機殼加工工藝及銑M68端面夾具設(shè)計（全套含CAD圖紙）,機殼,加工,工藝,m68,端面,夾具,設(shè)計,全套,cad,圖紙 三軸并聯(lián)銑床的功能仿真器 米洛斯Glavonjic和德拉甘米盧蒂諾維奇和莎莎Zivanovic 收稿日期：2007年7月12日 接稿日期：2008年6月27日 發(fā)表時間：2008年7月24日 施普林格出版社有限公司2008年倫敦 摘要：盡管許多實驗室，許多人以并聯(lián)機床的運動機為研究和發(fā)展的主題，，不幸的是，至今還是沒有個人有一定的成就。因此,利用低成本的但是功能強大的模擬器模擬三軸聯(lián)動銑床來獲取基本經(jīng)驗。這個想法是基于這樣的模擬器可以由傳統(tǒng)的三軸數(shù)控機床的控制驅(qū)動基礎(chǔ)上進行的。本文描述了一個包括相應的并聯(lián)機構(gòu)，運動學建模和編程算法的選擇模擬器的發(fā)展過程。功能模擬器的想法已經(jīng)被充分驗證在標準化操作條件下，使得一些軟材料試件加工成功。 關(guān)鍵詞：并聯(lián)機床； 功能仿真器；模擬和測試 1簡介 在當今世界上，教育和培訓具有戰(zhàn)略上的重要性，特別是在技術(shù)和科學學科。這也適用于并行結(jié)構(gòu)機研究和開發(fā)這個世界性的話題。對并聯(lián)機床的基本知識的已經(jīng)出版很多書，許多不同的并行機制，3至6個自由度，包括三自由度并聯(lián)機構(gòu)平移正交，也有使用。今天，不幸的是，研究機構(gòu)，大學實驗室，和企業(yè)絕大多數(shù)沒有并聯(lián)機床。究其原因，很明顯，是教育和培訓的新技術(shù)，如個人知識管理，成本高。為了有助于實現(xiàn)在造型，設(shè)計，控制，編程實踐經(jīng)驗的收購，以及個人知識管理，降低成本，可以使用新提出的三軸并聯(lián)銑床功能仿真器來實現(xiàn)。這個想法是基于這樣的模擬器可以由傳統(tǒng)的3軸數(shù)控機床的控制驅(qū)動基礎(chǔ)上進行的。作為傳統(tǒng)的三軸數(shù)控機床的軸是相互正交，不同的三自由度正交平移關(guān)節(jié)空間并聯(lián)機構(gòu)，可用于生成模擬器。本文描述了模擬器發(fā)展，包括相應的并聯(lián)機構(gòu)，運動學建模和編程算法的選擇程序。功能模擬器應經(jīng)被驗證了在行業(yè)標準化操作條件下成功加工一些軟質(zhì)材料。 2模擬器的概念 根據(jù)現(xiàn)在的知識,以系列運動機器和可用的資源為其程序,模擬器看作一種混合的三軸驅(qū)動傳統(tǒng)數(shù)控銑床空間并聯(lián)機構(gòu)。其中的一種功能仿真器的概念，如圖1所示。 完全平行的三自由度不斷支撐關(guān)節(jié)的長度和線性驅(qū)動機制，由傳統(tǒng)的三軸數(shù)控機床的控制。這個機制是基于線性三角，但與正交的線性驅(qū)動關(guān)節(jié)，促進其用XM，YM和水平或垂直軸系列運動機ZM連接。通用平臺，始終保持與基地的同時，使主軸在三個不同的正交XP中。在圖一中,始終如一的平行與地平行,使主軸的位置在三個不同的正交XP,YP,?ZP方向。在論文中。一些可能的配置的機制、其中的一個平臺被選中,因為它使便于安裝并聯(lián)機構(gòu)的機器在XM軸上。 其中的2個自由度被用來減少來自XM和YM軸的震動,除了選擇和調(diào)整引擎的機理與所選擇的串行機,下面的過程，模型，算法，以及軟件必須定義和發(fā)展: -對并聯(lián)機構(gòu)——運動造型,即直接運動學、矩陣, 運動學和奇異性分析模型 -模擬工作空間分析和適當?shù)脑O(shè)計參數(shù)的選擇 -模擬器的設(shè)計制造 3模擬器的機制作用 同時作為垂直和水平三軸數(shù)控機床的串行正交和驅(qū)動仿真器的軸，是最好的，如果三個自由度空間并聯(lián)，模擬器的機制以及正交平移的關(guān)節(jié)。與串行數(shù)控機床的軸耦合，這將是必不可少的，在一般情況下，至少有一個兩個自由度被動的去耦串聯(lián)機構(gòu)。數(shù)控機床模擬器與移動刀架和工作臺的是最方便的。在這樣的概念下兩三個軸的耦合，使其中一個自由度串聯(lián)他們的去耦和被動的模擬器驅(qū)動機制就足夠了。 如果沒有橫向和縱向的3軸數(shù)控機床運動結(jié)構(gòu)的劃分，有三自由度正交平移關(guān)節(jié)，考慮和模擬器使用空間并聯(lián)機構(gòu)的一些例子，如圖2，他們的工作區(qū)的形狀也顯示在圖中。 該機制類似于上面的例子，在圖所示，基本運動學的概念差異問題是可以解決的。自由度被動串行，用于分離駕駛一系列數(shù)控機床軸運動機制的例子如圖所3示。在一些系列數(shù)控機床的概念中，其軸線可直接用作模擬的并行機制平移關(guān)節(jié)。在這種情況下，模擬器的一般概念的基礎(chǔ)上，如圖所示機制就可能被簡化了。 圖4顯示了沒有自己的關(guān)節(jié)并聯(lián)機構(gòu)簡化模擬器的例子。數(shù)控機床的驅(qū)動是一個臥式加工中心。相應的機械接口連接與分離軸加工中心聯(lián)合組成一個平行四邊形。兩自由度串聯(lián)機構(gòu)加工中心分離出來Y和Z軸。 圖5顯示了一個簡化的立式數(shù)控銑床與兩個耦合軸模擬器的設(shè)計。模擬器的機制有一個自己的移動式，聯(lián)合兩自由度串聯(lián)機構(gòu)也是垂直軸數(shù)控銑床脫鉤使用方法。 