XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 轉(zhuǎn)子擺桿工藝編制及專用夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者：評(píng)閱者：2014 年 11 月 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 中 文 摘 要擺桿零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞 工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 外 文 摘 要Abstract：The deflector rod parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords：process, cutting dosage, clamping, positioning目 錄目 錄 II1 序 言.42 零件的分析.52.1 零件的形狀 .52.2 零件的工藝分析 .53 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).63.1 確定毛坯的制造形式 63.2 基面的選擇 63.3 制定工藝路線 73.3.1 工藝路線方案一 .73.3.2 工藝路線方案二 .83.3.3 工藝方案的比較與分析 .83.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 93.4.1 機(jī)床選用 .93.4.2 選擇刀具 .93.4.3 選擇量具 .93.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 93.6 確定切削用量及基本工時(shí) .114 鉆 ? 孔專用夾具設(shè)計(jì) .18014.1 問(wèn)題的指出 .184.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .184.3 夾具方案的設(shè)計(jì) .184.4.切削力和夾緊力計(jì)算 .194.5 夾緊力的計(jì)算 .204.6 定位誤差分析 .215 零、部件的設(shè)計(jì)與選用.22II6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu).23總 結(jié).26致 謝.27參 考 文 獻(xiàn).281 序 言機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)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(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。擺桿零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)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(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。42 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是擺桿零件，主要作用是起傳動(dòng)連接作用。零件的實(shí)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(jiǎn)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，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。擺桿零件主要加工表面為：1.車(chē)端面，表面粗糙度 值為 3.2 。2.車(chē)端面，aRm?表面粗糙度 值 3.2 。3.車(chē)配合面，表面粗糙度 值 3.2 。4.兩側(cè)面粗糙度aRm?aRm?a值、12.5 ，法蘭面粗糙度 值 6.3 。aRm?擺桿共有兩組加工表面，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：左端面。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(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面；粗糙度為 12.5；其要求也不高，粗車(chē)可以達(dá)到精度要求。。3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本擺桿來(lái)自假設(shè)年產(chǎn)量為 12000 臺(tái)，每臺(tái)需要該零件 1 個(gè)，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 1 班。該零件材料為 HT200，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q=12000 件/年，n=1 件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)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=Qn(1+α)（1+β)=17850 件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，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(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件?？紤]到零件在使用過(guò)程中起連接作用，分析其在工作過(guò)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(dá)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(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(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(guò)程中的問(wèn)題百出，更有6甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像擺桿這樣的零件來(lái)說(shuō)，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不在重復(fù)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，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。3.3.1 工藝路線方案一1 鑄造 木模，手工造型2 冷作 清砂，澆冒口3 熱處理 人工時(shí)效4 油漆 非加工表面涂紅色底漆5 車(chē) （1） 夾 ?20 外圓，找正不加工表面。鉆擴(kuò)鉸、? 孔至圖紙要求021.?（2） 翻面車(chē)總長(zhǎng) 28mm,倒角至圖紙要求6 銑 以 ? mm 孔和端面定位銑 ?20 臺(tái)階加工到圖紙要求021.?7 鉆 以 ? mm 孔和端面定位，鉆鉸 ? mm 孔. 018 銑以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑將尺寸 13.5mm 加工到圖紙021.?要求9 銑以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑寬為 16 的槽，將尺寸 9mm021.?01加工到圖紙要求10 檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差11 入庫(kù) 清洗，加工表面涂防銹油，入庫(kù)3.3.2 工藝路線方案二3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過(guò)程比較繁瑣，而且在加工過(guò)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(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲?chē)床上也可以加工等等，需要換上相應(yīng)的1 鑄造 木模，手工造型2 冷作 清砂，澆冒口3 熱處理 人工時(shí)效4 油漆 非加工表面涂紅色底漆5 銑 找正不加工表面。