緒論1.1夾具的背景工件在機床上加工要保證爭取的相對位置，就得用到各種夾具，如專用夾具，通用夾具等。從大范圍的角度上來理解，換句話說，在加工工藝中，每一道工藝流程都能夠快，穩定的把工件夾住，都可稱為夾具。如三或四爪自定心卡盤、虎鉗、機床夾具等。夾具一般是由定位元件、夾緊元件、連接件、夾具體構成。特別的對于某些機床是需要對刀的所以多增加一個對刀引導元件可保證刀具與工件有正確的相對位置。1.2現代夾具的現狀隨著我國工業的飛速發展，在機床的設計上也是日益提高，不斷優化，從而提高了對夾具的要求，很多企業也是通過各種方式不斷優化夾具，使其夾具擁有更高精度、更好的適配性、更好的擴展性、更好的經濟性和更高的通用性。目前比較常見的夾具有如下幾種制定過程：組合夾具為了加工不同的零件，同時也可以不同型號或者不同的機床上使用，可將不同形狀、不同尺寸和各式各樣的專用夾具通過優化設計將它們組合成一種通用性夾具，同時還的保證夾具的設計精度。應為組合夾具是將許多個專用夾具通過優化設計組合成的新夾具，故體型和重量比較大，工人在機床上安裝有一定的影響，且精度難以保證，成本非常高，所以一般很少使用。成組夾具成組夾具是對以前的專用夾具通過設計優化，打造出的新夾具，主要是可跟換某些部分位置，通過更換這種位置的部件，就組合成一個新的專用夾具，這種家具通用性好，特別適用于一臺機床上加工不同特征種類的零件，故這類夾具的成本低、通用性強，結構簡單，高精度的特點，但在自動化的機床上就顯得有心無力了，因此無法滿足現代化機床的要求。自動化夾具為了提高機械的加工效率，所以對夾具的自動化要求也提出了更高的要求，首先，自動化機床是不需要認為操作的，所以對夾具的靈活性、通用性就有了更高的要求。其次對夾具的更換和夾緊也提出了自動化的要求，在這可采用電動、氣動、液壓等來進行夾具的更換和對工件的夾緊，使其達成拆除與安裝的目的。因為機床在對零件進行切削是會產生大量的切屑，所以必須在設計出一個自動清屑裝置，為了確保鉆削的常規開展，全自動數控車床必須事前程序編寫，那樣就可以全自動完成加工，不用人力實際操作。1.3夾具的發展現狀現在的機床夾具的主攻方向是高精度、高效率、柔性化等多個方面。高精度隨著各種設備對工件的精度要求越來越高，所以對機床夾具的制造精度也是提出了很高的要求，隨著夾具精度的提高，可以降低定位誤差和提高工件加工精度，尤其是對孔加工的要求，高精度機床的夾具對孔的定位精度、夾具重復安裝的定位進度都可達到上下5微米，夾具重復定位的精度可達到2～5微米，如今機床夾頭的精度早已做到毫米級。高效率為了提高生產效率，各種簡單或復雜夾具也應用而生，有在傳統的夾具改良出來的夾具，也有根據具體零件設計出來的專用夾具，都必須滿足以下幾個條件，1、迅速夾持，2、工裝夾具便于應用，3、工裝夾具必須很短的時間段在設備上安裝和調節。模塊化、組合化為了更好地完成工裝夾具的組成，構件務必模塊化設計。模塊化的設計可為夾具大大降低輔助設計和組裝的時間，提高了時間的利用率，在CAD上建立元件庫、標準件庫、典型夾具庫，來對夾具實行各種優化和設計。從而綜合提高夾具的使用率。柔性化夾具在機床上的靈活性、通用性可直接影響加工性能和加工效率，從而影響經濟性。應用組合式、模塊化的夾具系統，一次性成本高，當新的夾具實現可拆裝、可擴展、范圍廣、功能強、通用性強、夾具的利用率高、裝夾時間短、成本低、環保，才能體現出良好的經濟性。

零件的分析在分析零件圖和零件與夾具裝配圖的設計過程中，在滿足零件在工作環境下，確保零件材料的強度是否合理，最先分析零件圖和該零件的部件或組件的組件圖，隨后分析該零件在零件或組件中的具體位置和作用，及其部件或組件對該零件規定的技術要求、其關鍵技術性必要性和相對性。最后選擇合適的機床對其加工。2.1零件的作用底板座架在各種工業設備、大型的重型設備或小型家用設備都需要各式各樣的底板座架，故底板座架不論在生活中還是在工廠中都是必不可少的零件，其中底板座架的作用或者功用有如下幾點：底板座架時各種機械設備的支撐零件，也是基礎的零件，并在這種零件的基礎上安裝各種軸類零件。在各種工藝結構上通過底板座架可以起到對設備或零件的定位作用。還可用于對各種設備與設備或者地面的連接作用，是它們相互連接的基礎零件。2.2零件的工藝分析根據零件圖，可以初步擬定零件的加工表面，其間零件有一定位置要求。為此以下是底板座架需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求，分述如下：以右端面為粗基準車Ф45mm外圓，要求粗糙度小于等于Rɑ3.2μm以Ф45mm外圓B為定位基準，加工零件的左端面，要求的粗糙度為小于等于Rɑ6.3μm，零件的左端面跟Ф45mm外圓B表面的有垂直度誤差為0.03μ本零件的Ф36mm內孔的加工，主要是Φ36的內表面加工，要求的粗糙度為小于等于Rɑ3.2μ圖2.1底板座架零件圖小結：本章節主要對底板座架這個零件進行作用或功用的介紹，并對其進行了工藝分析，以及零件圖的詳情。

