1P52QFMI曲軸箱蓋加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【銑上端面】【5張CAD圖紙】

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Read Fixture Design Manual and Machinery Manufacturing Technology Handbook establish specific folder size of the specific components. Keywords : Process Fixture Synchronizing Location目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒論11.1 定位裝置21.2 夾緊裝置31.3 對(duì)刀引導(dǎo)裝置41.4 其他元件及裝置51.5 夾緊體6第2章 箱蓋零件的分析72.1 零件的作用82.2 零件的工藝分析9第3章 箱蓋零件的規(guī)程設(shè)計(jì)103.1 確定毛坯的制造形式113.2 基面的選擇123.3 基準(zhǔn)的選擇133.3.1.粗基準(zhǔn)的選擇133.3.2精基準(zhǔn)的選擇1434制訂工藝路線14第4章 曲軸箱蓋工藝過程15第5章 確定切削和用量及基本工時(shí)16第6章 夾具設(shè)計(jì)236.1 銑上端平面夾具設(shè)計(jì)246.2 鉆12-M8孔夾具設(shè)計(jì)25結(jié)論26參考文獻(xiàn)27致謝28第一章 緒 論機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工位置，提高加工效率，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性性。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。而專用夾具是指專為某一工件的某一道工序的加工而專門設(shè)計(jì)的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。專用夾具由定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀引導(dǎo)裝置、其他元件及裝置、夾具體。1.1定位裝置這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。1.2夾緊裝置它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減小振動(dòng)。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動(dòng)裝置（如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔，凸輪等）以及動(dòng)力裝置（如氣缸、油缸）等。1.3對(duì)刀引導(dǎo)裝置它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。1.4其他元件及裝置如定位件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。1.5夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的裝置。就我而言，我希望能通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。第二章 零件的分析2.1零件的作用曲軸箱蓋和箱體是一個(gè)整體，它將有關(guān)零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對(duì)位置關(guān)系，使它們能按一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。因此，箱蓋的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)械精度、性能和使用壽命都有直接關(guān)系。2.2 零件的工藝分析曲軸箱蓋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工面多、技術(shù)要求高、機(jī)械加工的勞動(dòng)量大。因此箱蓋結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。曲軸箱蓋幾個(gè)加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：尺寸300兩平面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。箱蓋底面與側(cè)端面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。鉆2-100與底平面有一定的角度要求度公差為0.05mm；且有一定的位置要求。 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1確定毛坯的制造形式箱蓋零件材料為HT200，考慮到零件的材料是鑄鐵，形狀比較復(fù)雜，所以選用砂型鑄造。3.2基面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，基面的選擇是正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。3.3基準(zhǔn)的選擇3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇按照有關(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)以這些不加工表面作粗基準(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)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）。由于此零件的精度要求較高，每個(gè)面都需要加工，按照粗基準(zhǔn)選擇原則：以要求加工余量均勻的重要加工表面作為粗基準(zhǔn)，所以選擇該零件上的平面為粗基準(zhǔn)。3.3.2精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。在加工2-100、鏜結(jié)合面100孔時(shí)，用底面和底面孔16作為精基準(zhǔn)，這樣，符合“基準(zhǔn)重合”的原則，可以避免定位誤差。3.4制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)考慮選擇經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。第四章 曲軸箱蓋工藝過程零件機(jī)械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內(nèi)容包括確定定位基準(zhǔn)、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個(gè)加工工藝過程中各個(gè)工序的內(nèi)容、確定各個(gè)工序所采用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮幾個(gè)方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。根據(jù)曲軸箱蓋零件為中批生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為砂型機(jī)械造型，并經(jīng)人工時(shí)效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善工件的可切削性。