CA6140車床床頭I軸軸承座零件機械加工工藝及工裝夾具設(shè)計【鉆φ5長斜孔】

CA6140車床床頭I軸軸承座零件機械加工工藝及工裝夾具設(shè)計【鉆φ5長斜孔】,鉆φ5長斜孔,ca6140,車床,床頭,軸承,零件,機械,加工,工藝,工裝,夾具,設(shè)計,長斜孔 密級： 學(xué)號： 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 CA6140車床I軸軸承座零件機械加工工藝及工裝設(shè)計 學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 班 級： 12機設(shè)本1班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 2016年3月9日 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨立進行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權(quán)書。 不保密 □。 （請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√” ） 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 摘 要 本設(shè)計主要是對CA6140床頭I軸軸承座零件工藝規(guī)程及夾具進行設(shè)計研究。運用相關(guān)理論知識以及所學(xué)的機械制圖，進行設(shè)計。首先，介紹了論文的研究背景以及研究意義；其次從I軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計進行說明，其工藝規(guī)程包括選擇定位基準(zhǔn)、制定工藝路線、選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備以及確定加工余量、工序尺寸以及公差。一些工序的專用夾具設(shè)計。CA6140I軸軸承座零件的主要加工表面是平面及孔。最后進行了實證研究設(shè)計。根據(jù)設(shè)計類型需求，本設(shè)計主要按照先面后孔的原則進行設(shè)計，選用數(shù)控機床、采用手動夾緊。 關(guān)鍵詞：加工工藝，夾具，定位 Abstract This design is mainly for CA6140 I shaft bearing parts of the head of a bed process planning and design of fixture. Using relevant theoretical knowledge and learning mechanical drawing, carries on the design. First of all, introduced the thesis research background and research significance; Secondly from I shaft bearing machining process planning design, the choice procedure including locating datum, choice of process route, processing equipment and process equipment, and determine the machining allowance, process dimension and tolerance. Some special fixture design process. CA6140I main shaft bearing parts processing surface is flat and hole. Finally has carried on the empirical research design. Depending on the type of design requirements, the design is mainly according to the principle of surface before hole design, CNC machine tools, using manual clamping. Key Words：craft proces , tongs, fixed position 目 錄 第一章 緒論 1 第二章 I軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計 3 2.1零件的分析 3 2.2確定生產(chǎn)類型 3 2.3確定毛坯 4 2.4工藝規(guī)程設(shè)計 4 2.5確定切削用量及基本工時 8 2.6本章小結(jié) 20 第三章 鉆φ5長斜孔工序夾具設(shè)計 21 3.1問題的提出 21 3.2夾具的設(shè)計 21 3.3本章小結(jié) 26 第四章 鉆φ5長斜孔工序刀具設(shè)計說明書 27 4.1刀具類型確定 27 4.2刀具設(shè)計參數(shù)確定 27 4.3刀具工作草圖 28 第五章 鉆φ5長斜孔工序量具設(shè)計說明書 29 5.1量具類型確定 29 5.2極限量具尺寸公差確定 29 5.3極限量具尺寸公差帶圖 30 5.4極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計 30 結(jié) 論 31 參 考 文 獻 32 致 謝 33 第一章 緒論 鑒于出現(xiàn)的各種新型工藝，傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削的加工工藝已經(jīng)不能滿足目前的所有工藝要求，因此對于一些復(fù)雜的型面和一些特殊要求的零件，則需要更先進的機械制造技術(shù)來支持。隨著數(shù)控機床的出現(xiàn)，對于小批量零件和復(fù)雜形狀的零件加工極大的提高了生產(chǎn)效率和工藝精度，快速發(fā)展的計算方法和計算機技術(shù)也進一步促進了加工的發(fā)展過程,使在制造過程中的自動化程度達到一個新的階段。 機械制造自動化的發(fā)展非常迅猛，極大的提高了生產(chǎn)效率。工具(還包括在夾具、刀具、量具、輔具等)的不斷創(chuàng)新中,其功能非常重要。機床夾具對所加工的零件質(zhì)量、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成本也有著重要的的影響。