毕业设计（论文）-FA311系列高速并条机一三排罗拉支架工艺及夹具设计【全套图纸】.doc

设计题设计题目：目：FA311A 系列高速并条机系列高速并条机 一三排一三排罗罗拉支架加工工拉支架加工工艺艺 全套全套图纸图纸，加，加 153893706 系系 别别： ： 机械工程系 专专 业业： ： 班班 级级： ： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指指导导老老师师： ： 完成完成时间时间： ： 目目 录录 序序 言言.1 第一章第一章 课题简介课题简介.2 第二章第二章 零件的作用及工艺性分析零件的作用及工艺性分析 .3 2.12.1 零件工艺性分析零件工艺性分析.3 2.22.2 工艺规程设计工艺规程设计.3 2.2.1 确定毛坯类型.3 2.2.2 基准面选择.3 2.2.3 工艺路线的拟定.3 2.2.4 余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.3 2.2.5 确定切削用量.3 第三章第三章 夹具设计夹具设计.3 第四章第四章 小小 结结.3 参考文献参考文献 .3 - 1 - 1 序 言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以 及大部分专业课程后进行的。这是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入 的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学 生活中占有重要的地位。 就我而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适 应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，从而更好的以积极向上的 态度来对待工作能溶入到实践中去。我们做毕业设计目的是： 1、学生综合分析和解决本专业的一般工艺技术问题的独立工作能力，拓宽 和深化学生的知识。 2、学生树立正确的设计思路，设计构思和创新思维，掌握工艺设计的一般 程序.规范和方法。 3、学生正确使用技术资料.国家标准，有关手册.图册等工具书。进行设计 计算.数据处理.编写技术文件等方面的工作能力。 4、学生今昔功能调查研究。面向实际。面向生产。向工人和工程技术人员 学习的基本工作态度.工作作风和工作方法。 - 2 - 2 第一章 课题简介 本课题的来源：扬州鸿天机械有限公司，为“FA311A 系列高速并条机一三 排罗拉支架”加工工艺及工装的设计。FA311A 型系列高速并条机适应于 75mm 以 下的纤维的纯纺与混纺，在纺纱工艺过程中，位于梳棉工序之后，梳棉纤维条通 过本机 4 根罗拉不同转速之差产生的牵伸力并合与牵伸，能够提高纤维的条长片 段均匀度、纤维的伸直度，使不同品质纤维的混合更趋均匀，为获得良好的细纱 创造必要的条件。 罗拉支架是并条机上的支撑罗拉部件，其加工表面较多，尺寸精度和相互位 置精度比较高，且结构较为复杂，加工难度大，生产纲领为年产量 7200 件。本 课题设计内容主要包括以下两部分： 1、罗拉支架上块、前块、后块的加工工艺规程的设计，图号分别为： 178M4.2000.01、178M4.2000.02、178M4.2000.03。 2、专用机床夹具的设计。 - 3 - 3 第二章 零件的作用及工艺性分析 FA311A 型系列高速并条机适应于 75mm 以下的纤维的纯纺与混纺，在纺纱 工艺过程中，位于梳棉工序之后，梳棉纤维条通过本机 4 根罗拉不同转速之差产 生的牵伸力并合与牵伸，能够提高纤维的条长片段均匀度、纤维的伸直度，使不 同品质纤维的混合更趋均匀，为获得良好的细纱创造必要的条件。 一三排罗拉支架是 FA311A 型纺织机上的一个重要组成组合零件，它是由前 块、后块、上块组合的一个组合件。它位于传动轴的下方，主要作用是支撑罗拉， 并且保证罗拉做旋转且无跳动的圆周运动。 一三排罗拉支架中 25 用于安装罗拉与另一端罗拉支架相联结的孔，我们把 它们分别进行分析： 2.1 零件工艺性分析 一、前块的工艺性分析一、前块的工艺性分析 2.1 前块零件图 一三排罗拉支架前块（零件图如图 2.1 所示）位于组合件的最上方，要加工 - 4 - 4 的有：刨其表面达到粗糙度要求。铣 宽 3mm、深 2.5mm 的槽，铣 宽 14mm 深 10mm 的哈呋槽，锪 11 深 5mm 的孔、14 深 16mm 的孔，攻 M6-7H 的螺纹，钻 R5 的通孔及 2-5 的孔，定位和加紧下面会详细介绍。 