4模擬器造型的例子 圖一中對模擬器詳細的運動學分析是以圖六中的幾何模型為基礎(chǔ)的，由于機械本身特有的性質(zhì)，平臺和底座是平行的，因此，圖一中的每個空間平行四邊形由支柱表示。 連接底座和平臺的坐標構(gòu)架{P}和{B}是平行的，同時平行于參考系列機器協(xié)調(diào)框架{ M }，這使得整個模擬器造型歸于普通化。這意味著分離并聯(lián)機構(gòu)的造型本身是可行的，并且不考慮其安裝在水平還是垂直的系列機器上，也不考慮其在平臺上的軸的位置。構(gòu)架{B}和{P}中的向量V分別用Bv 和 Pv.表示。 模擬器參數(shù)定義的向量： 移動平臺上的連接中心之間的中心點Ci的位置向量在構(gòu)架{P}被定義為PPCi;（i=1，2，3） 工具末端的位置向量在構(gòu)架{P}中被定義為PPT ; [xTP yTP zTP]t , where zTP=-h. 模擬器的驅(qū)動軸參考點Ri的位置向量被定義為BPRi; （i=1，2，3 ）連接坐標向量 L=[l1 l2 l3]T, ,l1,l2, 和l3是系列CNC機器在lmin ≤li≤ lmax范圍內(nèi)提供動力和控制的標量變數(shù)，而Bai是單位向量，,和領(lǐng)域坐標向量：代表工具末端已編制好的位置向量，而代表平臺的位置，即連接在上面的坐標構(gòu)架{P}的原操作。由于坐標構(gòu)架{B}和{P}總是平行的，所以這兩個向量之間的關(guān)系是很明顯的，即 (1) 其它向量和參數(shù)的定義如圖六所示，其中Bwi和Bqi是單位向量，而C是相互連接的平行四邊形的固定長度。模擬器連接坐標向量和 系列機器連接坐標之間的關(guān)系如圖六所示，是 根據(jù)圖六中幾何關(guān)系，得出下列等式： 等式4中等號兩邊加以平方得出： 在等式3中應用 運動學造型便被簡化。為了滿足這個要求，人們已經(jīng)找到了具體的方法，即設(shè)置參考點Ri， 通過替代等式5中的機械參數(shù)，得到三個等式的方程組： 由這個方程組又得出：相反的運動學等式如 和直接運動學等式如 由以上等式得出： 如上所提，通過調(diào)整模擬器的機械參數(shù)，等式6，相反和直接運動學的解大大被簡化了。為了滿足等式6中的條件，采用了六根指示長度的校準支柱，如圖七，應用通過校正支柱長度而得出的相反和正運動學解，定義了sliders（不知道啥意思） Si, (i=1, 2, 3)的參照點位置，并通過校準plain環(huán)固定，如圖七。 4.1 分析運動學的正解和逆解 分析逆運動學方差解，等式8，在給定平臺位置的情況下，不同的平行機械構(gòu)造有： 基本構(gòu)造，圖2a，在等式8中，在平方根之前的所有符號都是負號 可供選擇的構(gòu)造之一，圖2b，在等式8中，在平方根之前所有符號都是正的 其它可能的機械構(gòu)造，在等式8中，在平方根之前的符號是正負號用相同的方法，通過對運動學正解分析，等式9，在驅(qū)動軸位置給定的情況下，建立不同的平行機械構(gòu)造： 基本構(gòu)造，圖2a，和實際情況一致，在等式9中，在平方根之前是正號 供選擇的構(gòu)造，圖2c和d，在等式9中，在平方根之前是負號，根據(jù)驅(qū)動系列機器的結(jié)構(gòu)可通過不同的方法實現(xiàn)圖2所示的基本的和供選擇的構(gòu)造。 4.2 雅可比矩陣和異常分析 鑒于PKM異常關(guān)系重大，這個問題已被細致分析，如圖2a中顯示的機械變型，這種機械變型可用來發(fā)展水平機器中心的模擬器，如圖1?？紤]時間的情況下區(qū)分等式8，得到的雅可比矩陣為： 由于方程組7中的等式有連接和領(lǐng)域坐標的功能，根據(jù)它們的區(qū)別也可以得出雅可比矩陣： 其中 是正逆運動學的雅可比矩陣，用這種方法，可以識別出三種不同形式的異常，比如，正逆運動學異常和聯(lián)合異常。 仔細分析雅可比矩陣的決定因素， 正逆運動學異常和聯(lián)合異常是顯而易見的。 通過適當?shù)拿枋龊偷仁剑瑘D8中顯示了可能的模擬器異常構(gòu)造，從圖8中可以看出，所有的異常都處在理論上可獲得工作空間的臨界上，所以，通過足夠的設(shè)計解答和或機械限制可以輕松地避免這些異常，這就意味著可獲得的模擬器工作空間要比理論上的工作空間要小，理論上工作空間的界線是在半徑C的汽缸上，而半徑C的軸是從逆運動學等式8中得出的XB, YB, ?ZB，同時半徑C的范圍是以圖8中的OB為中心的。 5 模擬器的實例 大家都知道，除了要選擇合適的運動學布局，選擇正確的幾何維度也是非常重要的，因為要考慮已定的用途，這是個困難的工作，開發(fā)PKM的設(shè)計工具仍然需要研究，調(diào)整圖1、4和5中的模擬器設(shè)計參數(shù)是為了在可用CNC機器運作效果的基礎(chǔ)上獲得更多的模型和工作空間維度，其中制造的模擬器就是配給CNC機器的，這個程序必須要進行重復，因為在選擇基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)時，要考慮機構(gòu)因素可能的干擾和det(J) 與 det(J?1)決定因素的重要性（等式14、15和16中涉及）。 在圖6中模擬器變型的幾何模型中，可以看到工作空間維度主要受到平行四邊形長度C的影響，同時要達到圖8中D3, D3I2, 和 D3I1異常得出的機械距離。 