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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯
系 部： 機械工程系
專 業(yè)： 機械工程及自動化
姓 名： 周曉明
學 號： 0501510155
外文出處：96-8000 rev F, VF SERIES Operator’s
Manual[S]. Haas Automation Inc.
2005:93-96.
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導教師評語：
簽名：
年 月 日
注：請將該封面與附件裝訂成冊。 附件1：外文資料翻譯譯文
數(shù)控銑床4軸與5軸編程
在VR-11銑床和HAASTRT210上的軸運動
創(chuàng)建5軸程序
大多數(shù)的五軸程序是非常復雜的，可以用CAD/CAM編寫。決定機床樞軸長度和標準長度非常有必要，將它們輸入到程序中。
每一個機床都有一個特定的樞軸長度。它指的是從主軸頭旋轉的中心到裝夾刀具器的底面。在設置116中可以找到樞軸長度，也雕刻在裝有5軸機床的刀具器上。
當設定好程序后，決定每個刀具的標準長度是非常有必要的。對于每個刀具，標準長度是從刀具裝置器的底部到刀尖的距離。這個距離可以通過在工作臺上放置一個磁力表計算，指示刀具裝置器的底面，在控制器中設著這點為Z0。然后裝載刀具，計算從刀尖到Z0的距離，這就是標準長度。
總長度是從刀尖到旋轉主軸頭的距離。它是標準長度和樞軸長度總和。這個數(shù)據(jù)將被輸入到CAD/CAM程序中用于計算。
偏置
按下PageUp按鈕，在offset顯示中將出現(xiàn)work-offset（工件偏置）。從這里顯示和人工進入work-offseet。G54到G59或G129偏置可以用PartZeroSet按鈕設置。定位軸到工件的工作地點。用光標選擇適當?shù)妮S和工件數(shù)。按PartZeroSe按鈕，當前機床的位置將會自動儲存在這些地址里。這將工作在選擇的工件零點偏置顯示中。注意輸入非零補償將會妨礙輸入刀具長度偏置的自動操作。
工件坐標數(shù)字通常以正數(shù)的形式輸入。
工件坐標只以數(shù)字的形式輸入工作臺。將X2.00輸入到G54，選中X欄，輸入2.0。
五軸編程注意
在CAD/CAM中用嚴密同步切削幾何分解面能夠形成光滑的流線輪廓，得到更精確的工作。
定位機床到一個向量途徑，只可以在工件上方安全距離或者是弓箭邊上可以做到。在高速模式下，軸在不同的時期到達編程位置；離目標最近的軸將先達到目標，最遠的后達到。高進給速度將會使軸在同一時間到達編輯的位置避免碰撞。
G代碼
選擇英制（G20）或公制（G21）將不會影響第五軸編程，A和B軸通常用度來編輯。
在同時發(fā)生五軸運動的事G93反時必須生效。在G93模式下，最大進給速度將包括一個代碼塊中國所有運動的總和。控制器設置了限制，查看編碼器在塊中為所有軸編輯的程序步驟。
如果可能，限制您的后置處理器（CAD/CAM）；在G93模式的最大速度是32每分鐘。這將導致更平滑的運動，當沿傾斜的面展開的時候是需要它的。
M代碼
重要！高度推薦當沒有5-軸運動的時候A/B制動接合。解除制動下切削能引起齒輪裝置的過度磨損。
M10/M11接合/不接合A軸制動控制
M12/M13接合、不接合B軸制動裝置
在4或5軸切削的時候，機床在塊中將暫停，這個暫停是由于A和B制動軸制動裝置松開造成的。為了避免這個暫停，得到平穩(wěn)的程序執(zhí)行，在G93之前編輯M11或M13.M代碼將不會接合制動裝置，會導致平穩(wěn)運動和不中斷流程。記住，如果制動裝置從未重新接合，它們將無限處于不解和狀態(tài)。
設置
在5-軸切削中設置85被設置為0.500.小于0.500的設置將會移動機床更接近于精確停止，引起不均勻運動。
G187應用于程序中使軸速減慢。
小心！如果刀具長度偏置（H-code）沒有取消，當切削在5-軸模式下，粗劣定位和過行程將會發(fā)生。在換刀后，第一個塊里用G90G40，H00和G49避免發(fā)生這種情況。當混用3-軸和5-軸程序的時候發(fā)生這種情況；重新開始這個程序或者當開始是一個工作，刀具長度偏置仍然有效。
進給速度
在4或5軸代碼的每一行必須調用進給速度。在鉆孔的時候限制進給速度小于751PM。推薦3軸精加工的速度不能超過50到60IPM，在完成加工的時候，至少有0.500到0.750的余量。
不允許快速移動；快速移動，進入和離開孔（完全撤出灼鉆循環(huán)）是不支持的。
當編輯同時5-軸運動，需要少的資料供應和允許較高的進給速度。依靠于完成定量材料，切削長度，高速進給都不可能。例如，當切削一個模型線的時候或者是長流線輪廓的時候，進給速度可以超過100IPM。
手動控制第4軸和第5軸
手動控制第五軸的操作與其它軸的操作是相同的。不同的是在A軸和B軸間選擇進給。
按“+A”或“-A”減將選擇A進給。按shift鍵然后按“+A”或“-A”鍵選擇B軸進給。。
設置
程序中的會用一定數(shù)量的設置編輯第四軸和第五軸。見第四軸設置30.34和38，第五軸設置78和80.
