盖板铣15度斜面加工工艺及夹具设计说明书

常州机电职业技术学院毕业设计（论文）说明书作者：学号：系 部：专 业：题 目 盖板加工工艺及夹具设计指导者评阅者年月毕业设计（论文）中文摘要盖板零件加工工艺及铳床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以 及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工 艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接 着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切 削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元 件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具 定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注 意改进。关键词： 拨叉，加工工艺，专用夹具，设计毕业设计（论文）外文摘要Title： The deflector cover parts and the fixture designprocessAbstract:Cover parts and milling fixture design process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each workin procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords: fork, machining process, fixture, design目录1绪论12加工工艺规程设计12.1零件的分析12.1.1零件的作用12.1.2零件的工艺分析22.2盖板加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施22.2.1孔和平面的加工顺序22.2.2孔系加工方案选择32.3盖板加工定位基准的选择32.3.1粗基准的选择32.3.2精基准的选择42.4盖板加工主要工序安排42.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 63铳15度斜面夹具设计173.1设计要求173.2夹具设计173.2.1 定位基准的选择173.2.2切削力及夹紧力的计算173.3定位误差的分析203.4夹具设计及操作的简要说明21总结21参考文献2223致谢1 绪论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装 备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装 备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此 制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从 某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平 的重要指标。盖板零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械 设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工 中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺 寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性 和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生 产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。2 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是盖板。盖板的主要作用是保证各轴之间的中心距及平行度，并保 证部件正确安装。因此盖板零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而 且还会影响工作精度、使用性能和寿命。6ii82.1.2 零件的工艺分析由盖板零件图可知。盖板是一个盖板零件，它的外表面上有 4 个平面需要进行加工。 支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表 面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：(1) 以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的底削加工；其中底面有表面粗糙度要求为Ra3.2rm ,(2) 以0 20的孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：外圆面；0 20的 孔。(3) 以15度面为主要加工平面的加工面，包括15度所在的平面( 4 )周边侧面2.2 盖板加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该盖板零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于盖板来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序 盖板类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工盖板上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。盖板的加工自然应遵循这个原则。这是因为平 面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其 次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于 对刀及调整，也有利于保护刀具。盖板零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗 加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择盖板孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从 加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产 率的条件下，应选择价格最底的机床。根据盖板零件图所示的盖板的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用 镗模法镗孔较为适宜。（1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，盖板孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹 具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模 的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。 