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摘 要
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題——閥蓋工藝規(guī)程及加工搭子處排氣孔夾具設(shè)計(jì)。在機(jī)加工工藝編制方面，主要通過(guò)分析產(chǎn)品零件圖和相關(guān)技術(shù)要求，查閱閥蓋類零件相關(guān)資料，結(jié)合生產(chǎn)批量要求、零件的工藝結(jié)構(gòu)要素、制造經(jīng)濟(jì)性、可行性等多方面因素，最終安排了合理的工序來(lái)完成閥蓋的加工，其中包括各道工序的加工方法，機(jī)床、刀具、夾具、輔具、量具的選擇，基準(zhǔn)面的選取，定位和夾緊方案的擬定。另外，在夾具設(shè)計(jì)方面，主要就加工搭子處排氣孔這個(gè)工序進(jìn)行了夾具方案的分析，計(jì)算和最終敲定，并用一張裝配圖和夾具零件圖來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)出的夾具方案。
關(guān)鍵字： 工序卡 工藝路線 夾具設(shè)計(jì)
III
ABSTRACT
This disquisition just selects such a task—to design pump technology rules and clamp of Ф48H8. In programming machinary processing technology, I carefully analyze the detail drawing of product and related technogical requirement, look into related materials of pump parts, combine the requirement of production quantity and elements of part technology, including production economics and feasibilities. Finally, I arranged 24 processes to finish processing the pump, including processing methods of every process, choosing of machine tool, cutting tool, clamp, auxiliary tool and measuring tool, choosing of base level, and drawing up of plans of position and clamping. Moreover, in designing clamp, I mainly analyze, calculate and finalize the clamp plan of Ф48H8 technology, and express the designed plan by using an assembly drawing and an detain drawing of clamp.
Key word： Operation sheet Process route Fixture designing
目錄
第一章 緒論 4
1.1主要技術(shù)指標(biāo) 4
1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 4
1.3機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類 5
1.4制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料 5
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6
2.1 零件的分析 6
2.2 毛坯選擇 7
2.3 工藝路線的擬定 7
第三章 加工余量確定及工序尺寸計(jì)算 10
3.1 毛坯余量 10
3.2 閥蓋各平面加工工序余量 10
3.3 排氣孔加工工序余量 11
3.4 最終毛坯工序加工余量及公差 11
表3-1 表面加工余量及公差 11
第四章 切削用量 12
4.1鉆攻2-M12螺紋及沉孔，鉆床，Z3025 12
4.2銑4-φ15凸臺(tái)上端面，機(jī)床X6125 13
4.3鉆2-φ18孔 14
4.4鉆8-φ38孔并刮φ55沉面 15
第五章 搭子處排氣孔夾具設(shè)計(jì) 17
5.1 夾具的作用及設(shè)計(jì)條件 17
5.2 夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算 17
第六章 結(jié)論 22
參 考 文 獻(xiàn) 23
致 謝 24
第一章 緒論
機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營(yíng)管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對(duì)生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求，也就對(duì)機(jī)械加工工藝等提出了要求。
在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來(lái)。
1.1主要技術(shù)指標(biāo)
1）保證工件的加工精度
專用夾具應(yīng)有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。
2）提高生產(chǎn)效率
專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
3）工藝性好
專用夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。
4）使用性好
專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。
5）經(jīng)濟(jì)性好
除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
1.2.1生產(chǎn)過(guò)程與機(jī)械加工工藝過(guò)程
生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程。它包括原材料的運(yùn)輸、保管于準(zhǔn)備，產(chǎn)品的技術(shù)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯的制造、零件的機(jī)械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗(yàn)調(diào)試、油漆包裝、以及產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)等。
機(jī)械工工藝過(guò)程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為零件的全過(guò)程。
