【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預(yù)覽點(diǎn)開可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽，需要原稿請(qǐng)自助充值下載，所見才能所得，請(qǐng)細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396
摘要
本設(shè)計(jì)是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設(shè)計(jì)夾具：夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對(duì)刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。
本設(shè)計(jì)夾具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于零件工序的加工。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增加勞動(dòng)效率。夾具具有提高生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及保證生產(chǎn)安全等特點(diǎn)。因此，對(duì)夾具知識(shí)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)新式的適合實(shí)際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來。
關(guān)鍵詞：專用夾具，設(shè)計(jì)，高效
Abstract
The present paper is combing the actual production at present, which is that either using universal fixture cannot meet only production requirements or using universal fixture clamping work-piece to product is poor efficiency and powerful labor and not high processing quality or often it need to increase crossed process, to specially design two fixture: milling fixture and drilling fixture, mainly including schemes of fixture positioning, clamping and cutter, the design of the concrete and the TAB folder and the analysis of machining precision et al.
The milling fixture, having good processing precision and targeted, mainly is used to process dial the fork parts milling flutes. The fixture with clamping force device has the characteristics of efficiency and precision required by modern machine tools. It is so effectively to reduce the processing time and auxiliary time that greatly improve the labor productive, effectively reduce the labor intensity and increase the work efficiency as well. Drilling fixture is good for raising productivity, expanding machine machining scope, reducing labor intensity and ensuring the production safety. Therefore, it is especially important to learn and study the knowledge of fixture and design new suitable for practical production fixture nowadays.
?
?
?
Keywords： fixture, design, efficiency
?
目錄
摘要 1
Abstract 2
目錄 3
第1章 緒論 5
第2章 零件的分析 9
2.1 零件的作用 9
2.2 零件的工藝分析 9
2.3 零件的技術(shù)要求 9
第3章 工藝規(guī)程的分析 11
3.1生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的確定 11
3.2確定毛坯制造形式 12
3.3 毛坯尺寸與機(jī)械加工工藝尺寸確定 13
3.4 基準(zhǔn)面的選擇 14
3.5加工階段的劃分 14
3.5.1 粗加工階段 14
3.5.2 半精加工階段 15
3.5.3 精加工階段 15
3.7 工藝方案的制定和比較 15
3.8 切削用量及工時(shí)的計(jì)算 16
第4章 夾具設(shè)計(jì) 23
4.1 概論 23
4.1.1 銑床夾具的主要類型 23
4.1.2 銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 23
4.1.3 銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu) 24
4.1.4 夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 24
4.1.5 夾具的裝夾方法 24
4.1.6 銑床夾具的安裝 25
4.1.7 銑床夾具的對(duì)刀位置 25
4.1.8 銑刀分類 25
4.2 夾具 26
4.2.1 工件預(yù)加工內(nèi)容 26
4.2.2 定位方案 27
4.2.3 夾緊方案 27
4.2.4 導(dǎo)向?qū)Φ逗投ㄎ绘I元件設(shè)計(jì) 28
4.2.5 切削力和夾緊力計(jì)算 29
4.2.6 誤差分析計(jì)算 30
結(jié)論與展望 31
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33
第1章 緒論
本課題研究的主要內(nèi)容是機(jī)械零件加工工藝過程的編制以及在加工中用到的一些典型夾具的設(shè)計(jì)。機(jī)械零件在工作中承受著急劇變化的動(dòng)載荷﹐所以它的設(shè)計(jì)和加工的合理性將影響機(jī)械的整體性能。目前國(guó)內(nèi)外主要研究的動(dòng)態(tài)是如何保證機(jī)械零件的技術(shù)條件、機(jī)械加工工藝過程的分析改善、材料的選擇等。機(jī)械零件的技術(shù)條件有平行度的保證、中心距和面對(duì)孔軸心線的垂直度的分析以及螺孔和機(jī)械零件與接合面的要求等。由于機(jī)械零件的尺寸精度、幾何形狀精度以及相互位置精度的要求都很高,機(jī)械加工工藝過程的分析起著非常重要的作用,而它的分析對(duì)象主要有如何合理的安排加工工藝過程、定位基面的選擇、確定合理的夾緊方法等。材料的選擇也非常重要,它直接影響到機(jī)械零件的剛度、強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐沖擊性等方面的性能,這些都是我們需要研究和探討的。
