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分 類 號(hào) 密 級(jí) 寧寧波大紅鷹學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 195柴油機(jī)搖臂軸座加工工藝及其夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) xx機(jī)自x班 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 2017 年 3 月 31 日 誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）《195柴油機(jī)搖臂軸座加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。 承諾人（簽名）： (手簽) (手簽) 2017 年 3 月 31 日 27 摘 要 通過對(duì)195柴油機(jī)搖臂軸座加工工藝路線的比較分析，選定前者。該方案是以面作為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，簡化了夾具的設(shè)計(jì)，從而在保證所要求的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率指標(biāo)的前提下降低了生產(chǎn)成本。而且專用夾具的設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照先收集和研究有關(guān)資料，夾具設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)銑寬度為31的兩側(cè)面，保證孔尺寸精度和位置精度，提高工效，保證質(zhì)量。再確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，然后繪制夾具總圖，最后確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)條件的步驟進(jìn)行，充分體現(xiàn)了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的原則，論文中將以詳細(xì)的計(jì)算和說明證明這一說法。 關(guān)鍵詞：195柴油機(jī)搖臂軸座；加工工藝；夾具 ；銑工裝；位置精度； Abstract Based on the comparison and analysis of 195 diesel engine rocker shaft seat, the former. The scheme is based on the surface as a benchmark to achieve the basic principle of unity, simplifying the design of the fixture, so as to ensure the required quality and productivity indicators on the premise of reducing production costs. And the design of special fixture in strict accordance with the first collection and study of relevant information, the two side milling fixture design is the design of width 31 and phi 16 drill hole, that hole size and position precision, improve work efficiency, ensure the quality of. To determine the fixture structure, and then draw the fixture layout, and finally determine the label and the dimensions and technical conditions of the process, fully reflects the increasing labor productivity and ensure processing quality, reduce the labor intensity, thesis, and detailed description of the calculation prove this statement. Keywords: 195 diesel engine rocker shaft bed; processing technology; fixture; milling tool; jigs; position accuracy; 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 緒 論 1 第2章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 3 2.1零件的作用 3 2.2零件的工藝分析 3 2.3零件的生產(chǎn)類型 4 第3章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 5 3.1選擇毛坯 5 3.2毛坯尺寸公差與機(jī)械加工余量計(jì)算 5 3.3確定毛坯尺寸及公差等級(jí) 5 3.4設(shè)計(jì)毛坯圖 6 第4章 選擇加工方法，制定工藝路線 7 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 7 4.2零件表面加工方法的選擇 7 4.3制定工藝路線 7 第5章 工序設(shè)計(jì) 10 5.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 10 5.2確定工序尺寸 11 第6章 確定切削用量及基本時(shí)間 12 第7章 寬度為31的兩平面夾具設(shè)計(jì) 22 7.1夾具選擇 22 7.2 確定定位方案 22 7.2.1 基準(zhǔn)的選擇 22 7.2.2 確定定位夾緊方案 22 7.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì) 23 7.3 定位誤差的計(jì)算與分析 24 7.4 減小定位誤差的措施 25 7.5 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力 25 7.6 主要元件的設(shè)計(jì) 27 7.7 對(duì)刀元件及夾具體 27 結(jié) 論 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 31 第1章 緒 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊(cè)進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力. 