對于配備模擬器的可用CNC機器，要用重復的程序?qū)ζ叫兴倪呅伍L度C和坐標（l1,2,3min l1,2,3max）的重要結(jié)合進行分析，在每次重復過程中，要注意潛在的設(shè)計限制、干擾以及det(J) 與 det(J?1)的重要性，即異常產(chǎn)生的距離。 用這種方法得到的參數(shù)在圖9中模擬器原型的詳細設(shè)計中得到輕微的糾正，長度C=850 mm、l1,2,3min=200 mm和l1,2,3max=550 mm的平行四邊形的形狀、體積和可獲得工作空間的位置如圖2a所示。 在采用這種構(gòu)想和設(shè)計參數(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)造了頭兩個模擬器，如圖9、10所示。 6 模擬器編程和測試 在PC平臺上以CAD–CAM environment標準開發(fā)模擬器編程系統(tǒng)（圖11），幾何工作空間模型可以和其它系統(tǒng)交換，并且可以模仿工具軌跡，線性插值工具軌跡是從CL文件標準。 模擬器使用者可以選擇其它方式也能畫出工具軌跡，系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分是由developed and implemented postprocessor組成的，并且不用后處理器發(fā)電機，后處理器包括正逆運動學（inverse and direct kinematics）、模擬器設(shè)計參數(shù)和模擬器工具途徑的運算法則（圖12），模擬器工具途徑線性化是必要的，因為CNC機器線性插值是被當做模擬器聯(lián)合坐標插值使用的，這樣的話，模擬器的工具軌跡仍在先定半徑的偏差范圍之內(nèi)，先定半徑是CL文件中點Tj?1 和點 Tj之間，對于以這種方式獲得數(shù)控機床長節(jié)目傳送到數(shù)控機床，可以在空閑的模擬器運行驗證。對軸的運動范圍已經(jīng)在處理器上檢查了。 該模擬器在這個階段的測試包括：核查的程序和通信系統(tǒng)，切割加工各種試件測試（圖13）。 7結(jié)束語 為了有助于實現(xiàn)在造型，設(shè)計，控制，編程實踐經(jīng)驗的收購，以及降低個人知識管理的成本，提出了三軸并聯(lián)銑床功能仿真。所開發(fā)的三維并聯(lián)數(shù)控銑床功能仿真器作為混合系統(tǒng)，現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備（數(shù)控機床的CAD - CAM的硬件和軟件）和并聯(lián)機制，為全面和復雜的教學提供了設(shè)施。關(guān)于功能模擬器的想法，為驗證一些軟質(zhì)材料在進行標準化測試操作條件下作出成功的決策。這個想法可能會進一步用于模擬器的決策。致謝由塞爾維亞科技部支持，并提出的尤里卡計劃3239工作。 8 把車的改成銑的就行 加工那個側(cè)面M68,以面做夾具,把紅色橢圓的部分去掉,加一個U型槽和一個螺釘，老師是這樣說的，完了大概就這樣了 第2章 銑M68端面夾具設(shè)計 2.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑M68端面，該M68端面對中心線要滿足對稱度要求以及其M68端面兩邊的平行度要求。在銑此M68端面時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 2.2定位基準的選擇 由零件圖可知：在對M68端面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有： 選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 銑該M68端面時為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面； 2.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1. 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 2.4 誤差分析與計算 該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 2.5 零、部件的設(shè)計與選用 2.5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數(shù)如下表： 表5.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 12～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 2.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表2.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示： 圖2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表2.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。 