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設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目：連接座的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)
所在系部
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
完成時(shí)間：年09月24日
目 錄
摘 要 I
Abstract II
1 緒 論 1
1.1 課題研究的意義 1
1.2 主要研究的任務(wù) 1
2 零件圖樣分析 2
2.1 零件的作用及技術(shù)要求 2
2.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 2
2.3 毛坯的類型和制造方法 3
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1 選擇定位基準(zhǔn) 5
3.2 擬定加工工藝路線 6
3.3 加工工藝裝備的選擇 9
3.4工序尺寸的計(jì)算 10
3.5 切削用量和基本工時(shí) 11
4 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 20
4.1 問題的提出 20
4.2 定位方案設(shè)計(jì) 20
4.3 夾緊方案設(shè)計(jì) 21
4.5 主要零部件設(shè)計(jì) 23
4.6 簡(jiǎn)要操作說明 23
總結(jié)收獲 24
參考文獻(xiàn) 25
致 謝 26
摘 要
連接座零件結(jié)構(gòu)工藝性是在滿足其性能的要求下，為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加工出來，就必須對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)的分析。主軸連接座是機(jī)床組件產(chǎn)品中比較常見的零件，是機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)的而主要可靠的零件之一。因此連接座一直與機(jī)床的發(fā)展而不斷的優(yōu)化結(jié)構(gòu)和加載新材料，因而其在節(jié)省生產(chǎn)成本的前提下材料上變得更加堅(jiān)固，無疑給連接座零件加工帶來了很大的影響。故而在保證連接座的生產(chǎn)成本和其加工可行性等。
連接座零件結(jié)構(gòu)工藝性是在滿足其性能的要求下，能否在節(jié)省資源和提高加工效率低的性能。為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加工出來，就必須對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)的分析。連接座是機(jī)床床機(jī)械產(chǎn)品中重要配件之一，是機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)組件當(dāng)中的零件之一。
主要是針對(duì)連接座零件圖進(jìn)行數(shù)學(xué)性分析，分析技術(shù)要求等，審查零件的工藝性是否符合批量生產(chǎn)的需求，其次設(shè)計(jì)工藝基準(zhǔn)，擬定加工工藝路線。最后設(shè)計(jì)鉆床專用夾具，分析此夾具的校核以及簡(jiǎn)要操作說明等等。保證此夾具能在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中投入應(yīng)用進(jìn)行加工。
關(guān)鍵詞：連接座零件；工藝規(guī)程；鉆床專用夾具
Abstract
Connection seat parts structure technology is to meet the requirements of its performance, in order to more quickly and save the design of the parts processed, it is necessary to analyze the parts of the structure technology in detail. Spindle connecting block is a common part of machine tool component, which is one of the main reliable parts for normal operation of machine tool. Therefore, the connection block has been developing with the machine tool to constantly optimize the structure and load new materials, so it becomes more solid in the premise of saving production costs, which undoubtedly brings great influence on the processing of the connection block parts. Therefore, the production cost and processing feasibility of the connecting block are guaranteed.The technologic property of the connecting seat part structure is to meet the requirement of its performance, whether it can save resources and improve the performance of low processing efficiency. In order to process the designed parts more quickly and more economically, it is necessary to analyze the structure technology of the parts in detail. Therefore, the production cost and processing feasibility of the connecting block are guaranteed.The technologic property of the connecting seat part structure is to meet the requirement of its performance, whether it can save resources and improve the performance of low processing efficiency. In order to process the designed parts more quickly and more economically, it is necessary to analyze the structure technology of the parts in detail. The connecting block is one of the important parts in the machine tool bed mechanical products, and one of the parts in the machine tool spindle rotating system components.Is mainly for the connecting seat part drawing for mathematical analysis, analysis of technical requirements, the machine tool spindle rotating system components.Is mainly for the connecting seat part drawing for mathematical review the parts of the process is in line with the needs of mass production, followed by the design process benchmark, processing route. Finally, the special fixture for drilling machine is designed, and its checking and brief operation instruction.
