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XXXXX畢業(yè)設(shè)計用紙
第一章 緒論
1.1 現(xiàn)代制造技術(shù)和工藝
現(xiàn)代制造技術(shù)包括材料、工藝、設(shè)計、制造、管理等方面的新興技術(shù)，現(xiàn)代制造技術(shù)的應(yīng)用是中國制造業(yè)發(fā)展的脊梁，機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而機械制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新則是機械工業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)和動力。現(xiàn)代制造技術(shù)是以傳統(tǒng)制造技術(shù)與計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)交叉融合的結(jié)果，是一個集機械、電子、信息、材料與管理技術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科，它使制造技術(shù)的技術(shù)內(nèi)涵和水平發(fā)生了質(zhì)的變化。因此，凡是那些能夠融合當(dāng)代科學(xué)進步的最新成果，最能發(fā)揮人和設(shè)備的潛力，最能體現(xiàn)現(xiàn)代制造水平的制造技術(shù)均稱為現(xiàn)代制造技術(shù)，它給傳統(tǒng)的機械制造業(yè)帶來了勃勃生機?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方向上：一是精密工程技術(shù)，以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術(shù)為代表，將進入微型機械電子技術(shù)和微型機器人的時代；二是機械制造的高度自動化，以CIMS和敏捷制造等的進一步發(fā)展為代表。
機械制造工藝是各種機械的制造方法和過程的總稱。其研究對象是機械產(chǎn)品的制造工藝，包括零件加工和裝配兩方面。工藝是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過程，是生產(chǎn)中最活躍的因素，落實在由工件、刀具、機床、夾具所構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中，和生產(chǎn)實際聯(lián)系十分緊密。
1.2現(xiàn)代機械工業(yè)的生產(chǎn)特點
隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，國民經(jīng)濟各部門要求機械工業(yè)不斷提供先進的技術(shù)裝備，研制新的產(chǎn)品品種，以滿足國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和人民生活不斷提高的需要。這樣促使機械工業(yè)的生產(chǎn)形式發(fā)生了顯著的變化：多品種、中小批量生產(chǎn)逐漸占了優(yōu)勢。許多先進的工業(yè)國家的統(tǒng)計資料表明，在現(xiàn)代機械工業(yè)中約有80%的企業(yè)是屬于這種生產(chǎn)類型的。
多品種中小批量的生產(chǎn)特點就是企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多，而各種產(chǎn)品的批量不大。特別是近代科學(xué)新技術(shù)的應(yīng)用使產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期愈來愈短。往往一種產(chǎn)品持續(xù)生產(chǎn)三至五年便被新的產(chǎn)品所取代。這樣原來傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作很不適應(yīng)這種新的生產(chǎn)特點，而產(chǎn)生以下的主要問題：
（1）一般小批量生產(chǎn)采用先進的工藝方法和專用工藝裝備是不經(jīng)濟的。但對高、精、尖產(chǎn)品而言不采用這種手段無法達到規(guī)定的技術(shù)要求。
（2）現(xiàn)行的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，一般都需要較長的時間，花費的人力、物力較大，趕不上產(chǎn)品翻新的需要。
（3）由于產(chǎn)品更新越來越快，使用一般的專用夾具，容易造成積壓浪費。
為了解決這些矛盾，除了在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)工藝方面進行改革之外，在工藝裝備方面也必須改革，使之適用新的生產(chǎn)特點的需要。
1.3夾具及其作用
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。夾具是機械加工不可缺少的部件，機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。
其機床專用夾具的功用：
1.3.1保證加工質(zhì)量
