連接器的加工工藝研究及刀具選擇和夾具設(shè)計(jì)目錄1引言 引言隨著加工制造業(yè)得發(fā)展，對(duì)零部件的加工質(zhì)量和精度要求都在不斷的提高，連接器也不例外。本文主要介紹的是在機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)等制造工業(yè)中，連接器零件是另一類用量很大，且占有相當(dāng)重要地位的結(jié)構(gòu)件。連接器零件的主要作用是支承傳動(dòng)零件并傳遞動(dòng)和動(dòng)力，連接器用于管子與管子、管子與閥門的連接，它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)受多種應(yīng)力的作用，因此從選材角度看，材料應(yīng)有較高的綜合機(jī)械性能.局部承受摩擦的部位如車床主軸的花鍵、曲軸軸頸等處，要求有一定的硬度，以提高其抗磨損能力。為加強(qiáng)支承，盤類零件上常設(shè)有凸臺(tái)、凹坑等，此外，為與其它零件連接，盤類零件上還常設(shè)有鍵槽和各種孔（光孔、沉孔、螺紋孔等）等結(jié)構(gòu)。鋁合金薄壁連接器因?yàn)槠鋭偠鹊脑?，在機(jī)械加工的過程中容易發(fā)生變形，加工難度較大。通過對(duì)連接器零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出連接器加工工藝規(guī)程；對(duì)于專用夾具的設(shè)計(jì)，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計(jì)專用夾具。本文選擇以加工難度較大的鋁合金薄壁連接器的機(jī)械加工為例，探討連接器的機(jī)械加工工藝。2連接器零件的分析2.1零件的作用本文研究的對(duì)象是CA6140車床上的連接器，主要是用來安裝在機(jī)床上，起到導(dǎo)向的作用使機(jī)床實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，零件上精度要求較高的兩個(gè)平面用以裝配，4個(gè)孔是用于連接其他機(jī)構(gòu)或零件的。圖2.1連接器零件它位于車床絲桿的末端，主要作用是標(biāo)明刻度，實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給。零件的φ100mm外圓上標(biāo)有刻度線，用來對(duì)齊調(diào)節(jié)刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調(diào)整的數(shù)值；外圓上鉆有底部為φ20mm上部為φ20mm的定位孔，實(shí)現(xiàn)精確定位。連接器中部的通孔則給傳遞力矩的標(biāo)明通過，本身沒有受到多少力的作用。2.2連接器零件加工注意點(diǎn)該零件先以外圓作為粗基準(zhǔn)，車端面和鉆中心孔，再以二中心孔為定位基準(zhǔn)粗車外圓，又以粗車外圓為定位基準(zhǔn)加工錐孔，此即為互為基準(zhǔn)原則，使加工有一次比一次精度更高的定位基準(zhǔn)面。圖2.2連接器零件圖采用了二中心孔為定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合及基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。車內(nèi)錐時(shí)，一端用卡爪夾住，一端搭中心架，亦是以外圓作為精基準(zhǔn)。半精加工、精加工外圓時(shí)，采用了錐堵，以錐堵中心孔作為精加工該軸外圓面的定位基準(zhǔn)。為保證工件外圓的磨削精度，熱處理后須安排研磨中心孔的工序，并要求達(dá)到較細(xì)的表面粗糙度。外圓磨削時(shí)，影響工件的圓度主要是由于二頂尖孔的同軸度，及頂尖孔的圓度誤差。螺紋一般不允許淬硬，所以在工件中的螺紋部分的直徑和長(zhǎng)度上必需留去碳層。對(duì)于內(nèi)螺紋，在孔口也應(yīng)留出3mm去碳層。2.3零件的工藝分析連接器是一回轉(zhuǎn)體零件，連接器共有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：1.以Φmm外圓為中心的加工表面：這一組加工表面包括：φ45mm外圓、端面及倒角；φ100mm外圓，過度倒圓R5；Φ20內(nèi)孔及其左端倒角C1.5。2.以Φ外圓為中心的加工表面：這一組加工表面包括：端面，Φ90mm外圓，端面，倒角C1.5；切槽3×2；內(nèi)孔的右端倒角C1。3.以Φ20mm的孔為中心加工表面：這一組加工表面包括：φ45mm外圓，端面；φ100mm外圓，端面，側(cè)面；φ90mm外圓；φ45mm外圓，過度圓角R5；4Xφ9mm孔和同軸的φ6mm孔。經(jīng)過對(duì)以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準(zhǔn)，加工出精基準(zhǔn)所在的加工表面，然后借助專用夾具對(duì)其他加工表面進(jìn)行加工，保證它們的位置精度。3連接器的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1確定毛坯零件材料為HT200，由于零件年產(chǎn)量為4200件，已達(dá)到中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再?zèng)Q定。3.2基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個(gè)要求常常是不能兼顧的，但對(duì)于一般的連接器零件來說，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。