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1、應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)綜合訓(xùn)練報(bào)告（論文） 前 言 課題介紹 在機(jī)械制造工藝過程中，在機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上占有正確的位置，然后通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件的正確位置固定不動(dòng)，這一任務(wù)就是由夾具完成。機(jī)床夾具為機(jī)床的一種附加裝置，安裝工件后使之獲得相對(duì)于機(jī)床或刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 課題背景及發(fā)展趨勢 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越

2、認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。 隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。它主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）加強(qiáng)機(jī)床夾具的三化工作 為了加速新產(chǎn)品的投產(chǎn)，簡化設(shè)計(jì)工作，加速工藝裝備的準(zhǔn)備工作，以獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，必須重視機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化工作。 （2）大力研制推廣實(shí)用新型機(jī)床夾具 在單件，小批生產(chǎn)或新

3、產(chǎn)品試制中，應(yīng)推廣使用組合夾具和半組合夾具。在多品種，中小批生產(chǎn)中，應(yīng)大力推廣使用可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。 （3）提高夾具的機(jī)械化，自動(dòng)化水平 近十幾年來，高效，自動(dòng)化夾具得到了迅速的發(fā)展。主要原因是：一方面由于數(shù)控機(jī)床，組合機(jī)床及其它高效自動(dòng)化機(jī)床的出現(xiàn)，要求夾具能適應(yīng)機(jī)床的要求，才能更好的發(fā)揮機(jī)床的作用。另一方面，如采用氣動(dòng)、電動(dòng)等自動(dòng)化夾具夾緊，避免了手工操作用劃線等方法來定位工件，縮短了安裝工件的時(shí)間，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率。 1 C6150車床主軸箱零件的分析 1.1 零件的作用 題目給出的零件是c6150車床主軸箱體，主軸箱體起著支持和固

4、定軸系零件,保證軸系運(yùn)轉(zhuǎn)精度和良好潤滑及密封等重要作用。主軸箱是C6150車床的關(guān)鍵零件。一旦主軸箱的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值也將大打折扣。 1.2 車床主軸箱的主要技術(shù)要求 1.2.1 尺寸精度和表面粗糙度 圖1主軸箱零件圖 Fig.1 Spindle box parts diagram 車主軸箱的內(nèi)孔和安裝平面是決定工件精度的關(guān)鍵表面，其精度要求最高，一般不低于IT8級(jí)；車主軸箱內(nèi)孔的圓度直接影響加工工件的軸承孔精度，故要求較高，其誤差不大

5、于尺寸的。 1.3 工藝過程分組 車主軸箱結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，精度要求也較高，在批量的生產(chǎn)條件下，車主軸箱的機(jī)械加工工藝過程有三組加工表面。 第一階段：以毛坯面為基準(zhǔn)，銑上平面和銑左右端平面。 第二階段：以下平面為基準(zhǔn)，鉆各螺紋孔及鏜軸承孔。 23 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，由于零件年生產(chǎn)量為8000件，已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大。故采用鑄造成型 。它的毛坯精度較高，加工余量較小，對(duì)提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確

6、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，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：一般箱體類零件的粗基準(zhǔn)都用它上面的重要孔和另一個(gè)相距較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)，以保證孔加工時(shí)余量均勻。該車床主軸箱最先加工的是主軸箱底面和上表面。 精基準(zhǔn)的選擇：常以車床主軸箱零件的裝配基準(zhǔn)或?qū)ｉT加工的一面兩孔定位，使得基準(zhǔn)統(tǒng)一。該工件有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；孔軸線之間也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。為了保證以上幾項(xiàng)要求，加工車床主軸箱上表面時(shí)，應(yīng)以底面為精基準(zhǔn)，使上表面加工時(shí)的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合；加工孔時(shí)，仍以底面為主要定