機床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工與定位面
之間以及被加工表面相互之間的位置精度。
1.3.2提高生產(chǎn)率，降低成本
使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時間，且易于實現(xiàn)多件、多工位加工。
1.3.3擴大機床工藝范圍
在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床工藝范圍。
1.3.4減輕工人勞動強度，保證生產(chǎn)安全。
夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。
1.4現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向
為了適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展的需要和多品種、中、小批量生產(chǎn)的特點，機床夾具的主要發(fā)展方向表現(xiàn)為：
1.4.1精密化
由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，高精度機床大量出現(xiàn)，必然要求夾具也相應(yīng)越來越精密。
1.4.2高效自動化
為了實現(xiàn)機械加工過程自動化，必須配備相應(yīng)的夾具。目前除了在生產(chǎn)流水線、自動線上配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外；在數(shù)控機床上尤其是帶自動換刀裝置的數(shù)控機床上，出現(xiàn)的各種自動裝夾工件的夾具，和自動更換夾具的裝置。充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。
1.4.3標(biāo)準(zhǔn)化
我國夾具元件的標(biāo)準(zhǔn)化工作，過去已有一定的基礎(chǔ)。在1980年制定了“機床夾具零件及部件國家標(biāo)準(zhǔn)”。在中型組合夾具方面也有了比較完整的標(biāo)準(zhǔn)，但是這遠遠跟不上生產(chǎn)發(fā)展的需要，和國外先進國家相比差距也較大。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
①國外不僅有夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)，而且有各種夾具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。如自動線上用隨行夾具和固定夾具標(biāo)準(zhǔn)；通用可調(diào)夾具標(biāo)準(zhǔn)等。這樣，大大減少了夾具設(shè)計和制造的工作量，為組織夾具的集中生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。
②國外很多夾具部件、組件，都發(fā)展成為一個獨立單元，裝在夾具體上，簡化了夾具的設(shè)計、制造和裝配。
③國外不僅有各種夾具標(biāo)準(zhǔn)，而且有制造標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件和標(biāo)準(zhǔn)夾具的專業(yè)工廠。這樣，把原來是單件生產(chǎn)的夾具，轉(zhuǎn)化為專業(yè)化大批量生產(chǎn)，因此生產(chǎn)周期短、成本低。甚至有些國家，夾具設(shè)計制造可由專業(yè)公司承擔(dān)，按期交貨，因而大大縮短了生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備周期。我國只有一部分氣動，液壓元件有專業(yè)生產(chǎn)供應(yīng)，“標(biāo)準(zhǔn)”主要供設(shè)計人員參閱，對制造方面沒有起到應(yīng)有的積極作用。在這方面，目前已開始布點生產(chǎn)。
1.4.4通用化
為適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)特點，擴大夾具通用化程度，是當(dāng)前夾具新結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要方面。本來專用夾具是專供某種零件的某道工序使用的。它的結(jié)構(gòu)不可能被拆開重新組合成新的夾具；也不能做局部的變更或調(diào)整，供不同的加工對象使用。這就是專用夾具結(jié)構(gòu)的一次使用性或不可逆性。擴大夾具的通用化程度就是通過下面兩個主要措施，來改變專用夾具的上述特性：
a.改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，使之能拆開重新組合，供新產(chǎn)品使用，因而夾具的組成元件能多次使用。
b.發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)。當(dāng)產(chǎn)品變換時，只需對原有夾具進行調(diào)整，又可適應(yīng)新產(chǎn)品的加工需求，使夾具的結(jié)構(gòu)能夠多次使用。