對(duì)本零件而言，由于每個(gè)表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)現(xiàn)選取外圓柱面和端面作為粗基準(zhǔn)。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的5個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。3.2.2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。以Φ20mm孔為精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。3.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序1、粗車φ100mm柱體左端面、外圓，粗車B面工序2、鉆中心孔φ18mm，擴(kuò)孔φ19.8mm，粗鉸φ19.94mm、精絞Φ20mm孔工序3、粗車右φ45mm柱體右端面、外圓，φ90mm外圓及右端面，工序4、半精車φ100mm左端面、外圓，半精車B面并倒角C1.5，半精車φ90mm外圓，φ20左側(cè)倒角C1工序5、半精車右φ45mm外圓及右端面，倒角C7，半精車φ90mm右側(cè)面，切槽3×2mm，車φ20mm孔右端倒角C1工序6、精車φ100mm柱體左端面、外圓，精車B面，車過渡圓角R5工序7、粗銑、精銑φ90mm柱體的兩側(cè)面工序8、鉆4XΦ9mm透孔工序9、鉆φ4mm孔，擴(kuò)、鉸φ6mm孔工序10、磨削B面工序11、磨削外圓面φ100mm、φ90mm工序12、磨削φ90mm凸臺(tái)距離軸線24mm的側(cè)平面工序13、金剛石車Φ45mm外圓、φ90mm右側(cè)面工序14、B面拋光工序15、Φ100mm劃線刻字工序16、Φ100mm外圓無光鍍鉻工序17、檢測(cè)入庫。3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（單位mm）加工表面工序（或工步）名稱工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）經(jīng)濟(jì)精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（Ra）公差等級(jí)公差右端面粗車36.3毛坯3Φ90突臺(tái)右端精車0.841IT70.025411.6半精車1.041.8IT90.06241.80.0313.2粗車1.242.8IT110.16042.80.086.3毛坯344——2.2441.1槽3×2粗車2Z=941IT130.39416.3毛坯2Z=950——2.0501.0Φ45外圓磨削2Z=0.345IT60.017Φ450.8半精車2Z=1.045.3IT90.062Φ45.33.2粗車2Z=3.746.3IT110.160Φ46.36.3毛坯2Z=550——2.0Φ501.0內(nèi)孔Φ20鉸2Z=0.220IT80.045Φ201.6擴(kuò)2Z=1.819.8IT100.084Φ19.86.3鉆2Z=1818IT120.18Φ1812.5毛坯實(shí)心Φ100左端面精車Z=0.891IT80.054911.6半精車0.791.8IT90.08791.83.2粗車1.592.5IT110.2292.50.116.3毛坯394——2.2941.1Φ100外圓磨削2Z=0.4100IT80.054Φ1000.8半精車2Z=1.1100.4IT110.22Φ100.43.2粗車2Z=3.5101.5IT110.22Φ101.56.3毛坯2Z=5105——2Φ1051.0Φ100右端面磨削Z=0.441IT70.017410.4半精車Z=1.141.4IT90.06241.43.2粗車Z=442.5IT110.1642.56.3毛坯Z=3442.0441.0Φ45外圓磨削2Z=0.345IT70.017Φ450.4半精車2Z=1.045.3IT90.062Φ45.33.2粗車2Z=3.746.3IT110.160Φ46.36.3毛坯2Z=5502.0Φ501.0Φ90突臺(tái)左端磨削Z=0.48IT80.02280.4半精車Z=1.18.4IT90.0368.43.2粗車Z=1.59.5IT110.099.56.3毛坯Z=3110.2Φ90外圓磨削2Z=0.490IT80.054Φ900.8半精車2Z=1.190.4IT90.087Φ90.43.2粗車2Z=3.591.5IT110.22Φ91.56.3毛坯2Z=5952.0Φ951.0Φ4孔鉸2Z=0.14IT100.048Φ46.3鉆2Z=3.93.9IT110.075Φ3.912.5毛坯實(shí)心Φ6孔鉸2Z=0.26IT100.048Φ63.2鉆2Z=1.85.8IT110.075Φ5.812.5毛坯2Z=44IT110.075Φ412.5Φ90（左）兩側(cè)面精銑1.058IT90.074583.2粗銑31.059IT120.35912.5毛坯3290IT130.5490Φ90右側(cè)面磨削0.424IT80.33240.4毛坯6.34XΦ9孔鉆2Z=99IT130.22Φ912.5毛坯實(shí)心3.5數(shù)控機(jī)床的選擇3.5.1選擇條件數(shù)控機(jī)床主要規(guī)格的尺寸應(yīng)與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)。小工件選擇小規(guī)格數(shù)控機(jī)床；相對(duì)應(yīng)的，大工件選擇大規(guī)格機(jī)床加工，保證資源效率優(yōu)先的原則。機(jī)床結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床規(guī)格尺、加工工件的重量等相關(guān)因素的影響。