm，查《機(jī)械加工工藝手冊》9-11(P401),選用精車的雙邊余量為2Z=0.4mm。
內(nèi)孔ф36 0+0.63，查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-5（P74），為9級公差要求，查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-9（P87），采取先鉆孔后精車。根據(jù)其尺寸，選用鉆孔的雙邊余量為2Z=35.6mm，查《機(jī)械加工工藝手冊》9-11(P401),選用精車的雙邊余量為2Z=0.4mm。
3．外圓端面加工余量及公差（ф80m6及ф52m6端面）
外圓ф80m6端面粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗銑的表面粗糙度為3.2-6.3?m，可達(dá)要求，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
外圓ф52m6端面粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗車的表面粗糙度為3.2-6.3?m，可達(dá)要求，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
6. ф16.5端面
ф16.5端面的粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗車的表面粗糙度可達(dá)6.3?m，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
5．端面A
端面A粗糙度要求為6.3?m，軸向無公差要求。查《機(jī)械加工工藝手冊》表3-13（P91），粗車的表面粗糙度可達(dá)6.3?m，因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
6. 端臺M、N
端臺N距內(nèi)孔ф36中心的距離為54mm，無公差要求，表面粗糙度要求為6.3?m，計(jì)算得其需切削量為6±0.5mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》P480敘述，選用一次銑削成型。端臺M距內(nèi)孔ф36中心的距離為34.5-0.40-0.20，表面粗糙度要求為6.3?m，公差為200?m，查《機(jī)械制圖》表8.5（P232），為12級公差要求，計(jì)算得其需切削量為26.5±0.5mm。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》P480敘述，選分四次銑削成型。
（五）確定切削用量及基本工時
工序010：除砂
工序020：粗、精車ф80m6外圓柱面，車ф120外圓柱面，車ф80m6端面及倒角，車ф16.5端面及倒角，，粗車ф60H7孔，精車ф60H7孔及倒角，車螺紋M64*1.5，車兩個密封槽ф64。（以ф52m6外圓柱面為粗基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф52m6外圓柱面）
車ф52m6端面，車端面A，粗、精車ф52m6外圓柱面、倒角及退刀槽，鉆孔ф36 0+0.63，精車孔ф36 0+0.63。（以ф80m6外圓柱面為精基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持ф80m6外圓柱面）
工件材料：HT150，HB=150,金屬模鑄造。
加工要求：車外圓ф80m6及車倒角，表面粗糙度要求為1.6?m，6級公差要求；車兩個槽M64*1.5；車外圓ф52m6、退刀槽及倒角，表面粗糙度要求為3.2?m，6級公差要求；車端面A，表面粗糙度要求為6.3?m。
機(jī)床：C620-1臥式車床。
刀具：YT15外圓車刀、 YT15端面車刀、 YT15內(nèi)圓車刀、高速鋼螺紋車刀，刀桿尺寸為16*25mm2。
切削用量：
1. 粗車ф80m6外圓柱面
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380），當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm*25mm，ap=1mm,工件直徑為80mm時
f=0.8-1.2mm/r
取f=0.8mm/r
2）計(jì)算切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381），切削速度的計(jì)算公式為（壽命選60T）
Vc=CV*KV/(Tmapxfy)m/min
其中：CV=158, x=0.15, y=0.40, m=0.20。修正系數(shù)見《機(jī)械加工工藝手冊》表8-61至表8-69，即
KMv=1.44, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBv=0.97。
所以? ?? ?? ?vc=158*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97/(600.2*10.15*0.80.40)
? ?? ?? ?? ???=71.85(m/min)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*71.85/(3.14*80)=286(r/min)
4)切削工時? ?根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(41+1)/286*0.8=0.18(min)
2. 精車外圓ф80m6
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.6mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=102m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*102/(3.14*80)=406(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/406*0.6=0.17(min)
3. 車ф120外圓柱面
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=1.0mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=85m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*85/(3.14*120)=225(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(15+1)/225*1.0=0.07(min)
??4. 車ф80m6端面及倒角
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.8mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=105m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*105/(3.14*80)=418(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/418*0.8=0.12(min)
5. 車ф16.5端面及倒角
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.4mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=35m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*16.5)=675(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(8.3+1)/675*0.4=0.04(min)
6. 粗車ф60H7孔
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.6mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=106m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*106/(3.14*60)=560(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/560*0.6=0.13(min)
7. 精車ф60H7孔及倒角
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.4(mm/r)
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=112(m/min)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*112/(3.14*60)=590(r/min)
4) 切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/590*0.4=0.18(min)
8.車螺紋M64*1.5
采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時走刀次數(shù)為i=4;精車螺紋時，走刀次數(shù)為i=2.螺距 t=1.5mm,所以進(jìn)給量f=1.5mm/r.
