3551 推動架加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計

3551 推動架加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計,推動,推進,加工,工藝,關(guān)鍵,癥結(jié),樞紐,工序,工裝,設(shè)計 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 25 頁1 緒論1.1 畢業(yè)設(shè)計的目的本次課程設(shè)計是我們在畢業(yè)設(shè)計前一次重要的實踐設(shè)計，對所學的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課能很好的進行系統(tǒng)的復(fù)習，也是我們在進行畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。本設(shè)計要求學生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和推動架的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設(shè)計，并完成必要的設(shè)計計算 1。通過這樣一個典型環(huán)節(jié)綜合訓練，達到綜合訓練學生運用所學知識，解決工程實際問題的能力。1.2 推動架工藝設(shè)計的基本情況推動架是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的零件之一，生產(chǎn)量比較大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設(shè)計，并在關(guān)鍵工序使用組合機床或?qū)Ｓ脵C床進行加工。本課題即以此為背景，要求學生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設(shè)計，并完成必要的設(shè)計計算。工藝設(shè)計以保證質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)可靠為原則。對工件進行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，首先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點：能穩(wěn)定地保證工件的加工精度；能提高勞動生產(chǎn)率；能擴大機床的使用范圍；能降低成本 2。通過這樣一個典型環(huán)節(jié)綜合訓練，達到綜合訓練學生運用所學知識，解決工程實際問題的能力。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 25 頁2 零件分析2.1 零件的工藝分析推動架共有二組加工表面，其相互有一定關(guān)聯(lián)要求。分析如下：以 32 為中心的一組加工表面，這一組加工表面包括：45mm、60mm、16 孔。以 16 孔為中心的一組加工表面，這一組加工表面包括：40mm、25mm、6 1 槽孔、6 9 槽孔、M8 孔。經(jīng)過分析，為了保證加工精度和降低加工成本，將 32 孔和 16 作為定位基準，以他為工藝基準能很好保證其他各個尺寸要求，完全可以達到圖紙要求。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工第一組表面，再以第一組加工后表面為精基準加工另外一組加工面。2.2 零件的作用設(shè)計題目給定的零件是推動架，生產(chǎn)綱領(lǐng)為 50000 件/年，查表可知該產(chǎn)品為大批生產(chǎn)。推動架主要是用來安裝在機床上，起到導向的作用使機床實現(xiàn)進給運動。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 25 頁3 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮零件受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。3.2 基準的選擇粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。精基準的選擇。主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。為了使基準統(tǒng)一，先選擇 32孔和 16 孔作為基準。3.3 工藝路線的選擇制定工藝路線得出發(fā)點，應(yīng)當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)已確定的情況下，可以考慮采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降 3。3.3.1 方案一工序一 備毛坯工序二 熱處理工序三 銑面 A、B （見工序卡）工序四 銑面 E、F （見工序卡）工序五 擴孔 32，孔口倒角工序六 車端面，鉆孔 10，車孔 16，孔口倒角工序七 鉆擴鉸 16 孔工序八 鉆孔 6，锪孔工序九 鉆 M8 底孔 6.6，攻 M8 孔工序十 銑槽 6 1、6 9工序十一 去毛刺 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 25 頁工序十二 檢測3.3.2 方案二工序一 備毛坯工序二 熱處理工序三 銑面 A、B （見工序卡）工序四 銑面 E、F （見工序卡）工序五 擴孔 32，孔口倒角工序六 車端面，鉆孔 10，車孔 16，孔口倒角工序七 銑槽 6 1、6 9工序八 鉆擴鉸 16 孔工序九 鉆孔 6，锪孔工序十 鉆 M8 底孔 6.6，攻 M8 孔工序十一 去毛刺工序十二 檢查3.3.3 工藝路線分析比較工藝路線一與工藝路線二的差別在于對 16 銷孔和銑槽 6 1、6 9 的加工安排的不同，工藝路線一將 16 銷孔作為基準，加工槽 6 1、6 9，基準統(tǒng)一，能很好的保證槽 6 1、6 9 的精度要求，所以此次設(shè)計依據(jù)工藝路線一來開展設(shè)計。3.4 機械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的確定推動架零件材料為 HT200，生產(chǎn)類型為大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）內(nèi)孔和外圓的加工余量及公差查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 （以下稱工藝手冊 ）表 2.22.5，取 32內(nèi)孔單邊加工余量為 2mm。（2）銑削加工余量粗銑 1.5mm精銑 0.5mm其他尺寸直接鑄造得到 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 25 頁由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認 5。3.5 確定切削用量及基本工時準備毛坯，進行熱處理。3.5.1 工序三 銑面 A、B（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機床： XA6132 臥式銑床。（c）刀具：高速鋼圓柱銑刀，深度 apPcc。故校驗合格。ap1=1.8mm， ap2=0.2mm， nc=475r/min， Vfc=475mm/s， Vc=119.3m/min， fz=0.16mm/z。