先確定工藝路線如下：方案一工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄件2熱處理 時(shí)效處理3銑銑底面，保證尺寸18mm4鉆 鉆斜面2-100孔端孔12-M8孔5銑銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm6鏜鏜100孔7鉆鉆底平面12-168鉆鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求10銑銑2-100孔端面，保證尺寸28mm及45度11鉆鉆結(jié)合面100孔端孔6-M8孔12銑銑上端平面保證尺寸230mm13鏜鏜結(jié)合面100孔14去毛刺去除銳毛剌15終檢對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè)16防銹 用毛刷沾防銹油為零件防銹17入庫按照倉庫標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放方案二工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄件2熱處理 時(shí)效處理3銑銑底面，保證尺寸18mm4銑銑2-100孔端面，保證尺寸28mm及45度5銑銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm6銑銑上端平面保證尺寸230mm7鉆鉆底平面12-168鉆鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求10鉆 鉆斜面2-100孔端孔12-M8孔11鉆鉆結(jié)合面100孔端孔6-M8孔12鏜鏜100孔13鏜鏜結(jié)合面100孔14去毛刺去除銳毛剌15終檢對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè)16防銹 用毛刷沾防銹油為零件防銹17入庫按照倉庫標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是，面和孔加工順序比較混亂；方案二則與一有所不同，采用先面后孔的原則，先加工面再以面為基準(zhǔn)加工孔；兩者比較可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；但方案二也有不合適的地方，面可以一起加工減少裝夾次數(shù)及夾具設(shè)計(jì)，因此可以合為一道工序，從上述分析可知，采用方案二比較合理。 第五章確定切削和用量及基本工時(shí)工序：粗銑上端平面，同時(shí)檢驗(yàn)機(jī)床功率。加工材料HT200，200HBS鑄件加工要求用標(biāo)準(zhǔn)錐齒圓柱銑刀粗銑，加工余量h=3,用乳化液冷卻。機(jī)床X52K 1.選擇刀具1)銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1可作為參考，根據(jù)表3.1,銑削寬度ae5mm時(shí)，直徑為d080mm,ap70mm. (由于高速剛圓柱銑刀最大銑削深度為小于100,本工序的銑削深度為138,所以分兩次銑削)由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為Z=6(表3.9)；(2)銑刀幾何形狀（表3.2）：ra=15,a0=12。2選擇切削用量(1)決定銑削寬度ae,由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則ae=h=3mm.(2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)銑床說明書，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表3.3,fz=0.200.30mm/z,現(xiàn)取Fz=0.30mm/z(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.6mm,鑲齒銑刀(do=80mm),刀具壽命T180min,(表3.8)；(4)決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vr 切削速度vc可根據(jù)表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)表3.9,當(dāng)do=80mm時(shí)，z=6,ap= 41130mm,ae=3mm,fz0.20.3mm時(shí),vc=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min。各修正系數(shù)為：kmv=kmn=kmvf=1.0 Kbv=kbn=kvb=0.80.85，取0.8故：vc=vikv=181.00.814.4m/minn=nikn=721.00.857.6r/minvi=vrikv=911.00.872.8mm/min根據(jù)X52K機(jī)床說明書，選擇nc=60r/min,vfc=75mm/min 因此，切削速度和每齒進(jìn)給量為：vc=d0nc/1000=3.148060100015m/minfxc=vfc/ncz=75/(606)mm/z=0.21mm/z(5)檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表3.28,當(dāng),ap=41130mm,ae=3mm,fz0.20.3mm時(shí),vi=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min時(shí)，Pct=1.1kw.切削功率的修正系數(shù)kmpo=1.故實(shí)際的切削功率為：Pcc=pct=1.1kw根據(jù)X52K型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為：Pcm7.50.75kw=5.63kw故pccpcm,因此所決定的切削用量可以采用，即ae=3mm,uf=91mm/min, nt=72r/min, vc=18m/min,fa=0.3mm/z。3.計(jì)算基本工時(shí) tm=L/vtvt:切削速度 L:切削總長(zhǎng)度 tm:切削時(shí)間式中，L=l+y+,l=138mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(138+17)mm=155故： tm=155/75=2.06min由于銑削深度較大，一次銑銷不能銑削所有的，所以得分兩次銑削，即基本工時(shí)為：tm=2.0624.12min工序：粗銑底平面（由于粗銑底面的加工刀具選擇和切削用量相同，所以就不再分析加工刀具和切削用量，現(xiàn)只對(duì)其加工工進(jìn)進(jìn)行分析）。銑削平面的加工工時(shí)為： Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=200mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(200+17)mm=217故： tm=217/75=2.89min由于是兩次銑削，所以基本工時(shí)為：tm=2.8925.78min工序：粗銑削斜面加工工時(shí)為：m=L/vt式中，L=l+y+,l=40mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(40+17)mm=57故： tm=57/75=0.76min工序：精銑上端平面。1.選擇刀具1)銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1可作為參考，根據(jù)表3.1,銑削寬度ae5mm時(shí)，直徑為d080mm,ap70mm. (由于高速剛圓柱銑刀最大銑削深度為小于100,本工序的銑削深度為138,所以分兩次銑削)由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為Z=6(表3.9)；2)銑刀幾何形狀（表3.2）：ra=15,a0=12。2選擇切削用量(1)決定銑削寬度ae,由于加工余量不大，幫可在一次走刀內(nèi)切完，則ae=h=1mm.