连杆螺钉说明书

- 1 - 课程设计说明书 题目： 连杆螺钉工艺及其夹具设计 专 业： 机械制造与设计及其自动化 班 级： 机制 班 姓 名： 学 号： 指导老师： - 2 - 目 录 一 .零件的分析 1.零件的作用 1 2.零件的工艺分析 1 二 .工艺规程设计 1 1.确定毛坯的制造形式 1 2.基准的选择 1 3.工艺路 线的制定 2 4.机械加工余量的确定 3 5.加工余量的确定 4 6.确定切削用量及基本工时 20 三 .夹具设计 21 四 .设计体会 23 五 .参考资料 24 六 .致谢 24 - 3 - 一 零件的分析 零件的工艺分析 : 连接螺钉 共有 3 组加工表面，它们之间有一定的位置要求，具体分述如下： 1.以 45和 34 为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 所有外圆及倒角、退刀槽、 两端面 。 2.以 45为中心的加工表面。 主要 包括： 45上的 削边 。 3. M30 2-6g加工表面。主要包括： 2- 6 孔。 这 3 组加工表面之间有着一定的位置要求，具体如下： 45 外圆 侧面 与 34 有垂直度要求跳动 0.015mm， M30 2-6g 螺纹与 34跳 动公差为 0.04mm； 34 圆度与圆柱度 公差为 008mm 由以上分析可知，对于这 3 组加工表面而言， 可以先加工其中一组表面，然后再加工其他两组表面，并保证它们之间的位置精度要求。 二 .工艺规程设计 (一 ).确定毛坯的制造形式 根据零件的工作情况，零件的材料为 40Cr， 要承受较大的循环载荷、冲击载荷等，所以毛坯形式采用锻件，其晶粒细小，较均匀、致密，可以保证零件的工作可靠，由于零件为中批生产，为了提高生产率，保证加工质量，故采用模锻成型。 (二 ).基准的选择 粗基准的选择。由于该零件为普通的轴类零件，故选外圆为粗基准。 精基准的选择，选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为精基准。 (三 ).工艺路线的制订 制定 工艺路线的出发点，应使零件的几何形状精度 、 尺寸精度 、 位置精度等技术要求得到保证。 在生产 纲领 成批生产的条件下， 可以考虑采用通用机床和专用夹具尽量使工序集中而提高生产率，除此还应考虑，经济效果使成本最低。 - 4 - 1. 工艺路线方案一： 工序一： 下料 工序二： 锻造 工序 三 ： 热处理 （正火） 工序 四 ： 车端面，钻中心孔 工序 五 ： 半精 车 45、 30、 34外圆 及其倒角 工序 六 ： 铣前 端 42的平台达到 图纸要求 工序 七 ： 钻 2-6 孔 工序 八 ： 精车 34外圆 工序 九 ： 粗磨外圆 34 工序 十 ： 车螺纹 M30 工序 十一 ： 精磨外圆 34 至图纸要求 工序 十二 ： 钳工 工序十 三 ：检验 2. 工艺方案路线二 工序一： 下料 工序二： 锻造 工序三：热处理 （正火） 工序四： 车平面，车两端中心孔 工序 五 ： 粗车两端外圆 工序 六 ：热处理（调质） 工序 七 ： 车两端工艺凸台 及半其外圆 工序 八 ： 半精车各外圆 工序 九 ：车螺纹 M30 工序 十 ： 精磨 34外圆 工序 十 一 ： 铣 45端 尺寸 42的平台达到 图纸要求 工序 十 二 ： 钻 2-6 孔 工序 十 三 ： 铣去两端工艺凸台 工序 十 四 ：钳工 ，去除锐 边毛剌 工序十 五 ：检验 - 5 - 经分析比较， 方案 一比 方案 二多增加了一道工序热处理， 并且增加了工艺零件两端的凸台， 方案 二 更容易 保证零件图的尺寸要求 ，故采用方案二 。 (四 ).机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 该零件的材料为 40Cr，硬度为 HB220-250， 生产类型为中批生产， 采用在锻锤上合模模锻生成毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，用查表法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。 为简化模锻毛坯的外形，取直径为 30 的各段 的毛坯尺寸与 34 相同。 1.毛坯直径的确定，查机械制造工艺手册 以下简称工艺手册表 1-27 名义直径（ mm） 表面加工方法 直径余量（ mm） 45 粗车 2.6 半精车 0.5 精车 0.3 34 粗车 2.2 半精车 0.45 精车 0.3 粗磨 0.1 精磨 0.06 毛坯直径的确定： 工件直径 45，公差为 0.015，机械加工总余量为： 2(2.6+0.5+0.3) 23.4 毛坯尺寸为 51.8mm。 工件直径 34，公差 0.013，机械加工总余量： 2(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) 23.11 毛坯尺寸为 40.22mm - 6 - 取毛坯直径为 52mm， 41mm。 2.毛坯长 度 L的确定：查 工艺手册 表 (1-52)可知 45 的长度方向的加工余量为 2.0 mm L1=17 mm 34 及以后的外圆长度方向的加工余量为 3.25 mm L2 178.25 总长 L 17 +178.25 =195.25 mm，根据工艺需要两端增加 7mm 的加工艺凸台，因此毛坯总长度为 210m 模锻斜度为 7 。