機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。
規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過(guò)程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：
1.機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來(lái)組織原料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。
2.機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。
3.機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術(shù)文件。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所須機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機(jī)床的平面布置，各部門的安排。
1.3機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個(gè)主要的工藝文件。對(duì)于檢驗(yàn)工序還有檢驗(yàn)工序卡片；自動(dòng)、半自動(dòng)機(jī)床完成的工序，還有機(jī)床調(diào)整卡片。
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片是說(shuō)明零件加工工藝過(guò)程的工藝文件。
機(jī)械加工工序卡片是每個(gè)工序詳細(xì)制訂時(shí)，用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。
1.4制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料
制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，必須具備下列原始資料：
1.產(chǎn)品的全套技術(shù)文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。
2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應(yīng)研究毛坯圖，了解毛坯余量，結(jié)構(gòu)工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。
3.車間的生產(chǎn)條件。即了解工廠的設(shè)備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產(chǎn)面積；工人的技術(shù)水平；專用設(shè)備；工藝裝備的制造性能等。
4.各種技術(shù)資料。包括有關(guān)的手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、以及國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)等。
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的分析
2.1.1零件的工藝分析
1、零件形狀：
此閥蓋的外形較復(fù)雜，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是頂面和大、小端面以及軸孔，軸孔之間有相當(dāng)高的位置和形狀的要求 ?，F(xiàn)分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：
（1）外形基本上是多個(gè)平面組成的封閉式多面體；
（2）結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，內(nèi)部為空腔形；
（3）閥蓋的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。
2、技術(shù)要求如下：
（1）尺寸精度 軸承支承孔的尺寸精度和、形狀精度、表面粗糙度要求。
（2）位置精度 包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以及孔端面對(duì)孔軸線的垂直度等。
（3）此外，為滿足閥蓋加工中的定位需要及箱體與機(jī)器總裝要求，箱體的裝配基準(zhǔn)面與加工中的定位基準(zhǔn)面應(yīng)有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準(zhǔn)面之間應(yīng)有一定距離尺寸精度的要求
2.1.3 工藝路線的安排
閥蓋要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保證，于是，閥蓋軸孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成為工藝關(guān)鍵問(wèn)題。因此，在工藝路線的安排中應(yīng)注意三個(gè)問(wèn)題：
1、工件的時(shí)效處理
閥蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜壁厚不均勻，鑄造內(nèi)應(yīng)力較大。由于內(nèi)應(yīng)力會(huì)引起變形，因此鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力減少變形。一般精度要求的箱體，可利用粗、精加工工序之間的自然停放和運(yùn)輸時(shí)間，得到自然時(shí)效的效果。但自然時(shí)效需要的時(shí)間較長(zhǎng)，否則會(huì)影響箱體精度的穩(wěn)定性。
對(duì)于特別精密的箱體，在粗加工和精加工工序間還應(yīng)安排一次人工時(shí)效，迅速充分地消除內(nèi)應(yīng)力，提高精度的穩(wěn)定性。
2、排加工工藝的順序時(shí)應(yīng)先面后孔
由于平面面積較大定位穩(wěn)定可靠，有利與簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)檢少安裝變形。從加工難度來(lái)看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔時(shí)，對(duì)便于孔的加工和保證孔的加工精度都是有利的。因此，一般均應(yīng)先加工平面。
3、粗、精加工階段要分開(kāi)
閥蓋均為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會(huì)引起工件變形，因此，對(duì)加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開(kāi)進(jìn)行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來(lái)，然后在精加工中將其消除。
