GJ137-蝸輪減速箱體工藝及立式鉆Ф52H8夾具設計【含CAD高清圖紙和說明書】

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時準終單件0鑄鑄造鑄造1銑銑159的一個端面以159的底面為基準機加X53K專用夾具、套式面銑刀、游標卡尺2銑銑159的另一個端面以端面為基準機加X53K專用夾具、套式面銑刀、游標卡尺3銑銑面、以159的一個端面為基準機加X51專用夾具、圓柱銑刀、游標卡尺4銑銑面以159的底面及面為基準機加X52K專用夾具、端面銑刀、游標卡尺5鏜鏜面以159的底面及面為基準機加T616專用夾具、硬質合金鏜刀、深度游標卡尺6鏜粗、半精鏜孔185mm以159的底面及側面為基準機加T616專用夾具、硬質合金鏜刀、內(nèi)徑百分尺7鏜粗、半精鏜孔52H8以185mm的孔及長235mm的面為基準機加T4163專用夾具、硬質合金鏜刀、游標卡尺8鏜粗、半精鏜孔50H8以長為235mm面及52mm孔為基準機加T616專用夾具、硬質合金鏜刀、游標卡尺9配配作螺紋孔10檢檢查設計（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件名簽字日期理工學院機械加工工藝規(guī)程及其加工52H8孔夾具設計學生姓名：劉欣桐 學 號：14L0551051專 業(yè)：機械設計制造及其自動化班 級：機械L1442017 年 12月河北科技大學理工學院機械制造工程學課程設計任務書設計題目 機械加工工藝規(guī)程及其夾具設計 指導教師 寧辰校 專業(yè) 機械設計制造及自動化 班級 機械L144 學生姓名 劉欣桐 學號 14L0551051 一、課程設計的目的和基本要求通過課程設計，使學生綜合運用所學知識和機械制造工程的基本理論，分析和解決零件在加工中的定位、夾緊、合理安排機械加工工藝路線、確定工序余量及工序尺寸等問題，設計的夾具結構合理，能夠保證加工質量，盡可能做到高效、省力、經(jīng)濟合理，學會使用手冊圖書資料，檢索有用信息，設計說明書的編寫培養(yǎng)學生的文字表述能力。二、課程設計的內(nèi)容根據(jù)所給零件圖紙要求，針對一般機械加工企業(yè)的加工條件，按照中批生產(chǎn)擬定其機械加工工藝規(guī)程，設計指定工序的專用機床夾具。主要完成以下內(nèi)容：（1）毛坯圖設計，繪制毛坯圖圖紙一張。（2）制訂指定工件機械加工工藝規(guī)程，填寫其工藝過程卡及指定工序的工序卡一套。（3）設計指定工序專用夾具及其主要零件。具體要求為，繪制機床夾具總裝配圖圖紙一張，13個零件圖。（4）撰寫設計計算說明書一份，不少于8000字。三、課程設計進度安排本課程設計用三周時間完成。各部分所占時間分配大致如下：（1）明確任務，熟悉零件圖，對零件進行工藝分析，繪制毛坯圖 （2天） （2）選擇加工方案，確定工藝過程，填寫工藝文件 （2 天） （3）機床夾具設計，繪制總裝配圖、零件圖（8天）（4）編寫設計計算說明書（2天）（5）答辯（1天）四、課程設計教材及主要參考資料1 尹成湖，李保章，杜金萍，主編. 機械制造技術基礎課程設計. 北京：高等教育 出版社，20092 方若愚等編.金屬機械加工工藝人員手冊.上海：上?？茖W技術出版社，19813 東北重機學院等編.機床夾具設計手冊. 上海：上?？茖W技術出版社，19794 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導.北京：冶金工業(yè)出版社，20025 孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1991 6 龔安定等編. 機床夾具設計.西安：西安交通大學出版社，1991摘 要本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。減速器箱體零件的工藝規(guī)程及其加工52H8孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。目 錄摘要第一章 工藝設計11.1零件分析 11.2 毛坯的選擇與設計及基準的確定 11.3工藝規(guī)程的設計 3第二章 工序設計 62.1工序尺寸與毛坯尺寸的確定 62.2設備和工藝裝備的選擇72.3切削用量與時間定額 9第三章 專用夾具的設計 153.1夾具的設計153.2夾緊裝置的組成及設計要求163.3鏜模導向裝置的設計173.4切削力與夾緊力的計算193.5 定位誤差的分析243.6夾具設計與操作的簡要說明253.7夾具結構設計的分析與改進26第四章 總結27參考文獻29附錄1：機械加工工藝過程卡附錄2：機械加工工序卡前 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。減速器箱體零件的工藝規(guī)程及其加工52H8孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。第一章 工藝設計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用減速器箱體是減速器的重要組成零件，它將有關零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對位置關系，使它們能按一定的傳動關系協(xié)調(diào)的運動。