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沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
摘 要
本設(shè)計(jì)說明書共分兩部分，內(nèi)容包括工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，其中包括零件的分析，分析毛坯余量，工藝規(guī)程設(shè)計(jì)以及一些常用的公式和表格等；另一部分是工藝裝備設(shè)計(jì)，包括夾具設(shè)計(jì)，專用刀具設(shè)計(jì)，專用量具設(shè)計(jì)等。
本論文理論觀點(diǎn)清晰，設(shè)計(jì)特點(diǎn)突出，內(nèi)容詳盡，簡單易懂。論文的每一部分都是經(jīng)過我的詳細(xì)分析論證和計(jì)算，每一種設(shè)計(jì)都是有據(jù)可依的。此論文是在催老師的指導(dǎo)下，又經(jīng)過我的查閱資料，分析計(jì)算，編排匯總而來。
此論文能夠體現(xiàn)出我的獨(dú)特設(shè)計(jì)風(fēng)格，也能表現(xiàn)出我設(shè)計(jì)此套方案的價(jià)值觀。這也說明了我所學(xué)知識，說明我能夠?qū)⒆约旱闹R更好更充分的運(yùn)用與實(shí)際的工作實(shí)踐中。經(jīng)過了４年的大學(xué)學(xué)習(xí)，我們是否有所收獲很大程度上都體現(xiàn)在了此次設(shè)計(jì)中，在我們即將走出校門的時(shí)候，我將充分發(fā)揮自己的才能，運(yùn)用自己的知識為培育我的老師，栽培我的學(xué)校留下自己的設(shè)計(jì)作品。
目錄
緒論――――――――――――――――――――――――（2）
1、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――（３）
１.１ 零件分析―――――――――――――――――――――（３）
１.１.１零件的作用―――――――――――――――――――――――― (３)
１.１.２零件的工藝分析――――――――――――――――――――――（３）
１.２確定毛坯――――――――――――――――――――――（3）
１.３工藝規(guī)程設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――（5）
１.３.１定位基準(zhǔn)的選擇―――――――――――――――――――――――（5）
１.３.２制定工藝路線――――――――――――――――――――――――（６）
１.３.３選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具―――――――――――――――――（８）
１.３.４確定加工余量和主要表面的工序尺寸――――――――――――――（8）
１.３.５加工工序設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――――（９）
１.３.５.１工序1粗銑底面和工序2精銑底面―――――――――――――（９）
１.３.５.２時(shí)間定額計(jì)算――――――――――――――――――――――（９）
２ 、工藝裝備設(shè)計(jì)―――――――――――――――――――（１０）
２.１夾具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――――――（１０）
２.１.１銑底面夾具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――（10）
２.１.１. １夾具設(shè)計(jì)的目的和條件―――――――――――――――――（10）
2 .１.１.２ 確定設(shè)計(jì)方案―――――――――――――――――――――（10）
２.１.１.３ 確定并設(shè)計(jì)對刀元件――――――――――――――――――（１１）
２.１.１.４. 夾緊力的計(jì)算和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)―――――――――――――（１１）
２.１.１.５ 加工精度分析―――――――――――――――――――――（１１）
２.１.１.６ 夾具體的設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――（１２）
２.１.１.７ 繪制夾具裝配總圖――――――――――――――――――――（１２）
２.１.２鉆底面孔夾具設(shè)計(jì)―――――――――――――――――――――－（１２）
２.１.２.１ 研究原始材料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)―――――――――――――――（１２）
２.１.２.２ 確定夾具設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)，繪制結(jié)構(gòu)草圖――――――――――（１２）
２.１.２.２.１ 確定零件的定位方式，選擇定位元件――――――――――（１２）