2.1.4基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
1粗基面的選擇
對(duì)一般的軸類零件來(lái)說(shuō)，以外圓作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個(gè)不加工表面的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對(duì)位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。
2精基面的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，故選底面為精基準(zhǔn)。箱體和箱后的軸承孔加工仍以底面為主要定位基準(zhǔn)。若箱體尺寸較小而批量很大時(shí)，可與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣既符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，又符合“基準(zhǔn)重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與結(jié)合面重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行線。
2.2 毛坯選擇
根據(jù)零件圖可知，零件材料為灰口鑄鐵，零件形狀為非圓柱體，且屬于大批生產(chǎn)，因此選用鑄造毛坯，這樣，毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。
2.3 工藝路線的擬定
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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使用工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率，除此之外，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
2.3.1 工藝路線方案一
工序1 機(jī)械砂型鑄造毛坯
工序2 人工失效溫度（500°～550°）消除應(yīng)力
工序3 劃粗加工線
工序4 按劃線，校正，夾下端，壓緊上端法蘭，車削下端各擋外圓，下端面及內(nèi)孔尺寸
工序5 掉頭，車上端剩余尺寸
工序6 夾下端，銑準(zhǔn)二段、三段抽氣口用搭子和排污用搭子
工序7 銑4-φ15凸臺(tái)上端面
工序8 鉆各處通孔
工序9 攻M27×1.5；M39×2；M52×2螺紋
工序10 檢驗(yàn)
工序11 劃各平面加工線
工序12 按劃線，校正
工序13 以上端φ325為和A基準(zhǔn)找正，鉆6-φ22孔并刮沉面；
工序14 鉆8-φ38孔并刮φ55沉面
工序15 鉆φ19孔
工序16 鉆攻2-M12螺紋及沉孔
工序17 鉆3-φ25孔
工序18 鉆φ19孔
工序19 按工序6預(yù)鉆孔找正，鉆三段抽氣孔2-φ40通孔
工序20 鉆2-φ18孔
工序23 鉗工，去除毛刺銳邊
工序24 終檢
2.3.2 工藝路線方案二
工序1 機(jī)械砂型鑄造毛坯
工序2 人工失效溫度（500°～550°）消除應(yīng)力
工序3 劃粗加工線
工序3 劃粗加工線
工序4 按劃線，校正，夾下端，壓緊上端法蘭，車削下端各擋外圓，下端面及內(nèi)孔尺寸
工序5 夾下端，銑準(zhǔn)二段、三段抽氣口用搭子和排污用搭子，
工序6 銑4-φ15凸臺(tái)上端面
工序7 鉆搭子處各處通孔
工序8 攻M27×1.5；M39×2；M52×2螺紋
工序10 檢驗(yàn)
工序11 掉頭，車上端剩余尺寸
工序12 劃各平面加工線
工序13 按劃線，校正
工序14 以上端φ325為和A基準(zhǔn)找正，鉆6-φ22孔并刮沉面；
工序15 鉆8-φ38孔并刮φ55沉面
工序16 鉆φ19孔
工序17 鉆攻2-M12螺紋及沉孔
工序18 鉆3-φ25孔
工序19 鉆φ19孔
工序21 按工序7預(yù)鉆孔找正，鉆三段抽氣孔2-φ40通孔
工序21 鉆2-φ18孔
工序22 鉗工，去除毛刺銳邊
工序23 終檢
2.3.3 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：方案二采用的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，減少了加工誤差，從而能更好的保證加工精度。方案一使用了工序集中原則，減少了裝夾的次數(shù)，節(jié)約工時(shí)，因此選用第一個(gè)方案。
27
第三章 加工余量確定及工序尺寸計(jì)算
根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
3.1 毛坯余量
“閥蓋”零件材料為HT200，查參考文獻(xiàn)《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，得灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（g / cm3），計(jì)算零件毛坯的重量約為5 kg。
根據(jù)原始資料，該零件為10000件/年的年產(chǎn)量，毛坯重量5kg<100kg查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表17-5 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)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(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊(cè)》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性，確定為金屬型鑄造。
查《工藝手冊(cè)》表3.1-24 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為8級(jí)。
查表3.1-21 鑄件尺寸公差數(shù)值（一）
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100mm至160mm，公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8mm。
查表3.1-27 鑄鐵件機(jī)械加工余量等級(jí)選擇（JB2854-80）
按表選擇機(jī)械造型金屬模，加工余量等級(jí)為6級(jí)。
查表3.1-26 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）如下：
頂、側(cè)面：6.0mm；底面：4.0mm
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。
3.2 閥蓋各平面加工工序余量
根據(jù)已設(shè)定的工藝規(guī)程，為保證圖紙上表面粗糙度要求，各個(gè)平面都需要進(jìn)行粗銑——半精銑。