二、后块的工艺性分析二、后块的工艺性分析 一三排罗拉支架一方面要与前块相连，一方面与纺织机上板固定，因此，后 块作为组合零件中相当关键的零件之一。 2.2 后块零件图 先以下面为基准 164 与 45.5，加工的有：13、2-5 的孔以及 2-M3-6H 的 螺纹孔，保证尺寸 164.6 与 45.5 相垂直。以宽度 68.6 为基准，要加工的有：宽 49.5mm 高 2mm 的燕尾槽，2-M8-6H 的螺纹，2-12 的通孔及 2-5 的通孔保证 尺寸 164.6 与 68.6 相垂直。 三、上块的工艺性分析三、上块的工艺性分析 由于上块要与连杆、压力棒相连，一方面要与前、后块相连，以下面 119.9 与 35.3 成 30 度的夹角，此零件要加工的面：铣哈呋面，钻 2-7 的沉孔 11 深 8mm 的孔，5 的通孔，攻 M6-7H 的螺纹孔以及 12 的通孔，铣宽 3mm 深 2mm 的凸槽。 - 5 - 5 2.3 上块零件图 四、四、 组合件的分析组合件的分析 - 6 - 6 2.4 组合部件图 此组合件由前、后、上块组合的，25 为支撑罗拉的孔，由于此孔在两个零 件上，如果单独加工，较困难，精度无法保证，因此，此组合件上的 2- 25、12 都在组合以后加工的，能更好的保证精度要求而且加工方便。组合加 工的有：2-25、12 的通孔，37、26 轴承座沉孔，及 32.5 宽 4mm 的内 割槽。 2.2 工艺规程设计 2.2.1 确定毛坯类型 由于一三排罗拉支架组合件结构相对复杂，它材料是球墨铸铁 QT700，主 要是用来支撑罗拉，在工作过程中不会承受交变载荷及冲击载荷，能保证零件工 作可靠，零件的年产量已达 7200，为批量生产水平且零件轮廓尺寸不大 。 - 7 - 7 2.2.2 基准面选择 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准面选择得正确与合理 可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出， 甚者造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择 粗基准选择原则：即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准， 若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要相当位置精度较高的不加工 表面作粗基准。对于本零件来说，如拿后块来说，因为零件六面都要加工刨，论 粗基准选择选择哪个面作基准都可以，但是考虑到后块底面要与纺织机上板连接， 要求精度比较高，则应选上面作为粗基准，利用六点定位原理，上面为基准可以 约束 Y、X 旋转、X 方向的平移。在用另一侧面做为基准，就可以约束零件，达 到完全约束。 （2）精基准面的选择 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准不重合 时应该进行尺寸换算，在这里就不重复了。 2.2.3 工艺路线的拟定 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。在生产纲领已确定为大批量的条件下，可以考虑 采用万能性机床配以专用夹具，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。 工艺路线方案一 1）后块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 刨宽 50H7，高 2-0.545 度的燕尾槽。 - 8 - 8 磨燕尾槽。 钻 12 的通孔，M8 的螺纹底孔 6.5，锪 18 沉孔铰 2-5 的孔，攻 M8-6H 的螺纹。 铣宽 7mm 高 3mm 的凹槽。 钻 2-5H7 深 8mm 的孔攻 2-M3-6H、M12 的螺纹。 钻 1.5H11 深 4mm 的孔，钻 25、12 的半圆孔。 2）前块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 钻 9、5 的孔及沉孔 14 深 16mm、铰 5 的孔。 钻 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H、M6-7H 螺纹。 钻 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H 的螺纹。 钻 7 的通孔，铣宽 14 深 10 的凹槽。 钻 25、12 的半圆孔。 3）上块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 铣哈呋面，铣宽 15mm 深 18.5mm 的槽。 