購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目 方頭小軸加工工藝及銑夾具設(shè)計(jì) 作者 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號 指導(dǎo)教師 二一五 年 四 月 二十一 日 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 摘 要 本文首先對方頭小軸零件進(jìn)行分析，通過對方頭小軸進(jìn)行研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機(jī)械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時(shí)的計(jì)算和加工刀具的設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求，通過查閱相關(guān)資料和書籍，了解 和掌握了的機(jī)械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運(yùn)用這些方法和步驟進(jìn)行了方頭小軸銑方頭扁位夾具設(shè)計(jì)，整個(gè)銑扁位夾具的設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想“簡便、高效、經(jīng)濟(jì)”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞： 方頭小軸；加工余量；銑扁位夾具；經(jīng)濟(jì) is a to an of is a in to to of of a of of of to a of of it to s a in 目錄 摘要 . I . 一章 緒論 . 1 . 1 . 1 結(jié) . 1 第二章 方頭小軸 的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) . 2 . 2 . 3 . 4 . 8 . 12 . 13 . 15 . 17 . 18 . 18 . 18 . 19 序尺寸及公差的確定 . 19 . 19 0：粗車右 端外圓及端面至 20 . 20 0：調(diào)頭裝夾，粗車左端外圓及端面 . 21 0：粗車 7 外圓至尺寸 . 22 0：粗車 12 外圓至尺寸 . 22 0：精車 712h 至尺寸 . 22 0：車溝槽 . 23 0：銑方頭扁位 17. 23 00：鉆、絞 2 . 23 第三章 專用夾具設(shè)計(jì) . 24 . 25 . 25 . 26 第 四 章 刀具 設(shè)計(jì) . 26 結(jié)論 . 28 參考文獻(xiàn) . 29 致謝 . 30 1 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第一章 緒論 題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！?工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志 。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效 率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床 工件 工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性。可以預(yù)見， 夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。 結(jié) 一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的 2 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的軸承座類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的 50% 80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用 ，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 第二章 方頭小軸 的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 件的分析 件的作用 題目所給的零件是方頭小軸。 它一般用于與其他零件的連接處，一般起到連接的作用。 件的工藝分析 零件的材料為 2020于圓鋼，方頭小軸零件就是通過鍛壓而成。以下是方頭小軸需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 外圓 712h 的車削加工。 (2) 外圓 7 的車削加工。 (3) 溝槽 車削加工。 (4) 17位的銑削加工。 (5) 內(nèi)孔72H 的鉆、絞削加工。 由上面分析可知，可以先加工方頭小軸的外圓表面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行扁位的銑削加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此方頭小軸零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。具 體的方頭小軸的零件圖如下： 3 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 定生產(chǎn)類型 已知此方頭小軸零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 定毛坯 定毛坯種類 零件材料為 20慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鍛造毛坯。 毛坯是用來加工各種工件的坯料 ,毛坯的生產(chǎn)方法主要有：鑄造、鍛造、焊接、沖壓件，以及各種型材也可以用作毛坯。 （ 1）零件 對形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可 用鑄造方法制造。目前大多數(shù)零件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型零件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。 （ 2）鍛件 鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。 （ 3）型材 4 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為 熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機(jī)械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。 （ 4）焊接件 焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機(jī)試制。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。 （ 5）其它毛坯 其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。 定零件加工余量及形狀 查機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊 125 頁表 1用各個(gè)加工面的機(jī)械加工 余量均為 制零件零件圖 藝規(guī)程設(shè)計(jì) 擇定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的外圓面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以零件的側(cè)圓柱面扁位為輔助粗基準(zhǔn)。 5 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的外圓表面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩圓柱面扁位為輔助的定位精基準(zhǔn)。 定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 ,可以考慮采用各種機(jī)床配 以專用夾具 ,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 方案一： 工序 10下料 4025X 工序 20 粗車右端外圓及端面至 20 工序 30調(diào)頭裝夾，粗車左端外圓及端面 工序 40粗車 7 外圓至尺寸 工序 50粗車 12 外圓至尺寸 工序 60 端滲碳淬火712 h 工序 70精車 712h 至尺寸 工序 80車溝槽 序 90銑方頭扁位 17序 100鉆、絞 2 工序 110去毛刺倒棱角。 工序 120驗(yàn)收、入庫 方案二： 工序 10下料 4025X 工序 20 粗車右端外圓及端面至 20 工序 30調(diào)頭裝夾，粗車左端外圓及端面 6 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 工序 40粗車 7 外圓至尺寸 工序 50粗車 12 外圓至尺寸 工序 60 端滲碳淬火712 h 工序 70精車 712h 至尺寸 工序 80車溝槽 序 90鉆、絞 2 工序 100銑方頭扁位 17序 110去毛刺倒棱角。 工序 120驗(yàn)收、入庫 方案三： 工序 10下料 4025X 工序 20 粗車右端外圓及端面 至 20 工序 30調(diào)頭裝夾，粗車左端外圓及端面 工序 40粗車 12 外圓至尺寸 工序 50粗車 7 外圓至尺寸 工序 60 端滲碳淬火712 h 工序 70精車 712h 至尺寸 工序 80車溝槽 序 90銑方頭扁位 17序 100鉆、絞 2 工序 110去毛刺倒棱角。 工序 120驗(yàn)收、入庫 由上述幾種零件加工工藝路線方案分析確定，首先分別經(jīng)粗、精車加工外圓面及銑削扁位，以及鉆內(nèi)孔 72H ，車削溝槽 中，方案二的工藝路線雖能方便工人安裝加工，但在裝夾加工過程中會(huì)對 零件已加工好表面造成破壞， 7 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 造成零件損失；方案三，能加工出所要的零件，但加工時(shí)對零件的裝夾和拆卸較頻繁，時(shí)間耽擱較長，生產(chǎn)率下降；所以，綜合選定，方案一可用。 擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 機(jī)床的選擇 工序 20、 30、 40、 50、 70、 80采用 通車床 工序 90采用 式銑床 工序 100采用搖臂鉆床 選擇夾具 該方頭小軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在銑削扁位時(shí)，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金絞刀。 選 擇量具 加工的面均采用游標(biāo)卡尺。 其他 對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 械加工余量、工序尺寸及公差的確定 零件基本尺寸在 20 40之間，由表 2得該鍛件的尺寸公差等級 8 10 級。由表 2知，加工余量等級 G 級，故 0 級， 表 查表法確定各加工表面的總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 712h 外圓 12 G 側(cè)加工（取下行值） 20 外圓 20 H 側(cè)加工（取下行值） 7 外圓 7 H 側(cè)加工（取下行值） 72h 內(nèi)孔 2 G 1 雙側(cè)加工（ 取下行值） 8 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 定切削用量及基本工時(shí) 序 20：粗車右端外圓及端面至 20 機(jī)床： 通車床 刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具 過查表可知，車削長度為 0 ； 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 所以我們可以知道，車刀的進(jìn)給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊和規(guī)范，可知： m 5/25.0 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有機(jī)床的切削速度： = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： m 6606.0 切削的長度 l 的計(jì)算： 9 計(jì)算刀具的切入長度 1l ： 2(1 計(jì)算刀具的切出長度 2l ： 32 有 2 計(jì)算行程次數(shù)： 1i 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： m i mj 序 30：調(diào)頭裝夾，粗車左端外圓及端面 本工序?yàn)榇周嚩送鈭A之工序，機(jī)床選擇普通車床。 