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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題 目:支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程
及夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
本文是對(duì)支架零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)支架零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)兩套夾具。
關(guān)鍵詞：支架，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
3
支架工藝與夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文
Abstract
This article is about the Bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design with two sets of pneumatic fixture.
Key words: Bracket, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 3
Abstract 4
目 錄 5
第1章 緒論 6
1.1 機(jī)械加工工藝概述 6
1.2機(jī)械加工工藝流程 7
1.3夾具概述 8
1.4機(jī)床夾具的功能 8
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 9
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 9
1.5.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 9
第2章 零件的分析 11
2.1支架的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 11
2.2支架的技術(shù)要求分析 12
4 毛坯的選擇 13
5 支架機(jī)械加工工藝路線的制定 13
5.1定位基準(zhǔn)的選擇 13
5.2 擬定工藝路線 14
5.3 加工余量和工序尺寸的擬定 16
5.4 切削用量的確定 17
6 夾具的設(shè)計(jì) 25
6.1設(shè)計(jì)要求 25
6.2夾具設(shè)計(jì) 25
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 25
6.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 25
6.3定位誤差的分析 27
6.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 27
總結(jié) 29
參 考 文 獻(xiàn) 30
第1章 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過(guò)程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。
機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。
機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明，比如，上面說(shuō)的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過(guò)程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。
總的來(lái)說(shuō)，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機(jī)械加工工藝流程
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時(shí)定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。
在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。
“工欲善其事，必先利其器。”
工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.4機(jī)床夾具的功能
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。
（1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.5.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。
精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗(yàn)）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣鳌⑸a(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
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第2章 零件的分析
2.1支架的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析
由支架零件圖可知，該支架結(jié)構(gòu)形狀對(duì)稱布置。主要由底板、肋板和圓柱孔等部分構(gòu)成。支架的主要加工表面有：支架底面、肋板孔與圓柱孔、肋板孔內(nèi)端面及圓柱孔上端面等。其中支架底面的表面粗糙度Ra≤1.6μm，肋板內(nèi)表面的表面粗糙度Ra≤3.2μm，定位孔φ6H7，肋板上的孔徑φ40H7，圓柱孔的孔徑φ60H8，兩肋板間的距離75H8，以及圓柱孔的內(nèi)表面與上端面的表面粗糙度Ra≤3.2μm是重要尺寸。
2.2支架的技術(shù)要求分析
該支架零件的主要技術(shù)要求為：
1. 未注明圓角半徑R5；
2. 2×φ40H7孔的同軸度允許誤差為0.01；
3. 2×φ40H7孔與A面的平行度允許誤差為0.02；
4. φ60H8孔與A面垂直度允許誤差為0.01；
5. 兩圓柱孔中心距極限偏差為±0.25mm；
6. 肋板孔中心線距支架底板的距離的極限偏差為±0.05mm；
7. 圓柱孔與肋板孔的中心距極限偏差為±0.15mm。
4 毛坯的選擇
題目給定的是支架零件，該零件年產(chǎn)量為4000件，設(shè)其備品率α為4%，機(jī)械加工廢品率β為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為：
N=Qn(1+α%+β%)=4000×1（1+4%+1%)=4200(件/年)。
查表可知該產(chǎn)品為大批生產(chǎn)。在毛坯的制造方法及加工余量、機(jī)床設(shè)備及機(jī)床布置、夾具及尺寸保證、刀具量具、生產(chǎn)率、成本等各方面需要結(jié)合零件自身的特點(diǎn)，采用先進(jìn)鑄造方法、自動(dòng)機(jī)床與專用機(jī)床、高效專用夾具、刀具量具以提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
該支架零件的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜以及大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定采用熔模鑄造方式生產(chǎn)，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，鑄造出肋板孔與圓柱孔。毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后再?zèng)Q定。毛坯材料是HT200。
5 支架機(jī)械加工工藝路線的制定
