棘爪零件的加工工艺设计及指定工序钻夹具设计

PAGEPAGE1设计题目：棘爪零件的加工工艺设计及指定工序钻夹具设计目录一设计目的及要求……………1二设计任务……………………1三对零件工作图的分析………2四选择毛坯……………………3五确定表面加工方案…………4六选择定位基准………………6七拟订加工工艺路线…………6八确定加工余量………………8九选择工艺装备………………9十夹具设计要求……………11十一背吃刀量确定15十二确定主轴转速18十三确定进给量和进给速度20十四夹紧力的计算…………24十五夹具零件的选择…………27十六选择切削用量及切削力…………………30十七确定工时定额………………35十八小结…………40十九参考书………50一设计目的及要求1、目的：机械制造技术基础是以机械制造工艺技术设备为主要内容的技术科学，是机械类专业的一门主要课程，具有很强的实践性。因此在完成了理论教学和实践教学后，还需要对学生进行机械零件加工工艺设计的实际训练，使学生通过工艺设计获得综合运用所学过的全部相关课程（如机械制造技术基础，互换性及技术测量，金属学与热处理学）进行零件工艺及结构设计的基本能力，能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力，培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力，进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。2、要求：eq\o\ac(○,1)掌握编制机械加工工艺规程的方法，能正确解决中等复杂程度零件在加工中的工艺问题。eq\o\ac(○,2)根据已学的知识，提高结构设计的能力，通过设计夹具的训练，根据被加工零件要求，设计出能保证加工技术要求，经济、高效的工艺装备。eq\o\ac(○,3)认真复习设计有关的知识，并查阅有关的资料，手册让学生会使用与机械加工工艺和工装设计有关的手册及图纸资料。二设计任务：设计题目：设计棘爪零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计。生产纲领：一般为500-5000件(中批)具体设计工作内容：1、抄绘，分析零件的工作图，图幅为A3。绘图时应充分利用计算机的功能，准确、迅速地绘制图形；2、编制机械加工工艺规程，填写机械加工工艺及指定工序的工序卡，画工序流程图，图幅为A1；3、设计、绘制夹具零件图，图幅为A3；4、设计、绘制指定工序的夹具装配图，图幅为A2；5、撰写设计说明书一份。三对零件工作图的分析：1、抄绘零件图通过抄绘工作图，了解零件的尺寸、结构和精度、粗糙度、热处理、设计基准等技术要求，结合分析零件所在部件的装配图，深入了解零件的功用和工作条件，找出主要加工表面和关键技术要求；棘爪材料为QT60-2，生产类型为中批，下面是零件实体图：4.下面是装配图：四选择毛坯：机械加工常用的毛坯有铸件，锻件，型材件，焊接件等。选用时应考虑以下因素：零件的材料及其力学性能.零件的结构形状和尺寸.生产类型.铣间的生产能力.充分注意应用新工艺，新技术，新材料.零件材料已给定为QT60-2，工艺设计按照零件的已知条件如材料，批量，尺寸，形状，精度及粗糙度要求等确定。QT60-2表示球墨铸铁抗拉强度60公斤力/㎜2，延伸率为△=2%，其硬度为HRC197-269，具有较高的强度、硬度和耐磨性，但塑性、韧性较差。热加工采用淬火，以减小内应力，毛坯只铸造出大致外形，反映凸台、圆台及一些外倒角，精度低，毛坯要留出加工余量（毛坯图如零件毛坯图）。五确定表面加工方案：按照零件各表面的技术要求，查询资料，选择各表面的加工方案，确定各表面的粗、半精及精加工等方法，以及有关的热处理方式。1、加工圆柱面：圆柱面精度要求为，精度要求非常高，所以所需工序为粗铣→半精铣→精铣三道工序，以达到所需精度要求。考虑夹具在铣削圆柱面时，顺带加工圆柱左面加工精度要求也较高的平面（此时采用卧式铣床）；2、铣平面：由于精度要求为，则也要求粗铣→半精铣→精铣；如下图：3、铣圆面：根据精度对照表为精度要求的3.2~1.6，则该圆面也需经过精铣，考虑到零件结构，采用立式铣床；如下图：4、钻孔3个，钻后刮平，采用立式钻床;5、钻工螺孔M10钻22攻18钻孔15攻12钻孔5以上三种都用立式钻床;6、铣键槽。六选择定位基准：在最初的零件加工工序中，只能选用毛坯的表面进行定位，这种定位基准称为粗基准。在以后各工序的加工中，可以采用已经加工的表面进行定位，这种定位基准称为精基准。由于粗，精基准用途不同，在选择时所考虑的侧重点也不同。确定基准时除了考虑满足有关的基准选择原则外，还要考虑怎实现所选择的基准，要确定各工序的定位及夹紧方式，夹压位置和夹紧力作用方向；要考虑定位精度要求，当工序定位基准与工序基准不重合时，要进行工序尺寸换算，分析定位误差。1、确定粗基准：在粗铣上平面时，圆端面作为加工时的粗基准。2、确定精基准：在加工圆柱面时，由于表面精度要求高，须进行精铣，此时选择左平面为精基准，进行平面定位，限制三个自由度，下圆柱面用V形块定位，限制2个自由度。七拟定加工工艺路线：工艺路线的拟订是制定工艺规程的总体布局，包括：选择定位基准，确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理，检验及其他辅助工序（去毛刺，倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度，设备的投资，铣间面积，生产成本等。因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。一般要拟定2-3种备选工艺路线进行比较，至少要对重要工序提出几种方案进行分析比较，选定比较合理的路线。