目前出現(xiàn)的許多新的機床夾具結(jié)構(gòu)，基本上就是按上述兩個方面發(fā)展起來的。經(jīng)過生產(chǎn)實踐的檢驗，證明它們是能適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)特點的。
1.5 本課題的任務(wù)和主要內(nèi)容
本課題是在總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。本課題的主要任務(wù)是回轉(zhuǎn)盤工藝規(guī)程設(shè)計及鏜孔工序夾具設(shè)計。具體分為如下方面的內(nèi)容：
（1） 現(xiàn)代制造技術(shù)和工藝的特點及夾具的作用和發(fā)展方向。
（2） 零件的分析。
（3） 零件的工藝規(guī)程設(shè)計。
（4） 專用夾具的設(shè)計。
對本課題的學(xué)習(xí)，要求達到下列的目的：
（1）通過完成畢業(yè)設(shè)計，全面復(fù)習(xí)、鞏固機械制造工藝學(xué)、機械制造裝備設(shè)計以及相關(guān)課程的基本知識，并運用所學(xué)知識解決機械加工中的工藝、工藝裝備等實際設(shè)計問題，提高分析問題、解決問題的能力。掌握各種手冊、文獻資料在工藝工裝設(shè)計的運用方法。通過文獻檢索、英文翻譯，提高學(xué)生運用計算機和英語的能力，提高學(xué)生的綜合能力。
（2）熟悉機械制造工藝規(guī)程的設(shè)計方法，訓(xùn)練切削用量的確定、刀具與機床選用、熱處理方法的確定等基本技能。
（3）掌握夾具設(shè)計的基本原理和方法，掌握相關(guān)設(shè)計手冊、文獻資料的使用方法。
（4）能熟練運用1種CAD軟件進行夾具設(shè)計。
（5）得到專業(yè)知識、設(shè)計能力、計算機運用能力、英語運用能力等方面的綜合訓(xùn)練。
第二章 回轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)功用分析
2.1零件的作用
回轉(zhuǎn)盤是鉆床主軸上的一個重要零件，鉆床主軸通過回轉(zhuǎn)盤與鉆關(guān)相連，回轉(zhuǎn)盤與主軸用四個螺釘聯(lián)接，實現(xiàn)鉆床的正確聯(lián)接。
回轉(zhuǎn)盤的軸套孔中安裝齒輪齒條，軸套中安裝彈簧，鉆床工作時，主軸帶動回轉(zhuǎn)盤中的齒輪運動，通過齒輪齒條實現(xiàn)鉆頭的縱向進給，利用彈簧的回彈作用實現(xiàn)鉆頭的自動復(fù)位。
2.2零件的工藝分析
該零件的材料為HT180,該材料具有較高的耐磨性,強度,耐熱性及減振性。該零件的材料主要加工面為R.N面及φ370+0.027 , φ62，φ72等?？爪?5，φ72的中心線對端面尺在500mm上的平行度直接影響到主軸的配合精度和運轉(zhuǎn)精度，因此對孔φ55，φ72的孔應(yīng)同時鏜出，保證其同軸度，使平行度公差降到最小。
φ62對φ90的同心性允差為0.02，將直接影響孔與軸的配合，因此在加工時，最好在一次裝夾內(nèi)完成。
車削φ50mm的端面保持其尺寸108，將直接影響方孔內(nèi)各孔的正確定位以及齒輪運動時的空間。φ90軸線與R面垂直度允差為0.03，φ72對φ55的圓心允差為0.05，φ37對φ55的圓心允差為0.05，影響回轉(zhuǎn)盤生與主軸聯(lián)接的正確定位，從而影響主軸傳動齒輪與變速箱的錐齒輪的嚙合精度。
由參考文獻《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》中的有關(guān)和孔加工的徑向精度及機床達到的位置精度可知，上述要求可以達到，零件的結(jié)構(gòu)工藝性是可行的。
2.3 回轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)綱領(lǐng)
根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，由《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》可知，毛坯的鑄造方法采用砂型機械造型，又由于零件的內(nèi)腔及φ50，φ55，φ37等孔均須鑄出，故應(yīng)安放型芯，此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄出后還應(yīng)安排人工時效處理。
參考文獻《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-5，該種鑄件的公差等級為CT8-10級，加工余量等級MA為G級，故取CT為9級，MA為G級。
鑄件的分型面選擇：通過R基準(zhǔn)的孔軸線且與φ90軸線垂直的面，并在φ230mm處安裝一個離心棒，使φ230mm以下部分與左邊部分合為一體。
澆冒口位置：位于φ70mm的軸心線上，各表面總余量。
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值
R面
382
G
4.5
N面
230
G
4.5
φ37
37
H
3.0
φ50
50
H
3.0
105方孔
105
H
4.0
φ62孔
62
H
3.0
φ72孔
72
H
3.0
φ60孔
60
H
3.0
φ55孔
55
H
3.0
φ80孔
80
H
3.0
φ75孔
75
H
3.0
說明：底面雙側(cè)加工孔降一級，雙側(cè)加工.