碰撞恢復程序
當機床在切削一個五軸工件發(fā)生碰撞的時候，由于包含有監(jiān)督很難清楚工件導軌。不要立刻按下ToolChanger Restore鍵或關閉電源。從撞擊處恢復，也就是主軸已經(jīng)停止，然而刀具仍在切削，用Vector Jog特征縮回去主軸。按下面板上的字母V，按下“Handle Jog”，用手輪移動軸。這個特征允許運動哪個方向的移動軸是由A和B軸決定的。
Vector Jog模式下不提供G28，當選擇單個軸的時候，它只提供于X,Y,Z,A和B。
如果在切削矢量進給中電量不足，他將不會到達控制器所要求的參考位置。將會需要從工件上清理切削刀具的其他方法。
當發(fā)生碰撞的時候，刀具沒有切削，按Tool Changer Restore按鈕，回答屏幕上顯示的問題。當過按下Tool Changer Restore后，主軸頭將同時移動A，B和Z軸，為了縮回刀具。如果刀具以一個角度切削，當按下這個鍵的時候，刀具將發(fā)生碰撞。
安裝可選擇第四軸
當在HAAS銑床中加入旋轉工作臺的時候，對于指定的工作臺改變設置30和34，以及當前應用的工件直徑。警告：對于銑床安裝的有刷或無刷旋轉設置的錯誤配置將導致電動機危險。在設置中的B指的是無刷旋轉工件。無刷分度器有倆個來自工作臺的電纜線。和倆個來自銑床控制器的連接器。
參數(shù)
在很少的情況下，用戶需要修改一些參數(shù)獲得分度器以外的特殊執(zhí)行。沒有改變參數(shù)列表的時候不要左這個。（如果在您的分度器里沒有得到特定參數(shù)的列表，那么您就不需要改變默認參數(shù)-不要改變，否則將不在在保修范圍內。）
改變第四軸或者第五軸分度器中的參數(shù)，執(zhí)行以下的操作：按下E-stop開關，保持按下狀態(tài)。你必須關閉參數(shù)鎖（設置7）。按下Setting按鈕跳到設置頁面。輸入“7”，按向下箭頭，選擇Off按Write鍵。參數(shù)鎖現(xiàn)在是關閉狀態(tài)。轉到參數(shù)頁，輸入改變參數(shù)，按向下箭頭。為新的參數(shù)輸入新值，按Write按鈕。如果需要，改變其他的參數(shù)。回到設置7，開啟這個設置。重置E-stop鍵?；氐椒侄绕鳎碒andle Jog和“A”按鈕，確信操作正確。Uong手輪進給A軸，分度器將移動。檢查標記在工作臺上的正確速率，一在位置頁所顯示的旋轉360°，檢查標記是否在相同的位置。如果它關閉了（在10°內），速率是正確的。
原始啟動
開啟銑床（和伺服控制，如果應用），歸位分度器。從前視圖方向看，所有的HAAS分度器都順時針方向歸位。如果分度器逆時針歸位，那E-stop，與HAAS服務部門聯(lián)系。
安裝一個可選擇第五軸
第五軸安裝與第四軸的安裝方式相同。設置78和79支配第五軸，用B地址進給和調用軸。
輔助器
控制器除了直接控制這五個軸，它還可以控制最多四個附加的外部定位軸。這些軸可以用軸代碼C，U,V和W從程序中直接調用。只有在G00或G01塊中允許調用這些這些軸。通過一個或更多HAAS單個軸控制器的第二RS-232端口鏈接這些軸。再Setting頁中，設置38用來選擇輔助軸的數(shù)目。機床中的定位顯示將顯示這些軸的當前位置。一次只能移動一個輔助軸。如果編輯了進給（G01），在CNC編輯中的進給速度將被發(fā)送到輔助控制器中去。一個輔助軸G00運動將會以它的最大進給速度移動。當CNC控制器等待輔助軸運動完成的時候，屏幕的底端將顯示“CFIN”。RS-232端口有關輔助軸的傳輸錯誤將會顯示無線中斷。Reset鍵將中斷任何“掛斷”輔助軸傳輸。
Emergency Stop或者開啟Single Block是停止輔助軸的唯一方法，F(xiàn)eed Hold或Reset將不停止軸。
如果用戶加入一個輔助軸，設置38，然后輔助軸將會被指定為C。如果加入倆個輔助器，它們將被指定為C和U等。
參數(shù)
當訪問一個輔助器的時候，HAAS單個伺服控制器必須根據(jù)下表設置的參數(shù)21。
在CNC中命名： 參數(shù)21： 所選擇：
C 6 Z
U 1 U
V 2 V
W 3 W
多個輔助軸必須通過第二RS-232端口采集，這和操作手冊中的輔助軸的描述是一樣的。
用進給手輪可以從CNC前面板進給輔助軸。
沒有對這些軸做共建設置，所以所有的指令在機床的操作坐標系統(tǒng)中。但是如果一個替代零點位置已經(jīng)輸入到HAAS伺服控制中去，那個位置將被定位零點。當CNC通電時。輔助軸將會初始化，零點將會被設置在但控制器中的值代替。設置一個替代零點，用戶必須進給但控制軸到另一個新的零點位置，然后按下控制軸但控制中的Clear按鈕。輔助軸傳輸通常有7個數(shù)據(jù)位，偶同位，倆個停止位。數(shù)據(jù)傳輸速率是CNC設置54，將被設置為4800。CNC設置50必須設置為XON/XOFF。在單個軸控制器中的參數(shù)26，對于4800位每分鐘必須設置為5.對于XON/XOFF，參數(shù)33必須為1。在單個軸控制器中的參數(shù)12總是被設置為3或4阻止循環(huán)包圍。連接CNC和單軸控制器的電纜線必須是DB-25電纜（倆個末端是陽性導線，來自HassCNC（低）串行端口的1，2，3和7針。
使軸失效
如果用戶有第四軸旋轉的工作臺或者是5C分度器，或者是第五軸，它將在Setting顯示中生效，并從機床中移出。當控制器開啟的時候不要連續(xù)或不連接任何電纜。如果它在沒有連接的時候不能使旋轉軸失效，將會得到警告。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
摘要 推動架是牛頭刨床進給機構中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。本文討論了推動架的機械加工工藝、機床專用夾具的發(fā)展趨勢、研究現(xiàn)狀和解決辦法。
關鍵詞 推動架 工藝規(guī)程 加工工藝 機床夾具
1 引言
通過分析刨床推動架，了解到推動架在刨床加工中的作用。運用機械制造技術及相關課程的一些知識，解決推動架在加工中的定位、加緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題，確定相關的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質量。其次，依據(jù)推動架毛坯件和生產(chǎn)綱領的要求及各加工方案的比較，制定出切實可行的推動架加工工藝規(guī)程路線 [1]。
2 工藝過程
工藝過程是指在生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性能等，使其成為半成品或成品的過程 [2]。機械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、鉚接、熱處理、涂裝、裝配等工藝過程。工藝過程是生產(chǎn)過程中的主要組成部分，工藝過程根據(jù)其作用不同可分為零件機械加工過程和部件或成品裝配工藝過程 [3]。
機械加工工藝過程是利用切削加工、電的加工方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性能等，使其轉變?yōu)楹细窳慵倪^程。機械加工工藝過程直接決定零件和產(chǎn)品的質量，對產(chǎn)品的成本和生產(chǎn)周期都有較大的影響，是機械產(chǎn)品整個工藝過程的主要組成部分 [4]。
3 機械加工工藝過程的組成
機械加工工藝過程是由一個或若干個順次排列的工序組成。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步和走刀等[5]。
工序。指一個或一組操作者，在一個工作地點或一臺機床上，對同一個或同時對幾個零件進行加工所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。
工步。指在同一個工序中，當加工表面不變、切削工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不變的情況下所完成的那部分工藝過程。
走刀。加工表面由于被切去的金屬層較厚，需要分幾次切削。
安裝。零件在加工之前，將其正確地安裝在機床上。在一個工序中，零件可能安裝一次，也可能需要安裝幾次。
工位。指為了減少安裝次數(shù)，常采用回轉工作臺，使零件在一次安裝中先后處于幾個不同的位置進行加工。
元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。
4 機床夾具的發(fā)展趨勢分析
夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展 [6]。
4．1 高精
隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高[7]。高精度夾具的定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。
4．2 高效
為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多件加工創(chuàng)造了條件 [8]。
4．3 通用、經(jīng)濟
夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好 [9]。
5 機床夾具的研究現(xiàn)狀
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在精密化、高效化、柔性化等方面。下面介紹幾種現(xiàn)代機床夾具。隨著科學技術的迅猛發(fā)展，市場需求的變化多端及商品競爭的日益激烈，使機械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期愈來愈短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例愈來愈高 [10]。為了適用這種形勢的需要，出現(xiàn)了各種新型夾具。在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)中，數(shù)控機床的應用已愈來愈廣泛 [11]。
6 機床夾具的解決方法
為降低成本，汽車、飛機以及家電等行業(yè)的一流設備生產(chǎn)廠(OEM)往往依靠如機床制造廠一樣的合作伙伴來提供成套的加工設備，包括機床、刀具以及工件夾具系統(tǒng) [12]。在新的合作型世界中，工件夾具供應商已經(jīng)成為關鍵的第三方，他們可以開發(fā)裝夾概念、解決各種問題以及完成應用工程成功地將開發(fā)零件裝夾概念的任務轉交到工夾供應商手中，主要依賴供應商與用戶以及其他供應商之間從項目一開始就進行的密切合作。要找到可使用的工件夾具解決方法，是困難的，有時是不可能的 [13]。
毫無疑問，某種經(jīng)濟而可靠的過程，取決于在過程開發(fā)周期內或之前對問題的早識別和解決越早越好例如．即使在零件設計方面的細小的改變，也可能可以采取更簡單的夾緊裝置并更容易地制作零件，而且成本更低。對所有加工零件的生產(chǎn)工程師從開發(fā)項目一開始就應該與零件設計者進行密切合作 [14]。
對工件夾具供應商(包括合作項目)重要工具是模擬技術。制造系統(tǒng)的模擬，允許供應商可模擬和試驗出不同夾緊結構的各種夾緊裝置而不需要實際制造。這是一一種性能價格比很好的方法，確定哪種夾緊結構將提供足夠的間隙以有效地移動零件、插人機器人焊接器或防止刀具碰撞裝置 [15]。
7 結束語
根據(jù)推動架加工要求，參考機床夾具設計手冊，通過查詢分析獲得的工藝過程解決夾工序的制訂、夾具的設計，輔助以通用機床，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理并能保證加工質量的夾具。
參 考 文 獻
[1] 陳 平，鄭貞平．推動架加工工藝和夾具設計的研究[J]．無錫職業(yè)技術學院學報，2008,10(5)：5～6.
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[13] 焦小明, 孫慶群. 機械加工技術[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2005 ．177～180．
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畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
1 本畢業(yè)設計課題應達到的目的與預期目標
通過本設計，使自身熟悉了工序卡制訂及夾具設計的一般過程，培養(yǎng)了我綜合運用所學基礎理論、專業(yè)知識和各項技能，著重培養(yǎng)設計、計算、分析問題和解決問題的能力，進而總結、歸納和獲得合理結論。針對任務書要求，從以下幾個步驟進行設計：
1．1 首先收集一些關于推動架夾具設計的相關知識，對這些知識加以總結和分析，為下面的課題開展做好準備。
1．2 以現(xiàn)有的B6065推動架毛坯件的CAD零件圖為基礎，和通過查詢分析獲得的工藝過程，解決夾具工序的制訂、夾具的設計、工件的定位等問題。
2 研究手段
2．1 查閱相關資料
2．2 確定機床工作配置型式
2．3 選擇合適的工件定位方式和夾緊方案
2．4 夾具的設計
2．5 合理安排推動架、夾具等的位置
2．6 進行零件圖的繪制
3 本次設計技術要求:
3．1 機床應能滿足加工要求，保證加工精度；
3．2 機床運轉平穩(wěn)，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 III 頁 共III頁
摘 要
本設計的內容可分為機械加工工藝規(guī)程設計和機床專用夾具設計兩大部分。首先，通過分析B6065刨床推動架，了解到推動架在B6065刨床加工中的作用。運用機械制造技術及相關課程的一些知識，解決推動架在加工中的定位、加緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題，確定相關的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質量。其次，依據(jù)推動架毛坯件和生產(chǎn)綱領的要求及各加工方案的比較，制定出切實可行的推動架加工工藝規(guī)程路線。最后，根據(jù)被加工零件的加工要求，參考機床夾具設計手冊及相關方面的書籍，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計的方案，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理并且能保證加工質量的夾具。
關鍵詞 機械加工 工藝規(guī)程 專用夾具 推動架
Abstract
The design of the content can be divided into a point of order processing machinery and machine tools designed for the two most fixture design. First of all, through the promotion of B6065-planer, that promote the B6065 planer-processing role. Use of machinery manufacturing technology and related programmes of knowledge, promoting the solution-processing in the position to step up and the line of the arrangement, and so on related issues, establishing the process and choose a suitable size and machine tools, spare parts processing quality assurance . Secondly, the basis for promoting the rough-pieces and production and processing requirements of the Programme of the programme, to promote the development of a practical point of order-processing line. Finally, in accordance with the requirements of the processing parts processing, machine tool fixture design reference manual and related aspects of the books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, effort, economic and reasonable to ensure the quality of processing fixture.