(2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表3.3,fz=0.100.15mm/z,現(xiàn)取Fz=0.10mm/z（由于是精銑，故選擇細(xì)齒銑刀）(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.25mm,鑲齒銑刀(do=80mm),刀具壽命T180min,(表3.8)；(4)決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vr 切削速度vc可根據(jù)表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)表3.9,當(dāng)do=80mm時(shí)，z=6,ap= 41130mm,ae=1mm,fz0.10.15mm時(shí),vc=26m/min ,nt=102r/min vri=46mm/min。各修正系數(shù)為：kmv=kmn=kmvf=1.0，Kbv=kbn=kvb=0.80.85，取0.8故：vc=vikv=261.00.820.8m/min n=nikn=1021.00.881.6r/min vi=vrikv=461.00.836.8mm/min根據(jù)X52K機(jī)床說明書，選擇nc=95r/min,vfc=37.5mm/min因此，切削速度和每齒進(jìn)給量為：vc=d0nc/1000=3.14809510023.86m/minfxc=vfc/ncz=37.5/(956)mm/z=0.07mm/z3.計(jì)算基本工時(shí) Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=138mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(138+17)mm=155故： tm=155/37.5=4.12min由于銑削深度較大，一次銑削不能完成，所以得分兩次銑削，即基本工時(shí)為：tm=4.1228.24min工序：精銑底平面（由于刀具與切削用量與上一個(gè)平面精銑一樣，故不再分析）。故：精銑底端平面的基本工時(shí)為：Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=200mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(200+17)mm=217故： tm=217/37.5=5.77min由于銑削深度較大，一次銑削不能完成，所以得分兩次銑削，即基本工時(shí)為：tm=5.77211.57min工序：精銑斜平面切削基本工時(shí)：Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=40mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(40+17)mm=57故： tm=57/37.5=1.52min工序：鉆底平面12-16 材料：HT200工藝要求：孔徑d=16,孔深：通孔。機(jī)床：選用Z535鉆床加工選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d0=16鉆關(guān)幾何形狀為：（表2.1及表2.2）,雙錐修磨橫刃2（）9150。4535,0=715,=2432，bg=5.5,b=3,l=6,l1=2, 加工材料越硬，應(yīng)取最大值，0則取較小值，為一定值。選擇切削用量(1)，決定進(jìn)給量f1)按加工工藝決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.7,當(dāng)加工要求為H12H13精度，鑄件的強(qiáng)度為200HBS，d0=104mm時(shí)，f=0.70.86mm/r由于l/d341041.7,故應(yīng)乘以修正系數(shù)kiv=0.95,則 f=(0.70.86)0.95mm/r0.6650.817m/r (2) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8,當(dāng)HBS=169218，d0=20mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/r(3) 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9,當(dāng)HBS210,d0 20.5,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的軸向力為6960N，進(jìn)給量為0.41mm/r（Z535鉆床允許的軸向力為8830N，見表2.36）從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為0.6650.817mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選擇：f=0.81mm/r.由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿進(jìn)鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度也可以根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來校驗(yàn)，由表2.19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.81mm/r，d021mm時(shí)，軸向力Ff=8740,軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=8740N.根據(jù)Z535鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為：Fmax=2.8KN,由于FfFmax,故f=0.81mm/r可用。決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。由表2.12,當(dāng)d0=38mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取0.8,壽命T=60min.決定切削速度由于2.15鑄鐵硬度200217HBS,進(jìn)給量0.81mm/r，切削速度為vc=14m/min.切削速度的修正系數(shù)為：Ktv=1.0,kcv=1.0,kfv=0.85,k0v=1.0,故V=vi*kv=141.01.01.00.8511.9m/minn=1000V/(3.14*d0)=100011.9/(3.1420)r/min=189.49r/min 根據(jù)Z535鉆床說明書，可考慮195r/min,這時(shí): V=n*3.14*d0/1000=1953.1420/1000=12.25m/min檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)表2.20,當(dāng)f1.0,d0=20，扭矩Mc=109.4N.m.扭矩的修正系數(shù)為1.0,故Mc109.4N.m根據(jù)Z535鉆床說明書，當(dāng)n0=195r/min,扭矩為Mm=195.2N.m根據(jù)表2.23,當(dāng)灰鑄鐵硬度為170213HBS時(shí)，鉆頭直徑d0=20主電動(dòng)機(jī)功率Pe=2.8kw,機(jī)床功率為：0.81根據(jù)Z535鉆床說明書，Pc=2.80.812.268kw由于McMm,PcPe,故選擇的切削用量可用。即：F=0.81mm/r ,n=nc=125r/mm,vc=14mm/min計(jì)算基本工時(shí)：Tm=l/nf式中：L=l+y+.l=34,入切量與超切量由2.29查出y+=10,故：tm=(34+10)/(1250.81)=0.44min工序：鉆斜面2-100孔端孔12-M8孔利用f6.8mm的鉆頭對(duì)M8mm的孔進(jìn)行鉆，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取f=(1.21.8)f鉆令：f=1.35f鉆v=(1/21/3)v鉆令：v=0.4鉆式中：f鉆、v鉆加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量?