7、位基準(zhǔn)，并與底面上的兩孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣，孔的加工，其定位基準(zhǔn)既符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，也符合基準(zhǔn)重合的原則，有利于保證孔軸線與底面（裝配基準(zhǔn)面）的尺寸精度和平行度。 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面或其組合,在機(jī)器零件的設(shè)計(jì)和加工過程中,按不同要求選擇哪些點(diǎn)、線、面作為基準(zhǔn),是直接影響零件加工工藝性和表面間尺寸、位置精度的主要因素之一。 定位基準(zhǔn)的選擇與工藝過程的制訂有密切的關(guān)系，故有必要多設(shè)想幾種定位方案比較他們的優(yōu)缺點(diǎn)，周密地考慮定位方案與工藝過程的關(guān)系，尤其對(duì)加工精度的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證加工精度和確保加工順序都有決定性的影響，

8、基準(zhǔn)的選擇其實(shí)就是基面的選擇。 根據(jù)作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：零件設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。這是設(shè)計(jì)人員從零件的工作條件、性能要求出發(fā)，適當(dāng)考慮加工工藝性而選定的。一個(gè)零件圖上可以有一個(gè)也可以有多個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)：零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，成為工藝基準(zhǔn)。其中又包括工藝基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，現(xiàn)分析如下。 1） 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)就是在零件設(shè)計(jì)圖紙上用來確定其他點(diǎn)、線和面的位置的基準(zhǔn)。即零件圖紙上標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)。 2） 工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是在加工裝配過程中所采用的基準(zhǔn)。根據(jù)用途的不同可分為：定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、裝配

9、基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。 （1）定位基準(zhǔn):工件在機(jī)床上或夾具中進(jìn)行加工時(shí)用作定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。當(dāng)加工主軸頸時(shí)，其位置是由夾具上定位相接的面確定的，故該接觸面即是本道工序的定位基準(zhǔn)。 （2）工序基準(zhǔn):在工序圖中，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。應(yīng)對(duì)各工序中的工件加工面作具體分析、確定某面或線作為該工序的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)采用工件上實(shí)際表面的點(diǎn)、線、面以外，還可以是工件表面的幾何中心、對(duì)稱面或?qū)ΨQ線等。 （3） 測量基準(zhǔn):在測量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。根據(jù)不同工序要求測量已加工平面位置時(shí)使用不同的測量基準(zhǔn)，如測量曲軸總長時(shí)應(yīng)以曲軸兩端面為測量基準(zhǔn)。

10、2.2.1 零件表面加工方法的選擇 零件表面的加工方法，首先取決于加工表面應(yīng)有的技術(shù)要求。但應(yīng)注意，這些技術(shù)要求不是一定就是零件圖所規(guī)定的要求，有時(shí)還可能由于工藝上的原因而在某些方面高于零件圖上的要求。如果由于基準(zhǔn)不重合而提高對(duì)某些表面的加工要求，或由于被作為精基準(zhǔn)而可能對(duì)其提出更高的加工要求。 當(dāng)明確了各加工表面的技術(shù)要求后，即可據(jù)此選擇能保證該要求的最終加工方法，并確定需幾個(gè)工步的加工方法。所選擇的加工方法，應(yīng)滿足零件的質(zhì)量、良好的加工經(jīng)濟(jì)性和高的經(jīng)濟(jì)效率的要求。為此，選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮以下各因素： 任一種加工方法 比如能獲得的加工精度和表面粗糙度都有一個(gè)相當(dāng)大的范圍，但只有在

11、某一個(gè)較窄的范圍才是經(jīng)濟(jì)的，這個(gè)范圍的加工精度就是經(jīng)濟(jì)加工精度。為此，在選擇加工方法時(shí)，應(yīng)選擇相應(yīng)的能獲得經(jīng)濟(jì)加工精度的加工方法。例如，公差為IT7級(jí)的和表面粗糙度為Ra0.4外圓表面，通過精心車削可以達(dá)到精度要求，但不如采用摸削經(jīng)濟(jì)。各種加工方法可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，可參閱工藝設(shè)計(jì)手冊中的有關(guān)資料。 要考慮工件材料的性質(zhì) 例如，對(duì)淬火鋼應(yīng)采用磨削加工，但對(duì)有色金屬采用磨削加工就會(huì)發(fā)生困難，所以一般采用金剛鏜削或高速精細(xì)車削加工。 要考慮工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小 例如，回轉(zhuǎn)工件可以用車削或磨削等加工孔，而殼體上IT7級(jí)公差的孔，一般就不宜采用車削或磨削，而通常采用鏜削或鉸削