２.１.２.２.２ 確定并設(shè)計(jì)導(dǎo)向元件―――――――――――――――――（１３）
２.１.２.２.３ 計(jì)算所需夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)――――――――――――（１３）
２.２專用刀具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――――――（１４）
２.２.１ 設(shè)計(jì)條件和要求――――――――――――――――――――――（１４）
２.２.２ 初選主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)―――――――――――――――――――――（１４）
２.３專用量具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――（１６）
２.３.１ 工件螺紋的牙型尺寸――――――――――――――――――――（１６）
２.３.２ 自文獻(xiàn)(8)表6.4.3查的環(huán)規(guī)公差及截形有關(guān)尺寸――――――――（１６）
２.３.３ 計(jì)算螺紋環(huán)規(guī)的大,中,小徑尺寸―――――――――――――――（１６）
畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)論――――――――――――――――――――――――――――（１７）
致謝―――――――――――――――――――――――――――――――――（1８）
畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)――――――――――――――――――――――――――(１８)
緒論
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的知識，增強(qiáng)了我的實(shí)踐能力和空間想象能力。這次設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)本專業(yè)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，獨(dú)立解決一般機(jī)械類技術(shù)問題的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)，為社會培養(yǎng)更多的人才。
本設(shè)計(jì)論文中包括工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)兩大部分。并主要以閥體的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，闡述其設(shè)計(jì)原理和方案。我還設(shè)計(jì)了一套與之配套的專用刀具和量具及兩套夾具。在整個(gè)設(shè)計(jì)方案中，力求以經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)來指導(dǎo)設(shè)計(jì)，并掌握一般夾具，刀具，量具的設(shè)計(jì)方法，使工藝科學(xué)性強(qiáng)，并在此基礎(chǔ)上貫穿了自己的整個(gè)設(shè)計(jì)思想。
在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我得到了催廣臣等老師的熱情指導(dǎo)和幫助，及廣大同學(xué)提出了寶貴的意見，在此對他們的關(guān)心和幫助表示最衷心的感謝。
編者：吳飛
１工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
１ .１ 零件分析
１.１.１ 零件的作用:
閥體是東風(fēng)汽車等內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)主要零件, 內(nèi)燃機(jī)通過該零件的安裝平面既低面與閥體相連,用四個(gè)螺栓固定,實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車的正確連接,底面上4個(gè)直徑11毫米孔為螺栓連接孔,由于沒有定位銷定位,故對它的位置要求0.25毫米。
１.１.２ 零件的工藝分析：
有零件圖可知，其材料為ＱＴ４０－１０，該材料具有較高的韌性、塑性，在低溫下有較低的韌性——脆性轉(zhuǎn)變，溫度及較高的低溫沖擊值，且有一定抗溫度急發(fā)性，耐腐蝕性。適用于承受較好韌性，要求耐腐蝕的零件。該零件的主要加工面為直徑４３、４５、２７、４１的錐孔，Ｍ４８Ｘ２螺紋，直徑２６、２０，Ｍ３２Ｘ２螺紋，直徑３６，２—Ｍ１２螺紋孔，４個(gè)直徑１１孔的底面。底面的加工精度直接影響閥體與其他零件的接觸精度及密封，在加工底面時(shí)，應(yīng)有一定的精度要求。直徑４３凸臺面是與其他零件的接觸表面，直接影響該零件與其他工件之間的接觸精度。２－Ｍ１２ＭＭ，４個(gè)直徑１１毫米的孔是用于鏈接的表面，在加工它們時(shí)，應(yīng)有一定的精度要求?！?
直徑４１的錐孔是該零件中精度要求最高的表面，因而具有較高的加工精度要求。