1）確定背吃刀量 由于粗加工單邊余量為 在一次走刀內(nèi)完成，故 9 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2）確定進(jìn)給量 f 。根據(jù)查切削用量簡明手冊得，刀桿尺寸為516 ， 以及工件直徑為 020 時(shí) 床說明書選擇 定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù) 床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力 530 。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度 M 10680 ， ， ， 455 （預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為 820 。 切削時(shí) 修正系數(shù)為 0.1 0.1， 11.1實(shí)際進(jìn)給力為 f 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用 15質(zhì)合金車刀加工 00630 鋼料， ，切削速度 09 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查 切削用量簡明手冊得，車刀后刀面最大磨損量取為 為車刀的材料為硬質(zhì)合金，所以車刀的壽命 T=60 5）確定車削速度 每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)切削用量簡明手冊表 公式計(jì)算： 10 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10000 = 根據(jù)一下公式，可得： 1000 30075 機(jī)動(dòng)T= m 9*0* 序 40：粗車 7 外圓至尺寸 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 于是就有：車刀的進(jìn)給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關(guān)手冊可知 m 5/25.0 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有機(jī)床的切削速度： 0 0 0 00 = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： m 6606.0 m 切削的長度 l 的計(jì)算： 0 計(jì)算刀具的切入長度 1l ： k 2302)32(1 計(jì)算刀具的切出長度 2l ： 32 有 2 計(jì)算行程次數(shù)： 1i 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： m mf 序 50：粗車 12 外圓至尺寸 通過查表可知，倒角深度為 ； 11 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 于是就有：車刀的進(jìn)給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關(guān)手冊可知 m 5/25.0 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有機(jī)床的切削速度： 0 0 0 00 = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： m 6606.0 m 切削的長度 l 的計(jì)算： 3 計(jì)算刀具的切入長度 1l ： k 2302)32(1 計(jì)算刀具的切出長度 2l ： 32 有 2 計(jì)算行程次數(shù)： 1i 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： m mf 序 70：精車 712h 至尺寸 本工序?yàn)榫?712h 外圓的工序，已知加工材料為 20，鍛件，有外皮，機(jī)床為 數(shù)控車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 （ 1）外圓 712h 精車。 1） 確定背吃刀量于半精加工單邊余量為 在一次走刀內(nèi)完成，故 12 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 ）確定進(jìn)給量 f 。根據(jù)查切削用量簡明手冊得，刀桿尺寸為516 ， 以及工件直徑為 020 時(shí) 按 床說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù) 床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力 530。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度 10680， ， ， 455 （預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為 820 。 切削時(shí).10.1 11.1f 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度5質(zhì)合金車刀加工 00630鋼料， ，切削速度 09 4） 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 以及刀具壽命 根據(jù)查切削用量簡明手冊得， 車刀后刀面最大磨損量取為 為車刀的材料為硬質(zhì)合金，所以車刀的壽命 T=60 5） 確定車削速度削用量簡明手冊表 公式計(jì)算： 10000= 序 80：車溝槽 過查表可知，車溝槽深度為 13 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 所以我們可以知道，車刀的進(jìn)給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊和規(guī)范，可知： m 5/25.0 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有機(jī)床的切削速度： = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： m 6606.0 切削的長度 l 的計(jì)算： 9 計(jì)算刀具的切入長度 1l ： 2(1 計(jì)算刀具的切出長度 2l ： 32 有 2 計(jì)算行程次數(shù)： 1i 