Keywords Machining process Planning Special fixture Planer
目 錄
1 引言 1
2 零件的分析 2
2.1 零件的作用和結構 2
2.2 零件的工藝分析 2
2.3 零件的生產(chǎn)綱領 3
3 機械加工工藝規(guī)程設計 4
3.1 零件表面加工方法的選擇 4
3.2 制定機械加工工藝路線 4
3.3 工藝方案的比較與分析 5
3.4 工序尺寸的確定 7
3.5 加工余量的確定 8
3.6 選擇加工設備與工藝設備 9
3.7 切削用量及基本時間的確定 11
4 專用夾具介紹 28
4.1 問題的提出 28
4.2 夾具的特點 28
4.3 零件工藝性分析 29
4.4 定位誤差分析 31
4.5 夾具設計及簡要的說明 32
結束語 33
致謝 34
參考文獻 35
本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 37 頁 共35 頁
1 引言
機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(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)營管理模式乃至社會的組織結構和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求[1]。自新中國成立以來，我國的制造技術與制造業(yè)得到了長足發(fā)展，一個具有相當規(guī)模和一定技術基礎的機械工業(yè)體系基本形成。改革開放二十多年來，我國制造業(yè)充分利用國內國外兩方面的技術資源，有計劃地推進企業(yè)的技術改造，引導企業(yè)走依靠科技進步的道路，使制造技術、產(chǎn)品質量和水平及經(jīng)濟效益發(fā)生了顯著變化，為推動國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了很大的貢獻。盡管我國制造業(yè)的綜合技術水平有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在階段性差距。進入二十一世紀，我國發(fā)展經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè)，特別是在我國加入世貿組織后，世界的制造中心就從發(fā)達國家遷移到了亞洲，我國有廉價的勞動力和廣大的消費市場，因此，我國工業(yè)要想發(fā)展，就需要有相應的技術和設備來支持[2]。
工藝設計是在學習機械制造技術工藝學及機床夾具設計后，在生產(chǎn)實習的基礎上，綜合運用所學相關知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質量[3]。
據(jù)資料所示，推動架是牛頭刨床進給機構中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。在設計推動架機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備以及相應的加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質量[4]。
在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。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，直到零件最后加工成型[5-6]。
本畢業(yè)設計的內容是B6065刨床推動架工藝規(guī)程及特定鉆夾具設計，詳細討論推動架從毛坯到成品的機械加工工藝過程，分析總結推動架零件的結構特點、主要加工表面，并制定相應的機械加工工藝規(guī)程；針對推動架零件的主要技術要求，設計鉆孔夾具的專用夾具。
2 零件的分析
2.1 零件的作用和結構
該零件為B6050刨床推動架，是牛頭刨床進給機構中的零件，φ32mm孔安裝在進給絲杠軸，靠近φ32mm孔左端處裝一棘輪。在棘輪上方即為φ16mm孔裝棘爪。φ16mm孔通過銷與杠連接。把從電動機創(chuàng)來的旋轉運動，通過偏心輪杠桿使零件繞φ32mm軸心線擺動。同時，撥動棘輪，使絲杠轉動，實現(xiàn)工作臺自動進給。
2.2 零件的工藝分析
由零件毛坯圖2.1可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質量。零件的加工質量，要可靠地達到了圖紙所提出的技術條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。推動架主要作用是把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。在設計推動架機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備以及相應的加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質量。
由零件圖可知，φ32mm、φ16mm的中心線是主要的設計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為兩組：
(1)φ32mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ32mm的兩個端面及孔和倒角，φ16mm的兩個端面及孔和倒角。
(2)以φ16mm孔為加工表面
這一組加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及內孔φ10mm、M8-6H的內螺紋，φ6.6mm的孔。
這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是：
(1)φ32mm孔內與φ16mm中心線垂直度公差為0.10；
(2)φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。
零件毛坯圖如圖2.1所示
圖2.1 零件毛坯圖
由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻[2]中有關面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。
2.3 零件的生產(chǎn)綱領
N=Qn（1+a+b） (2.1)
其中，產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q=4000臺/年，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量n=1件/臺，零件備品率a=4%，零件的廢品率b=1%。
N=4000×1×（1+4%+1%）=4200件/ 年
從此結果可知，該零件為中批生產(chǎn)。
3 機械加工工藝規(guī)程設計
3.1 零件表面加工方法的選擇
零件各表面的加工方法和方案選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟方面的要求，在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結合零件的特點和技術要求，應慎重決定。
3.1.1 基準的選擇
基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基準的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，使生產(chǎn)無法進行?；鶞实倪x擇正確，可以使加工質量得到保證，否則，加工過程會出現(xiàn)很多問題，更有甚者，還會造成零件批報廢，包括廢品和撞刀等事故。粗基準是機械加工工序中的第一道工序中用未經(jīng)加工過的毛坯作為定位基準，在隨后的工序中，用加工過的表面作為定位基準，則成為精基準[7-8]。
(1)粗基準的選擇
對于一般的軸類零件來說，以外圓作為基準是合理的，按照有關零件粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面時，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。
(2)精基準的選擇
精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇φ32mm的孔和φ16mm的孔作為精基準[9-10]。
3.2 制定機械加工工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,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，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降[11]。
(1)工藝路線方案一：
工序I 粗銑φ32mm孔右端面
工序Ⅱ 銑φ16mm孔左端面，銑φ32mm孔左端面
工序Ⅲ 銑φ16mm孔右端面，精銑φ32mm右端面
工序Ⅳ 銑深9.5mm寬6mm的槽
工序Ⅴ 銑φ16mm孔下端面
工序Ⅵ 鉆φ10mm孔，鉆φ16mm孔，鉆φ6.6mm底孔
工序Ⅶ 鉆、粗精鉸φ32mm孔，倒角45°
工序Ⅷ 鉆、粗精鉸φ16mm,倒角45°
工序Ⅸ 絲錐攻絲M8-6H
(2)工藝路線方案二：
工序I 粗銑φ32mm右端面
工序Ⅱ 銑φ16mm孔左端面，φ32mm孔左端面
工序Ⅲ 銑φ16mm孔右端面，精銑φ32mm右端面
工序Ⅳ 鉆、粗精鉸φ32mm孔，倒角45°
工序Ⅴ 鉆、粗精鉸φ16mm,倒角45°
工序Ⅵ 鉆φ10mm孔和φ16孔，鉆φ6.6mm底孔
工序Ⅶ 銑φ16mm孔下端面
工序Ⅷ 鉆φ6mm的孔，锪120°的錐孔
工序Ⅸ 銑深9.5mm寬6mm的槽