5 XX大學 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品代號 零件圖號 零件名稱 機殼 材料 HT200 供應狀態(tài) 毛坯種類 毛坯重量(kg) 每一毛坯可制零件數(shù) 零件重量(kg) 大批量 鑄件 1 工序號 工序名稱 設(shè)備 主要工藝裝備名稱及規(guī)格 名稱 型號 夾具 刀具 量具 輔具 10 鑄件毛坯，時效處理 20 粗銑、精銑底面 立式銑床 X5032 專用夾具 YT15 銑刀 D=50 游標卡尺 30 精銑底面 立式銑床 X5032 專用夾具 YT15 銑刀 D=50 游標卡尺 40 銑上端面 立式銑床 X5032 專用夾具 YT15 銑刀 D=50 游標卡尺 50 銑左端面(M68X2端面) 立式銑床 X5032 專用夾具 YT15 銑刀 D=50 游標卡尺 60 銑φ46孔上端臺階面 立式銑床 X5032 專用夾具 YT15 銑刀 D=50 游標卡尺 70 銑φ46孔下端面 立式銑床 X5032 專用夾具 YT15 銑刀 D=50 游標卡尺 80 車M68X2外圓及外螺紋 車床 CA6140 專用夾具 外圓車刀，螺紋車刀 游標卡尺 90 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺階 車床 CA6140 專用夾具 內(nèi)孔車刀 游標卡尺 100 鉆孔攻絲M27X2 立式鉆床 Z5125A 專用夾具 麻花鉆 絲錐 游標卡尺 110 鉆孔攻絲M39X2 立式鉆床 Z5125A 專用夾具 麻花鉆 絲錐 游標卡尺 設(shè)計 共1頁 校核 第1頁 標記 處數(shù) 文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 文件號 簽字 日期 XX大學 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品代號 零件圖號 零件名稱 機殼 材料 HT200 供應狀態(tài) 毛坯種類 毛坯重量(kg) 每一毛坯可制零件數(shù) 零件重量(kg) 大批量 鑄件 1 工序號 工序名稱 設(shè)備 主要工藝裝備名稱及規(guī)格 名稱 型號 夾具 刀具 量具 輔具 120 鉆擴2-φ18孔 立式鉆床 Z5125A 專用夾具 麻花鉆 擴刀 游標卡尺 130 鉆擴2-φ14孔 立式鉆床 Z5125A 專用夾具 麻花鉆 擴刀 游標卡尺 140 終檢入庫 設(shè)計 共1頁 校核 第1頁 XX大學 課程設(shè)計論文 機殼加工工藝及夾具設(shè)計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘 要 機殼零件加工工藝及銑床夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 序 言 5 第2章 零件的分析 6 2.1零件的形狀 6 2.2零件的工藝分析 6 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 7 3.1 確定毛坯的制造形式 7 3.2 基面的選擇 7 3.3 制定工藝路線 8 3.3.1 工藝路線方案一 8 3.3.2 工藝路線方案二 9 3.3.3 工藝方案的比較與分析 9 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 10 3.4.1 機床選用 10 3.4.2 選擇刀具 10 3.4.3 選擇量具 10 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 3.6確定切削用量及基本工時 12 第4章夾具設(shè)計 32 總 結(jié) 38 參 考 文 獻 40 致謝 41 39 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 機殼零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是機殼零件，主要作用是起連接作用。 零件的實際形狀如上圖所示，?從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄造，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 機殼零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值3.2。3. 車M68X2外圓及外螺紋，表面粗糙度值3.2。4. 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺階，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。 機殼共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下： (1)．左端的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：外圓端面，Φ52內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2).