Key words: Box Cover Parts; Process Regulations; Special Fixture for Boring Machine
III
1 緒 論
1.1 課題研究的意義
連接座的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)，是我們?cè)诖髮W(xué)生涯中將所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，積累自己的知識(shí)庫(kù)。也是將理論與現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來的良好的展示平臺(tái)。也是我們最后交給大學(xué)的最后一份作業(yè)。為我們的大學(xué)的生涯日歷劃上最后的句號(hào)。
連接座零件是主軸機(jī)床的主要組成部分，因而選擇連接座作為畢業(yè)論文課題題目具有重要意義。因?yàn)樵跈C(jī)床組件產(chǎn)品——連接座零件的機(jī)械加工工藝過程中，要分析連接座零件的形狀組成部分以及它的各個(gè)尺寸精度要求、粗糙度等要求都會(huì)影響到加工步驟生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量是否能夠得到保證以及是否能滿足零件實(shí)際工作需要。而且這些也會(huì)成為設(shè)計(jì)夾具的主要前提之一。因此在設(shè)計(jì)連接座零件的加工步驟要保證其零件的要求是否符合合理，因?yàn)樵跈C(jī)床組件產(chǎn)品——連接座零件的機(jī)械加工工藝過程中，要分析連接座零件的形狀組成部分以及它的各個(gè)尺寸精度要求、粗糙度等要求都會(huì)影響到加工步驟生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量是否能夠得到保證以及是否能滿足零件實(shí)際工作需要。而且這些也會(huì)成為設(shè)計(jì)夾具的主要前提之一是否具有科學(xué)性以及能否在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的可行性。本文主要設(shè)計(jì)鉆床專用夾具，為了保證批量生產(chǎn)連接座零件，選擇合適的定位元件和夾緊元件等。因此詳細(xì)的介紹鉆床專用夾具的各個(gè)元件的定位過程以及夾緊過程等。
1.2 主要研究的任務(wù)
本次設(shè)計(jì)課題目的主要是連接座的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)。其論文的主要設(shè)計(jì)的任務(wù)以及具體設(shè)計(jì)流程主要包括以下方方面：
1.針對(duì)連接座零件圖進(jìn)行圖樣分析；
2.綜合設(shè)計(jì)連接座零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；
3.擬定加工工藝路線并且完成工序的換算等；
4.最后針對(duì)內(nèi)孔設(shè)計(jì)鉆床專用夾具（定位元件、夾緊元件、定位誤差、簡(jiǎn)要操作等等）。
5.編寫說明書，整理草稿編寫說明書。
2 零件圖樣分析
2.1 零件的作用及技術(shù)要求
此連接座的作用是離心電機(jī)泵的連接部分，位于泵殼內(nèi)，主要功能是固定泵葉輪。左側(cè)Ф125圓柱與水泵泵殼、泵葉輪的Ф100孔,通過四個(gè)M5螺釘固定;右端Ф121連接到電機(jī)座,外圓Ф40與軸承孔,通過三個(gè)螺栓,實(shí)現(xiàn)泵和電機(jī)連接
圖2-1 連接座CAD零件圖
圖2-1 連接座零件圖可以看出此零件的形狀比較復(fù)雜，是由外輪廓系、型腔、孔系等部分組成的零件。從上圖分析如下：
半圓孔125孔壁、φ121的外圓粗糙度為去除材料方式得到的3.2μm；連接座左右端面的粗糙度Ra16.3μm；外圓φ50的表面粗糙度為Ra12.5μm；3-φ7和6xφ7表面的粗糙度Ra125μm；其余的加工表面的粗糙度均為毛坯成型后的表面質(zhì)量要求。
2.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析
1.連接座零件的生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。屬于大批大量生產(chǎn)
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，該產(chǎn)品為中批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量約4000臺(tái)/年，該零件每臺(tái)數(shù)量為1臺(tái)/臺(tái);根據(jù)公式，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，備件率為8%，廢品率為1%N=Qn（1+α）（1+β）零件年生產(chǎn)量為N=4000臺(tái)/年(1+8%)(1+1%)=4360件/年
2.根據(jù)上圖2-1進(jìn)行連接座零件的結(jié)構(gòu)的分析如下：
（1）結(jié)構(gòu)上相對(duì)比較復(fù)雜，但是以上加工精度較高平面和內(nèi)孔加工即可。
（2）結(jié)構(gòu)上比較對(duì)稱，其中連接座零件的兩側(cè)大內(nèi)孔適合進(jìn)刀和退刀。
（3）多內(nèi)孔和平面系以及槽系結(jié)構(gòu)構(gòu)造，因此以端面和內(nèi)孔為基準(zhǔn)即可加工。
（4）端面和外圓適合定位，只要定位得當(dāng)，可以減少定位基準(zhǔn)移動(dòng)（或轉(zhuǎn)角）誤差，且能降低生產(chǎn)成本。