（3）計算工時 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 25 頁tm2 L/n fz=2 （100+60）/475 0.16=4.2min。3.5.2 工序四 銑面 E、 F （1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機床： XA6132 臥式銑床。（c）刀具：高速鋼圓柱銑刀，深度 apPcc。故校驗合格。最終確定ap1=1.8mm， ap2=0.2mm， nc=475r/min， Vfc=475mm/s， Vc=119.3m/min， fz=0.16mm/z。（3）計算工時tm2 L/n fz=2 （50+35+60）/475 0.16=3.8min。3.5.3 工序五 擴孔 32，孔口倒角（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機床： C6116 車床。（c）刀具：擴孔麻花鉆，倒角車刀。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 25 頁（2）切削用量查切削手冊 mm/r， ，所以，86.0r/m7.f 325.140dlmm/r。70.f按鉆頭強度選擇 mm/r，按機床強度選擇 mm/r。5.1f 6.0f最終決定選擇機床已有的進給量 mm/r，經(jīng)校驗 ，校驗48.0f max785Ff成功。（a）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削手冊 ）為 0.5mm0.8mm，壽命 。in60T（b）切削速度查切削手冊 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10cv0.1TVK.1MV.tvK， ， ，故 mm/r。5.1Kxv.1vapvK5c。 min/r7.53094.0dns（3.3）查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速 。in/r452cn故實際的切削速度 mm/r。7.10scdv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73M2.4mmcMkw ，故滿足條件，校驗成立。0.kw.1cPEP（3）計算工時。 in3.0745212nflLtm（3.4）3.5.4 工序六 車端面，鉆孔 10，車孔 16，孔口倒角（1）加工條件工件材料： HT200，鑄造。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 25 頁機床： CA6140 車床。刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o120，45 度車刀。（2）鉆孔切削用量查切削手冊 mm/r， ，所以，86.0m/r7.f 36.210dlmm/r。 70.f按鉆頭強度選擇 mm/r，按機床強度選擇 mm/r。5.1f .f最終決定選擇機床已有的進給量 mm/r，經(jīng)校驗 N ，校驗48.0f 7085fFmax成功。（a）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削手冊 ）為 0.5mm0.8mm，壽命 。in60T（b）切削速度查切削手冊 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10cv0.1TVK.1MV.tvK， ， ，故5.1Kxv.1vapvKmm/r， r/min。c 7.530914.0dns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速 r/min。2cn故實際的切削速度 mm/r。 7.10scv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73M2.4mmcMkw ，故滿足條件，校驗成立。0.kw.1cPEP（3）計算工時。 in14.704526nflLtm（3.5）3.5.5 工序七 鉆擴鉸 16 孔 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 25 頁（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機床： Z5215A 搖臂鉆床。（c）刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭（a） ，14 高速鋼麻花鉆、15.8 高速鋼擴孔鉆、16 高速鋼標準鉸刀，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o120。（2）切削用量查切削手冊 ， ，所以，r/m86.0r/7.f 325.160dlmm/r。70.f按鉆頭強度選擇 mm/r，按機床強度選擇 mm/r。5.1f .0f最終決定選擇機床已有的進給量 mm/r，經(jīng)校驗 N ，校驗48.0f 785fFmax成功。（a）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削手冊 ）為 0.5mm0.8mm，壽命 。in60T（b）切削速度查切削手冊 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10cv0.1TVK.1MV.tvK， ， ，故5.1Kxv.1vapvKmm/r， r/min。c 7.530914.0dns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速 r/min。2cn故實際的切削速度 mm/r。 86.190scv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73M2.4mmcMkw ，故滿足條件，校驗成立。0.kw.1cPEP（3）計算工時。 in26.074513nflLtm 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 共 25 頁（3.6）3.5.6 工序八 鉆孔 6，锪孔（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機床： Z5215A 搖臂鉆床。（c）刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，6 高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o120。（2） 切削用量查切削手冊 ， ，所以，r/m86.0r/7.f 3.167dl。r/m70.f按鉆頭強度選擇 ，按機床強度選擇 。r/5.1f r/m.0f最終決定選擇機床已有的進給量 ，經(jīng)校驗 N ，校r/48.0f 785fFmax驗成功。（a）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削手冊 ）為 0.5mm0.8mm，壽命 。in60T（b）切削速度查切削手冊 ，修正系數(shù) ， ， ，r/m10cv.1TVK.1MV.tvK， ， ，故 ，5.1Kxv.1vapvKr/5c。in/7.53094.0rdns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速 。 min/452rc故實際的切削速度 。 /1.80scndv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73M2.14mmcM，故滿足條件，校驗成立。Ec PPkw0.1（3）計算工時 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 共 25 頁。