鉆擴(kuò)鉸、? 孔至圖紙要求021.?翻面銑總長(zhǎng) 28mm,倒角至圖紙要求6 銑 以 ? mm 孔和端面定位銑 ?20 臺(tái)階加工到圖紙要求021.?7 鉆 以 ? mm 孔和端面定位，鉆鉸 ? mm 孔. 018 銑以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑將尺寸 13.5mm 加工到圖紙021.?要求9 銑以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑寬為 16 的槽，將尺寸 9mm021.?01加工到圖紙要求10 檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差11 入庫(kù) 清洗，加工表面涂防銹油，入庫(kù)8刀具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過(guò)程如下：3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用①.工序 30、40、50、60、70 是粗車(chē)、精車(chē)。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車(chē)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(chē)床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-7。②.工序 80、90 是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具①.在車(chē)床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車(chē)刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類(lèi)硬質(zhì)合金車(chē)刀，它的主要應(yīng)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(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （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)。1 鑄造 木模，手工造型2 冷作 清砂，澆冒口3 熱處理 人工時(shí)效4 油漆 非加工表面涂紅色底漆5 車(chē) （3） 夾 ?20 外圓，找正不加工表面。鉆擴(kuò)鉸、? 孔至圖紙要求021.?（4） 翻面車(chē)總長(zhǎng) 28mm,倒角至圖紙要求6 銑 以 ? mm 孔和端面定位銑 ?20 臺(tái)階加工到圖紙要求021.?7 鉆 以 ? mm 孔和端面定位，鉆鉸 ? mm 孔. 018 銑以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑將尺寸 13.5mm 加工到圖紙021.?要求9 銑以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑寬為 16 的槽，將尺寸 9mm021.?01加工到圖紙要求10 檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差11 入庫(kù) 清洗，加工表面涂防銹油，入庫(kù)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(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“擺桿” 零件材料為 HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，HT200 密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機(jī)械加工車(chē)間的生產(chǎn)性質(zhì)同類(lèi)零件的年產(chǎn)量 [件]生產(chǎn)類(lèi)別重型（零件重2000kg）中型（零件重100~2000kg）輕型（零件重120~250 6.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)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(jī)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(shí)切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第三版，艾興、肖詩(shī)綱編，1993 年機(jī)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(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。3.6.1 工序 5夾 ?20 外圓，找正不加工表面。鉆擴(kuò)鉸、? 孔至圖紙要求021.?翻面車(chē)總長(zhǎng) 28mm,倒角至圖紙要求所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車(chē)刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量可在一次走刀內(nèi)完成②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)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)表 1—30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際f rofKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為 ，車(chē)刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見(jiàn)表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?3）min48?= = =120 （3-nDc?'1127?ir4）根據(jù) CA6140 車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇=1250nmir12這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-10cDn?01257?min?5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0⑥.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車(chē)刀手動(dòng)進(jìn)給。⑦. 計(jì)算基本工時(shí)（3-nflt7）式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.26，車(chē)削時(shí)的入切量及超切量 y+ = ，則?m1= + =1278= = （ 3-8）mt7.01258?in46工序 6 以 ? mm 孔和端面定位銑 ?20 臺(tái)階加工到圖紙要求021.?已知工件材料為 HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑 d=60mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r =10°，a =12°，β=45° 已知銑削寬度 a =2.5mm，銑削深度 an0 e=50mm 故機(jī)床選用 X52K 立式銑床。P1.確定每齒進(jìn)給量 f Z根據(jù)資料所知，X52K 立式銑床的功率為 7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量 f =0.16～ 0.24mm/z、現(xiàn)取 f =0.16mm/z。