C6140主軸箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【鏜左端平面孔】【說明書+CAD】
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C6140主軸箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
摘要： 本設(shè)計(jì)要求“以質(zhì)量求發(fā)展，以效益求生存”，在保證零件加工質(zhì)量的前提下，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，是國內(nèi)外現(xiàn)代機(jī)械加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。通過對(duì)60140 主軸箱體零件圖的分析及結(jié)構(gòu)形式的了解，從而對(duì)主軸箱體進(jìn)行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)要求和精度分析。然后再對(duì)主軸箱體的底孔、軸承孔的加工進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)與精度和誤差分析，該工藝與夾具設(shè)計(jì)結(jié)果能應(yīng)用于生產(chǎn)要求。
Abstract This Paper requires that" with quality beg development, with benefits seek to live on to store ", under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing. Through knowing and analysis the configuration of the casing part drawing for WH212 gear reducer, so as to analysis the process, make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of gear reducer. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of bearing hole and the base hole of the casing of gear reducer, this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement.
關(guān)鍵詞： 主軸箱 加工工藝 定位 夾具設(shè)計(jì)
Key phrase: principal axis , processing technology , Fixed position ，Tongs design
前言
加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。
機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。
課題背景及發(fā)展趨勢
材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。
技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。
工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對(duì)
機(jī)床夾具提出更高的要求。
夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容
按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:
(1)定位元件及定位裝置；
(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))；
(3)夾具體；
(4)對(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等)；
(5)動(dòng)力裝置；
(6)分度,對(duì)定裝置；
(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；
每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。
專用夾具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）定位裝置的設(shè)計(jì)；（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)；（3）對(duì)刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)；（4）夾具體的設(shè)計(jì)；（5）其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。
26
目錄
1 1.1摘要 1
1.2 前言 1
2 箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2箱體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
2.2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2.2基面的選擇 4
2.2.3確定工藝路線 4
2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5
2.2.5確定切削用量 6
2.3小結(jié) 22
3 專用夾具設(shè)計(jì) 23
3.1加工左端平面鏜孔夾具設(shè)計(jì) 23
3.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 23
3.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析 23
3.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 24
3.1.4鏜套、鏜套、鏜模板及夾具體設(shè)計(jì) 25
3.1.5夾具精度分析 27
3.1.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 27
3.2小結(jié) 39
4 結(jié)束語 40
參考文獻(xiàn) 41
致謝 28
2 主軸箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目給出的零件是C6140主軸箱體，它的主要的作用是用來支承、固定的。它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。主軸箱中的主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值也將大打折扣。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好。傳動(dòng)箱體需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下：
（1）主要加工面：
1）銑上下平面保證尺寸100mm，平行度誤差為0.03
2）銑側(cè)面保證尺寸62與20與下平面的平行度誤差為0.02
3）鏜上、下面平面各孔至所要求尺寸，并保證各位誤差要求
4）鉆側(cè)面4—M6螺紋孔
5）鉆孔攻絲底平面各孔
（2）主要基準(zhǔn)面：
1）以下平面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：傳動(dòng)箱上表面各孔、傳動(dòng)箱上表面
2）以下平面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：主要是下平面各孔及螺紋孔
2.2主軸箱體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
箱體是機(jī)器和部件的基礎(chǔ)零件,由它將機(jī)器和部件中許多零件連接成一個(gè)整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運(yùn)動(dòng).常見的箱體零件有:各種形式的機(jī)床主軸箱.減速箱和變速箱等.
各種箱體類零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點(diǎn) :
1.尺寸較大
箱體通常是機(jī)器中最大的零件之一,它是其他零件的母體,如大型減速箱體長達(dá)5~6m,寬3~4m,重50~60噸,正因?yàn)樗且粋€(gè)母體,所以它是機(jī)器整體的最大零件.
2.形狀復(fù)雜
其復(fù)雜程度取決于安裝在箱體上的零件的數(shù)量及在空間的相互位置,為確保零件的載荷與作用力,盡量縮小體積.有時(shí)為了減少機(jī)械加工量或減輕零件的重量,而又要保證足夠的剛度,常在鑄造時(shí)減小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸臺(tái).凸邊等結(jié)構(gòu)來滿足工藝與力的要求.