2.3 毛坯的類型和制造方法
1.零件的材料及機(jī)械性能分類如下：
件材料的工藝性能和力學(xué)性能決定了坯料的種類。例如，用于鑄造坯件的鑄鋼部件;鋼件的形狀比較簡(jiǎn)單，力學(xué)性能要求不高，常采用棒材，因?yàn)椴牧鲜卿撆?，為了獲得優(yōu)越的力學(xué)性能，具有良好的強(qiáng)度和剛度等條件，應(yīng)選用鍛造（個(gè)別鋼類可采用鑄造的方式例如鑄鋼），當(dāng)毛坯的結(jié)構(gòu)上形狀比較復(fù)雜，而且對(duì)力學(xué)性能要求較低時(shí)用選擇鑄鋼類型；有色金屬材料的毛坯（例如鋁合金等）毛坯，通常選用的是鑄造毛坯，如果形狀是圓柱體，可選擇棒料（或下料），形狀是板類構(gòu)造可選擇為型材。
2.根據(jù)連接座零件的材料和機(jī)械性能分析如下：
從上圖2-1可知此零件的材料為牌號(hào)ZG310-570，是鑄鋼材料的一種。由于此材料的具備良好的工藝鑄造性和承載力、以及良好的耐磨性。由于材料為ZG310-570，因此選擇鑄造的生產(chǎn)方式。
材料ZG310-570鑄鋼用到的毛坯制造方法為砂型鑄造連接座零件。上述零件的加工表面有些是不需要鑄造出的內(nèi)孔，例如φ7銷孔等。因此鑄造成型后無需鑄造出內(nèi)孔。其余的平面系和孔系因此毛坯的具體尺寸形狀以及加工余量如下圖：本部分材料為zg310-570，屈服強(qiáng)度310MPa，抗拉強(qiáng)度570MPa。采用砂機(jī)模型和大規(guī)模生產(chǎn)。由參考文獻(xiàn)【2】表5-2可知毛坯件選擇CT9級(jí)各表面的加工余量及粗胚的尺寸可由表5-4得到
表2-1 連接座毛坯圖
零件尺寸
單邊余量
毛胚尺寸
備注
2.5
φ130±1.25
雙側(cè)加工
2.5
φ95±1.25
雙側(cè)加工
3.5
φ33±0.9
雙側(cè)加工
2.5
φ126±1.25
雙側(cè)加工
1
28±0.9
單側(cè)加工
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 選擇定位基準(zhǔn)
根據(jù)連接座零件圖選好連接座在夾具的定位基準(zhǔn)，可以提高定位基準(zhǔn)和減少定位誤差的超出。因此有效的定位基準(zhǔn)可以提高工作效率和產(chǎn)品產(chǎn)量的增加。減少資源的浪費(fèi)。
有兩種設(shè)計(jì)基準(zhǔn):粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。前者以毛坯表面為定位基準(zhǔn)(一般第一工序?yàn)榇只鶞?zhǔn));后者是坯料的最終表面。此外，還有次要基準(zhǔn)。輔助數(shù)據(jù)是不處理毛坯的輔助定位表面,但并不會(huì)占用一定的自由度。但是，查零件圖不需要輔助基準(zhǔn)定位，選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)保持統(tǒng)一，這樣做可以減少兩個(gè)定位基準(zhǔn)不能重合產(chǎn)生的一些誤差的計(jì)算量，并且還能減少夾具的裝夾次數(shù)。
要求設(shè)計(jì)的夾具要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)在實(shí)際定位過程中一般往往出現(xiàn)互相矛盾的主要情況，不得盡善盡美，所以應(yīng)該從加工技術(shù)角度和經(jīng)濟(jì)成本角度的兩方面來進(jìn)行合理性、科學(xué)性的分析，抓住他們之間的矛盾，有兩種設(shè)計(jì)基準(zhǔn):粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。前者以毛坯表面為定位基準(zhǔn)(一般第一工序?yàn)榇只鶞?zhǔn));后者是坯料的最終表面。此外，還有次要基準(zhǔn)。輔助數(shù)據(jù)是不處理毛坯的輔助定位表面,但并不會(huì)占用一定的自由度。但是，查零件圖不需要輔助基準(zhǔn)定位，選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)保持統(tǒng)一，這樣做可以減少兩個(gè)定位基準(zhǔn)不能重合產(chǎn)生的一些誤差的計(jì)算量，并且還能減少夾具的裝夾次數(shù)。
（1）精基準(zhǔn)的選擇
Ф40孔裝配基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基礎(chǔ),用它作為基準(zhǔn),可以使過程遵循基準(zhǔn)重合的原則。其余的表面和孔處理也可以使用它來定位，這樣使得該處理遵循統(tǒng)一的“基準(zhǔn)”原則。
（2）粗基準(zhǔn)的選擇
這樣保證各加工面均有加工余量外,還要保證定位準(zhǔn)確,從而選擇Ф125的外圓和Ф142凸耳的左側(cè)作粗基準(zhǔn),，用Ф40孔和右端面作為精基準(zhǔn),通用夾具三爪自定心卡盤來裝夾,靠Ф142凸耳的左側(cè)定位
3.2 擬定加工工藝路線
1.由上述零件的技術(shù)要求進(jìn)行合理的分析，也就是針對(duì)各需要加工的表面（平面系或孔系等）各自的粗糙度要求劃分加工階段以及加工要求。一般情況下是先加工表面，后加工孔系，這樣可以提前保證內(nèi)孔的位置精確度以及加工尺寸。其次確定熱處理減少毛坯的內(nèi)應(yīng)力。最后是根據(jù)不同的定位基準(zhǔn)和加工方法加工成型后保證達(dá)到圖紙要求。
2.劃分加工階段：
（1）端面的加工