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值
φ90孔
90
H
3.0
φ230
230
H
5.0
續(xù)表:
由參考文獻《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-1，可得鑄件主要尺寸公差如下表所示：
主要面尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差等級
R面的輪廓尺寸
382
9
391
3．2
N面的輪廓尺寸
15
4．5
19．5
1．6
φ90頂面至底面
151
3
154
2．5
φ230
230
10
240
2．8
φ90
90
6
96
2．2
φ50
50
6
56
2．0
φ80
80
6
86
2．2
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1定位基準(zhǔn)的選擇
回轉(zhuǎn)盤R面和φ55mm孔的軸心線既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”原則，實現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式。其余各面和孔也能用它作定位，這樣使加工又遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，另外R面的面積較大，定位比較穩(wěn)定可靠，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。
粗基準(zhǔn)的選擇可以考慮以下幾點要求：
如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)；如果在工件上有很多不須加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。
如果必須首先保證某很重要表面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)以首先保證某重要表面的加工余量，均應(yīng)選擇表面作為粗基準(zhǔn)。
如果需保證各加工面都有足夠的加工余量應(yīng)選加式余量較小的表面作為粗基準(zhǔn)。
選擇粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆冒口，習(xí)砂等缺陷，以便定位可靠。
粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)面，以免產(chǎn)生較大的位置公差。
綜上所述，分析零件，選擇φ100和φ70端面作為粗基準(zhǔn)。最先進行機械加工表面上R面和φ55，φ72的孔，可利用壓極裝夾的和專用夾具裝夾。
3.2零件表面加工方法的選擇：
零件表面加工方法選擇應(yīng)考慮以下問題：
1）零件表面的加工方法，主要取決于加工表面的技術(shù)要求 。這些技術(shù)要求 還包括由于基準(zhǔn)不重合而提高了作為精基準(zhǔn)的技術(shù)要求。
2）選擇加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的加工經(jīng)濟精度范圍，材料的性質(zhì)及可加工性，工件的結(jié)構(gòu)，形狀及尺寸大小，生產(chǎn)綱領(lǐng)及批量生產(chǎn)現(xiàn)有設(shè)備條件等。
3）應(yīng)考慮各種加工方法的經(jīng)濟精度
各表面加工方法的經(jīng)濟精度
各表面加工方法 的選擇如下：
R面：粗刨兩次
方孔：粗刨，精刨
φ105孔：粗刨，精刨， 锪平
φ50：粗車
φ62：粗車，半精車，精車
φ72：粗鏜，半精鏜，精鏜
φ60：粗鏜
φ55：粗鏜，精鏜，研磨
φ80：粗鏜
φ37：粗鏜，半精鏜，精鏜
φ75：粗車，半精車，精車
φ90：粗車，半精車，精車
4-φ13：鉆 锪平 4-φ32
各螺紋孔及其它小孔均用鉆床鉆孔。
3.3加工順序的安排
因孔φ55及φ72的中心線對端面尺在500mm上的平行必誤差0.05，故它們 的加工宜采用工序集中的原則 ，即分別在一次裝夾下將R面的兩孔同時加工出來，以保證其位置精度。
根據(jù)“先面后孔”“先主后次”“先粗后精”的加工原則，將R面φ50，φ105，φ80等孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，各面上和螺紋孔等次要表面，放在最后加工工藝路線如下：
一、 鑄，鑄造，翻砂，注意檢查缺陷
二、 油漆，清砂，刷底面，自然時效
三、 劃下列各尺位的刨位加工線
1．以φ72，φ55外圓毛坯定兩孔中心線；
2．以φ230背面向上，將工件頂起，校平各面加工線；
3．工件轉(zhuǎn)90°以φ72，φ55，，中心線找正劃各加工線；
4．劃φ230 外圓線；
5．各孔的中心線對毛面的偏移允差不大于1.5。
四 刨壓板 裝夾 校正
1．刨方孔及φ105端面保持61.1表面粗糙度6.3
2. 刨φ100端面, 表面粗糙度12.5；
3. 刨φ70端面,保持尺寸；
4．精刨方孔，及φ105端面主尺寸要求；
五．粗車，四爪及胎具夾壓