磨哈呋面。 铣与顶面成 30 度的斜面。 磨与顶面成 30 度的斜面。 钻 2-7、5 的孔，铰 5 的孔，锪 11 深 8mm 的沉孔， 攻 M6-7H 的螺纹。 钻 2、1.5 的通孔，钻 5D8 的孔，钻 25 的半圆孔。 攻 M6-6H 的螺纹。 4）组合件工艺方案： 磨组合件的上表面和与上表面成 60 度的面。 - 9 - 9 钻 5 的孔，铰 5 的孔。 扩 29、36、37 的轴承座孔。 半精镗、精镗 14、30 的孔。 车 23.5 的内割槽。 工艺路线方案二 1）后块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 刨宽 50H7，高 2-0.545 度的燕尾槽。 磨燕尾槽。 钻 12 的通孔，M8 的螺纹底孔 6.5，锪 18 沉孔铰 2-5 的孔，攻 M8-6H 的螺纹。 铣宽 7mm 高 3mm 的凹槽。 钻 2-5H7 深 8mm 的孔攻 2-M3-6H、M12 的螺纹。 钻 1.5H11 深 4mm 的孔。 2）前块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 钻 9、5 的孔及沉孔 14 深 16mm、铰 5 的孔。 钻 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H、M6-7H 螺纹。 钻 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H 的螺纹。 钻 7 的通孔，铣宽 14 深 10 的凹槽。 3）上块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 铣哈呋面，铣宽 15mm 深 18.5mm 的槽。 磨哈呋面。 - 10 - 10 铣与顶面成 30 度的斜面。 磨与顶面成 30 度的斜面。 钻 2-7、5 的孔，铰 5 的孔，锪 11 深 8mm 的沉孔， 攻 M6-7H 的螺纹。 钻 2、1.5 的通孔，钻 5D8 的孔。 攻 M6-6H 的螺纹。 4）组合件工艺方案 磨组合件的上表面和与上表面成 60 度的面。 钻 5 的孔，铰 5 的孔。 钻铰 2-25、12 的孔。 扩 29、36、37 的轴承座孔。 半精镗、精镗 14、30 的孔。 车 23.5 的内割槽。 上述两种工艺方案特点在于：方案一是在两个零件未组合之前就加工 2- 25、12 的通孔。而方案二是在组合以后加工 2-25、12 通孔，两相比较 的话可以看出：25 为支撑罗拉，精密度非常高的一个孔，如果要是在未组合之 前就加工的话，必须需要较高精度的夹具及机床，还要有高水平工人进行操作， 经济性差，往往有一点错误，精度就无法保证。而第二种加工就祢补了第一种加 工的不足，组合起来用普通的机床就可以了，操作简单方便，经济性好。因此， 决定将第二种方案作为加工工艺方案。因此，其加工工艺方案确定为： 1）后块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 刨宽 50H7，高 2-0.545 度的燕尾槽。 磨燕尾槽。 钻 12 的通孔，M8 的螺纹底孔 6.5，锪 18 沉孔铰 2-5 的孔，攻 M8-6H 的螺纹。 - 11 - 11 铣宽 7mm 高 3mm 的凹槽。 钻 2-5H7 深 8mm 的孔攻 2-M3-6H、M12 的螺纹。 钻 1.5H11 深 4mm 的孔。 2）前块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 钻 9、5 的孔及沉孔 14 深 16mm、铰 5 的孔。 钻 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H、M6-7H 螺纹。 钻 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H 的螺纹。 钻 7 的通孔，铣宽 14 深 10 的凹槽。 3）上块工艺方案： 刨六面。 磨六面。 铣哈呋面，铣宽 15mm 深 18.5mm 的槽。 磨哈呋面。 铣与顶面成 30 度的斜面。 磨与顶面成 30 度的斜面。 钻 2-7、5 的孔，铰 5 的孔，锪 11 深 8mm 的沉孔， 攻 M6-7H 的螺纹。 钻 2、1.5 的通孔，钻 5D8 的孔。 攻 M6-6H 的螺纹。 4）组合件工艺方案 磨组合件的上表面和与上表面成 60 度的面。 钻 5 的孔，铰 5 的孔。 钻铰 2-25、12 的孔。 扩 29、36、37 的轴承座孔。 半精镗、精镗 14、30 的孔。 - 12 - 12 车 23.5 的内割槽。 2.2.4 余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 一三排罗拉支架组合零件材料为 QT700，生产类型为大批量生产，采用铸造 毛坯。 根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量，工序尺寸 及毛坯尺寸。 （1）刨六面 其加工长度为 137.1mm，要求下表面粗糙度为 0.8um，上表面粗糙度为 1.6 um，因为粗刨能达到的精度要求为 52.5 um，很显然达不到要求的精度。由于 下一道工序是磨，查得精磨为 50.32 um，能达到精度要求，所以采用粗刨，此 时加工余量 2Z=3.2mm，以达到加工要求。 （2）磨六面 查机械制造工艺手册确定工序尺寸及加工余量精磨达到的精度要求是 50.32 um，所以采用精磨：2Z=0.8，公差为-0.05mm。 （3）铣槽 铣削公称余量 Z=2.5mm。 由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此，所规定的加工余量其 实只是名义上的加工余量。实际上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之间。 本设计中组合零件为大批量生产，应采用调整法加工。因此在计算过程中， 应以调整法加工方式确定。 2.2.5 确定切削用量 工序：刨六面。本工序用计算法来确定切削用量。 - 13 - 13 1、加工条件： 加工要求：粗、精刨前块六面。 机床：牛头刨床。 刀具材料：YG8。 2、计算切削用量 （1）粗刨六面。 1）已知毛坯长度方向加工余量为 3mm，最大加工余为 5mm，考虑到要进行精 刨，精磨。必须六有一部分余量。则最大在此工序上加工余量为 3.2mm，分两次 加工。 2）进给量 f，根据金属机械加工工艺手册 （表 14-19） ，当刀杆尺寸为 30mm45mm 时 ap8 则进给量 f=(3.02.4) 按牛头刨床说明书取: f=2.67mm/r 3)计算切削速度 按金属机械加工工艺手册 ，切削速度计算公式为： v=162/t0.2ap0.1f0.4 式中： T耐用度 Ap切削深度 F进给量 其中：ap=1.5 f=2.67 t=60 则： v=162/600.21.50.12.670.4=46.48(m/min) 按机床说明书与 46.4 相接近的转速为 45r/min 及 49.5,现选用 45r/min。如 果选用 49.5 则刀具容易受热磨损太大。则选取： v=45r/min 工序 磨六面 1、加工条件： 加工要求：末流面达到精度要求 0.8um。 - 14 - 14 磨轮材料：黑色碳化硅，宽 50mm，见机械制造工艺手册 （表 10-231） 。 机床：平面磨床（M7130） 用磨轮圆周精度精磨削深度进给量公式： st=3.46k1k2k3/sBv 查机械制造工艺手册得：sB=1225 毫米/行程 取：sB =25。 工件运动速度 V=12m/min 则单行程进给量：Z=0.019mm 查修正系数：k1=1.04 k2=1.0 k3=0.62 则： st=3.46k1k2k3/sBv=3.461.041.00.62/2512 =0.0114(mm) 查工艺手册进给量应该取：st =0.012(mm) 工序 钻孔。 由于此组合零件中钻孔的比较多，为了便于查找我就在这里一一列出。此零 件中需要钻的孔有： 1.5、2、4、4.5、5、7、9、11、12、14、25 。 （1）查机械制造工艺手册钻 1.5 的孔和 2 的孔一样，工件材料： QT700 则进给量： S=0.050.07 毫米/转 取：S=0.06 毫米/转 选用刀具材料：W18CR4V 切削速度的计算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则: V=14.21.50.25600.1250.060.55 =48.9(m/min) 主轴转速选择:V=400r/min (2)查机械制造工艺手册钻 4.5 的孔和 5 的孔一样，工件材料： QT700 则进给量： - 15 - 15 S=0.050.07 毫米/转 取：S=0.06 毫米/转 选用刀具材料：W18CR4V 切削速度的计算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则： V=14.24.50.25 600.1250.060.55 =39.8(m/min) 主轴转速选择：V=400r/min (3)查机械制造工艺手册钻 12 