該零件為回轉(zhuǎn)體，在這里選用車床，為減少使用機(jī)床的種類和裝夾次數(shù)，提高加工精度、生產(chǎn)效率，所以這里選擇車削的方式加工端面。
（2）外圓的加工
連接座上外圓和內(nèi)孔及臺(tái)階都需要在車床上加工，這樣才能保證同軸度。
（3）內(nèi)圓表面及內(nèi)臺(tái)階面的加工
連接座有的孔大的話需要在車床上用鏜削的方式加工。
（4）孔的加工
①通孔的加工
連接座上9-Φ7的通孔需要在鉆床上進(jìn)行鉆的工序進(jìn)行加工。
②盲孔的加工
連接座上孔Φ32應(yīng)采取先鉆孔，再擴(kuò)孔，最后鏜孔到要求的尺寸的方式進(jìn)行加工。
（5）4×M5螺紋孔的加工
連接座上-M5螺紋孔通過攻螺紋的方式，子啊鉆床上把4-Φ4的孔鉆出來，之后作為基孔，通過絲錐攻絲，需要注意的是在攻絲前，需要通過倒角的方式，這樣能減少應(yīng)力集中，以避免折斷絲錐，使攻螺紋順利進(jìn)行。
（6）倒角、去毛刺等
倒角的地方通過車床上的倒角刀具進(jìn)行加工，去毛刺用銼刀、砂紙等。
表3-1 連接座零件的加工方案一
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
01
鑄造
鑄造毛坯
02
車
夾右端車左端φ125端面見光
粗車φ125外圓留量0.5mm
粗車φ100內(nèi)孔留量0.5mm
車
掉頭平φ121φ50端面總長(zhǎng)留量0.5mm
03
粗車φ121外圓留量0.5mm
預(yù)鉆φ17.5為φ17
粗車內(nèi)孔φ40x16留量0.5mm
04
車
精車φ121φ50端面
05
精車外圓φ121成
精車內(nèi)孔φ40φ17.5及φ32x1臺(tái)階
車
掉頭平端面保證總長(zhǎng)
06
精車外圓φ125及
07
精車內(nèi)孔φ100
08
鉆
以內(nèi)孔及φ7孔定位鉆右端3-φ7通孔
09
鉆
掉頭以內(nèi)孔定位鉆左端6-φ7通孔
10
鉆
鉆攻4-M5-H7深12螺紋成
11
檢
檢驗(yàn)
表3-2 連接座零件的加工方案二
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
01
鑄造
鑄造毛坯
02
車
夾右端車左端φ121φ50端面見光
粗車φ121x5外圓留量0.5mm
預(yù)鉆φ17.5為φ17
粗車內(nèi)腔φ110φ50及R15圓弧，粗車內(nèi)孔φ40x16留量0.5mm
03
車
掉頭撐內(nèi)孔平端面總長(zhǎng)留量0.5mm
粗車φ125x9外圓留量0.5mm
粗車φ100φ95內(nèi)孔留量0.5mm
04
鉆
以內(nèi)孔定位鉆左端6-φ7通孔
05
車
精車端面，精車外圓φ125及內(nèi)孔φ100φ95成
06
車
掉頭平端面保證總長(zhǎng)，精車外圓φ121成
精車內(nèi)腔φ110φ50及R15圓弧成，
精車內(nèi)孔φ40φ17.5及φ32x1臺(tái)階成，
07
鉆
掉頭以內(nèi)孔及φ7孔定位鉆右端3-φ7通孔
08
鉆
掉頭鉆攻4-M5-H7深12螺紋成
09
鉆
鉆攻4-M5-H7深12螺紋成
10
檢
檢驗(yàn)
從加工順序的原則來看，方案二的加工順序是錯(cuò)誤的，按理說應(yīng)該是先面后孔，例如方案二提前加工孔，后銑面，不但鉆孔缺乏定位基準(zhǔn)，而且此在夾緊過程中容易導(dǎo)致鉆孔位置錯(cuò)誤。因此方案二的加工路線順序是錯(cuò)誤的。方案一的加工順序雖然是先面后孔。方案二缺乏鑄件應(yīng)時(shí)效處理，由于經(jīng)過時(shí)效處理的零件的耐磨性等符合工作環(huán)境需求。因此選擇方案一作為以下因此如下表為經(jīng)過優(yōu)化合理整合正確的工藝路線。
表3-3 連接座零件的加工工藝路線
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
01
鑄造
鑄造毛坯
02
車
夾右端車左端φ125端面見光
粗車φ125外圓留量0.5mm
粗車φ100內(nèi)孔留量0.5mm
車
掉頭平φ121φ50端面總長(zhǎng)留量0.5mm
03
粗車φ121外圓留量0.5mm
預(yù)鉆φ17.5為φ17
粗車內(nèi)孔φ40x16留量0.5mm
04
車
精車φ121φ50端面
05
精車外圓φ121成
精車內(nèi)孔φ40φ17.5及φ32x1臺(tái)階
車
掉頭平端面保證總長(zhǎng)
06
精車外圓φ125及
07
精車內(nèi)孔φ100
08
鉆
以內(nèi)孔及φ7孔定位鉆右端3-φ7通孔
09
鉆
掉頭以內(nèi)孔定位鉆左端6-φ7通孔
10
鉆
鉆攻4-M5-H7深12螺紋成
3.3 加工工藝裝備的選擇
1.根據(jù)上述零件的加工工藝路線進(jìn)行對(duì)機(jī)床的合理的選擇：
表3-2 機(jī)床選擇卡
工序號(hào)
工序名稱
機(jī)床型號(hào)
機(jī)床名稱
02
車
CA6140
臥式車床
03
車
CA6140
臥式車床
04
車
CA6140
臥式車床
05
車
CA6140
臥式車床
06
鉆
Z525
立式鉆床
07
鉆
Z525
立式鉆床
08
鉆
Z525
立式鉆床
2.夾具的選擇
夾具主要是選擇用專用夾具，專用型夾具適合大批大量生產(chǎn)，而且具有強(qiáng)烈的針對(duì)性，以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、并獲得較高的加工精度。缺點(diǎn)是更換專用夾具時(shí)間長(zhǎng)，而且不通用。
3.刀具的選擇