，F(xiàn)已知：f鉆0.91.1mm/r?。篺鉆1.0mm/r(切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.7)v鉆=17m/min (切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.13)所以：f=1.35f鉆=1.351.01.35mm/r v=0.4鉆0.4176.8m/min ns=1000v/3.14d=10006.8/3.14/30=72.19(r/min)按機(jī)床選取nw=89r/min所以實(shí)際切削速度為：V=3.14d*ns/1000=3.143089/1000=8.38(m/min)切削工時(shí)：Tm=l/nf式中：L=l+y+.l=34,入切量與超切量由2.29查出y+=10,故：tm=(34+10)/(891.35)=0.37 min攻絲12-M8mm采用刀具：M8絲攻進(jìn)給量：f=(1.41.7)1.01.41.7(mm/r)查機(jī)床說明書，取f=1.9mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=89r/min。則其切削速度v=8.9(m/min)其基本工時(shí)：tm=l/nf式中：L=l+y+.l=34,入切量與超切量由2.29查出y+=10,故：tm=(34+10)/(891.9)=0.26 minTm=l/nf工序 ：銑側(cè)平面機(jī)床： 銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：較大所以銑削深度暫定：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為5機(jī)動(dòng)時(shí)間：，0.12753=1.91查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.57min工序：粗鏜100的孔:機(jī)床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=2.5mm。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(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)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工序 精鏜孔100:機(jī)床：臥式鏜床刀具：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(zhǎng)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(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)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：1.86minin 2.6本章小結(jié)本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。第六章 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)老師的協(xié)商,決定設(shè)計(jì)工序鉆12-M8孔與銑上端平面夾具.可以選用機(jī)床Z535鉆床和銑床X52K，銑床夾具主要用于銑上端平面夾具設(shè)計(jì)。機(jī)床夾具的作用及其分類1 機(jī)床夾具的作用夾具是機(jī)械加工中的一種工藝設(shè)備，它在機(jī)械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個(gè)方面。1）便于工件的正確定位，以保證加工精度 工件裝夾在夾具上后，工件上各有關(guān)的幾何元素（點(diǎn)、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當(dāng)夾具在機(jī)床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對(duì)刀具和機(jī)床保持確定的相對(duì)位置，使加工得以順利進(jìn)行。2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和降低加工成本 采用夾具以后，可以省去即十分費(fèi)時(shí)又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時(shí)間。若采用聯(lián)動(dòng)夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動(dòng)強(qiáng)度，又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動(dòng)裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動(dòng)作。3）改善工人的勞動(dòng)條件 采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，還可以采用機(jī)械化傳動(dòng)裝置和自動(dòng)裝卸工件的自動(dòng)化夾具，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和改善工人的勞動(dòng)條件。4）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 在單件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機(jī)床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設(shè)計(jì)制造專用的夾具，使機(jī)床“一機(jī)多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實(shí)現(xiàn)拉削。夾具在機(jī)械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下，夾具的功用也有所側(cè)重，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產(chǎn)條件下，宜于使用通用的可調(diào)夾具，若采用專用的夾具，其結(jié)構(gòu)也應(yīng)求簡(jiǎn)單。在大批量生產(chǎn)的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率，因此夾具的結(jié)構(gòu)更完善些是必要的。雖然此時(shí)夾具的制造費(fèi)用大一些，但由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果還是好的。2. 機(jī)床夾具的分類夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。近年來為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型。1） 通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在一定范圍內(nèi)可以用于加工不同工件的夾具。如三爪或四爪卡盤、機(jī)器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、磁力工作臺(tái)等。這些夾具已經(jīng)作為機(jī)床的附件，由專門的工廠制造供應(yīng)。