本課題可以培養(yǎng)我們應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立解決機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和工藝裝備設(shè)計(jì)等方面的能力和繪圖能力。通過工藝設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們分析和編制機(jī)械加工工藝的能力，培養(yǎng)我們學(xué)會(huì)調(diào)查研究，收集資料的方法，掌握使用手冊(cè)、圖表及技術(shù)資料的技能；培養(yǎng)我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、并鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新、大膽采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)工藝。這次的課題研究是對(duì)我們綜合專業(yè)知訓(xùn)的考核,不僅鍛煉了我們的分析問題和解決問題的能力,還可以讓我們系統(tǒng)地回憶和復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí),同時(shí)也可以讓我們的理論知識(shí)得到實(shí)踐的結(jié)合,所以這樣的課題研究是非常有意義的。同時(shí)研究的成果將推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步。
在整工藝規(guī)程個(gè)設(shè)計(jì)過程中,我們將學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)。
（一）我們必須仔細(xì)了解零件結(jié)構(gòu)，認(rèn)真分析零件圖,培養(yǎng)我們獨(dú)立識(shí)圖能力,增強(qiáng)我們對(duì)零件圖的認(rèn)識(shí)和了解,通過對(duì)零件圖的繪制,不僅能增強(qiáng)我們的繪圖能力和運(yùn)用autoCAD軟件的能力。
（二）制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、工藝尺寸計(jì)算、工時(shí)定額計(jì)算、定位誤差分析等。在整個(gè)設(shè)計(jì)中也是非常重要的,通過這些設(shè)計(jì),不僅讓我們更為全面地了解零件的加工過程、加工尺寸的確定,而且讓我們知道工藝路線和加工余量的確定,必須與工廠實(shí)際的機(jī)床相適應(yīng)。這對(duì)以前學(xué)習(xí)過的知識(shí)的復(fù)習(xí),也是以后工作的一個(gè)鋪墊。
（三）在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中,我們還必須考慮工件的安裝和夾緊.安裝的正確與否直接影響工件加工精度,安裝是否方便和迅速,又會(huì)影響輔助時(shí)間的長(zhǎng)短,從而影響生產(chǎn)率,夾具是加工工件時(shí),為完成某道工序,用來正確迅速安裝工件的裝置.它對(duì)保證加工精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)量有很大作用。這是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn)。
在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程之后，我還要進(jìn)行專業(yè)夾具的設(shè)計(jì)。
夾具又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。
夾具的主要作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
?。ㄒ唬┛s短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個(gè)過程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對(duì)刀塊來快速實(shí)現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過程由于采用了專用的定位裝置，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。
（二）確保并穩(wěn)定加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
（三）降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度
由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
?。ㄋ模C(jī)床的加工范圍得到擴(kuò)大
很多專用夾具不僅能裝夾某一種或一類工什，還能裝夾不同類的工件，并且有的夾具本身還可在不同類的機(jī)床上使用，這些都擴(kuò)大了機(jī)床的加工范圍。
近年來，機(jī)械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應(yīng)用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因?yàn)樘胤N加工的微觀物理過程非常復(fù)雜，往往涉及電磁場(chǎng)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電化學(xué)等諸多領(lǐng)域，其加工機(jī)理的理論研究極其困難,通常很難用簡(jiǎn)單的解析式來表達(dá)。近年來，雖然各國(guó)學(xué)者采用各種理論對(duì)不同的特種加工技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實(shí)際應(yīng)用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面質(zhì)量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機(jī)理的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實(shí)際應(yīng)用，但還缺乏系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工的工藝參數(shù)只能憑經(jīng)驗(yàn)選取，還難以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化和自動(dòng)化，例如，電火花成形電極的沉入式加工工藝，它在占電火花成形機(jī)床總數(shù)95%以上的非數(shù)控電火花成形加工機(jī)床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應(yīng)用。雖然已有學(xué)者對(duì)其CAD、CAPP和CAM原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據(jù)的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問世。通常只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成復(fù)雜電極的三維型面數(shù)據(jù)。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術(shù)的成熟發(fā)展，人們開始嘗試?yán)眠@一技術(shù)來建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經(jīng)濟(jì)性等實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒌玫搅顺醪降某晒Ｒ虼?，通過實(shí)驗(yàn)建模，將典型加工實(shí)例和加工經(jīng)驗(yàn)作為知識(shí)存儲(chǔ)起來，建立描述特種加工工藝規(guī)律的可擴(kuò)展性開放系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟。并為進(jìn)一步開展特種加工加工工藝過程的計(jì)算機(jī)模擬，應(yīng)用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎(chǔ)。
同時(shí)，在機(jī)械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
?。ㄒ唬└呔?
隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler(戴美樂)公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2~5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。
?。ǘ└咝?
為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。
?。ㄈ┠K、組合
夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。
?。ㄋ模┩ㄓ?、經(jīng)濟(jì)
夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler(戴美樂)公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
零件的作用：題目給定的零件是CA6140撥叉,它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精度。
2.2 零件的工藝分析
CA6140撥叉共有兩組加工表面。
1. 以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面
這一組面包括?26+0.230mm的六齒方花鍵孔、?23+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為22mm的平面。
2. 以工件右端面為基準(zhǔn)的6+0.030 mm的花鍵經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于兩組加工表面，可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。
2.3 零件的技術(shù)要求
從機(jī)械的各個(gè)需要加工的表面來分析：后平面與機(jī)體相連，其長(zhǎng)度尺寸精度不高，而表面質(zhì)量較高；孔和面，因需要裝配進(jìn)行連接，還要用于夾具定位，其加工精度可定為IT9級(jí)；端面位置精度要求不高；孔面需要定位，表面質(zhì)量要求比較高；其他有些面，其表面質(zhì)量要求高；各加工面之間的尺寸精度要求不高。
從以上分析可知，該零件在批量生產(chǎn)條件下，不需要采用專用的機(jī)床進(jìn)行加工，用普通機(jī)床配專用夾具即可保證其加工精度和表面質(zhì)量要求。因此，該零件的加工不存在技術(shù)難題。為提高孔或者面的表面質(zhì)量，在孔和面加工工序中采用對(duì)其進(jìn)行精加工。
第3章 工藝規(guī)程的分析
3.1生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的確定
生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。
零件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算。
N=Qn（1+a%）（1+b%）
N——零件的年產(chǎn)量
Q——產(chǎn)品年產(chǎn)量
n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的件數(shù)
——備品百分率
——廢品百分率
根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型。
圖2-1，為某產(chǎn)品上的一個(gè)零件。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為5000臺(tái)。設(shè)其備品率為25%，機(jī)械加工廢品率為0.2%，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件，現(xiàn)制定該此零件零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。
圖2-1 零件工件
N=Qn（1+a%）（1+b%）
=5000*1*（1+25%）（1+0.2%）
=6262.5 件/年
此零件零件的年產(chǎn)量為6262.5件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn) ，確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。
3.2確定毛坯制造形式
1、應(yīng)考慮的因素包括：
（1）、生產(chǎn)批量
（2）、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小
（3）、零件的力學(xué)性能
（4）、工廠現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平
（5）、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性
主要依據(jù)一般是零件在產(chǎn)品中的作用和生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件本身的結(jié)構(gòu)。
2、從生產(chǎn)批量來看：
此零件屬于大批量生產(chǎn)，宜采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，以減少材料消耗和機(jī)械加工工作量?？煽紤]用金屬鑄造、熔模鑄造、模鍛、精鍛等方法獲得毛坯。
3、從零件的結(jié)構(gòu)來看：
由于此零件屬于外形較復(fù)雜的小型零件，而且它的壁厚不算薄。故可以考慮采用壓鑄、金屬鑄造、熔模鑄造等精密鑄造方法。同時(shí)可以減少切削加工或不進(jìn)行切削加工。
4、從毛坯的制造方法來看：
毛坯的制造方法應(yīng)與材料的制造工藝性相適應(yīng)。故鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁和鑄銅等有色金屬材料適合用鑄造方法獲得毛坯。
5、從鑄件的強(qiáng)度來看：
從鑄件的強(qiáng)度來看可以考慮采用金屬型鑄造的鑄件、金屬型澆注的鑄件、砂型澆注的鑄件。且強(qiáng)度依次遞減,毛坯質(zhì)量依次降低.故從以上可以看到該毛坯可以采用鑄造。
鑄造則適用于成批大量生產(chǎn)、以鋅合金、鋁合金、鎂合金以及銅合金為主的中小型形狀復(fù)雜不進(jìn)行熱處理的非鐵合金的零件。也可用于鑄鋼、鑄鐵的厚壁、簡(jiǎn)單或中等復(fù)雜的中小鑄件。對(duì)于這些材料則金屬型鑄造（澆鑄）更為合適
6、從工廠現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平來看：
從這一方面來看，金屬型澆鑄也是可以考慮的。
7、從經(jīng)濟(jì)合理性來看：
零件最大的外輪廓尺寸不大，且復(fù)雜程度屬于中等，生產(chǎn)類型屬于大量生產(chǎn)，故金屬型或壓力鑄造均適合，但在成批生產(chǎn)下金屬型鑄造比較合適。
