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目錄 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書 2 序言 3 一、零件的分析 4 1、零件的作用 4 2、零件的分析 4 3、零件的生產(chǎn)類型 5 1、確定毛坯的制造形式 5 2、基準(zhǔn)的選擇 6 3、加工方法 6 4、制定工藝路線 7 5、工序內(nèi)容設(shè)計(jì) 9 三、銑床夾具設(shè)計(jì) 12 1、設(shè)計(jì)任務(wù) 12 2、夾具方案分析 12 四、設(shè)計(jì)小結(jié) 13 參考文獻(xiàn) 13 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)“殼體”某一工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)（生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批） 設(shè)計(jì)要求：（上交電子文件和紙資文件） 零件圖 1張 工序圖 1張 專用夾具裝配圖 1張 夾具體零件圖 1張 設(shè)計(jì)說明書 1份 三、時(shí)間：一周(2010～2011學(xué)年度第一學(xué)期的第七周) 四、設(shè)計(jì)步驟及要求： ⑴計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 ⑵對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖?！膊捎眯聡鴺?biāo)〕 ⑶選定某一工序，畫工序簡圖。（工序尺寸、工序公差及技術(shù)要求） ⑷依據(jù)工序要求設(shè)計(jì)專用夾具，其主要工作是：確定定位方案，選擇定位基準(zhǔn)和定位元件；確定夾緊方式，進(jìn)行定位誤差分析和夾緊力計(jì)算。 （5）畫夾具裝配圖、夾具體零件圖 五、編寫設(shè)計(jì)說明書 主要參考吳拓、方瓊珊主編的《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》中的設(shè)計(jì)實(shí)例 序言 本設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具和大部分專業(yè)課的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 本設(shè)計(jì)是根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力以及結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展趨勢綜合考慮而做的，主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，獨(dú)立地分析和擬定一個(gè)零件的合理工藝路線，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力，能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法。學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生熟悉和應(yīng)用各種手冊(cè)、圖片、設(shè)計(jì)表格等技術(shù)資料，以便掌握從事工藝文件的方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生解決工藝問題的能力。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指教。 一、零件的分析 1、零件的作用 殼體是一種起支撐、連接其他零件和承受負(fù)荷的零件。通過底面孔和上端面的孔、螺紋孔，側(cè)面的螺紋孔來與管道、其他殼體等零件連接在一起，并使這些零件之間保持正確的位置關(guān)系；通過殼體的孔進(jìn)行液體或氣體的傳輸。 2、零件的分析 圖1.殼體零件圖 該殼體可以分成三組加工表面，且三者之間和其各內(nèi)部之間存在有一定的位置關(guān)系，現(xiàn)分述如下: （1） 底面，F(xiàn)7、F30孔和F48沉孔 這一組加工表面包括:底面，4個(gè)F7的孔，加工F30的孔和F48的沉孔 （2） 上端面，M6螺紋孔，F(xiàn)7孔和F12盲孔， 這一組加工表面包括:上端面，M6-7H的螺紋孔，6個(gè)F7孔，F(xiàn)12的盲孔 （3） 側(cè)面寬28的凹槽，M6的螺紋孔，F(xiàn)8的孔，F(xiàn)24的沉孔，F(xiàn)30的端面，F(xiàn)12的孔，F(xiàn)20的沉孔 這一組加工表面包括:側(cè)面寬28的開口槽，2XM6-H7的螺紋孔，F(xiàn)8的孔并加工F24的沉孔，F(xiàn)30的端面，F(xiàn)12的孔并加工F20的沉孔。 3、零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制作工藝與機(jī)床夾具公式： N零 = QN(1+a)(1+B) 公式2.1 說明：式中N零 ：零件生產(chǎn)綱領(lǐng)。 Q：產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) n ：每一產(chǎn)品包含該零件的數(shù)量 a : 零件的備用率一般情況下a = 4 %。 B : 零件的平均廢品率：取B=1%。 所以，4000 = Q×1(1+4%)(1+1%) Q=3808件 根據(jù)機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具表1-3，可查得此零件生產(chǎn)為中批生產(chǎn)。 