FA311系列高速并条机罗拉支架加工工艺设计

优秀设计
XXX 大学
毕业设计
设计题目：FA311系列高速并条机
罗拉支架加工工艺
系别：机械工程系
专业：机电一体化
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
完成时间：
目录
序言 (3)
第一章课题简介 (4)
第二章零件的作用及分析 (4)
（一）盖子的分析 (5)
（二)托架的分析 (6)
（三）组合件的工艺分析 (7)
第二章工业规程设计 (7)
（一）确定毛坯形式 (7)
（二）基准面选择 (8)
（三）制定工艺路线 (8)
（四）余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (10)
（五）确定切削用量 (11)
第三章夹具设计 (20)
（一）问题的提出 (20)
（二）夹具设计 (20)
第四章小结 (26)
第五章参考文献 (27)
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。

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5000件。

本设计主要包括两部分内容：
1、罗拉支架盖子、拖架的加工工艺规程的设计，图号分别为：
48M4.2000.01、48M4.2000.02。

2、专用机床夹具的设计。

第二章零件的作用及分析
(1)FA311A型纺织机的作用：
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。

(2)4500罗拉支架作用：
4500罗拉支架是FA311A型纺织机上的一个重要组成组合零件，它是由托架和盖子组合的一个组合件。

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。

4500罗拉支架中φ30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：
（一）盖子的分析
4500罗拉支架盖子位于组合件的上方，要加工的有：刨其表面达到粗糙度要求。

铣33h11mm、14mm的台阶面，铣长3mm宽3-5mm的筋，锪φ8.5深5mm的孔、φ14深16mm的孔，攻M6-7H的螺纹，钻R5的通孔及2-φ5的孔，定位和加紧下面会详细介绍。

（二)托架的分析
4500罗拉支架托架一方面要与盖子相连，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。

先以下面为基准164与45.5，加工的有：φ13、2-φ5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-φ12的通孔及2-φ5的通孔保证尺寸164.6与68.6相垂直。

（三）组合件的工艺分析
此组合件由盖子和托架块组合的，φ30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-φ30、φ22.5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-φ30、φ22.5的通孔，φ37、φ26轴承座沉孔，及φ32.5宽4mm的内割槽。

第二章工业规程设计
（一）确定毛坯形式
由于4500罗拉支架组合件结构相对简单，它主要作用来支撑罗拉，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5000已达到批量生产水平且零件轮廓尺寸不大，材料采用铸铁QT700。

（二）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，如拿托架来说，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。