所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装 配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获 得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及 产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大 能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模 板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将盖板孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然 后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.3 盖板加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入盖板的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以盖板的输入轴和输出 轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工 件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基 准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均 匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保 证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证盖板孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证 盖板在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从盖板零件图分析可知，它的顶 平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位 仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加 工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是盖板的装配基 准，但因为它与盖板的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧 以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4 盖板加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。盖板加工的第一个工序 也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工 定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到盖板加工完成为止，除了个别工序 外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出 来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。 螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于盖板， 需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实 际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加 工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定 的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶 段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80-90oc的含0.4%1.1%苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、 铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 200m g。根据以上分析过程，现将盖板加工工艺路线确定如下：此处省略XXXXXXXXXX。如需完整文档请联系发布者，免费赠送文档。配套相关 图纸、源文件可以咨询购买。海量课程设计、毕业设计资料原稿， CAD 图纸，三维模型原件，可咨询扣：2686987875以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手 段之后，就会发现仍有问题，方案二把钻孔工序调整到后面了，这样导致加工斜面无法找到合适的定位基准，无法 满足零件公差要求。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：工艺路线一：10 铸造毛坯20 时效时效处理,去应力30 车 车外圆及端面40 车 车另外一端面保证全长50 车 车内孔60 铣 铣开工件,铣一边侧面70 铣 铣开工件,铣另外一边侧面80钻钻4-屮20孔90钻铰钻铰4-屮4孑L100 铣 铣15 度斜面110钳工 去毛刺120 检验 检验2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“盖板”零件材料采用为铸造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求： 由于铸件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的 表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。 为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称， 尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。 模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。 模锻件的整体结构应力求简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余 量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵 的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考 虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。（1）斜面的加工余量。 根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为2.7 3.4mm ，现取3.0mm。表3227粗铳平面时厚度偏差取-0.28mm。精铳：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为1.5mm。 （2）前后端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铳：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23,其加工余量规定为2.73.5mm， 现取3.0mm。半精铳：参照机械加工工艺手册第1卷，其加工余量值取为2.5mm。 精铳：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为0.5mm。铸件毛坯的基本尺寸为365 + 0.5 + 2.5 + 3 = 371mm，根据机械加工工艺手册表 2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为1.6mm。毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 2.3.71，现确定螺孔加工余量 为：2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序 3 车外圆及端面 确定粗车右端面的切削用量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于CA6140 机床的中心高为200mm （表1.30），故选刀杆尺寸B x H = 16mm x 25mm，刀片厚度为 4.5mm。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角V = 12 0，后角a = 60，主偏 00 角K = 900，副偏角K = 100，刃倾角九s = 00，刀尖圆弧半径r = 0.8mm。vvs 确定切削深度a由于单边余量为5 mm，可在一次走刀内完成，故3.75mm_76.5 - 69ap23-1) . 确定进给量 f根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为16mm x 25mm， a 4mm，工件直径100 400之间时, p进给量f -0.51.0 mm; r按 CA6140 机床进给量（表 4.2 9 ）在机械制造工艺设计手册可知：f =0.7 mm. r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 130，CA6140机床进给机构允许进给力F =3530 N。 