因此,無論是哪一種,傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造的系統(tǒng)中夾具是非常重要的一個工藝裝備。 夾具主要經(jīng)歷了三個階段:第一階段,夾具最基本的功能就是夾持和固定工件，在工件加工和制造裝置的各工序中經(jīng)常被使用。在這個階段中，夾具只是發(fā)揮了最基礎(chǔ)的作用。第二個階段，是受到軍事生產(chǎn)和內(nèi)燃機以及車行業(yè)的不斷發(fā)展,夾具在大批量生產(chǎn)規(guī)模中越來越能發(fā)揮出其效率高和加工質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)勢，同時，各種各樣的定位和夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也逐步優(yōu)化，夾具就慢慢變成機床-工件-過程設(shè)備處理系統(tǒng)的重要支持內(nèi)容。在這一階段中，夾具是得到了快速和高效的發(fā)展。第三階段，在當(dāng)今現(xiàn)代化生產(chǎn), 隨著電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展,各種效率高、精度高的自動化夾具已取得了相當(dāng)大的改進，現(xiàn)代夾具的已經(jīng)逐步與機床適應(yīng)，具有較高的自動化性能和寬泛的適應(yīng)性。該階段的夾具具有高精度和寬適應(yīng)性，因此原來小批量生產(chǎn)的狀況可以向大批量生產(chǎn)發(fā)展，并且還能保證大批量生產(chǎn)的加工效率和精度要求，在這個階段，夾具發(fā)展的主要趨勢就是提升自動化水平。 一個好的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計,通常會使生產(chǎn)效率大大提高,同時能最大限度的保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量穩(wěn)定。尤其是對于輪廓結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則叉類型、桿類型的工件,幾乎每一道工藝都是離不開專業(yè)設(shè)計、提升效率的夾具。目前,對于一般規(guī)模的生產(chǎn)機械制造企業(yè),夾具設(shè)計、制造的工作量大概是整個新產(chǎn)品生產(chǎn)工藝工作量的六七成。在新產(chǎn)品工藝的設(shè)計階段，設(shè)計夾具工作的重要性是不低于正確選擇機床設(shè)備以及工藝參數(shù)的。在新產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造過程中，夾具的制造和生產(chǎn)、正確使用和維護調(diào)整對生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量都起著重要的作用。 本設(shè)計是作者學(xué)完機械設(shè)計相關(guān)課程以及機械制圖之后進行選題設(shè)計的，通過理論和實踐的結(jié)合，一方面可以進一步鞏固其所學(xué)的知識，做到學(xué)有所用；另一方面，通過設(shè)計的實踐，也可以驗證自己所學(xué)知識的情況，通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進一步提升自己的理論知識和實踐經(jīng)驗，為以后的工作、學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。 第二章 I軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 CA6140車床的主軸箱I軸軸承座，它位于車床變速機構(gòu)中,承擔(dān)著固定軸承的作用，以確保所需的速度和扭矩，這些主軸的回轉(zhuǎn)運動都是由操作人員來控制的。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為灰鑄鐵（HT150），其最低抗拉強度為150兆帕，屬于脆性材料，不適合鍛造和沖壓，但是鑄造和加工性能良好，因此，本零件的材料就使用灰鑄鐵進行加工。I軸軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的具體位置要求如下： 零件圖 (1) 中心圓孔φ90。 (2) φ135的外圓及其端面與φ90中心圓孔的垂度要求為0.03mm (3) φ90與φ75孔同軸度的要求為0.10mm (4)寬度為20的肩胛面與中心孔有0.03的垂直度要求。 通過上面的分析，我們可以得到先從I軸軸承座φ135的外圓及其寬度為20的肩胛面開始加工，然后再對專用夾具進行加工，同時要確保定位準(zhǔn)確。根據(jù)加工方法的經(jīng)濟性和機床所能實現(xiàn)的精度，同時I軸軸承座零件并沒有很復(fù)雜的加工表面，因此，常規(guī)的加工工藝就能保證工藝要求。 從上面的分析中可以獲知可以先加工I軸軸承座φ135的外圓及其寬度為20的肩胛面,然后使用專用夾具加工,作為基準(zhǔn),確保定位精度。根據(jù)加工方法的經(jīng)濟性和精密機床的位置可以實現(xiàn)準(zhǔn)確性,同時此I軸軸承座零件并沒有復(fù)雜的加工曲面，根據(jù)上述技術(shù)要求使用傳統(tǒng)的處理技術(shù)可以保證加工工藝。 2.2確定生產(chǎn)類型 已經(jīng)明確了I軸軸承座零件的生產(chǎn)類型屬于中批量生產(chǎn)，因此對工藝的安排如下，首先對于劃分加工過程階段的工序集中安排，加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，對于大量的則采用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料已經(jīng)確定為灰鑄鐵（HT150）,機床運行過程中對該零件的沖擊并不是很大，同時零件的機構(gòu)也比較簡單，同時，生產(chǎn)類型屬于中批量生產(chǎn)，因此選擇用金屬型鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊》125頁表1-4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為3mm。 2.3.3繪制鑄件零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) (1)粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的左端φ120外圓為主要的定位粗基準(zhǔn)，以寬度為20的肩胛面為輔助粗基準(zhǔn)。