第3章工藝規程設計3.1確定毛坯的制造形式本次設計的是零件底板座架的在選的材料是經濟性且滿足強度和剛度要求的灰鑄鐵HT200，因零件底板座架要求強度、剛度以及耐用性和抗震性良好，所以采用鑄件的形式。零件底板座架在眾多的生產方式中是屬于中、大批量生產，而零件的基本尺寸和顯著的外形均不是很大，故在這里是用的是傳統的砂型鑄造成型的基本方式，從而生產率可以大大提高，從確保加工精度這一方面或者這一角度去考慮也是符合相應的要求。毛坯圖詳見圖3.1毛坯圖。3.2孔的加工方案綜上研究可以看出，零件底板座架最為關鍵的加工難點關鍵是在于這幾個簡單的平面和多個且需要精加工的孔系的加工。從大多數的角度來說，簡單且較為容易的平面的加工精度是較容易的且好幾工，但關鍵是多個孔系的加工精度是非常不容易保證的。故對此對這個復雜程度一般的零件底板座架而言，在整個的孔系的加工工藝中最嚴重的問題關鍵的是如何能保證多個孔系的位置精度與尺寸精度，從而可以非常有效的解決好簡單且不怎么復雜的平面與多個孔系相互之間存在的某種關聯。零件底板座架其實就是個軸類且不怎么復雜的零件，因為是軸所以關鍵是必須嚴格遵守的加工要求是“先面后孔”的加工基本原則，由于零件底板座架的平面是簡單不怎么復雜且總面積占也不小，所以要保證精準且擁有較高的精準定位所以要有精準的平面定位，故可更簡單且并不復雜的保證多個孔系與平面之間的相互位置的加工精度。其次，加工簡單而并不復雜的平面時，可在鑄造時去除所留在表面的部分大小凹凸不平的情況，從而提高孔的加工精度創造出非常良好且優越的條件，也是更佳簡潔方便且更加容易的對刀或刀具的調整，也是可以更加安全的保護道具。零件底板座架的平面加工和孔加工必須嚴格遵守粗、精加工的環節，確保孔的加工精度。3.3基準的選擇定位基面的選擇是擬定零件的機械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作。基面選擇得正確、合理與否，將直接影響工件的加工質量和生產率。在選擇定位基面時，需要同時考慮以下三個問題：(1)以哪一個表面作為加工時的精基面或統一基準，才能保證加工精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行。(2)為加工上述精基面或統一基準，應采用哪一個表面作為粗基面。(3)是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統一基準以外的精基面.精基面的選擇：根據精基面的選擇原則，選擇精基面時，首先應考慮基準重合的問題，即在可能的情況下，應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準。在十字接頭機械加工工藝過程中，大部分工序選用十字接頭的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭孔處指定一側的外圓面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩定；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。這樣就使各工序的定位基準統一起來，減少定位誤差。粗基準的選擇對于本零件而言，按照互為基準的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準，可用裝夾對肩臺進行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準，以限制z、z、y、y、五個自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達到定位目的。(2)精基準的選取因零件底板座架是一個多孔多平面的軸類零件，且本設計是鉆Ф36H7的一個孔系加工，故要求零件的平面與孔系有較高的位置關系，所以要保證零件底板座架在整個的精加工過程中的基準統一。從底板座架零件圖圖2.1分析可知，其中Ф45的內孔與主孔平面平行且垂直，故主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用已加工結束的上、下平面作為精基準。3.4制定工藝路線制定出的加工工藝路線，應能有效保證零件的加工精度、幾何外形和各種位置精度的技術標準要求。在保證大批量生產的前提下，可運用數控機床可專用夾具的聯合使用，盡量能使工藝流程集中化，這樣可以提高就對的生產效率，從而減少降低相應的生產時間，同時也得考慮到生產的經濟性和合理性。