因此，箱體的加工質量對機械精度、性能和使用壽命都有直接關系。減速器的作用（1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。 （2）速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。所以在日常的生活工作中運用得非常廣泛，也起到非常重要的的作用。1.1.2 零件的工藝分析減速箱體結構較復雜、加工面多、技術要求高、機械加工的勞動量大。因此箱體結構工藝性對保證加工質量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。減速箱體幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：尺寸159兩側面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。箱體底面與側面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。52H8孔與185H8孔有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm；且有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為1640.045mm；與側面也有一定的位置要求尺寸偏差為800.035mm。50H8兩孔與52H8孔有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為920.031mm；且50H8兩孔之間有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。與側面也有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。1.2毛坯的選擇與設計及基準的確定1.2.1確定毛坯制造形式工件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。減速箱體零件材料為HT200。查機械加工工藝設計實用手冊P498表6-68，考慮到零件形狀復雜、有腔形、制造精度、機械性能、壽命及批量 ；可選擇砂型鑄造以提高毛坯精度、減少加工余量。再確定毛坯制造形狀時應考慮各加工表面的余量還應考慮是否需要制出工藝凸臺以利于工件的裝夾；是一個零件制成一個毛坯還是多個零件合成一個毛坯；那些表面不需要制出；鑄件分型面、拔模斜度及鑄造圓角；最后繪制出毛坯圖，并要決定毛坯的結構特征及各項技術條件。1.2.2 基準的選擇 正確選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關鍵。定位基準分為精基準、粗基準、輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面為定位基準（粗基準），在后續(xù)加工工序中，用也加工表面作為定位基準（精基準）。在制定工藝規(guī)程時，應先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各加工加工出來，另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位做一輔助基準，用以定位。為了說明基準及加工表面方便，因此畫零件加工表面編號圖1-1，其中加工表面編號為、圖1-1粗基準的選擇。粗基準的選擇應遵循以下原則：1）以不需要加工表面作為粗基準。2）以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準。3）以平整且面積較大的表面作為粗基準。4）粗基準一般只能使用一次。對于箱體類零件應先加工面后加工孔再以面為基準加工孔。根據(jù)有關粗基準的選擇原則（當零件有不加相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準。）加工尺寸為159的兩個端面、時應以尺寸159的底面為粗基準；在加工面、時應以孔及端面為粗基準，在加工面時應以、面及面為粗基準；再加工孔時應以也加工的表面為粗基準，如加工、孔時應以、面作為粗基準，在加工孔時應以、為粗基準。精基準的選擇。精基準的選擇應遵循以下原則：1）：“基準重合”原則，用設計基準作為精基準，以便消除基準不重合誤差。2）“基準統(tǒng)一”原則，當定位以某一組精基準定位可以較方便的加工其它表面，盡可能在多數(shù)工序中采用這組精基準定位。3）：“自為基準”原則，當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準。4）“互為基準”原則，。當兩個加工表面相互位置精度要求較高時，以兩個需加工表面相互作為基準反復加工以獲得均勻的加工余量和較高的位置精度。應遵循“基準重合及統(tǒng)一”原則，選擇面積較大的平面或孔及其組合。因此第一個工序應選擇尺寸159端面作為精基準加工另一個端面，有利于夾緊及定位。其它工序應盡可能采取“基準重合及統(tǒng)一”原則，如在加工面、時應以孔及端面為精基準，在加工面時應以、面及面為精基準；再加工孔時應以也加工的表面為精基準，如加工、孔時應以、面作為精基準，在加工孔時應以、為精基準。