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 該零件形狀特殊，結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，屬殼體類零件。其表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求，而主要加工表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以再正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 該零件的主要加工表面為兩端面、中心孔，前端面孔，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 1.3確定零件的生產(chǎn)類型 按照教學(xué)要求，該零件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 2確定毛胚類型繪制毛胚簡圖 2.1選擇毛胚 根據(jù)零件材料為ZL102，零件結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，確定毛胚為鑄件。毛胚的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型，由于孔需鑄出，故還應(yīng)安放型芯，此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 2.2確定毛胚尺寸和機(jī)加工余量 1. 鑄件尺寸公差等級(jí) 2. 根據(jù)鑄件采用砂型機(jī)器造型，材料為可鍛黑鑄鐵，其加工表面的鑄造尺寸精度等級(jí)由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（高等教育版）》（以下簡稱參考一）表2.3鑄件毛胚圖 3. 零件毛胚圖一般包括鑄造毛胚形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準(zhǔn)及其他有關(guān)技術(shù)要求等。根據(jù)主要毛胚尺寸，該鑄件毛胚圖如下圖（一）圖（二）所示 各表面加工方案 加工表面 尺寸及偏差/mm 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度/ 加工方案 底面 IT12 12.5 銑 上表面 IT12 12.5 銑 F30孔 F30+0.0250 IT6 6.3 擴(kuò)-粗鉸-精鉸 F48沉孔 F48 IT12 12.5 擴(kuò)孔 F7孔 F7 IT10 25 鉆 F12盲孔 F12 IT12 25 鉆 M6-H7 F6 IT7 25 鉆-攻絲 左側(cè)面凹槽 IT12 12.5 粗銑 F8孔 F8 IT10 25 鉆 F12沉孔 F12 IT10 25 擴(kuò) F30端面 F30 IT12 12.5 粗銑 側(cè)面F12孔 F12 IT10 25 鉆 F20沉孔 F20 IT12 12.5 擴(kuò) 1、確定毛坯的制造形式 考慮到零件的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)年產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)成本，選用沙型鑄造方法，材料選用ZL102。查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表6-20，表6-30，單邊余量Zb=2.5，孔直徑為F28、F46。 2、基準(zhǔn)的選擇 工件在最初加工時(shí)，只能以毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)是粗基準(zhǔn)，該零件應(yīng)選用上端面作為粗基準(zhǔn)來加工底面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的（如果必須保證零件某些重要表面的加工余量分布均勻，就應(yīng)該選擇該表面做為粗基準(zhǔn)，應(yīng)該用毛坯的尺寸和位置可靠表面，而且平整具有足夠大的面積做基準(zhǔn)）在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，底面和F30+0.025 0作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一，自為基準(zhǔn)、便于裝夾。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 3、加工方法 在市場經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng)率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人的經(jīng)驗(yàn)來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時(shí)一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工方案。 同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況與我們學(xué)校的具體加工條件是我們按加工順序來闡述的加工方案，參考《機(jī)械制造手冊(cè)》表10-33、表10-34其加工方法選擇如下： （1）、底面： 公差等級(jí)為自由公差，表面粗糙度為Ra12.5um，需要經(jīng)過粗銑-半精銑 （2）、Φ30-0.025 0孔： 公差等級(jí)為IT7～8，表面粗糙度為Ra6.3um，毛坯鑄件有孔，故采用擴(kuò)-粗鉸-精鉸 （3）、 F48沉孔： 公差等級(jí)為自由公差、表面粗糙度達(dá)到Ra6.3，故采用擴(kuò)。 （4）、兩處倒角 公差等級(jí)為自由公差、表面粗糙度達(dá)到Ra25，故采用銑。 （5）、F7孔： 公差等級(jí)為自由公差、表面粗糙度達(dá)到Ra25，故采用鉆。 （6）、上表面： 公差等級(jí)為自由公差，表面粗糙度為Ra12.5um，故采用粗銑-半精銑。 （7）、Φ12盲孔： 公差等級(jí)為自由公差，表面粗糙度為Ra25um，故采用鉆。 （8）、M6-H7的螺紋孔： 中徑公差等級(jí)為IT7，故采用鉆-攻絲。 （9）、左側(cè)面凹槽： 公差等級(jí)為自由公差，壁、底面表面粗糙度都為Ra12.5um，，故采用粗銑-半精銑。 （10）、F8孔： 公差等級(jí)為自由公差，表面粗糙度為Ra25um，，故采用鉆 （11）、F12沉孔： 公差等級(jí)為自由公差，壁、底面表面粗糙度為Ra25um，，故采用擴(kuò)。 （12）、F30端面： 公差等級(jí)為自由公差，壁、底面表面粗糙度為Ra12.5um，，故采用粗銑-半精銑。 （13）、側(cè)面F12孔： 公差等級(jí)為自由公差，表面粗糙度為Ra25um，，故采用鉆。 （14）、F20沉孔： 公差等級(jí)為自由公差，內(nèi)孔表面的表面粗糙度為Ra12.5um、底面表面粗糙度為Ra25um，故采用擴(kuò)。 4、制定工藝路線 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)要求能得到合理的保證。 4.1工藝路線方案一 工序10：粗、精銑上下表面。 工序20：車 粗車F40，F(xiàn)30孔 。 工序30：車 半精車F40，F(xiàn)30孔。 工序40：銑左端面槽。 工序50：鉆孔及攻螺紋M6。 工序60：鉆左端面階梯孔攻2XM6-H7螺紋。 工序70：銑前端面。 工序80：鉆前端面階梯孔。 工序90：鉆頂面孔、锪孔。 工序100：鉆底面孔、锪孔。 工序110：車 精車F40，F(xiàn)30孔。 工序120：終檢。 4.2工藝路線方案二： 工序10：粗、精銑上下表面 工序20：鉆、擴(kuò)、鉸孔，倒1x45°角 工序30：銑前端面 工序40:鉆前端階梯孔。 工序50:鉆頂面孔、锪孔。 工序60:鉆底面孔、锪孔。 工序70:銑左端面面槽。 工序80:鉆各螺紋孔、攻螺紋。 工序90：擴(kuò)鉸孔。 工序100 :終檢。 4.3工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案中，方案2主要按照外表面逐次加工完成后進(jìn)行空的加工，但會(huì)帶來一個(gè)不利的因素，不利于限制零件自由度，其次雖兩方案都是按照孔定位進(jìn)行加工，但方案2中有部分工序的公布不在同一平面上，會(huì)給加工帶來額外的不便。 另外，根據(jù)機(jī)床各種因素綜合考慮，選擇方案1的工藝路線進(jìn)行加工。 5、工序內(nèi)容設(shè)計(jì) 5.1加工設(shè)備選擇 根據(jù)機(jī)床的精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)，機(jī)床的工作區(qū)域尺寸應(yīng)與零件的外形尺寸相適應(yīng)，機(jī)床的功率，剛度和工作參數(shù)最合理的切屑用量相適應(yīng)，機(jī)床的效率與產(chǎn)品生產(chǎn)類型相適應(yīng)等關(guān)鍵需求的綜合分析后選用下列設(shè)備。 萬能回轉(zhuǎn)頭銑床x62w 工作臺(tái)面積：1600x400mm 快進(jìn)速度：2300m/min 工作臺(tái)進(jìn)給范圍：30-1500 主軸孔徑：29mm 進(jìn)給量級(jí)數(shù)：16級(jí) 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：16級(jí) 功率：10kw 外形尺寸：2556x2/59x1770mm 立式鉆床Z5140 最大鉆孔直徑：40mm 進(jìn)給級(jí)數(shù)：9級(jí) 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：12級(jí) 主軸轉(zhuǎn)速范圍：31.5-1400r/min 主軸行程：250mm 機(jī)床外形尺寸：1105x880x2508mm 工作臺(tái)面積：480x560mm 立式鉆床Z5163A 最大鉆孔直徑：63mm 進(jìn)給級(jí)數(shù)：9級(jí) 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：12級(jí) 主軸轉(zhuǎn)速范圍：22-10000r/min 主軸行程：315mm 機(jī)床外形尺寸：1200x970x2790mm 工作臺(tái)面積：550x650mm 3.5確立切削用量及基本工時(shí) 1.工序10——粗銑上下表面 該工序分兩個(gè)公步，公步1是以下表面定位，粗銑上端面；工步2是以上端面定位，粗銑下端面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量 X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則 ==357.3r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度 ==47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量==364.8mm/min 也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，。確定=14mm,=2mm，=24mm；則該工序的基本時(shí)間為 ， 則該工序基本工時(shí)為16s。 工序20——車 粗車F40，F(xiàn)30孔 ?由參考文獻(xiàn)[3]表1.1-47查得?f=1.4mm/r?b．?由參[3]表1.1-46查得νc=80m/min?由此算出轉(zhuǎn)速為n=1000νc/πD=106.157r/min?