min06.74521nflLtm3.5.7 工序九 鉆 M8 底孔 6.6，攻 M8 孔（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機床： Z5215A 搖臂鉆床。（c）刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，6.6 高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o120。（2）切削用量查切削手冊 ， ，所以，r/m86.0r/7.f 39.165.dl。r/m70.f按鉆頭強度選擇 ，按機床強度選擇 。r/5.1f r/m.0f最終決定選擇機床已有的進給量 ，經(jīng)校驗 N ，校r/48.0f 785fFmax驗成功。（a）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削手冊 ）為 0.5mm0.8mm，壽命 。in60T（b）切削速度查切削手冊 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10cv0.1TVK.1MV.tvK， ， ，故5.1Kxv.1vapvKmm/r， r/min。c 7.530914.0dns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速 r/min。 2cn故實際的切削速度 mm/r。 36.910scv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73M2.4mmcM，故滿足條件，校驗成立。Ec PPkw0.1 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 25 頁（3）計算工時。min06.74521nflLtm3.5.8 工序十 銑槽 6x1、6x9（1）加工條件工件材料： HT200，鑄造。機床： X62A 臥式銑床。刀具：高速鋼圓柱銑刀，深度 apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=3mm， nc=475r/min， Vfc=475mm/s， Vc=8.49m/min， fz=0.16mm/z。（3）計算工時 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 25 頁tm4 L/n fz=4 （27+6）/475 0.16=1.73min。 （3.8）4 切削用量的確定正確、合理地確定切削用量，對提高切削效率，保證刀具耐用度，保證加工的經(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用 6。4.1 粗加工時切削用量的確定粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯切削余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）及必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。金屬切除率可以用下式計算： Zw 1000 Vfap式中： Zw單位時間內(nèi)的金屬切除量（mm 3/s） ， V 切削速度（m/s） ， f 進給量（mm/r） ， ap切削深度（mm） 。提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 25 頁個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的確定是：首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度（ ap） ，其次選擇一個較大的進給量度 f，最后確定一個合適的切削速度 V。選用較大的 ap和 f 以后，刀具耐用度顯然也會下降，但要比 V 對刀具耐用度的影響小得多，因此使 V、 f、 ap的乘積盡可能大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大 ap可使走刀次數(shù)減少，增大 f 又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則確定粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的 7。4.1.1 切削深度的確定粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量很大，一次不能切完時，應(yīng)考慮分多次走刀 8。4.1.2 進給量的確定粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，進給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應(yīng)考慮到機床進給機構(gòu)的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應(yīng)適當減小進給量 9。4.1.3 切削速度的確定粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應(yīng)適當降低切削速度 10。4.2 精加工時切削用量的確定精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求較粗加工高，加工余量小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。4.2.1 切削深度的確定精加工時的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當背吃刀量較大時，切削力顯著增加，影響加工質(zhì)量 11。4.2.2 進給量的確定 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 25 頁精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力增大，表面質(zhì)量下降 12。4.2.3 切削速度的確定切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍 13。由此可見，精加工時選用較小的背吃刀量 ap和進給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求 14。5 夾具設(shè)計5.1 夾具的作用夾具是卡緊工件用的。比如機床加工時，主軸有幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，工件必須要固定好，否則工件飛出傷人后果嚴重。夾具設(shè)計要合理，即卡緊可靠，又要定位準確，較少誤差，并保護好已加工好的表面。才能保證工件質(zhì)量。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， 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 25 頁夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。為保證工件的加工要求，必須使工件在機床上處于準確的位置，夾具就是用來實現(xiàn)這一要求的。夾具的作用有四點：（1）保證加工精度采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。