查（工艺手册表 1-51） 3.毛坯过渡圆角的确定查（工艺手册表 1-51） 取 L1段过渡到 L2段的毛坯圆角半径 R 5mm 毛坯的内圆角半径取 R 5mm，外圆角半径取 2mm。 （ 五 ） .确定切削用量及基本工时 车端面，钻中心孔，粗车各外圆 工序 （如未特别注明，本工序相关数据的出示切削用量手册的车削用量选择） 1. 车端面 （ 1） .加工条件 工作材料： 40Cr钢正火， b 0.735GPa，模锻。 加工要求：车两端面，打中心孔，粗车各外圆表面 机床： C620-1卧式车床 刀具：刀片材料 YT15 ， 刀杆尺寸 1625mm Kr 90, r 0 10, 。 12, s 0,r 1.0mm. （ 2） .计算切削用量 a.粗车 45端面，用计算法 切削深度：加工总余量 2.0mm， 留余量 0.5mm，单边余量 0.75mm，一次走刀， ap 0.75mm 进给量：根据表 4选 f 0.6-0.9mm/r。 按 C620-1机床说明书选 f=0.52mm/r表 26 计算切削速度：见表 21 - 7 - 根据表 10，车刀耐用度 t 60min V（ 1-mT ma pxvf yv） Kv 式中 Cv=242， xv 0.15， yv 0.35， m 0.20 Kv KMv K tvKk rvK svK TvK Kv 其中 Ktv 1.0（表 21-6）， Kkrv 0.81（表 21-7）， KSV 0.8（表 21-5）， KTv 1.0（表 11）， KKv 1.24（表 21-9）， KMv 0.637/ b 0.637/0.735 0.87（表 21-1） v=（ 242/601-0.23600 0.20.75 0.150.52 0.35） 0.871.00.81 0.81.01.24 1.623m/s 确定机床主轴转速： ns 1000v/dw 10001.623/(3.14 45) 5.38r/s（ 323r/min） 按 C620-1 机床说明书（表 26），与 323r/min 相近的机床转速为 305r/min 及 370r/min，现选 nw 370r/min，所以实际切削速度 V nWdw/1000 370963.14/1000 111.53r/min（ 1.86r/s） 切削工时工艺手册表 7-1： T 左 L l1 l2/nf 式中 L 96/2 48， l1 4， l2 0 T 左 48+4+0/0.52370 0.27min（ 16.2s） T 右 L l1 l2/nf ， 式中 L 96-72/2 12， l1 4， l2 0 T 右 12+4+0/0.52370 0.083min（ 5s） b.车 30端 面： 切削深度： 加工总余量 3.25mm，留余量 0.5mm，单边余量 2.75mm，一次走刀， ap 2.75mm 主轴转速和进给量： 为了提高生产率，在不影响加工质量的情况下，取与车 45 端面时的主轴转速和进给量。即 n 370r/min， f 0.52mm/r。所以实际切削速度 : V d wns/1000 3.1472370/1000 83.65m/min（ 1.394m/s） 切削工时工艺手册表 7-1： T L l1 l2/nf ，式中 L 72/2 36， l1 4， l2 0 T 36 4 0/0.52370 0.21min（ 12.6s） 2.车外圆 - 8 - 粗车 45 外圆。要求校验机床功率及进给强度 切削深度：单边余量 Z 2.76mm，一次走刀。 ap 2.76mm， 进给量：查表 4， f 0.6-0.9mm/r。按机床说明书取 f=0.6mm/r。 计算切削速度：按表 21 V（ 1-mT ma pxvf yv） Kv ，式中 Cv=242， xv 0.15， yv 0.35， m 0.20， Kv KMv K tvKk rvK svK TvK Kv 其中 Ktv 1.0（表 21-6）， Kkrv 0.81（表 21-7）， KSV 0.8（表 21-5）， KTv 1.0（表 11）， KKv 1.0（表 21-9）， KMv 0.637/ b 0.637/0.735 0.87（表 21-1） V（ 242/601-0.23600 0.22.76 0.150.6 0.35） 0.871.00.81 0.81.01.0 1.03m/s（ 61.8m/min） 确定主轴转速： ns 1000v/dw 100061.8/3.14 30 205.02r/min 按机床选取 n 230r/min，所以实际切削速度 V nWdw/100 0 3.14 45230/1000 32.5m/min （ 1.94m/s） 校验机床功率： 由表 22 中查得： Pm FzV10 -3KW,式中 Fz可由表 13 查出，当 b 0.569-0.951GPa， ap 2.0mm， f0.6mm/r ， V 1.66m/s时， Fz 2350N，切削力 Fz的修正系数为 KKrFz 0.89， Kr0Fz 1.0（表 22-3） 故 Fzc 23500.89=2091.5N Pmc FzV10 -3 2091.51.1610 -3 2.43kw,按机床说明书，当 n230r/min时，机床主轴允许功率 PE 5.9kw，因 Pmc PE 故所选切削用量可在 C620-1车床上进行。 