橡胶切割机的主要零件的设计和加工工艺制定培训资料

《橡胶切割机的主要零件的设计和加工工艺制定培训资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《橡胶切割机的主要零件的设计和加工工艺制定培训资料（41页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、摘要 设计课题为“橡胶切割机的主要零件的设计和加工工艺的制定”，此专用机床要求能对橡胶输送带接头进行快速加工，并保证加工面的精度。机床整机结构设计，是对机床总体布局及机床零部件进行设计计算。应对工件进行必要分析，结合实际情况，合理的设计工件的尺寸，选择机械加工方法，设计机床进给、制定加工工艺，根据零件特性设计专用夹具，提出工件专用夹紧装置和送料机构的可能性结构并进行分析。关键词：专用机床；工艺制定；定位元件；夹紧装置；机床设计Abstract The design task for this paper is “Rubber cutting machine mainly zero design

2、 and processing technology products ”. This special machine tool is required to processing the conveyer-belt-joint rapidly and ensure the precision of processing surface. The design for the whole structure, is a process of framing and calculating the general layout and parts of this machine. Its nec

3、essary to analysis each parts, combined with the actual situation ,designing the size of work piece ,choose mechanical method, devise the machine-tool-feed-program and develop processing technology. Based on zero characteristics design professional fixture .Come up with possible structure of work pi

4、ece special-clamping-device and conveying-mechanism, and analysis their reliability.Keywords：special machine tool；technology development；locating element ；clamping-device ； design of machine.目录摘要IAbstractII目录III1 绪论11.1本课题的研究内容和意义11.2国内外的发展概况11.3 橡胶切割机的发展前景21.4 本课题应达到的要求22 零件分析32.1 零件的工艺性分析和零件图的审查32

5、.2 零件的生产纲领及生产类型32.3 零件的加工工艺分析42.4 选择毛坯42.4.1 确定毛坯的成形方法42.4.2 铸件结构工艺性分析42.4.3 铸造工艺方案的确定43 工艺规程设计63.1 基准设计63.1.1粗基准的选择63.1.2精基准的选择63.2 表面加工方案的选择73.3制定机械加工工艺路线73.4 确定机械加工余量及工序尺寸83.5 确定切削用量及基本工时103.5.1 工序30：粗、精铣后平面103.5.2 工序40：粗、精铣凸台端面（号平面）143.5.3 工序50：铣25mm槽两侧面（号平面）173.5.4 工序60：粗、精铣4个29mm7.5mm的小凸台193.5

6、.5 工序70:钻削、铰削加工直径为8mm的8个螺栓孔223.5.6 工序80：钻削、铰削加工直径为7mm的4个螺栓孔253.5.7 工序90：钻削两个4mm的孔274 夹具系统设计294.1 机床夹具概述294.1.1 工件装夹的实质294.1.2 机床夹具的功能294.1.3 机床夹具要点304.2 工件的加工工艺分析304.3 定位方案及定位基准的选择304.3.1 工件的定位分析304.3.2 工件定位方案及定位基准的选择314.4 确定夹具的结构方案324.4.1 确定定位方案，设计定位元件324.4.2 确定夹紧方式和设计夹紧机构324.4.3 夹紧力计算324.4.5 支承销最小

7、截面的计算344.5 钻套、钻模板设计344.6 定位误差概述364.6.1 定位误差产生原因364.6.2 夹具精度分析375 总结与展望40致谢41参考文献42V橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义 在机械加工过程中，橡胶切割方法常用是手工切割、半自动切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状

8、的切割。专业切割机相对手动方式来说，可有效地提高橡胶切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割方式还较为普遍。 我国机械工业橡胶使用量已达到3亿吨以上，橡胶的切割量非常大；随着现代工业的发展，对橡胶切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。因而专业切割机的市场潜力还是很大、市场前景比较乐观。 专业橡胶切割机的诞生，对于提高生产效率降低生产成本具有重要意义。此项研究也是对大学四年所学课程的一次总复习，它将机械制图、机械设计和工艺分析，夹具设计等机械设计制造主要专业课程紧密联系在一起，利用所学的机械与控制相关知识来解决实际的生产问题，将理论