刀具的選擇是針對(duì)零件切削加工的非常重要的工藝裝備之一。其次，它的加工程度幾何對(duì)毛坯的粗糙度以及加工精度要求有很大的影響。甚至刀具的材質(zhì)也會(huì)影響毛坯的粗糙度以及加工機(jī)床的轉(zhuǎn)速，一個(gè)操作不當(dāng)或者選擇刀具錯(cuò)誤，就會(huì)導(dǎo)致刀具的材料不堪重負(fù)折斷造成事故的發(fā)生，因此選擇合適的刀具的材質(zhì)以及規(guī)格等等至關(guān)重要：
表3-3 刀具卡
刀具號(hào)
刀具名稱
刀具規(guī)格
刀具材質(zhì)
T01
端面車刀
16×25
硬質(zhì)合金
T02
外圓車刀
16x16
硬質(zhì)合金
T03
內(nèi)孔車刀
10x10
高速鋼
T04
麻花鉆
Φ17.5
高速鋼
麻花鉆
Φ17
高速鋼
T05
麻花鉆
Φ7
高速鋼
T06
麻花鉆
Φ4.5
高速鋼
T07
機(jī)用絲錐
M5
高速鋼
3.4工序尺寸的計(jì)算
要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度是通過根據(jù)各表面加工的，然而此零件的主要表面加工方法與方案研究如下：
Φ121：粗車（IT11）—精車（IT7）
Φ125：粗車（IT11）—精車（IT6）
Φ110：粗車（IT11）—精車（IT8）
Φ40：粗車（IT11）—精車（IT9）
加工余量的含義是在加工過程中，從零件加工表面切除后的的金屬層厚度。根據(jù)上述材料及加工工藝，由前向后推算工序尺寸，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸如下：見表3-4。
表3-4 加工表面和工序內(nèi)容及加工余量及偏差
加工表面
完工尺寸
表面粗糙度Ra
工序內(nèi)容
加工余量
工序尺寸
Φ121
121
3.2
精車
0.5
Φ121
粗車
4.5
Φ121.5
毛坯
5
Φ125±1.25
Φ125
125
3.2
精車
0.5
Φ125
粗車
4.5
Φ125.5
毛坯
5
Φ130±1.25
Φ100
100
3.2
精車
0.2
Φ100
粗車
4.8
Φ99.2
毛坯
5
Φ95
Φ40
40
3.2
精車
0.2
Φ40
粗車
4.8
Φ39.5
毛坯
5
Φ35
3.5 切削用量和基本工時(shí)
1.工序02-1夾右端車左端φ125端面見光
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量1.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為160r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度129mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
2.工序02-2粗車φ125外圓留量0.5mm
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量1.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為160r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度126mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
3.工序02-3粗車φ100內(nèi)孔留量0.5mm
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量1.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為200r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度99mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
4.工序03-1掉頭平φ121φ50端面總長(zhǎng)留量0.5mm
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量1.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為160r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度125mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
5.工序03-2粗車φ121外圓留量0.5mm
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量1.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為160r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度122mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
6.工序03-3預(yù)鉆φ17.5為φ17
選φ17高速鋼麻花鉆
切削余量8.5mm，
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=16m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為300r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：孔深長(zhǎng)度，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
7.工序03-4粗車內(nèi)孔φ40x16留量0.5mm
選16×16硬質(zhì)合金車刀