表3-4-1工藝路線方案1工序號工序名稱工序內容1鑄造鑄造2清砂清砂3熱處理人工時效4車車Ф45mm的外圓的端面，鉆中心孔5車車退刀槽、粗車Ф45mm的外圓表面、半精車Ф45mm的外圓表面6刨粗刨三個臺階面、半精刨三個臺階面、刨臺階面的倒角7銑粗銑、半精銑Ф36H70+0.025mm的兩個對稱端面8銑銑Ф45mm的外圓表面的臺階面及倒角5×45°9車精車Ф45mm的外圓表面及倒角2×45°10鉆鉆Ф13mm的孔、锪Ф18mm孔、鉸Ф22mm的孔、鉆M10的螺紋、倒角、攻絲、攻螺紋11鉆鉆Ф36H70+0.025mm孔、擴Ф36H70+0.025mm孔、鉸Ф36H70+0.025mm的孔。12檢驗根據圖紙檢驗零件各部尺寸13入庫入庫表3-4-2工藝路線方案2工序號工序名稱工序內容1鑄造鑄造2清砂清砂3熱處理人工時效4車車Ф45mm的外圓的端面，鉆中心孔5車車退刀槽、粗車Ф45mm的外圓表面、半精車Ф45mm的外圓表面6車粗銑、半精銑Ф36H70+0.025mm的兩個對稱端面7刨粗刨三個臺階面、半精刨三個臺階面、刨臺階面的倒角8銑精車Ф45mm的外圓表面及倒角2×45°9銑銑Ф45mm的外圓表面的臺階面及倒角5×45°10鉆鉆Ф36H70+0.025mm孔、擴Ф36H70+0.025mm孔、鉸Ф36H70+0.025mm的孔。11鉆鉆Ф13mm的孔、锪Ф18mm孔、鉸Ф22mm的孔、鉆M10的螺紋、倒角、攻絲、攻螺紋12檢驗根據圖紙檢驗零件各部尺寸13入庫入庫工藝的方案分析與比較以上兩個方案各有各的特點，其中方案一首先加工的是簡單且較為容易的三個臺階面，隨后加工的是Ф36mm孔的兩個對稱端面，而方案二正好與方案一截然相反，是優先加工的是Ф36mm孔的兩個對稱端面在加工簡單且較為容易的三個臺階面。經過以上這兩種截然相反且較為容易的加工工藝方案進行了深刻且做出了大量的分析與比較，方案一是優先加工簡單且較為容易的三個臺階面的方案是非常有利于工件在夾具上的定位以及裝夾。工藝方案一：最先加工的是精度鉸高的精加工是精車Ф45mm的外圓表面，但是此軸Ф45mm的左端面與其外圓表面是有垂直度的具體次相關要求，基準選用的是Ф45mm的外圓表面的下母線，故此工藝的關鍵是先加工軸Ф45mm的外圓表面，綜上分析，最后的工藝方案為：表3-4-3工藝路線方案3工序號工序名稱工序內容1鑄造鑄造2清砂清砂3熱處理人工時效4車車Ф45mm的外圓的端面，鉆中心孔5車車退刀槽、粗車Ф45mm的外圓表面、半精車Ф45mm的外圓表面6刨粗刨三個臺階面、半精刨三個臺階面、刨臺階面的倒角7銑粗銑、半精銑Ф36H70+0.025mm的兩個對稱端面8銑銑Ф45mm的外圓表面的臺階面及倒角5×45°9車精車Ф45mm的外圓表面及倒角2×45°10鉆鉆Ф13mm的孔、锪Ф18mm孔、鉸Ф22mm的孔、鉆M10的螺紋、倒角、攻絲、攻螺紋11鉆鉆Ф36H70+0.025mm孔、擴Ф36H70+0.025mm孔、鉸Ф36H70+0.025mm孔。12檢驗根據圖紙檢驗零件各部尺寸13入庫入庫各道工序的所使用的機床及基準的選擇如下：工序4是以Ф45mm的外圓表面作為粗基準，選用的是CA6140的普通車床。車刀選用的是高速鋼車刀。工序5是以中心軸線作為基準，選用CA6140普通車床，車刀選用的是高速鋼車刀。工序6是以中心軸線作為基準，選用牛頭刨床B650，車刀選用的是YG8直頭通切刨刀。工序7是以Ф45mm的外圓表面作為基準，選用X63型臥式銑床，車刀選用的是高速鋼端銑刀。工序8是以Ф45mm的外圓表面作為基準，選用X63型臥式銑床，車刀選用的是高速鋼端銑刀。工序9是以Ф45mm的外圓表面作為粗基準，選用CA6140的普通車床，車刀選用的是高速鋼車刀。工序10是以中心軸線作為基準，選用搖臂鉆床Z3025。工序11是以Ф45mm的外圓表面作為基準，選用搖臂鉆床Z33S-1，車刀選用的是高速鋼麻花鉆、高速鋼錐柄機用鉸刀。3.5確定零件加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸零件底板座架使用的材料為YH200，硬度為160~180HBS，生產類型是大批量生產，鑄造形式為砂型鑄造。確定毛坯尺寸Ф45mm的外圓表面為了能使毛坯外形的鑄造方式簡單化，在此直接選用比Ф45mm外圓大6mm的尺寸進行鑄造，至此，毛坯外援尺寸為2Z=6mm，故滿足所需加工要求。Ф36H70+0.025mm的兩個對稱端面（確保尺寸為124mm）所選的加工工藝余量為Z=4mm，至此Ф36H70+0.025mm的毛坯尺寸為124+2×4=132mm，故Z=4可滿足所需加工要求。Ф45的圓柱長度（確保尺寸為152mm）所選取的加工工藝余量為Z=5mm，就可滿足所需的加工要求。