12、加工?？讖叫〉囊瞬捎勉q孔，孔徑大或長度較短的孔宜采用鏜孔。 要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求 大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的銑、刨和鏜孔等加工方法。甚至可以從根本上改變毛坯的制造方法，以減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量。 要考慮工廠或車間的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)條件。 選擇加工方法時(shí)應(yīng)充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，挖掘企業(yè)的潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性。但也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，采用新技術(shù)和提高工藝水平，此外還應(yīng)考慮設(shè)備負(fù)荷的平衡。 2.2.2 加工順序的安排 零件表面的加工方法確定之后，就要安排加工的先后順序，同時(shí)還要安排熱處理、檢驗(yàn)等其他工序在工藝過

13、程中的位置。零件加工順序安排的是否合適，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率率和經(jīng)濟(jì)性有較大的影響?，F(xiàn)將有關(guān)加工順序安排的原則和應(yīng)注意的問題分述如下。 加工工藝的劃分 1） 零件加工時(shí)，往往不是依次加工完各個(gè)表面，而是將各表面的粗、精加工分開進(jìn)行，為此，一般都將整個(gè)工藝過程劃分為幾個(gè)加工階段，這就是在安排加工順序時(shí)所應(yīng)遵循的工藝過程劃分階段的原則。按加工性質(zhì)和作用的不同，工藝過程可以劃分如下幾個(gè)階段： （1）粗加工階段：這個(gè)階段主要任務(wù)是卻去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)，因此主要是提高生產(chǎn)率的問題。 （2）半精加工階段：這階段的作用是為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的精度和表面粗糙度

14、，的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等），一般在熱加工以前進(jìn)行。 （3）精加工階段：對(duì)于零件上的精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7級(jí)或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下的表面，還要安排精加工階段。這個(gè)階段的任務(wù)主要是提高加工表面的各項(xiàng)精度要求和降低表面粗糙度。有時(shí)由于毛坯余量特別大，加工表面十分粗糙，在粗加工前還需要去黑皮的加工階段，稱荒加工階段。為了及時(shí)地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷和減少運(yùn)輸工作量，通常把荒加工放在毛坯車間中進(jìn)行。此外，對(duì)零件上的精度和表面粗糙要求特高的表面還應(yīng)在精加工后進(jìn)行光整加工。稱為光整加工階段。 2）機(jī)械加工順序的安排 一個(gè)零件上往往有幾個(gè)加工表

15、面需要加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。為了達(dá)到這些精度要求，各表面的加工順序就不能隨便安排，而必須遵循一定的原則，這就是定位基準(zhǔn)的選擇和轉(zhuǎn)換決定著加工順序，以及前工序?yàn)楹罄m(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)的原則。 3）熱處理工序的安排 熱處理工序在工藝過程中的安排是否恰當(dāng)，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過程中的位置，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理的目的而定。 （1）退火或正火:為了得到較好的表面質(zhì)量、減少刀具磨損，需要對(duì)毛坯預(yù)先進(jìn)行熱處理，以消除組織的不均勻，降低硬度、細(xì)化晶粒，提高加工性。對(duì)高碳鋼零件用退火降低其硬度，對(duì)低碳鋼零

16、件卻要用正火的辦法提高其硬度；對(duì)鍛造毛坯，因表面軟硬不均不利于切削，通常也進(jìn)行正火處理。退火、正火等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。 （2）時(shí)效:為了消除殘余應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理（其中包括人工時(shí)效和自然時(shí)效）。殘余應(yīng)力無論在應(yīng)力制造還是在切削加工時(shí)都會(huì)殘留下來，不設(shè)法消除就會(huì)引起工件變形，降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成廢品。對(duì)于一般鑄件，只需在粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理即可，或在鑄造毛坯以后安排一次時(shí)效處理。 （3） 淬火:淬火可提高材料的機(jī)械性能（硬度和抗拉強(qiáng)度等）。淬火后尚需回火以取得所需要的硬度與組織。由于工件淬火后常產(chǎn)生較大的變形，因此，淬火工序一般安排在精加工階段的磨削加工之后進(jìn)行。 （4