綜上所述，毛坯采用鑄造。
3.3 毛坯尺寸與機(jī)械加工工藝尺寸確定
1. A面的加工余量
A面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除
2. 矩形花鍵底孔。
要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ23 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 表3-59確定孔加工余量的分配。
鉆孔Φ20mm
擴(kuò)孔Φ21mm
拉花鍵
花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》取 2Ζ=1mm
3. B面的加工余量。
此工序分2個(gè)工步1、粗銑B面 2、精銑B面。
精加工余量為0.2mm
粗銑加工余量為2.8mm
3.4 基準(zhǔn)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?；孢x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，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇一般的原則1.保證相互位置要求的原則2.保證加工表面加工余量合理分配的原則3.便于裝夾的原則4.粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)的原則。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證機(jī)械零件在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從此零件圖分析可知，選擇此零件為加工面為粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇原則
選擇精基準(zhǔn)的原則1.基準(zhǔn)重合原則2.統(tǒng)一基準(zhǔn)原則3.互為基準(zhǔn)原則4.自為基準(zhǔn)原則5.便于裝夾原則。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證機(jī)械零件在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從機(jī)械零件圖分析可知，它的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以用與加工基準(zhǔn)。
選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。
3.5加工階段的劃分
3.5.1 粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，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(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，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(jí)為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。
3.5.2 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(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
3.5.3 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(dá)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(jī)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。
3.7 工藝方案的制定和比較
銑削
1.粗銑左端面
2. 精銑左端面
鉆孔
擴(kuò)孔
1.鉆孔φ20
2.擴(kuò)孔至φ22
倒角
1. 倒角15°
拉花鍵
1. 拉花鍵
銑削
1.粗銑溝槽
2.粗銑上平面
銑削
1.精銑溝槽
2.精銑上平面
鉆孔
1. 鉆孔2×φ8
攻螺紋
1.攻螺紋2×M8
檢驗(yàn)
3.8 切削用量及工時(shí)的計(jì)算
（1）已知長(zhǎng)度方向的加工余量為3±0.8mm 。實(shí)際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長(zhǎng)度加工公差I(lǐng)T １２級(jí) 取-0.46 mm （入 體方向）
（2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第3版）表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａｅ≤３mm時(shí)，以及工件直徑為Φ60mm時(shí)（由于凸臺(tái)B面的存在所以直徑取Φ60mm）
?=0.6-0.8mm/ｒ.
按C３１６３－１ 車床說明書 取?=0.6 mm/n。
由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ
按C３１６３－１ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）計(jì)算切削速度。按《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27 ，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）
刀具材料YG6
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見《切削手冊(cè)》表1.28
kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81
∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 車床說明書 ｎ＝200 r／min
所以實(shí)際切削速度V=40.8m/min
3、鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。
（1）、鉆孔
鉆頭選擇：見《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-9確定f=0.48
ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。
按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.
ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.