主軸轉(zhuǎn)速的確定以及主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件以及刀具直徑來選擇。機(jī)床的工作精度與工要求的加工精度相適應(yīng)。如精度要求低的加工零件就粗加工；要求精確度較高的零件，應(yīng)選擇精度高的機(jī)床。3.5.2數(shù)控車床的選擇此畢業(yè)設(shè)計(jì)要求加工圖所示的零件，此零件必須使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，在加工過程種不需要更換機(jī)床和加工工作地點(diǎn)，該零件可以在車床上通過一次裝夾就能完成加工。本文選擇操做系統(tǒng)為SINUMERIK-802S型號(hào)為CK6140數(shù)控加工機(jī)床。機(jī)床的主要規(guī)格和參數(shù)見表:表3.1機(jī)床的主要規(guī)格和參數(shù)床身上最大回轉(zhuǎn)直徑mm360400進(jìn)給X軸快速進(jìn)給mm/min3000滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑mm190210Z軸快速進(jìn)給mm/min6000最大加工長(zhǎng)度mm1000每轉(zhuǎn)切削進(jìn)給量mm/r0.005-100換刀時(shí)間sec2床身寬度mm360行程X軸行程mm230精度mm0.001Z軸行程1080刀柄尺寸20*2025*25主軸轉(zhuǎn)速范圍r/min80-400-2000刀具數(shù)量6主軸端部尺寸C6主軸通孔直徑mm65重復(fù)定位精度mm0.01表面粗糙度Ra1.6尾座套筒直徑mm65尾座套筒行程mm100主電機(jī)功率KW45.5凈重1700KGX軸伺服電機(jī)N.m6機(jī)床外形尺寸2060*1200*1500Z軸伺服電機(jī)N.m6主軸內(nèi)孔錐度(公制)704刀具及切削用量的選擇4.1刀具選擇4.1.1刀具材料的性能考慮刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬，這是刀具材料必備的基本要求，現(xiàn)有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削條件較復(fù)雜，材料的耐磨性還決定于它的化學(xué)成分和金相組織的穩(wěn)定性。足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性，強(qiáng)度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎與刀桿折斷所應(yīng)具備的性能。一般用抗彎強(qiáng)度來表示。沖擊韌性是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力，一般地，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對(duì)矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵。耐熱性又稱紅硬性，是衡量刀具材料性能的主要指標(biāo)。它綜合反映了刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。為了便于制造，刀具材料應(yīng)有良好的工藝性，如鍛造、熱處理及磨削加工性能。當(dāng)然在制造和選用時(shí)應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前超硬材料及涂層刀具材料費(fèi)用都較貴，但其使用壽命很長(zhǎng)，在成批大量生產(chǎn)中，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件中的費(fèi)用反而有所降低。因此在選用時(shí)一定要綜合考慮。4.1.2刀具的確定刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。使用硬質(zhì)保金涂層刀片時(shí)，必須注意涂層并不能改善刀片的基體的強(qiáng)度，應(yīng)防止編程不當(dāng)導(dǎo)致的碰撞，以免引起刀片破損。涂層刀片特別是進(jìn)呂涂層刀片的價(jià)格一般都較高，因此不適合在首件試切削時(shí)使用。此外在使用時(shí)須注意防止被刀片銳利的邊緣劃傷。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。表3.2數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱典型軸零件圖號(hào)序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01φ5中心鉆1鉆φ5mm中心孔2T02硬質(zhì)合金90°外圓車刀1車端面及粗車輪廓右偏刀3T03硬質(zhì)合金90°外圓車刀1精車輪廓右偏刀4T04硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀1車螺紋編制審核批準(zhǔn)4.2切削加工順序的安排4.2.1切削加工的原則1.先粗后精。先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。2.先主后次。先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進(jìn)行。3.先面后孔。對(duì)于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時(shí)也給孔加工帶來方便。4.基面先行。