具体做法和要求：eq\o\ac(○,1)定位基准的使用，变换顺序大致确定了各表面的加工顺序，注意基面先行等原则；eq\o\ac(○,2)划分加工阶段，不能一次完成一个表面的全部加工；eq\o\ac(○,3)适当选择热处理工序和检验工序；eq\o\ac(○,4)划分加工工序、工步；eq\o\ac(○,5)选择工序集中或工序分散，说明选择时遵循的原则；eq\o\ac(○,6)各工序的节拍要基本平衡。棘爪加工工序如下：eq\o\ac(○,1)粗铣平面eq\o\ac(○,2)粗铣圆柱面eq\o\ac(○,3)半精铣，精铣平面eq\o\ac(○,4)半精铣，精铣圆柱面eq\o\ac(○,5)铣圆台面eq\o\ac(○,6)钻3孔eq\o\ac(○,7)钻孔M10钻22攻18eq\o\ac(○,8)钻孔M10钻15攻12eq\o\ac(○,9)铣键槽eq\o\ac(○,10)钻孔。八确定加工余量：在切削加工时，为了保证零件的加工质量，从某加工表面上所必须切除的金属层厚度，称为加工余量。加工余量分为总余量和工序余量两种。在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，称为总余量（毛坯余量），既某加工表面上切除的金属层厚度。完成一道工序时，从某一表面上所必须切除的金属层厚度，称谓该工序的工序余量，既上工序的工序的工序尺寸与本工序的工序尺寸之差。确定工序尺寸、工序余量、公差及毛坯尺寸1、查阅资料，确定各种加工方法的经济加工精度，基本余量；2、对与其它尺寸无关联的独立工序尺寸，可以从零件图的设计尺寸起，依次加上（对外尺寸）或减去（对内尺寸）各工序余量得到工序尺寸，公差值按经济精度确定，公差带带位置按“入体原则”确定；3、对相互关联，存在基准换算的工序尺寸要解算工艺尺寸链，保证各工序的加工余量既满足，又最小；4、最后确定各表面的总加工余量及毛坯尺寸，经查表计算得加工余量如图：eq\o\ac(○,1)铣平面：eq\o\ac(○,2)铣圆面：九选择工艺装备：确定工序所用设备及工艺装备1、根据零件加工精度、表面质量、零件的外形轮廓及夹具尺寸、零件的生产类型等因素选择机床；2、优先选用通用夹具，必要时要选用专用夹具；3、根据被测参数、生产纲领、零件精度等选择量具及测量方法，量具要以规格和精度两方面满足测量要求，一般采用单项测量，当批量大时可以采用相对测量；棘爪零件加工中，铣削加工都是采用立式钻床；在铣削圆柱面时，考虑定位及夹紧利于铣削，采用卧式铣床。例如：钻M8孔选择立式钻床由于棘爪是中批生产，故应选用外径直接压入钻模的固定钻套，而钻模也应选用固定钻模，其直径很小，钻削力扭矩不大，可用人力挡住钻模，介于以上原因，钻模板也应选择固定钻模板，其选择原则是：当钻套直接装在整体钻模上致使夹具体内部加工不方便时，应采用单独制造的安装在夹具体上的固定钻模板，为防止在使用过程中移动，除用螺钉联接外，还要用定位销以保持钻套对定位元件的准确位置。4、夹具的选择夹具体使用铸造的方法制成盒式结构，其夹紧机构应用单螺旋夹紧。十.夹具设计的要求：夹具设计时，应满足以下的主要几点：夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。夹具应达到加工生产率的要求。夹具的操作要方便，安全。能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。要适当提高夹具元件的通用化合乎标准化程度。具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造，使用和维修。夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。夹具应达到加工生产率的要求。夹具的操作要方便，安全。能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。要适当提高夹具元件的通用化合乎标准化程度。具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造，使用和维修。十一、背吃刀量的确定在机床工件和刀具的刚度允许条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工的余量。这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量一般留0.2～0.3mm，背吃刀量为：粗加工2.5mm,精加工0.8mm。十二、确定主轴转速主轴根据允许的切削速度Vc(m/min)选择N=1000Vc/πD十三丶确定进给量或进给速度进给速度F是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，是根据工件的加工精度和表面粗糙度的要求，以及刀具和工件材料进行选择，最大进给速度受到机床刚度和进给系统性能制约，不同的机床和系统，最大进给速度不同，当加工精度和表面粗糙度质量要求高时，进给速度应选小一些，通常在（20—50）m/min范围内选取。在轮廓加工中，在接近拐角处应适当降低进给量，以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”或“欠程”现象。