由參考文獻(xiàn)１中有關(guān)面和孔加工經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。
１.２ 確定毛坯：
根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件又由設(shè)計(jì)任務(wù)書已知零間的生產(chǎn)綱領(lǐng)為５０００－１００００件/年，該零件質(zhì)量約為２.８５千克，由參考文獻(xiàn)２表１－４，表１－３可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型及其造型。又由于閥體零件的內(nèi)腔及內(nèi)孔均需鑄出，故應(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)效和檢驗(yàn)。參考文獻(xiàn)２表１２－５、表１２－３可知，該種鑄件的尺寸公差等級ＣＴ為８－１０級，加工余量等級ＭＡ為Ｇ級，取ＣＴ為１０級，ＭＡ為Ｇ級。
鑄件分型面選擇通過直徑２６毫米，直徑２７毫米孔軸線且與底面垂直的面，澆冒口位置分別位于底面和直徑４３毫米凸臺兩側(cè)。參考文獻(xiàn)２表１２－２，用查表法確定各表面的總余量如下表所示：
加工表面
基本尺寸（mm）
加工余量等級
加工余量數(shù)值(mm)
說明
安裝平面
10
G
3.0
側(cè)面：單側(cè)加工
直徑26端面
107
G
3.5
側(cè)面：單側(cè)加工
直徑27孔
27
H
2.5
孔降一級，雙側(cè)加工
凸臺面
10
G
3.0
側(cè)面：單側(cè)加工
直徑41孔端面
22
G
3.0
側(cè)面：單側(cè)加工
M42X2螺紋
48
G
3.0
側(cè)面：單側(cè)加工
直徑35孔
30
H
2.5
孔降一級，雙側(cè)加工
M33X2螺紋
33
G
3.0
側(cè)面：雙側(cè)加工
直徑20孔
20
H
2.5
孔降一級，雙側(cè)加工
直徑36外圓
36
G
2.5
側(cè)面：雙側(cè)加工
參考文獻(xiàn)3表12-4得主要毛坯尺寸及公差
主要面尺寸
零件尺寸（MM）
總余量(MM)
毛坯尺寸(MM)
公差CT
N底面輪廓尺寸
10
10
1
N底面直徑26 孔端面尺寸
107
3.5
110.5
2
C面距直徑26孔端面尺寸
21
3.0
24.0
1
凸臺面表面距直徑43空軸線中心尺寸
10
3.0
13.0
1
大孔深
22
3.0
25
1
直徑27孔
27
2.5+2.5
22
1
直徑20孔
20
2.5+2.5
15
1
直徑35孔
35
2.5+2.5
30
1.5
M42X2外徑尺寸
48
3.0+3.0
54
1.5
M33X2外徑尺寸
33
3.0+3.0
39
1.5
直徑36外徑尺寸
36
3.0+3.0
42
1.5
１.３ 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)：
１.３.１定位基準(zhǔn)的選擇：
精基準(zhǔn)的選擇：閥體底面是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它做精基準(zhǔn)，遵循基準(zhǔn)重合原則，實(shí)現(xiàn)閥體零件一面二孔的定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣就遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。此外，底面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊也比較簡單，可靠，操作方便。
粗基準(zhǔn)的選擇：選擇底面的對面D面作為粗基準(zhǔn)；1.保證各加工表面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡可能均勻；2.其他零件與閥體有足夠的間隙。
兩定位夾緊方案：
方案一：用D面定位限制3個(gè)自由度，側(cè)面用一個(gè)支撐板限制2個(gè)自由度，這種夾緊方案簡單，但不適合大批量生產(chǎn)，加工穩(wěn)定性不高。
方案二;在小孔處以銷定位限制兩個(gè)自由度，側(cè)面用3個(gè)支撐釘限制3個(gè)自由度，底面本生限制一個(gè)自由度，這種定位準(zhǔn)確、可靠、隨行夾具簡單，適用于大批量生產(chǎn)，所以該方案可行。
１.３.２ 制定工藝路線
方案一：根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：
底面： 粗銑——精銑 兩側(cè)面：粗銑 直徑35孔：粗銑
底面孔4-11、4-20： 鉆——锪 直徑41內(nèi)錐孔: 粗車-－半精車－精車
直徑２７大孔： 粗鏜 ?。停矗福兀玻捍周嚕刖嚕嚕ヂ菁y
直徑２０小孔： 粗鏜 直徑２６孔： 粗鏜
Ｍ３３Ｘ２： 粗車－半精車－精車－攻螺紋
凸臺面直徑４３、直徑３５孔： 粗車－半精車
２－Ｍ１２： 鉆孔－攻螺紋
根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面，先粗加工后精加工的原則，將底面，兩側(cè)面級底面空的加工放前面，后鉆４－１１孔，２－１０.２孔，螺紋孔Ｍ４８Ｘ２、Ｍ３３Ｘ２、２－Ｍ１２等次要表面放在最后加工。