1．切平φ230 端面保持尺寸為122；
2．切平φ90端面保持尺寸29，151為152；
3．車φ230 為φ231
4．車φ90為90.1
5．50至尺寸；
6．車φ62至φ60,保持長38為37；
7.車平φ50端面,保證尺寸108。
六 精車
1．光車φ62端面；
2．車φ62至要求保持尺寸38；
3．倒角1×45°在φ54處倒角2×45°切槽2×0.5；
4．車φ90及端面，保持長30為28，及151至尺寸要求，精車φ230及端面保持證長30尺寸；
5．切槽40.5,φ90倒角1×45°
七 銑 鐵槽12×5 刻線360°
八 鉗 鉆4-φ13刮32
九 1.粗鏜φ37孔
2.精鏜φ37孔至尺寸線
3.鏜 φ80孔至尺寸,保持尺寸26；
4．倒內(nèi)角1×45°；
5．粗鏜φ55和φ72的孔；
6．精鏜φ55 φ72的孔，保持φ72至φ60的尺寸為62；
7．調(diào)頭鏜60至尺寸線
8．倒內(nèi)角1×45°
十 1.鉆模 鉆孔 攻絲
2.打字碼
3.研磨φ55孔至尺寸線
十一 油漆,補灰
十三 鉗,裝配,按工藝部裝及總裝
3.4選擇加工設(shè)備及刀具,夾具,量具
由于是中批生產(chǎn),因大部分選擇通用機床,輔以專用機床,其生產(chǎn)方式以通用機床加專用夾具為主,輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線,工件各機床上的裝卸及各個機床間的傳遞由人工完成;
粗刨R面方孔,φ105mm的端面以及精刨方孔φ105端面選擇龍門刨床,其型號:BQ208A,刀具為機床強力刨刀,材料為YG168,粗鏜φ37, φ80, φ60, φ55, φ72孔采用坐標(biāo),鏜床型號T4163選擇鏜通孔的鏜力，專用夾具，游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑一平分尺；銑槽12×5，考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑×52K，選擇卡盤銑刀，專用夾具和內(nèi)徑平分尺。
切平φ230端面及φ90端面選CA6140通用車床，選擇硬質(zhì)合金車刀，其材料為YG6通用四爪卡盤；夾具的游標(biāo)卡尺。φ230，φ90等孔，選擇CA6140車床，刀具選擇回轉(zhuǎn)位車刀；φ50，φ62等孔，選擇CA6140車床，刀具選擇圓形鏜刀，通用夾具，游標(biāo)卡尺和外徑平分尺；刮成4×32的孔，選擇通用直徑為φ32mm帶可換導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆，導(dǎo)柱直徑為 φ13，鉆4×13孔選擇搖臂鉆床，Z3025選擇錐柄麻花鉆，選用錐柄機用鉸刀，專用夾具，快換夾頭及塞規(guī)，各螺紋孔和螺栓都選用Z3025鉆床。
M螺紋孔用塞規(guī)檢驗。
3.5加工工序設(shè)計
1．工序：粗刨方孔及端面，精刨方孔及φ105端面，刨削用量的計算。
a．刨φ100mmr 端面，取粗加工余量為4.5mm,一次刨削成功,取a=45mm,f=1.5mm/2st刀桿截面16×25,刀片厚度是4mm,查文獻[2]7-2-14得刨削速度V=
切削力: N切削功率；
kw,由于刨刀（機夾強力刨刀），材料為YG硬質(zhì)合金，取主偏角=45°取k=10,刀具耐度T=60mm，切削速度確定：
查文獻[2]表7.2-14，7-2-5取，，，m=0.2,則：
==34.96
切削力的計算:
N
查文獻[2]表7.2-14，7-2-5取則
Fz=900×4.5×1.5×1=5489.38N
切削功率的計算:
kw
通過上述計算查表7-2-18
刨削速度V=3.5
刨削力 Fz=8140N
刨削功率 Pm=4.72kw
b.粗刨φ105端面,取粗加工余量為2mm,查文獻[2]表 7.2-12取=2mm,f=2 則:
刨削速度 V=
刨削功率 Pm==1.5kw
查文獻[2]表7-2-18刨削速度V=31
刨削力 Fz=5640N
刨削功率Pm=2.88kw
精刨φ105端面取精加工余里為0.5mm,查文獻[2]表 7-2-14,7-2-15取 f=10 則
刨削速度V==7.3
刨削力 Fz=900N
刨削功率 Pm==0.31kw
查文獻,[2]表7-2-19取
V=15,Fz=8535N,Pm=2.0kw
由以上機床功率計算表明該機床功率足夠
2.工序五,粗車的工序設(shè)計
1)粗車φ230端面
已知加工材料HT180工件尺寸毛坯件.D=240mm,車削后d=230mm,加工長度L=15
加工要求:車削后表面粗糙度為Rc=1.6mm
車床:CA6140,加工兩端支承在頂尖上,由于工件及鑄造毛坯加工余量達6mm而加工要求又較高Rc=1.6mm,
故分兩次走刀,粗車加工量取4mm,精車加工余量為1mm
選擇刀具
選擇機夾轉(zhuǎn)位車刀
根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計指導(dǎo)書》表1.1 CA6140車床的中心高為400mm故選刀桿尺 20×30,厚度為8
根據(jù)表1.2粗車(精度)帶外皮的鑄件毛坯,可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金.
