法兰盘零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

摘 要

工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，

本次毕业设计的课题是CA6140车床法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具设计，主要内容如下：

首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。

第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。

第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。

最后，设计第三道工序—钻法兰盘孔的夹具。先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。

通过以上的概述，整个设计基本完成。 关键词 机械；加工工艺；夹具设计

I

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ABSTRACT

A specialized main specialized course that \mechanical manufacturing engineering is studied \and jig to design technological discipline , have very strong practicality , require that should contact production practices closely in the learning process, at the same time it has comprehensive the very strong one,

The subject of this graduation project is that CA6140 lathe ring flange processing technology rules and special-purpose jig of a certain process are designed, the main content is as follows:

First of all, analyse , it is mainly analysis of the function of the part and craft analysis to the part , through part analyse can find out about basic situation of part, and craft analyse may know the processing surface of the part and is it require to process. The processing demand put forward according to the part picture, confirm the manufacture form of the blank and sureness of the size.

The second step, carry on the choice the base , confirm thick datum and precise datum in the processing course. According to the datum chosen , make the craft route , usually make the craft route of more than two kinds, with analysing through the comparison of the craft scheme, and then choosing be able to make such specification requirements as the precision of geometry form , size of the part and precision of position ,etc. get a kind of process of the rational assurance s.

The third step, according to the already selected process route, confirm for every steps of cutting consumption and basic man-hour , choose suitable lathe and cutter. To rough machining , will check the power of the lathe .

Finally , design the third process - the jig getting into the hole of the ring flange. Put forward the question of designing first , and then choose to orient the datum , then the calculation that begins to cut strength , clamp strength and analysis of the localization error. Then put the design course in order as the drawing.

Through the summary of the above, design and finish basically entirely.

Keywords: machine; Process the craft; The tongs design

II

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目 录

序 言 .................................................................. I 1 零 件 的 分 析 ....................................................... 2

1.1零件的作用........................................................ 2 1.2 零件的工艺分析 ................................................... 2 2 工 艺 规 程 设 计 .................................................... 3

2.1确定毛坯的制造形式................................................ 3 2.2基面的选择........................................................ 3 2.3制定工艺路线...................................................... 3 2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定............................ 7 2.5确定切削用量及基本工时........................................... 10 3 夹具设计 ............................................................ 31

3.1问题的提出....................................................... 31 3.2夹具设计......................................................... 31 参考文献................................................................ 34 致 谢.................................................................. 35 附件1 .................................................................. 36 附件2 .................................................................. 43

III

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序 言

毕业设计是我们在学完大学的全部课程后进行的，是我们对大学四年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（CA6140车床法兰盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

1

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1 零 件 的 分 析

1.1零件的作用

题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘（见附图1）， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。

1.2 零件的工艺分析

?0.045 法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ200为中0.120心 ,包括:两个Φ100??0.34mm的端面, 尺寸为Φ45?0.017mm的圆柱面,两个Φ90mm

的端面及上面的4个Φ9mm的透孔. Φ450?0.6mm的外圆柱面及上面的Φ6mm的销孔, Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面.

?0.045 这组加工表面是以Φ200mm为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以

先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面.

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2 工 艺 规 程 设 计

2.1确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，由于零件年产量为1000件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。

2.2基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1）粗基准的选择

选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取Φ45外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。 2）精基准的选择

主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。

2.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

3

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一.工艺路线方案一

工序 1 粗铣Φ20孔两端面 工序 2 钻、粗铰孔Φ20

工序 3 粗铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 4 精铣Φ20孔两端的端面 工序 5 精绞Φ20的孔

工序 6 粗车Φ45、Φ90、Φ100的外圆，粗车B面与Φ90的右端面 工序 7 半精车Φ45、Φ90、 Φ100的外圆，半精车B面与Φ90的端面，

对Φ100、Φ90、Φ45的圆柱面倒角，倒Φ45两端的过度圆弧，车退刀槽，车Φ20内孔两端的倒角

工序 8 精车Φ100外圆面，精车B面，精车Φ90的右端面，精车Φ45的

圆柱面

工序 9 精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 10 钻4-Φ9透孔

工序 11 钻Φ4孔，钻铰Φ6的销孔 工序 12 磨Φ45、Φ100的外圆

工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 14 磨B面 工序 15 刻字划线

工序 16 Φ100外圆无光镀铬 工序 17 检查入库 二 .工艺方案二

工序 1 粗车Φ100mm端面，粗车Φ100mm外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90

的外圆柱面

工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面 工序 3 钻粗绞Φ20的内孔

工序 4 半精车Φ100的端面及外圆面，半精车B面，半精车Φ90的外圆

柱面，对Φ100、Φ90的外圆柱面进行倒角，车Φ45两端的过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