工序過程排列如下：
方案一：
工序號
工序內(nèi)容
鑄造
時(shí)效
涂漆
1
粗銑底面
2
精銑底面
3
銑兩側(cè)面
4
鉆底面孔4——11，锪盤4——22
5
車大孔，車端面，車直徑27內(nèi)孔，車直徑41錐孔，粗車直徑48外圓，半精車直徑48外圓，精車直徑48外圓，倒1.5X45度角，車半徑3毫米圓弧，車M48X2螺紋
6
車小孔（車端面，車直徑20內(nèi)孔，車直徑36外圓，車直徑33外圓，車3.5溝槽，倒1X45度角，倒1.5X45度角，車M33X2螺紋）
7
車凸臺面（車直徑43端面，車直徑43外圓，車直徑35內(nèi)孔）
8
鉆凸臺面孔（鉆2——10.2孔）
9
攻絲2——M12
10
成品檢查
方案二：
工序號
工序內(nèi)容
鑄造
時(shí)效
涂漆
1
車底面
2
銑兩側(cè)面
3
鉆底面孔4——11，锪盤4——22
4
車大孔，車端面，車直徑27內(nèi)孔，車直徑41錐孔，倒1.5X45度角，車半徑3毫米圓弧
5
粗車直徑48外圓，車M48X2螺紋
6
車小孔（車端面，車直徑20內(nèi)孔，車直徑36外圓，車3.5溝槽，倒1X45度角，倒1.5X45度角）
7
粗車直徑33外圓，車M33X2螺紋
8
車凸臺面（車直徑43孔，車直徑35孔）
9
鉆凸臺面孔）
10
攻絲2——M12
11
成品檢查
方案二所制定的工序存在許多問題，，須進(jìn)一步討論。如車底面，因工件和夾具的寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們的慣性力較大，平衡較空難，又由于底面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改用銑削加工較好。工序4、5、6、7都分別采用車削，它們應(yīng)該采用工序集中原則，因此方案一比較好。
１.３.３ 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具：
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。
銑底面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑，選擇X53K立銑床，參考文獻(xiàn)2表4——3，選擇直徑50毫米的立銑刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺。
銑兩側(cè)面：采用立銑，選擇銑床X53K，直徑53毫米的立銑刀，銑夾具和游標(biāo)卡尺。
鉆底面孔：采用搖臂鉆床Z35,選擇直徑11毫米的錐柄麻花鉆，锪盤專用夾具、專用夾具和游標(biāo)卡尺。
車大孔:采用CA6140,選擇端面車刀，45度彎頭車刀，外圓車刀，螺紋車刀，游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)和專用夾具。
車小孔：采用CA6140,選擇端面車刀，45度彎頭車刀，外圓車刀，螺紋車刀，游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)和專用夾具。
車凸臺面：采用CA6140,選擇端面車刀，45度彎頭車刀，外圓車刀，螺紋車刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具。
鉆凸臺面孔：采用搖臂鉆床Z35，選擇直徑10.2毫米鉆頭，游標(biāo)卡尺，專用夾具。
攻絲2——M12：采用搖臂鉆床Z35，選擇M12X1的機(jī)用絲錐，選擇螺紋量規(guī)，絲錐專用夾具。
成品檢查：檢查主要尺寸,選擇游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)和角度尺。
１.３.４ 確定加工余量和主要表面的工序尺寸
根據(jù)參考文獻(xiàn)1
直徑41錐孔，半精膛，工序余量Z=1.7mm
直徑27mm孔，粗鏜，工序余量Z=2.5mm
直徑26mm孔，粗鏜，工序余量Z=6mm
直徑20mm孔：粗車，工序余量Z=5mm
直徑35mm孔：粗車，工序余量Z=5mm
直徑43mm凸臺面：粗車，工序余量Z=7mm
平面：粗車，工序余量Z=2mm
１.３.５ 加工工序設(shè)計(jì)
１.３.５.１工序1粗銑底面和工序2精銑底面：
查文獻(xiàn)1表13——27平面加工余量，的精加工余量Z1JING WEI 1.0mm,知1面總余量Z1總為3mm故粗加工Z1粗=3-1=2mm
查文獻(xiàn)1表4—21得粗加工公差等級為T11,其公差T粗=0.24mm
校核精銑余量：Z1精
Z1精min=X1粗min-X1精min=(11-0.24)-(10+0.035)=0.725mm＜1mm―――――１．１
故余量足夠。
參考文獻(xiàn)1表14-69，取粗銑的每齒進(jìn)給量Fｚ為０.３ｍｍ/r,粗銑走刀一次，Ａｐ＝３ｍｍ，精銑走刀一次，Ａｐ＝１．０ｍｍ
ｉｎ，相應(yīng)切削速度分別為：
Ｖ粗＝3.14D/1000=3.14X125X150/1000=58.88ｍ／ｍｉｎ――――――――――１．２
Ｖ精＝３.１４ＮＤ/1000=3.14X125X300/1000=117.75m/min―――――――――１．３
１.３.５.２時(shí)間定額計(jì)算