校验机床进给系统强度：根据 C620-1 机床说明书，其进给机构允许走刀力Fmax3530N,由表 16，当 b 0.669-0.794GPa， ap 2.8mm， f 0.75mm/r， V 1.66m/s， Kr 90 时，走刀力 Fxc 760N。 切削时 Fx的修正系数为 Kr0Fx 1.0， K sFx 1.0， KKrFx 1.17（表 22-3） 故实际走刀力为 Fxc 7601.01.01.17 889.2N，则所选 f 0.6mm/r的进给量可用。 - 9 - 切削工时工艺手册表 7-1： T L l1 l2/nf ，式中 L 35.5， l1 4， l2 3 T 35.5+4+3/2300.6 0.31min（ 18.6s） 考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下， 粗车该轴时，采用主轴转速 230r/min，粗车进给量 f 0.6mm/r。 粗车 34 外圆 切削深度：单边余量 2.59mm，一次走刀， ap 2.59mm 进给量 f=0.6mm/r 主轴转 速 n=230r/min，所以实际切削速度 V nWdw/1000=3.1472230/1000=52m/min （ 0.87m/s） 切削工时： T L l1 l2/nf ，式中 L 400.5， l1 4， l2 0 T 400.5+4/2300.6=2.93min 粗车 30 外圆 切削深度：单边余量 2mm，一次走刀， ap 2mm 进给量 f=0.6mm/r 主轴转速 n=230r/min，所以实际切削速度 V nWdw/1000=3.1466.82230/1000 =48.26m/min（ 0.804m/s） 切削工时： T L l1 l2/nf ，式中 L 45， l1 4， l2 0 T 45+4/2300.6= 0.36min 半精车 34 外圆 切削深度 ap 0.45mm 进给量：因表面粗糙度 Ra=0.8， r =1.0mm。为了保证质量，查表 6， f=0.20.3mm，按机床说明书取 f=0.25mm/r。 计算切削速度：根据表 21 Vc=（ Cv/601-mTmapXvfyv） K v， 式中 Cv=291， Xv=0.15， yv=0.2， m=0.2。 Kv KMv K tvKk rvK svK TvK Kv 。其中 KMv=0.637/0.735=0.87， - 10 - Ktv=1.0， Kkrv=1.0， Ksv=0.8， KTv=1.0， KKv=1.0 Vc=（ 291/601-0.23600 0.20.45 0.150.25 0.35） 0.871.0 1.00.81.01.0 2.21m/s（ 132.6m/min） 确定主轴转速： ns 1000v/dw 1000132.6/3.1466.82 632r/min 按机床选取 n 610r/min，所以实际切削速度 V nWdw/1000 3.1466.82610/1000 127.99m/min （ 2.13m/s） 切削工时： T L l1 l2/nf ，式中 L 60， l1 4， l2 0 T 64+4+0/6100.25 0.446min（ 26.76s） 半精车 45 切削深度 ap 0.45mm 进给量与主轴转速：与 88.88 相同，即 f=0.55mm/r， n=370r/min 所以实际切削速度 V nWdw/1000 3.1446.5370/1000 54m/min （ 0.9m/s） 切削工时： T L l1 l2/nf ，式中 L 35， l1 4， l2 0 T 35+4+0/3700.55 0.192min（ 11.5s） 半精车 30 切削深度 ap 0.45mm 进给量与主轴转速：与 45 相同，即 f=0.55mm/r， n=370r/min, 所以实际切削速度 : V nWdw/1000 3.1443.5370/1000 50.54m/min （ 0.84m/s） 切削工时： - 11 - T L l1 l2/nf ，式中 L 45， l1 4， l2 0 T 100+4+0/3700.55 0.51min（ 30.6s） 钻 6（如未特别注明，本工序相关数据的出示切削手册的孔加工削用量选择） 钻孔 6mm。要求校验机床的功率和扭矩。 选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径 d0=20mm，钻头几何形状（表 1及表2）：双锥修磨横刃、棱带， =30 ， 2=118 ， 2 1=70 ， 0=10 ，=50 。 切削用量： 进给量：根据表 5，当钢的 b 0.784GPa， d=20m 时， f=0.35 0.43mm/r，按机床取 f=0.43mm/r. 切削速度：根据表 11， b=0.735GPa 的 40Cr 钢加工性属 7 类。由表 10，当加工性为第 7类， f0.49mm/r ，双横刃磨的钻头， d0=20mm 时， Vt=0.30m/s（ 18m/min），切削速度的修正系数： KTV=1.0（表 10）， KCV=1.0（表 23）， Klv=1.0（表 23）， Ktv=1.0（表 21-6）。