切削余量1.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為500r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度39mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
8.工序04-1精車φ121φ50端面
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量0.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為250r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度122mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
9.工序04-2精車外圓φ121成
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量0.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為250r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度121mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
10.工序04-3精車內(nèi)孔φ40φ17.5及φ32x1臺(tái)階
選10×10硬質(zhì)合金車刀
切削余量0.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為710r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度40mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
11.工序05-1掉頭平端面保證總長(zhǎng)
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量0.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為250r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度126mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
12.工序05-2精車外圓φ125
選16×25硬質(zhì)合金車刀
切削余量0.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為250r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度125mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
13.工序05-3精車內(nèi)孔φ100
選16×16硬質(zhì)合金車刀
切削余量0.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為300r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：被切削長(zhǎng)度100mm，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
14.工序06-1以內(nèi)孔及φ7孔定位鉆右端3-φ7通孔
選φ7高速鋼麻花鉆
切削余量3.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=16m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為960r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：孔深長(zhǎng)度，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
15.工序07-1掉頭以內(nèi)孔定位鉆左端6-φ7通孔
選φ7高速鋼麻花鉆
切削余量3.5mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=16m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為960r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：孔深長(zhǎng)度，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
16.工序08-1 掉頭鉆4-M5-H7深12螺紋底孔
選φ4.5高速鋼麻花鉆
切削余量2.25mm
確定進(jìn)給量，擇選
確定切削速度：，擇選=16m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為1360r/min。換算成實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：孔深長(zhǎng)度，因而切入長(zhǎng)度擇選切出長(zhǎng)度，擇選，進(jìn)給次數(shù)是，
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
17.工序08-2攻4-M5-H7深12螺紋成
選M5機(jī)用絲錐
切削余量0.5mm
確定進(jìn)給量：攻螺紋等于螺距即
確定切削速度：，擇選=8m/min
換算成主軸轉(zhuǎn)速