(1)機(jī)動(dòng)時(shí)間：
粗銑：T1=(L+L1+L2)/FmI――――――――――――――――――――１．４
取L1=3min L2=32min
T1=115+32+3/0.3X1500=0.33mim
精銑：T2=(L+L1+L2)/FmI―――――――――――――――――――１．５
取L1=3min L2=32min
T2=115+32+3/0.5X300=1min
所以機(jī)動(dòng)時(shí)間T=T1+T2=0.33+1=1.33min
(2)輔助時(shí)間
參考文獻(xiàn)4表2-5確定如下：
操作內(nèi)容
每次所需時(shí)間
粗銑
精銑
操作次數(shù)
時(shí)間min
操作次數(shù)
時(shí)間min
主軸變速
0.025
1
0.025
變換進(jìn)給量
0.025
1
0.025
1
0.025
卡尺測量
0.1
1
0.1
1
0.1
開停車
0.015
主軸運(yùn)轉(zhuǎn)
0.02
清除銑削
0.04
各工步輔助時(shí)間分別為:粗銑:0.125min,精銑:0.15min裝卸工件時(shí)間參數(shù)取1.5min。
所以輔助時(shí)間：
Ta=0.125+0.15+1.5X2=3.275min
(3)作業(yè)時(shí)間:
Tb=Ta+T1=3.275+1.33=4.605min
(4)布置工地時(shí)間Ts,參考文獻(xiàn)(1)取a=3%
則:Ts=Tb*a=4.608x3%=0.138min
(5)休息與生理需要時(shí)間Tr:
參考文獻(xiàn)(1)取B=3%,則Tr=Tb*B=4.608X3%=0.138min
(6)準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Te,取各部分時(shí)間為:
中等件:33min
對刀:7min
２工藝裝備設(shè)計(jì)
２.１ 夾具設(shè)計(jì)
２.１.１ 銑底面夾具設(shè)計(jì)
２.１.１.１ 夾具設(shè)計(jì)的目的和條件:
設(shè)計(jì)第五道工序粗銑、精銑安裝平面的銑夾具。該夾具選擇用機(jī)床型號為X30K。
２.１.１.２ 確定設(shè)計(jì)方案：
由于該道工序是機(jī)械加工的第一道工序，要進(jìn)行粗基準(zhǔn)的選擇。夾具設(shè)計(jì)必須遵循夾具設(shè)計(jì)方案的原則即“在確保加工質(zhì)量的前提下，結(jié)構(gòu)竟可能簡單，操作省力，高效，安全，經(jīng)濟(jì)合理，并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件”。
根據(jù)以上，擬定方案如下：
方案一：選用D面作為主要定位表面限制3個(gè)自由度，再以側(cè)面輔以定位，限制2個(gè)自由度，再在前后方向上用一個(gè)支撐釘限制1個(gè)自由度。主軸順時(shí)針正轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削加工。在側(cè)面用一壓板壓緊，運(yùn)用聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)一次加工兩個(gè)工件，夾緊力由液壓缸通過拉桿提供。
方案二：以小孔內(nèi)圓毛坯面及端面定位，再輔以側(cè)面定位。其中長定位心軸及小孔端面限制了4個(gè)自由度，側(cè)面定位限制2個(gè)自由度，在側(cè)面方向上采用螺栓施加夾緊力。
對以上兩種方案進(jìn)行分析比較如下：
方案一：由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不從合誤差，當(dāng)毛坯鑄造精度不高時(shí)，不會產(chǎn)生安裝平面與小孔軸線不垂直的缺陷，不易保證孔加工余量均勻，定位元件尺寸較小，剛性較差，手動(dòng)夾緊，輔助時(shí)間長，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，生產(chǎn)率較低，但便于設(shè)計(jì)和制造，成本較低，適用于小批量生產(chǎn)。
方案二：所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，存在的不重合誤差不易保證，各孔的加工余量均勻，由于心軸定位并承受主要切削力，心軸尺寸不大，易變形，但采用液壓夾緊時(shí)，輔助時(shí)間短，一次加工兩個(gè)元件減少了作業(yè)時(shí)間，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)率也高，其設(shè)計(jì)制造較復(fù)雜，要求較高，適用于大批量生產(chǎn)。
綜上，優(yōu)先選用方案一。
２.１.１.３ 確定并設(shè)計(jì)對刀元件：
為迅速正確地確定銑刀與工件的相對位置，設(shè)置了塊。借助平塞尺進(jìn)行對刀，控制端銑刀的中心位置和銑削深度，對刀塊安裝在夾具體上。
２.１.１.４ 夾緊力的計(jì)算和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)：