故 V=0.30 主轴转速： n=1000V/dw 100018/3.1420 286.6r/min 按机床说明书去取 nW=400r/min，所以实际切削速度为： V nWdw/1000 3.14 6400/1000 7.536m/min （ 0.45m/s） 校验机床功率及扭矩： 根据表 17，当 f 0.51mm/r， d0 21mm 时， Mt=76.81Nm 。扭矩的修正系数KMM=1.11， KWM=1.0，故 Mc=76.811.1=85.26Nm 。根据钻床说明书，当n=400r/min 时， Mm=115.8Nm 。据表 19，当 b=0.667 0.804GPa， d0=20mm， f 0.38mm/r， V 0.29m/s时， Pm=1.7Kw。根据钻床说明书， PE=4.50.81=3.645Kw 。由于 Mc Mm， Pm PE，故选择的切削用量可用。 粗精铣 45mm 端削边 （如未特别注明，本工序相关数据的出示切削手册的铣削用量选择） 1.粗铣： - 12 - 选择铣刀：采用错齿三面刃盘铣刀，齿数为 18。耐用度 T=7200s（表 8） 机床： X62W铣床 切削用量： 进给量 af：根据 X62W 铣床说明书（表 24），其功率为 7Kw。属中等系统刚度。根据表 3， af=0.08 0.15mm/z，现取 af=0.15mm/z。 切削速度和每秒进给量 vf：根据表 9，当 d=100mm， z=18， ap=12 40mm， ae1=4mm， af 0.18mm/z时， vt=0.35m/s， nt=1.13r/s， vft=1.40mm/r 各修正系数为 KMv=KMn=KMvf=0.69， KSv=KSn=KSvf=0.8， KZv=KZn=0.9， KZvf=2.7 所以 v=vtKv=0.350.690.80.9=0.17m/s n=ntKn=1.130.690.80.9=0.56r/s vf=vftKv f=1.400.690.82.7=2.087m m/r 根据机床取 nc=0.625r/s， vfc=2.5mm/s，因此实际切削速度和每齿进给量为： vc=dn c=/1000=3.141000.625/1000=0.196m/s vfc=vfc/ncz=2.5/0.62518=0.22mm/z 切削工时： T L/vf，式中 L l+y+ ， l 45，根据表 19， y+=23mm T 45+23/0.5 0.746min（ 91s） 切槽 3 2 1.选用刀具： W18Cr4V，几何形状： h1=20， h=25， H1=18， B=3r0=7 ， 0=5 。车刀耐用度 T=3600s（表 10） 2.切削用量： 切削深度： ap=1.5mm 进给量：查工艺手册表 3-16， f=0.1 0.14mm/r 主轴转速：为了缩短辅助时间，取主轴转速 n=460r/min，所以实际切削速度 v=nd/1000 3.1445460/1000 65m/min （ 1.1m/s） 切削工时：工艺手册表 7-1 T L/nf ，式中 L d-d1/2+l1， l1 4， L=45-42/2+4=5.5 T 5.5/4600.12 0.10min（ 6s） - 13 - 倒角：采用 45 车刀，为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速 n=460r/min，手动进给。 车螺纹 : 切削速度：当公称直径 D=30mm，螺距 P=2，查工艺手 册表 3-57 及 切削手册 表 21， 粗车螺纹的速度 v=0.6m/s， 并规定粗车螺纹时 ap 0.17，走刀次数 i=4； 精车螺纹的速度 v=1.066m/s， 精车时 ap 0.08， 走刀次数i=2。 确定主轴转速： 粗车螺纹时： n1=1000v/d=10000.6/3.14 30=4.25r/s（ 255r/min） 按机床取 n=230r/min，实际切削速度： v=dn/1000=3.14 30230/1000=32.50m/min 精车螺纹时： n2=1000v/d=10001.066/3.14 30=7.54r/s（ 452.4r/min） 按机床取 n=460r/min，实际切削速度： v=dn/1000=3.14 30460/1000=65m/min （ 1.08m/s） 切削工时：取切入长度 l1=3mm， 粗车螺纹的工时： t1=（ l+l1/nf ） i= （ 40+3/2301.5 ） 4=0.41min （ 24.6s） 精车螺纹的工时： t2=（ l+l1/nf ） i= （ 32+3/4501.5 ） 2=0.10min （ 6s） 粗精磨外圆 34（本工序未特别注明，数据均出自工艺手册） : 1.粗 磨外圆 34： 选择砂轮：见表 3-91 97，表 4-10，其结果为 GB50ZR1A6P60063305 。 