用作精基準(zhǔn)的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進(jìn)行定位面的粗加工和半精加工(有時(shí)包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。4.2.2加工要求采用數(shù)控車床進(jìn)行帶錐面階梯軸的加工，根據(jù)粗加工到精加工，由遠(yuǎn)到近的加工原則進(jìn)行加工。首先進(jìn)行工件的粗加工，先車削工件的端面待端面車削完成之后，車削工件的外輪廓。首先車削工件的右端面，之后對(duì)工件的外輪廓進(jìn)行粗車加工（預(yù)留0.5mm的精車余量）。粗加工完畢之后，進(jìn)行精加工，精加工依然是從右至左進(jìn)行加工。由于零件的外輪廓結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，因此在進(jìn)行粗車加工時(shí)應(yīng)該選用不同的背吃刀量，實(shí)現(xiàn)工件外形輪廓0.5mm的精加工余量。在進(jìn)行粗加工時(shí)，對(duì)于外輪廓的凹圓弧應(yīng)該保證吃刀量、同心圓?。ú捎猛牟煌瑥降姆绞竭M(jìn)行加工）。對(duì)于凸圓弧進(jìn)行粗加工時(shí)，采用車錐法進(jìn)行切削。粗加工完畢之后，進(jìn)行精加工。采用一刀加工的方式，切除各個(gè)軸段0.5mm的精車余量。最后采用切槽刀進(jìn)行工件的切斷。4.3.3零件加工的加工工序工序1：車削工件的右端面，車直徑40mm的外圓柱面，外圓柱面長(zhǎng)度大于70mm。工序2：加工工件的外形輪廓。首先粗車直徑32mm的外圓柱面，使其長(zhǎng)度為60mm；粗車直徑4mm的圓??；粗車圓錐面以及直徑22mm、16mm的外圓柱面并保證每個(gè)軸段的長(zhǎng)度；粗車半徑8mm的圓??；精車零件的外形輪廓保證直徑32mm、22mm、16mm的外圓柱面以及各個(gè)圓錐面和倒角。工序3：將工件切斷，采用切斷刀進(jìn)行切斷。4.3確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車（留0.25㎜精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。CK6140數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)確定其進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給，如圖3.1所示。圖3.1精車輪廓進(jìn)給路線4.4切削用量的選擇切削速度、進(jìn)給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素。車削時(shí)，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v(m/min)表示。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，外輪廓用采用90度外圓車刀，輪廓粗加工時(shí)留1mm的精車余量，粗加工時(shí)選主軸轉(zhuǎn)速為s=800r/min，精加工選擇1000r/min。4.4.1背吃刀量的選擇與普通機(jī)床相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅要求剛性好、，精確度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、耐用度高、斷屑和排屑性能好，同時(shí)要求安裝調(diào)鄭方便，滿足數(shù)控機(jī)床的高效率。輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=3㎜，精車ap=0.25㎜；螺紋粗車時(shí)選ap=0.4㎜，逐刀減少，精車ap=0.1㎜。在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）為：n≤（1200/P）－k式中P——被加工螺紋螺距，mm；k——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。4.4.2主軸轉(zhuǎn)速的選擇車直線和圓弧時(shí)，選粗車切削速度vc=90m/min、精車切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=πdn/1000計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑D=60㎜，精車工件直徑取平均值）：粗車500r/min、精車1200r/min。車螺紋時(shí)，計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min。主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)已經(jīng)選定的背吃力量、進(jìn)給量及刀具耐用度來選擇切削速度。一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，了可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床說明書允許的切削速度范圍內(nèi)查閱有關(guān)切削用量手冊(cè)選取。需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)數(shù)控機(jī)床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。實(shí)際編程中，切削速度VC確定后，可按照公式n=1000vc/eD計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速n。