（2）提高生產(chǎn)率、降低成本用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。 （3）擴大機床的工藝范圍使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機床的作用。（4）減輕工人的勞動強度用夾具裝夾工件方便、快速，當采用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度。5.1.1 夾具設(shè)計的基本要求一臺優(yōu)良的機床必須滿足下列基本要求：(1)保證工件的加工精度保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確的選定定位基準，定位方法和定位元件，必要時還需要進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，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)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相對應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。(3)工藝性能好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于操作、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等。(4)使用性能好專用夾具的操作應(yīng)簡便，省力，安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機械化夾具裝置，以減輕操作者的 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 25 頁勞動強度。5.2 定位元件的選擇在設(shè)計夾具的過程中要考慮到工件是否正確定位，保證加工精度，縮短安裝時間，提高勞動生產(chǎn)率，擴大機床工藝范圍，實現(xiàn)一機多能，操作方便，可降低對工人的技術(shù)要求，還可減輕工人的勞動強度。夾具包括定位元件裝置，夾緊裝置，對刀導向元件，連接元件以及其他夾緊裝置和夾具體。常見的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷、錐面定位銷、V 形塊、定位套、錐度心軸等等。本設(shè)計所選用的定位元件是心軸、定位銷。它的優(yōu)點是：在夾緊過程中能保持推動架安裝定位時獲得正確位置；操作方便、省力、安全；結(jié)構(gòu)簡單，是標準化元件。由于所加工零件的基準和所設(shè)計的基準重合，所以能很好的保證了加工精度。5.3 夾緊元件的選擇工件在夾具中定位后一般應(yīng)夾緊，使工件在加工過程中保持以獲得的定位不被破壞。由于工件在加工過程中受切削力，慣性力、夾緊力等的作用，會形成變形或位移，從而影響工件的加工質(zhì)量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個十分重要的問題。為了獲得良好的加工效果，一定要把工件在加工過程中的位移、變形等控制在加工精度所允許的范圍之內(nèi)。夾緊時間的處理有時會比定位的設(shè)計更為困難，從設(shè)計難度上講，夾緊機構(gòu)往往花費設(shè)計人員較多的心血。本夾具所采用的夾緊元件是螺母，用一個螺母加墊片跟心軸固定，從而實現(xiàn)夾緊。5.3.1 夾緊機構(gòu)設(shè)計主要原則（1）夾緊時不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置。（2）夾緊力應(yīng)保證工件位置在整個加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動。（3）使工件不產(chǎn)生過大的變形表面損傷。（4）夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的剛度和強度，手動夾緊機構(gòu)必須保證自鎖，機動夾緊機構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。（5）夾緊機構(gòu)必須安全、省力、方便、符合工人操作習慣。（6）夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。夾緊元件是用以夾緊工件的，用于固定工件以獲得的正確的元件，本設(shè)計所選 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 25 頁用的主要定位元件是心軸，它的優(yōu)點是：在夾緊過程中能保持推動架安裝定位時獲得正確位置；操作方便、省力、安全；結(jié)構(gòu)簡單，是標準化元件。5.3.2 切削力及夾緊力的計算（1）定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇一端面和孔 32 和孔 32 為定位基準面，保證加工的基準和設(shè)計的基準重合，再使用快速螺旋夾緊機構(gòu)進行夾緊。（2）切削力和夾緊力計算本步加工按鉆削估算夾緊力。實際效果可以保證可靠的夾緊。鉆削軸向力：N19802.01670 zfyfFidkC扭矩 Nm68.35. tztT夾緊力為 N2f取系數(shù) S1=1.5S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 f=S1 S2 S3 S4 F=24.1N使用快速螺旋定位機構(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。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu) 15。6 組合機床設(shè)計組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標準化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進行加工的高效專用機床。組合機床能對工件進行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。組合機床可分為具有 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 25 頁固定夾具的單工位組合機床、具有移動夾具的多工位組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床三類。6.1 組合機床總體設(shè)計-“三圖一卡”繪制組合機床“三圖一卡” ，就是針對具體，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行組合機床總體方案圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡等 16。6.1.1 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機床（或自動線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計研究合同外，它是組合機床設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件工序圖基礎(chǔ)上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括：（1）被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。