的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.050.07 毫米/转 取：S=0.06 毫米/转 选用刀具材料：W18CR4V 切削速度的计算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则: V=14.2140.25 600.1250.060.55 =24.4(m/min) 主轴转速选择：V=280r/min (4)查机械制造工艺手册钻 14 的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.050.07 毫米/转 取：S=0.06 毫米/转 选用刀具材料：W18CR4V 切削速度的计算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则： V=14.2140.25 600.1250.060.55 =16.8(m/min) 主轴转速选择：V=280r/min (5)查机械制造工艺手册钻 25 的孔，工件材料：QT700 则进给量： - 16 - 16 S=0.050.07 毫米/转 取：S=0.06 毫米/转 选用刀具材料：W18CR4V 切削速度的计算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则： V=14.2250.25600.1250.060.55 =12.4(m/min) 主轴转速选择:V=280r/min 为清楚表达，以下为钻孔切削用量表: 表表 一一 钻孔切削用量表钻孔切削用量表 直径(D)主轴转速(r/min) 切削速度(m/min)进给量 mm切削深度 mm 2400 48.90.120.2 440039.80.10.24 4.556039.80.120.2 556035.20.190.3 737532.80.250.35 937532.50.30.25 1228024.40.20.2 1428016.81.00.06 2528012.42.00.02 (6) 铰孔。 在此零件中加工多处 4、5 的孔，我就把这两种列出来。 铰 5 的孔为，查机械制造工艺手册 （表 10-8） ，铰 5 的孔用于手铰，进给 量为 0.6mm/n,即：S=0.6 mm/n。 查机械制造工艺手册 （表 10-84） ，T=0.05mm, 则： 切削速度： V=17.2 （m/min） （7）锪孔。 - 17 - 17 锪 18、14、11，组合零件中锪孔全部为平头锪钻，查机械制造工 艺手册 （表 10-90） 。 锪 18 的孔，工件材料：QT700，进给量 S 查得： S=0.100.15(mm) 取：S=0.12(mm) 不加冷却液的切削速度： V=1225(m/min) 取：V=16.8mm/min。 锪 14，进给量 S=0.10.15(mm) 取：S=0.10(mm) 不加冷却液的切削速度： V=20(m/min) （8）攻丝。 攻丝在组合件中也比较多。在这里都列为一块， 攻丝 M6-7H：查机械制造工艺手册 （表 10-157） 。选用螺纹丝锥高速钢： W18CR4V 切削速度计算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料为 QT700，切削系数 CV， 当直径 D10 时； CV=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 当直径 D10 时； CV=27.6，X=0.78，Y=0.5，m=0.5。 在（表 10-167）中查得螺纹直径为 8 时，切削速度 V=9.8(m/min) 把 M6、M8、M12，代入公式得： 9.8=CVDx/TmSy=0.8380.78/600.5S0.5 则可以求出进给量 S=0.6mm) 攻丝 M12-7H：查机械制造工艺手册 （表 10-157） 。选用螺纹丝锥高速钢： W18CR4V 切削速度计算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料为 QT700，切削系数 CV， 当直径 D10 时； CV=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 当直径 D10 时； CV=27.6，X=0.78，Y=0.5，m=0.5。 - 18 - 18 在（表 10-167）中查得螺纹直径为 6 时，切削速度 V=12.1(m/min) 把 M6、M8、M12，代入公式得： 12.1=CVDx/TmSy=0.8380.78/600.5S0.5 则可以求出进给量 S=0.4(mm) 攻丝 M47H：查机械制造工艺手册 （表 10-157） 。