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 因為要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確度以及方便性，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的φ135的外圓及其肩胛面作為主要的定位精基準(zhǔn)． 2.4.2制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸和技術(shù)要求的定位精度,以及加工方法等確定經(jīng)濟性能，降低成本。在生產(chǎn)計劃制定的時候，充分考慮使用各種機床和專用夾具，同時盡量將各工序集中起來，以提高整體的生產(chǎn)效率。此外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果,以便盡可能地降低生產(chǎn)成本。選擇零件加工方法和技術(shù)路線方案如下: 表2.1工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 工序10 加工出φ135的外圓及其肩胛面與端面保證尺寸37mm 工序20 車φ135的外圓的端面保證尺寸35mm 工序30 鉆、擴φ75中孔 工序40 粗鏜中孔 工序50 挖環(huán)槽，主要是一次加工中孔內(nèi)環(huán)槽 工序60 精鏜中孔 工序70 鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 工序80 鉆孔、攻絲2-M10 工序90 銑B,D,C三平面 工序100 鉆φ10孔 工序110 鉆φ5短斜孔 工序120 鉆φ5長斜孔 工序130 對零件各尺寸進行完工檢測 工序140 用毛刷沾防銹油為零件防銹 表2.2工藝路線方案二 工序號 工序內(nèi)容 工序10 車端面成型，加工出φ135的外圓及其肩胛面 工序20 鉆、擴φ75中孔與端面保證尺寸35mm 工序30 挖環(huán)槽，主要是一次加工中孔內(nèi)環(huán)槽 工序40 鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 工序50 鉆孔、攻絲2-M10 工序60 銑B,D,C三平面 工序70 鉆φ10孔 工序80 鉆φ5短斜孔 工序90 鉆φ5長斜孔 工序100 熱處理 工序110 粗、精鏜中孔 工序120 對零件各尺寸進行完工檢測 工序130 用毛刷沾防銹油為零件防銹 兩個工藝方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一把工件加工過程分享非?；靵y和分散,基準(zhǔn)沒有保證,加工精度低,不符合現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，同時增加熱處理后的粗加工,所以,壓力可能是由于熱處理造成零件在使用過程中可能會出現(xiàn)變形。方案二是加工工序集中減少了二次裝夾，這樣可以防止出現(xiàn)由此造成的裝夾誤差，同時縮短裝換刀具的時間，處理好前面這個又能成為下一個加工的基準(zhǔn)，使得這一過程很清楚容易提高加工精度,針對批量生產(chǎn)是非常合適的,同時增加熱處理后的粗加工, 由于加工造成的中工應(yīng)力，從而使提零件使用過程中不出現(xiàn)變形所以。經(jīng)過對兩種工藝方案的比較，,考慮到方便加工零件,加工精度,而且還在批量生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 (1)機床的選擇 工序70采用X6022型臥式銑床 工序50、60、80、90、100 采用Z535立式鉆床 工序110采用T618臥式鏜床 工序20、30、40數(shù)控車床TY-6135 (2)選擇夾具 該軸承座的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 (3)選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鏜孔φ90，由于精度高，可采用硬質(zhì)合金鏜刀，其它的加工用高速鋼麻花鉆便可． (4)選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 (5)其他 使用千分表來測試垂直度誤差,尺寸的角度使用專用夾具,其他大小常見的測量工具。 2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面的數(shù)據(jù)已經(jīng)可以初步確定工件的總加工余量,正對各個表面的加工余量如下表所示： 表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、精度要求、粗糙度 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 精度要求 工序尺寸 表面粗糙度 工序簡圖 工序10 車肩胛面成型 3 IT9 φ135 3.2 工序20 鉆擴φ75中孔 IT12 φ75, φ84 12.5 工序30 挖環(huán)槽 IT10 6.3 工序40 鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 IT12 Φ9 12.5 工序50 鉆孔、攻絲2-M10 IT10 2-M10 6.3 工序60 銑B,D,C三平面 3 IT10 6.3 工序70 鉆φ10孔 IT12 φ10 12.5 工序80 鉆φ5短斜孔 IT12 φ5 12.5 工序90 鉆φ5長斜孔 IT12 φ5 3.2 工序110 粗、精鏜孔 3 IT8 φ90 3.2 k 在數(shù)控機床加工原理的軸向方向加工零件，一次性成型。同時，基準(zhǔn)疊加原理，以保證加工表面形狀和位置公差的要求，因為零件具有結(jié)構(gòu)簡單，在加工過程中的工藝原理，所以在工藝布置中不存在基準(zhǔn)重合度誤差，避免由于加工難度引起的基準(zhǔn)不重合，也能滿足零件表面形狀和位置公差的要求，符合零件設(shè)計師最初的思想。 