切削用量：表 4-11 n 砂 =1110r/min， v 砂 =3.146001110/1000=2091.24m/min （ 34.854m/s） 轴向进给量 fa=0.7B=0.763=44.1mm （双行程）（ P175） 工件速度 vw=0.45m/s（表 3-101） 径向进给量 fr=0.025mm/双行程 切削工时： - 14 - t=2lZ bk/nf Bf 双 ， 式中 l=64， Zb=0.1， k=1.1 t=2640.11.1/111044.10.025=0.012min （ 0.72s） 精磨 34: 选择砂轮：参照有关资料及工艺手册表 3-91 97。其结果为GB70R2A3P20326 切削用量： n 砂 =11000r/min， v 砂 =3.142011000/1000=690.8m/min （ 11.5m/s） 轴向进给量 fa=（ 0.25 0.7） B=（ 0.25 0.7） 32=8 22.4mm，取 fa=20mm 工件速度 vw=50m/min（表 3-107） 径向进给量 fr=0.006mm/双 行程 切削工时： t=2lZ bk/nf Bf 双 ， 式中 l=20， Zb=0.06， k=1.1 t=2200.061.1/11000200.006=0.002min （ 0.12s） 铣 直径 45mm端尺寸为 42mm的平 面： 加工条件 ： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X62w 铣床 。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其余量： Z=3mm 所以铣削深度pa： 2pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 34，取 1.33 /V m s 。 由式 2.1 得机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-74 3 0 0 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s - 15 - 工作台每分进给量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 7表 2.4-81, 60a mm 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 60l mm ， 刀具切入长度1l： 221 0 . 5 ( ) (1 3 )l D D a 式（ 2.2） 220 . 5 (1 0 0 1 0 0 6 0 ) (1 3 ) 1 1 1 3 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 根据 参考文献 9切削工时：2t=249/(37.5 3)=2.21min 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间2 0.41ft 铣平台 的总工时： t=2.62min 铣 45外圆削边 的夹具 （一） 问题的提出 本夹具要用于 铣槽 45 外圆削边 ，精度等级为 IT12级，面粗糙度为6.3。本道工序只铣一 次 即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证 平面 的各加工精度，如何提高生产 效率，降低劳动强度。 （二） 夹具设计 对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： 尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 1 在成批生产时才考虑采用专用夹具， 最好 结构简单 可靠、制造容易 。 2 装卸 零件 要迅速方便，以减少机床的停机时间。 3 夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 根据基准统一的原则 ,我采用设计基准来作为我们的定位基准 ,即采零件的 34 外圆作为定位基准 夹紧方式的确定 ,我考虑了各种各样的方案 ,都觉得不理想 .最后我选用了在 V 形块 与压板的螺旋夹紧 方法。 . 定位基准的选择 :拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零 - 16 - 件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要 求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度。 34 的 外圆 和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 34 外圆 和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具 . 