按車床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=350r/min? 則實(shí)際切削速度νc=πDn/1000=263.76m/min 工序30——車 半精車F40，F(xiàn)30孔 由參考文獻(xiàn)[3]表1.1-47查得f=1.4mm/r?由參[3]表1.1-46查得νc=80m/min? 由此算出轉(zhuǎn)速為n=1000νc/πD=110.77r/min? 按車床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=350r/min?則實(shí)際切削速度? νc=πDn/1000=252.77m/min? 加工時(shí)間 T= = =1.56min 工序40——銑左端面槽 所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量 X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則 ==357.3r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度 ==47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量==364.8mm/min 也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，，確定=14mm,=2mm，=62mm；則該工步的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為32s。 工序50——鉆F12孔及攻螺紋M6 該工序分兩個(gè)公步，公步1是鉆F12孔；工步2是攻螺紋M6， 背吃刀量的確定????ap=20?mm? 進(jìn)給量的確定：取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.20mm/r???3).切削速度的計(jì)算工件材料ZL102條件選取，切削速度v=15m/min，得n=1000×15/3.14×20=238.73?r/min。選取Z550立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min?？汕髮?shí)際鉆削速度v=πdn/1000=π×20×250/1000=15.71?m/min.?4).?根鉆孔的基本時(shí)間可由tj=（l+l1+l2）/fn求的。式中l(wèi)=80㎜l2=1㎜,L1=D/2cotKr+1=20/2×cot54°+1=10×0.72+1=8.18㎜?，f=0.20㎜/r,n=250r/min,?所以基本時(shí)間：tj=（l+l1+l2）/fn=（80+8.18+1）/0.2×250=1.78?min=107.2s（2）擴(kuò)孔? 背吃刀量的確定????ap=2?mm? 進(jìn)給量的確定取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.7?mm/r???3).切削速度的計(jì)算選取切削速度v=92.9?m/min? 得n=1000×92.9/3.14×22=1344.14?r/min，選取Z550立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速n=1400?r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1）可求實(shí)際切削速度v=πdn/1000=π×22×1400/1000=96.76m/min.? （3）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，，，確定=14mm,=2mm，=15mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為 ，該工序基本工時(shí)為16s。 工序60鉆左端面階梯孔攻2XM6-H7螺紋 （1）切削用量 由工件材料為ZL102、孔F8mm、查參考二表10-22麻花鉆，選定直徑F8的麻花鉆，查參考一表5.19高速鋼麻花鉆鉆削碳鋼的切削用量得，切削速度=20m/min，進(jìn)給量=0.20mm/r，取=8.7mm，則 =r/min=732.1r/min 由本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17得，轉(zhuǎn)速=680r/min，故實(shí)際切削速度為 ==18.58m/min （2）基本工時(shí) 由參考一表5.39，工步，則該工序的基本時(shí)間為 工序70銑前端面 該面精度要求不太高，可直接由高速鋼銑刀一次銑完 根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第三版表12-2查得 ZL102材料鑄件總加工余量為6mm，故工序尺寸及公差為，由表14-69可查得銑削進(jìn)給量=0.3mm/z；由表14-76查得銑削時(shí)切削速度V=40m/min，由此可算出轉(zhuǎn)速： n==250r/min 根據(jù)機(jī)床的主軸變速級(jí)數(shù)可取實(shí)際轉(zhuǎn)速為263r/min，則實(shí)際線速度為r===41.4m/min 由表8-55可查得x62w主軸轉(zhuǎn)速范圍為30-1500r/min；機(jī)床功率為10kw， 由表14-67可得切削功率為： =4.76kw<10kw,所以所選機(jī)床適用。 工序80鉆前端面階梯孔 該工序分為兩個(gè)工步：1.先鉆F12 2.鉆F20 該孔由高速鋼擴(kuò)鉆鉆頭擴(kuò)鉆后再鉸刀鉸。