切削进给速度与铣刀的转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量fz的关系为：F=fzZn我们一般在加工过程中一般选择主轴转速S=1000r/min进给速度为:F=1000r/min十四、程序生成：O1M6T1N0010G40G17G90G54N0020G00X206.963Y-215.899S3000M03N0030G43H2Z84.N0040Z75.6N0050G01Z72.6F1000.M08N0060X203.798N0070X-183.773Y-215.9N0080G02X-185.716Y-208.058I41.069J14.338N0090X-189.06Y-171.308I308.168J46.566N0100G01X209.076Y-171.307N0110G03X207.275Y-126.715I-311.515J9.745N0120G01X-187.268N0130X-190.287N0140Z75.6N0150G00Z84.N0160X206.963Y-215.899N0170Z74.2N0180G01Z71.2N0190X203.798N0200X-183.773Y-215.9N0210G02X-185.716Y-208.058I41.069J14.338N0220X-189.06Y-171.308I308.168J46.566N0230G01X209.076Y-171.307N0240G03X207.275Y-126.715I-311.515J9.745N0250G01X-187.268N0260X-190.287N0270Z74.2N0280G00Z84.N0290G00X206.963Y-215.899S3000M03N0300Z74.N0310G01Z70.9F800.N0320X203.798N0330X-183.773Y-215.9N0340X-186.938N0350Z74.N0360G00Z84.N0370X212.078Y-171.307N0380Z74.N0390G01Z70.9N0400X209.076N0410X-189.06Y-171.308N0420X-192.062N0430Z74.N0440G00Z84.N0450X210.293Y-126.715N0460Z74.N0470G01Z70.9N0480X207.275N0490X-187.268N0500X-190.287N0510Z74.N0520G00Z84.N0530G00X-46.757Y94.573S3000M03N0540Z81.N0550Z3.N0560G01Z0.0F500.N0570X-31.467Y63.646N0580G02X68.536Y18.544I31.467J-63.646N0590G03X35.808Y-36.995I24.66J-51.944N0600X-50.05Y-50.359I-25.808J-116.68N0610G02X-31.467Y63.646I50.05J50.359N0620G01X-10.526Y21.29N0630G02X5.057Y23.205I10.526J-21.29N0640G03X-.854Y12.721I88.139J-56.605N0650X-21.509Y10.071I10.854J-166.396N0660G02X-10.526Y21.29I21.509J-10.071N0670G01Z3.N0680G00Z81.N0690G00X233.509Y23.35S3000M03N0700Z1.3N0710G01Z-1.7F800.N0720X206.603Y.328N0730X213.263Y-7.455N0740X223.579Y-9.719N0750G02X228.308Y-34.048I-2.894J-13.186N0760G01X219.591Y-40.011N0770X216.231Y-50.024N0780G02X215.653Y-51.654I-49.535J16.624N0790G01X211.963Y-61.55N0800X214.985Y-71.67N0810G02X195.999Y-87.601I-12.936J-3.862N0820G01X187.11Y-83.145N0830G03X177.799Y-78.63I-24.381J-38.416N0840X146.696Y-64.93I-55.07J-82.87N0850G01Y14.871N0860G02X160.361Y18.465I20.J-48.271N0870G01X169.566Y19.589N0880X176.694Y25.522N0890G02X198.692Y17.078I8.637J-10.376N0900G01X200.019Y7.899N0910X206.108Y.904N0920G02X206.396Y.569I-39.412J-34.304N0930G01X206.603Y.328N0940X185.063Y-18.105N0950X191.722Y-25.887N0960G03X193.855Y-28.121I21.541J18.431N0970X192.714Y-30.991I25.736J-11.89N0980G01X189.354Y-41.004N0990G02X189.09Y-41.75I-22.658J7.604N1000G01X185.887Y-50.339N1010G03X175.046Y-44.844I-63.158J-111.161N1020G01Y-8.227N1030G03X176.483Y-7.905I-5.479J27.815N1040X178.635Y-10.713I23.536J15.804N1050G01X184.723Y-17.709N1060X185.063Y-18.105N1070X187.342Y-16.155N1080Z1.3N1090G00X233.509Y23.35N1100Z-.2N1110G01Z-3.2N1120X206.603Y.328N1130X213.263Y-7.455N1140X223.579Y-9.719N1150G02X228.308Y-34.048I-2.894J-13.186N1160G01X219.591Y-40.011N1170X216.231Y-50.024N1180G02X215.653Y-51.