ｃ、切削速度 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，表2.15得 Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 實(shí)際Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工時(shí)，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
（2）、擴(kuò)孔
刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。
由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動(dòng)進(jìn)給。
（3）、倒角
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。
檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.2４
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗(yàn)按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.21
當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表由表2.32 得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要
工序Ⅱ 拉花鍵孔
單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒
為0.06mm,
拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時(shí) t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面長(zhǎng)度，80mm；
η 考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2；
k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
v 拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時(shí) Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)
工序Ⅲ 粗銑，精銑B面。
加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2ｕｍ。
用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm
機(jī)床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：寬度：40mm 長(zhǎng)度：28mm
1. 粗銑
1) 選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時(shí)。直徑為do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀
銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16°
2) 切削用量
留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r
3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）
4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.9確定
Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min
選Vf=80mm/min 實(shí)際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系數(shù)：
故Pct＜0.8,
根據(jù)X62W型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z
6) 基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm
2. 精銑
1）選擇刀具
刀具與上道工步是同一把刀。
2）切削用量
精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度
ae＝0.2mm，ｆ＝0.6
3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.9確定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm
工序Ⅳ 銑削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸：8+0.030mm , 長(zhǎng)度L=40mm
加工要求：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀（精密級(jí)K8）加工余量8 用乳化液冷卻
機(jī)床：X62W
1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級(jí)K8
銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2) 選擇切削量
由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z
3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4) 決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min
n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min
實(shí)際速度Vc=donc/1000=74.2m/min
選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.28 公式
圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N
M=FCdo/2×103=15.9N?M
Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。
6) 基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm
工序Ⅴ銑寬為180+0.12mm槽
加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長(zhǎng)L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，
1) 選擇刀具
銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2) 選擇銑削用量
由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min
實(shí)際速度Vc=donc/1000=94.2m/min
選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5
Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
第4章 夾具設(shè)計(jì)
4.1 概論
4.1.1 銑床夾具的主要類型
①直線進(jìn)給銑夾具：多少安裝在銑床的工作臺(tái)上，加工過程中同工作臺(tái)一起作直線運(yùn)動(dòng)。
