扇形板加工工藝夾具設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)參考

本科課程論文題 目 扇形板加工工藝夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 工程 專 業(yè) 機(jī) 年 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 成 績(jī) 2014年6月5日 目錄1 扇形板的分析.2 1.1 扇形板的工藝分析.2 1.2 扇形板的工藝要求.22 選擇毛坯的制造方式,初確定毛坯形狀.33 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).43.1 加工工藝過(guò)程.43.2 確定各表面加工方案.43.2.1 影響加工方法的因素.43.2.2 加工方案的選擇.43.3 確定定位基準(zhǔn).53.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇.53.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則.53.4 工藝路線的擬訂.63.4.1 工序的合理組合.63.4.2 工序的集中與分散.63.4.3 加工工藝路線方案的比較.73.5 扇形板的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.83.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求.83.5.2 扇形板的偏差計(jì)算.83.6 選擇機(jī)床及對(duì)應(yīng)夾具、量具、刃具.93.7 確定切削用量.104 夾具設(shè)計(jì).154.1 研究原始質(zhì)料.154.2 定位基準(zhǔn)的選擇. 154.3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算.154.4 誤差分析與計(jì)算.164.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明.175 參考文獻(xiàn).181.扇形板的分析1.1 扇形板的工藝分析扇形板零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，加工孔和表面的精度要求較高，上下表面、圓弧表面都有粗糙度要求，精度要求較高，此外還有孔要求加工，對(duì)精度要求也很高?？状植诙纫蠖际荝a1.6，所以都要求精加工。其小頭孔與下平面有平行度的公差要求,和孔有對(duì)稱度公差要求。1.2 扇形板的工藝要求圖2.1 扇形板的零件圖圖2.2 扇形板的零件實(shí)體圖該零件需要切削加工的地方有5 個(gè)處：平面加工包括扇形板上端面、下端面；孔系加工包括；小孔8 和扇形板兩個(gè)外圓弧面的加工。不去除材料加工上下兩個(gè)表面。(1) 以平面為主有： 扇形板上端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是Ra=6.3；下端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是Ra=3.2； 扇形板R48 弧面采用數(shù)控機(jī)床加工，其粗糙度要求是Ra=3.2。(2)孔系加工有：孔的鉆、鉸加工，并且進(jìn)行倒角1x45。其表面粗糙度為Ra=1.6； 8 孔鉆、鉸加工，其表面粗糙度要求Ra =1.6；并且與下端面的平行度要求為0.08m，與的對(duì)稱度為0.1m。扇形板毛坯的選擇用鑄造，因?yàn)樯a(chǎn)率較高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在3.5-4mm，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。于是中批量生產(chǎn)。上面主要是對(duì)扇形板零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。2選擇毛坯的制造方式,初確定毛坯形狀本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復(fù)雜程度及加工表面與非加工表面的技術(shù)要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（機(jī)械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編） 零件材料為HT250 鋼，采用金屬型鑄造，精度可達(dá)到3.210，因此毛坯的加工余量比較小。3.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 加工工藝過(guò)程由以上分析可知，該扇形板零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于扇形板來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。由上面的分析得知：扇形板的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對(duì)加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案3.2.1 影響加工方法的因素(1) 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。(2) 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。(3) 要考慮被加工材料的性質(zhì)。(4) 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。(5) 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63m，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車半精車淬火粗磨。3.2.2 加工方案的選擇(1)平面的加工方案為：粗銑精銑（IT 7 IT 9），粗糙度為 Ra6.31.6，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。故上下端面可用粗銑精銑。(2) 孔的表面粗糙度要求為1.6，則選擇孔的加方案序?yàn)椋恒@鉸精鉸。并且進(jìn)行倒角1x45。(3) 小孔8表面粗糙的要度求為Ra =1.6，并且其孔徑較小，所以選擇加工的方法是鉆鉸精鉸。(4) R48 圓弧面的加工方法：采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。3.3 確定定位基準(zhǔn)3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：(1) 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。(2) 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。(3) 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。(4) 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。(5)便于裝夾原則。(6)保證不加工表面位置準(zhǔn)確原則。(7) 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證扇形板在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從扇形板零件圖分析可知，主要是選擇加工扇形板上下底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。