654I-49.535J16.624N1190G01X211.963Y-61.55N1200X214.985Y-71.67N1210G02X195.999Y-87.601I-12.936J-3.862N1220G01X187.11Y-83.145N1230G03X177.799Y-78.63I-24.381J-38.416N1240X146.696Y-64.93I-55.07J-82.87N1250G01Y14.871N1260G02X160.361Y18.465I20.J-48.271N1270G01X169.566Y19.589N1280X176.694Y25.522N1290G02X198.692Y17.078I8.637J-10.376N1300G01X200.019Y7.899N1310X206.108Y.904N1320G02X206.396Y.569I-39.412J-34.304N1330G01X206.603Y.328N1340X185.063Y-18.105N1350X191.722Y-25.887N1360G03X193.855Y-28.121I21.541J18.431N1370X192.714Y-30.991I25.736J-11.89N1380G01X189.354Y-41.004N1390G02X189.09Y-41.75I-22.658J7.604N1400G01X185.887Y-50.339N1410G03X175.046Y-44.844I-63.158J-111.161N1420G01Y-8.227N1430G03X176.483Y-7.905I-5.479J27.815N1440X178.635Y-10.713I23.536J15.804N1450G01X184.723Y-17.709N1460X185.063Y-18.105N1470X187.342Y-16.155N1480Z-.2N1490G00Z81.N1500G00X233.509Y23.35S3000M03N1510Z-.7N1520G01Z-3.7F500.N1530X206.603Y.328N1540X213.263Y-7.455N1550X223.579Y-9.719N1560G02X228.308Y-34.048I-2.894J-13.186N1570G01X219.591Y-40.011N1580X216.231Y-50.024N1590G02X215.653Y-51.654I-49.535J16.624N1600G01X211.963Y-61.55N1610X214.985Y-71.67N1620G02X195.999Y-87.601I-12.936J-3.862N1630G01X187.11Y-83.145N1640G03X177.799Y-78.63I-24.381J-38.416N1650X146.696Y-64.93I-55.07J-82.87N1660G01Y14.871N1670G02X160.361Y18.465I20.J-48.271N1680G01X169.566Y19.589N1690X176.694Y25.522N1700G02X198.692Y17.078I8.637J-10.376N1710G01X200.019Y7.899N1720X206.108Y.904N1730G02X206.396Y.569I-39.412J-34.304N1740G01X206.603Y.328N1750X185.063Y-18.105N1760X191.722Y-25.887N1770G03X193.855Y-28.121I21.541J18.431N1780X192.714Y-30.991I25.736J-11.89N1790G01X189.354Y-41.004N1800G02X189.09Y-41.75I-22.658J7.604N1810G01X185.887Y-50.339N1820G03X175.046Y-44.844I-63.158J-111.161N1830G01Y-8.227N1840G03X176.483Y-7.905I-5.479J27.815N1850X178.635Y-10.713I23.536J15.804N1860G01X184.723Y-17.709N1870X185.063Y-18.105N1880X187.342Y-16.155N1890Z-.7N1900G00Z81.N1910G00X149.696Y-33.4S3000M03N1920Z8.N1930G01Z5.F500.N1940X115.196N1950Y-59.4N1960X111.741N1970G03X71.254Y-47.348I-31.741J-32.6N1980G02X67.196Y-33.4I21.942J13.948N1990X93.196Y-7.4I26.J0.0N2000G01X115.196N2010Y-33.4N2020Z8.N2030G00X149.696N2040Z7.5N2050G01Z4.5N2060X115.196N2070Y-59.4N2080X111.741N2090G03X71.254Y-47.348I-31.741J-32.6N2100G02X67.196Y-33.4I21.942J13.948N2110X93.196Y-7.4I26.J0.0N2120G01X115.196N2130Y-33.4N2140Z7.5N2150G00Z81.N2160M30十五、工艺装备的设计机床夹具的组成1、定位装置其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。4、连接原件其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。