2.5確定切削用量及基本工時 2.5.1工序1：車肩胛面成型 機床：TY-6135數(shù)控車床，刀具：45度車刀,因其單邊余量：Z=3mm 所以車削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取車削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際車削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.2工序2：鉆,擴φ75中孔,車端面，倒角 工件材料為灰鑄鐵（HT150），硬度為200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工 機床為TY-6135型 號的數(shù)控 車床。鉆頭為?73mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼 麻花鉆，磨出雙 錐和修 磨橫刃，45度車刀。 確定鉆削用量 ①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查TY-6135數(shù)控車床說明書，取。 根據(jù)參考文 獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（通過機床 說明書獲知），根據(jù)參 考文獻[2]，表28-9，允許的 進給量。 由于所選進給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查TY-6135數(shù)控車床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 ③校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.76min 擴Φ75的通孔 加工機床為TY-6135數(shù)控車床。擴孔鉆 為標(biāo)準(zhǔn) 高速鋼擴孔鉆； 確定擴孔切 削用量 ①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-31，有 。根據(jù)TY-6135數(shù)控車床說明書，取=0.57mm/r。 ②確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度，有： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.16min 2.5.3工序3：挖環(huán)槽，為了簡便起見三個槽僅算一個 機床：TY-6135數(shù)控車床 ①車寬４的槽 車削深度 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際車削速度： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 共三個環(huán)槽所以0.43X3=1.23 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：2.03min 2.5.4工序４：鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 機床：Z535立式鉆床 刀具：9直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文 獻[2]表28-8，鉆頭強 度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說 明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的 進給量。 由于所選進給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min 2.5.5工序5：攻M10×1.5的螺紋 機床：Z535立式鉆床 刀具：細(xì)柄機用絲錐（） 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.33min 2.5.6工序6：銑B,D,C三平面 機床：X6022型臥式銑床 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： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度： 參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為5 機動時間：，0.127×5×3=1.91 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.57min 2.5.7工序7：鉆Φ10的孔 機床：Z535立式鉆床 刀具：10直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考 文獻[2]表28-8，鉆頭強度所 允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機 床說明書查出），根據(jù) 參考文獻[2]，表28-9，允許的 進給量。 由于所選進給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min 2.5.8工序8：鉆Φ5短斜孔 機床：Z535立式鉆床 刀具：5直柄短麻花鉆 (1)確定鉆削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文 獻[2]表28-8，鉆頭強度所允 許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說 明書查出），根據(jù)參考 文獻[2]，表28-9，允許 的進給量。 由于所選進給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 (2)確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 (3)校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min 2.5.9工序9：鉆Φ5長斜孔 機床：Z535立式鉆床 刀具：5直柄短麻花鉆 (1)確定鉆削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文 獻[2]表28-8，鉆頭 強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機 床說明書查出），根據(jù) 參考文獻[2]，表28-9，允 許的進給量。 由于所選進給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 (2)確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 (3)校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min 2.5.10工序10：粗鏜Φ90的孔: 機床：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。