查表3.2-25 銑平面加工余量
根據(jù)零件圖紙，零件厚度>6～30mm,寬度≤200，平面長(zhǎng)度>100～200，對(duì)應(yīng)上表零件的半精銑工序余量為1.0mm。
考慮到熱處理對(duì)零件的影響，最終確定半精銑工序單邊余量為1.5mm。
查表3.2-27 銑及磨平面時(shí)的厚度公差
按上表，零件厚度>18～30mm，粗銑（IT13）厚度公差-0.33mm,半精銑（IT11）厚度公差-0.13。
零件平面最大尺寸>120～260，毛坯為灰鑄鐵，半精加工余量為1.5mm，由于零件毛坯是用鑄造而成的，綜合考慮鑄造加工余量和粗加工余量，最終確定零件的粗銑工序單邊余量為4.5mm。
3.3 排氣孔加工工序余量
查《工藝手冊(cè)》，表11.4-2 臥式鏜床的加工精度
按表11.4-2，要達(dá)到φ48H8所需精度及表面粗糙度要求，需進(jìn)行粗鏜——半精鏜——精鏜，對(duì)應(yīng)加工精度為：
粗鏜：孔徑公差H10，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 25～12.5
半精鏜：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 12.5～6.3
精鏜：孔徑公差H8，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 3.2～1.6
查表3.2-10 基孔制8級(jí)精度（H8）孔的加工，確定φ48H8的粗鏜加工直徑余量為12mm，半精鏜工序加工直徑余量為2.8mm，精鏜工序加工直徑余量為0.2mm。粗鏜工序加工直徑余量為9mm。
3.4 最終毛坯工序加工余量及公差
各平面工序加工余量及公差：
表3-1 表面加工余量及公差
工序名稱
工序單邊余量
工序公差
工序基本尺寸
工序尺寸及公差
半精銑
1.5
IT11(0-0.13)
54
103
54(0-0.13)
103(0-0.13)
粗銑
4.5
IT13( 0-0.33)
55.5
104.5
55.5( 0-0.33)
104.5(0-0.33)
毛坯
6
±1.8
60
109
60±1.8
109±1.8
第4章 切削用量
合理地選擇切削用量，對(duì)保證加工精度和表面質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和刀具耐用度等，都有很大的影響。
選擇切削用量是指要選定切削深度、進(jìn)給量和切削速度。在這3個(gè)因素中，對(duì)刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，而切削深度影響最小。對(duì)表面粗糙度影響最大的是進(jìn)給量，而對(duì)切削力影響最大的則是切削速度。因此，在粗加工階段，應(yīng)考慮選擇盡可能大的切削深度，其次是選擇較大的進(jìn)給量，最后確定一個(gè)合適的切削速度。在半精、精加工階段，由于加工精度和表面質(zhì)量的要求較高，因此，一般均選擇較小的切削深度和進(jìn)給量。在保證刀具耐用度的前提下，應(yīng)選取較高的切削速度，以保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求。
在大批量生產(chǎn)中，對(duì)多刀機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床、仿形機(jī)床和組合機(jī)床等，一般都需要規(guī)定切削用量。在一般情況下，常由操作者根據(jù)工序的具體情況來(lái)選擇合理的切削用量。
為簡(jiǎn)化選擇切削用量的工作，一般可從有關(guān)資料中選擇。
以下為主要加工工序的切削用量及要求另外計(jì)算的工序的切削用量：
4.1鉆攻2-M12螺紋及沉孔，鉆床，Z3025
鉆孔2-φ10：f=0.35 [1]表15-34
V=1.35m/s=81m/min [1]表15-38
所以=
=1000
=1842r/min
按[1]表11-15取=2000r/min
則
=87.92r/min
機(jī)動(dòng)時(shí)間：=(min) [1]p641 (式2-2)
=0.1min
輔助時(shí)間：=
=1min
=1.1min
鉆、鉸2-M12螺孔：f=0.27mm/r [1]表15-33
V=0.35m/s=21m/min [1]表15-37
所以
=835r/min
按[1]表11-15取r/min
則
=24.1m/min
機(jī)動(dòng)時(shí)間：0.17min
輔助時(shí)間：=
=1.7min
=1.87min
4.2銑4-φ15凸臺(tái)上端面，機(jī)床X6125
粗銑I面:f=0.09mm/z [1]表15-50
v=20m/min [1]表15-55
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，
則=1000
=39.8r/min
查[1]表11-49得32r/min
=16.1r/min
當(dāng)32r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=52mm/min
=0.052m/min
查[1]表11-49得范圍為8-394mm/min
所以適合
=3.1r/min
精銑I面: f=0.5mm/z [1]表15-50
v=18m/min [1]表15-55
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，
則=1000
=35.8r/min
查[1]表11-49得32r/min
=16.1 r/min
當(dāng)32r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=28.8mm/min
=0.0288m/min
查[1]表11-49得范圍為8-394mm/min
所以適合
=5.2r/min
4.3鉆2-φ18孔
鉆2-φ18螺孔：f=0.27mm/r [1]表15-33
v= 0.35m/s=21m/min [1]表15-37
所以
=835r/min
按[1]表11-15取r/min
則
=24.1m/min
機(jī)動(dòng)時(shí)間：0.17min
輔助時(shí)間：==1.7min
=1.87min
4.4鉆8-φ38孔并刮φ55沉面
確定鏜削寬度aw ：
由于直徑上加工余量為0.2mm，故可在一次走刀內(nèi)切完，故aw=0.1mm。
查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量
由于是半精加工帶外皮的鑄鐵件，選擇硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)YG8，v表取30 m/min，f表取1.0mm/r。
計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇：
1000v 1000×30
n＇= ─── = ────── ≈ 199r/min
πd 0 π×48
vf＇=f?n=1.0×199 = 119.4mm/min
根據(jù)立式銑床說(shuō)明書(shū)?。?