車刀幾何尺寸表(1.3)選擇平面帶倒棱型車刀
kr=45°,kr=10°,x=60°,y=8°=-10°y=1.0mm y=-10°,by≤ 0.5f
a. 選擇切削用量
確定切削深度由于粗加工余量僅為4mm,因在一次走刀內(nèi)完成故
確定進給量f,根據(jù)表1-4,在粗車時,刀桿尺 20×30 , =3～5mm,以及工件直徑為 100～600mm,取f=1.2確定的進給量須滿足車床進給要求,故須進行校驗
根據(jù)1.21當(dāng)鑄鐵的強度S＞212,,f≤4, f≤1.2 kr=45°,進給力Ff=1930N,由于Ff修正系數(shù)為ky,k 故實際進給力Ff=1.2,可用選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
最大磨損量取為:1表1.9車刀壽命T=30min,確定切削速度Vc根據(jù)表1-10δ≤4,f≤1.34
切削速度Vc
(根據(jù)表1-10, δ≤4)
切削速度的修正系數(shù)為,,故.Vc==500.651.00.81.151.0=29.9,車床主軸CA6140車床說明書，當(dāng)n.車床主軸允許功率Pz=5.9kw,因Pc
Pc故可行,計算基本工時, , Y+Δ=2.0mm,L= Y+Δ+L=32, =
3)精車φ62至φ60保持長38為37
a) 選擇刀桿材料直徑為20mm圓形鏜刀
b)選擇切削用量
1)決定切削深度 =
2)決定進給量f
半精加工進給量主要受加工表面粗糙度限制,根據(jù)表1-5當(dāng)Ra=1.6μm時,f=0.3～0.4min/r選f=0.4mm/r
3)選擇車刀
據(jù)表1-9選擇刀面磨損量為0.6mm,刀具壽命為60min
4)決定切削速度Vc
由表1-11當(dāng)δb=24.2～265時, <1.8mm,f≤0.02min/r時
Vt=71m/min切削修正系數(shù)為1.0故=71m/min
故選 實際切削速度
5.檢驗機床功率,據(jù)表1-25.Pc=1.4kw Pz>Pc,故可行.
故=1mm,f=0.4mm/r,n=400r/min,Vc=82.9m/min
計算基本工時:tm=L/nf=41.5/400*0.4=0.259
工序七,銑削的工序設(shè)計:
1.刀具選擇;
銑刀直徑的大小直接影響切削力,扭矩,切削速度,刀具材料的消耗等,所以不能任意選取,參考文獻表3-1,銑削寬度ae≤6mm ,選do=100mm.
采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒三面盤銑刀,齒數(shù)為8.
選擇銑刀的幾何形狀 ,rn=10? α0=16?.
2.選擇切削用量
1>決定銑削寬度αe ,一次走刀完成αe=h=3mm
2>決定每齒進給量fz
據(jù)文獻(3)表5-3-3,fz=0.2-0.3 mm/z
取fz=0.2mm/z
3>選擇銑刀,磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
銑刀最大磨損量為0.6mm,鑲齒銑刀do=100mm
刀具壽命T=120 min
4>決定切削速度Vc
由表3-27可知，V=
Cr=31 qr=0.25 Xr=0.4 mr=0.3 Pr=0.1 m=0.2 Z=8 T=120min kr=100
所以r=273 mm/min
選nc=600 r/min Vfc=1000 mm/min
因此，實際切削速度，每齒進給量為：
Vc==188.4 mm/min fz=(v+c)/ncz=0.21mm/z
5>檢驗機床功率
根據(jù)文獻（3）表3.20當(dāng)fz=0.2-0.3，ap=5min a3=3.5mm
Vf≤1000mm/min時 Pct=7.0 kw
故Pcc=7.0kw 又Pcm=10*0.75=7.5kw
Pcc∠Pcm 即ae=3mm Vf=1000 mm/min
N=600 r/min Vc=188.4 m/min fz=0.21 mm/z
工序八，鉆4-Φ13 再4-Φ32孔。
1．選擇鉆頭。
高速鋼麻花鉆頭，直徑do=13mm，雙錐修磨橫刃，β=25? ZΦ=100?，Zy1=70?,Pc=2.5 Zo=10?.Φ=45? ,D=1.5mm ,L=3mm