2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而設(shè)計(jì)制造夾具。3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 著兩種夾具的結(jié)構(gòu)很相似，它們的共同點(diǎn)是：在加工完多種工件。但通用可調(diào)夾具的加工對(duì)象并不是很明確，其通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機(jī)器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的，針對(duì)性強(qiáng)，加工對(duì)象和適用范圍明確，結(jié)構(gòu)更為緊湊。4）組合夾具 組合夾具是指按照某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重新組裝成新的夾具。由于組合夾具是由各種標(biāo)準(zhǔn)元件、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短、能反復(fù)使用等特點(diǎn)，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。若按夾具所適用的機(jī)床來分類，可分為車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具和其他機(jī)床夾具等類型。若按驅(qū)動(dòng)夾具工作的力源來分類，還可以分為手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，電磁和電動(dòng)夾具等等。不顧一般多按夾具的使用特點(diǎn)和使用機(jī)床進(jìn)行分類。機(jī)床夾具的組成 夾具的種類雖然很多，但是他們的工作原理基本上相同，一般有如下幾個(gè)組成部分。（1） 定位元件 是用來確定工件再夾具中的位置的元件，它包括元件或元件的組合。（2） 夾緊裝置 這種裝置包括夾緊元件或其組合及動(dòng)力源。其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過程中不因外力而破壞。（3） 確定夾具對(duì)機(jī)床相互位置的元件 此類的元件是為了用來確定夾具對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、導(dǎo)軌或主軸的相互位置。（4） 對(duì)刀導(dǎo)引元件 這類元件的共同作用是保證工件和刀具之間的正確加工位置。（5） 其他裝置或元件 這類裝置或元件主要有：為使工件在依次裝夾中多次轉(zhuǎn)位而加工不同位置上的表面所設(shè)置的分度裝置，為了便于卸下工件而設(shè)置的頂出器；以及標(biāo)準(zhǔn)話了的連件元件等。（6）夾具體夾具體是夾具的基座和骨架。其他裝置都安在夾具體上使之成為一個(gè)夾具的整體。當(dāng)然上述的各組成部分，不是每個(gè)夾具都必須完全具備的。但一般來說，定位元件、夾緊裝置、夾具體則是夾具的基本組成部分。機(jī)床夾具的多工位加工對(duì)于一般的機(jī)床而言，一個(gè)夾具只能夾持一個(gè)工件加工一道工序，然而對(duì)與本設(shè)計(jì)而言，一個(gè)夾具在夾持了一個(gè)工件之后被安裝在數(shù)控加工中心上，數(shù)控加工中心幫助完成了多個(gè)工位的零件加工，那么對(duì)于設(shè)計(jì)出的夾具而言，使得夾具能夾持零件并能保證該零件的加工精度就顯的尤為重要，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于齒輪箱零件的外形比較的不規(guī)則，不同面上要加工的孔系又比較的多，那么設(shè)計(jì)出來的夾具的關(guān)鍵就在于能否集中能加工的表面于一個(gè)夾具上的問題，使得數(shù)控加工中心在一次加工中能獲得最多的工位的加工次數(shù)。因此多工位的保證也來源于夾具的設(shè)計(jì)。在本設(shè)本設(shè)計(jì)中，除了對(duì)工件的定位和夾緊外，還有一些問題需要解決，如專用夾具的設(shè)計(jì)步驟、夾具體的設(shè)計(jì)、夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的標(biāo)注、工件在夾具中加工的精度分析、夾具的經(jīng)濟(jì)分析及機(jī)床夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。這些問題將在下面做論述。6.1鉆12-M8孔夾具設(shè)計(jì). 6.1.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆12個(gè)6.8mm孔并攻M8螺紋。加工時(shí)應(yīng)保證螺紋孔與側(cè)面的位置距離及螺紋孔中心線與錐孔中心線距離。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：兩螺紋孔與側(cè)面有位置要求，在對(duì)螺紋孔進(jìn)行加工前，因此，選底面定位，為了限制X軸的旋轉(zhuǎn)自由度，可在工件底面采用一面兩銷定位，從而來滿足螺紋孔與端面的位置要求。6.1.3 夾具方案的設(shè)計(jì)選擇根據(jù)任務(wù)書要求，螺紋孔分布在零件孔圓周，利用心軸上加工螺栓來夾緊，其夾緊剛度比較低，且夾緊、定位在一起相互有一定影響，夾緊力比較理想，但夾具裝備比較復(fù)雜，成本也高，因此選用方案一采用移動(dòng)板夾緊，夾緊、定位分開，且夾具裝備簡(jiǎn)單。6.1.4 切削力及夾緊力的計(jì)算由參考文獻(xiàn)3查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 即：實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)3表得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)3表 可得： 所以 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)。取，螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)3可查得： 其中： 由參考文獻(xiàn)3表得：原動(dòng)力計(jì)算公式：由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。6.1.5 誤差分析與計(jì)算該夾具以底面和底面內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與斜面間的尺寸公差。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)定的工序公差?？着c斜側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)2表可知：?。ㄖ械燃?jí)）即 ：尺寸偏差為、由參考文獻(xiàn)3可得： 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向垂直。即：故。 夾緊安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小。即： 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對(duì)刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。6.1.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明本夾具用于在鉆床上加工斜端面的螺紋孔。工件以底平面和內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，在棱型銷和定位銷上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋移動(dòng)壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。