故這里選用扇形板的下端面做為粗基準(zhǔn)。3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則(1) 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。(2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。(3) 互為基準(zhǔn)的原則。當(dāng)兩個(gè)表面位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。(4)自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高，尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證扇形板在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從扇形板零件圖分析可知，它的上端面與，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩銷定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求，所以再在分度盤上加上一個(gè)定位銷，這樣零件的六個(gè)自由度就都限制好了。綜上所述，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方便。3.4 工藝路線的擬定對(duì)于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。扇形板的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗加工扇形板上下端面，再精加工上下端面。后續(xù)工序安排都應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔等原則。3.4.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：(1) 工序分散原則工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。(2) 工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。3.4.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。(1)工序集中的特點(diǎn)工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。(2)工序分散的特點(diǎn)工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。3.4.3 加工工藝路線方案的確定在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，加工工藝路線方案見下；工序1：鑄造毛坯。工序2：粗銑零件的上端面，以下端面為粗基準(zhǔn)。工序3：粗銑零件的下端面，以上端面為粗基準(zhǔn)。工序4：精銑零件的上端面，以下端面為精基準(zhǔn)。工序5：精銑零件的下端面，以上端面為精基準(zhǔn)。工序6：對(duì)孔空進(jìn)行鉆擴(kuò)鉸精鉸。以下端面為基準(zhǔn)。工序7：孔進(jìn)行倒角1X45，以上、下端面為基準(zhǔn)。工序8：對(duì)8 孔空進(jìn)行鉆鉸精鉸?？缀拖露嗣鏋榛鶞?zhǔn)。工序9：用數(shù)控機(jī)床加工R48 外圓弧，以下端面和孔為基準(zhǔn)。工序10：清洗表面。工序11：剔除毛刺。工序12：終檢。3.5 扇形板的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定扇形板的毛胚采用的是HT150 制造,其材料是HT150（最小抗拉強(qiáng)度150）,生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求扇形板為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：(1) 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。(2) 工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。(3)便于裝夾、加工和檢查。(4) 結(jié)構(gòu)要求統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類、形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。3.5.2 扇形板的偏差計(jì)算(1) 扇形板上下端面的偏差及加工余量計(jì)算上下端面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由機(jī)械余量加工手冊(cè)知，其單邊余量值規(guī)定為1.52.0mm，現(xiàn)取1.5mm。可知其粗銑時(shí)精度等級(jí)為IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取-0.25mm精銑：由機(jī)械余量加工手冊(cè)知，其單邊余量值規(guī)定為0.7mm。鑄造毛坯的基本尺寸為32mm，由機(jī)械余量加工手冊(cè)知鍛件復(fù)雜系數(shù)S2 ，重0.608kg，則鍛件偏差為毛坯的名義尺寸為：32+（1.5+0.7）2=36.4mm毛坯最小尺寸為：36.4-0.5=35.9mm毛坯最大尺寸為：36.4+1.1=37.5mm粗銑后最大尺寸為：32+0.72=33.4mm粗銑后最小尺寸為：33.4-0.25=33.15mm精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。(2) 孔的偏差及加工余量計(jì)算該孔精度要求為IT7，換算為22H7，由考參考文獻(xiàn)2知確定工序尺寸及余量為：鉆孔：20mm 2Z=20mm擴(kuò)孔:21.80mm 2Z=1.8mm（Z 為單邊余量）粗鉸:21.94mm 2Z=0.14mm（Z 為單邊余量）精鉸: mm ，即22H7 2Z=0.06mm（Z 為單邊余量）該孔就可達(dá)到精度要求。 (3) 8 孔孔的偏差及加工余量計(jì)算該孔精度設(shè)為為IT7，由考參考文獻(xiàn)1 知確定工序尺寸及余量為：鉆孔：7.8mm粗?jǐn)U：7.96mm 2Z=0.16mm（Z 為單邊余量）精鉸：8H7mm 2Z=0.04mm（Z 為單邊余量）該孔就可達(dá)到精度要求。(4)外圓弧表面沿軸線長(zhǎng)度加工余量及公差。由機(jī)械余量加工手冊(cè)知鍛件復(fù)雜系數(shù)S1，重1.25kg，則鍛件偏差為。長(zhǎng)度方向的余量由機(jī)械余量加工手冊(cè)其余量規(guī)定值是2.0 2.5mm 現(xiàn)取2.0mm。3.6 選擇機(jī)床及對(duì)應(yīng)夾具、量具、刃具選擇機(jī)床：（1）工序2、3、4、5 是銑削加工，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，根據(jù)工件尺寸選用X5020A 立式銑床。（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-5）（2）工序8,9 是鉆鉸-精鉸加工，根據(jù)工件尺寸可以選用立式鉆床Z5125A。（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-6）選擇夾具：由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為10 萬(wàn)/年，為大批大量生產(chǎn)，故均采用專用夾具；選擇量具：本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考本書有關(guān)資料，選擇如下。