9、设计与实际运用联系起来，需要考虑多方面的问题，如成本、定位方案，加工精度的控制和机械设备使用寿命等等。1.2 国内外的发展概况 改革开放20多年来，国内橡胶加工工业经历了持续快速发展的过程，到了2005年我国橡胶加工总量已达3亿吨，约占世界橡胶加工总量的35%，主要的橡胶产品轮胎、传送带等产量均居世界第一位。橡胶业依然是国内重要的支柱产业之一，在满足人民橡胶产品消费，出口创汇，为其他产业提供支持，解决就业问题等方面发挥重要作用。今年来随着橡胶行业结构调整和产业升级的升入，通过国内技术的改造和国外先进技术的引进和吸收，橡胶行业的装备和技术水平大幅提高，企业自主创新能力也有所增强，生产效率不断提高

10、，品种范围迅速扩展，生产已从劳动密集型向科技型转换。淘汰落后装备和工艺，光、机、电、气动、液压、传感、计算机技术的复合应用，为橡胶附加值提高和新产品开发提供了强有力的保障，橡胶产品休闲化，个性化，高档化趋势日益明显，橡胶产品出口以年均19%的速度增长，出口成品自给率也提高到70%，彻底扭转了橡胶进口量高于出口量的局面，增强了行业的国际竞争力。但我国橡胶行业的整体水平与世界先进国家相比仍有较大差距。应对整个橡胶领域的飞速发展有了一个总体认识，以期待找出与国外差距和今后提高科技水平的方向。1.3 橡胶切割机的发展前景 （1）复合化发展。随着橡胶机械技术的发展，机械复合技术和复合加工技术逐渐成熟，在

11、每一台机床上都可以符合多重任务完成各种生产要求。这样的复合生产将是新一轮的先进生产方式，橡胶切割行业的技术研究应该更加注重复合化发展，研究建造出可以完成多重任务完成各种生产要求的橡胶切割机。 （2）实现橡胶切割的全面智能化。过去的人工控制切割已经不能满足橡胶机械管理的发展需求。未来的控制需要通过计算机对切割机的操控，使我们的橡胶切割向智能化迈进，在整个系统中，智能化也成为数控发展的又一大突破。 （3）现代高精度化。加紧技术研究，提高精密度。因为精度化更加迎合了现代高科技产品的高要求，符合了新的时代发展要求。所以要适应时代新的发展要求必须加快精度研究的步伐。 （4）趋向柔性化发展。引进柔性自动化

12、技术，对于切割过程中复杂规格的橡胶件，保证规格的高要求，准精度。这样的柔性技术能够满足市场对产品的高要求，改变市场供不应求的现状。是一项先进的而有时效性的切割技术，它已经成为切割机发展的主流趋势。 （5）结合电子计算机实现网络化。网络的力量在21世纪已经无法阻挡，切割系统网络化也是历史之必然。要加紧切割机与网络结合生产研发，结合网络优势综合开发新的切割机项目。这样的发展一定会促进网络带动切割技术的新一代变革。1.4 本课题应达到的要求 通过参观现有的 熟悉橡胶切割机的内部构造和工作原理。并找出切割机主要零件加工中会存在的不足之处，初步设定主要零件（基础板）的加工方案。熟练掌握金属加工工艺设计，

13、工装设计，了解并会查找相关数据，熟练掌握零件的工艺分析要领，对铸造工艺也要掌握，以便对铸件出现的缺陷进行分析，掌握六点定位原理、并能对零件的定位进行分析计算，选择合适的定位元件和夹紧方式，能够熟练掌握机械制图的相关标准并能熟练使用CAD进行二维图纸的绘制，三维模型的建立，结合实际对夹具在生产中对生产效率的提高提出可行性的改进建议。全套知识梳理完后写设计说明书并进行设计答辩。 2 零件分析2.1 零件的工艺性分析和零件图的审查 该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的垂直度和平行度。否则会