6.2銑上端平面床夾具的設(shè)計(jì)本夾具將用于X52K銑床。刀具為硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀，直徑選用d=80mm。6.2.1 問題的提出利用本夾具主要用來銑上端面，由于是銑面，其要求比較低，但為了保證零件的厚度，故主要用與背面相對(duì)的前面作為定位基準(zhǔn)，定位元件為支承釘。由于是銑加工，在保證加工要求的前提下盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，底面相對(duì)于其前面有一定厚度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為與背面相對(duì)的前面，在其底面用壓緊螺釘對(duì)其進(jìn)行壓緊。6.2.3切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：硬質(zhì)合金鑲恥三面刃銑刀，d=80mm,Z=10實(shí)際所需夾緊力Wk=Wk-實(shí)際所需夾緊力K-安全系數(shù)，安全系數(shù)計(jì)算公式如下：=故取-考慮工件材料及加工雨余量均勻性的基本安全系數(shù)-加工性質(zhì)-刀具鈍化程度-切削特點(diǎn)-夾緊力的穩(wěn)定性-手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置-僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面接觸情況 6.2.4 定位誤差分析定位元件尺寸及公差確定。夾具主要定位元件是支承釘，該支承釘用于支撐未加工表面，即粗基準(zhǔn)，加工要求不高。6.2.5 夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能地布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)參考文獻(xiàn)定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖所示。 定向鍵根據(jù)參考文獻(xiàn)夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖所示 U型槽 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來實(shí)現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成小端面粗銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB22401991直角對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示。6.2.6 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及上述各主要元件連成一個(gè)整體，這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。6.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明本夾具用于銑床上加工上端平面，工件以與此相平行的前面作為定位基準(zhǔn)，用支承釘定位，采用活動(dòng)手柄壓緊螺釘對(duì)工件進(jìn)行夾緊。當(dāng)加工完成時(shí)，可擰松壓緊螺釘，取下工件。結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過程、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)四年中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具。在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鉆等工序。在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在設(shè)計(jì)過程中計(jì)算了刀具的切削力、夾具的夾緊力等，最后再通過autoCAD進(jìn)行零件圖和裝配圖的繪制。整個(gè)設(shè)計(jì)過程將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，鞏固了所學(xué)知識(shí)，提高了我的學(xué)習(xí)能力。在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。但是也有存在一些不足之處：（1）對(duì)工藝規(guī)程相關(guān)知識(shí)了解欠缺，許多知識(shí)學(xué)習(xí)不到位；（2）在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.第二版.北京.高等教育出版社.1999.62 李先民主編.機(jī)械工程材料M.重慶大學(xué)出版社.1997.123 東北重型機(jī)械學(xué)院編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1988.44 艾興主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)M.第三版. 5 浦林祥主編.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.第二版.機(jī)械工業(yè)出版社.1995.126 張耀宸主編.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M.航空工業(yè)出版社.1993年.7 趙家齊主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.第二版.1994.10 8 東北工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖教研室.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:冶金工業(yè)出版社,1974.49 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)M機(jī)械工業(yè)出版社，200010 馬賢智機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)M中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19941211 劉文劍夾具工程師手冊(cè)M黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，198712 王光斗機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002813 Machine Tools N.chernor 1984. 14 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.致謝經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為學(xué)生，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師XX老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是XX老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩X老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。