max根据表 1.21,当强度在 174207 HBS 时，a 4mm , f 0.75 mm r , K = 45 0时， pr径向进给力：F =950N。R切削时F的修正系数为K =1.0，K =1.0，K =1.17（表1.292），故实际 froFfAsFfkrFf进给力为：F =950 x 1.17 =1111.5 N（3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选f = 0.7 mmr可用。 . 选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为1.5mm，车刀 寿命 T = 60 min。 确定切削速度V0切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当YG6硬质合金刀加工硬度200219HBS 的铸件，a 4mm， f 0.75mm r，切削速度 V = 63m min。p切削速度的修正系数为K =1.0，K =0.92，K 0.8，K =1.0，K =1.0 （见表 tvmvsvTvKv3-3)1.28），故：V=V K =63x1.0x1.0x0.92x0.84x1.0x1.0 0 t v48 m.- min1000V c1000 x 48n x 127= 120 r min3-4)根据CA6140车床说明书选择n =125 rmin这时实际切削速度V为：cV=cn Dn&1000n x 127 x 1251000沁 50 m. min3-5) . 校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25, HBS = 160245 , a 3mm , f 0.75mmfr , p切削速度V 50 m： min时，P =1.7KW C切削功率的修正系数k =0.73, K =0.9，故实际切削时间的功率为：krPcr 0PcP=1.7x 0.73=1.2KWC（3-6）根据表1.30，当n = 125 r min时，机床主轴允许功率为P = 5.9KW，P P，故所 EC E选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：a =3.75 mm， f = 0.7mm., r， n = 125 r min = 2.08rs， V = 50m min . 倒角为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同n = 3.28 r s换车刀手动进给。 . 计算基本工时t = （3-7）nf式中 L = l + y + A， l = 127mm由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量y + A = 1mm，则L =127 +1=128mmt = 1.46 min（3-8）m 125 x 0.7工序 4 车另外一端面保证全长所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140 机床的中心高为200mm （表1.30），故选刀杆尺寸B x H = 16mm x 25mm，刀片厚度为4.5mm。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角V = 12 0，后角a = 6。，主偏 00角K = 900，副偏角K = 100，刃倾角九s = 00，刀尖圆弧半径r = 0.8mm。vvs 确定切削深度a由于单边余量为5 mm，可在一次走刀内完成，故76.5 - 69= 3.75mm3-1) . 确定进给量 f根据切削加工简明实用手册可知：表 1.4刀杆尺寸为16mm x 25mm , a 4mm，工件直径100 400之间时，p进给量f =0.51.0 mm r按 CA6140 机床进给量（表 4.29）在机械制造工艺设计手册可知f =0.7 mm： r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力F =3530 N。max根据表 1.21,当强度在 174207 HBS 时，a 4mm , f 0.75 mm r , K = 450时，pr径向进给力：F =950N。R切削时F的修正系数为K=1.0, K =1.0, K =1.17 （表1.292）,故实际froFfAsFfkrFf进给力为：F =950x1.17=1111.5N（3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选f = 0.7 mmr可用。 . 选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为1.5mm，车刀寿命 T = 60 min。 确定切削速度V0切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当YG6硬质合金刀加工硬度200219HBS 的铸件，a 4mm , f 0.75mm： r，切削速度 V = 63m min。p切削速度的修正系数为K =1.0, K =0.92, K 0.8, K =1.0, K =1.0 (见表 tvmvsvTvKv1.28),故：V=V K =63x1.0x1.0x0.92x0.84x1.0x1.0 0 t v48 m. min1000V c1000 x 48n x 127= 120 r min3-3)3-4)根据CA6140车床说明书选择n =125 rmin这时实际切削速度V为：cV=cn Dncn x 127 x 125100050 m. min3-5) 校验机床功率 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25, HBS = 160245 , a 3mm , f 0.75mm r , p切削速度V 50 m min时，P =1.7KWC切削功率的修正系数k =0.73, K=0.9，故实际切削时间的功率为：krPcr 0PcP =1.7 x 0.73 =1.2 KW(3-6)C根据表1.30，当n = 125r min时，机床主轴允许功率为P = 5.9KW，P P，故所EC E选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：a =3.75 mm， f = 0.7mm., r， n = 125 r min = 2.08 r. s， V = 50m. min工序 5 车内孔 确定切削深度apa = = 2.5mm p2 . 确定进给量 f根据切削用量简明使用手册表 1.5 可知，当粗镗铸件时，镗刀直径 20mm a P = 3.5kwcmcc因此机床功率能满足要求。基本时间根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为：t 二一m n xf czt=m2 x (50 + 60)300 x 0.16=3.6min工序80:钻、扩、铰Q20孔。 机床：立式钻床 Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。钻孔20H9钻孔 20 H 9时先采取的是钻 17孔，再扩到 19.7，所以D二17 mm。 切削深度a : a = 8.5mmpp进给量f :根据参考文献3表2.438,取f = 0.33mm/r。 切削速度V :参照参考文献3表2.441，取V = 0.48m/ s。 机床主轴转速n :1000v 1000x0.48x60n =沁 539.53r /mm ,兀 d3.14x 17按照参考文献3表3.131,取n = 630r/min兀 dn 3.14 x 17 x 630所以实际切削速度v : v =-0.56m/s10001000 x 60切削工时被切削层长度/: / = 42mm刀具切入长度/ :l=11D17ctgk + (12) =ctg120。2 r2+1 = 5.9mm 沁 6mm刀具切出长度 l ： l = 1 4 mm取 l = 3mm2 2 2 走刀次数为 1机动时间 t : t = = 42 + 6 + 3 沁 0.25minj1j1 fn 0.33x 630扩孔20H9刀具：根据参照参考文献3表4.331选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号：E403因钻孔20H9时先采取的是先钻到 17孔再扩到 19.7，所以=19.7mm , . = 17 切削深度a : a = 1.35mmpp进给量f：根据参考文献3表2.452，取f = 0.6mm / r。切削速度V :参照参考文献3表2.453，取V = 0.44m/ s。