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南京理工大學泰州科技學院
學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表
學生姓名
周曉明
學 號
0501510155
指導教師
武培軍 吳晟
選題情況
課題名稱
B6065刨床推動架工藝規(guī)程及夾具設計
難易程度
偏難
適中
√
偏易
工作量
較大
合理
√
較小
符合規(guī)范化的要求
任務書
有
√
無
開題報告
有
√
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
√
中
差
學習態(tài)度、出勤情況
好
√
一般
差
工作進度
快
按計劃進行
√
慢
中期工作匯報及解答問題情況
優(yōu)
良
√
中
差
中期成績評定：良
所在專業(yè)意見：
學習較主動、積極，態(tài)度認真，階段成果較明顯。
負責人：
年 月 日
南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計（論文）任務書
系 部：
機械工程系
專 業(yè)：
機械工程及自動化
學 生 姓 名：
周曉明
學 號：
0501510155
設計(論文)題目：
B6065刨床推動架工藝規(guī)程及
夾具設計
起 迄 日 期:
2009年 3 月09日 ~ 6月14日
設計(論文)地點:
南京理工大學泰州科技學院
指 導 教 師:
武培軍 吳 晟
專業(yè)負責人:
龔光容
發(fā)任務書日期: 2009年 2 月 26 日
任務書填寫要求
1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、系部領導簽字后生效。此任務書應在第七學期結(jié)束前填好并發(fā)給學生；
2．任務書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及系部主管領導審批后方可重新填寫；
4．任務書內(nèi)有關(guān)“系部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號；
5．任務書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—2005《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：
通過本設計，使學生熟悉工序卡制訂及夾具設計的一般過程，培養(yǎng)學生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(jié)、歸納和獲得合理結(jié)論，進行較為系統(tǒng)的工程訓練，初步鍛煉科研能力，提高論文撰寫和技術(shù)表述能力，為實際工作奠定基礎，達到人才培養(yǎng)的目的和要求。
2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
本設計要求學生根據(jù)推動架零件的結(jié)構(gòu)特點、機械制造加工工藝規(guī)程的編制原則，編制出推動架零件的加工工藝規(guī)程，并設計出特定工序的專用鉆夾具，繪出零件圖和裝配圖，學習AutoCAD、Pro/Engineer等軟件在機械設計中的應用，具體要求如下：
1、查閱相關(guān)資料（不少于15篇），翻譯一定量的外文資料（不少于3000漢字），撰寫開題報告及文獻綜述（不少于2000字）；
2、完成推動架零件加工工藝規(guī)程的編制；
3、選擇合適的工件定位方式；
4、確定恰當?shù)膴A緊方案；
5、進行專用夾具總圖及零件圖的繪制；
6、撰寫設計說明書。
相關(guān)的技術(shù)要求：
1、被加工工件為灰鑄鐵；
2、被加工工件具有較高強度，耐熱性；
3、表面無氣孔、縮孔、夾砂。
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕：
1、相關(guān)資料的英文翻譯與文獻綜述；
2、推動架零件的機械加工工序卡片；
3、特定工序?qū)Ｓ勉@夾具的裝配圖、零件圖；
4、畢業(yè)設計論文。
畢業(yè)設計成果以設計圖樣和說明書形式提交，要求圖樣規(guī)范，符合國家標準；說明書層次分明、論據(jù)可靠、計算正確、圖標規(guī)范、語句通順。
4．主要參考文獻：
[1] 徐灝，邱懷宣，菜春源，汪愷，余俊. 機械設計手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,1989.
[2] 王先逵. 機械制造工藝學 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[3] 張興輝. 實用機械加工測量技巧[M]. 北京：化學工業(yè)出版社,2008.
[4] 薛源順. 機床夾具設計（第二版）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.
[5] 周海寶. 提高機床夾具精度的實用方法 [J]. 機床與液壓，2000，4: 96～97.
[6] 劉文劍，莫天河，趙繼媛. 夾具工程師手冊[M]. 黑龍江科學技術(shù)出版社1987.