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表13-16查得鉸孔時(shí)加工余量為0.4mm，故擴(kuò)鉆加工余量為Z=6-0.4=5.6mm 鉆孔的工序尺寸為12mm 擴(kuò)孔的工序尺寸為20mm 由表14-37查得擴(kuò)孔進(jìn)給量=0.8mm/r，由表14-41查得擴(kuò)孔時(shí)切削速度r=20.1m/min，所以計(jì)算得到轉(zhuǎn)速 n= ==134.4r/min 根據(jù)機(jī)床實(shí)際變速級(jí)數(shù)取實(shí)際轉(zhuǎn)速n=178r/min，則實(shí)際切削速度： V= =26.6m/min 扭矩M=222.75N/mm 由表8-26查得此機(jī)床最大扭矩為1200x10N/mm，所以所選機(jī)床適用。 （4）基本工時(shí) 由參考一表5.37孔基本時(shí)間的計(jì)算 ，因此基本工時(shí)為11s，半 精鏜工步基本工時(shí)為46s。 工序90鉆頂面6X7孔、锪孔 此孔由高速鋼鉆頭一次鉆出，由機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-34可查得鉆孔進(jìn)給量=0.15mm/r，鉆孔余量為7mm，鉆孔尺寸及公差為，由表14-36可查得鉆孔時(shí)的切削速度r=21m/min，由此可計(jì)算得到轉(zhuǎn)速n: n==954.9r/min 由機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速可取實(shí)際轉(zhuǎn)速為n=990r/min，則實(shí)際速度： V= =21.8m/min 由表14-30可查得 =1113N M=3265N.mm 由表8-26查得此機(jī)床最大進(jìn)給力為16000N,最大扭矩為400xN.mm，此機(jī)床適用。 工序100 底面4-7孔 此孔由高速鋼鉆頭一次鉆出，由機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-34可查得鉆孔進(jìn)給量=0.15mm/r，鉆孔余量為7mm，鉆孔尺寸及公差為，由表14-36可查得鉆孔時(shí)的切削速度r=21m/min，由此可計(jì)算得到轉(zhuǎn)速n: n==954.9r/min 由機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速可取實(shí)際轉(zhuǎn)速為n=990r/min，則實(shí)際速度： V= =21.8m/min 由表14-30可查得 =1113N M=3265N.mm 由表8-26查得此機(jī)床最大進(jìn)給力為16000N,最大扭矩為400xN.mm，此機(jī)床適用。 3）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，，，確定=14mm,=2mm，=6mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為 ，該工序基本工時(shí)為10s。 工序110 車 精車F40，F(xiàn)30孔 根據(jù)《工藝手冊(cè)》中表3-19，查得=1mm，f=0.4mm/z。根據(jù)表3-30，查得v=0.5m/s 加工轉(zhuǎn)速 = = =6.29r/s 取n=6.3r/s，則 切削速度 v= = =1.50m/s 1. 確定車削時(shí)間 T= = =82.14s 工序120去毛刺，終檢。 5.3工裝夾具 （1）、工裝夾具： 第一次裝夾：即加工底面、43F7，以上表面作為粗基準(zhǔn)，采用壓板壓住。 第二次裝夾：即加工上表面，63F7，F(xiàn)12盲孔等，以底面定位，采用帶螺紋圓柱銷夾緊。 第三次裝夾：即加工內(nèi)孔F30+0.025 0表面與F48沉孔等，以上表面作為精基準(zhǔn)，用帶螺紋圓柱銷夾緊。 第四次裝夾：即倒內(nèi)孔F30+0.025 0的倒角，以底面定位，采用帶螺紋圓柱銷夾緊。 （2）、刀具： ①粗銑平面：刀具號(hào)T0101,可轉(zhuǎn)位面銑刀，刀具直徑為F100，刀片型號(hào)為SNKN1204ENN，刀具型號(hào)為FM75-100SD08ALML200-Z5 ②鉆中心孔：刀具號(hào)T0202,高速鋼中心鉆，d=3.15,d 1=8.0,l=50,l 1=3.9 ③鉆F7孔：刀具號(hào)T0303,高速鋼直柄短麻花鉆，d=7, l=74,l 1=34 ④鉆螺紋孔底孔F5：刀具號(hào)T0404，攻螺紋前鉆孔用直柄階梯麻花鉆，d=5, l=62,l 1=26 ⑤鉆F12盲孔：刀具號(hào)T0505，高速鋼直柄麻花鉆，d=12, l=151,l 1=101 ⑥擴(kuò)F30孔：刀具號(hào)T0606，莫氏錐柄擴(kuò)孔鉆，d=29.8, l=296,l 1=175 ⑦擴(kuò)F48孔：刀具號(hào)T0707，莫氏錐柄擴(kuò)孔鉆，d=48, l=369,l 1=220 ⑧粗鉸F30孔：刀具號(hào)T0808，莫氏錐柄長刃機(jī)用鉸刀，d=29.93, L=251,l=124 ⑨精鉸F30孔：刀具號(hào)T0909，莫氏錐柄長刃機(jī)用鉸刀，d=30, L=251,l=124 ⑩倒角：刀具號(hào)T1010,直柄燕尾槽銑刀，d=20, L=67，θ=45°Z=8 5.5工序尺寸及公差 由機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)12-5查得該種鑄件的尺寸公差等級(jí)為9級(jí)，機(jī)械加工余量等級(jí)為6-8級(jí)，故取為8級(jí)，最大為7級(jí)。 由表12-4可查得鑄件的主要尺寸的公差，由表12-2可查得各表面的總余量，但由于用查表法確定的總余量與生產(chǎn)實(shí)際情況有些差距，故做相應(yīng)調(diào)整，現(xiàn)將調(diào)整后的主要毛坯尺寸及公差列入下表： 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差 30前端面 36 6 42 48孔 48 5.6+0.4 42 底面4-7孔 7 7 三、銑床夾具設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)任務(wù) 此次設(shè)計(jì)主要分為兩部分，一是對(duì)零件的機(jī)加工進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，二是對(duì)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)。 