1) 切削速度? ?根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
粗車螺紋時：? ?vc=21m/min
精車螺紋時：? ?vc=35m/min
2) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
粗車螺紋時：n1=1000vc/(Лd)=1000*21/(3.14*64)=105(r/min)
精車羅紋時：n2=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*64)=174(r/min)
3)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
粗車螺紋時：t1=(l+y+△)*i/nf=(15+1)*4/(105*1.5)=0.41(min)
精車螺紋時：t2=(l+y+△)*i/nf=(15+1)*2/(174*1.5)=0.12(min)
9. 車兩個密封槽ф64
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.5mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=84m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*84/(3.14*64)=418(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=2*(l+y+△)/nf=2*(2+1)/418*0.5=0.03 (min)
10. 車ф52m6端面
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.5mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=90m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*90/(3.14*52)=551(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/551*0.5=0.04(min)
11.車端面A
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=1.0mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=82m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*82/(3.14*120)=218(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(35+1)/218*1.0=0.17(min)
12. 粗車ф52m6外圓柱面
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.5mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=105m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*105/(3.14*52)=643(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/643*0.5=0.04(min)
13. 精車ф52m6外圓柱面倒角及退刀槽
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.4mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=125m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*125/(3.14*52)=765(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/765*0.4=0.04(min)
14. 鉆孔ф36 0+0.63
1）進(jìn)給量? ?f=0.2mm/r? ? (見《機(jī)械加工工藝手冊》表10-15（P437）)
2）切削速度??Vc=40(m/min)? ?(見《機(jī)械加工工藝手冊》表10-15（P437）
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*40/(3.14*36)=350(r/min)
4) 切削工時? ?根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=22/(350*0.2)= 0.32(min)
15. 精車孔ф36 0+0.63
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.3mm/r
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-60（P381）
vc=108m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*108/(3.14*36)=950(r/min)
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/950*0.3=0.15(min)
工序030：鉆三個通孔ф11，鉆三個孔ф16.5，惚沉頭孔ф16.5
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：高速鋼鉆頭
切削用量：
1.? ? ? ? 鉆三個通孔ф11??
