目 錄
前 言 1
1 工藝規(guī)程制定 2
1.1機械加工工藝規(guī)程制訂 2
1.2機械加工工藝規(guī)程的組成 2
1.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 2
2 零件的分析 3
2.1零件的作用 3
2.2零件的工藝分析 3
3 工藝規(guī)程設計 4
3.1基準面的選擇 4
3.1.1 粗基準的選擇原則 4
3.1.2 精基準的選擇原則 4
3.2 制定工藝路線 5
3.3 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 6
3.4 基本工時的確立 8
結(jié) 論 19
I
前 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。
錐齒輪座的加工工藝規(guī)程及其鉆、攻4-M8螺紋孔的夾具是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎、機械設計、機械工程材料等進行畢業(yè)設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。
本設計選用錐齒輪座來進行工藝編制與夾具設計，以說明書、繪圖為主，設計手冊與國家標準為附來進行詳細說明。
1 工藝規(guī)程制定
1.1機械加工工藝規(guī)程制訂
1、工藝規(guī)程 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
2、制訂工藝規(guī)程的原則 保證圖樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進，經(jīng)濟效益高，勞動條件良好。
3、制訂工藝規(guī)程的原始資料
4、制訂工藝規(guī)程的程序 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型；分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查；確定毛坯的種類、形狀、尺寸及精度；擬訂工藝路線（劃分工藝過程的組成、選擇定位基準、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序、選擇機床設備等）；進行工序設計（確定各工序加工余量、工序尺寸及公差，選擇工藝裝備，計算時間定額等；確定工序的技術(shù)要求及檢驗方法，填寫工藝文件。
1.2機械加工工藝規(guī)程的組成
工藝過程由若干個按著一定順序排列的工序組成。工序是工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)組織和計劃的基本單元。工序又可細分為若干個安裝、工位及工步等。
1、 工序 一個或一組人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的一部分工藝過程。
2、 安裝 工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序
3、 工位 為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設備的可動部分相對刀具或設備的固定部分占據(jù)每一位置所完成的那部分工序。
4、 工步 在加工表面和加工工具不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工序
5、 走刀 在一個工步內(nèi)當被加工表面的切削余量較大，需分幾次切削時，則每進行一次切削稱為一次走刀。
1.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料
產(chǎn)品裝配圖及零件圖；產(chǎn)品質(zhì)量的驗收標準；產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型；原材料及毛坯的生產(chǎn)水平；現(xiàn)場生產(chǎn)條件（機床設備與工藝裝備、工人技術(shù)水平等）；國內(nèi)外有關(guān)工藝、技術(shù)發(fā)展狀況。
2 零件的分析
2.1零件的作用
錐齒輪座是一個典型的交叉孔零件，主要應用在混凝土拖泵中導向輪部件上，其上要安裝兩個配對錐齒輪座，因此主要的工作表面為Φ90mm和Φ52mm的兩個孔。
2.2零件的工藝分析
對該零件的平面、孔和螺紋進行加工，具體要求如下：
Φ155下端面 粗糙度Ra6.3
Φ73孔 粗糙度Ra6.3
Φ90孔 粗糙度Ra1.6
Φ155上端面 粗糙度Ra3.2
Φ100端面 粗糙度Ra6.3
Φ100外圓 粗糙度Ra1.6
Φ80沉孔 粗糙度Ra6.3
Φ82端面 粗糙度Ra6.3
Φ52孔 粗糙度Ra1.6
4-M8螺紋 粗糙度Ra12.5
M3螺紋 粗糙度Ra12.5
3-M6螺紋 粗糙度Ra12.5
4-M5螺紋 粗糙度Ra12.5
2-Φ8錐孔 粗糙度Ra6.3
3 工藝規(guī)程設計
3.1基準面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。
3.1.1 粗基準的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。
4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
3.1.2 精基準的選擇原則
選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。
精基準選擇應當滿足以下要求：
1）用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。
2）當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。
3）當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4）為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。
5）有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準。
3.2 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當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。在生產(chǎn)綱領以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。
最終工藝方案如下：
工序01：金屬型澆注
工序02：時效處理以消除內(nèi)應力
工序03：以Φ155外圓作為定位基準，粗車Φ155下端面、Φ73孔、Φ90孔、半精車Φ90孔
工序04：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ155上端面、Φ100端面、Φ100外圓、Φ80沉孔 、半精車Φ155上端面、Φ100外圓、精車Φ100外圓、潔角
工序05：以Φ155外圓作為定位基準，精車Φ90孔、車槽
工序06：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ82端面、Φ52孔、半精車、精車Φ52孔
工序07：以Φ90孔作為定位基準，鉆4-M8螺紋底孔Φ6.8深21、攻4-M8深18螺紋