1.3工藝規(guī)程的設計1.3.1 制定工藝路線零件機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、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個加工工藝過程中各個工序的內(nèi)容、確定各個工序所采用機床設備和工藝裝備等。設計時應同時考慮幾個方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。根據(jù)減速箱體零件為大批生廠，所以采用通用機床，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，零件毛坯為砂型機械造型，并經(jīng)人工時效處理消除鑄件內(nèi)應力，改善工件的可切削性。先確定工藝路線如下：方案一工序 銑尺寸159的兩端面、，以尺寸159的底面為基準。工序 銑面、，以端面、及孔為基準。 工序 鏜孔185mm、310mm以、面及面為基準。 工序 銑面以、面及面為基準。 工序 鏜面以、面及基準。 工序 粗、半精鏜孔52H8以、面及孔為基準。 工序 粗、半精鏜階梯孔50H8以、面及孔為基準。 工序 配作螺紋孔工序 檢查方案二工序 銑尺寸159的端面以尺寸159的底面為基準。 工序 銑尺寸159的端面以尺寸159的底面為基準。 工序 銑面、以端面、及孔為基準。 工序 銑面以、面及面為基準。 工序 鏜孔185mm、310mm以、面及面為基準。 工序 鏜面以、面及基準。 工序 粗、半精鏜孔52H8以、面及孔為基準。 工序 粗、半精鏜孔50H8以、面及孔為基準。 工序 配作螺紋孔工序 檢查1.3.2 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是159的兩端面一起加工，然后以端面為基面加工其它面，面和孔加工順序比較混亂；方案二則與一有所不同，159兩端面分開加工，先加工面再以面為基準加工孔；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)及夾具設計，因此可以合為一道工序，改進的工藝過程如下：工序 銑尺寸159mm兩端面，以尺寸159mm的底面為粗基準。工序 銑尺寸159mm兩端面，以端面為基準。工序 銑面、，以尺寸159mm的一個端面為基準。工序 銑面，以尺寸159mm的底面及面為基準。工序 鏜面，以尺寸159mm的底面及面為基準。工序 粗、半精鏜孔185mm、310mm ，以尺寸159mm的底面及側面為定位基準。工序 粗、半精鏜孔52H8 ，以185mm的孔及尺寸為235mm的面為定位基準。工序 粗、半精鏜孔50H8，以尺寸為235mm面及52mm孔為定位基準。工序 配作螺紋孔工序 檢查14第二章 工序設計2.1工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定“減速器箱體”零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，查書機械加工工藝設計實用手冊P498表6-68，因為箱體有腔孔等、形狀復雜所以采用砂型鑄造毛坯；查書機械加工工藝設計實用手冊P516表6-90，根據(jù)為砂型機械造型材料為灰鑄鐵選取鑄造公差等級為CT8，；查書機械加工工藝設計實用手冊P510常用斜度值砂型一般選為鑄造斜度為3，查書機械加工工藝設計實用手冊P511對于砂型鑄造一般圓角半徑為R3。 查書機械加工余量與公差手冊P78表3-1，為砂型機械造型選取鑄件加工余量等級為F；查機械加工余量與公差手冊表3-3，P80根據(jù)毛坯加工面的基本尺寸選取鑄件機械加工余量； 查機械加工余量與公差手冊表3-6，P84 根據(jù)鑄件的基本尺寸選取鑄件尺寸公差值。工序一：加工尺寸159的兩個端面以尺寸159的地面為基準，因為兩面都要加工，因此都有加工余量；查機械加工余量與公差手冊表3-3，P80根據(jù)加工面的基本尺寸400mm-630mm之間一個端面的加工余量為4mm則兩個加工面的毛坯余量為8mm，查機械加工余量與公差手冊表3-6，P84根據(jù)鑄件的基本尺寸及公差等級選取尺寸公差值為2.6mm。本工序采用銑削，則加工余量為8mm，表面粗糙度為6.3um，查書機械制造工藝設計手冊表2-22，P65根據(jù)它的表面粗糙度采用粗銑便可達到加工要求。毛坯尺寸為1671.3 精度為CT8，加工余量為8mm銑削后為 精度等級為IT9，粗糙度為6.3um以下工序尺寸具體計算步驟同上，現(xiàn)列表描述如下根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸如下表：表2-1 加工表面加工內(nèi)容加工余量（mm）精度等級工序尺寸（mm）粗糙度（um）工序余量（mm）最小最大端面鑄件8CT81671.3銑削8IT96.37.99.4底面鑄件 3 CT82381.0銑削 3 IT912.52.8154.185235mm端面鑄件3 CT84072.1 銑削3 IT96.3 2.86 5.24銑面80mm鑄件 4 CT8銑削 4 IT96.3 4 4.28鏜面鑄件 3.5 CT8鏜削 3.5 IT116.3 