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2009年
3 月 9 日 ~ 3月 23 日
3 月 24 日 ~ 4月 6 日
4 月 7 日 ~ 5月 11日
5 月 12 日 ~ 5月 31 日
6 月 1 日 ~ 6月 9 日
6月 10日 ~ 6月 14 日
熟悉課題，準備相關(guān)資料，完成資料翻譯
完成文獻綜述，撰寫開題報告，熟悉AutoCAD、Pro/Engineer等繪圖軟件
掌握機械制造加工工藝編制的要點，分析推動架零件的特點，完成推動架件制造加工工藝規(guī)程的編制
掌握機床夾具設計特點，完成鉆夾具的結(jié)構(gòu)設計，畫出相關(guān)零件圖和裝配圖
撰寫并打印設計說明書，整理相關(guān)資料
準備論文答辯
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
2009年 月 日
系部意見：
系部主任：
2009年 月 日
南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計(論文)前期工作材料
學生姓名:
周曉明
學 號：
0501510155
系 部:
機械工程系
專 業(yè):
機械工程及自動化
設計(論文)題目:
B6065刨床推動架工藝規(guī)程
及夾具設計
指導教師:
武培軍高工
吳晟助教
材 料 目 錄
序號
名 稱
數(shù)量
備 注
1
畢業(yè)設計(論文)選題、審題表
1
2
畢業(yè)設計(論文)任務書
1
3
畢業(yè)設計(論文)開題報告〔含文獻綜述〕
1
4
畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕
1
5
畢業(yè)設計（論文）中期檢查表
1
2009年5月
南京理工大學泰州科技學院
本科生畢業(yè)設計（論文）選題、審題表
系 部
機械工程系
指導
教師
姓 名
武培軍 吳 晟
專業(yè)技術(shù)職 務
高 工 助 教
課題名稱
B6065刨床推動架工藝規(guī)程及夾具設計
適用專業(yè)
機械工程及自動化
課題性質(zhì)
A
B
C
D
E
課題來源
A
B
C
D
√
√
課題預計
工作量大小
大
適中
小
課題預計
難易程度
難
適中
易
√
√
課題簡介
推動架是牛頭刨床進給機構(gòu)中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。本課題緊密結(jié)合學生所學的機械工程及自動化課程，它讓學生在具備基本的機械制造工藝學、夾具設計知識后，強化提高其所學知識和初步設計能力。通過獨立完成對推動架零件的加工工藝以及鉆夾具設計，使學生掌握機械設計制造的基本過程。
課題應完成的任務和對學生的要求
本課題以B6065刨床推動架零件為研究對象，對學生的任務為：
1．獨立完成B6065刨床推動架零件的機械加工工藝規(guī)程制訂；
2. 特定鉆夾具設計總裝配圖及零件圖；
3. 3000字以上的英文翻譯；
4. 撰寫設計說明書。
要求學生掌握機械制造的基本理論知識，能綜合運用在實際生產(chǎn)制造之中。
所在專業(yè)審定意見：
專業(yè)負責人(簽名)： 年 月 日
本課題由 周曉明 同學選定，學號： 0501510155
注：1．該表由指導教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)負責人簽名后生效，作為該專業(yè)學生畢業(yè)設計（論文）選題使用；
2．有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應欄內(nèi)打“√”；
3．課題一旦被學生選定，此表須放在學生“畢業(yè)設計（論文）資料袋”中存檔。
南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計說明書(論文)
作 者:
周曉明
學 號：
0501510155
系 部:
機械工程系
專 業(yè):
機械工程及自動化
題 目:
B6065刨床推動架工藝規(guī)程及
夾具設計
吳晟助教
武培軍高工
吳晟助教
指導者：
評閱者：
2009 年 6 月
畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要
本設計的內(nèi)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(shù)及相關(guān)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(guān)問題，確定相關(guān)的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質(zhì)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(guān)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(zhì)量的夾具。
關(guān)鍵詞 機械加工 工藝規(guī)程 專用夾具 推動架
畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要
Title B6065-planer Promote and Fixture Design Process
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
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)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(gòu)中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)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(shù)及相關(guān)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(guān)問題，確定相關(guān)的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質(zhì)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(zhuǎn)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(zhì)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(zhuǎn)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(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(shù)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(guān)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(zhuǎn)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(nèi)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(shù)。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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)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(zhì)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(shù)學院學報，2008,10(5)：5～6.