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進給量。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-41取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min 2.5.11工序11精鏜孔Φ90: 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實際切削速度，： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 所以該工序總機動工時 查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：1.86min 2.6本章小結(jié) 本章主要從零件的結(jié)構(gòu)和形狀分析,計算了毛坯的設(shè)計基礎(chǔ)。通過查閱有關(guān)的資料,設(shè)計出零件的加工毛坯。在制定工藝流程的時候,我們通過比較兩種方案,選擇了一個最佳的解決方案。在計算的每一步的用量減少,刀具和機床,是第一選擇發(fā)現(xiàn)通過觀察數(shù)據(jù),計算所需的機床的速度,然后通過機器規(guī)格選擇最近的數(shù)值計算的切削速度和機動時間。在計算每一步的切削用量的時候，是通過選擇刀具和機床后，計算機床所需的轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)說明書來選擇相應(yīng)的數(shù)值，就得出了切削速度和機動時間。 重寫第三章的換寫的設(shè)計內(nèi)容：注意看批注！ 第三章 鉆φ5長斜孔工序夾具設(shè)計（要換改為其他孔工序的夾具設(shè)計）有關(guān)圖紙的地方，全部按照另外設(shè)計的附圖！ 為了保證加工的精度和零件的質(zhì)量，提高操作人員的生產(chǎn)效率，在加工軸承座零件的時候需要使用處理軸承零件時需要使用特殊的夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計一套鉆φ5長斜孔夾具。 3.1問題的提出 本夾具主要用來鉆φ5長斜孔。這個孔中心線與φ135外圓有尺寸精度要求為，與中心孔軸線夾角為30度。因為位置精度要求不高，對于表面的粗糙程度也沒有特別的要求，因此在本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何提升生產(chǎn)效率，降低操作人員勞動強度。 3.2夾具的設(shè)計 (1)定位基準(zhǔn)的選擇 此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為5直柄加長自制麻花鉆。由零件分析，選擇用φ135外圓加上寬為20的一面定位，就可以限制5個自由度，在由下面的小孔加個銷就可以實現(xiàn)完全定位。 (2)定位元件與夾緊元件的選擇： 換為重新設(shè)計過的對應(yīng) 圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80） 查參考文獻[1]，表5.2-6，選用固定式定位銷 壓緊采用螺旋夾緊，如下圖圖3.1 換重新設(shè)計過的相應(yīng)夾具 圖3.12 壓緊螺旋夾緊 (3)切削力與夾緊力的計算 因為本道工序是完成鉆削螺紋底孔，所以切削力就是為鉆削力。由參考文獻[1]，表2.4-69得： 軸向力F： 扭矩M： 式中： ∴ 如圖： 圖3.14 扭矩圖 由上圖可以看出，夾緊力F的方向與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，因此，夾緊力F不需要太大，只要保證工件和夾具之間有相對移動就行了。 (4)鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 該孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求。考慮到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻[1]，表5.2-13選用可換鉆套，當(dāng)出現(xiàn)磨損時候就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。 表3.1 可換鉆套 d D H h C r 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 5 +0.041 +0.020 30 +0.021 +0.008 46 42 25 12 5.5 18 1 3 2.5 圖3.16 鉆套用襯套 表3.2 鉆套用襯套 d D H C 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 30 +0.041 +0.020 42 +0.033 +0.017 25 1 3 圖3.17 鉆套螺釘 表3.3 鉆套螺釘 d L1 d1 D d2 L L0 n t 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 M8 5.5 +0.20 +0.05 12 -0.05 -0.16 20 6 22 11.5 2 2.5 根據(jù)分析可 知，本設(shè)計中的鉆模板應(yīng)選擇伸出式鉆模板，通過使用螺釘將伸出式模板連接在 夾具體上。在連接安裝過程中，首先要通過銷定位固定好位置。 （5）夾具精度分析 使用夾具在機 床上加工、機床、夾具、工件和刀具,形成一個封閉的處理系統(tǒng)。他們相 互聯(lián)系,最終形成正確的位置關(guān)系工件和工具。因此在夾具設(shè)計中,當(dāng)確定結(jié)構(gòu)方案,處 理設(shè)計的夾具精度分析和誤差計算。 過程表明,這個過程 只有φ5孔,孔的精度,不需要只考慮保證它與中央垂直孔就可以了。因為是垂 直鉆井,這是一個兩個銷定位, 可能有垂直方向的偏轉(zhuǎn)(見鉆井裝配圖)。與之前相同的計算。 轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）： 圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖 除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有： 1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差： 2）、襯套與鉆套配合的最大間隙： 3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙： 4）、鉆套的同軸度公差： ∴綜合誤差為： 能滿足零件要求。 ⑥夾具設(shè)計 夾具的設(shè)計參考鉆孔夾具零件圖。 在此處要寫出夾具的整個裝夾詳細(xì)過程（用到什么輔助工具，怎樣實現(xiàn)定位，螺絲，等等）?。?！ 3.3本章小結(jié) 本章主要是對夾具結(jié)構(gòu)的展開設(shè)計，同時對其精度進行分析。本章的重點是關(guān)于零件如何定位、夾緊在夾具體上面。在選擇基準(zhǔn)面時候，在這里主要使用了一個面上分別由圓柱銷和削邊銷兩個銷來定位的方案。它們分別通過已經(jīng)處理過的長中心孔和大端面的孔,又在中心孔定位,以便零件能在夾具上面定位。選擇壓緊件時,分別使用了移動和轉(zhuǎn)動壓盤。最后得出夾具的設(shè)計方案,同時參考資料來核算夾具定位誤差。 第四章 鉆φ5長斜孔工序刀具設(shè)計說明書 4.1刀具類型確定 此道工序保證的尺寸精度要求較高φ90內(nèi)孔端面必須垂直，因此選90度閉孔鏜刀。 4.2刀具設(shè)計參數(shù)確定 序號 項目 數(shù)據(jù)來源或公式計算 采用值 1 刀具類型 表2-6、2-7 直柄麻花鉆 2 刀具材料 W18Cr4V 3 幾何角度 表2-7、2-8、2-9 Λs=-4度 γo=15度 αo=8度 αo’=6度κr=90度κr’=56度 γε=2mm 4 斷削參數(shù)前面型式 表2-11、2-12（f=1.3mm/r） 帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面 Ln=3.5mγo1=-5度 br1=0.045 qn=2 5 過渡刃 表2-13（ap=0.5mm） 過渡刃和修光刃 bε=0.18 7 外型結(jié)構(gòu)尺寸 表3-5（刀具設(shè)計手冊） 4.3刀具工作草圖 第五章 鉆φ5長斜孔工序量具設(shè)計說明書 設(shè)計Ф90D7孔的塞規(guī)，首先確定被測孔的極限偏差，查公差書第三章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得Ф90D7的上偏差ES=+0.021mm,下偏差EI=0mm。公差等級為IT7。 5.1量具類型確定 Ф90D7的量具查得用圓柱柄圓柱塞規(guī)。 5.2極限量具尺寸公差確定 （1） 確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT7尺寸φ20的量規(guī)公差為T=0.0024mm,位置要素Z=0.0034mm.。 （2）計算工作量規(guī)的極限偏差： φ20H7孔用塞規(guī)： 通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=（0+0.0034+0.0012）=+0.0046mm 下偏差=EI+Z-T/2=（0+0.0034-0.0012）=-0.0022mm 磨損極限= EI=0mm 止規(guī)：上偏差=ES=+0.021mm 下偏差=ES-T=（+0.021-0.0024）=+0.0186mm 5.3極限量具尺寸公差帶圖 5.4極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié) 論 通過實施結(jié)果，軸承 座的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效 率得到了極大的提高，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。而加工精度也能滿 足設(shè)計要求。在直接經(jīng)濟效益，節(jié)省大量的處理時間。 通過對CA6140普通車床床頭I軸軸承座零件的加工工藝的研究，在使用切削工具、測量工具、工藝流程的合理選擇和科學(xué)設(shè)計上面都有了較大的進步。通過本文的論述，選擇合理和科學(xué)的設(shè)計，對有效提高 加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，增寬加工的適用性，提升穩(wěn)定性和可靠性，獲 取良好的經(jīng)濟效益，同時為同類情況的解決方案提供借鑒。 通用性強的夾具,工件快速和容易,并能滿足精度要求同時,簡單和方便,制造成本低。 在刀具方面,由于孔加工的尺寸精度和表面粗糙度要求不高,因此使用麻花鉆。這種購買更方便一些,而且比深孔鉆便宜。在刀具的幾何角度方面,麻花鉆螺旋角的軸角。加工時,切削力和切削熱隨增加的螺旋角(切割),快速切削,刀具壽命。為此,在保證強度的 前提下,有效地降 低切削力和切削溫度,提高刀具的使用壽命和生產(chǎn)效率。 通過本成果的 實施,軸承座的加 工質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。同時加工精度完全可以滿足設(shè)計要求，節(jié)省大量的處理時間。 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M]．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2012． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2010． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M]．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2013．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M]．貴州人民出版社，2009．4． [7] 胡建新．機床夾具[M]．中國勞動社會保障出版社，2011．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊[M]．安徽文化音像出版社，2013． [9] 王先逵．機械制造工藝學(xué)[M]．機械工業(yè)出版社，2010． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987． [12] 王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2012．8． 致 謝 39