支架的工藝特點(diǎn)是：外形較復(fù)雜，尺寸精度、形狀精度、和位置精度及表面粗糙度要求較高。上訴工藝特點(diǎn)決定了支架在機(jī)械加工時(shí)存在一定的困難，因此在確定支架的工藝過(guò)程時(shí)應(yīng)注意定位基準(zhǔn)的選擇，以減少定位誤差；夾緊力方向和夾緊點(diǎn)的選擇要盡量減少夾緊變形；對(duì)于主要表面，應(yīng)粗、精加工分階段進(jìn)行，以減少變形對(duì)加工精度的影響。
5.1定位基準(zhǔn)的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常運(yùn)行。
5.1.1粗基準(zhǔn)的選擇
遵照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準(zhǔn)選擇原則（即
零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)則應(yīng)與這些加工表面要求相對(duì)精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）這里先選擇圓柱孔上端面為粗基準(zhǔn)。
5.1.2精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。本支架零件
以加工好的支架底面作為后續(xù)工序如銑圓柱孔上端面、鏜肋板孔等工序的精基準(zhǔn)。
5.2 擬定工藝路線
5.2.1加工方法的選擇和加工階段的劃分
支架底面的表面粗糙度要求較高，Ra≤1.6，所以確定最終加工方法為精銑。精銑前要進(jìn)行粗銑、半精銑。
肋板內(nèi)表面與圓柱孔上端面的表面粗糙度要求較高，Ra≤3.2，所以確定最終加工方法為精銑。精銑前要進(jìn)行粗銑、半精銑。
肋板上的孔與圓柱孔的位置精度和表面粗糙度要求較高，Ra≤3.2，所以確定最終加工方法為半精鏜。半精鏜前要進(jìn)行粗鏜。
裝配孔的精度要求較高，最終加工方法為精鉸。精鉸前要進(jìn)行鉆孔。
沉頭孔沒有位置精度與表面粗糙度要求，故采用鉆孔、锪孔就能達(dá)到圖紙上的設(shè)計(jì)要求。
完成其他次要表面的加工。
5.2.2工藝路線的擬定
在工藝路線的擬定過(guò)程中要遵循機(jī)械加工工序順序的安排原則。即：
（1） 基準(zhǔn)先行 按照“先基面后其它”的順序，先加工精基準(zhǔn)面，再以加工
出的精基準(zhǔn)面為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。
（2） 先粗后精 按先粗后精的順序，對(duì)精度要求高的各主要表面進(jìn)行粗加
工、半精加工和精加工。
（3） 先主后次 先考慮主要表面加工，再考慮次要表面加工。次要表面的加
工，通常從加工方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)進(jìn)行安排。次要表面和
主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加
工后，以主要表面定位加工主要表面。
（4） 先面后孔 當(dāng)零件有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來(lái)，
再以面定位孔加工，這樣可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定。
（5） 關(guān)鍵工序 對(duì)易出現(xiàn)廢品的工序，精加工或光整加工可適當(dāng)提前。在一
般情況下，主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn)
行。
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序分散來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。
方案分析與比較，方案一是先鉆擴(kuò)鉸對(duì)角線上兩個(gè)Φ8孔到工序尺寸，方案二是先銑75H8開擋到工序尺寸，比較發(fā)現(xiàn)方案一的設(shè)計(jì)可以方便為后續(xù)方案尋找定位基準(zhǔn)，利用Φ8定位銷孔加工其他部位比較精確。故選擇方案一。
5.3 加工余量和工序尺寸的擬定
工序余量是指相鄰兩工序的工序尺寸之差，也就是在一道工序中所切除的金屬層厚度，在確定工序間加工余量時(shí)，應(yīng)遵循兩個(gè)原則：
1. 加工余量應(yīng)盡量小，以縮短加工時(shí)間；提高效率；降低制造成本；延長(zhǎng)機(jī)
床刀具使用壽命。
2. 加工余量應(yīng)保證按此余量加工后，能達(dá)到零件圖要求的尺寸、形狀、位置
公差和表面粗糙度，工序公差不應(yīng)超出經(jīng)濟(jì)加工精度范圍；本工序的余量應(yīng)大于上工序留下的尺寸公差、行為公差和表面缺陷厚度。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法選取毛坯公差取T=±2mm。其余各工序尺寸及公差查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得。
表1 各工序尺寸及公差的計(jì)算結(jié)果
加工表面
工步（工步）名稱
工序（工序）余量
工序（工步）
基本尺寸
經(jīng)濟(jì)精度公差
表面粗糙度
工序尺寸及公差
支架底面
毛坯
28±2
粗銑
1.5
26.5
IT12
Ra≤6.3
半精銑
1.0
25.5
IT10
Ra≤3.2
精銑
0.5
25.0
IT9
Ra≤1.6
圓柱孔上
端面
毛坯
88±2
粗銑
1.5
86.5
IT12
半精銑
1.0
85.5
IT10
Ra≤6.3
精銑
0.5
85
IT9
Ra≤3.2
圓柱孔
毛坯
54.0±2
粗鏜
2Z=4.0
58.0
IT12
Ra≤6.3
半精鏜
2Z=2.0
60.0
IT9
Ra≤3.2
肋板內(nèi)表
面
毛坯
72±2
粗銑
2.5
74.5
IT12
Ra≤12.5
半精銑
0.5
75.0
IT10
Ra≤3.2
肋板孔
毛坯
35±2
粗鏜
2Z=3.0
38.0
IT12
Ra≤6.3
半精鏜
2Z=2.0
40.0
IT9
Ra≤3.2
沉頭孔
鉆孔
8.0
IT12
Ra≤12.5
鉆孔
14.5
IT12
Ra≤12.5
锪孔
0.5
15.0
IT12
Ra≤12.5
裝配孔
鉆孔
5.8
IT12
Ra≤12.5
精鉸
0.2
6.0
IT8
Ra≤1.6
5.4 切削用量的確定
工序 40
粗銑圓柱孔上端表面
（1）選擇加工設(shè)備與工藝裝備
本工序及隨后兩道工序是加工出圓柱孔上端面，以達(dá)到要求的表面粗糙度及要求尺寸。
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-5選擇X5032立式銑床。工作臺(tái)面尺寸寬320mm、長(zhǎng)1320mm，工作臺(tái)面最大行程縱向700mm、橫向255mm、垂向370mm，主電動(dòng)機(jī)功率7.5kW、總功率9.09kW。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.2-1，選用鑲齒套式面銑刀，刀片材料選用硬質(zhì)合金鋼，牌號(hào)為YT15，查表9.2-8選銑刀的規(guī)格尺寸為，D=50。
夾具選用專用夾具。
（2）確定切削用量
a. 確定背吃刀量
粗銑時(shí)，為提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個(gè)工作行程銑完。因?yàn)榇帚姷挠嗔繛?.5mm，一次走刀完成，所以選擇背吃刀量a=1.5mm
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.3mm/z。
c. 初選切削速度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇切削速度Vc=34.6m/min。
（3）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6取粗銑時(shí)鑲齒套式面銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為1.7mm。由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min。