14、影响机器设备的性能和精度。 图1 基础板2.2 零件的生产纲领及生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。按生产纲领与生产类型的关系确定。 零件的生产纲领为 N=Qn(1+a+b) 其中，产品的年产量Q=10000台/年，每台产品中该零件的数量n=1,零件备品率a=4%，零件废品率b=1%。Q=100001(1+4%+1%)=10500件/年 从计算结果可知，该零件生产类型为成批生产2.3 零件的加工工艺分析基础板共有22个机械加工表面，其中，两组（共八个）直径为8mm的螺栓孔与上表面（平面）有垂直度要求；三个宽度为29mm的装轴承壳的凸台表面（平面）有平行度要求。现分述如下：两组（八

15、个）直径为8mm的螺栓孔两组（八个）直径为8mm的螺栓孔与上表面的垂直度公差为0.2mm，螺栓孔中心线与凸台右表面的尺寸要求为14.5mm；两组8mm的孔中心线之间有平行度公差0.1mm； 三个宽度为29mm的凸台 三个宽度为29mm的凸台面之间有公差为0.1mm的平行度要求。凸台与轴承壳相连的面（平面），其表面粗糙度为Ra1.6。由凸台连接的轴承壳确定的两根轴，轴线与29mmX7.5mm的小凸台有公差为0.1mm的平行度要求(以小凸台边缘为基准)。从上分析可知，基础板的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的凸台面和8mm孔。2.4 选

16、择毛坯2.4.1 确定毛坯的成形方法该零件材料为Q235，考虑到基础板在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。2.4.2 铸件结构工艺性分析该零件底平面因散热面积大，壁厚均匀，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足基础板的使用要求。2.4.3 铸造工艺方案的确定a铸造方法的选择 根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用球墨铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件选用砂型铸造，其铸件精度为IT13-IT16，表面粗糙度

17、Ra为100-12.5um。b.造型方法的选择 在砂型铸造中，因铸件制造批量为大批生产，故选用砂型机器造型。c.分型面的选择 选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，因为基础板有三个宽29mm的凸台，考虑起模方便，以上表面为分型面。而以此平面为分型面时，上模箱内无铸件体，铸件位于下箱中，能够保证其铸造质量。d.浇注位置的选择 因为分型面为水平面，而且铸件的重要表面应该朝下，所以工件以正常工作状态放置（号面向上），内浇口开在水平分型面处。由于该零件在上表面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式。e.铸件加工余量的确定 铸件加工余量用代号R

18、MA表示，其等级由精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、共10级。由于本铸件精度要求并不高所以查加工工艺学表2-7（要求的铸件机械加工余量（GB/T6414-1999）得加工余量为3.5mm。3 工艺规程设计3.1 基准设计 本零件是有精度较高要求的孔的板状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。3.1.1粗基准的选择 图2 基础板基准 对于一般板类零件而言，按照粗基准的选择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选取基础板的下表面（面所在平面）作为粗基准，加工出上表面（号平面）。3.1.2精基准的选择为保证加工精度，结合

19、基础板的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。 图3 基础板基准加工凸台面、8mm圆柱孔、7mm圆柱孔时，主要运用统一基准原则，即均以基础板的上表面（号面）作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。3.2 表面加工方案的选择 上表面（号平面）表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 凸台端面（号平面）表面粗糙度为Ra1.6，经济精度为IT6，加工方案确定为：粗铣精铣； 25mm槽的两侧面（号平面）表面粗糙度为Ra12.5经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣； 4个29mm7.5mm的小凸台 表面粗糙

20、度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 8个8mm螺栓孔表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削铰孔； 4个7mm螺栓孔表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削铰孔。3.3 制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点，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得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，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降低。这样得到以下的工艺路线：工序10 铸造；工序20 热处理；工序30 粗、精铣上表面（号