刀具材料：高速鋼。
1）進(jìn)給量? ?f=0.2mm/r? ? (見《機(jī)械加工工藝手冊》表10-15（P437）)
2）切削速度??Vc=40(m/min)? ?(見《機(jī)械加工工藝手冊》表10-15（P437）
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*40/(3.14*11)=1150(r/min)
4)切削工時? ?根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=3*(l+y+△)/nf=15/(1150*0.2)= 0.21(min)
2. 鉆三個階梯孔ф16.5? ?刀具材料：高速鋼。
1）進(jìn)給量? ?f=0.2mm/r? ? (見《機(jī)械加工工藝手冊》表10-15（P437）)
2）切削速度??Vc=40(m/min)? ?(見《機(jī)械加工工藝手冊》表10-15（P437）
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*40/(3.14*16.5)=770(r/min)
4) 切削工時? ?根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=3*(l+y+△)/nf=5/(770*0.2)= 0.1(min)
2.? ? ? ? 惚沉頭孔ф16.5
工序040：拉槽6*6
機(jī)床：臥式拉床L6120
刀具：高速鋼拉刀
切削用量：
1）進(jìn)給量 f??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-58（P380）
取f=0.02mm
2）切削速度??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表12-8（P462）
vc=30m/min
3) 確定機(jī)床行程數(shù)
ns=z/f=6.0/0.3=20
4)切削工時??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=2*(l+△)* ns/(1000vc)=2*30*20/30=(min)
工序050：銑端臺M，銑端臺N。
機(jī)床：立式銑床X63
刀具：鑲齒三面刃銑刀（高速鋼）
切削用量：
1. 銑端面N
1）進(jìn)給量? ?f=2.0mm/r? ? (見《機(jī)械加工工藝手冊》表13-8（P481）)
2）切削速度??Vc=20(m/min)? ?(見《機(jī)械加工工藝手冊》表13-12（P484）
3）切削深度??ap=6mm??(見《機(jī)械加工工藝手冊》P480敘述）
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*20/(3.14*100)=65(r/min)
5) 切削工時? ?根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=48/(65*2.0)=0.37 (min)
3.? ? ? ? 銑端臺M
1）進(jìn)給量? ?f=2.0mm/r? ? (見《機(jī)械加工工藝手冊》表13-8（P481）)
2）切削速度??Vc=20(m/min)? ?(見《機(jī)械加工工藝手冊》表13-12（P484）
3）切削深度??由于該工序余量較大（26.5±0.5mm），所以分四次銑削成型。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》P480敘述，通常鑄鐵件銑削深度為5-7mm,所以，前三次選用ap=7mm，第四次選用ap=5.5mm。
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*20/(3.14*100)=65(r/min)
5) 切削工時? ?根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表8-56（P379）
tm=4*(l+y+△)/nf=100*4/(65*2.0)= 3.08(min)
工序060：磨外圓ф80m6，磨外圓ф52m6。
機(jī)床：外圓磨床M1412
刀具：根據(jù)表15-2至15-7，選用WA46KV6P200*32*125型砂輪。
其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，
平型砂輪，其尺寸為200*32*125(D*B*D)。
切削用量：
1.? ? ? ? 磨外圓ф80m6
1）工件速度? ?VW=25m/min? ?見《機(jī)械加工工藝手冊》表15-12（P566）
2) 進(jìn)給量? ?軸向fa=2.0mm/min
徑向fr= 0.015mm/雙行程? ?(見《機(jī)械加工工藝手冊》表13-8（P480）)
3）切削深度??ap=0.03mm
4) 砂輪速度??v=35m/min
5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*200)=57(r/min)
6）加工工時
tm=2LZbK/1000fafr
式中，L—加工長度，40mm;
? ?? ?Zb—單面加工余量，0.2mm;
? ?? ?K?—系數(shù)，1.10；
? ?? ?fa—工作臺軸向移動速度；
? ?? ?fr—工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量。
tm=2*40*0.2*1.1/（1000*2.0*0.015）=0.60（min）
2.? ? ? ? 磨外圓ф52m6
1）工件速度? ?VW=25m/min? ?見《機(jī)械加工工藝手冊》表15-12（P566）