（4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度
==r/m≈220r/m
按照X5032銑床說(shuō)明書選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為270r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=42.4r/m
（5）校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1；查表3-3，得=1.20；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力
=f=1118×1.5×0.3×1×1.20N=603.7N
切削功率
=/60000=603.7×42.4/60000kW=0.43kW
由機(jī)床說(shuō)明書知，X5032機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=7.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則
/η=0.43/0.55kW=0.57kW＜
故機(jī)床功率夠用。
工序50
半精銑圓柱孔上端面表面
（1）選擇刀具
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-18，選用鑲齒套式面銑刀。
（2）確定切削用量
a. 確定背吃刀量
半精銑時(shí)的背吃刀量一般為0.5―2mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.0mm。
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.2mm/z。
c. 初選切削速度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇切削速度Vc=40m/min。
（3）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6取半精銑時(shí)鑲齒套式面銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為1.8mm。由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min。
（4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度
==r/m≈255r/m
按照X5032銑床說(shuō)明書選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為270r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=42.4r/m
（5）校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1；查表3-3，得=1.20；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力
=f=1118×1.5×0.3×1×1.20N=603.7N
切削功率
=/60000=603.7×42.4/60000kW=0.43kW
由機(jī)床說(shuō)明書知，X5032機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=7.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則
/η=0.43/0.55kW=0.57kW＜
故機(jī)床功率夠用。
工序60
精銑圓柱孔上端面
（1）選擇刀具
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-18，選用鑲齒套式面銑刀。
（2）確定切削用量
a. 確定背吃刀量
精銑時(shí)一般為0.1-1mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇每齒進(jìn)給量fz為0.12mm/z。
c. 初選切削速度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-72，選擇切削速度Vc=58.5m/min。
（3）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6取精銑時(shí)鑲齒套式面銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.4mm。由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min。
（4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度
==r/m≈373r/m
按照X5032銑床說(shuō)明書選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為360r/m,故實(shí)際的切削速為==r/m=56.5r/m
（5）校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1；查表3
得=1.20；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力
=f=1118×1.5×0.3×1×1.20N=603.7N
切削功率
=/60000=603.7×56.5/60000kW=0.57kW
由機(jī)床說(shuō)明書知，X5032機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=7.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則
/η=0.57/0.55kW=0.56kW＜
故機(jī)床功率夠用。
工序110
粗鏜肋板孔
（1）選擇機(jī)床與刀具
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-9，選擇T618臥式鏜床，由表5-26選擇機(jī)夾單刃鏜刀的桿部直徑d（g7）為25mm，最小鏜孔直徑D為32mm。
（2）確定切削用量
a. 確定背吃刀量
由表5-69，選擇粗鏜的刀具材料為高速鋼，刀具類型為刀頭。取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=3mm。
b. 確定進(jìn)給量
由表5-69知，f=0.2mm/r
c. 初選切削速度
由表5-69知，Vc=0.4m/s
（3）確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-7取粗鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。
（4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度
==r/m≈191r/m
按照T618鏜床說(shuō)明書選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為200r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=25.1r/m
（5）校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1.06；查表3-3，得=1.40；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力
=f=1118×3×0.2×1.06×1.40N=995.5N
切削功率
=/60000=995.5×25.14/60000kW=0.42kW
由機(jī)床說(shuō)明書知，T618機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=5.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則