2.6 4.54鏜孔185H8鑄件 5 CT8半精鏜 1.5 IT8 3.2 1.21 1.572粗鏜 3.5 IT11 6.3 3.21 3.79鏜孔310mm鑄件 7CT83031.1鏜孔 7 IT1212.5 5.99.81鏜孔52H8鑄件 8CT8441.3半精鏜 1.5 IT83.21.311.546粗鏜 6.5 IT116.35.26.69鏜孔50H8鑄件 5 CT8451.0半精鏜 1.5 IT83.21.251.562粗鏜 3.5 IT116.32.54.75鏜階梯孔82鑄件 32 CT8半精鏜 2 IT83.21.72.087粗鏜 30 IT116.329.93830.3622.2 設備和工藝裝備的選擇在設計工序時，需要具體選定所用的機床、夾具、切削工具和量具。先具體各個工序裝備選擇如下： 工序： 銑159mm的端面，以尺寸159的底面為粗基準。查書機械制造工藝設計手冊P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X53K立式銑床；查書機械制造工藝設計手冊P270表5-42，根據(jù)加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；使用專用夾具夾緊加工。工序：銑尺寸159兩端面，以端面為基準。同工序一樣查書機械制造工藝設計手冊P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X53K立式銑床；查書機械制造工藝設計手冊P270表5-42，根據(jù)加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序：銑面、，以尺寸159的一個端面為基準。查書機械制造工藝設計手冊P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X51立式銑床；查書機械制造工藝設計手冊P271表5-44，根據(jù)加工表面為兩個側面選取圓柱形銑刀，D=60mm,d=22mm,L=63mm；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序：銑面，以尺寸159的底面及面為基準。查書機械制造工藝設計手冊P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X52K立式銑床；查書機械制造工藝設計手冊P271表5-44，根據(jù)加工表面為頂面選取套式面銑刀，D=80mm,d=27mm,L=36mm；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面先選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-500mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序：鏜面，以尺寸159的底面及面為基準。查書機械制造工藝設計手冊P221表4-7，根據(jù)平旋盤最大加工外端面為400mm選擇T616臥式鏜床；查書機械加工工藝手冊P1064表4.3-63，根據(jù)加工表面的情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序：粗、半精鏜孔185mm、310mm ，以尺寸159的底面及側面為定位基準。查書機械制造工藝設計手冊P221表4-7，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇T616臥式鏜床；查書機械加工工藝手冊P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-400mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序：粗、半精鏜孔52H8 ，以185mm的孔及尺寸為235mm的面為定位基準。查書機械制造工藝設計手冊P214表4-8，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇T4163坐標鏜床；查書機械加工工藝手冊P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序：粗、半精鏜孔50H8，以尺寸為235mm面及52mm孔為定位基準。查書機械制造工藝設計手冊P221表4-7，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇T616臥式鏜床；查書機械加工工藝手冊P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序：配作螺紋孔，查書機械制造工藝設計手冊P221表4-7，根據(jù)零件最大尺寸及工作臺寬度，選擇C616普通車床；查書機械制造工藝設計手冊選擇相應螺紋孔的螺紋車刀；查書機械制造工藝設計手冊P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。2.3 確定切削用量及時間定額工序:銑159mm的端面、加工要求：銑159mm兩端面，表面粗糙度6.3。機 床：X53K立式銑床。