2) 進(jìn)給量? ?軸向fa=2.0mm/min
徑向fr= 0.015mm/雙行程? ?(見《機(jī)械加工工藝手冊》表13-8（P480）)
3）切削深度??ap=0.03mm
4) 砂輪速度??v=35m/min
5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(Лd)=1000*35/(3.14*200)=57(r/min)
6）加工工時
tm=2LZbK/1000fafr
? ?? ???=2*10*0.2*1.1/（1000*2.0*0.015）=0.15（min）
工序070：表面處理，檢驗(yàn)入庫。
最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工序卡片，見附表2-6
夾具設(shè)計(jì)
為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第五道工序—粗銑M、N兩端面的銑床夾具。本夾具將用于X63立式銑床，刀具為高速鋼鑲齒三面刃銑刀，分別對工件的兩個端臺進(jìn)行加工。
（一）問題的提出
本夾具主要用來銑M、N兩個端臺，這兩個端臺對階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63都有一定的技術(shù)要求。在加工本道工序時，階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63都已經(jīng)加工好，因而，主要要考慮加工精度，除此還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度的問題。
（二）夾具設(shè)計(jì)
1. 工件裝夾方案的確定
工件裝夾方案的確定，首先應(yīng)考慮滿足加工要求。端臺N平面與三個階梯孔中其中一個與ф36 0+0.63中心連線平行，該位置精度要求可以通過三個階梯孔中的任意一個以及ф36 0+0.63進(jìn)行定位來保證，其ф36 0+0.63中心的距離為54mm,該尺寸要求可以通過試切以及機(jī)床本身來保證。端臺M與端臺N垂直，可以在加工完端臺N后通過分度（90°）來保證。端臺M表面與ф36 0+0.63中心有34.5-0.40-0.2的尺寸要求，可以通過試切以及機(jī)床本身來保證。
在加工過程中，應(yīng)該對工件的6個自由度都進(jìn)行限制，在該設(shè)計(jì)中，通過導(dǎo)柱與ф36 0+0.63進(jìn)行配合，階梯孔下端面與夾具表面壓緊來限制5個自由度，通過一個菱形銷與一個ф11孔配合來限制工件繞Z軸轉(zhuǎn)動的自由度，這樣，達(dá)到工件的全定位。之所以采用菱形銷而不用圓柱銷是為了避免過定位。
工件定位方案的確定除了考慮加工要求外，還應(yīng)結(jié)合定位元件的結(jié)構(gòu)及加緊方案實(shí)現(xiàn)的可能性而予以最后確定。
考慮到工件為大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強(qiáng)度，宜采用盡可能簡單的加緊裝置，該設(shè)計(jì)中采用一個螺桿、螺母與一塊壓板作為壓緊裝置，只需擰緊一次螺母，即可以完成整個加工工序。在加工完成后，只需松一次螺母，就可以取出工件，較為簡便。由于該夾緊裝置主要是壓緊工件，限制Z方向的自由度，而本工序采用的是X63立式銑床，高速鋼鑲齒三面刃銑刀來銑側(cè)端面，作用在Z方向的切削力很小，因而不需要很大的加緊力，而且可以采用長柄扳手，因而工人的勞動強(qiáng)度不大。
2．定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，M、N兩個端臺對階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63都有一定的位置精度要求，應(yīng)以階梯孔ф16.5、孔ф36 0+0.63中心線所確定平面為定位基準(zhǔn)，限制三個不定度。為保證工件位置精度加工時的穩(wěn)定性，又考慮到夾具的盡可能簡化，選用孔ф36 0+0.63、階梯孔ф16.5中心為第一和第二定位基準(zhǔn)，通過導(dǎo)柱8和菱形銷9（見夾具裝配圖）實(shí)現(xiàn)定位。又為了保證加工時的穩(wěn)定性，選用階梯孔下端面為第三定位基準(zhǔn)，通過其與定位裝置基座上端面壓緊實(shí)現(xiàn)定位。
3．定位誤差分析
1）定位元件尺寸及公差的確定
夾具的主要定位元件為導(dǎo)柱8和菱形銷9。導(dǎo)柱8的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為本零件在工作時與其相配孔相同，即ф36 -0.630。菱形銷9的尺寸與公差規(guī)定為8*11H10mm.
2) 零件圖樣規(guī)定端臺M表面與ф36 0+0.63中心有34.5-0.40-0.2的尺寸要求，固要求ф36 0+0.63中心在ф16.5、孔ф36 0+0.63中心連線方向的公差為0.6mm.
已知導(dǎo)柱8尺寸及公差為ф36 -0.630，其中心沿直徑方向的公差為0.31mm,小于0.6mm,能滿足零件的精度要求。
4．切削力及加緊力計(jì)算
刀具：高速鑲齒三面銑刀，直徑D=100，厚度B=20mm,齒數(shù)Z=10。
F=CFapxFfzyaeuFz/（do UF）
其中：
CF=650，ap=7.0mm,xF=1.0,fZ=0.08mm,yF=0.70,ae=35,uF=0.78,do=100mm,
qF=0.8,wF=0,Z=10
所以 F=650*7.0*0.080.70*350.78*10/（1000.78）=2576（N）
水平分力：FH=1.1F=1.1*2576=2833（N）