②圓周連續(xù)進(jìn)給銑夾具：多數(shù)安裝在單軸活雙軸圓盤銑床的回轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)上。加工過程中，夾具隨回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)作連續(xù)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)能夠在不停機(jī)的情況下裝卸工件。
③機(jī)械仿形進(jìn)給靠模銑夾具：安裝在臥式銑床或立式銑床上，利用靠模使工件在進(jìn)給過程中相對(duì)于銑刀同時(shí)作軸向和徑向直線運(yùn)動(dòng)，來加工直線曲面或空間曲面3.1.2銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
銑削加工過程不是連續(xù)切削，切削用量和切削力都較大，而且切削力的大小和方向都是變化的，因此，切削過程中容易產(chǎn)生振動(dòng)。所以，在設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)，要特別注意工件在夾具上定位的穩(wěn)定性和夾緊的可靠性。整個(gè)夾具要有足夠大的剛性。
為此，在設(shè)計(jì)和布置定位元件時(shí)，應(yīng)盡量使支撐面大些，定位元件的兩個(gè)支承之間要盡量遠(yuǎn)些。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，為防止工件在加工過程中因振動(dòng)而松動(dòng)，夾緊裝置要有足夠的夾緊力和自鎖能力。為了提高銑床夾具的剛性，在確保夾具具有足夠的排屑空間的前提下，要盡量降低夾具的高度，注意施力方向和作。
4.1.2 銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
銑削加工過程不是連續(xù)切削，切削用量和切削力都較大，而且切削力的大小和方向都是變化的，因此，切削過程中容易產(chǎn)生震動(dòng)。所以，在設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)，要特別注意工件在夾具上定位的穩(wěn)定性和夾緊的可靠性。整個(gè)夾具要有足夠的剛性。
為此，在設(shè)計(jì)和布置定位元件時(shí)，應(yīng)盡量是支撐面大些，定位元件的兩個(gè)支撐之間要盡量遠(yuǎn)些。在設(shè)計(jì)夾緊位置時(shí)，為防止工件在加個(gè)過程中因振動(dòng)而松動(dòng)，夾緊裝置要有足夠的夾緊力和自鎖能力。為了提高銑床夾具的剛性，在確保夾具具有足夠的排泄空間的前提下，要盡量降低夾具的高度；注意施力方向和作用點(diǎn)的位置。
2.定位鍵設(shè)計(jì)
定位鍵裝在夾具體的底部，一般都用兩個(gè)，而且相聚盡量遠(yuǎn)些，個(gè)別小型夾具也可用一個(gè)長(zhǎng)健。通過與銑床工作臺(tái)的T型槽相配合，是夾具上的定位元件的工作表面相對(duì)銑床工作臺(tái)的進(jìn)給方向具有正確的位置關(guān)系。
3.對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
對(duì)刀裝置是用來調(diào)整和確定銑刀相對(duì)夾具位置的。為了防止對(duì)刀時(shí)碰上切削任何對(duì)刀塊，一般在刀具和對(duì)刀之間塞一規(guī)定的塞尺，根據(jù)接觸的松緊程度來確定刀具的最終位置。
4.1.3 銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)
銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長(zhǎng)方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件。
機(jī)用平口虎鉗是通過虎鉗體固定在機(jī)床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用，虎鉗體上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒?dòng)座、螺母、絲桿（及方頭的）和緊固螺釘可作為夾緊元件?；剞D(zhuǎn)底座和定位鍵分別起角度分度和夾具定位作用。
4.1.4 夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
銑床夾具與其它機(jī)床夾具的不同之處在于：它是通過定位鍵在機(jī)床上定位，用對(duì)刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具的位置。
4.1.5 夾具的裝夾方法
夾具裝夾方法是靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對(duì)于刀具、機(jī)床的正確位置具有以下特點(diǎn)：
1.工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。
2.由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過夾具對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置。
3.通過夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。
4.裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。
5.裝夾迅速、方便，能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著地減少輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
6.能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。如鏜削圖機(jī)體上的階梯孔，若沒有臥式鏜床和專用設(shè)備，可設(shè)計(jì)一夾具在車床上加工。
綜上所述：夾具安裝方法簡(jiǎn)單，不受技術(shù)水平影響，易操作。
4.1.6 銑床夾具的安裝
銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái)T形槽的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。
作為定位鍵的安裝是夾具通過兩個(gè)定位鍵嵌入到銑床工作臺(tái)的同一條T形槽中，再用T形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè)T形槽間的距離一致。
4.1.7 銑床夾具的對(duì)刀位置
銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對(duì)位置能迅速而正確地對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置。對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。各種對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加工要求進(jìn)行選擇。
4.1.8 銑刀分類
銑刀的類型很多，可根據(jù)銑刀的形狀及用途分類。
1.按銑刀的用途分類
（1）加工平面用的銑刀
圓柱銑刀：用于臥式銑床上加工平面，主要是用高速鋼制造。圓柱銑刀采用螺旋形刀齒以提高切削工作的平穩(wěn)性。
端面銑刀：用于立式銑床上加工平面。刀齒采用硬質(zhì)合金制造，生產(chǎn)高。
（2）加工溝槽用的銑刀
如鍵槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀、立銑刀、角度銑刀、月牙鍵槽銑刀、鋸片銑刀等。
（3）加工成形表面用的銑刀
如成形銑刀。
2.按銑刀齒背形狀分類
（1）尖齒銑刀
尖齒銑刀也叫直線齒背銑刀。這種銑刀的刀齒是尖齒的，其齒背是用角度銑刀銑出來的，所以呈直線形。
（2）產(chǎn)齒銑刀