（三）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。

1、工艺路线方案一
1）托架工艺方案：
Ⅰ刨七面。

Ⅱ磨七面。

Ⅲ刨宽45H7，高2-0.3×45度的燕尾槽。

Ⅳ磨燕尾槽。

Ⅴ钻φ14的通孔，M6的螺纹底孔φ6 ，攻M6-6H的螺纹。

Ⅵ铣宽3mm高2mm的凹槽。

Ⅶ锪φ14的孔深30mm
Ⅷ锪φ8.4的孔, M6-7H螺纹
Ⅸ钻φ30的孔。

2）盖子工艺方案：
Ⅰ刨六面。

Ⅱ磨六面。

Ⅲ钻φ9、φ5的孔及沉孔φ14深16mm、铰φ5的孔。

Ⅳ钻φ5的孔，锪φ14的沉孔，攻M4-7H、M6-7H螺纹。

Ⅴ钻φ5的孔，锪φ14的沉孔，攻M4-7H的螺纹。

Ⅵ钻φ7的通孔，铣宽14深10的凹槽。

Ⅶ钻φ30、φ14H7的孔
3）组合件工艺方案:
Ⅰ磨组合件的上表面和与上表面成60度的面。

Ⅱ钻φ5的孔，铰φ5的孔。

Ⅲ扩φ29、φ36\37的轴承座孔。

Ⅴ车φ23.5的内割槽。

2、工艺路线方案二
1）托架工艺方案：
Ⅰ刨七面。

Ⅱ磨七面。

Ⅲ刨宽45H7，高2-0.3×45度的燕尾槽。

Ⅳ磨燕尾槽。

Ⅴ钻φ14的通孔，M6的螺纹底孔φ6 ，攻M6-6H的螺纹。

Ⅵ铣宽3mm高2mm的凹槽。

Ⅶ锪φ14的孔深30mm
Ⅷ锪φ8.4的孔, M6-7H螺纹
2）盖子工艺方案：
Ⅰ刨六面。

Ⅱ磨六面。

Ⅲ钻φ9、φ5的孔及沉孔φ14深16mm、铰φ5的孔。

Ⅳ钻φ5的孔，锪φ14的沉孔，攻M4-7H、M6-7H螺纹。

Ⅴ钻φ5的孔，锪φ14的沉孔，攻M4-7H的螺纹。

Ⅵ钻φ7的通孔，铣宽14深10的凹槽。

Ⅶ钻φ30、φ14H7的孔
3）组合件工艺方案:
Ⅰ磨组合件的上表面和与上表面成60度的面。

Ⅱ钻φ5的孔，铰φ5的孔。

Ⅲ扩φ29、φ36\37的轴承座孔。

Ⅳ半精镗、精镗φ14、φ30的孔。

Ⅴ车φ23.5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φ30、φ14的通孔。

而方案二是在组合以后加工φ30、φ14通孔，两相比较的话可以看出：φ30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。

（四）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）刨七面
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5～2.5 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5～0.32 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）磨七面
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5～0.32 um，所以采用精磨：2Z=0.8，公差为-0.05mm。

（3）钻孔
由于此零件中钻孔比较多，还有一部分为人工钻孔，一一分析显得复杂且无规程。

在此就不列出来了。

（4）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分。

本设计规定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。

（五）确定切削用量
工序Ⅰ：刨六面。

本工序用计算法来确定切削用量。

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，最大加工余量为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30mm×45mm时ap≤8 则进给量
f=(3.0～2.4)
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
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Ⅱ磨六面
1、加工条件：
加工要求：末流面达到精度要求0.8um。

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：
s
t =3.46k
1
k
2
k
3
/s
B
v
查《机械制造工艺手册》得：s
B =12～25毫米/行程取：s
B
=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：k
1=1.04 k
2
=1.0 k
3
=0.62 则：
s t =3.46k
1
k
2
k
3
/s
B
v=3.46×1.04×1.0×0.62/25×12
=0.0114(mm)
查《工艺手册》进给量应该取：s
t
=0.012(mm)
工序Ⅲ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：φ1.5、φ2、φ4.5、φ7、φ9、φ11、φ12、φ14、。

1）查《机械制造工艺手册》钻φ1.5的孔和φ2的孔一样，工件材料：QT700 则进给量：
S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×1.50.25/ 600.125×0.060.55
=48.9(m/min)
主轴转速选择:V=400r/min
2）查《机械制造工艺手册》钻φ4的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×40.25/ 600.125×0.060.55
=38.9(m/min)
主轴转速选择:V=400r/min
3）查《机械制造工艺手册》钻φ5的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×50.25/ 600.125×0.060.55
=22.5(m/min)
主轴转速选择:V=450r/min
4）查《机械制造工艺手册》钻φ4.5的孔，工件材料：QT700 则进给量：
S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×4.50.25/ 600.125×0.060.55
=23.9(m/min)
主轴转速选择:V=560r/min
5）查《机械制造工艺手册》钻φ7的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×70.25/ 600.125×0.060.55
=39.8(m/min)
主轴转速选择:V=560r/min
6）查《机械制造工艺手册》钻φ9的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×90.25/ 600.125×0.060.55
=22.5(m/min)
主轴转速选择:V=280r/min
7）查《机械制造工艺手册》钻φ11的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×110.25/ 600.125×0.060.55
=25.6(m/min)
主轴转速选择:V=280r/min
8）查《机械制造工艺手册》钻φ12的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×120.25/ 600.125×0.060.55
=28.3(m/min)
主轴转速选择:V=280r/min
9）查《机械制造工艺手册》钻φ14的孔，工件材料：QT700 则进给量： S=0.05～0.07毫米/转取：S=0.06毫米/转
选用刀具材料：W
18C
R4
V
切削速度的计算公式：
V=14.2×D0.25/T0.125×S0.55（米/分）
查得：T=60 mm S=0.06mm/n 则:
V=14.2×140.25/ 600.125×0.060.55
=16.8(m/min)
主轴转速选择:V=280r/min
同理可以算出其它钻孔用量,我在这里列为表格:
(2) 铰孔。