/η=0.42/0.55kW=0.56kW＜
故機(jī)床功率夠用。
工序120
半精鏜肋板孔
（1）選擇機(jī)床與刀具
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-9，選擇T618臥式鏜床，由表5-26選擇機(jī)夾單刃鏜刀的桿部直徑d（g7）為25mm，最小鏜孔直徑D為32mm。
（2）確定切削用量
a. 確定背吃刀量
由表5-69，選擇粗鏜的刀具材料為高速鋼，刀具類型為刀頭。取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=2mm。
b. 確定進(jìn)給量
由表5-69知，f=0.5mm/r
c. 初選切削速度
由表5-69知，Vc=0.6m/s
（3）確定鏜刀刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-7取半精鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。
（4）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 和切削速度
==r/m≈287r/m
按照T618鏜床說(shuō)明書選取實(shí)有的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為300r/m,故實(shí)際的切削速度為==r/m=37.7r/m
（5）校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《工藝綜合》表3-1知，單位切削力=1118N/,=1.06；查表3-3，得=1.40；其它切削條件修正系數(shù)為1，故切削力
=f=1118×2×0.5×1.06×1.40N=1659.1N
切削功率
=/60000=1659.1×37.7/60000kW=1.04kW
由機(jī)床說(shuō)明書知，T618機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率=5.5kW,取機(jī)床效率η=0.55，則
/η=1.04/0.55kW=1.39kW＜
故機(jī)床功率夠用。
工序160
鉆φ6裝配孔
（1） 選擇刀具
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-21，選用直徑為5.8的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。由表5-6選擇Z5125A立式鉆床，工作臺(tái)面尺寸為（550×400）mm，總功率為2.3Kw，主電動(dòng)機(jī)功率為2.2Kw。
（2） 確定切削用量
a. 確定背吃刀量
因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為5.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=5.8mm。
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-64，選擇進(jìn)給量f為0.27mm/r
c. 確定切削速度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-66,選擇切削速度Vc=0.42m/s
（3）確定鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=100min。
（4）鉆削基本時(shí)間的計(jì)算
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表3-11知,鉆孔的基本時(shí)間計(jì)算公式為:
式中,=(D/2)cot=
計(jì)算得=1.2s
工序170
精鉸φ6裝配孔
（1）選擇刀具
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-21，選擇d=6mm的直柄機(jī)用鉸刀。由表5-6選擇Z5125A立式鉆床，工作臺(tái)面尺寸為（550×400）mm，總功率為2.3Kw，主電動(dòng)機(jī)功率為2.2Kw。
（2）確定切削用量
a. 確定背吃刀量
因?yàn)殂q孔的加工余量為0.2mm。一次工作行程鉸完，所以選擇背吃刀量a=0.2mm。
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-68，選擇進(jìn)給量f為1.00mm/r
c. 確定切削速度
根據(jù)《工藝綜合課程設(shè)計(jì)》表5-66,選擇切削速度Vc=0.20m/s
6 夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。下面即為鉆5-Φ8孔的專用夾具，本夾具將用于Z5125A立式鉆床。
6.1設(shè)計(jì)要求
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，面精度不是主要考慮的問題。
6.2夾具設(shè)計(jì)
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對(duì)5孔進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。
6.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為8。
則軸向力：見《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
6.3定位誤差的分析
制造誤差ZZ
（1）鉆套中心線對(duì)定位件中心線位置精度
. 取.
（2）鉆套內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297）
.
（3）鉆頭純傾斜時(shí)與鉆套內(nèi)孔中心不重合位置精度誤差為，鉆套底面到鉆孔上表面高度為L(zhǎng)（排屑用）。又 取。查表知取模板厚度， 鉆套伸出部分為，故鉆套高度的中點(diǎn)到鉆孔底面距離.鉆套孔，鉆套孔查表P297.故，，故，位置精度誤差為 （4）鉆套中心線與定位面不垂直度為Φ0.01.則不垂直的角度誤差為。..
故，.
則.
知此方案可行。
6.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此時(shí)雖然有過(guò)定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。
30
總結(jié)
加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過(guò)程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。
完成了本次設(shè)計(jì)，通過(guò)做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1．
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[4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000．
[5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10．
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[7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5．
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[12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002．8．
致謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！
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