工序Ⅹ 絲錐攻絲M8-6H
以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程卡綜合片”
3.3 工藝方案的比較與分析
上述前兩個工藝方案的特點在于：兩個加工方案都是按先加工面再加工孔的原則進行加工的。方案一是先鉆Φ10mm孔和鉆、粗精鉸Φ16mm的孔，然后以孔的中心線為基準距離12mm鉆、粗精鉸Φ32mm的孔，倒角45°。而方案二卻與此相反，先鉆Φ32mm的孔，倒角45°，然后以孔的中心線為基準鉆φ16mm孔，兩種方案通過分析比較可以看出，先加工Φ32mm的孔，以孔作為基準加工φ16mm的孔，然后再以Φ32mm的孔作定位基準加工Φ10mm孔，Φ16mm孔和鉆φ6.6mm的底孔，這時的垂直度容易保證，并且定位和裝夾都很方便，并且方案二的加工孔是在鉆床Z535上加工的，這樣避免了不必要的拆卸、搬動和裝夾，節(jié)約了工時，提高了生產(chǎn)效率。因此，選用方案二是比較合理的。
最后確定工藝方案如下表3.1:
表 3.1 加工工藝路線
工序號
工序內容
簡要說明
10
一箱多件沙型鑄造
20
進行人工時效處理
消除內應力
30
涂漆
防止生銹
40
粗銑φ32mmm孔右端面
先加工面
50
銑φ16mm孔左端面，銑φ32mm孔左端面
60
銑φ16mm孔右端面，精銑32mmm孔右端面
70
鉆、粗精鉸φ32mm孔，倒角45°
80
鉆、粗精鉸φ16mm孔,倒角45°
90
鉆φ10mm孔，鉆φ16mm孔，鉆底孔φ6.6mm
100
銑16mm孔下端面
110
鉆φ6mm的孔，锪120°的錐孔
120
銑深9.5mm寬6mm的槽,倒角45°
130
M8絲錐攻絲
140
檢驗
150
入庫
3.3 工序基準的選擇
工序是在工序圖上以標定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準。所標定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術要求，工序尺寸和工序技術要求的內容在加工后應進行測量，測量時所用的基準稱為測量基準。通常工序基準和測量基準重合。
工序基準的選擇應注意以下幾點：
(1)選設計基準為工序基準時，對工序尺寸的檢驗就是對設計尺寸的檢驗，有利于減少檢驗工作量。
(2)當本工序中位置精度是由夾具保證而不需要進行試切，應使工序基準與設計基準重合。
(3)對一次安裝下所加工出來的各個表面，各加工面之間的工序尺寸應與設計尺寸一致。
3.4 工序尺寸的確定
根據(jù)加工長度為50mm，毛坯的余量為4mm，粗加工的余量為2mm。根據(jù)《機械工藝手冊》表2.3-21加工的長度為50mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。
(1)φ32mm的孔
毛坯為空心，通孔，孔內要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ31mm. 2z=0.85mm
粗鉸：φ31.85mm 2z=0.15mm
精鉸：φ32H7
(2)φ16mm的孔
毛坯為實心，不沖孔，孔內要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ15mm. 2z=0.85mm
擴孔：φ15.85mm 2z=0.1mm
粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm
精鉸：φ16H7
(3)φ16mm的孔
毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ15mm 2z=0.95mm
粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm
精鉸：φ16H8
(4)鉆螺紋底孔φ6.6mm的孔
毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝
手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ6.6mm 2z=1.4mm
精鉸：φ8H7
(5)鉆φ6mm孔
毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝
手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ5.8mm 2z=0.02mm
精鉸：φ6H7
3.5 加工余量的確定
根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計算和查詢資料可知，毛坯重量約為0.72kg。生產(chǎn)類型為中小批量，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于φ32mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效進行處理。
根據(jù)零件圖資料，分別確定各加工表面的機械余量及毛胚尺寸。
由參考文獻可知，查得該鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級，加工余量等級MA為G級，故CT=10級，MA為G級。用查表法確定各加工表面的總余量如表3.1所示：
表3.1 加工表面的總余量表
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值
說明
φ27的端面
92
H
4.0
頂面降一級，單側加工
φ16的孔
φ16
H
3.0
底面，孔降一級，雙側加工
φ50的外圓端面
45
G
2.5
雙側加工（取下行值）
φ32的孔
φ32
H
3.0
孔降一級，雙側加工
φ35的兩端面
20
G
2.5
雙側加工（取下行值）
φ16的孔
φ16
H
3.0
孔降一級，雙側加工
由參考文獻[3]可知，鑄件主要尺寸的公差如表3.2所示：
表3.2 尺寸的公差表
主要加工表面
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
φ27的端面
92
4.0
96
3.2
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
φ50的外圓端面
45
5
50
2.8
φ32的孔
φ32
6.0
φ26
2.6
φ35的兩端面
20
5
25
2.4
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
3.6 選擇加工設備與工藝設備
3.6.1 機床的選擇
工序40 粗銑φ32mmm孔右端面，考慮工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇XA6132臥式銑床，專用銑夾具和游標卡尺。
工序50 銑φ16mm孔左端面和銑φ32mm孔左端面，考慮工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，因定為基準相同，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇XA6132臥式銑床，專用銑夾具和游標卡尺。
工序60 銑φ16mm孔右端面，精銑φ32mmm孔右端面，宜采用臥銑，選擇XA6132臥式銑床，專用銑夾具和游標卡尺。
工序70 鉆粗、精鉸φ32mm，倒角45°。選擇Z535立式鉆床，專用鉆夾具和游標卡尺。
工序80 鉆粗、精鉸φ16mm孔,倒角45°。選用Z535立式鉆床，專用鉆夾具和內徑千分尺 。
工序90 鉆φ10mm孔，鉆φ16mm孔，鉆M8底孔φ6.6mm。選用Z535立式鉆床，專用鉆夾具和游標卡尺。
工序100 銑16mm孔下端面。選用XA6132臥式銑床，專用銑夾具和游標卡尺 。
工序110 鉆φ6.6mm的孔，锪120°的錐孔。選用Z5215A搖臂鉆床加工，專用鉆夾具和游標卡尺。
工序120 銑深9.5mm寬6mm的槽,倒角45°。選用XA6132臥式銑床加工，專用銑夾具和游標卡尺。
工序130 M8絲錐攻絲，機用絲錐，選用量具為螺紋塞規(guī)。
3.6.2 夾具的選擇
本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。
3.6.3 刀具的選擇
(1)銑刀依據(jù)參考文獻資料[1]，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。
(2)鉆φ32mm的孔選用高速鋼復合鉆頭。
(3)鉆φ10mm孔，鉆φ16mm和鉆底孔φ6.6mm，選用高速鋼麻花鉆鉆頭。
(4)鉆φ16mm孔。選用選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，d=φ16mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝120°，45°車刀。
(5)攻絲M8-6H ，選用M8絲錐。
3.6.4 量具的選擇
本零件屬于中批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下：
(1)選擇加工面的量具
用分度值為0.05mm的游標卡尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm，測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。
(2)選擇加工孔量具
因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm，測量范圍50mm～125mm的內徑千分尺即可。
(3)選擇加工槽所用量具
槽經(jīng)粗銑、精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗銑時均為IT14;精銑時，槽寬為IT13，槽深為IT14。故可選用讀數(shù)值為0.02mm，測量范圍0mm～150mm的游標卡尺進行測量。