n=190r/min，vf =190mm/min
這時(shí)v ≈28.66m/min，f =1.0mm/z
鏜削力、鏜削功率計(jì)算：
CF ap xF af yF aw uF z
Fz = ───────── kFz
d0 qF nwF
查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值
569×321.0 ×1.00.8 ×0.10.9 ×1
Fz = ─────────────── ≈ 71N
480.9 ×1900
Fz d 0 71×48
M = ─── = ──── = 1.71 N?m
2×103 2×103
Fz v 71×28.66
Pm = ─── = ───── =0.04KW
6×104 6×104
校驗(yàn)機(jī)床功率：
查《工藝手冊(cè)》,由于η=0.75，機(jī)床有效功率PE ＇為：
PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW
其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機(jī)床上使用。
切削時(shí)間的確定：
l1 =5 mm，
l w =32 mm，
根據(jù)切削時(shí)間計(jì)算公式：
l w + l1 32+5
t m= ─── = ─── = 0.20min
vf 190
最后，將主要工序切削用量，工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，填入機(jī)械加工工序卡中，將所有查表得出及計(jì)算得出的數(shù)據(jù)填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡中，其余本文未寫(xiě)明計(jì)算過(guò)程的工序不再贅述。
第五章 搭子處排氣孔夾具設(shè)計(jì)
5.1 夾具的作用及設(shè)計(jì)條件
機(jī)械制造業(yè)中廣泛采用的能迅速把工件固定在準(zhǔn)確位置上或同時(shí)能夠確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝備統(tǒng)稱為夾具。在金屬切削機(jī)床上采用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)率和成本。
一、夾具在現(xiàn)代機(jī)械加工中應(yīng)用得相當(dāng)廣泛，它能夠起到下列作用：
（1） 保證穩(wěn)定可靠地達(dá)到各項(xiàng)加工精度要求
（2） 縮短加工工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
（3） 降低生產(chǎn)成本
（4） 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度
（5） 可由較低技術(shù)等級(jí)的工人進(jìn)行操作
（6） 能夠擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍
二、 機(jī)床夾具作用實(shí)現(xiàn)必須滿足三個(gè)條件：
① 夾具在機(jī)床上的準(zhǔn)確裝夾；
② 工件在夾具中占有正確的加工位置；
③ 刀具相對(duì)于工件有準(zhǔn)確的位置。
5.2 夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)主要要注意以下幾點(diǎn)：
1. 定位基準(zhǔn)必須與工藝基準(zhǔn)重合，并盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減小定位誤差，獲得最大加工允差，降低夾具制造精度。當(dāng)定位基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，需進(jìn)行必要的加工尺寸及其允差的計(jì)算。
2. 應(yīng)該選擇工件上最大的平面，最長(zhǎng)的圓柱面或圓柱軸線為定位基準(zhǔn)，以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定、可靠。
3. 在選擇定位元件時(shí)，要防止出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象。
4. 在工件各加工工序中，力求采用同一基準(zhǔn)，以避免因基準(zhǔn)更換而降低工件各表面相互位置的準(zhǔn)確度。
5. 當(dāng)鑄、鍛件以毛坯面作為第一道工序的基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)選用比較光整的表面作
6. 基準(zhǔn)面，避開(kāi)冒口、澆口或分型面等凸起不平整的部位。
5.2.2 定位誤差的分析
此次零件夾具采用里面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷的誤差計(jì)算如下：
兩定位銷的中心距：=42mm
兩定位銷中心距公差：
圓柱銷最大直徑：=17.975mm
其補(bǔ)償值為：=0.005+0.02-0=0.025mm
削邊銷的寬度?。簃m， b=4mm，B=D-2=12-2=10mm
削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙：
削邊銷的最大直徑：
位置度的誤差為：
轉(zhuǎn)角誤差為：=0.00001mm
5.2.3 工件自由度的限制