机床主轴转速n :lOOOvn D1000 X 0.44 X 603.14 x 19.7 426.78 r /min按照参考文献3表 3.131,取n = 500r/minn dn 3.14 X19.7 X500所以实际切削速度v : v = 0.52m/s10001000 X 60切削工时被切削层长度l ： l = 42mm刀具切入长度l有:1D dl =1 ctgk + (1 2)=12 r19.7 172ctg 120 + 22.86mm 3mm刀具切出长度l : l = 14mm22,取 l = 3mm2走刀次数为 1机动时间 t : t = = 42 + 3 + 3 0.16minj2j2 fn 0.6 X 500铰孔0 20H 9 刀具：根据参照参考文献3表4.354,选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度 a : a = 0.15mm，且 D = 20mm。进给量 f ：根据参考文献3表 2.458, f =1.0 2.0mm/r 取 f = 2.0mm/r。切削速度V :参照参考文献3表 2.460，取V = 0.32m/s。机床主轴转速n :1000V 1000X0.32X60n =沁 305.73r/mmn D 3.14X20按照参考文献3表 3.131取n = 315r/min实际切削速度V :n Dn 3.14X20X600v =沁 0.63m / s10001000 X 60切削工时被切削层长度l: l = 42mm刀具切入长度11,l = Dd0 ctgk + (1 2) = 20197 ctg 120 + 2 2.09mm1 2 r 2刀具切出长度l : l = 1 - 4mm取l = 3mm2 2 2 走刀次数为 1L 42 + 2.09 + 3机动时间t : t =沁0.07 minj3j3 nf2 X 315该工序的加工机动时间的总和是t : t = 0.25 + 0.16 + 0.07 = 0.48minjj工序90钻扩铰孔 钻扩铰孔 钻扩铰孔屮4及倒角钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床，刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻，机械加工 工艺手册第 2 卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10mm的钻孔进给量为 0.200.35 mmr 。则取f = 30 mm确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9v 二切削速度计算公式为c d zvv0 T m a xv f yvpk m. minv3-20)查得参数为 Cv 二 8丄 Zv 二 0.25, Xv 二 0, yv0.55,m = 0.125，刀具耐用度 T=35 min8.1 X 70.25则所以选取V = 350.125 X 50 X 0.30.55 =1.6 mimin1000 x 1.6n = 3.14 x 7 =72 minn = 120 r . m i n1000=2.64 m min120 X 3.14 X 7 v 二所以实际切削速度为确定切削时间（一个孔）工序 110: 铣 15 度斜面已知工件材料为2CR13,选择高速钢圆柱铳刀直径d=60mm,齿数z=10。根据资料 选择铳刀的基本形状,r =10, a =12, P =15已知铳削宽度a =2.5mm，铳削深度 n0ea =50mm 故机床选用 X52K 立式铣床。P1. 确定每齿进给量 fZ根据资料所知，X52K立式卧式铳床的功率为7.5kw,工艺系统刚性为中等。 查得每齿进给量f =0.160.24mm/z、现取f =0.16mm/z。ZZ2. 选择铣刀磨损标准及耐用度根据资料所知，铳刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm,铳刀直径d=60mm, 耐用度 T=180min。3. 确定切削速度根据资料所知，依据铳刀直径d=60mm,齿数z=10，铳削宽度a =2.5mm, e铳削深度 a =50mm ,耐用度 T=180min 时查取 V = 98mm/s , Pc n=439r/min,Vf=490mm/s。根据 X52K 立式铣床主轴转速表查取, nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：“兀d nV =-c-c 10003.14x 60 x 300V =56.52m/mmc 1000实际进给量：vf = f c zc n z cfzc475=0.16mm/z300 x103.校验机床功率根据资料所知，铳削时的功率（单位kw）为:当f =0.16mm/z, a =50mm,ZPa =2.5mm,Vj490mm/s时由切削功率的修正系数k =1,则P = 3.5kw, P =0.8e f mpc cc ctkw。根据X52K型立式铳床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P = P Xcm cmPctP =7.5X0.8=6P = 3.5kwcm cc 因此机床功率能满足要求。基本时间根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为：2 x lt 二m n xfcz2 x (50 + 60)300x0.16=3.6min3 铣 15 度斜面夹具设计3.1 设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即 为铳15度面的专用夹具，本夹具将用于X52K铳床。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强 度，精度不是主要考虑的问题。3.2夹具设计3.2.1 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备 采用手动夹紧。由零件图可知：在对铣 15 度面进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，进行 了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有：方案I：选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹 紧。方案II：选一面两销定位方式，2销，夹紧方式用操作简单，通用性较强的螺旋压 板来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。3.2.2 切削力及夹紧力的计算 刀具：面铣刀（硬质合金）刀具有关几何参数：Y二15o 二顶刃10。a二侧刃6。 0二10。15。K二30 0 0 n rL = 20.5mm Z = 22 a 二 0.08mm / z a 二 2.0mm fp由参考文献55表129可得铳削切削力的计算公式：F = 2335a 0.9 f 0.80 D-i.iBi.izn-0.1pz有：F 二 2335 x 2.00.90 x 0.08o.80 x 28-i.i x 20.51x 22 x 2.4-0.1 二 836.24(N)根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间 状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为 实际所需夹紧力的数值，即：W = K - FK安全系数 K 可按下式计算：K 二 K K K K K K K0123456式中：KK为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数：06K 二 1.0, K 二 1.0” K 二 1.0,123K = 1.3, K = 1.0, K = 1.0.456由此可得：K 二 1.2x 1.0x 1.0x 1.0x 1.3x 1.0x 1.0 二 1.56所以 W 二 K- F 二 836.24x 1.56 二 1304.53(N)K由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选 用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。 夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形 变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离 心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但 实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削 力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗 略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二 是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a. 