3.7 切削用量及基本時間的確定
3.7.1 工序Ⅰ的設計
本工序為粗銑φ32mm孔右端面。已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直d=60mm，齒數(shù)。根據(jù)參考文獻文獻[1]選擇銑刀的基本形狀,r=10°，a=12°，β=45°已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm故機床選用XA6132臥式銑床。
(1)確定每齒進給量
根據(jù)參考文獻文獻[2]資料所知，XA6132型臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量=0.16 mm/z～0.24mm/z、現(xiàn)取=0.16mm/z。
(2)選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據(jù)參考文獻文獻[2]資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑D=60mm，耐用度T=180min。
(3)確定切削速度
根據(jù)參考文獻文獻[2]資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，耐用度T=180min時查?。?8mm/s，=439r/min, =490mm/s。根據(jù)XA6132型臥式銑床主軸轉速表查取，=300r/min, =475mm/s。
則實際切削：
= (3.1)
==56.52m/min
實際進給量：
= (3.2)
==0.16mm/z
(4)校驗機床功率
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當=0.16mm/z, a=50mm,a=2.5mm, =490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw P=0.8kw。
根據(jù)XA6132型立式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率
P= P×P (3.3)
P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw
因此機床功率能滿足要求。
(5)基本時間
t= (3.4)
t==4.6min
3.7.2 工序Ⅱ的設計
本工序為銑φ16mm孔左端面，銑φ32mm孔左端面，由參考文獻 [1]《機械加工工藝手冊》表2.5得由銑刀直徑，銑刀齒數(shù)。
(1)銑φ16mm孔左端面
(a)確定每齒進給量
根據(jù)參考文獻文獻[2]資料所知，查得每齒進給量=0.20 mm/z～0.30mm/z、現(xiàn)取=0.20mm/z。由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取銑削深度a=3.5mm。
(b)選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。
(c)確定切削速度
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查?。?3mm/s，=350r/min, =390mm/s。根據(jù)XA6132型臥式銑床主軸轉速表查取，=150r/min, =350mm/s。
則實際切削：
=
==23.6m/min
實際進給量：
=
==0.23mm/z
(d)校驗機床功率
依據(jù)上道工序校驗的方法，根據(jù)參考文獻[2]資料所知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知機床功率能夠滿足要求。
(e)基本時間
t=
t==4.3 min
(2)銑φ32mm孔左端面
由參考文獻[1]《機械加工工藝手冊》表得：， ；由銑刀直徑，銑刀齒數(shù)。
(a)確定每齒進給量
查閱查閱《機械制造工藝設計簡明手冊》，由選擇高速鋼圓柱銑刀直徑D=60mm，齒數(shù)。已知銑削寬度a=2.5mm，故機床選用XA6132臥式銑床。根據(jù)參考文獻文獻[2]資料所知，查得每齒進給量=0.20 mm/z～0.30mm/z、現(xiàn)取=0.20mm/z。由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取銑削深度a=3.5mm。
(b)選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.40mm，耐用度T=90min。
(c)確定切削速度
根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉速表查取，當=60mm，, a≤10 mm, ≤0.20mm/z時，＝4.5 m/min，=350r/min, =23 mm/min。
各修正系數(shù)：
故 (m/min) (3.5)
(r/min) (3.6)
(mm/min) (3.7)
按機床選?。? 75r/min，= 35mm/min，則切削速度和每齒進給量為：
(m/min)
=== 0.05(mm/z)
(d)校驗機床功率
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.22，當≤27mm，= 0.10 mm/z～0.15mm/z，≤10mm，≤132mm/min。查得P=1.1kw，根據(jù)銑床XA6132說明書，機床主軸允許功率為：P= 9.125×0.75kw = 6.84kw，故P＜P，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即=2.0mm，=35mm/min，= 75r/min，= 14.2m/min，= 0.05mm/z。
(e)計算基本工時
(3.8)
式中，，mm，查《切削用量簡明手冊》表2.29，mm，所以，(mm)，
min
3.7.3 工序Ⅲ的設計
本工序為銑φ16mm孔右端面,精銑φ32mm孔的右端面。已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑D=60mm，齒數(shù)。根據(jù)參考文獻文獻[1]選擇銑刀的基本形狀,r=10°，a=12°，β=45°已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，故機床選用XA6132臥式銑床。
(1)銑φ16mm孔右端面
(a)確定每齒進給量
根據(jù)參考文獻文獻[2]資料所知，查得每齒進給量=0.20 mm/z～0.30mm/z，現(xiàn)取=0.20mm/z。由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取銑削深度a=3.5mm。
(b)選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。
(c)確定切削速度
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查?。?3mm/s，=350r/min, =390mm/s。根據(jù)XA6132型臥式銑床主軸轉速表查取，=150r/min, =350mm/s。
則實際切削：
=
==23.6m/min
實際進給量：
=
==0.23mm/z
(d)校驗機床功率
依據(jù)上道工序校驗的方法，根據(jù)參考文獻[2]資料所知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知機床功率能夠滿足要求。
(e)基本時間
根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為：
t=
t==4.3 min
(2)精銑φ32mm孔的端面
查閱《機械制造工藝設計簡明手冊》，由銑削寬度= 2.5mm，選擇= 60mm的圓柱銑刀，故齒數(shù)。機床選擇臥式銑床XA6132。精加工，余量很小，故取= 1.0mm。
(a)每齒進給量
查《切削用量簡明手冊》表3.2及根據(jù)機床的功率為7.5kw，得= 0.2mm/z ～0.3mm/z，故取= 0.2mm/z。
(b)確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm，由銑刀直徑= 60mm，查《切削用量簡明手冊》表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 90min。
(c)切削速度和每分鐘進給量
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.14，當mm，，≤10mm，≤0.20mm/z時，m/min，r/min，mm/z。
各修正系數(shù)：
故 (m/min) (3.9)
(r/min) (3.10)
(mm/min) (3.11)
按機床選?。? 300r/min，= 39mm/min，則切削速度和每齒進給量為：
(m/min)
=== 0.013 (mm/z)
(d)檢驗機床功率
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.3，當≤3mm，= 0.10 mm/z ～0.15mm/z，≤10mm，≤132mm/min。查得P=1.1kw，根據(jù)銑床XA6132說明書，機床主軸允許功率為：P= 9.125×0.75kw = 6.84kw，故P＜P，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即