3.精度要求
有若干個(gè)尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，這些平面和孔的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的裝配精度，使用性能和使用壽命。
4．有許多緊固螺釘定位箱孔。
這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有時(shí)給加工帶來很大的困難。
由于箱體有以上共特點(diǎn)，故機(jī)械加工勞動(dòng)量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，例如減速箱體在鏜孔時(shí)，要如何保證位置度問題，都是加工過程較困難的問題。
二．箱體的材料、毛坯及熱處理
1、?毛坯種類的確定。
常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時(shí)，一般要綜合考慮以下幾個(gè)因素：
（1）依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。
（2）?依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。
（3）?依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。
（4）確定毛坯時(shí)既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。
本主軸箱體是大批量的生產(chǎn)，材料為HT20~40用鑄造成型。
2．毛坯的形狀及尺寸的確定：
毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對(duì)于外型尺寸）或減去（對(duì)內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯的形狀時(shí)，為了方便加工，有時(shí)還要考慮下列問題：
（1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對(duì)于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。
（2）為了提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以作成一坯多件。
（3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個(gè)甚至數(shù)個(gè)合制成一個(gè)毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。
在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
3．毛坯的材料熱處理
長期使用經(jīng)驗(yàn)證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT20~40，HT25~47，當(dāng)載荷較大時(shí)，采用HT30~54，HT35~61高強(qiáng)鑄鐵。
箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時(shí)，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄—焊、鑄—煅—焊、煅—焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對(duì)各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。
毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實(shí)效處理，對(duì)某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時(shí)效處理。
毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。
2.2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。
2.2.2基面的選擇
（1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言，按照互為基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準(zhǔn)，以限制z、z、y、y、五個(gè)自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達(dá)到定位,目的。
（2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準(zhǔn)。
2.2.3確定工藝路線
表2.1工藝路線方案一
工序1
鉆箱體直徑18孔
工序2
鉆前端面各孔
工序3
鏜左平面各孔
工序4
鏜右平面各孔
工序5
粗,精銑上平面至尺寸
工序6
粗,精銑下平面
工序7
粗,精銑左端平面
工序8
粗,精銑右端平面
工序9
粗,精銑前端平面
工序10
粗,精銑后端平面
工序11
鉗工,去除銳邊毛剌
工序12
檢驗(yàn)
表2.2工藝路線方案二
工序1
粗,精銑上平面至尺寸
工序2
粗,精銑下平面
工序3
粗,精銑左端平面
工序4
粗,精銑右端平面
工序5
粗,精銑前端平面
工序6
粗,精銑后端平面
工序7
鉆箱體直徑18孔
工序8
鉆前端面各孔
工序9
鏜左平面各孔
工序10
鏜右平面各孔
工序11
鉗工,去除銳邊毛剌
工序12
檢驗(yàn)
工藝路線的比較與分析：
第二條工藝路線不同于第一條是將銑各平面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔與,其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)提高了生產(chǎn)效率。而且對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。
采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時(shí)為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線， 加工不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個(gè)問題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。如果選取第二條工藝方案，先加工上、下平面，然后以這些已加工的面為精基準(zhǔn)，加工其它各孔便能保證孔的形位公差要求
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)方案比較合理。所以我決定以第二個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過程見工藝卡片所示。
2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
主軸箱體的材料是HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
1）加工箱體的上下平面，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮3mm，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，
2）加工的側(cè)面時(shí)，用銑削的方法加工兩側(cè)面。由于側(cè)面的加工表面有粗糙度的要求，而銑削的精度可以滿足，故采取分二次的銑削的方式，粗銑削的深度是2mm，精銑削的深度是1mm
3）鏜上、下平面各孔時(shí)，由于粗糙度要求，因此考慮加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可達(dá)到要求。
6）加工6－φ10孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量1.2mm?？梢淮毋@削加工余量5mm，就可達(dá)到要求。
7）加工2－φ30底孔時(shí)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量15mm。可一次鉆削加工余量5mm，第二次擴(kuò)孔就可達(dá)到要求。
8）加工上平面2-φ18孔，粗加工10mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工4mm，可達(dá)到要求。
2.2.5確定切削用量
工序1：粗、精銑傳動(dòng)箱體下平面
（1）粗銑下平面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2.1）
式中 V—銑削速度；
d—刀具直徑。
由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
（2）精銑下平面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床： X52K立式銑床。
參考文獻(xiàn)[7]表30—31
刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：