17、） 滲碳:由于滲碳的溫度高，容易產(chǎn)生變形，因此一般滲碳工序安排在精加工之前進(jìn)行。氮化處理是為了提高零件的表面硬度和抗腐蝕性，一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前。氮化處理前應(yīng)調(diào)質(zhì)。 4） 輔助工序的安排 輔助工序種類很多，包括中間檢驗(yàn)、洗滌、防銹、特種檢驗(yàn)和表面熱處理等。 （1） 檢驗(yàn)：檢驗(yàn)工序一般安排粗加工全部結(jié)束之后，精加工之前；送往外車間加工的前后（特別是熱處理前后）；化費(fèi)工時(shí)用于工序和重要工序的前后。以便及時(shí)控制質(zhì)量，避免浪費(fèi)工時(shí)。 （2） 特種檢驗(yàn)：X射線、超聲波探傷等多用于工件材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)，一般安排在工藝過程的開始。熒光檢驗(yàn)、磁力探傷主要用于工件表面質(zhì)量的檢

18、驗(yàn)，通常安排在精加工階段。如果用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前進(jìn)行。 （3） 清洗、涂防銹油：一般安排在最后工序。 2.3 制定工藝路線 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故在使零件的幾何性狀、尺寸精度幾位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證的前提下，應(yīng)采用專用的夾具，并應(yīng)盡量使工序集中起來提高生產(chǎn)率，處此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以使生產(chǎn)成本盡量提高。 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，設(shè)計(jì)了兩種工藝路線來達(dá)到加工目的： 表2.1 工藝路線方案一 Tab2.1 Process route 1 序號(hào) 工序內(nèi)容 1 鑄造成型 2 去除鑄造應(yīng)力 3 涂底漆 4

19、 鉆、擴(kuò)側(cè)面三孔，鉆、攻6-M10孔 6 鏜軸承各孔 7 銑左端平面 8 銑上端平面，銑底平面 10 銑右端平面 11 去除銳邊毛剌 12 檢驗(yàn) 表2.2 工藝路線方案二 Tab2.2 Process route 2 序號(hào) 工藝內(nèi)容 1 鑄造成型 2 去除鑄造應(yīng)力 3 涂底漆 4 銑上端平面 5 銑底平面 6 銑右端平面 7 銑左端平面 8 鉆、擴(kuò)側(cè)面三孔 9 鉆、攻6-M10孔 10 鏜軸承各孔 11 去除銳邊毛剌 12 檢驗(yàn) 方案選擇：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一工序比較集中，很混亂，相對(duì)方

20、案二來說，減少了裝夾次數(shù)，體現(xiàn)了工序集中原則，兩個(gè)方案中，都以底面為基準(zhǔn)，保證了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合；通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求，分析兩個(gè)進(jìn)行的方案采取的加工手段，最后選加工路方案二。 2.3.1 加工階段的劃分 在大批量生產(chǎn)條件下，車主軸箱的機(jī)械加工工藝可劃分為以下三階段： （1）粗加工階段 該階段是在車主軸箱毛坯鑄造和正火后進(jìn)行的，包括銑端面、鉆孔等工序。其主要任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，同時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)鑄件的裂紋或其他缺陷。 （2）精加工階段 車床主軸箱毛坯在粗加工后需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)階段，然后再進(jìn)行精加工。精加工階段包括各鉆孔工序，及螺孔等次要表面加工等工序。 2.4 機(jī)

21、械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.4.1 毛坯的制造分析 車床主軸箱零件材料為HT200鑄件，硬度HBS為127:162。生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，由《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-22查得確定毛坯圖： 圖2.1主軸箱毛坯圖 Fig. 2.1 Spindle box rough chart 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 工序1：鑄造成型 工序2：時(shí)效熱處理 工序3：銑上端平面，選用機(jī)床：X51銑床 2.5.1 粗銑上端面 （1）銑削深度ap：已知ap=2.0 mm，可一次走刀切完。 （2）進(jìn)給量fz：