工序 5 半精车Φ45的端面及外圆柱面，车Φ20孔的右端倒角，车Φ45

的倒角，车3*2的退刀槽

工序 6 精车Φ100的端面及外圆面，精车B面 工序 7 精车Φ45端面及外圆柱面 工序 8 精绞Φ20的孔

4

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工序 9 钻4—Φ9透孔 工序 10 钻Φ4孔，钻绞Φ6孔 工序 11 铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 12 磨B面

工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 14 划线刻字

工序 15 Φ100外圆无光镀铬 工序 16 检查

三.工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一 采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。由于各端面及外圆柱面都与Φ20轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Φ20孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下:

工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面 工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面 工序 3 钻、扩、粗铰Φ20的孔 工序 4 钻Φ4孔，再钻Φ6孔

工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外

圆柱面，车Φ100、Φ90的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

工序 6 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3*2退

刀槽，车Φ45的倒角，车Φ20内孔的右端倒角

工序 7 精车Φ100的端面及外圆，精车B面 工序 8 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面 工序 9 精绞Φ20的孔

工序 10 磨Φ100、Φ45的外圆柱面 工序 11 钻4—Φ9透孔

工序 12 铣Φ90mm圆柱面上的两个平面 工序 13 磨B面

工序 14 磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 15 划线刻字

工序 16 Φ100mm外圆无光镀铬 工序 17 检查

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以上加工方案大致看来还是合理的.但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,主要表现在工序Ⅳ钻Φ4mm孔，再钻Φ6

?0.030mm孔由于在设计夹用夹具时要以Φ90mm圆柱面上的一个平面来定位,所

?0.030以应把铣Φ90mm圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻Φ4孔，再钻Φ6孔工序前. 并且工序 Ⅲ与工序 Ⅴ序可并为一个工序,否则就有点繁琐.

mm

因此最后确定的加工工艺路线如下：

工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面 工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面 工序 3 钻、扩、粗绞Φ20的孔 工序 4 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面

工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外

圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

工序 6 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3*2退刀

槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20 内孔的右端倒角

工序 7 精车Φ100的端面及外圆，精车B面 工序 8 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面 工序 9 精绞Φ20的孔

工序 10 精铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 11 钻、绞 4-Φ9的孔 工序 12 钻Φ4孔，钻、绞Φ6孔 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圆柱面 工序 14 磨B面

工序 15 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 16 刻线刻字 工序 17 镀铬 工序 18 检测入库

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2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“法兰盘”零件材料为HT200，硬度200HBS，毛坯重量约为2.8KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1.Φ450?0.017mm外圆表面

此外圆表面为IT6级，参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 精车外圆 半精车外圆 粗车外圆 毛坯

0.122.外圆表面Φ100??0.34mm

工序余量 0.6 1.4 3 5 工序基本尺寸 45 45.6 47 50 工序尺寸的公差 0.017 0.1 +0.3 ??工序尺寸及公差 Φ450?0.017 Φ45.60?0.1 0.1Φ47??0.2 0.5Φ50??0.5 0.5 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 精车外圆 半精车外圆 粗车外圆 毛坯

7

工序余量 0.6 1.4 4 6 工序基本尺寸 100 100．6 102 106 工序尺寸的公差 -0。46 ??工序尺寸及公差 0.12Φ100??0.34 0.8Φ106??0.8 0.8

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3．B面中外圆柱面

参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 精磨外圆 粗磨外圆 半精车外圆 粗车 毛坯

?0.0454．孔Φ200mm

工序余量 0.2 0.8 1 2 60 工序基本尺寸 45 45.2 46 47 106 工序尺寸的公差 -0.6 工序尺寸及公差 0.12Φ45??0.34 Φ106??1 ??1 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 铰孔 扩孔 钻孔 毛坯

5. Φ450?0.017mm的端面

1）按照《工艺手册》表6-28，铸件重量为2.8kg，Φ450?0.017mm端面的单边加工余量为2.0～3.0，取Z=2.0mm，铸件的公差按照表6-28，材质系数取M1，

0.7复杂系数取S2，则铸件的偏差为??0.8；

工序余量 0.2 0.9 9 10 工序基本尺寸 20 19.8 18 工序尺寸的公差 +0.045 +0.1 +0.6 工序尺寸及公差 ?0.045Φ200 ?0.1Φ19.80 ?0.6Φ180 2）精车余量：单边为0.2mm（见《实用机械加工工艺手册》中表3.2-2），精车公差既为零件公差-0.08；

3）半精车余量：单边为0.6mm（见《实用机械加工工艺手册》中表11-27），半精车公差的加工精度为IT9，因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm；

4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加工精度为IT11级，因此，可以知道本工序的加工公差为-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量，实际上，加工余量有最大的

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加工余量及最小加工余量之分；

Φ450?0.017mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图： 由图可以知道： 精车半精车精 车最小余量91最大余量最小余量最大余量加工方向毛坯名义尺寸96最大余量最小余量毛坯名义尺寸为：94+2=96（mm） 毛坯的最大尺寸：96+0.7=96.7（mm） 毛坯的最小尺寸：96-0.8=95.2（mm） 粗车后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm） 粗车后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm） 半精车后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm） 半精车后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm） 精车后尺寸为94mm