2.選擇切削用量
1）確定進給量f
按加工要求確定進給量f=0.52-0.64mm/r
按鉆頭強度確定進給量δb=190mPa do=13mm
則f=1.22mm/r
按機床進給機構(gòu)強度決定進給量f=0.69mm/r
2)確定鉆模磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
當(dāng)do=13mm時，鉆頭后刀面磨損量可取為0.5mm壽命T=60min
3)確定切削速度
Δb=190mPa f=0.6mm 取Vf=14mm/min
故V=Vtkv=14*1.0*1.0*1.0*1.0=14 mm/min
N==1000*14/20=223-93r/min
參考文獻（5）表4-2-11 Z3025型鉆床，可考慮選擇nc=250r/min但轉(zhuǎn)速過高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級取f=0.5mm/r ，也可選擇較低一級轉(zhuǎn)速nc=200r/min ,仍用f=0.6mm/r
比較兩種方案，第一種方案較好，rc=14 f=0.5mm/r
4)檢驗機床扭矩及功率
當(dāng)f=0.51mm/min do≤13.3mm時，mf=21.58 N·M
扭矩修正系數(shù)1.0故Mc=21.58N·M
根據(jù)Z3025鉆床，nc=250r/min Mm=196.2 N·M
當(dāng)δb=180-230mpa do=13mm f≤0.53mm/min
Vc=23m/min Pc=1.0 kw
由參考文獻（1）表4-2-11 PE=2.2*0.81=1.78KW
因為 Mc∠Mm Pc∠Pe 故切削用量可用即
F=0.5mm/r Vc=14 m/min n=nc=230 r/min
工序九，基本工時的確定。
T粗==0.5
又因為Z精=0.25 T精==1.06
T=0.5*1.06=1.56 min
2>粗精鏜Φ55,Φ60,Φ72.
為了保證三孔的同軸度,采用階梯鏜,查文獻(2)表3-2-10,精鏜后直徑Φ54.5+0.07 Φ59.5+0.12, Φ71.5+0.12孔的精鏜余量Z=0.25,又已知孔的總余量為5,Z粗=5-0.025=4.75.
三孔的粗精的工序余量,工序尺寸及公差列表如下:
加工表面
加工方法
余量
精度等級
工序尺寸及公差
Φ55
粗鏜
4.75
H10
54.5
Φ55
精鏜
0.25
H7
55
Φ60
粗鏜
4.75
H12
59.5
Φ60
精鏜
0.25
H9
60
Φ72
粗鏜
4.75
H10
71.5
Φ72
精鏜
0.25
H7
54.5
三孔的粗精鏜均以Φ230的表面及一孔一銷定位,均系基準(zhǔn)重合,所以不須尺寸鏈計算,三孔的同軸度,由機床保證.
三孔粗鏜余量均為4.75,故ap=4.75
取γ=0.6 m/s =24 m/min ,f=0.4 mm/r
查文獻(1),Fz =ρ81*60nFz·C·Fz·apxFZfyFZγFZKFZ
Fz=4218.7N
Pm=4218.7*0.6*103=2.531kw
由于三孔同時加工時P總=3Pm=7.59 kw
用T612型鏜床，取b=0.85 P1=10*0.85 = 8.5KW >P總
n粗==210 r/min
精鏜三孔時,因余量為0.25 所以ap=0.25
取γ=12 m/s =72 m/min f=0.12
N==417 r/min
計算基本工時
因Φ55孔長195,Φ72長62,Φ60孔長15
故鏜削和時間即為加工Φ55的時間
T粗=l/nf=(l+L1+L2)/nf
L1=4 L2=6 τ=205
查表得,鏜削時間每次進給2-3mm,Z粗=4.75mm
故分兩次加工 即ξ=2
則T粗=4.98 min
又因為 :
精鏜余量為0.25 查表每次進給0.19 則ξ=2
故T精=1199/(0.12*4.7)*2=8.35 min
T總=4.98+8.35=13.3 min
研磨Φ55的孔，留研磨量0.05，選用M2120型磨床。
第四章 夾具設(shè)計
本次夾具設(shè)計是設(shè)計鏜Φ72，Φ60，Φ55的階梯孔的專用夾具