按照參考文獻(xiàn)[7]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，由式（1.3）有：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
粗銑的切削工時(shí)
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑的切削工時(shí)
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時(shí)
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
銑下平面的總工時(shí)為：t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min
工序2：加工其它平面，各切削用量與加工上平面相近，因此省略不算，參照工序1執(zhí)行。
工序3：粗精銑左右端的側(cè)面：
（1）粗銑左右端的側(cè)面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
式（2.2）
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
（2）精銑左右端側(cè)平面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床： X52K立式銑床。
由參考文獻(xiàn)[7]表30—31
刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，由式（2.3）有：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時(shí)
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]：=249/(37.5×3)=2.21min。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑寬度為20mm的下平臺(tái)
根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]切削工時(shí)：=249/(37.5×3)=2.21min
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)的總工時(shí)：
t=+++=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min
工序４：粗鏜Φ62H12的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min
精鏜下端孔Φ62H12
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度，：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min
工序5：粗鏜Φ80H12的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min
精鏜下端孔到Φ80H12
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度，：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.56min
工序6：鉆下平在2-φ18
工件材料為HT200鐵，孔的直徑為18mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)檫x用Φ18的麻花鉆頭。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
工序：加工6－φ10底孔
工件材料為HT200鐵，孔的直徑為10mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)檫x用Φ10的麻花鉆頭。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
工序：鉆φ40孔
工件材料為HT200鐵，孔的直徑為40mm，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——Φ40mm小直徑鉆。
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
，，
工序9：校驗(yàn)
（5）鉆Φ20孔
加工條件：
工件材料：HT200，金屬模鑄造，
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：高速鋼鉆頭Φ20，被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
锪鉆Φ20階梯的工時(shí)
锪鉆孔進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
由參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
t=+
t=0.27+1.77=2.04min
該工序的總工時(shí)為： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min
所以該方案滿足生產(chǎn)要求。
2.3小結(jié)
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)。
3 專用夾具設(shè)計(jì)
鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工相體，支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機(jī)床上也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加緊機(jī)構(gòu)和夾具體等基本部分外，還有引導(dǎo)刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標(biāo)位置，布置在一個(gè)或幾個(gè)專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。
夾具的結(jié)構(gòu)類型
鏜床夾具按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用機(jī)床和鏜套位置的不同，有以下分類方法。
（一） 按使用機(jī)床類別分，可分為萬能鏜床夾具、多軸組合機(jī)床鏜床夾具、精密鏜床夾具，以及一般通用機(jī)床鏜床夾具。
（二） 按夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分，可分為臥式鏜床夾具和立式鏜床夾具等。
（三） 按鏜套的位置分布，可分為單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，即鏜套為于被加工孔的前方；單支承后引導(dǎo)的鏜床夾具。
本夾具屬于單支承后引導(dǎo)的鏜床夾具，本就加以說明介紹。
單支承后引導(dǎo)的鏜床夾具，既鏜套位于被加工孔的后方，介于工件與機(jī)床主軸之間，主要用于加工D<90mm。但根據(jù)有兩種類型：
1、鏜削<1的通孔或小型箱體的不通孔時(shí)，刀具采用懸臂式，而導(dǎo)柱直徑大于鏜孔經(jīng)這種型式的特點(diǎn)為：
（1） 因?yàn)樗M孔的長度很短，既刀具的懸伸長度很短，而導(dǎo)柱直徑又大于鏜孔徑、所以刀具的剛性很好，加工精度也高。
（2） 這種布置型式可用同一尺寸的后鏜套而進(jìn)行多工步加工。
（3） 因無前導(dǎo)柱，故裝卸工件更換刀具均叫方便。
（4） 用于立鏜時(shí)，無切削落入鏜套之慮。
2、當(dāng)鏜削的通孔或不通孔時(shí)，刀具雖然仍是懸掛式，但導(dǎo)柱直徑d則應(yīng)小于所鏜孔經(jīng)D.
如果這時(shí)仍采用上述d>D的方式，則在加工這種較長的孔時(shí)，刀具的懸伸長度h必然很大，起碼應(yīng)大于L.由于刀具懸伸長度大，所以刀具易引偏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鏜桿與鏜套蹩住，否則須增加鏜套長度，以保證足夠的導(dǎo)引剛度。但這樣將導(dǎo)致整個(gè)鏜套部分的結(jié)構(gòu)龐大。
上述兩種的單支承引導(dǎo)的鏜桿與機(jī)床主軸作剛性聯(lián)接，這樣，要使鏜套中心對(duì)準(zhǔn)機(jī)床主軸中心，不容易做到很準(zhǔn)確，而且還需要技術(shù)水平較高的工人能勝
夾緊力大小的確定原則
夾緊力大小對(duì)于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當(dāng)。
計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動(dòng)的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù)K。
式中W`——計(jì)算出的理論夾緊力；
W——實(shí)際夾緊力；
K——安全系數(shù)，通常k=1.5~3.當(dāng)用于粗加工時(shí)，k=2.5~3,用于精加工時(shí)k=1.5~2.