端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，粗糙度為3.2；Φ70的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ55的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 本機殼假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇，對像機殼這樣的零件來說，選好粗基準是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 鑄件毛坯，時效處理 20 粗銑底面 30 半精銑底面 40 粗銑、半精銑上端面 50 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面) 60 粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面 70 粗銑、半精銑φ46孔下端面 80 車M68X2外圓及外螺紋 90 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺階 100 鉆孔攻絲M27X2 110 鉆孔攻絲M39X2 120 鉆擴2-φ18孔 130 鉆擴2-φ14孔 140 終檢入庫 3.3.2 工藝路線方案二 10 鑄件毛坯，時效處理 20 車M68X2外圓及外螺紋 30 粗銑底面 40 半精銑底面 50 粗銑、半精銑上端面 60 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面) 70 粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面 80 粗銑、半精銑φ46孔下端面 90 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺階 100 鉆孔攻絲M27X2 110 鉆孔攻絲M39X2 120 鉆擴2-φ18孔 130 鉆擴2-φ14孔 140 終檢入庫 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 鑄件毛坯，時效處理 20 粗銑底面 30 半精銑底面 40 粗銑、半精銑上端面 50 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面) 60 粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面 70 粗銑、半精銑φ46孔下端面 80 車M68X2外圓及外螺紋 90 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺階 100 鉆孔攻絲M27X2 110 鉆孔攻絲M39X2 120 鉆擴2-φ18孔 130 鉆擴2-φ14孔 140 終檢入庫 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 ③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “機殼” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄造 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.6確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 工序10：鑄造 時效處理無切削加工，無需計算 工序20、30：粗銑、半精銑底面 機床：銑床X5032 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：取：取銑削速度 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：,取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序40：粗銑、半精銑上端面 機床：銑床X5032 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取，取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序50：粗銑、半精銑左端面(M68X2端面) 機床：銑床X5032 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序60：粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面 機床：銑床X5032 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序70：粗銑、半精銑φ46孔下端面 機床：銑床X5032 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序80：車M68X2外圓及外螺紋 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序90：車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺階 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序100：鉆孔攻絲M27X2 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序110：鉆孔攻絲M39X2 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序120 鉆擴2-φ18孔 本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 工序130：鉆擴2-φ14孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 鉆孔時先鉆孔。 