建立理论夹紧力町理与主要最大切削力FP的静平衡方程：J理二（FP）。b. 实际需要的夹紧力J需，应考虑安全系数，J需=KFJ理。c. 校核夹紧机构的夹紧力 FJ 是否满足条件： FJFJ 需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究 过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧 装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、 惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位 是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用 力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元 件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理 与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过 转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（X）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动 装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心 作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的 夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧 定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前 后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心 在规定位置上。查参考文献51226可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：W 二 QL/0/ytgp +Y tg(a+q )1 z2式中参数由参考文献5可查得：y = 6.22 r 二2.76 申二90。申 二9。50 a = 2 29z12。其中：L 二 33(mm) Q 二 80(N)螺旋夹紧力：W二4748.2(N)0该夹具采用螺旋夹紧机构，由上述计算易得：W WKK 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选 用手动螺旋夹紧机构。3.3定位误差的分析 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸 公差。A +A 5jwg与机床夹具有关的加工误差A，一般可用下式表示:jA 二A + A + A+ A + AjW Z D A DWj jj.M由参考文献5可得：定位误差 ：A =5 +5 +ADWd1min5 +5 + A+5 +5 + AA = arctg d1min D2min-J .W2L其中：5= 0.052mm , 5= 0mmD1D 25= 0.011mm , 5= 0.023mmd1d 2A= 0mm, A= 0.034mm1min2min 夹紧误差：A 二(y- y )cosaj jmax min其中接触变形位移值：=(kRRaZ aZ+人+ c )(亠HB 1 19.62l)n查5表 1 215 有 K 二 0.004,K =0.0016,C 二 0.412,n 二 0.7。RazHB1A = A cos a = 0.0028mmj jy 磨损造成的加工误差： A通常不超过 0.005mmj M 夹具相对刀具位置误差： A取 0.01mmDA误差总和：A +A 二0.085mm0.3mmjw 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4夹具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工 时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度， 用定位块定位最后一个转动自由度。总结加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的 提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先 后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行 专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向 的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到 零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的 目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。 最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的 夹紧力不大。完成了本次设计，通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为 以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。参考文献参考文献1. 机床夹具设计 第 2版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社2. 机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛主编 冶金工业出版社3. 机械制造工艺学 周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社3. 机械制造工艺设计简明手册李益民 主编 机械工业出版社5. 工艺师手册 杨叔子主编 机械工业出版社3. 机床夹具设计手册 王光斗、王春福主编 上海科技出版社7. 机床专用夹具设计图册南京市机械研究所 主编 机械工业出版社8. 机械原理毕业设计手册 邹慧君主编 机械工业出版社9. 金属切削手册第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学技术出版社10. 几何量公差与检测第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社 11机械设计基础 第三版 陈立德主编 高等教育出版社 12工程材料丁仁亮主编 机械工业出版社13机械制造工艺学毕业设计指导书，机械工业出版社14机床夹具设计王启平主编 哈工大出版社致谢经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。回顾这日日夜夜，感觉经过了 一场磨练，通过图书、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了自己的专业 知识。对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。此时此刻，我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术 难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设 计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综 合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此，老师的敬业精神更是 深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、 授业、解惑。同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们毕业设计的 重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去， 为更好、更快的完