加工余量计算表 工序 加工尺寸 及公差 加工前尺寸 加工后尺寸 最大 最小 最大 最小 96.7 95.2 2 ?0.7?0.8铸造毛坯 粗车 半精车 精车 96.7 95.2 95.2 94.88 1.2 -0.32 9

95.2 94.88 94.6 94.48 0.6 -0.12 94.6 94.48 94.04 93.96 0.2 -0.08 加工余量 加工公差

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2.5确定切削用量及基本工时

工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面

1.加工条件

工件材料：HT200 δb=220MPa 模铸

加工要求：车削Φ100mm端面及外圆柱面，粗车B面 机床：CA6140卧式车床

刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K?=90?,?0=15?,

?0=12?,??=0.5mm

2．计算切削用量 (1) 粗车Φ100mm端面

+0..8

1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3-0。7mm,考虑的模铸拔模斜度，ap=4mm 2) 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25 mm2

ap>3~5mm,以及工件直径为100时，f =0.7~1.0mm/r

按CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r

3) 计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)

vc?CvxvTmapfyvkv(m/min)

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所

以

vc?34260x40.20.15x0.50.35vx1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)

4)确定机的主轴转速 ns=

1000vc1000?158.6?504r/min =

πx100πdW10

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按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取nw=480r/min。

所以实际切削速度v=110r/min/。

5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1

100?20 L==40mm , l1=2mm, l2=0, l3=0

2 tm=

l?l1?l2?l340?2==0.098(min) 480?0.9nwf(2) 粗车Φ100mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度

1) 切削深度，单边余量Z=2mm,分二次切除。 2) 进给量， 根据《机械加工工艺手册》取f=0.9mm/r 3)计算切削速度 vc?CvxvTmapfyvkv＝132m/min

4)确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?132?420r/min =

πx100πdW 按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8)与420r/min相近的机床转速为

480r/min

现选取480r/min

所以实际切削速度 vc=

?dnsπ?100?480?150m/min =

10001000 5) 检验机床功率 主切削力Fc按《切削手册》表1.29所示公式计算 Fc＝CFcapFcfxyFcvcFckFc

n 其中 CFc＝2985，xFc＝1.0，yFc＝0.65，nFc＝-0.15， kMp=(6000.65)=0.63 )nF=(650650?b kkr=0.61

Fc=2985?1.0?0.50.65?150?0.15?0.63?0.89=1122.4(N) 切削时消耗功率Pc＝

Fcvc1122.4x150＝＝2.81(KW) 446x106x1011

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由《实用机械加工工艺手册》表7-4中CA6140机床说明书可知，CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。

6) 校验机床进给系统强度 已知主切削力Fc＝1122.4N.径向切削力Fp按《切削手册》表1.29所示公式计算

FFp＝CFpappfxyFpvcpkFp

nF其中 CFp＝1940，xFp＝0.9，yFp＝0.6，nFp＝-0.3，

kMp=(2200.85)=0.59 )nF=(650650?bkkr=0.5

所以 Fc=1940?1.50.9?0.50.6?150?0.3?0.59?0.5=203(N) 而轴向切削力 Ff＝CFfapffxFyFfvcfkFf

nF 其中 CFf＝2880，xFf＝1.0，yFf＝0.5，nFf＝-0.4，

kM=(2201.0)=0.34 )nF=(650650?bkk=1.17

轴向切削力 Ff=2880?1.5?0.50.5?150?0.4?0.34?1.17=442(N)

取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=Ff+μ(Fc+Fp)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N(见《切削手册》表1.30)故机床进给系统可正常工作。 7)切削工时 t=

l?l1?l2 nwf 其中l=10mm l1=4mm l1=2mm

所以 t=

10?4?2＝0.1min

480?0.9106?45?1=30mm.分15次切除 212

(3)粗车B面

1) 切削深度。单边余量Z=

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2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.9mm/r 3) 计算切削速度 vc?CvxvTmapfyvkv

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所

以

vc?34260?40.20.15?0.90.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=126m/min

4) 确定电机的主轴转速

ns=

1000vc1000?126?378r/min =

π?106πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取nw=400r/min。

所以实际切削速度vc=

?dnsπ?106?400?133m/min =

100010005) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 tm=

l?l1?l2i ;其中l=30mm nwfl?l1?l230i=?15=1.25(min) 400?0.9nwf tm=

工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面

机床：CA6140卧式车床

刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16?25mm2,K?=90?,?0=15?,

?0=12?,??=0.5mm

(1) 粗车Φ450?0.017mm端面

1) 切削深度。单边余量Z=1.2mm 2) 计算切削速度 vc?CvxvTmapfyvkv

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其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所

以

vc?34260?1.20.20.15?0.90.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=187m/min

3) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?187?553r/min =

π?50πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取nw=600r/min。

所以实际切削速度vc=

?dnsπ?50?600?94m/min =

100010005) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。

tm=

l?l1?l2i ;其中l=25mm; l1=4mm; l2=2mm; nwf tm=

l?l1?l231i=x1=0.06(min) 600x0.9nwf(2) 粗车Φ450?0.017mm外圆柱面

1) 切削深度 单边余量为Z=2.2mm 分两次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r 3) 计算切削速度

vc?CvxvTmapfyvkv

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 vc?34260?2.20.20.15?0.80.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=89m/min

14

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000x89?753r/min =

πx50πdW 按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取nw=750r/min。

所以实际切削速度vc=

?dnsπx50?750?94m/min =

10001000l?l1?l2i ;其中l=41mm; l1=4mm; l2=0mm; nwf 5) 切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1 tm=

tm=(3) 粗车Φ90mm端面

l?l1?l245i=x2=0.09(min) 750?0.8nwf1) 切削深度 单边余量为Z=1.2mm 一次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r 3) 计算切削速度

vc?CvxvTmapfyvkv

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所

以

vc?34260?1.20.20.15?0.80.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=122m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?122?431r/min =

π?90πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与431r/min相近的机床转速为480r/min。现选取nw=480r/min。

所以实际切削速度vc=

?dnsπ?90?480?135m/min =

1000100015

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 tm=

l?l1?l290?45i ;其中l==22.5mm; l1=4mm; l2=0mm;

2nwfl?l1?l222.5?4i==0.07(min) 480?0.8nwf tm=

工序 3 钻、扩Φ20的孔 (1) 钻Φ18mm孔

机床：Z525立式钻床

刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢钻头W18Cr4V. 1)进给量 根据《切削手册》表10-66,当铸铁≤HB200时，D=Φ18时，取f=0.3mm/r

2)切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得

V=35m/min.

3)确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?35?619.2r/min =

π?18πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-2),与619.2r/min相近的机床555r/min。现选取nw=555r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?18?555?31.4m/min =

100010004)削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 tm=

l?l1?l2i ;其中l=91mm; l1=10mm; l2=4mm; nwfl?l1?l2105 ==0.63(min) 555?0.3nwf tm=(2) 钻Φ19.8mm孔

根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为

f?(1.2~1.8)f钻

11 v?(~)v钻

23 16

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

式中的f钻、v钻——加工实心孔进的切削用量. 现已知

f钻=0.36mm/r (《切削手册》)表2.7 v钻=42.25m/min (《切削手册》)表2.13

1) 进给量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r 2) 切削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?16.9?271.8r/min =

π?19.8πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-2),与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取nw=275r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?19.8?275?17.4m/min =

100010005) 切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1。

转速为tm=

l?l1?l2i ;其中l=91mm; l1=10mm; l2=4mm; nwfl?l1?l2105 ==0.78(min) 275?0.5nwf tm=

工序 4 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面 (1) 铣距中心线34mm的平面。

机床：组合机床

刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT15. 铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40 1) 切削深度 2ap=10mm 所以有ap=5mm

2) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119得,进给量f=0.2~0.35mm/齿 按机床行选取f=0.3mm/齿

3) 切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得

V=115min/s. 即V=6.9m/min

4) 定机床主轴转速

17

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

ns=

1000vc1000?6.9?21.97r/min =

π?100πdW按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取nw=22.5r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?100?22.5?7.1m/min =

10001000当nw=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为

fm=fZnw=0.3?10?22.5=67.5(mm/min)

查机床说明书有fm=60(mm/min)

5) 切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1。

tm1=

tm2=

l?l1?l290==1.5(min) 60fm45=0.75(min) 60铣两次的总时间为tm=1.5+0.75=2.25min (2) 粗铣距中心线24mm的平面。

机床：组合机床

刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT15. 铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40/ 1) 切削深度 4ap=20mm 所以有ap=5mm

2) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119得,进给量f=0.2~0.35mm/齿 按机床行选取f=0.3mm/齿

3) 切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得

V=115min/s. 即V=6.9m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?6.9?21.97r/min =

π?100πdW按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取nw=22.5r/min。

18

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?100?22.5?7.1m/min =

10001000当nw=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为

fm=fZnw=0.3?10?22.5=67.5(mm/min)

查机床说明书有fm=60(mm/min)

5) 切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1

tm=

l?l1?l290==1.5(min) 60fm 铣4次的总时间为4tm=4x1.5 =6min

工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外

圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

(1) 半精车Φ100mm端面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》表2.4-2.取f＝0.5mm/r 机床主轴转速nw＝480r/min 所以切削工时 tm=

l?l1?l2?l340?2=＝0.44（min） 480?0.5nwf(2) 半精车Φ100mm外圆柱面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略 进给量f 根据《机械加工工艺手册》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主轴转速 nw=480r/min

所以切削加工时 tm=(3) 半精车B面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》表2.4-2.取f＝0.5mm/r

19

l?l1?l2=0.17min nwf青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

机床主轴转速nw＝400r/min tm=

l?l1?l2i ;其中l=30mm nwfl?l1?l230i=?15=2.25(min) 400?0.5nwf tm=

工序 6 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3*2退刀

槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20 内孔的右端倒角

(1) 半精车Φ450?0.017mm端面

1) 切削深度 单边余量Z=1.2mm

2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度 vc?