Z Z2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度 T=180min。3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑 d=60mm，齒數(shù) z=10，銑削寬度a =2.5mm，銑削深度 a =50mm，耐用度 T=180min 時(shí)查取e PVc＝ 98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s。根據(jù) X52K 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，n c=300r/min,Vfc=475mm/s。則實(shí)際切削：Vc = 10cnd?Vc= =56.52m/min364.?實(shí)際進(jìn)給量：f =zcnvff = =0.16mm/zzc103475?3.校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)資料所知，銑削時(shí)的功率（單位 kw）為:當(dāng) f =0.16mm/z, a =50mm,ZPa =2.5mm, Vf=490mm/s 時(shí)由切削功率的修正系數(shù) k =1，則 P = e mpcc3.5kw，P =0.8 kw。ct根據(jù) X52K 型立式銑床說(shuō)明書(shū)可知：機(jī)床主軸主電動(dòng)機(jī)允許的功率 P = cmP ×PcmtP =7.5×0.8=6＞P = 3.5kwc因此機(jī)床功率能滿足要求?；緯r(shí)間 14根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為：t =mzcfnl?2t = =3.6min16.03)5(?工序 7 以 ? mm 孔和端面定位，鉆鉸 ? mm 孔021.?鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rf30.?確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-9切削速度計(jì)算公式為 （3-minkfaTdcvvyxpmzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6mir選取 i120?所以實(shí)際切削速度為 =2.647.3?vin確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =ts20.8??工序 8 以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑將尺寸 13.5mm 加工到圖紙要求021.?1已知工件材料為 HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑 d=60mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r =10°，a =12°，β=45° 已知銑削寬度 a =2.5mm，銑削深度 an0 e=50mm 故機(jī)床選用 X52K 立式銑床。P1.確定每齒進(jìn)給量 f Z根據(jù)資料所知，X52K 立式銑床的功率為 7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量 f =0.16～ 0.24mm/z、現(xiàn)取 f =0.16mm/z。Z Z2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度 T=180min。3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑 d=60mm，齒數(shù) z=10，銑削寬度a =2.5mm，銑削深度 a =50mm，耐用度 T=180min 時(shí)查取e PVc＝ 98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s。根據(jù) X52K 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，n c=300r/min,Vfc=475mm/s。則實(shí)際切削：Vc = 10cnd?Vc= =56.52m/min364.?實(shí)際進(jìn)給量：f =zcnvff = =0.16mm/zzc103475?3.校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)資料所知，銑削時(shí)的功率（單位 kw）為:當(dāng) f =0.16mm/z, a =50mm,ZPa =2.5mm, Vf=490mm/s 時(shí)由切削功率的修正系數(shù) k =1，則 P = e mpcc3.5kw，P =0.8 kw。ct根據(jù) X52K 型立式銑床說(shuō)明書(shū)可知：機(jī)床主軸主電動(dòng)機(jī)允許的功率 P = cmP ×PcmtP =7.5×0.8=6＞P = 3.5kwc因此機(jī)床功率能滿足要求。基本時(shí)間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為：t =mzcfnl?216t = =3.6minm16.03)5(2??工序 9 以 ? mm 孔、孔端面和 ? mm 孔定位銑寬為 16 的槽，將尺寸 9mm 加工021.?到圖紙要求已知工件材料為 HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑 d=16mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r =10°，a =12°，β=45° 已知銑削寬度 a =2.5mm，銑削深度 an0 e=50mm 故機(jī)床選用 X52K 立式銑床。P1.確定每齒進(jìn)給量 f Z根據(jù)資 料所知， X52K 立式銑床的功率為 7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量 f =0.16～ 0.24mm/z、現(xiàn)取 f =0.16mm/z。Z Z2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度 T=180min。3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑 d=16mm，齒數(shù) z=10，銑削寬度a =2.5mm，銑削深度 a =50mm，耐用度 T=180min 時(shí)查取e PVc＝ 98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s。根據(jù) X52K 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，n c=300r/min,Vfc=475mm/s。則實(shí)際切削：Vc = 10cnd?Vc= =16.52m/min364.?實(shí)際進(jìn)給量：f =zcnvff = =0.16mm/zzc103475?3.校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)資料所知，銑削時(shí)的功率（單位 kw）為:當(dāng) f =0.16mm/z, a =50mm,ZPa =2.5mm, Vf=490mm/s 時(shí)由切削功率的修正系數(shù) k =1，則 P = e mpcc3.5kw，P =0.8 kw。ct根據(jù) X52K 型立式銑床說(shuō)明書(shū)可知：機(jī)床主軸主電動(dòng)機(jī)允許的功率 P = cmP ×PcmtP =7.5×0.8=6＞P = 3.5kwc因此機(jī)床功率能滿足要求。基本時(shí)間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為：t =mzcfnl?2t = =3.6min16.03)5(?4 鉆 ? 