垂直分力：FV=0.3F=0.3*2576=773（N）
在計(jì)算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4
其中，K1為基本安全系數(shù)1.5；
K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；
K3為刀具鈍化系數(shù)1.1；
K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1；
所以，切削力F實(shí)=KFH=1.5*1.1*1.1*1.1*2833=5656（N）
設(shè)計(jì)中選用螺桿—楔塊為壓緊機(jī)構(gòu)，楔角α=60°，
所以，由螺桿產(chǎn)生的實(shí)際壓緊力為N
N*sin60°*sin30°=F實(shí)
N=13060(N)
根據(jù)《手冊》表5-94，粗牙螺紋M10可保證載荷為22000，有較大余量，可滿足要求，因而選用M10螺紋。
5. 其它元件的選擇與設(shè)計(jì)
夾具的設(shè)計(jì)除了考慮工件的定位和加緊之外，還要考慮夾具如何在機(jī)床上定位，以及加工中的輔助裝置等。在本工序中，M、N兩個端臺互成90°，為了避免多次裝夾造成的定位誤差，也為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，本設(shè)計(jì)中通過設(shè)置分度裝置來進(jìn)行分度，在加工完N端臺后，只需轉(zhuǎn)動分度盤就可以實(shí)現(xiàn)對M端臺的定位。既然設(shè)置了分度裝置，就要考慮如何對分度裝置進(jìn)行鎖緊以及分度裝置應(yīng)如何定位等問題。
參考《機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊》（機(jī)械工業(yè)出版社）關(guān)于分度裝置的介紹，選用鋼球分度銷（P644表3-168），該分度裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，其深度不大于剛球的的半徑，因而定位不可靠，僅適用于切削負(fù)荷小而分度要求不高的場合或者作為精密分度裝置的預(yù)定位。該工序中分度要求較高，所以可以采取該分度裝置作為預(yù)定位，然后再設(shè)置分度加緊裝置保證分度的可靠性。該分度裝置的通過在夾具底座上安裝一個鋼球分度銷,在定位裝置的底面上打四個互成角度的錐型孔實(shí)現(xiàn)的.根據(jù)P650表3-172關(guān)于分度鎖緊裝置的介紹，選用楔塊壓緊裝置對分度盤進(jìn)行壓緊。分度盤要能繞工件中心軸線回轉(zhuǎn)，而且要能保證定位精度，考慮到以上因素，選用導(dǎo)柱作為分度盤的回轉(zhuǎn)軸和定位元件，為了保證穩(wěn)定性，導(dǎo)柱下端可以做成螺桿子，通過螺母將分度盤與夾具底座連接。
對于夾具來說，設(shè)計(jì)中的一個重要方面就是要考慮如何將夾具與機(jī)床工作臺進(jìn)行連接和固定，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是既要保證連接的可靠性又要考慮到裝、卸的方便。本工序采用X63立式銑床，機(jī)床工作臺上有T型槽，可以滑進(jìn)一般型號的螺桿。根據(jù)P665表3-186關(guān)于夾具體T型槽的介紹，選用鑄造用的型號，螺桿型號選用d=8mm,結(jié)構(gòu)的相關(guān)尺寸可查P665表3-186確定。
6．夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
銑床夾具的裝配圖見附圖3。在使用本夾具時,按照以下步驟進(jìn)行:
將銑床工作臺中的螺柱分別移入夾具底座的四個缺口中,靠緊 用螺母擰緊 逆時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,松開定位裝置 轉(zhuǎn)動夾具定位裝置2,使分度盤歸位(剛球滑入錐中,菱形銷9位于右端) 轉(zhuǎn)出螺母6 拿出壓緊塊4 裝入工件(一個ф11孔充分卡入菱形銷釘) 順時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,壓緊定位裝置2 放入壓緊塊4 擰緊螺母
這樣,就可以開始加工端臺N,在加工完N后,按照以下步驟操作,準(zhǔn)備加工端臺M。
逆時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,松開定位裝置2 順時針轉(zhuǎn)動夾具的分度盤2,使分度盤轉(zhuǎn)入下一個分度位(轉(zhuǎn)過90°) 順時針旋轉(zhuǎn)兩個手柄10,壓緊定位裝置2.
這樣,就可以開始加工端臺M了。
夾具有幾個相對位移比較頻繁的部分：壓緊塊11與楔塊12接觸面，壓緊塊11與夾具底座1接觸面，定位裝置2與夾具底座1接觸面，定位裝置2下導(dǎo)柱與夾具底座1底孔接觸面，在使用夾具時，要定期對這幾個部分進(jìn)行潤滑（脂潤滑）。
參考文獻(xiàn)
1.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》（第2版） 機(jī)械工業(yè)出版社
2.《機(jī)械制造工藝學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
3.《機(jī)械加工技術(shù)手冊》 北京出版社
4. 《機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社
第26頁
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