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

CvxvTmapfyvkv

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所以 vc?34260?1.20.20.15?0.20.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=187m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?187?553r/min =

πx50πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取nw=600r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?50?600?118m/min =

10001000l?l1?l2i ;其中l=25mm; l1=4mm; l2=2mm; nwf5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 tm=

20

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

tm=

l?l1?l231i=?1=0.26(min) 600?0.2nwf(2) 半精车Φ450?0.017mm外圆柱面

1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm

2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度

vc?CvxvTmapfyvkv

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所

以

vc?34260?1.20.20.15?0.20.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=96m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?96?578r/min =

π?50πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与578r/min相近的机床转速为600r/min。现选取nw=600r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?50?600?94m/min =

10001000l?l1?l2i ;其中l=41mm; l1=4mm; l2=0mm; nwf5)切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1。 tm=

tm=(3) 半精车Φ90mm端面

l?l1?l245i==0.37(min) 600?0.2nwf1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm 一次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度

21

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

vc?CvxvTmapfyvkv

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所以

vc?34260?0.30.20.15?0.20.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=134m/min

4)确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?134?458r/min =

π?90πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8,与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取nw=480r/min。

所以实际切削速度vc=

?dnsπ?90?480?135m/min =

100010005) 切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1

tm=

l?l1?l290?45i ;其中l==22.5mm; l1=4mm; l2=0mm;

2nwfl?l1?l222.5?4i==0.28(min) 480?0.2nwf tm=

工序 7 精车Φ100的端面及外圆，精车B面 (1) 精车Φ100mm端面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 机床主轴转速nw＝480r/min 所以切削加工时 tm=

l?l1?l2?l340?2=＝0.44（min） 480?0.2nwf(2)精车Φ100mm外圆柱面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略

进给量f 根据《机械加工工艺手册》表2.4-2 取f=0.2mm/r

22

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

主轴转速 nw=480r/min 所以切削加工时 tm=(3) 精车B面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 机床主轴转速nw＝480r/min tm=

l?l1?l2=0.33 min nwfl?l1?l2i ;其中l=30mm nwfl?l1?l230i=?15=4.7min 480?0.2nwf tm=

工序 8 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面 (1) 精车Φ450?0.017mm外圆柱面

1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 分两次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度 vc?CvxvTmapfyvkv

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所

以

vc?34260?0.30.20.15?0.10.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=96m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?96?585r/min =

π?50πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取nw=600r/min。

所以实际切削速度

23

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

vc=

?dnsπ?50?600?94m/min =

10001000l?l1?l2i ;其中l=41mm; l1=4mm; l2=0mm; nwf5)切削加工时，按《工艺手册》表6.2-1。 tm=

tm=(2) 精车Φ90mm端面

l?l1?l245i==0.75(min) 600?0.1nwf1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 一次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度

vc?CvxvTmapfyvkv

其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所以

vc?34260?0.30.20.15?0.20.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=134m/min

4)确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?134?458r/min =

π?90πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8,与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取nw=480r/min。

所以实际切削速度vc=

?dnsπ?90?480?135m/min =

10001000 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1

tm=

l?l1?l290?45i ;其中l==22.5mm; l1=4mm; l2=0mm;

2nwfl?l1?l222.5?4i==0.31(min) 480?0.2nwf24

tm=

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

工序 9 精绞Φ20的孔

?0.045(1) 绞孔至ΦΦ200mm

1) 进给量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r 2) 削速度 按切削手册选取v=0.4×48.25=19.3m/min. 3) 定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?19.3?298.3r/min =

π?20πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-2),与298.3r/min相近的机床转速为275r/min。现选取nw=275r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?20?275?17.2m/min =

100010004) 工时，按《工艺手册》表6.2-1。

tm=

l?l1?l2i ;其中l=91mm; l1=7mm; l2=3mm; nwfl?l1?l2101 ==0.73(min) 275?0.5nwf tm=

工序 10 精铣Φ90圆柱面上的两个平面 (1) 精铣上两平面

1) 切削深度 查《机械加工工艺师手册》表10-119,取ap=1mm

2) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119 按机床行选取f=0.2mm/齿

3) 切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得

V=190min/s. 即V=11.4m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?11.4?36.3r/min =

π?100πdW按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取nw=37.5r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?100?37.5?11.8m/min =

1000100025

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

当nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为

fm=fZnw=0.2?10?37.5=75(mm/min)

查机床说明书有fm=80(mm/min)

5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。

tm=

l?l1?l290==1.125(min) 80fm 铣2次的总时间为2tm=21.125=2.25min 工序 11 钻、绞 4-Φ9的孔 (1) 4-Φ9mm孔

机床：Z525立式钻床

刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ9. 1) 给量 查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得

V=30m/min.