=1.0mm，=42.5mm/min，= 300r/min，= 303m/min，= 0.013mm/z。
(e)計算基本工時
(3.12)
式中，，mm，查《切削用量簡明手冊》表3.26，mm，所以，(mm)，
min
3.7.4 工序Ⅳ的設計
本工序為鉆﹑粗鉸、精鉸φ32mm孔，倒角45°。刀具選用高速鋼復合鉆頭，直徑D=32mm，使用切削液，故選用Z535立式鉆床。
(1)確定進給量
根據(jù)參考文獻[1]《機械加工工藝手冊》，由于孔徑和深度都很大，查《切削手冊》， 所以， 。
(2)選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度
根據(jù)參考文獻[1]《機械加工工藝手冊》表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。
(3)確定切削速度和每齒進給量
由表5-132，查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù) ，σ=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127，進給量=0.48mm/r，
查《切削手冊》機床實際轉速為
故實際的切削速度
根據(jù)以上計算確定切削用量如下：
鉆孔：d=31mm, =0.48mm/r, =452r/min, =12.77m/min
粗鉸：d =31.85mm, =0.4mm/r, =400r/min, =29.7m/min
精鉸：d =31.95mm, =0.2mm/r, =630r/min, =15m/min
(4)校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
(5)鉆、粗鉸、精鉸φ32mm孔基本時間
(a)鉆φ32mm孔基本工時
根據(jù)參考文獻資料所知高速鋼復合鉆頭基本時間為：
(b)粗鉸孔基本工時：
l= (3.13)
L=27.5mm, =400r/min, =0.4 mm/z,取=3mm, =4mm,
(3.14)
(c)精鉸孔基本工時：
l=
取=0.2mm/r, =630r/min, =15m/min，l1=4mm, l2=2mm，l=27.5mm
(3.15)
3.7.5 工序Ⅴ的設計
本工序為鉆、粗鉸、精鉸φ16mm的孔，倒角45°。刀具：選鉸刀選用φ15.95的標準高速鋼鉸刀，鉸孔擴削用量，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°。
(1)確定進給量
根據(jù)參考文獻[3]表10.4-7查出表=0.5～1.4.按該表注釋取較小進給量，按按該表注釋取較小進給量，按Z525機床說明書，取=0.3。查《切削用量簡明手冊》，， 所以，，按鉆頭強度選擇，按機床強度選擇。最終決定選擇機床已有的進給量=0.3， 經(jīng)校驗，校驗成功。
(2)鉆頭磨鈍標準及壽命
查《切削用量簡明手冊》，后刀面最大磨損限度為0.5 mm～0.8mm，壽命。
(3)確定切削速度
根據(jù)表10.4-39取,切削速度的修正系數(shù)可按表10.4-10查出，kmv=1。
查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù)
(3.16)
故K=0.87
故V’=14.2×0.87×1=12.35m/min
N’= (3.17)
根據(jù)Z525機床說明書選擇=275r/min.這時實際的鉸孔速度為：
=
根據(jù)以上計算確定切削用量如下：
鉆孔： d=15mm, =0.3mm/r, =400r/min, =18m/min
粗鉸： d =15.85mm, =0.5mm/r, =574r/min, =25.8m/min
精鉸： d =15.95mm, =0.72mm/r, =275r/min, =13.65m/min
(4)校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
(5)鉆、粗鉸、精鉸φ16孔基本時間
(a)鉆孔基本工時：
t =
式中，=400, =0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm
T=
(b)粗鉸孔基本工時：
l=
L=27.5mm, =530r/min, =0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm
t=
(c)精鉸孔基本工時：
l=
取l1=4mm, l2=2mm，l=27.5mm
t=
3.7.6 工序Ⅵ的設計
本工序為鉆φ10mm和鉆φ16mm孔,以φ32mm孔為定位基準，鉆M8 螺紋底孔φ6.6mm。選擇高速鋼麻花鉆鉆頭D=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，45°車刀。
(1)鉆φ10mm孔
(a)確定進給量
查《切削用量簡明手冊》，，所以按鉆頭強度選擇 ，按機床強度選擇。最終決定選擇機床已有的進給量，經(jīng)校驗 校驗成功。
(b)選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度
查《切削用量簡明手冊》，后刀面最大磨損限度為0.5 mm～0.8mm，壽命。
(c)確定切削速度
查《切削手冊》 修正系數(shù)
故
查《切削用量簡明手冊》機床實際轉速為
故實際的切削速度
(d)校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
(e)基本時間
(2)鉆φ16mm孔
(a)確定進給量
查《切削用量簡明手冊》，，所以，按鉆頭強度選擇，按機床強度選擇。最終決定選擇機床已有的進給量，經(jīng)校驗 校驗成功。
(b)選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度
查《切削用量簡明手冊》后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm，壽命。
(c)確定切削速度
查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù)
故
查《切削用量簡明手冊》機床實際轉速為
故實際的切削速度
(d)校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
(e)基本時間
(3)鉆M8底孔φ6.6mm
(a)確定進給量
查《切削用量簡明手冊》， 所以，由于孔徑和深度都不大， 。按鉆頭強度選擇，按機床強度選擇，最終決定選擇機床已有的進給量，經(jīng)校驗 校驗成功。
(b)鉆頭磨鈍標準及壽命
查《切削用量簡明手冊》，后刀面最大磨損限度為0.5 mm～0.8mm，壽命。
(c)確定切削速度
查《切削用量簡明手冊》由表5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類,修正系數(shù) 故。
查《切削用量簡明手冊》機床實際轉速為
故實際的切削速度
(d)校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
(e)基本時間
3.7.7 工序Ⅶ的設計
本工序為銑φ16mm的下端面，工件材料為HT200,選用XA6132臥式銑床。選用高速鋼圓柱銑刀,深度ap<=3mm, ,故據(jù)《切削用量簡明手冊》,取刀具直徑D=60mm。
(1)確定每齒進給量
每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削用量簡明手冊》=0.14 mm/z～0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量=0.14 mm/z。
(2)選擇銑刀磨損標準及耐用度
查《切削用量簡明手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0 mm～1.5mm,壽命T=180min。
(3)確定切削速度和每齒進給量
計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》，查得＝98mm/s，=439r/min, =490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇=475r/min, =475mm/s,則實際切削：
=3.14×60×475/1000=119.3m/min
實際進給量為=/z=475/(300×10)=0.16mm/z
(4)校驗機床功率
校驗機床功率查《切削用量簡明手冊》Pcc=2.3kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc，故校驗合格。
最終確定： ap1=1.8mm，ap2=0.2mm，=475r/min，=119.3m/min，=0.16mm/z。
(5)基本時間
t=
t==3.8min
3.7.8 工序Ⅷ的設計
本工序為鉆φ6mm的孔，锪120°倒角，選用Z5215A搖臂鉆床加工,刀具采用選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ6mm高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，使用切削液，后角αo＝120°。
(1)確定進給量
查《切削用量簡明手冊》， ，所以由于孔徑和深度均很小，。按鉆頭強度選擇 ，按機床強度選擇。最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗， 校驗成功。
(2)選用鉆頭磨鈍標準及耐用度
查《切削用量簡明手冊》，根據(jù)表5-130，后刀面最大磨損限度為0.5 mm～0.8mm，壽命。
(3)確定切削速度
查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù)