22、采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量，當(dāng)使用YG6硬質(zhì)合金刀具，銑床功率為7.5 Kw,（《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-73） fz= 0.14～0.24 因采用不對(duì)稱端銑，故選取適當(dāng)大值 fz = 0.20 （3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-71得，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，由《工藝手冊》表2.4-72知，由于銑刀直徑d0=100 mm，故刀具壽命T=10.8×10s。 （4）確定切削速度和每分鐘進(jìn)給量vf 切削速度可由《工藝手冊》表2.4-81直接查出，當(dāng)銑刀直

23、徑d0=100 mm，齒數(shù) Z=8時(shí)，aε =96 mm，v =1.27 m/s, Pm=3.0km， 則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 = = = 4.04 按機(jī)床選取 nw= 300 則實(shí)際切削速度： ===94.2 實(shí)際每分鐘進(jìn)給量： =·Z·=0.2×10×300=600 （5）校驗(yàn)機(jī)床功率 由《工藝手冊》表2.4-81，查得Pm =3.0km，查表（3.1-73）X51A 型立式銑床說明書知，機(jī)床主軸允許功率為 Pcm=7.5 km>Pm 因此，所選擇得切削用量可以采用，即 ap=2.0 mm， vf=600 ， nw = 300 ， vc=94

24、.2 ， = 0.20 （6）計(jì)算基本工時(shí) = 式中 =×（170＋100), X===1.875, 取整X=2，則 =2×(170＋100)=360 mm， ===0.6 min =36 s 2.5.2 精銑上端面 已知a=0.7 mm，則根據(jù)《工藝手冊》表2.4-73，當(dāng)Ra=3.2時(shí)， = 0.5～1.0 取 f= 1.0 ，則 = ==0.1 查《工藝手冊》表2.4-81得，=0.1 時(shí)，=96 mm，=1.62 m/s,則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： = = = 5.16 =309.6 按機(jī)床選取 = 3

25、75 （表3.1-74） 則實(shí)際切削速度： ===117.75 實(shí)際每分鐘進(jìn)給量： vf=fz·Z·nw=0.1×10×375=375 計(jì)算基本工時(shí) ===0.96 min=57.6 s 圖2.2主軸箱毛坯圖 Fig.2.1 Spindle box rough chart 2.5.3 銑底平面 （1）粗銑底平面 已知a=2.0 mm，則根據(jù)《工藝手冊》表2.4-73知， = 0.14～0.24 取 = 0.2 ， 根據(jù)《工藝手冊》表2.4-81，= 0.2 時(shí)，=96 mm，=1.27 m/s,則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： = = = 2

26、42.7 按機(jī)床選取 = 300 ， 則實(shí)際切削速度： ===94.2 實(shí)際每分鐘進(jìn)給量： =·Z·=0.2×10×300=600 計(jì)算基本工時(shí) ===0.77 min=46 s 2.5.4 精銑底面 已知a=0.7 mm，則切削用量等參數(shù)與精銑底面相同，如下： = 0.1 ， = 375 ，=117.75， =375 ， 基本工時(shí)： ===1.23 min=73.6 s 圖2.2主軸箱銑底平面 Fig.2.2 Spindle box milling bottom plane 2.5.5 鉆、擴(kuò)2-φ30孔 （1）鉆孔φ30 鉆孔

27、2-φ30時(shí)先采取的是鉆到φ24在擴(kuò)到φ30，所以， 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取f=0.27 mm/r 切削速度：參照 [7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-53，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實(shí)際切削速度，由式（1.2）有： 被切削層長度： 刀具切入長度： （1） 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 基本工時(shí)： （2） 擴(kuò)孔加工 擴(kuò)孔φ30：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表查表： f=0.27 mm / r，； ，取 ， 擴(kuò)孔時(shí)，由《機(jī)械加