此次搭子處排氣孔的加工需限制工件的六個(gè)自由度，也就是完全定位，所以選擇“一面兩銷”的定位方式，其夾具的定位誤差為工件公差的三分之一左右。
5.2.4 確定夾緊方式
由于是大批量生產(chǎn)，為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)可靠裝夾，采用液動(dòng)夾緊裝置實(shí)現(xiàn)工件的加緊。
5.2.5 夾緊力的計(jì)算
鏜削力、鏜削功率計(jì)算：
CF ap xF af yF aw uF z
Fz = ───────── kFz
d0 qF nwF
查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值
569×311.0 ×0.20.8 ×1.40.9 ×1
Fz = ────────────── ≈ 203N
47.80.9 ×3750
工件采用的是一面兩銷定位的方式，故防止工件在切削力P作用下平移所需夾緊力：由公式
式中系數(shù)
——基本安全系數(shù)，一般取1.3。
——加工狀態(tài)系數(shù)，精加工取1.0。
——刀具鈍化系數(shù)，精鏜鑄鐵取1.05。
——切削特點(diǎn)系數(shù)，連續(xù)取1.0。
——考慮夾緊動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù)，機(jī)動(dòng)夾緊取1.0。
——考慮機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)手柄位置的系數(shù)，取1.0。
——僅有力矩企圖使工件回轉(zhuǎn)時(shí)，才應(yīng)考慮支撐面接觸情況的系數(shù)，工件是安裝在支撐釘上取1.0。
——夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù)取0.3。
——工件于夾具支撐面間的摩擦系數(shù)取0.25。
= 500N
因?yàn)殓M削過(guò)程中軸向力相互抵消，所以對(duì)夾緊力要求不高，估算后夾緊力為500N，行程為20的液壓缸。
5.2.6 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程
一、 根據(jù)夾具的基本動(dòng)作可設(shè)計(jì)一個(gè)“啟動(dòng)—工進(jìn)—工退—停止”的工作循環(huán)液壓回路。
（1） 液壓缸在工作階段的負(fù)載值
動(dòng)摩擦阻力
工進(jìn)時(shí)的負(fù)載值
推力
（2） 由工進(jìn)的推力計(jì)算液壓缸面積
油腔壓力取0.8
活塞桿直徑d與缸筒直徑成 的關(guān)系，
，由標(biāo)準(zhǔn)取，。
由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：
根據(jù)上述和的值，估算液壓缸在工作階段中的壓力流量和功率：
進(jìn)油腔壓力：
流量： 取
功率：
二、 液壓系統(tǒng)圖的擬定
圖5.1 液壓原理圖
液壓回路的選擇見(jiàn)左圖（1）所示：
1：液壓泵，2：溢流閥，3：二位四通換向閥
三、 液壓元件的選擇
（1） 液壓泵的選擇：
液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為0.48，如果取進(jìn)油路上的壓力損失為0.3（表11-4），壓力繼電器調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力值為0.5，則小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為：
液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為0.025。若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10%估計(jì)，則泵的總流量為：
根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五卷表37.6-6得CB-B型齒輪泵。
（2）溢流閥的選擇查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五卷表37.8-17得YF-B8B型。
（3）換向閥的選擇查《機(jī)械設(shè)計(jì)是手冊(cè)》第五卷表37.8-4SE型球式電磁換向閥系列的二位四通
（4）油管
各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、輸出的最大流量計(jì)算：
工作時(shí)輸入流量
排出流量
運(yùn)動(dòng)速度
當(dāng)油液在壓力管中流速取時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)選擇油管。
第六章 結(jié)論