3) 定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?30?1061r/min =

π?9πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与1061r/min相近的机床转速为1012r/min。现选取nw=1012r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?9?1012?28.6m/min =

100010005) 削工时，按《工艺手册》表6.2-1。

tm=

l?l1?l2i ;其中l=8mm; l1=4mm; l2=3mm; nwfl?l1?l215 ==0.11(min) 1012?0.13nwf tm=

由于有四个孔所以切削工时为4 tm=0.44min

26

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

工序 12 钻Φ4孔，扩Φ6孔 (1)钻Φ4mm孔

机床：Z525立式钻床

刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ4. 1)进给量 查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r 2)切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得

V=24~34m/min. 取V=30m/min

3)确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?30?2388r/min =

π?4πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取nw=2012r/min。

所以实际切削速度vc=

?dnsπ?4?2012?25.3m/min =

100010005) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 tm=

l?l1?l2i ;其中l=13mm; l1=4mm; l2=3mm; nwf tm=

l?l1?l220 ==0.08(min) 2012?0.13nwf(2) 扩Φ6mm孔

刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ6. 1) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得

V=24~34m/min. 取V=30m/min

3) 确定机床主轴转速

ns=

1000vc1000?30?1592r/min =

π?6πdW按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取nw=1426r/min。

所以实际切削速度

vc=

?dnsπ?6?1426?26.8m/min =

100010005) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1

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tm=

l?l1?l2i ;其中l=7mm; l1=4mm; l2=3mm; nwfl?l1?l214 ==0.07(min) 1426?0.13nwf tm=

工序 13 磨Φ100、Φ45的外圆柱面 (1) 磨Φ100mm外圆柱面 机床 MQ1350A轻型外圆磨床

1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P 350?40?127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127

2)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 工件速度 vw＝18m/min

纵向进给量 fa＝0.5B＝20mm(双行程) 切削深度 fr＝0.0157mm/st 3)切削工时 t?2?DbZbk

1000vfafr 式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Zb--单边加工余量 K---系数

V---工作台移动速度

fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fa--工作台往返一次砂轮径向进给量 t?2??90?9?0.15?1.1＝0.55(min)

1000?18?20?2?0.0157(2) 磨Φ45mm外圆柱面 机床 MQ1350A轻型外圆磨床

1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P 350?40?127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6

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号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127

2)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 工件速度 vw＝18m/min

纵向进给量 fa＝0.5B＝20mm(双行程) 切削深度 fr＝0.0157mm/st

3)切削工时 t?2?DbZbk

1000vfafr 式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Zb--单边加工余量 K---系数

V---工作台移动速度

fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fa--工作台往返一次砂轮径向进给量 t?工序 14 磨B面 (1) 磨B面

机床 MQ1350A轻型外圆磨床

1) 选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P 350×40×127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127

2) 切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 工件速度 vw＝18m/min

纵向进给量 fa＝0.5B＝20mm(双行程)

2??50?9?0.15?1.1＝0.3(min)

1000?18?20?2?0.0157切削深度 fr＝0.0157mm/st

3) 切削工时 t?2?DbZbk

1000vfafr式中 D---被加工直径

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b----加工宽度 Zb--单边加工余量 K---系数

V---工作台移动速度

fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fa--工作台往返一次砂轮径向进给量

2??45?91?0.15?1.1 t?＝2.5(min)

1000?18?20?2?0.0157工序 15 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面 机床 MQ1350A轻型外圆磨床

1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P 350?40?127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127

2)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 砂轮轮速n砂=1500r/min (见机床说明书) v砂=27.5m/s 工件速度 vw＝10m/min

轴向进给量 fa＝0.5B＝20mm(双行程) 切削深度 fr＝0.015mm/st 3)切削工时 t?2?DbZbk

1000vfafr式中 D---被加工直径

b----加工宽度

Zb--单边加工余量 K---系数

V---工作台移动速度

fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fa--工作台往返一次砂轮径向进给量 t?