（1）選擇加工工藝孔量具。8H7 工藝孔經(jīng)鉆孔、擴(kuò)、精鉸三次加工鉆孔至7.8mm，粗餃至7.96mm，精鉸至8H7mm。 工藝孔經(jīng)鉆孔、擴(kuò)、鉸、精鉸四次加工鉆孔至20mm ，擴(kuò)孔至21.8mm，粗鉸至21.94mm，精鉸至22H7 mm。選擇測(cè)量范圍0mm-60mm 的內(nèi)徑千分尺即可。（2）選擇測(cè)量弧面至支承孔軸線及兩端面間距離的量具。由毛坯及零件圖分析可知，選用測(cè)量范圍0mm-100mm 的游標(biāo)卡尺即可。選擇刃具（表5-14 到表5-26）（1）銑削兩端面時(shí)，選用鑲齒套式面銑刀，直徑D=50mm（2）鉆孔孔時(shí)選用直柄短麻花鉆，直徑D=20mm（3）擴(kuò)孔21.8mm 時(shí)，選擇21.8mm錐柄擴(kuò)孔鉆。（4）鉸孔21.94mm 時(shí)，選擇21.94mm，精度等級(jí)為H7 級(jí)的直柄機(jī)用鉸刀。（5）鉸孔22mm 時(shí)，選擇22mm，精度等級(jí)為H7 級(jí)的直柄機(jī)用鉸刀（3）鉆孔7.8mm 時(shí)，選用直柄短麻花鉆，直徑7.8mm。（4）鉸孔7.96mm 時(shí)，選擇8mm，精度等級(jí)為H7 級(jí)的直柄機(jī)用鉸刀。（5）鉸孔8mm 時(shí)，選擇8mm，精度等級(jí)為H7 級(jí)的直柄機(jī)用鉸刀。3.7 確定切削用量工序2 粗銑上端面（1）確定切削用量a確定背吃刀量粗銑時(shí)，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作行程完成，所以粗銑底面A 的加工余量為 1.5mm，選擇背吃刀量ap = 1.5 。b確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz 為0.05mm/z.c選取切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72，選擇切削速度 Vc =70.2m / min（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表9.4-6，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，由表9.4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/(d)=1000x70.2/(3.14x60)=373.32 / min工序3 粗銑下端面a確定背吃刀量粗銑時(shí)，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作行程完成，所以粗銑底面A 的加工余量為 1.5mm，選擇背吃刀量ap = 1.5 。b確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz 為0.05mm/z.c選取切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72，選擇切削速度 Vc 70.2m / min（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表9.4-6，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，由表9.4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速nn=1000v/(d)=1000x70.2/(3.14x60)=373.32 r/ min工序4 精銑上端面（1）確定切削用量a確定背吃刀量精銑時(shí)一般為0.11mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。b確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz 為0.12mm/z.c選取切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72，選擇切削速度。Vc= 49m /min （2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表9.4-6，取磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，由表9。4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速nn=1000v/(d)=1000x49/(3.14x60)=210.6r/ min工序5 精銑下端面（1）確定切削用量a確定背吃刀量精銑時(shí)一般為0.11mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。b確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz 為0.08mm/z.c選取切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72 ， 選擇切削速度。Vc= 57.6m / min （2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表9.4-6，取磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm，由表9。4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/(d)=1000x57.6/(3.14x60)=305.75r / min工序8 鉆、擴(kuò)、鉸孔工步1 鉆孔（1） 確定切削用量a. 確定背吃刀量因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為20mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=20mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-64，（HT150 硬度為硬度為170HBS）選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/rc. 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=100min。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x20)=429.94 r/ min工步2：擴(kuò)孔a. 確定背吃刀量因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為1.8mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=1.8mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-67，（HT150 硬度為170HBS）選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/rc. 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x21.8)=394.44 r/ min工步3：粗餃孔；a. 確定背吃刀量因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.14mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=0.14mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-64，（HT150 硬度為170HBS）選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/rc. 