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： m i mj 序 90：銑方頭扁位 17過查表可知，銑方頭扁位尺寸為 17 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 于是就有：銑刀的進(jìn)給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關(guān)手冊可 知 m 5/25.0 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有機(jī)床的切削速度： 0 0 0 00 14 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： m 6606.0 銑削的長度 l 的計(jì)算： 3 計(jì)算刀具的切入長度 1l ：k 2302)32(1 計(jì)算刀具的切出長度 2l ： 32 有 2 計(jì)算行程次數(shù)： 1i 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間：m mf 序 100：鉆、絞 2 本工序?yàn)殂@擴(kuò)鉸 2已知 工件材料 20件 在這里，機(jī)床的選用 : 選用搖臂鉆床 率 P= 鉆頭的選擇 : 選用 2機(jī)用鉸刀，材料為高速鋼。 鉆頭基本參數(shù)為： 10 ； 30 ； 1)鉆削進(jìn)給量的選擇 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 3 42有 f mm r 2)鉆削速度的選擇 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 3 42有 0 . 3 5 / 2 1 / m i nv m s m 所以 11 0 0 01 0 0 0 3)計(jì)算切削深度 42/282 4)鉆削扭矩的計(jì)算 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 3 36有 0M C m d x m fy m 310 d f k 15 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 式中： 所以， 1 0 3 d f k 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 2 2 0 . 3 5 1 03 4 . 5 9 5)計(jì)算軸向力 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 3 36有 軸向力 . . d F K 式中 所以 ; 6 因零件材料為 50，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 3 36有 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0 所以，實(shí)際的切削扭矩和軸向力分別為： 3 4 . 5 9 0 . 9 4 3 2 . 5 2 9 1 0 . 9 4 5 2 5 5 . 5M N 6)計(jì)算切削功率 因?yàn)?3 0 4 / m i n 5 . 1 /n r r s 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 3 36有 3 5 . 1 32 1 0 2 3 . 1 4 3 5 . 6 5 1 0 1 1 所以，機(jī)床功率足夠 ; 第三章 專用夾具設(shè)計(jì) 16 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題的提出 本夾具主要用來銑方頭小軸外圓扁位的夾具。本例加工的零件對象是方頭小軸，加工的主要內(nèi)容是將圓柱面銑扁，便于零件安裝拆卸以及傳送扭矩。 本例 中我們設(shè)計(jì)的銑削夾具，能夠?qū)崿F(xiàn)零件加工的準(zhǔn)確快速定位、夾壓、保證刀具切削可靠，不會(huì)因?yàn)榱慵谇邢鬟^程中移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)而打壞銑刀，以及零件的快速拆卸。本課題的難點(diǎn)和主要任務(wù)是，就是要選擇最有效的裝夾定位方案和夾具元件，使我們在一次裝夾中能夠加工更多的零件，提高生產(chǎn)效率。 具的設(shè)計(jì) 1）定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在銑削方頭小軸圓柱面扁位的時(shí)候，方頭小軸的外圓面已經(jīng)進(jìn)行了粗車、精車加工，所以選擇經(jīng)過加工的外圓表面作為定位基準(zhǔn)面，并以方頭小軸的下底面以及已經(jīng)過車削的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)來對工件進(jìn)行定位，限 制工件的自由度，這樣工件就別限制了自由度，從而達(dá)到了定位的目的。 2）定位誤差的分析 定位方式選用的是能夠自動(dòng)對中的圓柱零件 V 型塊定位方式，一個(gè)方向（水平面上）的誤差能夠自動(dòng)對中消除；和這個(gè)方向垂直方向（鉛錘線上，也就是高度）的定位誤差，則可以通過精密計(jì)算和制造，確保 V 型塊定位中心高方頭小軸 (見夾具裝配圖和 V 型塊零件圖）來保證。決定于銷軸（或套茼）本身的公差尺寸、夾具定位塊（件號方頭小軸，各人不同）的高度公差，還有夾具體本身的高度（厚度）公差決定，這幾項(xiàng)公差可以精密制造加以控制，但三項(xiàng)積累誤差加起來數(shù)值仍然 不容小視 2、 V 形塊的尺寸的計(jì)算 根據(jù)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 V 形塊設(shè)計(jì)公式（ 及零件圖和夾具裝配圖數(shù)據(jù)得： V 形塊的工作角度： =90° V 形塊基面到定位園中心的距離： H=h+17 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） V 形塊的開口尺寸： B=2(h+本例因?yàn)槭且粋€(gè)變形了的 V 形塊定位，計(jì)算原理公式和上式類似，得到方頭小軸尺寸（見銑夾具裝配圖）為 3、 V 形塊的定位誤差的計(jì)算 按制造公差，取 X（代入銷軸（或銷套）外圓尺寸的公差值） y= 注： V 形塊的工作角度越大，定位誤差越??；但工作角度越大，定位穩(wěn)定性越差。 作為以最后精加工外圓尺寸定位的銑削工序， 很小， y 誤差在允許范圍內(nèi)。