故Ф45的外圓毛坯尺寸長度為152+5=157mm。為了方便零件的裝夾，右端面鑄造時可稍微適當延長些許的長度。取鑄造長度為L=10mm。此零件的三個臺階面的所有的毛坯的加工余量都為3mm，以階梯孔的中心軸線為基準，故所需的毛坯尺寸為25.5mm.加工余量的分配表3-5加工余量加工內容余量（mm）工序尺寸（mm）粗車Ф45mm的外圓的端面Z=4153粗車Ф45mm的外圓表面2Z=447半精車Ф45mm的外圓表面2Z=245刨表面粗糙度Ra12.5的臺階面Z=322.5刨第二個臺階面Z=418.5刨表面粗糙度Ra6.3的臺階面Z=315.5粗銑Ф36H70+0.025mm的兩個對稱端面Z=3126半精銑Ф36H70+0.025mm的兩個對稱端面Z=1124精車Ф45mm的外圓的端面Z=1152銑左臺階面及倒角5×45°。2Z=540鉆Ф13mm的孔2Z=1313锪Ф18mm的孔2Z=518鉸Ф22mm的孔2Z=422鉆M10的螺紋孔2Z=8.58.5鉆Ф36H70+0.025mm孔2Z=3232擴Ф36H70+0.025mm孔2Z=335鉸Ф36H70+0.025mm的孔2Z=136毛坯圖如圖3.1毛坯圖：圖3.1毛坯圖3.6確定切削用量及基本工時工序4：車Ф45mm的外圓端面及鉆中心孔。圖3.2工序圖4加工條件工件材料：HT200，硬度HBS=160MPa。加工要求：粗車Ф45mm的外圓端面。機床：普通機床CA6140。刀具：高速鋼車刀，根據查參考文獻[2]的表3.1-7得刀桿的尺寸為25×25，根據查參考文獻[2]的表4.2-1得Kr=90°，γ0=12°，α=8°，rε=1.5mm。計算切削用量粗車Φ45mm的外圓的端面切削速度：本道工序的加工余量是Z=4mm，具體分兩次進行加工，ap=2mm進給量：根據查參考文獻[2]的表2.4-3得當刀桿尺寸為25×25時，ap≤3mm，以及工件為60mm是f=0.6~0.9mm/r。根據CA6140車床刀架進給量（查《機械加工工藝手冊》表4.2-1），取f=0.66mm/r。計算切削速度根據查參考文獻[3]的表1.27得壽命為T=60min，切削速度計算公式為：(2-1)其中：Vc=22.7，修正系數kv詳見參考文獻[3]的表1.28Km=1.21所以：Vc=確定機床主軸轉速n ﹙2-2﹚按機床說明書﹙詳見參考文獻[2]的表3.1-8﹚,與77r/min相近似的機床主軸轉速有60r/min，現選取n=80r/min。故最終的切削速度為： ﹙2-3﹚切削工時按參考文獻[2]的表2.5-3查得：l=dw﹙2-4﹚檢驗機床功率：主切削力Fc按參考文獻[3]表1.29所示公式為：﹙2-5﹚其中：CFc=1550，xKM所以：Fc切削時所消耗的功率Pc為 根據參考文獻[3]的表1.30和CA6140機床說明書查得，CA6140機床的功率范圍為7.5kW，取得的總功率范圍為η=0.75，故此機床的有效功率范圍為P=0.75×0.75=5.6kW，P＞Pc，即所給的機床所需功率足夠，所以可以正常加工。檢驗機床進給系統的強度由上述可知主切削力為Pc=2209.7N，進行切削力根據查參考文獻[3]的表1.29得出計算公式為： Fp=CFpapx其中：CF所以：Fp=1165×而縱向切削力Ft為： Ft=CFta其中：CFf所以：Fp選取機床導軌與床鞍兩部件之間相應的的摩擦系數μ=0.1，則使切削力在縱向進給方向機構的作用力為：F=而機床的縱向進給機構可承受的最大縱向力為3530﹙詳見參考文獻[3]表1.30﹚，故機床進給系統可正常工作。工序5：車退刀槽、粗車Ф45mm的外圓表面、半精車Ф45mm的外圓表面。圖3.3工序圖5加工條件機床：CA6140車床。刀具：高速鋼車刀。計算切削用量車退刀槽切削深度：取單邊余量為Z=4mm，具體分兩次加工，ap=2mm進給量：根據查參考文獻[3]的表1.27得f=0.24mm/r。計算切削速度vc：由公式2-1V確定主軸轉速n根據機床說明書，選用n=125r/min，所以最終的切削速度為：v切削工時根據查參考文獻[2]的表2.5-3得：l=t粗車Φ45mm的外圓端面切削深度：取單邊余量為Z=2mm，具體分兩次加工，ap進給量：根據查參考文獻[3]的表1-7得f=0.66mm/r。計算切削速度vV確定主軸轉速n根據機床說明書，選用n=125r/min，所以最終的切削速度為：v切削工時根據查參考文獻[2]的表2.5-3得l=152mmt半精車Φ45mm的外圓表面切削深度：本工序取軸的單邊余量為Z=1mm，具體分兩次進行加工，ap進給量：根據參考文獻[3]表1.-7，選用f=0.66mm/r。