相近的轉(zhuǎn)速為545r/min。
換算成實(shí)際切削速度
基本工時(shí)：孔深，切入長(zhǎng)度，，
取，，取，為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（ r/min ），取，，則
基本時(shí)間：
輔助時(shí)間：
4 鉆床專用夾具設(shè)計(jì)
4.1 問題的提出
此設(shè)計(jì)為連接座的鉆床夾具設(shè)計(jì)。本次夾具設(shè)計(jì)為加工6×Φ7孔的加工設(shè)計(jì)專用夾具。本工序加工要求如下：6個(gè)Φ7孔尺寸公差無要求；表面粗糙度要求為Ra25；孔深均為6mm通孔；零件毛胚材料為ZG210-570。
4.2 定位方案設(shè)計(jì)
上述需要加工鉆6-φ7孔，因此，有必要限制工件在Z方向上下移動(dòng)的自由度、在X方向旋轉(zhuǎn)的自由度和在Y方向旋轉(zhuǎn)的自由度。 之前上鉆孔的孔的直徑和深度要求,限制工件的自由運(yùn)動(dòng)在X和Y方向和Z方向的自由運(yùn)動(dòng)。然而,考慮到缺乏穩(wěn)定的定位的工件加工過程中,下面的定位方案設(shè)計(jì)。
1.鉆φ7孔的定位自由度如下：
（1）從零件圖和工序卡得知此零件的定位基準(zhǔn)為以下端面和內(nèi)孔φ40定位及φ7的孔，因此設(shè)計(jì)芯軸和定位銷作為定位元件。定位限制自由度如下：
1）通過工件φ50的底面定位，共限制工件的1個(gè)自由度。
2）通過定位元件定位銷菱形銷（B型固定式定位銷）限制工件Z移動(dòng)方向的1個(gè)自由度。
3）通過φ40的內(nèi)孔與芯軸限制2個(gè)自由度。
4）通過工件φ121的底面定位，共限制工件的2個(gè)自由度。
一共限制了6個(gè)自由度，通過以上綜述，這樣就把工件完全定位了。
（2）定位誤差分析
選擇方式為2個(gè)內(nèi)孔為主要定位。其中芯軸的配合為φ40H7/f6其中 H7（+0.025 0） f6(-0.042 -0.026) 定位銷的配合為φ7H7/p6 其中H7（+0.015 0） p6(-0.024 -0.015)
式中——第一定位基準(zhǔn)孔與圓柱定位銷間的最小間隙；
——第二定位基準(zhǔn)外圓與定位套間的最小間隙；
注：為工件中心線的偏轉(zhuǎn)角度誤差。
4.3 夾緊方案設(shè)計(jì)
因?yàn)榈湫偷膬?nèi)孔、外圓表面和底部采用,安裝板的夾緊方案確定。夾緊螺絲的壓力板。夾緊方案是螺桿夾緊板的典型夾緊方式。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的,但夾緊行程大,自鎖性能好,提高力很大。因此，設(shè)計(jì)的夾具裝配圖如下:
圖4-1 裝配圖
由此來看此方案明顯是螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋壓緊夾緊機(jī)構(gòu)是單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的種類之一，但是螺旋壓緊夾緊機(jī)構(gòu)比單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)用更普遍、更廣泛。因?yàn)閵A緊可靠，芯軸上的螺柱螺旋升角很小，六角螺母擰緊固定，以及開口墊圈可以變換調(diào)整位置，當(dāng)然缺點(diǎn)也很明顯就是更換被加工工件時(shí)間慢，且需要的重新擰緊六角螺母和開口墊圈定位而安裝費(fèi)勁。
1.切削力計(jì)算如下（見式4-2）：
參數(shù):ap = 3.5
參數(shù):f = 0.13
參數(shù):Kp = 0.6
計(jì)算結(jié)果 = 272.003N
2.夾緊力的計(jì)算
首先確定用扳手的六角螺母的夾緊力：直徑：M8，理論上的夾緊力：W0=3550N
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：
夾緊力的計(jì)算：由于切削力和夾緊力的方向相反見式（4-3）：
有：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有見式（4-4）：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
由上式（4-3）和式（4-4）得：
493.4N
則理論夾緊力已大于所需的加緊力了,所以本夾具可安全工作。
4.5 主要零部件設(shè)計(jì)
1.鉆模板
鉆模板的作用是鉆孔定位用，保證鉆孔的位置精度。因?yàn)樵谇邢鬟^程中，難免會(huì)出現(xiàn)鉆模板振動(dòng)現(xiàn)象，從而影響鉆削內(nèi)孔的精度和位置度要求。因此選擇良好的消振性和承受壓強(qiáng)的鑄鐵材料。選擇為HT200。
2.分度盤
從上圖可以看出此零件主要承載工件的重量和與夾具體連接部分的載荷，且要承載住工件被切削過程中對(duì)全體夾具的振動(dòng)，主要此工件需要鉆3個(gè)孔，屬于多孔鉆床夾具設(shè)計(jì)，從而利用分度盤，因此選擇材質(zhì)為HT200。
3.夾具體
夾具體一般采用都是經(jīng)過時(shí)效處理的HT200灰鑄鐵材料，因?yàn)檫@個(gè)材料最終的原因是吸震性非常好，在切削過程中，振動(dòng)是難免的，但是這個(gè)振動(dòng)很容易影響工件的位置精度和加工精度要求。其次是鑄造工藝性好，根據(jù)需要定制夾具體很方便，最后是受壓抗壓能力大，可以承受切削力和夾緊力、重力等的力。