前邊我們分析，此誤差還受到了 V 形塊和夾具底板厚度的公差影響，實(shí)際上，在夾具的安裝調(diào)整中，我們還可以采取一些措施，把這個(gè) y 誤差嚴(yán)密控制在一個(gè)很低的水平：用外徑等于銷軸（或銷套）中值的標(biāo)準(zhǔn)芯棒在夾具上進(jìn)行試安裝并測量，第一步調(diào)整 x 到位 第二步對芯棒進(jìn)行試銑削，隨時(shí)測量相當(dāng)?shù)匿N軸（或銷套）銑削后的高度 尺寸，對應(yīng)圖紙要求，使 y 為最小。 第三步同時(shí)銑削已經(jīng)初步安裝調(diào)整后的銑削對刀塊，使其與銑削后的銷軸平面等高 按此方法，熟練的銑工能夠利用對刀塊對刀，再進(jìn)行平面銑削，能夠?qū)?0 絲之內(nèi)，而不受 V 形塊底板等制造公差的影響。完全滿足圖紙的公差要求。 3）銑削力及夾緊力的計(jì)算 需要考慮銑削時(shí)的切削力影響，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊可查得：銑削 18 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 力計(jì)算公式為： 其中： 用高速鋼銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù)，其值查表； 削深度（ 齒進(jìn)給量（ mm/z）； D 刀直徑（ B 削寬度（ z 刀的齒數(shù)； 慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)，加工鑄鐵時(shí) 布氏硬度值 /190） 于灰鑄鐵 94。 查表可得： 8；碳鋼取 68 削深度（一次進(jìn)刀） z；每齒進(jìn)給量 D=56刀直徑 B=18削寬度（按銷套零件圖紙，銷軸此尺寸為 Z=8； 銑刀 齒數(shù) 1 切削材料修正系數(shù) 代入得： =68× 18× 8× 1 313N 19 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 三、夾緊力的計(jì)算公式： Q=套 式中： K 安全系數(shù)， K 的取值范圍一般為 3，粗加工時(shí)取 3，精加工時(shí)取 2。 K= 一套 一套夾緊上的主切削力?！?12】 Q=套 =313=799N 則兩把銑刀為 1600N 因?yàn)樗x用的刀具是自制的復(fù)合三面刃銑刀，兩把同樣的三面刃銑刀同時(shí)銑削銷軸（或銷套）對 邊的兩個(gè)平面，兩邊銑削同時(shí)進(jìn)行，扭矩能夠互相抵消。產(chǎn)生的切向力同時(shí)指向側(cè)面定位塊方向，由于夾具的夾緊定位機(jī)構(gòu)此時(shí)連接成一個(gè)剛性的體系，由三個(gè) 栓兩個(gè) 栓以及兩個(gè)直徑 8 的圓銷承受側(cè)向切削力。 夾具體可以承受剪切力 12001600N 其中 S 為受剪力的多個(gè)螺栓和圓柱銷的總共橫截面積 (計(jì)算過程略），經(jīng)計(jì)算要剪斷這些螺栓和銷，需要 51200以夾緊完全可靠。 4）夾緊元件及動(dòng)力裝置的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求保證夾具一定的先進(jìn)性且夾緊力并不是很 大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過推動(dòng)移動(dòng) V 型板將工件夾緊。 5）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 本次設(shè)計(jì)的方頭小軸銑圓柱面扁位夾具，采用了 V 型塊和活動(dòng)壓板壓板夾緊元件。將夾緊力均衡的分配到側(cè)面以及水平面，也就是相當(dāng)于 V 型塊的兩個(gè)受 20 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 力平面上，使零件夾緊更加穩(wěn)定可靠。加工零件緊緊貼靠在支撐平面上，夾緊力直接傳遞到夾具體上，銷軸套茼元件并沒有變形的空間。通過打開活動(dòng)壓板就可以把工件輕松地取出來。 圖 4銑扁位夾具裝配圖 第四章 刀 具的設(shè)計(jì) 與其他加工機(jī)床的刀具相比，普通機(jī)床加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，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)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 1、車削用刀具及其選擇 數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。 （ 1）尖形車刀 尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如 90°內(nèi)外圓車刀、左右圓柱面 扁位車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。 尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。 （ 2）圓弧形車刀 圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切 21 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃沒一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。 圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)：一是車刀切削 刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。 （ 3）成型車刀 成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刃的形狀和尺寸決定。 數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。刀具的選擇原則 盡可能選擇大的刀桿橫截面盡寸，較短的長度尺寸提高刀具的強(qiáng)度和剛度，減小刀具振動(dòng)； 1 選擇較大主偏角（大于 75度，接近 90度）：粗加 工時(shí)選用負(fù)刃傾角刀具，粗加工時(shí)選用正刃傾角刀具； 2 粗加工時(shí)選用無涂層刀片及小的刀尖圓弧半徑； 3 盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化刀具； 4 選擇正確的、快速裝夾的刀桿刀柄。 （一） 選擇銑削刀具的考慮要點(diǎn) 在數(shù)控銑床上使用的刀具主要立銑刀、面銑刀、球銑刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀等。常用到面銑刀、立銑刀、球頭銑刀和環(huán)形銑刀。除此以外還有各種孔加工刀具。 面銑刀的圓周表面和圓柱面扁位上都有切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為 40 立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用 的最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和圓柱面扁位上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式和機(jī)夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球銑刀、圓柱形球頭或圓柱面扁位上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作經(jīng) 22 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。 首先根據(jù)加工內(nèi)容和工件輪廓形狀確定刀具類型，再根據(jù)加工部分大小選擇刀具大小。 銑刀類型選擇： 1 加工較大平面選擇銑刀。 2 加工凸臺(tái)、凹槽、平面輪廓 選擇立銑刀。 3 加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形銑刀。 4 曲面加工選擇球頭銑刀。 5 加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀。 6 加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀等。 23 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 總結(jié) 時(shí)間過得真快啊，轉(zhuǎn)眼間 四 年時(shí)間都過去了，在這 四 年中，我學(xué)到了許多專業(yè)知識，就拿這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)來說吧，我查閱了機(jī)械制造工藝編制及實(shí)施，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，使我充分掌握了機(jī)床的設(shè)計(jì)方法和步驟，更重要的復(fù)習(xí)所學(xué)專業(yè)的知識，以前總認(rèn)為學(xué)這些專業(yè)知識沒用，那是我太天真了，當(dāng)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，它幫了我不少的忙，特別是機(jī)械制造工藝編制及 實(shí)施這課對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助特別大，都怪上課沒認(rèn)真聽講，導(dǎo)致做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要問比我學(xué)的好的同學(xué)，通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識到學(xué)習(xí)不是個(gè)壞事，是為了自己的，還有學(xué)習(xí)這些知識精通的話對我們找個(gè)好工作有大大的幫助，總之我除了感謝我的老師和幫助過我的同學(xué)外更要感謝自己的。 24 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 致 謝 當(dāng)我寫到這里的時(shí)候，我心里是別提有多么的開心，不管前面的對與錯(cuò)，總之，我覺得自己做到這里已不錯(cuò)了，感謝蔡宏健老師和幫助我的同學(xué)一起到圖書館查資料的那些同學(xué)們，要不是你們恐怕我現(xiàn)在真不知道自己能做到哪里，首先您不 僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上對我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在我改寫論文時(shí)給我鼓勵(lì)和支持，從這點(diǎn)看出老師當(dāng)初選你當(dāng)我的老師我是明智的，而且，通過這次寫論文我知道遇到什么事總要靠別人來完成，現(xiàn)在我覺得這種想法是我錯(cuò)啦，也許自己做的比那些人做的會(huì)更好，同時(shí)，我要把這種態(tài)度放到工作當(dāng)中，我相信我自己一定可以比別人做的出色。說實(shí)話，我從開始認(rèn)真做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，才領(lǐng)悟到知識確實(shí)是種強(qiáng)大的工具，我現(xiàn)在想來前面失去的，我想在通過在工作中補(bǔ)回來，想到這里自己說了句 “呵呵 ”，但是話說回來，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我花了挺大的功夫，雖然是苦，但心里挺開心的 ，我想如果大學(xué)這 四 年我好好來利用它的話，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不談在班里第一個(gè)交，最少也在前十個(gè)人之前交，最后在這里衷心的對所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)的幫助。 25 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 參考文獻(xiàn) 1 石彥國，任莉大豆制品工藝學(xué)【 M】天津：機(jī)械工業(yè)出版社， 2006 35 2 ()李慶壽機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（ ），北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1983 8697 3 王笑天金屬材料學(xué)（ M）北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1987 2236 4 邱中懷技術(shù)，應(yīng)用與開發(fā) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 3365 5 張華 機(jī)械原理 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