21、平面），以零件底平面及左侧面为粗基准。选用X53立式铣床，并加专用夹具；工序40 粗、精铣凸台端面（号平面），以上表面（号平面）为基准，左端面为辅助基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序50 粗、精铣25mm槽两侧面（号平面），以上表面为基准，左端面为辅助基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序60 粗、精铣4个29mm7.5mm的小凸台，以上表面为基准，左端面为辅助基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序70 钻削、铰削加工直径为8mm的8个螺栓孔，以经过精加工的号平面和左端面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序80 钻削、铰削加工直径为7mm的4个螺栓孔，以

22、经过精加工的号平面和左端面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序90 钻削加工直径为4mm的2个螺栓孔，以经过精加工的号平面和左端面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序100 去毛刺；工序110 检查； 工序120 入库。以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。3.4 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：1. 上表面（号平面）粗铣：Z = 3mm； 精铣：Z = 0.5mm。具体工序尺寸见表3-1。表3-1 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m

23、尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.5H8Ra6.316Ra6.3粗铣3H11Ra12.516.5Ra12.5毛坯H13Ra2519.5Ra252. 凸台上端面（号平面）粗铣：Z = 3mm； 精铣：Z = 0.5mm。具体工序尺寸见表3-2。表3-2 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.5H8Ra6.331.5Ra6.3粗铣3H11Ra12.532Ra12.5毛坯H1635Ra253. 25mm槽两侧面（号平面）粗铣：Z = 3mm； 精铣：Z = 0.5mm。具体工序尺寸见表3-3。表3-3 工序尺寸表

24、工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.5H8Ra6.387.5Ra6.3粗铣3H11Ra12.588Ra12.5毛坯H1691Ra254. 四个29mm7.5mm的小凸台粗铣：Z = 3mm； 精铣：Z = 0.5mm。具体工序尺寸见表3-4。表3-4 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.5H8Ra6.332.5Ra6.3粗铣3H11Ra12.533Ra12.5毛坯H1636Ra255. 八个8mm螺栓孔毛坯为实心，而螺栓孔的精度为

25、IT9（参考金属加工工艺及工装设计），确定工序尺寸及余量：钻孔：7.9mm； 铰孔：8mm，2Z = 0.1mm。具体工序尺寸见表3-5。表3-5 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.1H9Ra6.38Ra6.3钻孔7.9H12Ra12.57.9Ra12.56. 四个7mm孔毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8IT9之间（参照金属加工工艺及工装设计），确定工序尺寸及余量：钻孔6.8mm； 铰孔：7mm，2Z = 0.2mm。具体工序尺寸见表3-6。表3-6 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸

26、/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H9Ra6.37Ra6.3钻孔6.8H12Ra12.56.8Ra12.57. 两个4mm孔毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8IT9之间（参照金属加工工艺及工装设计），确定工序尺寸及余量：钻孔4mm； 具体工序尺寸见表3-7。表3-7 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m钻孔4H12Ra12.54Ra12.53.5 确定切削用量及基本工时3.5.1 工序30：粗、精铣后平面1. 粗铣上表面（号平面） 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计

27、，由铣削宽度= 28mm，选择= 80mm的镶齿套式面铣刀(JB/T7954-1995)，根据金属加工工艺及工装设计，选择YG6硬质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数z = 10，机床选择立式铣床X53。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 3mm。每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量，查金属加工工艺及工装设计，当使用镶齿套式面铣刀及查阅金属加工工艺及工装设计得机床的7.5kw时，得= 0.14mm/z 0.24mm/z ，故取= 0.24mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计表4-2，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm

28、，由铣刀直径= 80mm，查金属加工工艺及工装设计表4-3，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据金属加工工艺及工装设计表4-44，当mm，7.5mm，0.24mm/z时，切削速度为m/min，主轴转速为r/min，进给速度为mm/min。各修正系数： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按机床选取：= 235r/min，= 300mm/min，则切削速度和每齿进给量为：(m/min) (3.1)(mm/z) (3.2) ( n为铣刀转速，do为铣刀直径，z为铣刀齿数)检验机床功率根据金属加工工艺及工装设计表3.24，当工件的硬度在HBS =174207