4.1總體設(shè)計方案的擬定
如零件圖所示
以底面Φ230的圓盤為主要定位基準(zhǔn)面，以Φ90的圖柱面為導(dǎo)向基準(zhǔn)面，以Φ37的圓孔為止推基準(zhǔn)面，用一固定的削邊銷與孔Φ37的一小段配合來實現(xiàn)。
該定位方案的主要特點：
1、 符合一般零件加工精基準(zhǔn)的選擇原則，以底面為訂基準(zhǔn)面，定位穩(wěn)定可靠，并且定位基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)一致。
2、 可簡化鏜模結(jié)構(gòu)，縮短設(shè)計制造成周期。
4.2 夾緊機構(gòu)
為了保證夾緊可靠，還應(yīng)選擇合適的夾緊作用點，從零件圖上看，當(dāng)以Φ230的底面作為基準(zhǔn)面時，從圓盤頂面壓緊較合理，由于夾緊部位要求不高，又因鏜削力不是很大，擬采用偏心輪夾緊方式，其擴張力較大，操作方便。
4.3 精度的分析
Φ72，Φ60，Φ55的三孔是在一次裝夾下完成加工的，它們之間的同軸度由機床的保證與底面的位置精度由鏜模來保證。
參考文獻（6）表取，
襯套與鏜套配合為H7/h6
襯套與鏜套座的配合為H7/h6
刀具與鏜刀孔的配合為F8/h6
此外，夾具上還應(yīng)標(biāo)注：
鏜套軸線與定位面的垂直度Φ0.1mm
定位面的平面度0.03
兩鏜套軸線與定位面的同軸度0.01
4.4鏜模零件的選擇
由于鏜孔時，鏜套隨鏜桿一起回轉(zhuǎn)且線速度超過200m/min，根據(jù)文獻（6）鏜套必須選回轉(zhuǎn)或滑動鏜套，又由于L>D，所以采用前后以向?qū)住?
鏜模支架的結(jié)構(gòu)與設(shè)計
鏜模支架與夾具體分別用螺栓聯(lián)接，這有利于鑄造時效處現(xiàn)的機械加工，裝配方便。
鏜模支架的典型結(jié)構(gòu)和尺寸由文獻（6）查出，
4.5夾具體設(shè)計
夾具體主要承受連同工件在內(nèi)的全部重量和加工進程的切削力，要求夾具體的剛性較好，變形小，底座臂厚H=50mm，合理布置加強筋，便于鑄造，底面上應(yīng)設(shè)置找正基準(zhǔn)面以使底面的垂直度控制在0.01mm內(nèi)，取0.05mm，底座材料一般選用灰鑄鐵HT200毛坯鑄造經(jīng)時效處理，因鏜模要求精度較高，在粗加工后要進行第二次人工時效處理，根據(jù)文獻（6）得，LB=950*520MM2.
支承板的材料為45#鋼，經(jīng)淬火處理，要求有足夠的剛性和強度。
4.6鏜桿結(jié)構(gòu)及其設(shè)計參數(shù)
鏜桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)對保證鏜孔精度，提高鏜削速度有重要意義，由于三孔為階梯孔，分別取d1=45 d2=55 d3=65 鏜桿要求表面硬度高，而內(nèi)部有較大的韌性，依鏜模中鏜桿用40#鋼，淬火硬度為HRC55-60。
實習(xí)總結(jié)
經(jīng)過一個月的畢業(yè)實習(xí)，我有以下幾點心得：
能夠運用機械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝有關(guān)問題，初步具備設(shè)計中等復(fù)雜零件的能力。
能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案。熟悉并運用有關(guān)手冊規(guī)范圖表等技術(shù)能力。有一定的識圖，制圖和運算能力。
通過畢業(yè)設(shè)計，我綜合運用理論知識和專業(yè)知識的能力得到一步提高，對一般機械零件的加工工藝過程有更深的了解，設(shè)計夾具的能力得到提高。
機械產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計具有廣闊的前景，需要我們努力學(xué)習(xí)新知識，發(fā)展新技術(shù)，在以后的工作中，我會以認真負責(zé)的工作態(tài)度去迎接新的挑戰(zhàn)，解決新的問題。
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