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔φ14 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 第4章 銑M68端面夾具設(shè)計 4.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑M68端面，該M68端面對中心線要滿足對稱度要求以及其M68端面兩邊的平行度要求。在銑此M68端面時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2定位基準的選擇 由零件圖可知：在對M68端面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有： 選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 銑該M68端面時為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面； 4.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1. 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.5 零、部件的設(shè)計與選用 4.5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數(shù)如下表： 表5.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 12～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 4.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表2.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示： 圖2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表2.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。 總 結(jié) 在設(shè)計過程中，我們讀到一些技術(shù)資料和設(shè)計手冊，在機械領(lǐng)域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設(shè)計不僅要加強自己的理解和知識，和他們的知識，拓寬。此外，該拉延工藝的設(shè)計，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時間，手繪，所有這些因素都使我們學到更多的知識，圖像識別和提高我們的繪圖能力。 本課題是機殼的加工工藝及夾具設(shè)計，主要是確定的工藝設(shè)計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設(shè)計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機構(gòu)可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設(shè)計過程中，假設(shè)出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設(shè)計的準確性。在夾具設(shè)計中，由于定位基準的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過努力，這些問題都一一解決方案。 參 考 文 獻 [1] 李 洪．工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術(shù)出版社，2007 [12] 王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上?？茖W技術(shù)出版社，2002．8． 致謝 本課題是在XX老師指導下完成，非常感謝XX老師的耐心指導幫助。課程設(shè)計是大學知識，相關(guān)的專業(yè)知識的綜合運用，是知識在實踐中的應用。通過本次課程設(shè)計，使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎(chǔ)上，就離不開老師和同學的幫助。設(shè)計的分析是在老師的指導下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計和分析使我覺得更多的設(shè)計思路，提高的學習能力，和討論的問題的分析，有一個更清楚的了解，使我受益不淺。 說實話，課程設(shè)計真是有點累了。然而，明確其自身的設(shè)計結(jié)果，課程設(shè)計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的課程設(shè)計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。