（1）夾具選用液壓裝置夾緊，用一根定位心軸連接液壓缸缸桿，帶動(dòng)連接在心軸上的壓板夾緊工件。
（2）夾緊力的計(jì)算：
粗銑時(shí)切向切削力Py為最大
銑削切削力，由參考文項(xiàng)（5）表1-29得：
Py=490TSzDBZ
T－銑削深度 取T=2
S－每齒進(jìn)給量 S=0.3
D－銑刀直徑 D=120
B－銑削寬度 B=115
Z－齒數(shù) Z=12
所以：Py=2876.89N
２.１.１.５ 加工精度分析：
（1）夾具外形的最大輪廓尺寸為：605X196X233mm
（2）與安裝有關(guān)的技術(shù)要求△A：
由于銑床夾具是依靠夾具體底面和定位鍵側(cè)面與機(jī)穿工作臺的平面T形槽連接，對安裝平面的加工尺寸無影響故△A=0
（3）對刀誤差△T：
△T=△S+△h
△S-塞尺的制造誤差
△h-對刀塊工作到定位元件的尺寸公差
△T=0.018=0.036=0.054mm
(4)制造誤差△Z:
由夾具總圖的技術(shù)要求可知: △Z=0.05mm
２.１.１.６ 夾具體的設(shè)計(jì):
由于工件形狀復(fù)雜且不規(guī)則,夾緊選用的是液壓連動(dòng)夾緊,故選擇鑄造夾具體為宜底座設(shè)有兩個(gè)耳座槽,用T形螺栓固定與銑床工作臺上,在中間最遠(yuǎn)距離處安裝有兩個(gè)定向件,用以確定夾具與刀具的正確位置。
２.１.１.７ 繪制夾具裝配總圖：
此銑床夾具的裝配總圖上應(yīng)將定位襯套，液壓夾緊裝置，輔助支撐與夾具體的連接表達(dá)清楚。
２.１.２鉆底面孔夾具設(shè)計(jì)
２.１.２.１ 研究原始材料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)：
根據(jù)任務(wù)書可知此零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000-10000件/年，根據(jù)零件的工藝規(guī)程和本工序的具體要求及前后工序的相互聯(lián)系，可知本工序所選用的刀具為鉆頭，要選用一把平挫，量具用游標(biāo)卡尺，由于被加工孔是均勻分布在同一圓周上的平行孔系，所以采用固定式鉆模在搖臂鉆床在Z35上進(jìn)行加工。
２.１.２.２ 確定夾具設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)，繪制結(jié)構(gòu)草圖：
在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的基本原則：在確保零件的加工質(zhì)量基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)盡量簡單，操作方便高效，制造成本低廉，綜合分析。
２.１.２.２.１ 確定零件的定位方式，選擇定位元件：
在分析零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尺寸，精度，數(shù)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)6點(diǎn)定位原則，結(jié)合實(shí)際加工精度的要求，選擇以工件的外圓表面，所加工的4個(gè)小孔中心軸線所在的平面及側(cè)面作為定位基面。在工件的外圓表面用一V型塊實(shí)現(xiàn)定位，由于所用的是短V型快，因而用它定位限制了兩個(gè)自由度，定位支撐板用圓銑刀銑成圓形，由于該支撐板圓環(huán)部分較大，因而用它定位限制了3個(gè)自由度，為使該夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)完全定位，再在側(cè)面用一支撐釘定位限制另一自由度，從而實(shí)現(xiàn)工件的完全定位。
２.１.２.２.２ 確定并設(shè)計(jì)導(dǎo)向元件：
為了迅速，準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆模上設(shè)計(jì)引導(dǎo)刀具且防止其在加工過程中發(fā)生偏移的元件——鉆套，由于所加工的孔為均布于同一圓表面的4個(gè)孔，故選用4個(gè)鉆套，用以保證被加工孔的位置精度及提高工藝系統(tǒng)的剛度。
２.１.２.２.３計(jì)算所需夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)：
（1） 由于工件質(zhì)量不大，產(chǎn)量為批量生產(chǎn)，所以采用手動(dòng)夾緊裝置。
選擇用夾角成120度的V型塊夾緊工作，為了裝卸工件方便，需要V型塊在X方向上能夠平移，所以采用壓緊螺釘與V型塊相連，在支撐的槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)X方向的平移，把帶孔滾花螺母與壓緊螺釘相連，承受主要夾緊力，在側(cè)面輔助夾緊的支撐釘定位方向上用一球形夾緊螺栓夾緊，從而實(shí)現(xiàn)工件的手動(dòng)夾緊。
（2） 計(jì)算夾緊力：
W=2QL/［Dtg(a+&)+rtga2］―――――――――――２．１
W－夾緊力
Ｑ－原始作用力一般取８０－１００Ｎ
Ｌ－作用力臂，一般取Ｌ＝１４d
D－螺紋中徑
a－螺紋升角，?。扯?