在此零件中加工多处φ4、φ5的孔，我就把这两种列出来。

铰φ5的孔为，查《机械制造工艺手册》（表10-8），铰φ5的孔用于手铰，进给量为0.6mm/n,即：S=0.6 mm/n。

查（表10-84），T=0.05mm, 则：
切削速度： V=17.2 （m/min）
（3）锪孔。

锪φ18、φ14、φ11，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φ18的孔，工件材料：QT700，进给量S查得：
S=0.10～0.15(mm) 取：S=0.12(mm)
不加冷却液的切削速度： V=12～25(m/min) 取：V=16.8mm/min。

锪φ14，进给量S=0.1～0.15(mm) 取：S=0.10(mm)
不加冷却液的切削速度： V=20(m/min)
（4）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： W 18C R4V
切削速度计算公式：
V=C V ×D x /T m ×S y 其中工件材料为QT700，切削系数C V ，
当直径D ≤10时； C V =0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。

当直径D ＞10时； C V =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=C V ×D x /T m ×S y =0.83×80.78/600.5×S 0.5 则可以求出进给量 S=0.5(mm)
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： W 18C R4V
切削速度计算公式：
V=C V ×D x /T m ×S y 其中工件材料为QT700，切削系数C V ，
当直径D ≤10时； C V =0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。

当直径D ＞10时； C V =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=C V ×D x /T m ×S y =0.83×120.78/600.5×S 0.5 则可以求出进给量 S=0.4(mm)
同理可以求出其他的切削用量，把它们列出来：
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Ⅳ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，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=0.5～0.64mm 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
=75.5×500.2/900.15×30.5×0.60.4×200.1×60.1≈324.78(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：W
18C
R4
V
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
= 31.4×600.2/50.15×50.5×S0.4×30.1×300.1
求得：
S≈0.236(m/min)
根据《机械制造工艺手册》取：S=0.25(m/min)
（3）铣凹槽。

用高速三面刃圆盘铣刀：W
18C
R4
V
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
= 31.4×600.2/50.15×50.5×S0.4×30.1×300.1
求得：
S≈0.236(m/min)
根据《机械制造工艺手册》取：S=0.25(m/min)
工序Ⅴ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=C
V /T m A
p
Xv f y K
其中：C
V
=242，（表10-4）查 T=1.5～2.0，取T=1.8mm，（表10-8）中可以
查出进给量f=0.4～0.5，取：f=0.45mm/N，切削深度A
p
=3mm
修正系数：K=1.04
求得：
V=C
V /T m A
p
Xv f y K= 242/1.80.2×30.15×0.450.35×1.04=53.8(m/min)
已知内割槽直径D=32.5mm
确定主轴转速：
n
s
=1000V/∏D=1000×53.8/3.14×32.5≈527(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)
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
经过考虑，决定设计钻φ22.5、φ30孔的一套专用夹具，以上说过的，φ30孔是支撑罗拉，它属于很重要的组成部分，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。

第二套夹具是铣六面的时候，在机床改造的机床上进行的，属于典型的加工。

为了提高生产率，我决定设计这两种专用夹具。

（二）夹具设计
1、定位基准的选择
因为φ30及的孔要在组合以后才能加工，所以要选把零件组合。

在车床的中心孔进行加工。

φ30的孔是旋转类零件，考虑到它的进度高。

就想用旋转类的车床进行加工。

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。

而机床又恰恰以底面为基准，把工件定位与机床的中心孔，连接在车床上加工就简单的多了。

2、夹紧装置的设计
夹紧装置在夹具上是很重要的组成部分，由于在车加工φ30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。

在《金属切削机床夹具设计手册》（表4-2），可以看出夹紧装置有很多，如何选择夹紧装置？我们知道要想提高加工效率，采用气动或液压夹紧，由于此零件是在车床上进行加工，如果采用气动或液压夹紧的话，就多此一举了，而且还费时。

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：
3、切削力及夹紧力计算
根据《机械加工工艺手册》（表10-64），查得车孔的扭矩和动力公式为：
P=43.4D
S
0.8[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：W
18C
R4
V ， D= 25mm，进给量S=2.0mm
代入公式可以计算出：
P=43.4D
S 0.8=43.4×25×
2
0.8=1890（N）
M=21.4D2S0.8=21.4×252×20.8=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=Q[rtg(ψ+φ)+ξf
1
](kgf.mm)
公式中： M ：夹在螺旋夹紧机构上的夹紧扭矩
Q：夹紧力
r：螺纹的平均半径
ψ：螺纹升角tanψ=np/2πr
φ：螺纹摩擦角tanφ=f,一般f=0.178, 则φ=100
f
1
：支承表面的摩擦系数，一般f=0.15～0.3
ξ：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ψ为2029，，ξ为1/3D
，f=0.2。