28、工工藝手冊》表得： 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表可得： 圖2.3主軸箱鉆、擴(kuò)側(cè)面三孔 Fig. 2.3 Spindle box milling right side plane 2.5.6 鉆、攻6-M10孔，選用機(jī)床：Z35A鉆床 （1）鉆Φ8.5的孔： 選擇高速鋼麻花鉆 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： （2）攻絲M10孔： 選擇M10絲攻 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： 圖2.4主軸箱鉆、攻6-M10孔 Fig. 2.4 Spindle box milling right side

29、 plane 2.5.7 鏜軸承孔 粗鏜孔Φ120 機(jī)床：鏜床T618 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：YT5 切削深度：，毛坯孔徑。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取 實(shí)際切削速度: 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度: 刀具切入長度: 刀具切出長度: 取 行程次數(shù): 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min 精鏜孔Φ120

30、H12 機(jī)床：鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.56min 圖2.6主軸箱 Fig. 2.6 Main axle bo

31、x 2.5.7 鉗工 去除銳邊毛剌。 圖2.7主軸箱去除銳邊毛剌 Fig. 2.7 The headstock removal of sharp edge burr 2.5.8 檢驗(yàn) 按圖示尺寸檢驗(yàn)。 合格后，防銹入庫。 圖2.8主軸箱終檢 Fig. 2.8 Final inspection of the spindle box 2.6 小結(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手

32、段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn) 3 夾具設(shè)計(jì) 3.1 概述 在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對(duì)象，使其占有正確的位置，以便接受施工，檢測的裝置，都可統(tǒng)稱為“夾具”。對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時(shí)往往比較費(fèi)時(shí)間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。 夾具是機(jī)械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。 各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機(jī)床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。 3.1.1 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了

33、保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，首先要將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。 采用第一種方法夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，大都用夾具裝夾工件。 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)： （1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使

34、一批工件的加工精度趨于一致。 （2）能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。 （3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 （4）能降低成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?，每個(gè)工件增加的成本是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯

35、著。 3.1.2 機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。常用的分類方法有以下幾種。 （1）按夾具的使用特點(diǎn)分類 通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，如三爪定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺(tái)等。這些夾具已作為機(jī)床附件的專門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。 專用夾具 專門為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用夾具。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。 可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合夾具元

36、件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。 拼裝夾具 用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。 （2）按使用機(jī)床分類 夾具按使用機(jī)床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其它機(jī)床夾具等。 （3）按夾緊的動(dòng)力源分類 夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 3.1.3 機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具的

37、種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個(gè)部分。 （1）定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 （2）夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用是不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 （3）對(duì)刀或?qū)蜓b置 對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。 （4）連接元件 連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。 （5）夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件。 （6）其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分布的多個(gè)表面時(shí)，常設(shè)置分度裝置；為能方便、準(zhǔn)確地定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型

38、夾具，常設(shè)置吊裝元件等。本次設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)銑上端平面夾具，該零件屬于大批生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為保證工件加工精度，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)專用銑床夾具就顯得非常必要。 3.2 銑上端平面夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銑上端平面，本夾具將用與銑床。刀具為Φ50標(biāo)準(zhǔn)高速鋼錐柄銑刀，齒數(shù)為6。對(duì)工件進(jìn)行銑平面加工。 3.2.1 問題的提出 本夾具是用來銑上端平面。要求表面粗糙度為Ra=3.2，對(duì)基準(zhǔn)軸線垂直度為0.06。因?yàn)榧庸ぱb夾比較費(fèi)時(shí)，零件為批量生產(chǎn)，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，須設(shè)計(jì)專用夾

39、具。 3.2.2 定位元件的選擇 其中夾具體底面為定位面，而上下兩個(gè)加緊裝置則限制了工件一個(gè)自由度，防止加工過程中的工件旋轉(zhuǎn)并以底面基準(zhǔn)定位加工表面，一共限制了工件6個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。 3.2.3 定位基準(zhǔn)的選擇 要加工工件的頂面，確定所需要限制的工件的自由度。為保證頂端平面和底面的平行度，需限制工件的x、y、z軸上的的六個(gè)自由度。 Z Y X 圖3.1工件所需限制自由度 Fig. 3.1 The need to limit the degree of freedom of the workpiece 以底面作為基準(zhǔn)面，設(shè)計(jì)定位塊，定位塊