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x21.94)=391.92 r/ min工步4：精餃孔；a. 確定背吃刀量因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.06mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=0.06mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-64，（HT150 硬度為170HBS）選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/rc. 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x22)=390.85 r/ min工序9鉆、擴(kuò)、鉸8 孔工步1 鉆孔（1） 確定切削用量a. 確定背吃刀量因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為7.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=7.8mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-64，（HT150 硬度為硬度為170HBS）選擇進(jìn)給量f 為0.5mm/rc. 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=100min。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x7.8)=1102.4 r/ min工步2：擴(kuò)孔a. 確定背吃刀量因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.16mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=0.16mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-67，（HT150 硬度為170HBS）選擇進(jìn)給量f 為0.8mm/rc. 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x7.96)=1080.24 r/ min工步3：精餃孔；a. 確定背吃刀量因?yàn)閿U(kuò)孔的加工余量為0.04mm。一次工作行程擴(kuò)完，所以選擇背吃刀量a=0.04mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-64，（HT150 硬度為170HBS）選擇進(jìn)給量f 為0.5mm/rc. 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定擴(kuò)孔鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=150min。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x8)=1074.84 r/ min4. 22孔夾具設(shè)計(jì)4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來(lái)鉆22 的孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：上下端面進(jìn)行了粗、精銑加工，上下圓弧面進(jìn)行了加工。因此，定位、夾緊方案為：即一面、心軸和銷定位，夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上夾緊。圖中對(duì)孔的的加工有位置公差要求，所以我們選擇底平面、孔和銷為定位基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鉆模模具，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5個(gè)自由度，用削限制一個(gè)自由度，保證了6 個(gè)自由度都得到限制。利用分度盤轉(zhuǎn)到，可以加工出3 個(gè)空。4.3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算鉆該孔時(shí)選用：臺(tái)式鉆床Z4006A，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻(xiàn)5查表127可得：鉆削力公式： Ff=210Df0.8 Kp式中D=7.8mm ，f=0.2mm/r查表1 2 8得：Kp=(HB/190) 0.6其中：HB=229 則Kp=1.118即：Ff=3942.4（N)實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表1212得：Wk=FK/(1+2)有：1 = 0.7, 2= 0.16安全系數(shù)K 可按下式計(jì)算有： K =K0K1K2K3K4K5K6式中：K0 K6為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)5表121 可得：K =1.21.01.01.01.31.01.0= 1.56所以Wa=KxF=880.7x1.56=1373.892(N)由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取K =1.56，1 = 0.7，2 = 0.16查參考文獻(xiàn)51226 可知壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：W0=QL/tg +tg(+ )式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得：rz其中：L=32mm Q = 80(N )螺旋夾緊力：W0 =4952.32(N)由上述計(jì)算易得： Wo >>Wk因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。4.4 誤差分析與計(jì)算該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為1.6。由參考文獻(xiàn)5可得：(1) 圓柱位銷的定位誤差：由于是孔的誤差引起取=0.03mm(2) 夾緊誤差 ：j.j=(ymax-ymin)cos其中接觸變形位移值：y=(kRazRaz+kHB/HB+c1)(Nz/19.62l)n查5表1215 有kRaz =0.004, kHB =0.0016, c1 =0.412, n=0.7 。j.j=ycos=0.0028mm(3)磨損造成的加工誤差：j.M通常不超過(guò)0.005mm(4) 夾具相對(duì)刀具位置誤差：D.A 取0.01mm(5)分度誤差1. 直線分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知Smin=S-(+X1+X2+e ） Smax=S+(+X1+X2+e） 所以F=2(+X1+X2+e）2.回轉(zhuǎn)分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知a=4artcg(f/4+2X3)/4R誤差總和：0.070mm 滿足要求。4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以端面、一孔、一銷為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位，采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件，該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。