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個(gè)主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個(gè)主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)課題，在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間認(rèn)真調(diào)查研究、搜索資料。本次設(shè)計(jì)涉及到機(jī)床、工藝、工裝、夾具等機(jī)制專業(yè)的大部分專業(yè)知識(shí)，是一次全面、系統(tǒng)地檢驗(yàn)自己在大學(xué)期間對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握情況。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中做到嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、一絲不茍的精神，盡量使自己的設(shè)計(jì)達(dá)到要求的較高水平。通過獨(dú)立地查找資料、分析計(jì)算完成方案設(shè)計(jì)，繪制圖紙和編寫技術(shù)文件等，使自己對(duì)機(jī)制專業(yè)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)校完成了大學(xué)四年的全部課程，并在進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是完成工程師基本訓(xùn)練的一個(gè)必不可少的過程。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。 本說明書是設(shè)計(jì)195柴油機(jī)搖臂軸座加工工藝規(guī)程及裝備之用，是工作者在進(jìn)行大量生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，再和現(xiàn)場(chǎng)了解相結(jié)合，選用“機(jī)械制造工藝學(xué)”和“機(jī)床夾具設(shè)計(jì)”編寫而成。 畢業(yè)設(shè)計(jì),通過到工廠的實(shí)際調(diào)研,對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在周聰鶴林、鄧興貴兩位教授的指導(dǎo)下完成了設(shè)計(jì)任務(wù),并編寫了設(shè)計(jì)說明書。 就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 本書系統(tǒng)地介紹了195柴油機(jī)搖臂軸座加工工藝過程以及其工藝裝備的選用、零件的功用及結(jié)構(gòu)分析、加工余量、工序尺寸、公差、確定工時(shí)、切削余量、速度的計(jì)算選用、工件加工夾具的設(shè)計(jì)等，是一份較為全面的設(shè)計(jì)說明書。在本次設(shè)計(jì)中，共有四章內(nèi)容。第一章是零件的分析；第二章是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；第三章是夾具設(shè)計(jì)；最后一章是結(jié)論。 本次設(shè)計(jì)為期一個(gè)多月，承蒙學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)心和支持，特別是老師的悉心指導(dǎo)，在此特表謝意！由于編者水平有限、經(jīng)驗(yàn)不足，再加成稿倉促，本書有許多不足之處，懇請(qǐng)老師指正。 第2章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1零件的作用 題目所給的零件是195柴油機(jī)搖臂軸支座，是柴油機(jī)的一個(gè)主要零件,.直徑為16的孔用來裝搖臂, 孔要求的表面粗糙度和位置精度不是很高，工作時(shí)與軸相配合工作，起支撐作用。另附零件圖圖紙。 2.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： （1）上下底面粗糙度均為6.3，底面與中心的孔的平行度為0.1； （2）前端面粗糙度為3.2，后端面粗糙度6.3，前后端面與中心的孔的垂直度為0.08； （3）中心孔為10級(jí)精度，采用基孔制配合，粗糙度3.2； （4）的孔的粗糙度12.5 。 由上面分析可知，可以半精加工下底面后，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.3零件的生產(chǎn)類型 依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=5000臺(tái)/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和廢品率β分別取10%和1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=5000 5000件/年 ，查表知其屬于輕型，生產(chǎn)類型為中批。 第3章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 3.1選擇毛坯 本零件選取的材料是HT200，而且此零件外形較為簡單，又屬于中批生產(chǎn)，若選砂型手工造型生產(chǎn)，則效率低，鑄件質(zhì)量差，也不宜采用費(fèi)用高，生產(chǎn)周期長的鑄造復(fù)雜形狀毛坯的熔模鑄造，最后確定采用砂型機(jī)器造型，它有較高的生產(chǎn)效率，也能滿足毛坯質(zhì)量要求。 3.2毛坯尺寸公差與機(jī)械加工余量計(jì)算 R=F+RMA+CT/2 R=F+2RMA+CT/2 R=F-2RMA-CT/2 鑄造方法選擇：金屬型鑄造 又由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-1 查得 選取公差等級(jí)10級(jí) 由表5-3 取CT=2.8mm 由表5-5 取機(jī)械加工余量等級(jí)為E級(jí) 由表5-4查得RMA=0.4mm R1=F+2RMA+CT/2=60.2mm R1=F+2RMA+CT/2=33.2mm D= F-2RMA-CT/2=13.8mm 3.3確定毛坯尺寸及公差等級(jí) 零件尺寸 單面加工余量 鑄件尺寸 公差等級(jí) 58 1.1 60.2 IT8 1.1 33.2 IT8 H10 1.1 IT10 5.25 IT12 3.4設(shè)計(jì)毛坯圖 （1）確定拔模斜度 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》查出拔模斜度為7o。 （2）確定分型面 由于毛坯形狀前后對(duì)稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯(cuò)移所以選前后對(duì)稱的中截面為分型面。 （3）毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時(shí)效處理。 另附毛坯圖圖紙 第4章 選擇加工方法，制定工藝路線 第4章 選擇加工方法，制定工藝路線 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇： 本設(shè)計(jì)選下底面為主要定位粗基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇： 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，根據(jù)零件形狀結(jié)構(gòu)和要求可知， 的孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為了避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選擇的孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”原則。 4.2零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有端面、側(cè)面、內(nèi)孔、小孔及槽等，材料為HT200。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下： （1） 上下底面公差等級(jí)IT8，表面粗糙度Ra6.3，需要進(jìn)行粗銑和半精銑； （2） 孔的前端面公差等級(jí)IT8，表面粗糙度Ra3.2，需要進(jìn)行粗銑和半精銑； （3） 孔的后端面公差等級(jí)IT8，表面粗糙度Ra6.2，需要進(jìn)行粗銑和半精銑； （4） 內(nèi)孔公差等級(jí)IT10，表面粗糙度Ra3.2，毛坯鑄造出預(yù)置孔，需要進(jìn)行粗鏜、半精鏜和精鏜； （5） 內(nèi)孔公差等級(jí)IT10，表面粗糙度Ra12.5，需一次鉆出孔。 4.3制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用在鏜床上配以夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 方案一： （1） 鑄造 （2） 時(shí)效熱處理 （3） 粗銑半精銑下底面 （4） 粗銑半精銑上底面 （5） 粗銑半精銑后端面 （6） 粗銑半精銑前端面 （7） 粗鏜半精鏜孔 （8） 鉆孔 （9） 銑槽 （10） 終檢 方案二： （1） 鑄造 （2） 時(shí)效熱處理 （3） 粗銑下底面 （4） 粗銑半精銑上底面 （5） 半精銑下底面 （6） 粗銑后端面 （7） 粗銑半精銑前端面 （8） 半精銑后端面 （9） 粗鏜孔 （10） 鉆孔 （11） 半精鏜精鏜孔 （12） 銑槽 （13） 終檢 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 鑄件 2 時(shí)效處理 3 粗銑 粗銑下底面至61.5, Ra12.5 4 粗銑半精銑 粗銑、半精銑上底面至59 Ra6.3 5 半精銑 半精銑下底面至58 Ra6.3 6 粗銑 粗銑后端面至32.7 Ra12.5 7 粗銑半精銑 粗銑、半精銑前端面至31.7 Ra3.2 8 半精銑 半精銑后端面至31 Ra6.3 9 鉆孔 鉆孔 Ra12.5 10 鉆鉸孔 鉆鉸孔 Ra3.2 11 銑槽 銑槽口 Ra12.5 12 終檢 兩個(gè)方案的分析比較： 方案一工序比較集中，定位基準(zhǔn)的精度較低，加工精度不高；方案二定位基準(zhǔn)都是前一道工序加工表面，定位基準(zhǔn)精度較高，能夠符合零件加工精度要求，故選擇方案二中的工藝路線作為加工工序。 第5章 工序設(shè)計(jì) 第5章 工序設(shè)計(jì) 5.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床 工序（3）至（8）及工序（12）主要進(jìn)行粗銑、半精銑等銑削加工，零件成批生產(chǎn)，不要求很高的生產(chǎn)率，表面精度要求不是很高，選用X51型立式鉆床； 工序（9）和工序（11）主要進(jìn)行粗鏜、半精鏜和精鏜等工步，根據(jù)零件外輪廓尺寸、形狀等，選用臥式車床CM6125; 工序（10）鉆兩個(gè)的孔，可采用專用夾具在立式鉆床上加工，選用Z525型立式鉆床。 （2）選擇夾具 本零件加工時(shí)均采用專用夾具進(jìn)行加工 （3）選擇刀具 Ⅰ.在銑床上加工的工序，銑削底面和側(cè)面時(shí)，選用高速鋼三面刃銑刀、高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀、圓柱銑刀及鑲齒套式面銑刀；銑削槽時(shí)，選用鋸齒銑刀； Ⅱ.在車床上加工的工序，粗鏜時(shí)選用YG8硬質(zhì)合金鏜刀，半精鏜精鏜時(shí)選用YG3高速鋼鏜刀； Ⅲ.在鉆床上加工的工序，選用莫氏錐柄麻花鉆 （4）選擇量具 本零件為中批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具，根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關(guān)手冊(cè)資料，選擇量具如下表： 工序 工序名稱 量具 3 粗銑下底面 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 4 粗銑、半精銑上底面 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 5 半精銑下底面 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 6 粗銑后端面 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 7 粗銑、半精銑前端面 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 8 半精銑后端面 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 9 鉆 游標(biāo)卡尺 塞規(guī) 10 鉆 游標(biāo)卡尺 塞規(guī) 11 銑槽 游標(biāo)卡尺 5.2確定工序尺寸 （1）上下底面加工余量 加工表面 工序單邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 半精銑 粗銑 半精銑 粗銑 半精銑 上底面 1.5 1.0 Ra6.3 Ra6.3 下底面 1.5 1.0 Ra6.3 Ra6.3 （2）前后端面加工余量 加工表面 工序單邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 半精銑 粗銑 半精銑 粗銑 半精銑 前端面 1.0 0.7 Ra6.3 Ra3.2 后端面 1.0 0.7 Ra6.3 Ra6.3 第6章 確定切削用量及基本時(shí)間 第6章 確定切削用量及基本時(shí)間 1.