选用螺纹丝锥高速钢： W18CR4V 切削速度计算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料为 QT700，切削系数 CV， 当直径 D10 时； CV=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 当直径 D10 时； CV=27.6，X=0.78，Y=0.5，m=0.5。 在（表 10-167）中查得螺纹直径为 6 时，切削速度 V=10.2in) 把 M6、M8、M12，代入公式得： 10.2Dx/TmSy=0.8380.78/600.5S0.5 则可以求出进给量 S=0.5mm) 通过查表计算，可求出其他的切削用量，如表二所示： 表二表二 攻螺纹切削用量表攻螺纹切削用量表 螺纹直径切削(m/min) 进给量(mm) 切削深(mm) M410.20.50.2 M610.40.60.3 M89.80.50.2 M1212.10.40.1 还有一部分螺纹为手工攻丝，如：N3、M2，在此就不多说明了。 工序 铣。 （1）铣平面，工件材料为 QT700，刀具选用的是圆盘铣刀，圆盘铣刀在平面比 较宽的时候用镶齿刀。对于一般相对窄的平面用整体直齿。因为本零件尺寸较小， - 19 - 19 所以选用整体直齿。 查机械制造工艺手册 （表 10-106） 。 切削速度公式： V=75.5D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1(m/min) 其中：T：刀具耐磨度 t：切削深度 D：铣刀直径 B：铣削宽度 Z：每齿进给量 刀具材料：YG8，查（表 10-1080，得铣刀每齿进给量 S=0.50.64mm 取：S=0.6mm 切削深度:t=3mm 铣刀耐磨度: T=90min， 直径 D=50mm， B=20mm ， S =0.6mm， Z=6。 则公式： V=75.5D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1 =75.5500.2/900.1530.50.60.4200.160.1324.78(m/min) 根据机械制造工艺手册 （表 10-109） ，选取 V=335(m/min) （2）铣槽。用高速三面刃圆盘铣刀：W18CR4V 刀具磨损量为 T=60，齿数 Z=30，铣刀切削深度 t=5。 切削速度公式： V=31.4D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1(m/min) 可以查出： V=32(m/min) 则： 32=31.4D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1 = 31.4600.2/50.1550.5S0.430.1300.1 求得： - 20 - 20 S0.236(m/min) 根据机械制造工艺手册取：S=0.25(m/min) 工序 车内割槽。 计算切削速度公式，按机械制造工艺手册 （表 10-1） 切削速度公式： V=CV/TmApXvfyK 其中：CV=242， （表 10-4）查 T=1.52.0， 取 T=1.8mm， （表 10-8）中可以查出 进给量 f=0.40.5， 取：f=0.45mm/N， 切削深度 Ap=3mm 修正系数：K=1.04 求得： V=CV/TmApXvfyK= 242/1.80.230.150.450.351.04=53.8(m/min) 已知内割槽直径 D=32.5mm 确定主轴转速： ns=1000V/D=100053.8/3.1432.5527(r/min) 按机床说明书与 527527r/min 相接近的转速有 615r/min 和 405r/min，转速太大， 工件容易发热，则我们选用 405r/min 作为转速。 即： V=405（r/min） 再反上去可以算出切削速度 V=48.2(m/min) - 21 - 21 第三章 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。 一、问题的提出一、问题的提出 经过考虑，决定设计钻 2-25 孔的一套专用夹具，25 孔用来支撑罗拉，它 是罗拉支架的重要组成部分，一定要保证它的精度，且它又在两个零件上。如果 不使用专用夹具加工，给生产带来困难，而且精度也无法保证。第二套夹具是钻 7、沉孔 2-11 的孔。因为他们所在的位置在与底面成 600的面上，不容易加 工。为了提高生产率，我决定设计这两种专用夹具。 