刀 具：套式面銑刀（B類），D=160mm，=40mm, =56mm,H=63,mmZ=8(粗加工)，=90。查機械加工工藝設計實用手冊P1099，表12-113計算銑削用量： 1.銑削深度=4mm2.每齒進給量 =0.1mm/z,機械制造工藝手冊P108表3-28，。3.切削速度查機械制造工藝手冊P113表3-30。取V=1.5m/s即90m/s。根據(jù)刀具采用套式面銑刀，表12-113，P1099機械加工工藝設計實用手冊。=160 Z=8則根據(jù) （2-1）查閱機械制造工藝手冊X53K立式銑床說明P226附表4-16-1。取=190r/min則實際切削速度： （2-2）計算銑削工時：當=190r/min （2-3）取工作臺的進給量=156mm/min。查閱機械制造工藝手冊P226表4-16-2立式銑床X53K工作臺橫向進給量。由于工件在工作臺上的縱向最大尺寸為428mm，立銑刀直徑為160mm?？煞譃?次走刀完成銑削。查閱表7-7，P305機械制造工藝手冊可得公式：； （2-4）；。第一次走刀：l=466mm，B=140mm 則：=0.5（160-）=41.27mm =（466+41.27+3）/156=3.27min；第二次走刀：l=502mm，B=160mm 則：=0.5（160-）=80mm =（502+80+3）/156=3.75min；第三次走刀：l=381.33mm,B=128mm 則： =0.5（160-）=32mm=（381.33+32+3）/156=2.67min；現(xiàn)畫三次走刀路線圖如下： 圖2-1 該工序銑削總工時既是3次走刀時間相加： T=3.27+3.75+2.67=9.69min.輔助時間計算：查書機械制造工藝設計手冊P335表7-29，1）在立式銑床上裝上及取下零件所需的輔助時間為；根據(jù)壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為8kg所以取輔助時間為0.89min；2）查書機械制造工藝設計手冊P336表7-30，在立式銑床上工作時有關定程的輔助時間，根據(jù)加工性質為粗銑及工作臺長度取0.77min；3）工作地點服務及自然需要時間服，取工序時間的4.1%；4）查書機械制造工藝設計手冊P337表7-32，準備結束時間為7.6 min；因此，總的輔助時間為T=0.89+0.77+7.6+9.694.1%=9.66min工序:銑端面80mm加工要求：銑面80mm，表面粗糙度6.3um。機 床：X63臥式銑床刀 具：硬質合金端面銑刀YG6，Z=6，=90計算銑削用量： 1） 銑削深度=4mm2） 每齒進給量 =0.3mm/z,查書機械制造工藝手冊表3-28，P108。3） 切削速度 查表3-30機械制造工藝手冊。取V=1.5m/s即90m/s。根據(jù)刀具采用套式面銑刀，表12-113，P1099機械加工工藝設計實用手冊。=100，Z=6。則 （2-5）根據(jù)X63臥式銑床說明P228附表4-17-1取=300r/min則實際切削速度（2-6）當=300r/min時，工作臺每分鐘進給量查附表4-17-2，P229取=600mm/min4) （2-7）5) 切削工時的計算： （2-8）查表7-7，P305機械制造工藝手冊。 =80mm, =0.5(100-)+2=22mm =2mm6) 輔助時間計算：查書機械制造工藝設計手冊P335表7-29，1）在立式銑床上裝上及取下零件所需的輔助時間為；根據(jù)壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為8kg所以取輔助時間為0.89min；2）查書機械制造工藝設計手冊P336表7-30，在立式銑床上工作時有關定程的輔助時間，根據(jù)加工性質為粗銑及工作臺長度取0.77min；3）工作地點服務及自然需要時間服，取工序時間的4.1%；4）查書機械制造工藝設計手冊P337表7-32，準備結束時間為7.6 min；因此，總的輔助時間為T=0.89+0.77+7.6+9.694.1%=9.66min工序：粗、半精鏜孔52H8工件材料：HT200、金屬型鑄造加工要求：粗、半精鏜孔52H8，表面粗糙度為3.2um機 床：T4163坐標鏜床刀 具：刀具材料為硬質合金、YG8、刀桿尺寸為12mm12mm，長度為500mm。 (一)計算切削用量：粗鏜孔至50.5mm，單邊余量Z=3.25mm，=3.25mm,一次加工確定進給量查表3-13，P93機械制造工藝設計手冊，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù)T4163鏜床主軸進給量。取f=0.15mm/r根據(jù)有關手冊，取V=100m/min則 （2-9）查表4-7-1，P213機械制造工藝手冊。T4163坐標鏜床主軸轉速取=612r/min鏜削工時：查P299表7-1機械制造工藝手冊。 （2-10） 半精鏜孔至52mm，單邊余量0.75mm一次加工確定進給量查表3-22，P101機械制造工藝設計手冊根據(jù)鏜床主軸進給量取f=0.10mm/r查表3-19，P98機械制造工藝設計手冊。V=1.333-1.83m/min,取V=1.8m/s。則 （2-11） 根據(jù)T4163主軸轉速工時定額 P299，表7-1機械制造工藝設計手冊。 