工序（3）切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）切削用量 本工序?yàn)榇帚娤碌酌?，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀，銑刀直徑d=100mm，寬度L=16mm，齒數(shù)12，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》（一下有關(guān)選用表均出自《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》書中）表5-143選擇銑刀的基本形狀。由于加工材料的HBS在180-200，故選擇前角γ0=7o，后角α0=16o(周齒)，α0=6o（端齒）。機(jī)床選用X51型立式銑床。 Ⅰ.確定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)表5-144，X51型立式銑床的功率為4.5kw(表5-74)，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒進(jìn)給量fz=0.20-0.30mm/z?，F(xiàn)取fz=0.30mm/z。 Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149） Ⅲ.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計(jì)算： 查得Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15 T=180min ，ap=1.5mm ，fz=0.30mm/z ，ae=16mm ，z=12 ，d=100mm ，kv=1.0 帶入公式得 V=m/min n=r/min 根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實(shí)際切削速度V=20.42m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 fMz=0.3×12×60=216mm/min 根據(jù)X51型立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表5-76），選擇fMz=200mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz=mm/z。 Ⅳ.校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)表2-18計(jì)算公式銑削時(shí)的功率為 Pc= 查得CF=30 ,xF=1.0 ，yF=0.65 ，uF=0.83 ，wF=0 ，qF=0.83 ，ap=1.5mm ， fz=0.28mm/z ，ae=16mm ，z=12 ，d=100mm ，n=65r/min ,kFc=0.63 =N V=20.42m/min=0.34m/s Pc==6.79×10-3kw X51型立式鉆床主電動(dòng)機(jī)的功率為4.5kw，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為fz=0.28mm/z,fMz=200mm/min,n=65r/min,V=0.34m/s (2)基本時(shí)間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時(shí)間為 式中=50mm =2mm =2mm ae=16mm fMz=200mm/min =16.2s 2. 工序（4）切削用量及基本時(shí)間的確定 本道工序分為粗銑和半精銑上底面兩個(gè)工步 a. 粗銑上底面 （1）切削用量 本工步為粗銑上底面，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀，所有過程同工序（3）。 fz=0.28mm/z fMz=200mm/min n=65r/min V=0.34m/s (2)基本時(shí)間 =7.2s b.半精銑上底面 （1）切削用量 本工步為半精銑上底面，所選刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀，銑刀直徑d=100mm，寬度L=16mm，齒數(shù)z=16，機(jī)床選用X51型立式銑床。 Ⅰ.確定每齒進(jìn)給量fz 本工步要求保證的表面粗糙度Ra6.3μm,根據(jù)表5-144，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fr=1.2-2.7mm/r,取fr=2.0mm/r,則fz=2.0/16=0.125mm/z。 Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149） Ⅲ.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計(jì)算： 查得Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15 T=180min ，ap=1.0mm ，fz=0.125mm/z ，ae=16mm ，z=12 ，d=100mm ，kv=1.0 帶入公式得 V=m/min=0.49m/s n=r/min 根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=80r/min，則實(shí)際切削速度V=25.13m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 fMz=0.125×12×60=90mm/min 根據(jù)X51型立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表5-76），選擇fMz=90mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz=0.125mm/z。 (2)基本時(shí)間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時(shí)間為 式中=20mm =2mm =2mm ae=16mm fMz=90mm/min =36s 3. 工序（5）切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）切削用量 本工序?yàn)榘刖娤碌酌?