十六、机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。1、按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。2、按使用机床可分为：铣床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。十七、工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：1、将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上2、将工件装夹在夹具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本十八、工件在夹具中的定位（1）工件的定位的基本原理六点定则用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：a．加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。b．毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。c．加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称为重复定位。重复定位分两种情况：当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位。它将造成工件定位不稳定，降低加工精度，使工件或定位元件产生变形，甚至无法安装和加工。因此，不可用重复定位是不允许的。当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增强工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。在生产实际中，可用重复定位被大量采用。基准、对定位元件的基本要求a.定位基准的选择定位基准的选择，应尽量使工件的定位基准与工序基准相重合；尽量用精基准作为定位基准；遵守基准统一原则；应使工件安装稳定，加工中所引起的变形最小；应使工件定位方便，夹紧可靠。b.对定位元件的基本要求足够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削。（2）工件定位方式及其定位元件a.工件以平面定位。工件以平面作为定位基准时，所用定位元件一般可分为主要支承和辅助支承。主要支承用来限制工件的自由度，具有独立定位的作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性，不起限制工件自由度的作用。b.工件以圆柱孔定位。工件以圆柱孔为定位基准，如套类、齿轮、拨叉等。此种定位方式所用的定位元件有圆柱定位销、定位心轴和圆锥定位销等。c.工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有：V形块、定位套和半圆套。十九、定位误差的分析造成定位误差的原因有两个：一是定位基准与工序基准不重合，由此产生基准不重合误差△b；二是定位基准与限制位基准不重合，由此产生基准位移误差△y。基准不重合误差△b是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差，其大小为定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。基准位移误差△y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于限位基准的最大变化范围在加工尺寸方向上的投影。二十、夹紧装置的组成(1)夹紧装置的种类繁多，综合起来其结构均由两部分组成。a.动力装置产生夹紧力。动力装置是产生原始作用力的装置。按夹紧力的来源，夹紧分手动夹紧和机动夹紧。手动夹紧是靠人力；机动夹紧是采用动力装置。常用的动力装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、气-液联动装置和真空装置等。b.夹紧装置传递夹紧力。动力装置所产生的力或人力要正确地作用到工件上，需有适当的传动机构。传递机构是把原动力传递给夹紧装置。它由两种构件组成，一是接受原始作用力的构件，二是中间传力机构。(2)、夹紧装置的设计要求夹紧装置的设计和选用是否正确，都保证工件的精度、提高生产率和减轻工人劳动强度有很大的影响。因此，夹紧装置应满足以下要求：a.夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。b.夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。c.夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。d.具有良好的结构工艺性。力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。二十一、夹紧力的确定(1)夹紧力方向的确定a.夹紧力应朝向主要的定位基面。b.夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(2)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FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理=Ф(FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJ>FJ需。二十二、铣削用量四要素1．铣削速度