4.6 簡(jiǎn)要操作說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不采用手動(dòng)夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應(yīng)用于加工機(jī)床上，兩個(gè)刀具同時(shí)對(duì)待切削的工件進(jìn)行鉆削加工，因此夾具尺寸不能很大，如果采用機(jī)動(dòng)夾緊，夾具勢(shì)必過于復(fù)雜和龐大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用, 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),操作非常簡(jiǎn)單,首先擰松六角螺母反方向螺旋拉出，將工件放置在夾具已經(jīng)安裝好的芯軸上，由圓柱銷卡住工件的一端直角面定位，在擰緊六角螺母旋轉(zhuǎn)復(fù)位，通過快換墊圈對(duì)被切削的工件進(jìn)行夾緊。即可準(zhǔn)備調(diào)整機(jī)床的轉(zhuǎn)速、刀具的調(diào)試等進(jìn)行加工。由于鉆削φ7通孔需要的作用力比較大，可以選擇長(zhǎng)柄扳手等工具進(jìn)行擰緊，
總結(jié)收獲
為了做好課程設(shè)計(jì)，曾多次為解決技術(shù)上的問題，專門去查閱這方面相關(guān)的書籍，也多次詢問同學(xué)和老師。在設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)連接座零件圖紙的分析，總結(jié)了在大學(xué)所學(xué)的知識(shí)和實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)。
在課程設(shè)計(jì)的完成過程中有許多老師們的熱情的幫助和建議，因此，在設(shè)計(jì)完成之際，特別感謝所有幫助我的老師。在本次設(shè)計(jì)過程中，本著認(rèn)真實(shí)干態(tài)度進(jìn)行了此次設(shè)計(jì)，但是由于本文的知識(shí)水平有限，課程設(shè)計(jì)時(shí)間又緊迫。所以在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的地方，誠(chéng)懇請(qǐng)?jiān)u閱老師給于批評(píng)和指正。本課程設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是連接座零件的一系列的工藝過程設(shè)計(jì)以及鉆床夾具設(shè)計(jì)，根據(jù)連接座零件特點(diǎn)以及技術(shù)要求分析、然后針對(duì)零件的工藝的分析過程、加工中一些問題的解決方法。在設(shè)計(jì)完成之際，特別感謝所有幫助我的老師。在本次設(shè)計(jì)過程中，本著認(rèn)真實(shí)干態(tài)度進(jìn)行了此次設(shè)計(jì)，但是由于本文的知識(shí)水平有限，課程設(shè)計(jì)時(shí)間又緊迫。所以在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的地方，誠(chéng)懇請(qǐng)?jiān)u閱老師給于批評(píng)和指正最后校核連接座零件的切削力、夾緊力、定位誤差等，非常感謝老師在我寫論文的時(shí)候的指導(dǎo)和講解。了解到了連接座零件的設(shè)計(jì)和相關(guān)零部件的的作用。通過這次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，讓我更加有信心從事本行業(yè)，從一個(gè)零件圖的毛坯到成品加工，了解了工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)。
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[15] 賈玉蘭，蔡耀輝.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998
致 謝
首先，本次設(shè)計(jì)從題目的擇選到最終完成設(shè)計(jì)的過程中，都有老師的熱心的指導(dǎo)和不吝批平的建議，而且在設(shè)計(jì)過程中有老師幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清論文設(shè)計(jì)的思路，提出一針見血的改進(jìn)建議和方案，因此老師的淵博學(xué)識(shí)以及誨人不倦的工作態(tài)度，使我對(duì)論文設(shè)計(jì)思路和主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有了更深的了解。在此借這個(gè)機(jī)會(huì)，向無私的老師表示衷心的敬謝，非常感謝我的老師再次衷心謝謝我的指導(dǎo)老師。
其次，感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我很多有用的素材，還在論文的撰寫和排版的過程中熱情的提供了幫助。我還感謝所有幫過我和討論過的同學(xué)和朋友，我們互幫互助，亦師亦友。在此，我要向幫助過我的朋友們和同學(xué)們表達(dá)感謝。
最后，要感謝的是我的父母，他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長(zhǎng)的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對(duì)我的期望,我一定會(huì)好好孝敬和報(bào)答他們！
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