，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀，所有過程同工序（4）中半精銑上底面工步 fz=0.125mm/z fMz=90mm/min n=80r/min V=0.49m/s (2)基本時(shí)間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時(shí)間為 式中=50mm =2mm =2mm ae=16mm fMz=90mm/min =36s 4. 工序（6）切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）切削用量 本工序?yàn)榇帚姾蠖嗣?，所選刀具為圓柱銑刀，銑刀直徑d=63mm，寬度L=50mm，粗齒6,細(xì)齒10，根據(jù)表5-143選擇銑刀的基本形狀，選擇前角γ0=7o，后角α0=12o(周齒)，α0=8o（端齒）。機(jī)床選用X51型立式銑床。 Ⅰ.確定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)表5-144，X51型立式銑床的功率為4.5kw(表5-74)，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒進(jìn)給量fz=0.10-0.15mm/z。現(xiàn)取fz=0.12mm/z。 Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149） Ⅲ.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計(jì)算： 查得Cv =18 ，qv=0.45 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.3 ，Pv=0.1， m=0.33 T=180min ，ap=1.0mm ，fz=0.12mm/z ，ae=50mm ，z=16 ，d=63mm ，kv=1.0 帶入公式得 V=m/min n=r/min 根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實(shí)際切削速度V=12.86m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 fMz=0.3×16×60=288mm/min 根據(jù)X51型立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表5-76），選擇fMz=280mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz=mm/z。 (2)基本時(shí)間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時(shí)間為 取=30mm =9mm =3mm ae=16mm fMz=280mm/min =9s 5. 工序（7）切削用量及基本時(shí)間的確定 本道工序分為粗銑和半精銑前端面兩個(gè)工步 a. 粗銑前端面 （1）切削用量 本工步為粗銑前端面，所選刀具為鑲齒套式面銑刀，銑刀直徑d=80mm，寬度L=36mm，齒數(shù)10，根據(jù)表5-143選擇銑刀的基本形狀，選擇前角γ0=7o，后角α0=16o(周齒)，α0=8o（端齒）。機(jī)床選用X51型立式銑床。 Ⅰ.確定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)表5-144，X51型立式銑床的功率為4.5kw(表5-74)，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒進(jìn)給量fz=0.04-0.06mm/z?，F(xiàn)取fz=0.05mm/z。 Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149） Ⅲ.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計(jì)算： 查得Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15 T=180min ，ap=1.0mm ，fz=0.05mm/z ，ae=36mm ，z=10 ，d=80mm ，kv=1.0 帶入公式得 V=m/min n=r/min 根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實(shí)際切削速度V=16.37m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 fMz=0.05×12×60=30mm/min 根據(jù)X51型立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表5-76），選擇fMz=30mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz=0.05mm/z。 (2)基本時(shí)間 本道工序的基本時(shí)間為 式中=30mm =6.28mm =2mm ae=36mm fMz=30mm/min =716s b.半精銑前端面 （1）切削用量 本工步為半精銑前端面，所選刀具為鑲齒套式面銑刀，銑刀直徑d=80mm，寬度L=36mm，齒數(shù)10，根據(jù)表5-143選擇銑刀的基本形狀，選擇前角γ0=7o，后角α0=16o(周齒)，α0=8o（端齒）。機(jī)床選用X51型立式銑床。 Ⅰ.確定每齒進(jìn)給量fz 本工步要求保證的表面粗糙度Ra3.2μm,根據(jù)表5-144，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fr=0.5-1.2mm/r,取fr=1.0mm/r,則fz=1.0/10=0.1mm/z。 Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149） Ⅲ.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計(jì)算： V=4.72m/min=0.079m/s n=18.78r/min 根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實(shí)際切削速度V=16.37m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 fMz=0.1×20×60=120mm/min 根據(jù)X51型立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表5-76），選擇fMz=120mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz=0.1mm/z。 (2)基本時(shí)間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時(shí)間為 式中=30mm =6.28mm =2mm ae=36mm fMz=120mm/min =19.2s 6. 工序（8）切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）切削用量 本工序?yàn)榘刖姾蠖嗣?，所選刀具為鑲齒套式面銑刀，所有過程同工序（7）中半精銑前端面工步 fz=0.1mm/z fMz=120mm/min n=65r/min V=0.079m/s (2)基本時(shí)間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時(shí)間為 式中=30mm =6.28mm =2mm ae=36mm fMz=120mm/min =19.2s 7.工序（9）切削用量及基本時(shí)間的確定 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?4mm，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)轱零@，加工刀具為：鉆孔——Φ16mm鉆。 1）確定切削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 8.工序（10）切削用量及基本時(shí)間的確定 (1)切削用量　　本工序?yàn)殂@孔，刀具選用莫式錐柄麻花鉆，直徑為１０.５mm鉆兩個(gè)通孔，使用切削液 a. 確定進(jìn)給量 鉆頭直徑為10.5mm 鑄鐵HBS小于200，f在0.52-0.64之間，取f=0.6 b.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130，鉆頭的后刀面最大磨損量為0.8mm 耐用度T=35min c.確定切削速度V 由表5-133 查得 V=13m/min 算得 n=394r/min (2)基本時(shí)間 =58mm =6.25mm =3mm n=394r/min 算得=17s 9.工序（11）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榘刖M孔，刀具選取YG3X (1) 切削用量 查表4-73 得 ap = 0.1mm f=0.04mm v=2.5m/s n=3000r/min (2)基本時(shí)間 =31mm =2.1mm =4mm =0mm f=0.04mm n=3000r/min 算得=19s 10.工序（11）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫M孔 同工序(9)得 查表ap=0.06mm f=0.02mm v=2.5m/s n=3000r/min =31mm =2.08mm =4mm =0mm f=0.02mm n=3000r/min 算得=38s 第7章 寬度為31的兩平面夾具設(shè)計(jì) 第7章 寬度為31的兩平面夾具設(shè)計(jì) 7.1夾具選擇 寬度為31的兩平面夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 7.2 確定定位方案 7.2.1 基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的6個(gè)自由度。建立坐標(biāo)系如圖2.2所示。為保證寬度為31的兩平面至工件底面的垂直度，應(yīng)選底面為定位基面，限制；須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證寬度為31的兩平面兩側(cè)面對(duì)孔軸線的對(duì)稱度要求，還必須在加工時(shí)限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。 綜上所述，工件的六個(gè)自由度均被限制，為使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，選取的定位基準(zhǔn)是底面、孔。 7.2.2 確定定位夾緊方案 根據(jù)零件特點(diǎn)，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機(jī)械夾緊方式對(duì)工件進(jìn)行夾緊。 綜上對(duì)工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如下圖2.3所示： 圖7.1 定位夾緊方案圖 7.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì) 1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是側(cè)平面底面、和孔，據(jù)此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。 2.定位板設(shè)計(jì) 定位平面底面所用的定位支承板參照參考文獻(xiàn)【3】第272頁設(shè)計(jì)。 標(biāo)記為：支承板 A6×45 GB 2236-80 材料：T8。 現(xiàn)確定定位銷的極限偏差和定位表面到定位銷中心的名義尺寸： =L，其中取工件相應(yīng)尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相應(yīng)尺寸公差的(~)倍，現(xiàn)取，【2】則有： =400.02mm 滿足工件順利裝拆的補(bǔ)償量值：=(+)÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mm 則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙===0.43mm （其中，b的值可查手冊(cè)得值為3【3】） 7.3 定位誤差的計(jì)算與分析 必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。 與夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)可得： ⑴ 兩定位銷定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。 7.4 減小定位誤差的措施 采取措施： 1.提銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級(jí)，公差值為0.011mm,則此時(shí)定位銷圓柱部分直徑Φmm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工誤差的。 2.在提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度基礎(chǔ)上，將Φ10孔的精度提高到IT8級(jí)，其公差值為0.027mm，此時(shí)孔的尺寸及公差為Φmm，則0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要約0.12mm的加工精度預(yù)留量，可滿足保證對(duì)稱度加工要求。 