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2??90?8?0.15?1.1＝0.53(min)

1000?10?20?2?0.0157青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书

3 夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计第4 道工序—铣距零件中心线分别为24和34的两平面的夹具。本夹具将用于组合机床，对工件对铣加工，刀具为镶齿三面刃铣刀。

3.1 问题的提出

本夹具主要用来距中心线24和34的两平面，此平面的形位公差和表面要求

?0.12?0.045均较高，无特殊要求，且加工此平面时Φ1000.34mm 轴的外端面及Φ200孔的

内表面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面。因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。

3.2夹具设计

3.2.1 定位基准的选择

?0.045由零件图可知，待加工平面对Φ200的轴线有平行度要求，对Φ100的底?0.045?0.045端面有垂直度要求，其设计基准为Φ200孔的中心线。本设计选用以Φ200?0.12孔的内表面和Φ1000.34的底端面为主要定位基面，另选用Φ100mm的上端面作为

辅助定位基准。为了降低生产成本，本设计选择采用螺纹夹紧的方式。

3.2.2切削力及夹紧力计算

刀具：镶齿三面刃铣刀 d=Φ80mm 由《机械制造工艺设计手册》P116 可查得

dXFcYFcZFcfvcKFc 铣削扭矩 M=CFCap2XFcYFcZFc切向力 F=CFCapfvcKFc

切削功率 Pm=2πM·n·10(kw) 式中：

CF=558.6

?3aP?5 xF=1

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yF=0.8

Z?0

d0=80 kF=0.9

f=0.13 n=1450

所以当铣距中心轴线24mm和34mm面时有：

0 M=?80/2?x558.5x51x0.130.8xvcx0.9x10?3=19.65(N·m) 0 F=558.5x51x0.130.8vc0.9=491.35(N)

Pm=2πx19.65x1450x10?3=178.97(kw)

因为是对铣加工，故：M=19.65x2=39.3(N·m) F=491.35x2=982.7N

Pm=178.97x2=357.94(kw)

如上所述，本设计采用螺旋夹紧机构，即由螺杆、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构。

螺旋夹紧机构不公结构简单、容易制造，而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长升角又小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都很大，是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。

根据夹紧状态下螺杆的受力情况和力矩平衡条件

FQL=F????FRxd0 2 FJ=

FQ Ld0tg(???1)????tg?22

式中 FJ——夹紧力(N) FQ——作用力(N) L——作用力臂(mm) d0——螺杆直径 α——螺纹升角 ?1——螺纹处摩擦角.

?2——螺杆端部与工件间的摩擦角.

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??——螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm)

所以有FJ=

FQ Ld0tg(???1)????tg?226400=3075.73N 2.112=

80x8012tg(8??5?)?5.78tg6?2

=

显然 FJ=3075.73N>982.7N=F

故本夹具可安全工作。

3.2.3 定位误差分析

夹具的主要定位元件为支撑板和定位销。支撑板尺寸与公差都是选取的标准件，其公差由标准件决定，并且在夹具装配后的技术要求统一磨，支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过0.02；定位销选取标准件，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的 垂直度误差不超过0.02。

夹具的主要定位元件为短定位销限制了两个自由度,另一端面限制三个自由度,绕铣刀轴线旋转方向的自由度无须限制。因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用标准件，故定位误差在此可忽略。

3.2.4 夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。但由于本夹具是应用于组合机床上，两铣刀同时工作的对铣加工，夹具尺寸不能很大，如果采用机动夹紧，夹具势必过于复杂和庞大，本夹具为了提高生产率和降低生产成本，考虑简单、经济、实用, 减轻工人劳动强度，采用螺旋夹紧机构,操作非常简单,先拧松夹紧螺母,稍旋转弯头压板，将工件放置在夹具支撑板上，由定位销定位,再将压板旋转复位，拧紧螺母达到夹紧要求即进行铣削加工.本工序采用的是专用的组合机床，高速钢镶齿三面刃铣刀来铣侧端面，因而不需要很大的夹紧力，而且可以采用长柄扳手，只需拧松两个夹紧螺母即可，因而工人的劳动强度不大。

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参考文献

１、徐嘉元，曾家驹主编《机械制造工艺学》机械工业出版社 97.8 ２、联合编写组编《机械设计手册》化学工业出版社 87.12 ３、赵家齐：《机械制造工艺学课程设计指导书》，机工版 ４、哈尔滨工业大学李益民主编：《机械制造工艺设计简明手册》，机工版，2005年7月第一版

５、王启平主编《机床夹具设计》哈工大出版社 85.12

６、东北重型机械学院主编《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社 80.1 ７、孟少安主编《机械加工工艺手册》机械工业出版社 91.9 ８、徐灏主编《机械设计手册》机械工业出版社 91.9 ９、《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》 （教材） 10、孙丽媛主编，《机械制造工艺及用夹具设计指导》，冶金工业出版社2002 11、《机械加工工艺师手册》 12、《机械零件设计手册》 13、《机床夹具设计图册》

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致 谢

毕业设计是对大学四年所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生的必经过程，也是一个重要的实践性教学环节。本次毕业设计，不仅培养了我们正确的设计思想；也同时让我们掌握了工程设计的一般程序和方法，以及锻炼了我们综合运用知识能力。在本次设计过程中，我们大量阅读了各种技术资料及设计手册，认真探讨了机械领域内的各种基本问题。因此，本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识，而且也对自己的知识面进行了拓宽。此外，本次设计在绘图的过程中，使用了AUTOCAD绘图软件，并同时进行了手工绘图，这些都不同程度地使我们学到了更多的知识，进一步提高了我们绘图识图的能力。

在本次毕业设计中，我得到xxx老师的耐心指导，细心教诲，并在设计过程中及时的给我解答疑难，让我在本次毕业设计中得到了自己能力上的长进和知识上的飞跃，这对我的将来都会有深远的影响。并且，在设计过程中还有其他老师和同学的热忱帮助，在此表示由衷的感谢！

由于本人知识有限，实际经验更加不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处，敬请各位老师指正，本人将不胜感激！

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附件1

?