29、时，a35mm，5.0mm，= 80mm，z =10，= 300mm/min。查得P= 2.7kw，根据铣床X63说明书，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即= 3mm，= 300mm/min，= 235r/min，= 59 m/min，= 0.13mm/z。计算基本工时式中，mm，mm，所以，(mm)， (min) (3.3)由于200/28=7.14，故走刀次数为8次 (min)2. 精铣上表面（号平面） 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度= 28mm，选择= 80mm的镶齿套式面铣刀(JB/T7954-

30、1995)。根据金属加工工艺及工装设计表1.2，选择YG6硬质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数z = 10，机床选择立式铣床X53。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取= 0.5mm。每齿进给量采用对称端铣以提高加工精度，查金属加工工艺及工装设计表3.5，当使用镶齿套式面铣刀及查阅金属加工工艺及工装设计得机床的功率为7.5kw时，得= 0.14 mm/z 0.24mm/z ，因采用对称端铣，故取= 0.14mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm，由铣刀直径= 80mm，查金属加工工艺及工

31、装设计，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据金属加工工艺及工装设计，当mm，1.5mm， 0.24mm/z时，切削速度为m/min，主轴转速为r/min，进给速度为mm/min。各修正系数： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按机床选取：= 375r/min，= 375mm/min，则切削速度和每齿进给量为：(m/min)(mm/z)( n为铣刀转速，do为铣刀直径，z为铣刀齿数)检验机床功率根据金属加工工艺及工装设计，当工件的硬度在HBS = 174207时，35mm， 1.0mm，= 80mm，z =10，= 375mm/min，查得P= 1.1

32、kw，根据铣床X53说明书，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：= 0.5mm，= 375mm/min，= 375r/min，= 94.2m/min，= 0.1mm/z。计算基本工时式中，mm，mm，所以，(mm)，(min)由于200/28=7.14，故走刀次数为8次 (min)3.5.2 工序40：粗、精铣凸台端面（号平面）1. 粗铣凸台端面 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度= 25mm，选择= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB/T 6117.2-1996)，故齿数z = 4。机床选择立式铣床X5

33、2K。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取= 3mm。每齿进给量查金属加工工艺及工装设计及根据机床的功率为7.5kw，得= 0.2mm/z 0.29mm/z ，故取= 0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm，由铣刀直径=32mm，查金属加工工艺及工装设计，故刀具磨钝寿命T = 90min。切削速度和每分钟进给量根据金属加工工艺及工装设计，当mm，10mm，0.20mm/z时，m/min，r/min，mm/min。各修正系数： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按机床选取：=

34、95r/min，= 50mm/min，则切削速度和每齿进给量为：(m/min)= 0.13(mm/z)( n为铣刀转速，do为铣刀直径，z为铣刀齿数)检验机床功率根据金属加工工艺及工装设计，当27mm，= 0.05 mm/z 0.09mm/z，10mm，157mm/min。查得P=1.3kw，根据铣床X52K说明书，机床主轴允许功率为：P= 9.1250.75kw = 6.84kw，故PP。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即= 3mm，= 50mm/min，= 95r/min，= 9.55m/min，= 0.13mm/z。计算基本工时式中，mm，mm，所以，(mm)，(min)由于29/2

35、5=1.16，且有两组凸台，故走刀次数为4次 (min)2. 精铣凸台端面 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度= 25mm，选择= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB/T 6117.2-1996)，故齿数z = 4。机床选择立式铣床X52K。 选择切削用量切削深度精加工，余量很小，故取= 0.5mm。每齿进给量查金属加工工艺及工装设计及根据机床的功率为7.5kw，得= 0.2mm/z 0.29mm/z，故取= 0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.25mm，由铣刀直径= 32mm，查金属加工工艺及工装设计，故

36、刀具磨钝寿命T = 90min。切削速度和每分钟进给量根据金属加工工艺及工装设计，当mm，10mm，0.20mm/z时，m/min，r/min，mm/min。各修正系数： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按机床选取：n= 75r/min，= 39mm/min，则切削速度和每齿进给量为：(m/min)= 0.13(mm/z)( n为铣刀转速，do为铣刀直径，z为铣刀齿数)检验机床功率根据金属加工工艺及工装设计，当27mm，= 0.10 mm/z 0.15mm/z，10mm，132mm/min。查得P=1.1kw，根据铣床X52K说明书，机床主轴允许功率为：P= 9.1250.