铣削速度指铣刀旋转时的切削速度。

式中：υc

―

铣削速度，m/min

do

―

铣刀直径，mm

n

―

铣刀转速，r/min

2．进给量

进给量指工件相对铣刀移动的距离，分别用三种方法表示：①每转进给量f，指铣刀每转动一周，工件与铣刀的相对位移量，单位为m／r

②每齿进给量fz，指铣刀每转过一个刀齿，工件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为

mm/z

。

③进给速度υf，指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为

mm/min

。通常情况下，铣床加工时的进给量均指进给速度υf

。三者之间的关系为：

式中：

z

―

铣刀齿数；

n

―

铣刀转数，

r/min

。3.铣削深度

铣削深度。ap指平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。4．铣削宽度

铣削宽度。指垂直于铣刀轴线并垂直于进给方向度量的切削层尺寸。

二十三、铣削方式及其合理选用

1．铣削方式的选用

铣削方式是指铣削时铣刀相对于工件的运动关系。

（1）周铣法（圆周铣削方式）。周铣法铣削工件时有两种方式，即逆铣与顺铣。铣削时若铣刀旋转切人工件的切削速度方向与工件的进给方向相反称为逆铣，反之则称为顺铣。

①逆铣。切削厚度从零开始逐渐增大，当实际前角出现负值时，刀齿在加工表面上挤压、滑行，不能切除切屑，既增大了后刀面的磨损，又使工件表面产生较严重的冷硬层。当下一个刀齿切人时，又在冷硬层表面上挤压、滑行，更加剧了铣刀的磨损，同时工件加工后的表面粗糙度值也较大。逆铣时，铣刀作用于工件上的纵向分力Ff总是与工作台的进给方向相反，使得工作台丝杠与螺母之间没有间隙，始终保持良好的接触，从而使进给运动平稳；但是，垂直分力FfN的方向和大小是变化的，并且当切削齿切离工件时FfN向上，有挑起工件的趋势，引起工作台的振动，影响工件表面的粗糙度。

②顺铣。刀齿的切削厚度从最大开始，避免了挤压、滑行现象，并且垂直分力FfN始终压向工作台从而使切削平稳，提高铣刀耐用度和加工表面质量；但纵向分力Ff与进给运动方向相同，若铣床工作台丝杠与螺母之间有间隙，则会造成工作台窜动，使铣削进给量不匀，严重时会打刀。因此，若铣床进给机构中没有丝杠和螺母消除间隙机构，则不能采用顺铣。

（2）端铣削方式。端铣有对称端铣、不对称逆铣和不对称顺铣三种方式。

①对称铣削。铣刀轴线始终位于工件的对称面内，它切人、切出时切削厚度相同，有较大的平均切削厚度。一般端铣多用此种铣削方式，尤其适用于铣削淬硬钢。

②不对称逆铣。铣刀偏置于工件对称面的一侧，它切人时切削厚度最小，切出时切削厚度最大。这种加工方法，切人冲击较小，切削力变化小，切削过程平稳，适用于铣削普通碳钢和高强度低合金钢，并且加工表面粗糙度值小刀具耐用度较高。