7.5 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力 圖7.2作用于工件上的切削力 工件在加工時(shí)的受力情況如圖2.9所示。加工時(shí)，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經(jīng)驗(yàn)公式，和可通過切向銑削力分別乘以一個(gè)系數(shù)來得到。在對(duì)稱銑削情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。 參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》【3】表1-2-9得銑削力的計(jì)算公式： 參數(shù)的選?。? 切向銑削力 （N） 銑刀系數(shù) =669 銑削深度 =3mm 每齒進(jìn)給量 =0.15mm 銑刀直徑 d=100mm 銑削寬度 B=12mm 銑刀齒數(shù) z=12 修正系數(shù) （工件屈服應(yīng)力） 綜上，計(jì)算得： 銑削力 。 故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。 工件的主定位面是底面，故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜诘酌妗．?dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N 由公式 = 可計(jì)算出實(shí)際所需夾緊力。 現(xiàn)在計(jì)算安全系數(shù)K的值。 安全系數(shù)K的計(jì)算公式為： 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下： 基本安全系數(shù) 加工性質(zhì) 刀具鈍化程度 切削特點(diǎn) 穩(wěn)定性 手柄位置 工件與支撐面接觸情況 將各安全系數(shù)值代入上面公式計(jì)算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數(shù)的計(jì)算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。 所以實(shí)際所需夾緊力為： = =9015N。 實(shí)際所需的夾緊力計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問題，一般只能作粗略的估算。為簡化計(jì)算，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，可只考慮切削力對(duì)夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的切削過程穩(wěn)定不變?！?】 7.6 主要元件的設(shè)計(jì) 依據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行設(shè)計(jì)并對(duì)其標(biāo)記如下如下： 1. 定位鍵： A14h6 GB 2206-80 材料：45鋼 2. 壓板： A14×130 GB 2188-80 材料：45鋼 3. 浮動(dòng)壓塊：A40×14 GB 2174-80 材料：45鋼 4. 銷 A10×28 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼 5. 銷 A6×28 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼 6. 對(duì)刀塊 GB 2242-80 材料：20鋼 7. 對(duì)刀塞尺 3 GB 2244-80 材料：T8 8. 螺釘 GB/T 68-2000 M5.5×25 7.7 對(duì)刀元件及夾具體 根據(jù)工件加工表面形狀，對(duì)刀件可選用夾具零件及部件中的標(biāo)準(zhǔn)直角對(duì)刀塊。它的直角對(duì)刀面和工件被加工寬度為31的兩平面精加工工序形相對(duì)應(yīng)，其間距等于塞尺厚度，設(shè)計(jì)塞尺厚度為3，并把對(duì)刀件安裝于夾具體的豎直板上。 根據(jù)銑床T行寬度為31的兩平面精加工工序的寬度，選用寬度B=14mm,公差為h6的A型定位鍵來確定夾具在機(jī)床上的位置。【1】 夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體【7】。其基本厚度選為22mm,并設(shè)計(jì)出供寬度為31的兩平面精加工工序用螺栓緊固夾具用得U形寬度為31的兩平面精加工工序耳座。根據(jù)所設(shè)計(jì)的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，設(shè)計(jì)出夾具的形狀、結(jié)構(gòu)。如下圖2.15 第8章 加工16mm孔工裝夾具設(shè)計(jì) 結(jié) 論 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． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [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． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5． [8] 馮 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此時(shí)此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。 同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成設(shè)計(jì)提供了重要保障。 在設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。 這次設(shè)計(jì)是在XX悉心指導(dǎo)下完成的。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)的過程中也遇到了不少的問題，老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我設(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)電子郵件過來指導(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)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！