本工序加工部位用粗實線表示，其余部位用細實線表示。當需要設(shè)置中間導向時，則應(yīng)把設(shè)置中間導向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。（2）本工序所選用的定位基準、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進行夾具的支撐、定位、夾緊和導向等機構(gòu)設(shè)計。（3）本工序所選用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基地直接發(fā)生關(guān)系。當本工序定位基準與設(shè)計基準不符時，必須對加工部位的位置精度進行分析和換算，并把不對稱公差換算為對稱公差。對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認真分析。當本工序有特殊要求時必須注明。（4）注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量 17。6.1.2 加工示意圖（1）加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達工 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 25 頁藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖；是設(shè)計刀具，輔具，夾具，多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力件，繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。加工示意圖應(yīng)表達和標注的內(nèi)容有：機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程，工件、夾具、刀具及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸，主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度。（2）繪制加工示意圖的注意事項加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，按比例用細實線畫出工件外形、加工部位，加工表面畫粗實線，必須使工件和加工方位與機床布局相吻合。為簡化設(shè)計，同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸（即指加工表面，所用刀具及導向，主軸及接桿等規(guī)格尺寸，精度完全相同時，只畫一根，但必須在主軸上標注與工件孔號相對應(yīng)的軸號） 。一般主軸的布置不受真實距離的限制，當主細彼此間很近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導向裝置時，必須以實際中心距嚴格按比例畫，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導向裝置等是否相互干涉 18。（3）選擇刀具、導向裝置及切削用量、轉(zhuǎn)矩、進給力、功率和有關(guān)聯(lián)系尺寸的計算。（a）刀具的選擇選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求。只要條件允許，應(yīng)盡量選用標準刀具。本工序是粗銑，選用硬質(zhì)合金鉆頭。刀具尺寸應(yīng)滿足加工要求。（b）導向結(jié)構(gòu)的選擇導向裝置的作用：保證刀具相對工作的正確位置，保證刀具間正確的位置，提高刀具系統(tǒng)的支撐剛性。本工序的切削速度最大不過 V =50m/min。（c）確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向力和切削功率確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向力和切削功率是為了分別確定主軸及其他傳動件尺寸、選擇滑臺、主電動機提供依據(jù)。（d）確定聯(lián)系尺寸其中最重要的聯(lián)系尺寸是工件端面到軸箱端面之間的距離，它等于刀具懸伸長度、主軸外伸長度之和，再減去加工端面的厚度。為了使機床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量使工件端面至軸箱距離最小。因此首先從所有刀具中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具， 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 25 頁使其接桿最短，以獲得加工終了時軸箱前端面到工件端面之間所需的最小距離，并據(jù)此確定全部刀具、接桿（或卡頭） 、導向托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。主軸端部須標注外徑和孔徑（ D d） 、外伸長度 L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸須標注直徑和長度；導向結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)標注直徑、長度、配合；工件至夾具之間的尺寸須標注工件離導套端面的距離；還須標注托架與夾具之間的尺寸 19。6.1.3 機床聯(lián)系尺寸總圖（1）機床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內(nèi)容（a）機床聯(lián)系尺寸總圖的作用機床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的，是用來表示機床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖，用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供主要依據(jù)；它可以看成是機床總體外觀簡圖，由其輪廓尺寸，占地面積、操作方式等可以檢驗是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境 20。（b）機床聯(lián)系尺寸總圖的內(nèi)容：表明機床的配置型式和總布局。以適當數(shù)量的視圖（般至少兩個視圖，主視圖應(yīng)選擇機床實際加工狀態(tài)） ，用同一比例畫出各主要部件的外廓形狀和相對位置。表明機床基本型式（臥式、立式或復(fù)合式、單面或多面加上、單工位或多工位）及操作者位置等。完整齊全地反各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。標注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標出機床分組編號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機床全部通用及專用零部件，不得遺漏。（2）繪制機床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容（a）選擇動力部件動力部件的選擇主要是確定動力箱（或各種工藝切削頭）和動力滑臺。