孔專用夾具設(shè)計(jì)014.1 問(wèn)題的指出由于生產(chǎn)類(lèi)型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計(jì)專用夾具。由于對(duì)加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對(duì)鉆 φ10 孔，它將用于 Z525 鉆床。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇該工序要求中心線與端面（有位置要求，因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)面的正中心18上，并且還要求其孔為通孔，由于端面經(jīng)過(guò)精銑，精度比較高，因而工序基準(zhǔn)為端面A，為了便于加工，選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求，在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且?jiàn)A具體應(yīng)具有較好的剛性。據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。圓臺(tái)外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。4.3 夾具方案的設(shè)計(jì)如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計(jì)方案如下,方案：首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動(dòng) V 型塊定位，這樣既簡(jiǎn)單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有 3 個(gè)，一個(gè)固定 V 型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個(gè)自由度，屬于完全定位。在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了 z 軸的移動(dòng)，z 軸的旋轉(zhuǎn)，y 軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定 V 型塊限制了 y 軸的移動(dòng)，x 軸的移動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制了 z 軸的旋轉(zhuǎn)，這樣 6 個(gè)自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。4.4.切削力和夾緊力計(jì)算（1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭機(jī)床： Z525 機(jī)床切削力公式： 1.2076f PFDfK?式中 D=10 ./mr查表 得： 821?0.75()36bp?其中： ,0.b??.48K即： 95()fFN實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表 得：12?12KFW????有： 120.7,.6?安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 60~ 12?.10.56???所以 95086492()KfWFN??204.5 夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 ??FKfN???21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01fF= +G G 為工件自重zPNf4.321????夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí)MPaB06???MPaBs4801??螺釘疲勞極限： B9263.2.1 ??極限應(yīng)力幅： akma7.51li????許用應(yīng)力幅： ??MPSa3.li?螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ??s???[s]=2.5~4 取[s]=4得 ??Pa120??滿足要求???8.24cHdF???MaNc153.經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力4.6 定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和 V 型塊間隙配合。（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ????由參考文獻(xiàn)[5]可得：⑴ 兩 V 型塊定位誤差 ： 11minDWd??????1 21min2i.DdJWarctgL????其中：，10.52D?20D??，d?.3d， min?min4且：L=48mm ，得：0.6DWm???.32J⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl???查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym??⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj??5.⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw???從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。225 零、部件的設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。.尺寸表d D D1 H t基本尺寸極限偏差 F7基本尺寸極限偏差 D6＞0～1 3 +0.010+0.0046＞1～1.8 4 7＞1.8～2.65 86 9 --＞2.6～3+0.016+0.006＞3～3.36+0.016+0.008 9＞3.3～4 7 10＞4～5 8 118 12 16＞5～6+0.022+0.01010+0.019+0.01013＞6～8 12 1510 16 20＞8～10+0.028+0.013 15 18＞10～12 18+0.023+0.01222 12 20 25＞12～15 22 260.008＞15～18+0.034+0.01626+0.028+0.015 30 16 28 36 0.012＞18～22 30 34＞22～26 35 3920 36 45＞26～30+0.041+0.02042 46＞30～35 48+0.033+0.01752 25 45 56＞35～42 55 59＞42～48 62 66＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上。6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過(guò)程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過(guò)多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性?shī)A具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，24因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周?chē)绮患皶r(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺(tái)的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。本章小結(jié):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)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娪嗔啃?，切削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。26總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。