此次夾具設(shè)計(jì)選擇殼體前端面加工進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)。 2、夾具方案分析 2.1工件的定位方案分析 零件下表面有足夠的寬度且下表面的寬度寬于待加工平面，若以上表面為定位面，則不利于前端面的銑削，所以選擇下表面為主要定位基準(zhǔn)面，限制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度，根據(jù)零件前端的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔軸線，所以以孔進(jìn)行定位，作為導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面限制工件的另外兩個(gè)移動(dòng)自由度，再采用一個(gè)菱形定位銷在工件的底面進(jìn)行定位，限制工件的另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。 2.2夾緊方案分析 因?yàn)椴捎孟拗乒ぜ淖杂啥?，所以可以將定位心軸的長度尺寸加長，在末端攻上螺紋，采用開口墊片與螺母相互結(jié)合的方式夾緊，不僅方便簡單而且可保證工件的快捷安裝。 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一圓孔和一面，孔與面隙配合。 （2）工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位孔的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與其配合的最大間隙量。本夾具是用來在立式鉆床上加工，所以工件上圓柱與夾具上的定位孔保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與圓柱中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和圓柱中心連線方向相同，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin 本工序采用一孔，一圓柱端面定位，工件始終靠近定位孔的一面，而圓柱的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在定位圓柱正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 鉆床專用夾具的設(shè)計(jì) 2.2.1. 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 （1）明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 機(jī)床夾具是在機(jī)床上裝加工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)機(jī)床和刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持不變。它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。本次加工的工件需大批量生產(chǎn)，此時(shí)，一般選擇機(jī)動(dòng)、多工件同時(shí)加工，自動(dòng)化程度高的方案，結(jié)構(gòu)也隨之復(fù)雜，成本也提高較多。 （2）熟悉工件零件圖和工序圖 零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準(zhǔn)、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設(shè)計(jì)的直接依據(jù)。 已知待加工工件如圖2-1所示，加工φ35H7的孔（前工序已將各部尺寸加工完成）。 2.2.2. 加工方法 了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容，機(jī)床、刀具、切削用量、工步安排、工時(shí)定額，同時(shí)加工零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的，根據(jù)零件圖可知，本道工序的內(nèi)容是鉆、擴(kuò)、鉸φ35H7的孔。 2.3. 總體方案的確定 2.3.1. 定位方案 工件在機(jī)床上的定位實(shí)際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機(jī)床上的定位兩個(gè)方面。工序圖只是給出了原理方案，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析本工序的工序內(nèi)容 2.3.3. 加緊機(jī)構(gòu)的選擇 （1）對(duì)工件加緊裝置的要求 ① 在加緊過程中應(yīng)保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置 。 ② 在切削過程中，切削力不應(yīng)破壞工件的正確位置，并使平衡切削力所需的夾緊力最小。 ③ 在切削過程中，應(yīng)避免工件產(chǎn)生不能允許的振動(dòng)。 ④ 加緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全。 ⑤ 夾緊裝置的復(fù)雜程度和制動(dòng)化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。 （2）夾緊力的方向 夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。 （3）夾緊力的作用點(diǎn) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在定位元件支承點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置，確保工件定位準(zhǔn)確、不變形。 （4）選擇夾緊機(jī)構(gòu) 在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問題： ① 安全性。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。 ② 手動(dòng)夾具夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 ③ 夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。 夾緊機(jī)構(gòu)的原理是用固定扳手?jǐn)Q開上方螺母，這個(gè)過程中螺母下方的夾緊體在彈簧作用下自動(dòng)升起，從而達(dá)到松開工件的作用。原理簡單，操作簡單 2.3.4選擇導(dǎo)向裝置 刀具的導(dǎo)向是為了保證孔的位置精度，增加鉆頭的支撐以提高其剛度，減少刀具的變形，保證孔加工的位置精度，常用的幾種鉆套如下圖所示。 圖2-5快換鉆套 夾具裝配圖上的尺寸和技術(shù)條件 夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求，主要目的是為了檢驗(yàn)本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達(dá)到，為了設(shè)計(jì)夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。 3.1. 夾具裝配圖上標(biāo)注的尺寸 1）夾具總體外形輪廓尺寸，總長200mm，總寬180mm，總高164mm。 2）夾具與鉆模套導(dǎo)向的配合關(guān)系，如鉆模套對(duì)襯套所需要的配合尺寸為Φ20F7/k6，夾具與襯套所需的配合為Φ26H7/n6。 4）各定位元件之間，定位元件與工件之間，與卡具體之間裝配后的位置尺寸及公差，如心軸與孔配合為Φ30H7/r6，，定位大平面與夾具體基準(zhǔn)平面間的平行度為0.03mm。 上述聯(lián)系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應(yīng)公差的1/3~1/5,最常用的是1/3。 3.2. 夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求包括：相關(guān)元件表面間的位置精度，主要表面形狀精度，保證裝配精度和檢測的特殊要求，以及調(diào)整、操作等必要的說明。通常有以下幾方面： 1）定位元件的定位表面間相互位置精度。 2）定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。 3）導(dǎo)向元件工作面與安裝基面間的相互位置精度。 4）寫明需要鉗工配作的元件。 對(duì)于不同的機(jī)床夾具，對(duì)于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，應(yīng)進(jìn)行具體分析，訂出該夾具的具體的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)中可以參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)以及同類夾具的圖樣資料。 夾具零件圖上的尺寸和技術(shù)條件 零件圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求，標(biāo)注的主要目的是保證夾具體各個(gè)零件之間的尺寸要求和安裝配合后的精度要求，也是為了各夾具零件加工后進(jìn)行安裝配合能滿足制造工件的要求，本設(shè)計(jì)所畫夾具零件圖為夾具體。 4.1夾具零件圖上標(biāo)注的尺寸 1）夾具體的外形尺寸，總長為200mm，總寬180mm，總高164mm。 2）夾具體上各螺紋孔之間的位置尺寸要求，定位銷的配做精度要求。 4.2夾具零件圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 1）零件圖中必須用規(guī)定的代號(hào)、數(shù)字和文字簡明地表示出在制造和檢驗(yàn)時(shí)所應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求。 方案設(shè)計(jì)論證 （1）根據(jù)所給工件的需要，選擇加工機(jī)床，選用立式鉆床加工比較合理。 （2）然后工件主要定位部分為平面、兩個(gè)銷，分析所要加工φ12的孔必須完全定位，設(shè)想用一面兩銷定位，正好滿足六點(diǎn)定位原理且結(jié)構(gòu)簡單，所以這里就是選擇一面兩銷的優(yōu)點(diǎn)。 （3）最后將一面兩銷先固定在大平面上，以平面、心軸和菱形銷進(jìn)行定位。一面兩銷把工件定位后，可利用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)來對(duì)工件進(jìn)行夾緊，工件的夾緊力的方向應(yīng)和工件待加工孔的軸線方向一致，并保證該軸線和夾具體底面有一定的垂直度要求。 5.1設(shè)計(jì)方法與結(jié)果 （1）對(duì)工件的加工要進(jìn)行分析，已知工件上待加工φ12H7的孔，根據(jù)工件的形狀和加工要求和批量，采用立式搖臂鉆床比較合理。 （2）根據(jù)六點(diǎn)定位原理，選用一面、一短圓柱銷和一菱形銷定位，由于限制了六個(gè)自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了，在工件加工方向上進(jìn)行夾緊，可以螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗麄兛梢詫?duì)工件快速加緊，且夾緊力的方向要有利于工件的定位。 （3）最后，對(duì)整個(gè)夾緊方案分析得出，定位符合六點(diǎn)定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計(jì)可行。 四、設(shè)計(jì)小結(jié) 此次機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)主要是對(duì)殼體加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中要通過對(duì)零件進(jìn)行分析，選擇基準(zhǔn)，擬定合理的工藝路線，再次選擇加工設(shè)備及切削用量，即而確定主要表面不同加工時(shí)的工序尺寸及公差，填寫過程卡，工序卡，通過相關(guān)文獻(xiàn)手冊(cè)的查閱，擬定合理的工件定位方案，并分析夾具方案，對(duì)刀方案的確定，設(shè)計(jì)出一套工件定位專用夾具，并完成對(duì)夾具體裝配圖，零件圖的繪制。 通過這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械裝備有了更進(jìn)一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當(dāng)然，我們現(xiàn)在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)只不過時(shí)一個(gè)初步的了解，這門還有更多的知識(shí)等著我們?nèi)W(xué)習(xí)，在這兩周短暫的設(shè)計(jì)里，我學(xué)會(huì)了一些機(jī)械設(shè)計(jì)的最基本的理論，同時(shí)也對(duì)機(jī)械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。 在這次設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設(shè)計(jì)和計(jì)算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯(cuò)誤，在同學(xué)和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，來豐富自己的知識(shí)。 在這段時(shí)間的不懈努力下，我了解了在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題： 1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設(shè)計(jì)應(yīng)和工序設(shè)計(jì)統(tǒng)一 所需設(shè)計(jì)的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，對(duì)該工序的設(shè)計(jì)已要求設(shè)計(jì)其定位與夾緊方案，因此夾具設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容應(yīng)與工序設(shè)計(jì)保持一致，不能相互沖突。 2）設(shè)計(jì)時(shí)要有整體觀念 夾具設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)：定位、夾緊等各種裝置在設(shè)計(jì)前是分開考慮的，設(shè)計(jì)后期通過夾具體的設(shè)計(jì)將各種元件聯(lián)系為一個(gè)整體。 3）設(shè)計(jì)中應(yīng)學(xué)習(xí)正確運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 對(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要嚴(yán)格要求和執(zhí)行。夾具設(shè)計(jì)過程中選擇各種功能元件時(shí)應(yīng)注意盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，減少非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)制造工作量，降低夾具成本。 另外我學(xué)到的理論知識(shí)，應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)以致用，從中受益匪淺，使我明白了對(duì)零件加工時(shí)的流程，并大致了解了對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的查找及繪制，我更從此次設(shè)計(jì)中學(xué)到一絲不茍的工作作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)，細(xì)致的工作態(tài)度。 在此要感謝在我設(shè)計(jì)過程中給我關(guān)心和幫助的老師同學(xué)們，謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1]李旦等.機(jī)床專用夾具圖冊(cè).哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2005. 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