＆－螺紋處摩擦角，取２０度
a2－螺釘端部與Ｖ型塊的摩擦角
r－螺釘端部與Ｖ型塊的當(dāng)量摩擦半徑
把以上數(shù)據(jù)代入公式得：Ｗ＝３４４００Ｎ
為了保證工件裝夾可靠，因?qū)⒗碚搳A緊力乘以安全系數(shù)Ｋ，Ｋ值由手冊查得，一般取１.５－２.５．所以Ｋ２＝２.５Ｘ３４４００＝８６０００Ｎ
滿足夾緊力要求,所以此裝置可行。
（3） 夾具體的設(shè)計(jì)：
夾具體須將定位，導(dǎo)向，夾緊裝置連接成一體，并能正確地安裝在機(jī)床上。此方案采用鑄造夾具體的鉆床夾具。此方案安裝穩(wěn)定，成本較低，生產(chǎn)率高，夾緊可靠。
（４） 繪制夾具裝配總圖：
鉆模的裝配總圖上應(yīng)將定位V型塊，定位支撐板及鉆模板與夾具體的連接及夾緊部分的連接表達(dá)清楚。
裝配總圖中定位用的V型快，用兩個(gè)螺釘與夾具體連接，定位支撐板用3個(gè)螺釘與夾具體相連，并且支撐板用圓銑刀銑成圓弧形起防轉(zhuǎn)作用，鉆模板與夾具體用4個(gè)內(nèi)六角圓柱頭螺釘和4個(gè)銷釘連接。夾緊裝置用V型塊夾緊工作，用壓緊螺釘伸入V型塊內(nèi)，可使V型塊在支板的槽內(nèi)沿X方向平移，以至于裝卸工件。夾具裝配時(shí)，待轉(zhuǎn)模板位置調(diào)整準(zhǔn)確后再擰緊螺釘，然后配鉆，鉸銷釘孔，打入銷釘定位。
裝配總圖中鉆套孔徑的尺寸和公差應(yīng)根據(jù)刀具的種類和被加工孔的尺寸精度而定。由于此工序中選用的刀具是由于此工序中選用的刀具是標(biāo)準(zhǔn)的尺寸刀具，所以鉆套內(nèi)徑按及軸制選取。刀具與鉆套為間隙配合，鉆套孔徑按F7制造。
（５） 加工精度分析：
（1） 夾具外形的最大輪廓尺寸為：
347X242X189mm
(2)夾局的的定位誤差△D:
△D=0.1XCOS45/2SIN60=0.0408mm
(3)夾具安裝誤差△A:
由于鉆模的安裝基面為平面,所以△A=0
(4)夾具制造誤差△Z:
由夾具裝配總圖中的技術(shù)要求可知△Z=0.006mm
２.２ 專用刀具設(shè)計(jì)：
２.２.１ 設(shè)計(jì)條件和要求：
工件材料：QT42-10,工作寬度a=115mm,加工余量是3-4 mm,表面粗糙度Ra=3.2um,銑床功率足夠,要求設(shè)計(jì)硬質(zhì)合金右切端銑刀。
２.２.２ 初選主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
孔徑D根據(jù)銑刀受力大小及主軸尺寸，取D=30mm。
序號
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)來源或公司計(jì)算
結(jié)果
1
銑刀直徑D
D=(1.4-1.6)Ae=1.4X115=161mm
參考文獻(xiàn)（7）表3.5.15
D=160mm
2
銑刀厚度B
參考文獻(xiàn)（7）表3.5.15
B=60mm
3
銑刀齒數(shù)Z
Z=(0.04-0.062)D=0.05X160=8
Z=8
4
刀齒尺寸、截面
尺寸HXB、伸出量h、
刀片型號
參考文獻(xiàn)（7）表3.5.15
HXB=14X20
h=12mm
D115Z
5
確定端銑刀的幾何角度；
前角r后角a1副后角a;
刀傾角J; 主偏角K,負(fù)偏角K1
參考文獻(xiàn)（7）表3.5.18
R=5
a1= a=10
J=-15
K=60;K1=10
6
計(jì)算刀槽位置參數(shù)；刀槽斜角B;
偏距e;刀槽傾角S;刀體端面上刀槽底距銑刀軸線的距離H
Tgr=tgr1*sink-tgl*cosk= tg5*sin60-tg(-15)*cos60=0.2097;
Tgr=tgr1*cosk-tgl*sink= tgr5*cos60-tg(-15)*sin60=-0.1883
TgB=tgr2*cosr3 =tgr(-10.66)*cosr11.85=-0.1842
E=2/dsir3+htgB+H/cosB=160/2sin11.85+12tg(-10.44)+14/cos(-10.44)=
28.453
參考文獻(xiàn)（7）表3.5.18
M=B/2=20/2=10mm
H=(D/2cosr3-h/cosBtgs-m/coss)coss1-(d/2sinr3+tgb)sins1=(160/2cos11.85-12/cos(-10.44)tg10-10/cos10)cos1.83-(160/2sin11.85+12tg(-10.44))sin1.83=65.5mm
K=60;
K1=10;
R3=11.85;
R2=-10.66
B=10.44;
E=28.453mm;
S=10;
S1=1.83;
m=10mm;
h=63.5mm
7
刀齒幾何角度的計(jì)算
8
刀體外直徑
9
刀齒夾固形式及尺寸
２.３ 專用量具設(shè)計(jì):
２.３.１ 工件螺紋的牙型尺寸:
螺距P=3mm es=-0.048mm
Td=0.2mm Td1=0.375mm
２.３.２ 自文獻(xiàn)(8)表6.4.3查的環(huán)規(guī)公差及截形有關(guān)尺寸:
Tr=14um Tcp=8um m=15um Zr=2um
Wgo=16um Wng=12um Tpl=9um
自表4.6.4查得 Ta/2=9分 Ta1/2=13分
自表4.6.5中查得:Tp=0.005mm