故
查《切削用量簡明手冊》機床實際轉速為由表5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類，據(jù)表5-127
故實際的切削速度
(4)校驗扭矩功率
所以
，故滿足條件，校驗成立。
(5)基本時間
3.7.9 工序Ⅸ的設計
本工序為銑深9.5mm,寬6mm的槽。所選刀具為圓柱銑刀，銑刀直徑d=6mm，根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀r0=10°，a0=20°，已知銑削寬度ae=6mm，銑削深度ap=9.5mm，故機床選用XA6132臥式銑床。
(1)確定每齒進給量
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進給量=0.52 mm/z～0.10mm/z，現(xiàn)取=0.52mm/z。
(2)選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.20mm，耐用度T=60min。
(3)確定切削速度和每齒進給量
根據(jù)參考文獻[2]資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=6mm，銑削寬度ae=3mm，銑削深度ap =9mm，耐用度T=60min時查?。?8mm/s，=439r/min, =490mm/s。根據(jù)XA6132銑床主軸轉速表查取，=300r/min, =475mm/s。
則實際切削：
=
==8.49m/min
實際進給量：
=
==0.16mm/z
(4)校驗機床功率
據(jù)參考文獻資料可知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.8kw，P=0.8 kw，可知機床功率能滿足要求。
(5)基本時間
根據(jù)參考文獻資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為：
t=
t==2.75min
3.7.10 工序Ⅹ的設計
本工序為M8絲錐攻絲，工件材料，HT200, 選用機用絲錐，根據(jù)參考文獻[2]資料所知，銑削深度ap=10mm，刀具選用M8絲錐，量具選用螺紋塞規(guī)。
(1)確定進給量
查《切削用量簡明手冊》，由于孔徑和深度都不大，由表查5-132可知得。
(2)確定切削速度
查《切削用量簡明手冊》，由表5-132，選取=0.1m/s=6m/min,=238r/min。根據(jù)參考文獻[2]資料所知，按機床選取=195r/min，則=4.9m/min。
(3)基本時間
根據(jù)參考文獻[6]表5-131查得，機動工時=19mm，1=3mm，1=3mm
t=
t==0.2min
4 專用夾具介紹
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。
專用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的,其功用主要有下列幾個方面：
(1)保證工件被加工表面的位置精度,例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對于外行比較復雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進行加工往往難以達到精度要求。
(2)縮短了工序時間,從而提高了勞動生產(chǎn)率。進行某一工序所需要的時間,其中主要包括加工工件所需要的機動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。按夾具的應用范圍分類有通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具等，按夾具上的動力源分類有手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具、切削力及離心力夾具等。機床夾具由定位元件、夾緊裝置、對刀及導引元件、連接元件、夾具體、其他裝置或元件組成,定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分。在設計的過程當中，應深入生產(chǎn)實際，進行調查研究，吸取國內外先進技術，制定出合理的設計方案，在進行具體設計[12]。
4.1 問題的提出
本夾具主要用來鉆φ16mm孔，以φ32mm孔作為定位基準，為了保證技術要求，最關鍵就是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
4.2 夾具的特點
在機床上加工工件時,我們可以看到兩種不同的情況：一種是用劃針或指示表等量具,按工件的某一表面,或者按工件表面上所劃的線進行找正,使工件在機床上處于所需要的正確位置,然后夾緊工件進行加工;另一種是把工件安裝字夾具上進行加工。為了在工件的某一部位上加工出符合規(guī)定技術要求的表面,一般都按工件的結構形狀,加工方法和生產(chǎn)批量的不同,采用各種不同的裝置將工件準確,方便的而可靠地安裝在機床上,然后進行加工。這種用來安裝的工件以確定工件與切削刀具的相對位置并將工件夾緊的裝置稱為機床夾具。在實際的生產(chǎn)中,例如活塞,連桿的生產(chǎn)線上,幾乎每道工序中都采用了夾具。十分明顯,如果不采用夾具,不但工件的加工精度難以保證,而且加工生產(chǎn)率也會大大降低,有時甚至會造成無法加工的情況。除了機床加工時需要使用夾具外,有時在檢驗,裝配等的工序中也要用到夾具,因之在這種場合中用到的夾具可分別稱為檢驗夾具和裝配夾具。機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置,至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為輔助工具。輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內。按照機床夾具的應用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調整式夾具等[13][14]。
4.3 零件工藝性分析
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。在給定的零件中，由于公差要求較低，因此本步的重點應在加緊的方便與快速性上。
本工序的加工條件為Z525鉆床，Φ16mm高速鋼復合鉆頭，工件其他部位均已達到設計圖樣的要求。未淬硬毛坯上鉆孔的經(jīng)濟加工精度未IT11-IT12，表面粗糙度為Ra3.2，在鉆床夾具上加工時適當控制切削用量，可以保證孔的尺寸精度和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工中，應主要考慮孔軸線的位置要求。
4.3.1 定位基準的選擇
出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔Φ32mm和端面為基準定位，側面加定位銷輔助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。本工序采用孔φ32mm和端面為基準定位，使加工基準和設計基準統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度，使加工更好的保證位置精度[15]。
4.3.2 定位方案的選擇
根據(jù)該工序加工要求，工件在夾具中的定位方案以Φ32+0.027 0孔為主要定位基準，限制5個自由度，以支撐釘為止推基準，限制一個自由度?？紤]到當在加工φ16mm時，需要足夠的自由空間，其上方應該是沒有干涉的，所以該工件的定位支撐只能安排在其他部位，若安排在φ16mm的外端面，用V型塊支撐，而工件上存在兩處強度不足的地方，加工時容易振動和機械變形，而且整個夾具會進一步增大，為工件裝卸帶來麻煩，通過以下方法來夾緊：
(1)夾緊機構 工件的夾緊是擰動螺母，通過開口墊圈將工件夾緊在定位銷軸上。
(2)分度裝置 分度是由固定在定位銷的轉盤來實現(xiàn)的。當分度定位銷分別插入轉盤的兩個分度定位套時，工件獲得2個位置。分度時，扳動手柄，可以松開轉盤，拔出分度定位銷，由轉盤帶動工件轉過180°，將定位銷插入另一個分度定位套中，然后順時針扳動手柄，將工件夾緊，便可加工。
如圖4.1所示
圖4.1 定位方案圖
為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應設置引導刀具的元件—鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間。因工件批量小又是單一鉆孔工序，所以此處選用固定式鉆套。
根據(jù)《機床夾具手冊》表2.5-5，襯套與鉆模板的配合選H7/h6，鉆套與襯套的配合選F7/m6。根據(jù)《機床夾具手冊》表2.5-6，表3.2-113.確定可換鉆套為16F7×72m6×20 GB/T2264-91,d=Φ15F8,D=16m6。根據(jù)夾具手冊表3.2-1.8確定襯套為A16×20 GB/T2263-91 ,d=Φ16F7,D=Φ20h6,h=20。
由于零件的生產(chǎn)類型為中小批生產(chǎn)，考慮鉆套磨損后可以更換，選擇標準結構的可換鉆套。根據(jù)《機床夾具手冊》表2.5-7，鉆套至工件的距離按參考文獻[12]表1-1.5，d=15-24mm選擇。考慮本工序加工時鉆頭較細，防止切屑將鉆頭憋斷，應有足夠的排屑空間，鉆套至工件的距離為10mm。
根據(jù)《機床夾具手冊》表1.7-8，導向誤差為
△T==F×(d1－d2)/2+F×(d－d1)/2+me+(d－d1)×（h+b）/h (4.1)
式中d—可換鉆套內孔最大直徑，d=16.015 mm
d1—鉆頭最小直徑，根據(jù)GB/T313