第三章 夾具設計3.1 夾具的設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第道工序。專用夾具是為某工序而特定設計制造的夾具。它優(yōu)點是針對性強，結構簡單，剛性好，操作容易，裝夾容易，生產(chǎn)率高。缺點是設計周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代后往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用較高。機床夾具一般由功能相互獨立而又相互聯(lián)系的以下六部分組成：1.定位元件或定位裝置。如支承釘、定位鍵、定位銷等。2.夾緊元件或夾禁裝置，它一般由動力裝置（油缸、汽缸等）、中間傳力機構和夾緊元件（壓板、鉤板等）組成。3.對刀或引導元件，它是保證夾具相對刀具的正確的位置，如對刀塊、鉆套、鏜套等。4.夾具體，它與機床有關部件相連接，以確定夾具相對于機床的位置。5.連接元件，確定夾具在機床上的正確位置，如定位鍵、定位銷、螺釘、螺栓等。6.其它元件或裝置，適用于有特殊要求的元件，如分度裝置、上下料裝置等。設計鏜52H8孔工序的專用夾具，夾具用于T4163坐標鏜床，刀具為硬質合金鏜刀，利用鏜桿對孔進行鏜削。工件的定位原理自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的應力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。、以工件的平面為基準進行定位時，常采用擋鐵、支撐釘進行定位、工件以圓孔內(nèi)表面為基準進行定位時常采用銷定位器、工件以圓柱外表面為基準進行定位時常采用V形鐵定位器、利用以定位工件的輪廓對被定位工件進行定位可采用樣板定位器零件工序圖如下： 圖3-1 “減速箱體”用定位釘和圓銷定位。底面兩個支承釘限制了Z方向的移動自由度與X方向的轉動，擋板上的支承釘限制了Y方向移動以及繞Y、Z軸的轉動，圓銷限制了Y、Z兩個方向的移動，螺旋夾緊器機構夾緊，共限制了6個自由度。分析見上圖3-1。3.2夾緊裝置的組成及設計要求夾緊工件的方式是多種多樣的，因而夾緊裝置的結構也是千變?nèi)f化的。夾緊裝置一般分為簡單夾緊裝置與復合夾緊裝置兩類。夾緊裝置一般由以下三大部分組成：3.2.1動力源在夾具中產(chǎn)生原始作用力的機構稱為動力源。有手動與機動兩類，采用機動夾緊的動力源，是為了減少輔助時間，減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率。本夾具采用機動液壓夾緊的動力源。3.2.2中間傳力機構它是將動力源產(chǎn)生的原始作用力傳遞給夾緊元件的機構稱為傳力機構。有螺旋機構、鉸鏈機構、偏心機構等。本夾具采用螺旋機構。3.2.3夾緊元件夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。它通過與工件被夾表面直接接觸來實現(xiàn)夾緊的功能，如壓板、壓頭等。本夾具采用鉤形壓板。鉤形壓板的計算如圖： 圖3-2 壓板回轉時沿圓柱轉過的弧長S （3-1）d-鉤形壓板導向部分直徑mm-壓板回轉角度壓板回轉時的升程 （3-2）-壓板螺旋槽的螺旋角 為90k-壓板升程系數(shù) k=0.943.3鏜模導向裝置的設計采用鏜模鏜孔，孔的位置尺寸精度除了采用剛性主軸加工外都是依靠鏜模導向來保證的，而不決定于機床成形運動的精度。鏜模導向裝置的布置，結構和制造精度是保證鏜模精度的關鍵。3.3.1導向支架的布置方式單面后導向導向支架布置在刀具的后方，刀具與主軸剛性連接。加工D的長孔時，刀具導向部分直徑d應小于所加工的孔徑D。這是因為，此時鏜桿能進入孔內(nèi)，可以減少鏜桿的懸伸量和利于縮短鏜桿長度。圖3-3 單面后導向3.3.2鏜套的結構形式固定式鏜套它是固定在鏜模的導向支架上，不能隨鏜桿一起轉動。刀具或鏜桿在鏜套內(nèi)既有相對轉動又有相對移動。它具有外形尺寸小、結構簡單、中心位置準確的優(yōu)點。為了減少鏜套與鏜桿的磨損，一般帶有潤滑油孔，用油槍注油潤滑。3.3.3鏜桿1） 鏜桿導向部分采用開有直槽和開有螺旋槽的導向。這種導向與導套接觸面積小，并有在溝槽中能存屑的優(yōu)點，采用上述導向結構時，切削速度不宜超過20米/分，因此采用這種導向結構的鏜桿直徑一般不大于60毫米。2） 鏜桿直徑 確定鏜桿直徑時，在考慮到鏜桿剛度的同時，還要考慮到鏜桿和工件孔之間應留有足夠的容屑空間。鏜桿直徑一般選取 ， 在設計鏜桿時，鏜孔直徑D、鏜桿直徑d、鏜刀截面BB之間一般按表考慮；查書機床夾具設計P140表5-4，取D=52mm、d=40mm、BB=12123） 鏜桿材料及技術要求 鏜桿要求表面硬度而內(nèi)部有較好的韌性。因此鏜桿材料多采用45鋼。鏜桿的導向部分的公差，粗加工采用db,精加工采用db1;鏜桿在500毫米長度內(nèi)彎曲小于0.01毫米；裝刀的刀孔對鏜桿的不對稱度不大于0.01-0.1毫米，不垂直度不大于0.01-0.02/100，刀孔光潔度一般為；3.4 切削力與夾緊力的計算3.4.1切削力的計算刀具材料為：硬質合金鏜削力的計算：見表1-2-3，P32機床夾具設計手冊。修正系數(shù) S 每轉進給量 t 切削深度V 切削速度表1-2-4 ，P33機床夾具設計手冊在 （3-3）在 （3-4） 在 （3-5） 查表1-2-6中機床夾具設計手冊P33。 