4.4.3進(jìn)給速度的選擇進(jìn)給速度的大小直接影響到表在粗糙值和車削效率，因此應(yīng)在保證表在質(zhì)量的前提下，選擇較高的進(jìn)給速度。一般根據(jù)零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查閱切削用量手冊(cè)選取。選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實(shí)際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4㎜/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15㎜/r，最后根據(jù)公式vf=nf計(jì)算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200㎜/min和180㎜/min。表4.1典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片單位名稱產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)典型軸工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間001三爪卡盤和活動(dòng)頂尖CK6140數(shù)控車床數(shù)控中心工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/r.min-1進(jìn)給速度/mm.min-1背吃刀量/mm備注1平端面T0225×25500手動(dòng)2鉆中心孔T01φ5950手動(dòng)3粗車輪廓T0225×25500200綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容，并將其填入表3所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。5.夾具設(shè)計(jì)5.1定位基準(zhǔn)的選擇該夾具既可鉆徑向孔，又可鉆斜孔，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，操作較省力。圖5.1工件定位圖由零件圖可知，待加工平面對(duì)Φ20的軸線有平行度要求，對(duì)Φ的底端面有垂直度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為Φ20孔的中心線。本設(shè)計(jì)選用以Φ20孔的內(nèi)表面和Φ的底端面為主要定位基面，另選用Φ100mm的上端面作為輔助定位基準(zhǔn)。為了降低生產(chǎn)成本，本設(shè)計(jì)選擇采用螺紋夾緊的方式。圖5.3夾具5.2切削力及夾緊力計(jì)算刀具：鑲齒三面刃銑刀d=Φ80mm由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P可查得銑削扭矩：M切向力：切削功率Pm=2πM·n·10(kw)式中：C=558.6x=1y=0.8d=80k=0.9f=0.13n=1450所以當(dāng)銑距中心軸線24mm和34mm面時(shí)有：=19.65(N·m)=491.35(N)Pm=2πx19.65x1450x10=178.97(kw)因?yàn)槭菍?duì)銑加工，故：M=19.65x2=39.3(N·m)F=491.35x2=982.7NPm=178.97x2=357.94(kw)如上所述，本設(shè)計(jì)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長(zhǎng)，升角又小，所以螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動(dòng)夾緊中用得最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件FL=F=式中:F——夾緊力(N)F——作用力(N)L——作用力臂(mm)d——螺桿直徑α——螺紋升角——螺紋處摩擦角.——螺桿端部與工件間的摩擦角.——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑(mm)所以有F====3075.73N顯然F=3075.73N>982.7N=F.故本夾具可安全工作。5.3定位誤差分析夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板尺寸與公差都是選取的標(biāo)準(zhǔn)件，其公差由標(biāo)準(zhǔn)件決定，并且在夾具裝配后的技術(shù)要求統(tǒng)一磨削加工，支撐板的定位表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；定位銷選取標(biāo)準(zhǔn)件，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.01。夾具的主要定位元件為短定位銷限制了兩個(gè)自由度，另一端面限制三個(gè)自由度，繞銑刀軸線旋轉(zhuǎn)方向的自由度無須限制。因零件對(duì)形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用標(biāo)準(zhǔn)件，故定位誤差在此可忽略。結(jié)論在本次設(shè)計(jì)過程中，我們閱讀了一些技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問題。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)自己所學(xué)專業(yè)課程