計算切削速度vV確定主軸轉速n根據此機床說明書，故選用的主軸轉速為n=125r/min，所以最終的切削速度為：v切削工時根據查參考文獻[2]的表2.5-3得：l=152mmt工序6：粗刨三個臺階面、半精刨三個臺階面、刨臺階面的倒角。圖3.4工序圖6加工條件機床：牛頭刨床B650，主軸電機功率Pw=4kW，轉速n=1450r/min。查參考文獻[2]的表3.1-83得。刀具的選擇：本道工序所用的是YG8直頭通切刨刀，參數如下：B=12mm確定切削用量刨表面粗糙度Ra=12.5的臺階面。切削深度：取單邊余量為Z=3mm，一次性加工，ap進給量：根據查參考文獻[3]的表2.4-29得f=1.4mm/r.切削速度、切削力及功率：根據查參考文獻[2]表2.4-31得：v=0.56m/min檢驗機床功率：此機床的主電機功率范圍是4kW，有效功率范圍為Pc=0.75×4=3kW，切削工時根據查參考文獻[2]的表2.5-5得計算公式為：t其中nd=1000VL﹙1+K﹚,L=l+nt刨第二個臺階面用為這個臺階面沒有相關的粗糙度要求，故可降低輔助時間，所以選擇的切削用量與上個工步大致一樣。切削深度：本道工序的加工余量是為Z=4mm，apt刨表面粗糙度為Ra6.3的臺階面粗刨切削速度：本道工序的加工余量是Z=4mm，一次性加工，f=1.4mm/r。進給量：根據查參考文獻[2]的表2.4-29得選取f=1.4mm/r。切削速度、切削力以及功率：根據查參考文獻[2]表2.4-31得：v=0.56m/min檢驗機床功率：機床主電機功率為4kW，有效功率為PcPc切削工時：根據查參考文獻[2]表2.5-5得計算公式：t其中nd=1000VL﹙1+K﹚,取L=l+nt半精刨切削速度：本道工序的加工余量是Z=1mm，一次性加工，ap進給量：根據查參考文獻[2]的表2.4-29得選取f=1.2mm/r。切削速度、切削力及功率根據查參考文獻[2]表2.4-31得v=0.66m/min檢驗機床功率：此機床的主電機功率范圍是4kW，有效功率范圍是Pc=0.75×4=3kW，Pc切削加工：根據查參考文獻[2]表2.5-5得計算公式：t其中nd=1000VL﹙1+K﹚,取L=l+nt倒角因倒角的各個切削用量與刨表面粗糙度Ra12.5的臺階面大致相同，故這個倒角使用的是手動進給方式。工序7：粗銑、半精銑Φ360圖3.5工序圖7粗銑加工條件工件尺寸：銑削寬度aε=73mm，長度加工要求：使用的是端銑刀銑削來進行銑削，本道工序的加工余量是Z=3mm，本道工序的加工余量是不多，采用一次性加工，ap機床：X63型臥式銑床。選擇刀具根據查參考文獻[3]表1-2得選用的是高速鋼刀具，根據本道工序的銑削深度ap≤4mm時，端銑刀直徑應選為80mm，aε=60mm，但已經知道的是銑削寬度aε=73mm，故此根據aε=90mm，選擇的是d0刀具幾何形狀，由于HBS≥150MPɑ根據參考文獻[3]表3.2查得K確定切削用量切削深度：ap每齒進給量f本道工序所采用的是不對稱端銑的銑削方式，以提高機床的進給量，根據查參考文獻[3]表3.5得，當使用的是高速鋼銑刀時，銑床功率范圍應為13kW時，通過查參考文獻[2]表3.1-73得fz=0.2~0.3mm/z，但因為是銑削方式為不對稱銑，故取刀具的壽命根據查參考文獻[3]表3.8查得刀具耐用度T=180min切削速度vc和每分鐘進給量根據查參考文獻[3]表3.13得：當dap≤4mm時，kMvvn=vf根據查參考文獻[3]表3.1-74和表3.1-75得：v故此最終的切削速度vc和每分鐘進給量vv檢驗機床功率根據查參考文獻[3]表3.23得：Pc=1.9kW，根據機床的說明書，機床主軸所允許的功率范圍是Pcma切削工時t根據查參考文獻[3]表3.25得：y+Δ=20，所以t半精銑確定切削用量切削深度：本道工序的加工余量是Z=1mm，一次走刀，ap每齒進給量fz：f刀具壽命：根據查參考文獻[3]表3.8得：T=180min。切削速度vc和每分鐘進給量根據查參考文獻[3]表3.13得，當dap≤4mm時，kMvvn=vf根據查參考文獻[3]表3.1-74和表3.1-75得：v故此最終的切削速度vc和每分鐘進給量vv檢驗機床功率根據查參考文獻[3]表3.23得：Pc=1.9kW，根據機床的說明書，機床主軸所允許的功率范圍是Pcmap切削工時t根據查參考文獻[3]表3.25得：y+Δ=20，所以t工序8：銑Φ45mm的外圓表面的臺階面及相應的倒角。圖3.6工序圖8加工條件工件尺寸：銑削寬度aε=14.1mm，長度加工要求：用端銑刀銑削，本道工序的加工余量是Z=5mm，本道工序的加工余量是不多，采用兩次加工，ap機床：X63型臥式銑床。