擰緊開口墊圈旁的螺母，可以使工件與分度機(jī)構(gòu)貼緊，擰緊另一個(gè)螺母整個(gè)裝配體就夾緊了，這樣就可以開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行第一個(gè)孔的加工，先鉆孔然后換刀具進(jìn)行鉸孔，這樣一個(gè)孔就加工好了，旋轉(zhuǎn)螺套，使分度盤與加具體之間有空隙，這樣拔出對(duì)位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤，旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)孔，松開對(duì)位銷反轉(zhuǎn)螺套直到不能再轉(zhuǎn)，這樣就可以進(jìn)行加工第二個(gè)孔，用同樣的方法加工第三個(gè)孔，加工完后，松開開口墊圈旁的螺母，開口墊圈取下，換上下一個(gè)工件，如此往復(fù)進(jìn)行。此次設(shè)計(jì)是對(duì)扇形板零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄造，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對(duì)于加工8孔工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿足要求。4. 8孔夾具設(shè)計(jì)4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來(lái)鉆圓周面上3 個(gè)8 的孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：上下端面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了粗、半精、精鏜加工。因此，定位、夾緊方案為：即一面、心軸和銷定位，夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上夾緊。圖中對(duì)孔的的加工有位置公差要求，所以我們選擇底平面、孔和銷為定位基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鉆模模具，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5個(gè)自由度，用削限制一個(gè)自由度，保證了6 個(gè)自由度都得到限制。利用分度盤轉(zhuǎn)到，可以加工出3 個(gè)空。4.3 鉆削力及夾緊力的計(jì)算鉆該孔時(shí)選用：臺(tái)式鉆床Z4006A，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻(xiàn)5查表127可得：鉆削力公式： Ff=210Df0.8 Kp式中D=7.8mm ，f=0.2mm/r查表1 2 8得：Kp=(HB/190) 0.6其中：HB=229 則Kp=1.118即：Ff=3942.4（N)實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表1212得：Wk=FK/(1+2)有：1 = 0.7, 2= 0.16安全系數(shù)K 可按下式計(jì)算有： K =K0K1K2K3K4K5K6式中：K0 K6為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)5表121 可得：K =1.21.01.01.01.31.01.0= 1.56所以Wa=KxF=880.7x1.56=1373.892(N)由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取K =1.56，1 = 0.7，2 = 0.16查參考文獻(xiàn)51226 可知壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：W0=QL/tg +tg(+ )式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得：rz其中：L=32mm Q = 80(N )螺旋夾緊力：W0 =4952.32(N)由上述計(jì)算易得： Wo >>Wk因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。4.4 誤差分析與計(jì)算該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為1.6。由參考文獻(xiàn)5可得：(1) 圓柱位銷的定位誤差：由于是孔的誤差引起取=0.03mm(2) 夾緊誤差 ：j.j=(ymax-ymin)cos其中接觸變形位移值：y=(kRazRaz+kHB/HB+c1)(Nz/19.62l)n查5表1215 有kRaz =0.004, kHB =0.0016, c1 =0.412, n=0.7 。j.j=ycos=0.0028mm(3)磨損造成的加工誤差：j.M通常不超過(guò)0.005mm(4) 夾具相對(duì)刀具位置誤差：D.A 取0.01mm(5)分度誤差1. 直線分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知Smin=S-(+X1+X2+e ） Smax=S+(+X1+X2+e） 所以F=2(+X1+X2+e）2.回轉(zhuǎn)分度誤差查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知a=4artcg(f/4+2X3)/4R誤差總和：0.070mm 滿足要求。4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以端面、一孔、一銷為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位，采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件，該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。擰緊開口墊圈旁的螺母，可以使工件與分度機(jī)構(gòu)貼緊，擰緊另一個(gè)螺母整個(gè)裝配體就夾緊了，這樣就可以開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行第一個(gè)孔的加工，先鉆孔然后換刀具進(jìn)行鉸孔，這樣一個(gè)孔就加工好了，旋轉(zhuǎn)螺套，使分度盤與加具體之間有空隙，這樣拔出對(duì)位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤，旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)孔，松開對(duì)位銷反轉(zhuǎn)螺套直到不能再轉(zhuǎn)，這樣就可以進(jìn)行加工第二個(gè)孔，用同樣的方法加工第三個(gè)孔，加工完后，松開開口墊圈旁的螺母，開口墊圈取下，換上下一個(gè)工件，如此往復(fù)進(jìn)行。此次設(shè)計(jì)是對(duì)扇形板零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄造，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對(duì)于加工8孔工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿足要求。5 參考文獻(xiàn)1 呂明，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，武漢理工大學(xué)出版社，2010.2 柯建宏，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)出版社，2008.9王伯平，互換性與技術(shù)測(cè)量，機(jī)械工業(yè)出版社，2012.- 22 -優(yōu)質(zhì)材料