1 切削力和夹紧力计算 （ 1）刀具： 高速钢铣刀 160mm z=24 机床： x61W 型万能铣床 由 3 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0 查表 9.4 8 得其中： 修正系数 0.1vk 30FC 83.0Fq 0.1FX 65.0Fy 83.0Fu 8Pa z=24 0Fw 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 4321 KKKK 其中： 1K 为基本安全系数 1.5 2K 为加工性质系数 1.1 3K 为刀具钝化系数 1.1 4K 为断续切削系数 1.1 所以 NKFF 7.1775 - 17 - （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺 栓 夹紧机 由 FKffN 21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 25.021 ff F=zP +G G 为工件自重 Nff FN 4.355121 夹紧螺 栓 ： 公称 直径 d=20mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8级 MPaB 1006 M P aBs 4 8 0108 螺 栓 疲劳极限： M PaB 19260032.032.01 极限应力幅： MP ak kk ma 76.511l i m 许用应力幅： M PaS aaa 3.17lim 螺 栓 的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss s=3.54 取 s=4 得 MPa120 8.224 2c HdF 满足要求 M Pad Nc 1543.1 2 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 夹具使用说明 : 先用螺 母上旋， 把压板 移 开，然后放上零件，再 固定 把零 - 18 - 件靠在一端的挡板侧面， 最后把活动螺 母 旋进去 通过 压板把零件压在 V 形块 上面， 把整个夹具放到机床工作台上 ,用夹具体上的 U形槽对准机床的 T 形槽 .用螺栓和压板把夹具体固定在机床上 . 当加工零件时 ,把零件放到夹具体上 ,把零件固定在夹具上 ,.再通过旋转螺 母 。夹紧零件 .夹紧力的大小通过手工来调节。当零件在机床上加工完成后 ,再通过旋转螺 母 使其与 V形块分开 ,再用手去轻轻 移动 压板 ,使零件能从夹具体上拿下来 ,在用同样的方法加工下一个零件 . 铣工艺凸台夹具 : 工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 工件的夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。 工件位置的正确与否，用加工要求衡量。能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。 一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但各个工件的位置变动时必须控制在加工要求所允许的范围之内。 将工件定位后的位置固定下来，称为夹紧。工件夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工的正常进行。 夹紧机构 : 根据该产品是批量生产，因此夹具的夹紧机构不用太过复杂，自动化程度也不能太高，采用螺旋压板夹 紧机构，采用 M10 螺栓作为夹具夹紧 手柄 。 - 19 - 夹紧力的计算 : 根据理论力学的力平衡理论，夹紧摩擦力矩应与铣削力矩平衡，即 M 摩 =M切。铣削力矩 M 切的计算和夹紧力的计算 (1)切削力的计算 (C a 吃刀量 f进给量 v 切削速度 k 修正系数 ) Fz=9.81Cafvk=9.81 180 0.2 4 10 （ 300/190） 0.551.8=1561.18N Fy=9.81Cafvk=9.81 94 0.2 4 10 （ 300/190 ） 1.31.63=1795.36N Fx=9.81Cafvk=9.81 54 0.2 4 10 （ 300/190 ） 1.1 0.7=1092.82N 故总的切削力 F=【 Fz_+ Fy + Fx 】开平方根 =2618.27N (2)夹紧力的计算 Fwk=KM/LF（ Fwk 实际夹紧力 ,M 切削力矩 ,L 压板长度 ,F 进给量） =0.1 2618.27 20 /50 0.2=523.65N 在确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力。夹紧力 （大型工件还应考虑重力，惯性力等）的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数。此夹具图形如 附图 操作的简要说明 在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋 板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。 夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀 （与塞尺配合使用） 结构分析 - 20 - 按设计步骤，先在各视图部位用双点划线画出工件的外形，然后围绕工件的布置定位，加紧和导向元件再进一步考虑零件的装卸，各部件结构单元的