37、75kw = 6.84kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即=0.5mm，=39mm/min，= 75r/min，= 7.54m/min，= 0.13mm/z。计算基本工时式中，mm，mm，所以，(mm)，(min)由于29/25=1.16，且有两组凸台，故走刀次数为4次 (min)3.5.3 工序50：铣25mm槽两侧面（号平面） 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度=16mm，选择= 20mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB/T 6117.2-1996)，故齿数z = 3，机床选择立式铣床X52K。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取

38、= 3mm。每齿进给量采用对称端铣以提高加工精度，查金属加工工艺及工装设计，当使用高速钢莫氏锥柄立铣刀及查阅金属加工工艺及工装设计得机床的功率为7.5kw时，得= 0.2 mm/z 0.29mm/z，故取= 0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm，由铣刀直径= 20mm，查金属加工工艺及工装设计，故刀具磨钝寿命T = 60min。切削速度和每分钟进给量根据金属加工工艺及工装设计，当mm，10mm，0.24mm/z时，m/min，r/min，mm/min。各修正系数：故 (m/min) (r/min) (mm/min)按机床

39、说明书选取：=190r/min，= 78mm/min，则切削速度和每齿进给量为：(m/min)= 0.14(mm/z)( n为铣刀转速，do为铣刀直径，z为铣刀齿数)检验机床功率根据金属加工工艺及工装设计，当19mm，= 0.1mm/z 0.15mm/z，10mm，184mm/min。查得P= 0.9kw，根据铣床X52K说明书，机床主轴允许功率为：P= 9.1250.75kw = 6.84kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即= 3mm，= 78mm/min，= 190r/min，= 11.93m/min，= 0.14mm/z。计算基本工时式中，mm，所以，(mm)，(min)

40、 因为有两个侧面，所以，(min)。3.5.4 工序60：粗、精铣4个29mm7.5mm的小凸台1. 粗铣凸台端面 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度= 7.5mm，选择= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB/T 6117.2-1996)，故齿数z = 4。机床选择立式铣床X52K。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取= 3mm。每齿进给量查金属加工工艺及工装设计及根据机床的功率为7.5kw，得= 0.2mm/z 0.29mm/z ，故取= 0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.

41、5mm，由铣刀直径=32mm，查金属加工工艺及工装设计，故刀具磨钝寿命T = 90min。切削速度和每分钟进给量根据金属加工工艺及工装设计，当mm，10mm，0.20mm/z时，m/min，r/min，mm/min。各修正系数： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按机床选取：= 95r/min，= 50mm/min，则切削速度和每齿进给量为：(m/min)= 0.13(mm/z)( n为铣刀转速，do为铣刀直径，z为铣刀齿数)检验机床功率根据金属加工工艺及工装设计，当27mm，= 0.05 mm/z 0.09mm/z，10mm，157mm/min。查得P=1.3kw，根据铣床

42、X52K说明书，机床主轴允许功率为：P= 9.1250.75kw = 6.84kw，故PP。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即= 3mm，= 50mm/min，= 95r/min，= 9.55m/min，= 0.13mm/z。计算基本工时式中，mm，所以，(mm)，(min) 因为有四个面，所以，(min)。2. 精铣凸台端面 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度= 7.5mm，选择= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB/T 6117.2-1996)，故齿数z = 4。机床选择立式铣床X52K。 选择切削用量切削深度精加工，余量很小，故取= 0.5mm。每齿进给量查金属加

43、工工艺及工装设计及根据机床的功率为7.5kw，得= 0.2mm/z 0.29mm/z，故取= 0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.25mm，由铣刀直径= 32mm，查金属加工工艺及工装设计，故刀具磨钝寿命T = 90min。切削速度和每分钟进给量根据金属加工工艺及工装设计，当mm，10mm，0.20mm/z时，m/min，r/min，mm/min。各修正系数： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按机床选取：n= 75r/min，= 39mm/min，则切削速度和每齿进给量为：(m/min)= 0.13(mm/