225 钻削夹具设计钻削夹具设计 1、定位元件的选择、定位元件的选择 - 22 - 22 图 3.1 2-25 钻削工序图 因为 25 及与底面成 600的面上的孔要在组合以后才能加工，所以要选把零件 组合。 经过仔细观察可以看到后块底面有一个燕尾槽，我们能够用它定位的话，就 可以约束五个自由度，再用另一端面定位，就很容易达到完全定位。 2、夹紧装置的设计、夹紧装置的设计 夹紧装置在夹具上是很重要的组成部分，由于在加工 25 的孔时，有扭力， 使工件移动，使加工不准确，所以必须有夹紧装置。金属切削机床夹具的夹紧装 置类型多样，要想提高加工效率，就应该合理选用对应的加紧机构，如手动、气 动、液压或机械传动夹紧。由于此零件上方要放置一钻套，如果采用气动或机动 的话，就会使加工距离过大，且费时。故还是选择人工夹紧。经济性好，效率高。 由于此零件需要定向夹紧。仔细考虑后，定向压块压紧螺钉压紧最适合加工此零 件，决定选用定向压块压紧螺钉压紧结构。由于此工序是在加工加工表面之后进 行的，表面有一定的精度要求，要保证其精度要求，就要在定向压块压紧装置前 端加上一顶块。顶块材料选用铜。 其结构如下图： - 23 - 23 3、切削力及夹紧力计算、切削力及夹紧力计算 如图： 根据机械加工工艺手册 （表 10-64） ，查得钻孔的扭矩和动力公式为： P=43.4DS0.8公斤力 M=21.4D2S0.8公斤力毫米 其中：D：切削直径 S：进给量 已知选用刀具材料：W18CR4V ， D= 25mm， 进给量 S=2.0mm 代入公式可以计算出： P=43.4DS0.8=43.42520.8=1890（N） M=21.4D2S0.8=21.425220.8=931.5(N/mm) 既然算出来扭矩和动力，下一步要算出夹紧力。 我们用定向压块压紧螺钉压紧装置。所给的夹紧扭矩公式： M=Qrtg(+)+f1(kgf.mm) 公式中： M ：夹在螺旋夹紧机构上的夹紧扭矩 Q：夹紧力 - 24 - 24 r：螺纹的平均半径 ：螺纹升角 tan=np/2r ：螺纹摩擦角 tan=f,一般 f=0.178, 则 =100 f1：支承表面的摩擦系数，一般 f=0.150.3 ：支承表面摩擦力矩的计算力臂，随支承表面的形式而改变，其表按 金属切削机床夹具设计手册表 3-22 查。 先预选用 M20 的螺纹，查得：螺纹的平均半径 r 为 9.19，螺纹螺距 P 为 2.5，螺纹升角 为 2029， 为 1/3D0 ，f=0.2。 则可以计算扭矩： M=Qrtg(+)+f1= Qrtg(+)+f1 =18909.19tg(2029，+100) +30.2 =5144（N） 可以选择 M20 的螺纹做为夹紧装置的夹紧结构。 4、定位误差分析、定位误差分析 （1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是后块燕尾槽，该定位槽 尺寸与公差现规定为与本零件在工作时的尺寸与公差相同。 （2）计算 25 孔的中心线与端面平行度误差。 燕尾槽的尺寸为 50，公差为正负 0.012。由于在制造夹具时燕尾槽不可能达 到完全要求，需要有一定的偏差，但保证在公差范围就可以了，燕尾槽的支撑块 公差尺寸为正负 0.015，则： Bbax=0.012-（-0.015）=0.017 即最大侧隙能满足零件的精度要求。 5、夹具设计及操作说明、夹具设计及操作说明 如前所述，在设计夹具时应该注意提高劳动生产率。本工序为粗加工，切削 力较大，为了夹紧工件，就需要足够的夹紧力。选把工件的燕尾槽扣紧夹具中的 顶块，本夹具设计有两个螺纹顶块，加工时要旋柠两个螺纹夹紧工件。 - 25 - 25 6、夹具的三视图：（附零件图） 图 3.2 225 钻削夹具总装图 附夹具装配图及夹具零件图。 钻钻 7、沉孔、沉孔 2-11 钻削夹具设计钻削夹具设计 本工序为钻 7、沉孔 2-11 孔，由于此加工在斜面上，斜面又在与上面成 60 度的斜角上，如果没有专用夹具的话，加工过程中容易出现移动，把钻头弄断， 甚者工件报废。因此，要有专用夹具，由于这几个孔也是在组合以后加工的，仔 细观察后，很容易发现在后块中有一燕尾槽，如果用这燕尾槽定位的话就可以约 束五个自由度，再用一侧面定位就达到完全定位。和上一夹具一样制造一个和地 面有斜 60 度的斜面。其三视图如下图： - 26 - 26 计算和上面一样： 根据机械加工工艺手册表 10-64，查得钻孔的扭矩和动力公式为： P=43.4DS0.8公斤力 M=21.4D2S0.8公斤力毫米 其中：D：切削直径 S：进给量 已知选用刀具材料：W18CR4V ， D=11mm， 进给量 S=0.2mm 代入公式可以计算出： P=43.4DS0.8=43.41120.8=346（N） M=21.4D2S0.8=21.41120.20.8=1876(