先擇刀具根據查參考文獻[3]表1.2得選用高速鋼銑刀，依照銑削深度ap≤4mm時，端銑刀直徑為銑刀幾何形狀﹙根據參考文獻[3]表3.2查得﹚由于HBS≥150MP故選擇：K確定切削用量切削深度：本道工序的加工余量是Z=5mm，本道工序的加工余量是不多，采用兩次加工，ap每齒進給量fz：f刀具壽命：根據查參考文獻[3]表3.8得：T=180min。切削速度vc和每分鐘進給量根據查參考文獻[3]表2.4-28得，采用切削速度為vc=0.3m/min=19.2m/min，采用的切削功率為Pmns=根據查參考文獻[2]的表3.1-74和表3.1-75得n=95r/min，故最終的切削速度為：v工作臺每分鐘進給量為：v根據機床說明書，取vf切削工時t根據查參考文獻[3]表3.25得：y+Δ=33，故：t倒角為了綜合提高生產效率，所以降低了相應的輔助時間，故切倒角時所用的機床主軸轉速與車端面時的轉速一致，即n=95r/min，在這里本設計時使用的手動進給。工序9：精車Φ45mm的外圓端面和相應的一個倒角2×45°。圖3.7工序圖9加工條件機床：普通機床CA6140刀具：高速鋼車刀，根據參考文獻[2]表3.1-7查得刀桿尺寸為25×25，根據參考文獻[2]表4.2-1查得：K計算切削用量切削深度：本道工序的本道工序的加工余量是是Z=1mm，本道工序的加工余量是不多，一次性加工，ap進給量：根據參考文獻[2]表2.4-3查得刀桿尺寸為25×25，ap≤3mm，以及工件為60mm是f=0.6~0.9mm/r。根據參考文獻[2]表4.2-1查得CA6140計算切削速度按參考文獻[3]表1.27查得，切削速度計算公式為（在這里取壽命為T=60min）：V其中：V修正系數Kv見參考文獻[3]表1.28K故V確定機床主軸轉速nn按機床說明書（見參考文獻[2]表3.1-8），選取n=100r/min。所以，最終的切削速度為：V切削工時l=dtm=l+倒角為了綜合提高生產效率，所以降低了相應的輔助時間，故切倒角時所用的機床主軸轉速與車端面時的轉速一致，即n=100r/min，在這里本設計時使用的手動進給。工序10：鉆Φ13孔，锪Φ18孔，鉸Φ22H7孔，鉆M10的螺紋、倒角、攻絲、攻螺紋。選用機床：搖臂鉆床Z3025。圖3.8工序圖10鉆孔Φ13mm鉆頭：直柄長麻花深孔鉆。進給量：按參考文獻[4]表4.2-13查得f=0.25mm/r。切削速度：按參考文獻[6]表2.13及表2.14按5類加工性的綜合考慮，選取v=15m/min。n按《工藝手冊》表14-9查得選取nw所以最終的切削速度為：v=切削工時：t其中，切入l1=6mm，切出l2锪φ18mm孔刀具：采用120°直柄錐面锪鉆根據查閱有關資料，锪沉頭孔時的進給量f及相應的切削速度v大致為鉆孔作業時的1/2～f=v=n參照此機床說明書，取nwv=切削工時：t其中切入l1=2mm，鉸Φ22H7mm孔刀具：高速鋼直柄機用鉸刀。刀具參數：刀頭直徑Φ22，鉸Φ22mm的孔。根據參考文獻[1]表5-135查得進給量f=0.5mm/r,切削速度v=6m/min。故：n參照此機床說明書，取nwv=切削工時：t其中，切入l1=3mm，切出l2鉆M8mm孔機床的選擇：立式鉆床Z535。刀具的選擇：直柄麻花鉆。確定進給量f：根據參考文獻[9]表2-7，當鋼的σb<800MPa，d0=Φ10mm時，f=0.39~0.47m/r。由于本零件在加工f=根據Z525機床說明書，現取f=0.25mm/r切削速度：根據參考文[9]表2-13及表2-14，查得切削速度v=18m/min所以n根據機床說明書，取nwv=切削工時：l=10mm，l1=9mm，t攻螺紋M10v=18m/mn按機床選取nw=195r/min，則機動時間l=10mm，l1=5mmt工序11：鉆、擴、鉸Φ36H7孔。圖3.9工序圖11鉆Φ32孔選用機床：Z33S-1，搖臂鉆床。刀具：高速鋼麻花鉆頭，直徑d0=32mm根據參考文獻[6]表2.13及表2.14查表得，選擇切削用量ap根據參考文獻[4]表4.2-13查得，取進給量f=0.6mm/r。根據參考文獻[5]表11-10查，得v=0.33m/s。按公式計算主軸轉速：n=按機床說明書，取nw=200r/minv=切削工時：l=124mm，t擴鉆Φ35mm孔本道工序使用Φ35mm的鉆頭來對Φ35mm的孔進行擴鉆作業。根據查閱這種有關手冊，擴鉆作業的切削用量基本上時根據鉆孔的切削用量來進行相應的的選取：f=根據機床說明書，故選取f=1.2mm/r，v=主軸轉速：n按機床說明書取nw故最終的切削速度為：v=切削工時：l=124mm，t鉸鉆Φ36H7mm孔鉸刀用高速鋼錐柄機用鉸刀，外頭直徑Φ36mm。根據《機械制造技術基礎設計指南》表5-96表5-135查得f=0.5mm/r，切削速度v=5m/min。故n按照此機床說明書取nwv=切削工時：l=124mm，t