44、z)( n为铣刀转速，do为铣刀直径，z为铣刀齿数)检验机床功率根据金属加工工艺及工装设计，当27mm，= 0.10 mm/z 0.15mm/z，10mm，132mm/min。查得P=1.1kw，根据铣床X52K说明书，机床主轴允许功率为：P= 9.1250.75kw = 6.84kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即=0.5mm，=39mm/min，= 75r/min，= 7.54m/min，= 0.13mm/z 。计算基本工时式中，mm，所以，(mm)，(min) 因为有四个面，所以，(min)。3.5.5 工序70:钻削、铰削加工直径为8mm的8个螺栓孔 1. 钻削8个7.

45、9mm的孔 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由钻削深度= 3.95mm，选择= 7.9mm的H11级高速钢麻花钻(GB1438-85)，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量进给量f根据金属加工工艺及工装设计，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅金属加工工艺及工装设计，故取f = 0.43mm/r。根据金属加工工艺及工装设计，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.51mm/r，12mm时，轴向力= 2990N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 2990N。根据立式钻床Z525说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于， 故 f = 0.43mm/r可用

46、。切削速度根据金属加工工艺及工装设计，根据f = 0.43mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取=12m/min。根据金属加工工艺及工装设计，切削速度的修正系数为：，故=(m/min)= 285.6(r/min)根据立式钻床Z525说明书，可以考虑选择选取：n= 272r/min，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以，(m/min)。确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，当= 7.9mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.5mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。检验机床扭矩及功率根据金属加工工艺及工装设计，当 f = 0.51mm/r，11.1mm。查得=15N m，根

47、据立式钻床Z525说明书，当= 272r/min，=72.6N m，故，根据金属加工工艺及工装设计，P=1.0kw，根据立式钻床Z525说明书，P= 2.8kw，故P P。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r，= 272r/min，= 7.6m/min。计算基本工时式中，mm，查金属加工工艺及工装设计，mm，所以，(mm)，= 0.46(min)。因有8个孔，所以，T= 80.46= 3.66(min)。2.铰削8个8H9mm孔 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，选择= 8mm的H9级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84)，机床选择立式钻床Z525。 选择

48、切削用量进给量f查阅金属加工工艺及工装设计，并根据机床说明书取f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.72mm/r。切削速度根据金属加工工艺及工装设计，取= 8m/min。根据金属加工工艺及工装设计，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)= 249.1(r/min)根据立式钻床Z525机床说明书选取：=195r/min，所以，(m/min)。确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，当= 9mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.4mm，故刀具磨钝寿命T = 60min。因此，所选择的切削用量： f = 0.72mm/r，= 195r/min，= 5.51m/

49、min。计算基本工时式中，mm，查金属加工工艺及工装设计，mm，所以，(mm)，= 0.48(min)。因有8个孔，所以，T= 80.48= 3.8(min)。3.5.6 工序80：钻削、铰削加工直径为7mm的4个螺栓孔 1. 钻削6.8mm孔 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由钻削深度= 3.4mm，选择=6.8mm的H12级高速钢麻花钻(GB1438-85)，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量进给量f根据金属加工工艺及工装设计，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r， 查阅金属加工工艺及工装设计，故取f = 0.43mm/r。根据金属加工工艺及工装设计 ，可以查出钻

50、孔时的轴向力，当f 0.51mm/r，12mm时，轴向力= 2990N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 2990N。根据立式钻床Z525说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N， 由于，故f = 0.43mm/r可用。切削速度根据金属加工工艺及工装设计，根据f = 0.43mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取=12m/min。根据金属加工工艺及工装设计，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)= 259.3(r/min)根据立式钻床Z525说明书，可以考虑选择选取：= 195r/min，所以，(m/min)。确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设