本次設(shè)計(jì)是在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。因此，它在四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)之后使我掌握了機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定內(nèi)容和順序：分析被加工零件—選擇毛坯設(shè)計(jì)—工藝過(guò)程—工序設(shè)計(jì)—編制工藝文件。首先重要分析了零件的技術(shù)要求，包括被加工面的尺寸精度和幾何形狀精度，各被加工表面之間的相互位置精度，軸承孔的同軸度和平行度，被加工表面的表面加工質(zhì)量及熱處理要求，對(duì)毛坯的要求等等。并對(duì)達(dá)到各個(gè)技術(shù)要求的主要影響因素進(jìn)行了分析，進(jìn)一步明了了制訂工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)解決的主要問(wèn)題，為制訂合理的工藝規(guī)程作好了準(zhǔn)備。毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀、尺寸等而確定和設(shè)計(jì)。工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)主要涉及的問(wèn)題是劃分工藝過(guò)程的組成、選擇定位基準(zhǔn)、選擇零件表面加工方法、安排加工順序和組合工序等。工序設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是為沒(méi)一工序選擇機(jī)床和工藝裝備，確定加工余量、工序尺寸和公差、確定切削用量、工時(shí)定額及工人技術(shù)等級(jí)等。最后就是編制所須的工藝文件。
通過(guò)專用夾具的設(shè)計(jì)讓我了解了設(shè)計(jì)夾具時(shí)的大致過(guò)程，針對(duì)不同的機(jī)床和零件的被加工表面設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)形式的夾具。夾具由定位元件或定位裝置、夾緊元件或夾緊裝置、對(duì)刀及引導(dǎo)元件、夾具體組成、連接元件、其他元件或裝置。而本次設(shè)計(jì)是鏜床夾具的設(shè)計(jì)，根據(jù)零件外型及加工表面的位置要求選用一面兩銷定位，因此，定位元件用兩個(gè)定位銷；而夾緊元件用壓板以保證零件在鏜削力的作用下正確的位置不改變；次夾具的對(duì)刀及引導(dǎo)元件選用鏜套來(lái)保證夾具和鏜刀的相對(duì)位置；本夾具的夾具體主要是底座，用于支承零件及連接鏜套等；次夾具的主要連接元件是螺釘、銷等。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的問(wèn)題，通過(guò)各種途徑想方設(shè)法的解決，比如說(shuō)：在考慮零件的加工方法的時(shí)候，軸承孔要用鏜床加工，在我的腦海里面鏜床是長(zhǎng)什么樣的都不清楚，還不要說(shuō)什么加工動(dòng)作。老師給我詳細(xì)的說(shuō)了但我還是很模糊，就自己跑到廠里面去仔細(xì)了解鏜床的加工過(guò)程。從遇到問(wèn)題到解決問(wèn)題的過(guò)程中，不僅僅只解決了問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)還學(xué)到了很多。這次設(shè)計(jì)結(jié)束我不但了解到箱體類零件的工藝，還學(xué)到了整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的方法和過(guò)程。
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了所學(xué)的專業(yè)知識(shí),對(duì)以后工作,特別是工藝規(guī)程和專用夾具的設(shè)計(jì)中起到相當(dāng)大的作用，對(duì)畢業(yè)生來(lái)說(shuō)是一次相當(dāng)大的鍛煉。
參考文獻(xiàn)
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致 謝
幾個(gè)星期以來(lái)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，讓我們不斷探索研究機(jī)械加工及設(shè)計(jì)的具體理論與方法，再結(jié)合老師耐心指導(dǎo)，使我們逐漸了解運(yùn)用一系列的可操作的機(jī)械設(shè)計(jì)的方法。我們從生活中區(qū)體會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)的無(wú)處不在，同時(shí)在該過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)中的種種不足之處，我們根據(jù)所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合。在開(kāi)始的設(shè)計(jì)中，雖然有很好的想法，但是要把它實(shí)踐與書(shū)面理論相結(jié)合還是有困難的，于是我們咨詢老師請(qǐng)求幫助，在老師的建議指導(dǎo)下我們一步步從簡(jiǎn)單開(kāi)始，在我們慢慢探索中，我們辛苦并愉快的實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)。為得出大概實(shí)物圖，我們運(yùn)用了CAXA,UG等設(shè)計(jì)軟件，從中我們也復(fù)習(xí)了以前的功課，讓我們受益匪淺。這次設(shè)計(jì)讓我們自己動(dòng)腦動(dòng)手，從理論到實(shí)踐，一步步通過(guò)與老師，與同學(xué)相互溝通，相互幫助，綜合大家的智慧得到最好的方案。我們學(xué)到的遠(yuǎn)比書(shū)本上的多得多，相信這些經(jīng)歷會(huì)在以后的生活中給我們更多的幫助。
再次感謝老師在這幾周里給我們的精心指導(dǎo)與幫助。