[2] 劉軍，全林斯，呂梁．機械加工工藝過程質(zhì)量控制模型的研究[J]．河南農(nóng)業(yè)大學學報，2006,10(9):67～70.
[3] 盧秉恒. 機械制造技術(shù)基礎[M]．第二版，北京:機械工業(yè)出版社, 2005．107～109．
[4] 周迅．零件加工工藝方案的簡便分析方法[J]．制造技術(shù)， 2000，2（1）：15～17．
[5] 馮偉峰，許建新，黃利江．工藝設計與加工仿真集成技術(shù)研究[J]．制造技術(shù)與機床，2008，10（6）：12～15.
[6] 吳國華．金屬切削機床[M]．北京：機械工業(yè)出版社．2006．
[7] 王光斗，王春福．機床夾具設計手冊[M]．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2000．
[8] 許愛玲．機床夾具設計方法探討[J]．裝備制造技術(shù)，2008，10（8）：10～14.
[9] 姜明燦．論機床夾具與零件加工精度的關(guān)系[J]．機械工程與自動化,2006，5（5）：88～89．
[10] 孫自力．機械制造技術(shù)[M]．大連：大連理工大學出版社，2005．
[11] 劉友才，肖繼德．機床夾具設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1992．
[12] H．瑞斯．模具工程[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005．
[13] 焦小明, 孫慶群. 機械加工技術(shù)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2005 ．177～180．
[14] 馮辛安．機械制造裝備設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1999．
[15] 劉俊成. 機床夾具在設計過程中夾緊力的計算[J]．工具技術(shù)，2006，10（41）：89 ～91．
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(jié)、歸納和獲得合理結(jié)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(guān)于推動架夾具設計的相關(guān)知識，對這些知識加以總結(jié)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(guān)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(shù)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(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)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(jié)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(nèi)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(shù)及相關(guān)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(guān)問題，確定相關(guān)的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質(zhì)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(guān)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(zhì)量的夾具。
關(guān)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(jié)構(gòu) 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(jié)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(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，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)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(shù)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(shù)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(nèi)國外兩方面的技術(shù)資源，有計劃地推進企業(yè)的技術(shù)改造，引導企業(yè)走依靠科技進步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)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(shù)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(mào)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(shù)和設備來支持[2]。
工藝設計是在學習機械制造技術(shù)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(guān)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(zhì)量[3]。
據(jù)資料所示，推動架是牛頭刨床進給機構(gòu)中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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(shù)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(nèi)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(jié)推動架零件的結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)構(gòu)
該零件為B6050刨床推動架，是牛頭刨床進給機構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)量。零件的加工質(zhì)量，要可靠地達到了圖紙所提出的技術(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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(nèi)孔φ10mm、M8-6H的內(nèi)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(nèi)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(guān)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(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)合零件的特點和技術(shù)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(zhì)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(zhì)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(guān)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(shù)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(nèi)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(nèi)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(shù)要求，工序尺寸和工序技術(shù)要求的內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(cè)加工
φ16的孔
φ16
H
3.0
底面，孔降一級，雙側(cè)加工
φ50的外圓端面
45
G
2.5
雙側(cè)加工（取下行值）
φ32的孔
φ32
H
3.0
孔降一級，雙側(cè)加工
φ35的兩端面
20
G
2.5
雙側(cè)加工（取下行值）
φ16的孔
φ16
H
3.0
孔降一級，雙側(cè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(guān)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(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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(diào)查研究，吸取國內(nèi)外先進技術(shù)，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(shù)要求，最關(guān)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(shù)要求的表面,一般都按工件的結(jié)構(gòu)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(nèi)。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(diào)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(zhì)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(cè)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(gòu)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(gòu) 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(zhuǎn)盤來實現(xiàn)的。當分度定位銷分別插入轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤，拔出分度定位銷，由轉(zhuǎn)盤帶動工件轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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?？紤]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(nèi)孔最大直徑，d=16.015 mm
d1—鉆頭最小直徑，根據(jù)GB/T313