傳動裝置選擇 TD25-A 系列傳動，三軸主軸箱，和 1HY-25 液壓滑臺（b）確定機床裝料高度 H裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性；對于流水線要考慮車間運送工件的滾道高度，以便 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 25 頁允許內(nèi)腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求?？紤]剛度、結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素，裝料高度為 1370mm。（c）確定工作臺依據(jù)工序內(nèi)容，選擇 1HY-25 型多工位移動工作臺。6.1.4 機床生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負荷率等的技術(shù)文件。通過其可以分析所擬定的方案是否滿足要求。（1）理想生產(chǎn)率 Q=50000/2300= 21（件/h） ，式中 為年生產(chǎn)綱領(lǐng)取 50000 件， 單班制ktAQAkt取 2300h。（2）實際生產(chǎn)率 1min86.39.27切切切T件/h86.3061切Q實際生產(chǎn)率大于理想生產(chǎn)率。因此本設(shè)計滿足要求。（3）機床負荷率 857.0211機床負荷率不大于 0.860.90。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 25 頁結(jié)束語由本文的論述，我們了解到，通過推動架的加工設(shè)備及工藝的研究與應(yīng)用，在機床、夾具、刀具、工藝流程等方面進行合理設(shè)計和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴大了加工適應(yīng)范圍，提高了可靠性，具備一定的先進性，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，為解決此類多孔同時加工問題舉了一件實例。本機床所用夾具的通用性強，工件采用液壓定位夾緊，快速方便。定位采用一面一心軸的定位方式，夾緊采用液壓加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。在專用組合機床的設(shè)計中，我設(shè)計的是小端面鉆削加工的專用組合鉆床。切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率是專用組合鉆床設(shè)計的基礎(chǔ)，求出以上鉆床核心部位鉆頭就可以確定了，之后的設(shè)計圍繞鉆頭和工件的相對位置及其一些關(guān)鍵件尺寸來選擇其它部件并確定它們的相對位置。通過本工藝改進，支座體小端面加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟和社會效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設(shè)計要求。則在直接經(jīng)濟效益方面，節(jié)省了大量加工工時。由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師批評指正！ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 共 25 頁致 謝經(jīng)過近四個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作學習的同學、朋友們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里，首先要感謝的是我的指導老師王栓虎副教授和吳晟老師。王栓虎副教授雖然工作繁忙，但是每周都不辭辛苦抽出時間由南京過來到這里親自指導和檢查督促我們做畢業(yè)設(shè)計，吳晟老師平日也是工作繁忙，但是在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設(shè)計草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細設(shè)計，裝備草圖等等整個過程中兩位老師都給予我悉心的指導。除了敬佩老師的專業(yè)水平以外，王教授治學嚴謹?shù)膽B(tài)度，吳晟老師科學研究的精神是永遠值得我學習的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學習。通過畢業(yè)設(shè)計，使我對機械加工工藝這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當?shù)木嚯x，還需進一步的學習和實踐。本設(shè)計由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設(shè)計上不很周詳，許多應(yīng)該考慮的因素可能沒有體現(xiàn)出來。在設(shè)計過程中，我得到了老師的精心指導和各方面的幫助，才得以順利進行，在這里再次表達我的謝意。最后感謝王栓虎副教授，吳晟老師和學院對我提供的硬件和軟件條件！ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 共 25 頁參 考 文 獻1 裘愉弢. 組合機床M. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.2 金振華. 組合機床及其調(diào)整與使用M. 北京：機械工業(yè)出版社，1990.3 沈延山. 生產(chǎn)實習與組合機床設(shè)計M. 大連：大連理工大學出版社，1989.4 王啟平. 機床夾具設(shè)計M. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1996.5 李慶余. 機械制造裝備設(shè)計M. 北京：機械工業(yè)出版社，1996.6 上海市大專院校機械制造工藝學協(xié)作組. 機械制造工藝學M. 上海：科學技術(shù)出版社，1996.7 王華坤，范元勛. 機械設(shè)計基礎(chǔ)M. 北京：兵器工業(yè)出版社，2000.8 馮辛安. 機械制造裝備設(shè)計M. 北京：機械工業(yè)出版社，1998.9 王小華. 機床夾具圖冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，1992.310 丁殿忠，姜鴻維. 金屬工藝學課程設(shè)計M. 北京：機械工業(yè)出版社，1997.11 國家標準全文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)EB/OLhttp：/dbsvr.ynst.net.cn：6006/，1989.12 東北重型機械學院，機床夾具設(shè)計手冊S. 上海：上海科學技術(shù)出版社，1997.13 王啟平. 機械制造工藝學M. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1999.14 張福潤. 機械制造工藝學M. 武漢：華中立理工大學出版社，1998.15 顏永年. 先進制造技術(shù)M. 北京：化學工業(yè)出版社，2002.16 王信義. 機械制造工藝學M. 北京：北京理工大學出版社，1990.17 趙汝嘉. 計算機輔助工藝設(shè)計S. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.18 王小慧. 尺寸設(shè)計理論及應(yīng)用M. 北京：國防工業(yè)出版社，2004.19 張萬昌. 機械制造實習M. 北京：高等教育出版社，1991.20 張力真. 金屬工藝學實習教材M. 北京：高等教育出版社，1991.