③不对称顺铣。铣刀偏置于工件对称面的一侧，它切出时切削厚度最小，这种铣削方法适用于加工不锈钢等中等强度和高塑性的材料。2．铣削用量的选择铣削用量的选择原则是‚在保证加工质量的前提下，充分发挥机床工作效能和刀具切削性能‛。在工艺系统刚性所允许的条件下首先应尽可能选择较大的铣削深度ap和铣削宽度ac；其次选择较大的每齿进给量fz；最后根据所选定的耐用度计算铣削速度υc。（1）铣削探度ap和铣削宽度ac。的选择。对于端铣刀，选择吃刀量的原则是：当加工余量≤8mm，且工艺系统刚度大，机床功率足够时，留出半精铣余量0.5～2mm以后，应尽可能一次去除多余余量；当余量＞8mm时，可分两次或多次走刀。铣削宽度和端铣刀直径应保持以下关系：对于圆柱铣刀，铣削深度ap应小于铣刀长度，铣削宽度ac。的选择原则与端铣刀铣削深度的选择原则相同。（2）进给量的选择。每齿进给量几是衡量铣削加工效率水平的重要指标。粗铣时fz主要受切削力的限制，半精铣和精铣时，人主要受表面粗糙度限制。fz推荐值见表8-1。（3）铣削速度υc的确定。铣削速度的确定可查铣削用量手册，如《机械加工工艺人员手册》等。二十四、加工工艺的确定（1）上平面加工方法的选择（见图2）：由于上平面的表面粗糙度要求为Ra3.2，要求相对不高，所以我们选择盘铣刀，使用单向进刀方式对它进行粗精加工，需要保证与地面的尺寸精度要求。（2）孔1、孔2、孔3、孔4的加工方法选择（见图2）：利用φ20的机架式立铣刀对各孔进行粗加工，用最快的速度去除多余的材料，再使用φ20整体式硬质合金立铣刀进行半精加工留有0.1mm余量，进行精镗。由于表面质量要求Ra1.6，所以这里选择使用精钢石合金刀片作用在镗刀上。（3）垂直平面的加工方法选择（见图2）：利用加长φ20的机架式立铣刀进行粗加工，去除多余的材料，再利用加长镶嵌式硬质合金立铣刀精加工已保证其尺寸进度及表面质量。（4）上平面上的螺纹孔加工方法选择：先使用标准中心钻打中心孔，中心孔深度为3mm，再使用φ11.5mm的钻头钻至图纸要求的深度。（5）其余部位加工方法选择：选用φ20的机架式立铣刀粗加工后用φ20的整体式硬质合金立铣刀精加工完成。二十五齿轮类零件加工工艺分析拟定加工工艺原则（l）先面后孔的加工顺序。箱体主要是由平面和孔组成这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。另外，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样，可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准，并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平对后序孔的加工有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整也比较方便。（2）粗精加工分阶段进行。粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。粗、精加工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措施，以减少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。（3）合理地安排热处理工序。为了消除铸造后铸件中的内应力，在毛坯铸造后安排一次人工时效处理，有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理，以便消除残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体（如坐标镗床主轴箱箱体），在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效。箱体人工时效的方法，除加热保温外也可采用振动时效。二十六、定位基准的选择原则（l）粗基准的选择。在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求。①在保证各加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀，孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚。②装人箱体内的回转零件（如齿轮、轴套等）应与箱壁有足够的间隙。③注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定，夹紧可靠。为了满足上述要求，通常选用箱体重要孔的毛坯孔作粗基准。（2）精基准的选择。为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位臵和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。①一面两孔（基准统一原则）。在多数工序中，箱体利用底面（或顶面）及其上的两孔作定位基准，加工其他平面和孔系，以避免由于基准转换而带来的累积误差。②三面定位（基准重合原则）。箱体上的装配基准一般为平面，而它们又往往是箱体上其他要素的设计基准。因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位臵精度二十七.夹紧力的计算：如上图：Fz×19－F×19≠G×3＝0＝>F=3G/19+Fz其中Fz为钻削力，F为夹紧力，G为工件的重量二十八夹具零件的选择：经查资料得以下零件的技术要求：1、固定钻套GB2262-80材料：T10A热处理：20渗碳深度0.8~1.2㎜HRC58-642、钻套用衬套GB2263-80材料：T10A热处理：20渗碳深度0.8-1.2㎜HRC58-643、活节螺栓GB798-76材料：35螺栓M10×704、圆头螺钉GB65-76材料：A3螺钉M8×50螺钉M8×30表面处理：氧化5、垫圈GB97-76材料：A3垫圈10热处理：HRC44-506、弹簧垫圈GB93-76材料：65Mn热处理：HRC44-50表面处理：氧化7、平压板GB2183-80材料：45热处理：HRC35-40压板20×2008、六角头支承GB2227-80材料：45热处理：全部HRC40-50M10×259、六角头螺栓GB21-76M10×2510、V形块GB2208-80材料：20热处理：渗碳深0.8-1.2㎜HRC58-64N=42㎜V形块11、定位销材料：T8热