40、通過定位配合固定在夾具體上墊塊通過立柱連接和螺釘連接固定在夾具體上，另一頭通過手柄的旋緊從而使壓板壓緊工件。 圖3.2夾具裝配圖 Fig. 3.2 Fixture assembly diagram 3.2.4 工件的加工精度分析 本工序的要求是：尺寸263mm以及位置度，表面粗糙度要求為Ra=3.2。要求不高，一次加工即可。 （1）定位誤差 工件的定位面為，在尺寸水平方向的位移誤差為 工件的定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，因此 B=0 因此尺寸的定位誤差為 （2）對(duì)刀誤差 對(duì)刀片到夾具體底面尺寸為171，刀具尺寸為Φ40mm 對(duì)刀誤差為： D r

41、=’ D r=0.032mm （3）安置誤差 3.2.5 切削力和夾緊力的計(jì)算 刀具：標(biāo)準(zhǔn)高速鋼錐柄銑刀，齒數(shù)為6 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-36，銑削扭矩計(jì)算公式： （3） 式中 ,, ,， 磨鈍系數(shù) 因?yàn)榇藠A具夾緊力和軸向力上方向一致，螺栓夾緊力主要是防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動(dòng)，夾具夾緊可靠。 3.2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 本套夾具用于加工端面。定位采用常見的定位方案。箱體平面及其內(nèi)來實(shí)現(xiàn)定位。主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用活動(dòng)螺栓夾緊。工件加工完成后，移動(dòng)螺栓，工件就可以很

42、方便的取出。工件裝夾時(shí)，先將工件放到定位板上，固定工件后，然后將移動(dòng)螺栓，壓緊工件，將螺栓擰緊就可以進(jìn)行加工了。加工完成以后將移動(dòng)壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。如夾具裝配圖所示。 圖3.3夾具裝配圖 Fig. 3.3 Fixture assembly diagram 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)綜合訓(xùn)練報(bào)告（論文） 4 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是由大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)凝聚而成，既是復(fù)習(xí)，也是總結(jié)，更是自己交給自己的一份答卷。 剛開始進(jìn)行構(gòu)思的時(shí)候，甚至連如何開始都不知道，感覺就像突然被要求用阿拉伯語來寫一篇文章的感覺。而對(duì)于設(shè)計(jì)

43、步驟更是不知道該如何安排，每個(gè)步驟該如何設(shè)計(jì)更是不知道了。在老師的指導(dǎo)下，開始對(duì)零件圖進(jìn)行分析，拿出以前的課本，對(duì)所需要的知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)。 在設(shè)計(jì)期間，通過翻閱各式各樣的資料，一次次鞏固了我的機(jī)械知識(shí)，使我有了很大的提高，遇到難解的問題時(shí)，導(dǎo)師都能幫助我解決。而且同學(xué)之間也會(huì)經(jīng)常討論，互相幫助，有時(shí)候一句不經(jīng)意的話就會(huì)使自己茅塞頓開，雖然我們每個(gè)人的題目不一樣，但仍然展現(xiàn)了我們的團(tuán)隊(duì)合作能力。在這次設(shè)計(jì)中，導(dǎo)師對(duì)我?guī)椭绕浯螅瑤臀覀兘鉀Q了許多難題。。 說實(shí)話這次的設(shè)計(jì)對(duì)我的改變真的是非常之大的，以前我真的有好多東西都不只知道，一度認(rèn)為我大學(xué)里面沒有學(xué)到什么東西，但是開始做設(shè)計(jì)之后，我知道該怎么去面對(duì)困難，有困難后知道該怎么去解決，什么東西都是自己親手去做的。以前我做事馬馬虎虎，不細(xì)心，有個(gè)這次經(jīng)歷之后我發(fā)現(xiàn)稍微馬虎一下，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事發(fā)生。故而這養(yǎng)成了我做事心細(xì)的習(xí)慣，也進(jìn)一步的促進(jìn)我學(xué)會(huì)怎么做人，為以后出社會(huì)在做人處事這方面打下了重要的基礎(chǔ)。