這里應(yīng)注意三個(gè)問題：
（一）切削力在加工過程中往往方向、大小在變化，在計(jì)算機(jī)中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的切削力或切削合力計(jì)算。如圖2-1所示切削方向進(jìn)行靜力平衡，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)即為實(shí)際夾緊力，圖中W為夾緊力，N1、N1`…為鏜孔各方向鏜削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力將使夾緊力變大，在列靜平衡方程式時(shí)，我們應(yīng)按不利的加工條件下，即N1時(shí)求夾緊力。既
（二）在分析受力時(shí)，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時(shí)應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個(gè)方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式為 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般0.15,即W=10KN；對(duì)o點(diǎn)取矩可得下式
比較上面三種情況，選最大值，既W=10KN。
（三）上述僅是粗略計(jì)算的應(yīng)用注意點(diǎn)，可作大致參考。由于實(shí)際加工中切削力是一個(gè)變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動(dòng)、刀具的鈍化等因素影響，計(jì)算切削力大小的公式也與實(shí)際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計(jì)算而得到結(jié)果。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾具，則往往還需要通過實(shí)驗(yàn)的方法來確定所需夾緊力。
本夾具主要用來鏜左端平面夾具，，這個(gè)工藝孔有尺寸精度要求，表面粗糙度要求，表面粗糙度為，與頂面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本到工序?yàn)楦軛U加工的第一道工序，加工到本道工序時(shí)只完成了傳動(dòng)箱體上表面的粗、精銑。因此再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鉆的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑箱體的下表面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇選用下平作為定位基準(zhǔn)，為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金鏜刀刀具對(duì)工藝孔進(jìn)行粗鏜削加工；然后采用硬質(zhì)合金鏜刀對(duì)其進(jìn)行精加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊方式夾緊。
3.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析
由于本道工序主要完成工藝孔的鏜加工，參考文獻(xiàn)[9]得：
鏜削力
鏜削力矩
式中：
本道工序加工工藝孔時(shí)，工件的下平面與臺(tái)價(jià)臺(tái)靠緊。采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，該機(jī)構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個(gè)普通螺旋夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可查得夾緊力計(jì)算公式：
式（3.1）
式中： —單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）；
—原始作用力（N）；
—作用力臂（mm）；
—螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）；
—螺桿端部與工件間的摩擦角（°）；
—螺紋中徑之半（mm）；
—螺紋升角（°）；
—螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°）。
由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-23可查得點(diǎn)接觸的單個(gè)普通螺旋夾緊力：
3.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定
由于傳動(dòng)箱體的生產(chǎn)量很大，采用手動(dòng)夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊。采用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。
本道工序夾具的夾緊元件選用帶光面壓塊的壓緊螺釘。旋緊螺釘使其產(chǎn)生的力通過光面壓塊將工件壓緊。
3.1.4鏜套、襯套、鏜模板及夾具體設(shè)計(jì)
工藝孔的加工需粗、精鏜切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。鉆模板選用固定式鉆模板，工件以底面及側(cè)面分別靠在夾具支架的定位快，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊。
夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖如上圖所示：
3.1.5夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。
由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸Φmm及表面粗糙度。本道工序最后采用精鏜加工，選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金鏜刀，直徑為Φmm，并采用鏜套，鏜刀導(dǎo)套孔徑為該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。
工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步粗鏜精滿足。
影響兩工藝孔位置度的因素有（如下圖所示）：
（1）鏜模板上裝襯套孔的尺寸公差：
（2）兩襯套的同軸度公差：
（3）襯套與鉆套配合的最大間隙：
（4）鉆套的同軸度公差：
（5）鏜套與鏜刀配合的最大間隙：
所以能滿足加工要求。
3.1.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
裝卸工件時(shí)，先將工件放在定位塊上；用壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊；然后加工工件。當(dāng)工件加工完后，將帶光面壓塊的壓緊螺釘松開，取出工件。
3.4小結(jié)
對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 總結(jié)
結(jié)束語
通過近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì)，也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有xxx老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下：
（1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。
（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。
（3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。
（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。
四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
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