產(chǎn)齒銑刀的齒背是用產(chǎn)齒的方法得到的。產(chǎn)齒銑刀沿前刀面重磨，重磨后銑刀的刀齒性能保持不變，因此適用于切削廓形較復(fù)雜的銑刀，如成形銑刀等。
除此之外，銑刀還可以按刀齒數(shù)目分為粗齒銑刀和細(xì)齒銑刀。在直徑相同的情況下，粗齒銑刀的刀數(shù)較少，刀齒的強(qiáng)度及容屑空間較大，適于粗加工，細(xì)齒銑刀適用于半精加工和精加工。
加工槽的銑刀需兩個(gè)方向?qū)Φ?，故?yīng)采用直角對(duì)刀塊。
4.2 夾具
4.2.1 工件預(yù)加工內(nèi)容
1.該工件其他部位都已經(jīng)加工完畢，工件所待加工的部位為銑零件的形狀、尺寸及其位置如零件圖2-1所示。
2.零件生產(chǎn)批量5000件，屬中小批量生產(chǎn)。
4.2.2 定位方案
由零件圖可知，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。
4.2.3 夾緊方案
夾緊裝置由三部分組成：
（1）動(dòng)力裝置
動(dòng)力裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等動(dòng)力裝置。
（2）夾緊元件
夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸來完成夾緊動(dòng)作。
（3）中間傳力機(jī)構(gòu)
中間傳力機(jī)構(gòu)是介于動(dòng)力源和和夾緊裝置之間的傳力機(jī)構(gòu)，它將原動(dòng)力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件。
夾緊裝置的基本要求
（1）夾緊時(shí)不破壞工件在夾具中占有的正確位置；
（2）夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中的定位穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大而損傷工件表面及產(chǎn)生夾緊變形；
（3）夾緊機(jī)構(gòu)操作安全、省力，夾緊迅速。
（4）夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、工作效率應(yīng)與工件的年生產(chǎn)類型相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單，便于制造與維修。
（5）具有良好的自鎖性能
確定夾緊力
確定夾緊力即要確定夾緊力的作用點(diǎn)、方向和大小等三個(gè)要素。
1夾緊力作用點(diǎn)
夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊時(shí)，夾緊元件與工件表面的接觸位置。它對(duì)工件夾緊的穩(wěn)定性和變形有很大的影響。
（1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該落在支撐元件上或幾個(gè)支撐元件所形成的支撐平面內(nèi)，以保證定位確定的工件位置不被破壞。
（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這對(duì)剛性較差的零件尤為重要。
（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工面，這樣可以增加夾緊力的可靠性，防止和減少工件的振動(dòng)。
2夾緊力方向
夾緊力的方向與工件定位基準(zhǔn)所處的位置，以及工件所受外力的作用方向有關(guān)。
（1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)，以保證加工精度。
（2）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于減少所需的夾緊力的大小。
3夾緊力的大小
夾緊力的大小，對(duì)工件裝夾的可靠性，工件和夾具的變形，夾緊裝置的復(fù)雜程度等都有很大的影響。
計(jì)算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡(jiǎn)化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力F，再乘以安全系數(shù)K，作為實(shí)際所需的夾緊力F，即F=k F?？紤]到切削力的變化和工藝系統(tǒng)的變形等因素，一般取K=2.5～3。本夾具采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，其夾緊力的計(jì)算公式為：
F=
式中 ——考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸摩檫損失時(shí)的傳動(dòng)效率；
——螺紋升角；
d——螺紋中徑；
——螺紋摩檫角。
經(jīng)計(jì)算 F=5396N
4.2.4 導(dǎo)向?qū)Φ逗投ㄎ绘I元件設(shè)計(jì)
為了調(diào)整和確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置及工件相對(duì)于刀具的位置，銑床夾具應(yīng)設(shè)置對(duì)刀裝置。
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定夾具和刀具的相對(duì)位置。對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。
對(duì)刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上，其位置應(yīng)便于使用塞尺對(duì)刀，不妨礙工件裝卸。對(duì)刀時(shí)，在刀具與對(duì)刀塊之間加一塞尺，避免刀具與對(duì)刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過早磨損。塞尺有平塞尺和圓柱形塞尺兩種，其厚度和直徑為3～5mm,制造公差h6。對(duì)刀塊和塞尺均已標(biāo)準(zhǔn)化（設(shè)計(jì)時(shí)可查閱相關(guān)手冊(cè)），使用時(shí)，夾具總圖上應(yīng)標(biāo)明塞尺尺寸及對(duì)刀塊工作表面與定位元件之間的位置。對(duì)刀裝置應(yīng)設(shè)置在便于對(duì)刀而且是工件切入的一端。
定向鍵也稱定位鍵，安裝在夾具底面的縱向槽中，一般用兩個(gè)，安在一條直線上，其距離越遠(yuǎn)，導(dǎo)向精度越高，用螺釘緊固在夾具體上。
定向鍵通過與銑床工作臺(tái)上的形槽配合確定夾具在機(jī)床上的正確位置；還能承受部分切削扭矩，減輕夾緊螺栓的負(fù)荷，增加夾具的穩(wěn)定性，因此平面夾具及有些專用鉆鉸床夾具也常使用。
定向鍵有矩形和圓形兩種，定向精度要求高或重型夾具不宜采用定向鍵，而是在夾具體上加工出一窄長(zhǎng)面作為找正基面來校正夾具的安裝位置。
4.2.5 切削力和夾緊力計(jì)算
銑刀每一次切削都產(chǎn)生切削力，包括切向力（主切削力）、背向力（徑向力）和進(jìn)給力（軸向力）。當(dāng)左右切削刃對(duì)稱時(shí)，背向力抵消，最終對(duì)銑刀產(chǎn)生影響的是進(jìn)給力與切削扭矩。銑時(shí)軸向力計(jì)算公式為：
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 由《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表3-7中銑時(shí)軸向力：
其中安全系數(shù)
K1為基本安全系數(shù)1.5
K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.0
K3刀具鈍化系數(shù) 1.10
K4為切削特點(diǎn)系數(shù)（斷續(xù)切削）1.0
可知,銑時(shí)的主要切削力為銑刀的切削方向,即垂直于定位基準(zhǔn)面,在一側(cè)只需要采用塊對(duì)中，而中間的孔