第4章夾具設計4.1研究原始材料利用本夾具主要用來加工鉆、擴、鉸Φ36H7孔，加工時需要滿足粗糙度要求，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。夾具體的材料選用：45鋼，因為45鋼具有更高的強度和較強的抗變形能力。其次45鋼獲取方便，價格親民。4.2定位、夾緊方案設計本設計采用的是兩面一銷進行定位的，定位銷選用的是圓柱定位銷，圓柱定位銷與M10孔右端的R10的圓弧和夾具體的側擋板、底板以及頂桿來進行定位的。如下圖圖4.1定位圖圓柱定位銷和夾具體的側擋板、底板共同限制的零件的六個自由度。圓柱定位銷如圖4.2圓柱定位銷。圖4.2圓柱定位銷夾緊構件一般情況下必須遵循以下幾個主要的原則：1)夾緊元件在夾具上夾裝時務必保證工件的定位必須精確且靠譜，絕對不可以出現破壞定位的這種情況。2)各種不同的工裝夾具和使用各種不同的工件的某些設備或各種因素引起的彈性變形務必在規范的可控范圍內。3)夾緊元件在夾具體上的夾緊務必非常的穩固靠譜。夾緊元件的每一個元件務必具備非常良好充分的強度和彎曲剛度。4)夾緊元件在夾具體上的夾緊務必保證牢靠且鎖緊。在各種不同的機械設備上夾緊差不多都應該有互鎖可保護設備，夾緊元件在夾緊的行程安排務必保證充足。5)夾緊元件在夾具體上的夾緊實際操作最優先要務必保證安全性，次之盡最大可能要使夾緊元件省勁、便捷、快捷，符合技術工的使用習慣性。6)夾緊元件在夾具體上的夾裝簡單或復雜程度和自動化夾緊技術務必要與某個生產制造程序流程和廠子的某種標準相符合。本設計選取的是結構簡易，操作簡單的螺栓螺母來作為工件在夾具上的夾緊機構來進行對此零件的專用夾緊機構。螺栓螺母夾緊機構的特點如下：本機構設計非常簡單有效，使用操作簡單同時構造也簡單的螺栓螺母來進行夾緊，故此夾緊力也是非常可靠和堅固的，主要是這個設計非常容易制造和設計方便，且需要多少力也是可以控制的；具有非常且優秀良好的自鎖功效，且操作非常簡單還非常容易的操作；這個機構的擴力比達可以到80及以上，且行程不會收到各種各樣的因素限制。圖4.3夾緊機構4.3導向裝置的選擇各種大小不同，型號不同的各種導向裝置它們的功用都是用來具體保證工件在各種大小不同或者各種類型夾具上的保證不同加工精度的至關重要的一個裝置，在不同鉆床上的導向性設備的導向鉆套有四種不同的它們分別是可拆換鉆套和直接固定的鉆套和一些專用型專用鉆套和快速更換的鉆套。這幾種鉆套在很多年前就已經標準化了，故可根據相應的標準來進行選擇相應所需要的鉆套。綜上所述，本設計采用了可換轉套的導向裝置，用以提高工作效率和工作的連續性，導向裝置如圖4.4：圖4.4鉆模板1-鉆套；2-鉆模板；3-襯套；4-螺釘用以本設計的鉆床鉆套在零件加工是可以快速的更換鉆套設備。當須要更換機床的鉆套時，只需用力反方向旋轉這個鉆套，當把鉆套槽孔轉到螺絲所在的部位時就可以取下這個鉆套。使得更換這種鉆套的方式更加省時省力，故此提高了機床的生產效率和經濟性。在夾具上的鉆模中的鉆套，關鍵是引導鉆頭擁有相對的定位正確位置，進而鉆出合適大小精度的孔，并且還能快速精確的進行更換鉆套。雖然說這類鉆套筒的規格是具備快速更換和高效率的優勢，但它生產制造相對來說是比較繁雜的。由于本鉆套是用簡單的螺釘來進行固定，因此鉆套占據的總面積比較大，且生產制造的流程也相對的比簡單的要多。4.4機床夾具體的總成形式機床的各種大小不同、夾裝的不同零件的夾具的一般具體大小形狀不同的各種體型，一般來說是根據各種簡單或者復雜的工件的簡單或者復雜不同形狀、不同的大小、各種不同的加工內容及選用機床等因素來確定。夾具的組成歸納為：1）各種簡單或者復雜的定位元件以及使用簡單的定位裝置用于確定不同工件所需要的正確位置的各種簡單或者復雜的元件及裝置。2）各類形狀不同的夾緊元件及相應的夾緊裝置用于牢牢固定住元件的位置，從而保證各類形狀不同的夾緊元件及相應的夾緊裝置具有相對的正確位置。3）各類形狀不同的導向及相應的對刀元件用于牢牢固定住各種形狀不同的工件與相應的刀具之間具有真確相對位置的元件。4）各類形狀不同的動力裝置在成批的生產中，為了綜合且有效的減輕工人勞動力，使生產率大大提高，常采用各種大小不同型號的氣動或者液動與各種功率不同的電動裝置等動力裝置。5）夾具體是把所有的用于將各類形狀不同的夾緊元件及相應的夾緊裝置、各類形狀不同的導向及相應的對刀元件和各類形狀不同的定位元件及相應的定位裝置，并通過它把整個把零件所夾裝和定位元件在夾具上安裝在機床上。6）其他各種夾緊或者定位元件及裝置所根據不同的需求來設計不同的夾緊或者定位元件及裝置。4.4.1確定機床夾具體工裝夾具上基本上沒有定向構件，尤其是搖臂鉆床上運用時，但工裝夾具底板座架一般都配有與別的數控車床鏈接的接口，那樣就可以將工裝夾具固定不動在數控機床的工作臺子上。