自表4.6.6中查得:bmax=0.4mm Rmax=0.217mm
自表4.6.7中查得:F1=0.3mm F2=0.45mm b3=1±0.08mm
自表4.6.8中查得S=0.08mm(偏移量)
自表4.6.9中查得:h3=0.73±0.208
同一齒槽兩牙側(cè)面牙型高度的最大差值0.28mm
Tr---通端和止端螺紋環(huán)規(guī)的中徑公差
Tcp---校對環(huán)規(guī)的中徑公差
m--- 由通端和止端螺紋環(huán)規(guī)的中徑公差帶的中心線分別到ZT,TT中徑公差帶中心線間的距離
Zr由通端螺紋環(huán)規(guī)公差帶的中心線到ZT,到工件外螺紋中徑上偏差之間的距離
Td---工件外螺紋大徑公差
Wgo---由通端螺紋公差帶的中心線到其磨損極限之間的距離
Wng---由止端螺紋公差帶的中心線到其磨損極限之間的距離
Tpl---通端和止端螺紋環(huán)規(guī)的中徑公差
２.３.３ 計(jì)算螺紋環(huán)規(guī)的大,中,小徑尺寸
自文獻(xiàn)(8)表4.6.10查得通端螺紋環(huán)規(guī):大徑≥D+es+Tpl=33-0.048+0.009=32.961mm
具有間隙槽寬Bmax=0.4mm
中徑≥(D2+es-ZR)±TR/2=(32-0.048-0.002)±0.014/2=31.95±0.007mm
磨損極限尺寸：
(D2+es-ZR)+Wgo=31.95+0.016=31.966mm――――――――――２．２
小徑≥(D1+es-ZR)±TR/2=（31-0.048）±0.014/2=30.952±0.007mm
止端螺紋環(huán)規(guī):
大徑≥d+es+Tpl=33-0.048+0.009=32.961mm
具有間隙槽寬b3=1±0.08mm
中徑≥(d2+es-Td2-Tr/2) ±TR/2=(32-0.048-0.2-0.014/2) ±0.014/2=31.745±0.007mm
磨損極限尺寸：
(d2+es-Td2-Tr/2
中徑≥(D2+es-ZR)±TR/2=(32-0.048-0.002)±0.014/2=31.95±0.007mm
畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)論
經(jīng)過幾個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，它是我們4大學(xué)生活的尾聲，但也是非常重要的結(jié)局。畢業(yè)設(shè)計(jì)對學(xué)生而言是我們對4年所學(xué)知識的綜合運(yùn)用和實(shí)踐，對學(xué)校，對老師而言是對學(xué)生的全面考察。
這些日子的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對設(shè)計(jì)工作有了一個(gè)更深刻，更全面的認(rèn)識，也使我深深的愛上了設(shè)計(jì)工作。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我開始真正的設(shè)計(jì)工作的第一步，它不僅培養(yǎng)了我對設(shè)計(jì)工作的興趣，也使我有了一個(gè)好的設(shè)計(jì)開端。機(jī)械設(shè)計(jì)工作復(fù)雜煩瑣，是一項(xiàng)有高深難度的腦力勞動(dòng)，不僅要求設(shè)計(jì)工作者有非常豐富的設(shè)計(jì)知識，還要求設(shè)計(jì)工作者有積極創(chuàng)新的空間想象能力，同時(shí)設(shè)計(jì)者也必須在設(shè)計(jì)工作中能夠做到認(rèn)真負(fù)責(zé)。
通過本次設(shè)計(jì)，我提高了自身分析和解決問題的能力，使我實(shí)現(xiàn)了從理論向?qū)嵺`的過度，同時(shí)也進(jìn)一步加深了我對以前所學(xué)知識的理解。在以后走出校門的歲月里我會更加努力的，我一定會做一名合格的設(shè)計(jì)者的。
致謝
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多書本上無法學(xué)到的知識，鍛煉了我獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，獨(dú)立解決問題的能力，培養(yǎng)了我對機(jī)械設(shè)計(jì)的濃厚興趣。通過這次設(shè)計(jì)，我更堅(jiān)定了自己對設(shè)計(jì)工作的信念，我相信此次設(shè)計(jì)工作對我的一生都會有深遠(yuǎn)的影響。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到的催廣臣老師的熱情指導(dǎo)，催老師不遺余力的幫助使我能夠順利完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此我向催老師表示最忠心的感謝，同時(shí)我也感謝學(xué)校為我們的設(shè)計(jì)工作提供了便利的條件。
畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)
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