51、计，当= 6.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.5mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。检验机床扭矩及功率根据金属加工工艺及工装设计，当f 0.51mm/r，11.1mm。查得=15Nm，根据立式钻床Z525说明书，当=195 r/min，= 72.6Nm，故，根据金属加工工艺及工装设计，P= 1.0kw， 根据立式钻床Z525说明书，P= 2.8kw，故PP 。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即f = 0.43mm/r，= 195r/min，= 6m/min。计算基本工时式中，mm，查切削用量简明手册表2.29，mm，所以，(mm)，=0.25(min)。2.铰7F9mm孔 选择刀具

52、和机床查阅金属加工工艺及工装设计，选择=7mm的F9级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84)，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量进给量f查阅金属加工工艺及工装设计，并根据机床说明书取f = 0.5mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.57mm/r。切削速度根据金属加工工艺及工装设计，取= 5m/min。根据金属加工工艺及工装设计，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)=140.1(r/min)根据立式钻床Z525机床说明书选取：=140r/min，所以，(m/min)。确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，当=7mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.4mm，故

53、刀具磨钝寿命T = 60min。因此，所选择的切削用量：f = 0.57mm/r，= 140r/min，= 4.4m/min。计算基本工时式中，mm，查切削用量简明手册表2.29，mm，所以，(mm)，=0.26(min)。因有4个孔，所以，= 40.26 = 1.04(min)。3.5.7 工序90：钻削两个4mm的孔1.钻削两个4mm孔 选择刀具和机床查阅金属加工工艺及工装设计，由钻削深度= 2mm，选择= 4mm的H12级高速钢麻花钻(GB1438-85)，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量进给量f查阅金属加工工艺及工装设计，取f = 0.32mm/r。根据金属加工工艺及工装设计，

54、取f = 0.27 mm/r 0.33mm/r，故取f = 0.32mm/r。根据金属加工工艺及工装设计，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.33mm/r，12mm时，轴向力= 2110N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 2110N。根据立式钻床Z525说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于，故f = 0.32mm/r可用。切削速度根据金属加工工艺及工装设计，根据f = 0.32mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取=14m/min。根据金属加工工艺及工装设计，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)= 511.2(r/min)根据立式钻床Z525说明书，可

55、以考虑选择选取：= 392r/min，所以，(m/min)。确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据金属加工工艺及工装设计，当= 4mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.5mm，故刀具磨钝寿命T = 20min。检验机床扭矩及功率根据金属加工工艺及工装设计，当f 0.33mm/r，11.1mm。查得=10.49Nm，根据立式钻床Z525说明书，当= 392r/min，= 72.6Nm，故，根据金属加工工艺及工装设计，P= 1.0kw，根据立式钻床Z525说明书，P= 2.8kw，故PP。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：f = 0.32mm/r，= 392r/min，= 7.14m/min。计算基

56、本工时式中，mm，查金属加工工艺及工装设计，mm，所以，(mm)，= 0.16(min)。因有两个孔，所以，= 20.16 = 0.32(min)。最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据填入相应的机械加工工序卡片中。4 夹具系统设计在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测的装置，都可以统称为夹具。夹具是机床的重要组成部件，是根据机床工艺结构的具体要求而专门设计的。例如：焊接过程中用于拼焊的焊接夹具；检测过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具；机械加工过程中用的机床夹具等，都属于泛指的夹具范畴。4.1 机床夹具概述4.1.1 工件装夹的实质在机床上加工工件时，为了要使该工序所加工的表面，能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，在加工前，必须首先将工件装好夹牢。把工件装好，就是要在机床上确定工件相对刀具的正确加工位置。工件只有处在这一位置上接受加工，才能保证其被加工表面达到所规定的各项技术要求。在夹具设计的术语中，把工件装好称为定位。把工件夹牢，就是指在已经定好的位置上将工件可靠地夹住。以防在加工时工件因受到切削力、离心力、冲击和振动等的影响，发生不应有的位移而破坏了定位。在夹具设计的术语中把夹牢工件称为夹紧。由此可知，工件装夹的实质，就是在机床上对工件进行定位和夹紧。装夹的目的，则