工裝夾具基本上是設計方案成水平的(有一些工裝夾具是鑄造成獨特樣子的)，以確保充分的剛度。它用以固定鏈接體、夾緊機構和定位元件，且用于機床上可靠聯接。夾具的組成歸納為：1）定位裝置及定位元件的功能主要是確定工件正確位置。2）夾緊裝置及夾緊元件的功能主要是固定元件已獲得的正確位置。3）對對刀元件和導向的首要功能是明確數控刀片和工件中間的互相部位。4）動力裝置主要是減少員工的體力勞動和工件的生產效率。通常應用電動式和氣動式設備。5）工裝夾具是將各種各樣構件拼裝在一起，安裝在設備上。6）別的零件和設備，依據各種各樣生產加工必須調整零件或設備。夾具的總體結構根據工件的大小、形狀及尺寸來確定，當然也要考慮機床的因素。本設計設計的是對Ф36H7孔來設計的專用夾具。夾具圖如4.3夾具圖所示。4.4.2確定連接體如圖4.5夾具圖，聯接體是聯接導向性工裝夾具和各種各樣構件的工件。設計方案中關鍵考慮到聯接體的剛度，科學安排連接體的部位，為定位元件和夾緊預留空間。工裝夾具的聯接設備由六角螺栓和圓柱銷定位。充分考慮剛度，鉆套板由聯接件支撐點在對應部位，并有六角螺栓定位。圖4.5夾具圖4.5繪制夾具零件圖cad零件圖中全部要生產加工的零件都需要畫出去，零件要按工程圖紙規范畫。主視圖盡量與cad零件圖上的部位一致。(1)零件圖盡可能按1:1繪制。(2)零件圖上的各種各樣的公差和技術必須根據各類配合和位置與技術的各種精度要求而定。(3)零件的其他各個部位的各個尺寸的標注要求必須完整。4.6繪制裝配圖(1)如圖4.5該cad零件圖按1：1的占比制作，夾具的具體構造和夾具的實際原理清楚地反映在局部剖視圖上。(2)將工件看作不存在，使用國標雙點劃線描繪工件的總體的最為關鍵一部分。必須的描繪出夾具的用來定位的定位構件；用來導向的導向裝置；用來夾緊工件夾緊機構所用到的各個零部件。(3)描繪工件的夾緊元件件和夾具用夾緊體夾緊工件時的夾緊情況。(4)繪畫出夾具體和其他元件（如螺釘、六角螺栓）相連接的裝配圖。此機床夾具要用到的零件如下：1）頂桿2）夾具體3）鉆模板 1 45鋼4）內六角螺釘5）定位銷6）防轉螺釘7）襯套8）快換鉆套(5)必須標注必要的某個尺寸或者一些零件與夾具之間的配合以及相應的公差等。(6)在夾具裝備圖上應標注具體的技術要求。裝配圖相見圖4.6裝配圖。圖4.6裝配圖4.7切削力和夾緊力計算本道工序按鉆削估算夾緊力的大小，實際夾緊力可確保夾具對工件有絕對可靠的夾緊。鉆削軸向力：F扭矩：T=夾緊力為：F=取系數：S則實際夾緊力為F＇本設計采用了快速螺旋定位機構，可以使工人們將工件快速夾緊，調節夾緊力時只需要用調節裝置來調節即可，故可給出可靠的卡緊力。小結：本章節需要完成夾具體的設計，主要從零件的夾緊方案及夾緊元件的設計、定位方案及定位原件設計和輔助元件的設計，通過相互組裝對零件進行固定夾緊的一個簡單夾具。本章小結：為了解決夾具體的設計，本章對夾具進行分析和設計，導向裝置的選擇，確定夾具體和夾具的鏈接體，對工件的夾緊力的計算和切削力的計算，且給出了相應的解決方案和各種計算結果。

第5章定位誤差5.1定位誤差分析5.1.1定位誤差(1)因零件和零件之間的制造精度和兩零件之間的配合精度都會產生定位誤差，而產生的定位誤差有如下幾種原因：1)基準不重合來帶的定位誤差.2)夾具定位基準與生產加工基準不重疊，2個基準中間的部位誤差會反應在被生產的工作臺子上面的部位，這類定位誤差稱之為基準變換誤差。3)空隙造成的定位誤差。用心軸、銷、定位套等定位元件定位時，所定位的定位面和用于定位的定位元件中間的相對空隙會使得工件由相對的位置移動，從而導致定位不準，故產生相應的定位誤差。(2)夾具有關要素造成的定位誤差1)定位基準點與定位元件表面中間的定位誤差。2)導向元件、對刀元件和定位元件之間的部位誤差，及其外型誤差造成的導向誤差和對刀誤差。3)夾具在設備上的安裝誤差，即由指向誤差造成的工件相對性于數控刀片機床主軸或挪動方位的部位誤差。4)夾緊力過大將會造成工件與某個定位元件的相對位置的誤差精度，故毀壞部分定位元件、導向元件等元件。(3)工件的加工誤差就是指被加工工件的規格、形狀和位置與理想化工件中間的誤差。它是由三個要素產生的：1)工件在放置或夾裝在夾具上的相對定位誤差和夾緊力的夾緊誤差。2)夾具隨工件安裝在設備上，夾具相對性于車床主軸(或數控刀具)或位置誤差也叫指向誤差。3)加工全過程中的誤差，如數控車床的幾何圖形精密度、加工工藝系統軟件的內應力、熱形變、鉆削震動等緣故。精準定位誤差就是指加工工藝標準在加工方位上的較大位置轉變導致的加工誤差。5.2定位誤差的計算定位誤差由定位孔Φ30H7和定位銷Φ30r6中間的空隙造成，較大空隙為-0.028mm。鉆模板襯套的中心距和定位銷的中心