主 偏 角 =45 1.0 1.0 1.0前 角 =10 1.0 1.0 1.0刀 傾 角 =0 1.0 1.0 1.0刀尖圓弧半徑 r = 0.5mm 0.87 0.66 1.0鏜削力：（3-6）（3-7）（3-8）3.4.2夾緊力的確定確定一個機構的夾緊力,即確定夾緊力的大小,方向和作用點。它必須通過綜合分析工件的結構特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工過程中所受外力來確定。1確定夾緊力作用方向原則夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度，而且還影響工件夾緊的實際效果。0確定夾緊力方向應考慮以下三點：一是夾緊力的作用方向不應破壞工件的即定位置；二是夾緊力的作用方向應使夾緊力盡可能最小。本夾具作用方向為向下。2確定夾緊力作用點的原則夾緊力作用點是夾緊元件與工件接觸點處的面積。確定夾緊力作用點是指夾緊力方向已經(jīng)確定后，來確定作用點的位置、數(shù)目及面積。本夾具的作用點為兩個點。3夾緊力大小的確定夾緊力的大小關系到夾具使用的可靠性、安全性及工件的變形量。夾緊力過小加工過程中工件位置將發(fā)生變動，夾緊力過大將使將使工件產(chǎn)生變形。因此也不能過大。一套夾具的實際所需夾緊力的計算是一個很復雜的問題，為了簡化計算，一般只考慮切削力對夾緊力的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過程是連續(xù)穩(wěn)定的。根據(jù)靜力平衡原理計算出理論夾緊力W，在乘上安全系數(shù)K即的實際夾緊力數(shù)值。在計算夾緊力時,必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)，其中為1.52 粗加工取1.2，精加工取1刀具鈍化系數(shù)；取1.11.3斷續(xù)切削系數(shù)，連續(xù)取1則粗加工安全系數(shù)K=1.21.71.21=2.45鏜削及夾緊力分析圖如下：圖3-4方向所需夾緊力 （3-9）方向所需夾緊力 （3-10）方向所需夾緊力 （3-11）則W（即為運動方向所需夾緊力總和）3.4.3液壓系統(tǒng)的設計活塞作用力P的近似計算查書機床夾具設計手冊P182表1-6-7； （3-12） 為沿活塞運動方向的夾緊力所要求的作用力總和；既為前面所算W為4181N 為考慮各種損失的有效系數(shù)，通常取 查書機床夾具設計手冊P183表1-6-8；液壓缸內(nèi)徑D的計算 （3-13） P-活塞最大作用力 p-油缸工作壓力取2.5-5.0MPa往復式活塞油缸，推力工作時的缸徑。P=5226N p=3MPa查書機床夾具設計手冊P183表1-6-8；無桿腔最大流量 （3-14） D為油腔內(nèi)徑；V1為無桿腔工作時活塞速度（m/min）根據(jù)工作需要確定取為2m/min 活塞桿直徑d=0.5D 查表3-1液壓與氣壓傳動 缸筒內(nèi)徑尺寸取50mm ，GB/T2348-1993，則活塞桿直徑d=0.5D=25mm活塞長度0.6-1D 活塞桿導向長度0.6-1.5d查書液壓與氣壓傳動P67；工作腔有效工作面積 （3-15） F為活塞作用力為5226N， P為油缸工作壓力取3MPa； 查書液壓與氣壓傳動P67實際工作壓力（液壓缸） （3-16） F為活塞作用力為5226N D為油腔內(nèi)徑為50mm； 查書機床夾具設計手冊P182表1-6-7；油流量計算 （3-17） 為活塞最大移動速度（m/min），F(xiàn)為活塞有效工作面積( )；查書液壓傳動P75，油缸端蓋螺栓驗算：螺栓直徑 （3-18）F 液壓缸負載 擰緊系數(shù) Z固定螺栓個數(shù) 為材料屈服極限查書液壓傳動P75，活塞桿直徑校核： （3-19）F活塞桿作用力 材料許用應力3.5定位誤差的分析與計算由于工件定位所造成的加工面相對其工序基準的位置誤差簡稱定位誤差，以表示。對夾具設計中采用的某一定位方案,只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3,或滿足前述,見書機械制造技術基礎P163；即可認為該定位方案符合加工精度的要求.在加工時夾具相對刀具及切削成形運動的位置經(jīng)調(diào)整后不在變動，因此可以認為加工面的位置是固定的，在這種情況下，加工面對其工序基準位置誤差必然是工序基準的位置變動所造成的。造成定位誤差的原因是基準位置誤差與不重合誤差。查書機械制造技術基礎P165， 本工件是以端面及孔為定位基準，消除五個自由度，用短圓柱銷對孔及端面定位；再用鉤形壓板壓緊。本夾具采用銷定位，銷放置于定位板上，限制了工件的上下垂直方向位置的移動，而使工件水平位置不會變動；因此基準位置無變動，；而且定位基準與工序基準重合是同一個基準，因此。定位誤差分析如下圖：圖3-53.6夾具設計與操作的簡要說明3.6.1夾具體方式的確定夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。、具有足夠的強度和剛度。 、結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。