则可以计算扭矩：
M=Q[rtg(ψ+φ)+ξf
1]= Q[rtg(ψ+φ)+ξf
1
]
=1890[9.19tg(2029，+100) +3×0.2]
=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
（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φ30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：
B
bax
=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
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。

6、夹具的三视图：（附零件图）
附夹具装配图及夹具零件图。

7、另一种的加工铣端面的夹具，由于此加工有的在斜面上，如果没有专用夹具的话，加工过程中容易出现移动，对铣刀有破坏，甚者工件报废。

因此，要有专用夹具，由于这几个面不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有一定槽的三面的定块。

其三视图如下图：
计算和上面一样：
根据《机械加工工艺手册》表10-64，查得铣面的切力和动力公式为： P=43.4D
S
0.8[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：W
18C
R4
V ， D=11mm，进给量S=0.2mm
代入公式可以计算出：
P=43.4D
S 0.8=43.4×11×
2
0.8=346（N）
M=21.4D2S0.8=21.4×112×0.20.8=1876(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=Q[rtg(ψ+φ)+ξf
1
](kgf.mm)
公式中： M ：夹在螺旋夹紧机构上的夹紧扭矩
Q：夹紧力
r：螺纹的平均半径
ψ：螺纹升角tanψ=np/2πr
φ：螺纹摩擦角tanφ=f,一般f=0.178, 则φ=100
f
1
：支承表面的摩擦系数，一般f=0.15～0.3
ξ：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ψ为2029，，ξ为1/3D
，f=0.2。

则可以计算扭矩：
M=Q[rtg(ψ+φ)+ξf
1]= Q[rtg(ψ+φ)+ξf
1
]
=1890[9.19tg(2029，+100) +3×0.2]
=5144（N）可以选择M20的螺纹做为夹紧装置的夹紧结构。

三视图如下：
第四章小结
两个月时间的毕业设计遇期而终心情轻松之中略带几份收获的喜悦，觉得总结一下很有必要，经过这一段时间的毕业设计，深刻体会到设计的艰难，时间虽短，但非常高兴，学到平时课堂上所不能学到的东西——实践与理论的互助的认识。

工艺设计早在大二虽已做过，但那毕竟是课程设计，和这次的毕业设计相比，说句老实话刚开始拿到这个课题我还真不知该如何下手。

不仅工作量比以前大了好几倍，其难度不在话下，在实习过程中望着一大堆的资料和图纸用“焦头烂额”形容一点都不为过，最后得到成老师的指点，才正确地进入设计工艺中，我们深知工艺设计不易，仍需专心细致的去做。

回想起在做毕业设计过程中所遇到的一个个门槛，最后一个一个的跨过。

这一结果离不开很多人的帮助，碰到问题在车间问工人，饭后到技术部去问工程师，回校请老师指导，我很庆辛有这么多人在帮我。

工艺卡、过程卡、工艺计算修改，最后变成现在的模样，在设计过程中经常会出现这样那样的工艺错误都被指导老师及时指正过来，在这段设计过程中，收获不少，对工艺设计又有了进一步的认识。

不过相信，不断积累这些体会性的经验，我们的设计思路，原理原则，认识见识会日趋完善的。

最后，感谢成老师的指导帮助！
第五章参考文献
[1]赵如福主编，《金属机械加工工艺人员手册》，上海科技技术出版社，1990。

[2]王绍俊主编，《机械制造工艺设计手册》，机械工业出版社，1985。

[3]东北重型机械学院等编，《机床夹具设计手册》，上海科学技术出版社，1998。

[4]上海柴油机厂工艺设备研究所编，《金属切削机床夹具设计手册》，机械工业出版社，1984。

[5]上海市金属切削技术学会所编，《金属切削手册》，上海科学技术出版社，1988。

[6]张耀宸主编，《机械加工工艺设计实用手册》，航空工业出版社，1993。

[7]蒙少农主编，《机械加工工艺手册》，机械工业出版社，1991。

[8]袁长良主编，《机械制造工艺装备设计手册》，中国计量出版社，1992。

[9]董杰主编，《工艺文件编制与管理》，上海交通大学出版社，1989。

[10]李恒权、朱明臣、王德云主编，《毕业设计指导书》，青岛海洋大学出版社，1993。