对电控带式铣床运用液压

自动精度控制和宽度控制

戴维斯.艾伦博士，英国谢菲尔德股份有限公司工程与建筑部门项目经理及营业主任。戴维.麦凯，英国谢菲尔德股份有限公司 。

在韩国南部浦项钢铁公司第二分公司的电控带式铣床是在1980年建造的现代的，四分之三的连续的铣床。该铣床工作台宽2050mm，能进行4次粗加工和7次精加工，其带的最大速度 21m/s ,此时的总功率为 56,000kw.限卷重量是达 35.3吨以上。 该铣床的年产量为356万吨。

为了改善加工宽度和精度公差， 浦项钢铁公司决定在尾末的修边机安装液压自动控制(HAWC)，并在精加工F4-F7处安装液压自动精度控制 (HAGC) 。 戴维.麦凯的任务是将现代化的机械系统和液压系统连接在总体机器上，利用计算机建立 AWC/AGC的控制，实现新的宽度，机械的安装,进行试车训练。 新的机器在1987年在14 天的截止期间投入使用。

?

新设备的概述

一个先决条件是新的设备必须结合现有设备寻求一个方法，在很少次品的基础上运用传统操作实现反转。 因此，液压AGC和AWC气缸设计成产生失稳状态时能够抵挡正常的滚动。

所有的控制系统依靠被挑选的系统与现有系统保持平行，现有的操作员在实验台控制时,必须熟练地操作任何液压系统和机电系统。

AWC 系统包含短行程,单作用气缸设计在水平螺杆的后面与垂直滚动止动器之间，该气缸是伺服控制的,以行程速度为100毫米/s提供在缓冲地址寄存器中的宽度控制，并且实现了顶部量器和尾部刀槽的效果控制。

在粗加工实验台R3后的一些宽度量具过去习惯于给正向反馈电传送控制信号对修边机E4进行自动宽度控制，现在现行的宽度量具在粗加工设备R4后，只需要面对面地调整。

自动精度控制系统在最后4次精加工中被设为短行程，单作用气缸被定位在

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顶部止动器与螺杆下方的牵引轴承/载荷单元之间。这些气缸具有异常的动态性能（28Hz,速度10mm/s).

由于实际距离在修边机E4与精加工F4至F7之间，分离泵的总成装配能供应到每一个地方。液压设备需要压力为275 bar,具有3微米过滤水平的矿物油。 新的计算机配置包含在以太网总线上连接7个程序数据处理机和11/73微理器处，系统的不同的零件需要被连接在现有的计算机监督管理机构（SCC）和可编程逻辑控制器（PLC)之间的现有的64位通讯端口上。再这之上有被透视的现有通讯和高速结构（因此，现有的计算机系统包含有升温设备站）。

给自动宽度控制/自动精度控制（AGC/AWC）的必须的数据被提取，并沿着以太网总线被连续的传达给新系统。将来，如同新系统能简单地被绑到以太网上那样，这样具有给计算机系统开垦更简单的通信的优点（两三个月以后，更进一步的契约给ENCO加热保留了展示板，并且，更多11/73微处理器必须的中间机座的云状水纹被受到）。

?

机械/液压的设计特点

自动精度控制（AGC）气缸--自动精度控制（AGC）气缸以及它们的部件的各种零件的视图。

气缸设计为单一的整体，低摩擦的封口的聚四氟乙烯万能插孔带被悬挂在青铜下的活塞上。当气缸处于失稳状态时基准活塞被倾斜用于调节摆动曲面。在进行铣削时，反馈正常的偏差以达到所需要的自由度。

液压管被安装在每个气缸的前面，包括伺服阀。其中一个位置检测器在小型蓄力器之后稍稍可被辨别。其中一个位置检测器在其正对面作配合使用。两个信号从检测器被平均地提供平均行程信号。

检测器组件见。具有1微米分辨率的索尼magnescale 检测器被密封在黄铜体内。

第三类伺服阀被运用（穆格79系列）。第三类伺服阀有它自己的内置组合式闭合环进行位置控制。每个阀的理论额定流量为2230升/分。两个阀被配合每个气缸安装，并且被电线串联运行。在工业工程学上，相当于传动信号从最初的阀到达极限，并且远远超过第二类阀。他们具有200Hz的频响应率响应，提供给所有28Hz的气缸。气缸参数和性能数据见表I。

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