、安裝穩(wěn)定牢靠。、結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。、清理方便。夾具體毛坯制造方法的選擇 綜合考慮結構合理性、工藝性、經(jīng)濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；夾具體的外形尺寸 在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設計，再根據(jù)強度和剛度要求選擇斷面的結構形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚30mm，長度326mm，寬度128mm；根據(jù)設計要求，夾具體上設計有螺孔、銷孔，并且要求定位件和夾緊機構的銷孔在裝配時配作。3.6.2夾具的精度要求夾具的精度都應比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度儲備或精度裕度。精度裕度用來補償加工中的各項誤差及定位、導向元件的磨損。當然精度裕度越大，加工工件的質量越穩(wěn)定，夾具的易損件的使用壽命也越長。但從另一方面看，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度越高，從而會急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，夾具制造的精度越小，將會使夾具在夾具中易損件主要是定位、導向元件需頻繁地更換，維修周期短，增加維修費用，從而增加了工件的加工成本。所以夾具精度的設計準則是：應使夾具的設計精度與工件的加工精度要求相適應，不可盲目地提高夾具的精度要求。但多大的 經(jīng)濟裕度才算合適呢？從原則上講對加工精度要求高的工件，夾具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即減小夾具的經(jīng)濟裕度。這雖然會使易損件使用期限縮短，更換頻繁，但仍比提高夾具的制造精度經(jīng)濟、合理。對加工精度要求不高的工件，夾具的設計精度要求應以夾具制造車間的平均經(jīng)濟精度為下限而不必過低。3.6.3夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護（1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置；（2）如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復；如果擋板、插銷、支承釘磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。（3）使用后需注意3.7 夾具結構設計的分析與改進本夾具為鏜52H8孔的專用夾具，采用液壓夾緊，鉤形壓板機構，通過液壓缸進油壓力增大使活塞桿移動推動鉤形壓板旋轉下壓工件夾緊。并用定位銷及支承釘限制工件的六個自由度。夾具動力源設計時考慮不足現(xiàn)改進如下圖所示：改進前為（1）圖，上面為出油孔，下面為進油孔；由于夾具采用鉤形壓板夾緊裝置，當活塞上移時松開壓板，下移時才是夾緊零件；活塞工作時油壓是向上的（即松開壓板時），而要壓緊零件只能靠彈簧的壓力，顯然是不夠的。使活塞不能作用上力，不能起到壓緊零件的作用?，F(xiàn)改進如（2）圖所示，上面為進油口，下面為出油口，活塞工作時作用力向下，剛好拉動鉤形壓板壓緊零件。而停止供油時，靠彈簧作用力向上松開壓板，取出工件，完成零件的加工。 改進前（1） 改進后（2）圖3-6 26第四章 總 結 畢業(yè)設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學四年里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，來完成本次設計。 在這次畢業(yè)設計中培養(yǎng)了自己自學的能力，學會了翻閱資料、查找國家標準。從資料書中了解了許多工藝設計知識?；叵肫疬@學期的經(jīng)歷，用一句話就是忙碌并快樂著。遇到困難的做不出來的時候真的是很痛苦，而當做了很久終于做出來的時候又有一種快樂的感覺。其中的艱辛和滿足只有親自經(jīng)歷了才能體驗到，從剛拿到題目的迷茫，到設計過程中一點點的明了，再到迷茫，再到最終的結果，確實讓自己學到了許多東西，不光是對專業(yè)知識的復習和鞏固，更重要的是在這個設計過程中讓自己學會了面對困難時不要退縮的精神，很多問題只要再堅持一點點就可以解決的。設計中體會到了我們學機械的思維必須縝密，考慮問題必須周全。當然在本次畢業(yè)設計中也找到了自己的不足，很多以前學過的專業(yè)知識都感到很陌生了，不得不再去補習，重新復習一遍。畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學四年來所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次設計雖然只有三個月時間，但在這三個月時間中使我對這次畢業(yè)設計有了很深的體會。 這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)