工序08：以Φ90孔作為定位基準，鉆M3螺紋底孔Φ2.55深8、攻M3深6螺紋
工序09：以Φ90孔作為定位基準，鉆3-M6螺紋底孔Φ5.1深15、攻M6深12螺紋
工序10：以Φ73孔作為定位基準，鉆4-M5螺紋底孔Φ4.25深15、攻M5深12螺紋
工序11：以Φ90孔作為定位基準，配作2-Φ8錐孔
工序12：鉗工去毛刺
工序13：檢驗至圖紙要求
工序14：包裝、入庫
3.3 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差
1. Φ155下端面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車、半精車）方可滿足其精度要求。
2. Φ73孔的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車、半精車）方可滿足其精度要求。
3. Φ90孔 的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=8.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步車削（即粗車、半精車、精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=8.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
4. Φ155上端面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步車削（即粗車、半精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=2.0mm
半精車 單邊余量Z=0.5mm
5. Φ100端面 的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車）方可滿足其精度要求。
6. Φ100外圓的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步車削（即粗車、半精車、精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
7.Φ80沉孔 的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=3.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車）方可滿足其精度要求。
8.Φ82端面加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車）方可滿足其精度要求。
9.Φ52孔加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步車削（即粗車、半精車、精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
10. 4-M8螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=3.4mm
攻 單邊余量Z=0.6mm
11. M3螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=1.275mm
攻 單邊余量Z=0.225mm
12. 3-M6螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=2.55mm
攻 單邊余量Z=0.45mm
13. 4-M5螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=2.125mm
攻 單邊余量Z=0.375mm
14. 2-Φ8錐孔的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工表面的尺寸不大故采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步鉆削方可滿足其精度要求。
3.4 基本工時的確立
工序01：金屬型澆注
工序02：時效處理以消除內(nèi)應力
工序03：以Φ155外圓作為定位基準，粗車Φ155下端面、Φ73孔、Φ90孔、半精車Φ90孔
工步一：粗車Φ155下端面
1、 切削用量
機床為C620-1型臥式車床， 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1） 確定切削深度
由于單邊余量為2.5mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2） 確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車QT500-7、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.27mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=450m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.27mm/r可用。
3） 選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4） 確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=450m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=4500.80.650.811.15m/min≈218m/min
≈448r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
則實際切削速度=218m/min
5） 校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=460r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=2.5mm，=0.27mm/r，=460r/min，=218m/min
2、 確定粗車Φ155下端面的基本時間
，
式中 =17.5mm，=2.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：粗車Φ73孔的基本時間
，
式中 =94mm，=1.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：粗車Φ73孔至Φ89的基本時間
，
式中 =63mm，=4.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步四：半精車Φ89孔至Φ89.8的基本時間
1、 =0.4mm
2、 =0.15mm/r
3、 =6000.80.650.811.15m/min≈290.7m/min
=600r/min
4、確定基本工時
，
式中 =63m，=0.4mm，=0mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工序04：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ155上端面、Φ100端面、Φ100外圓、Φ80沉孔 、半精車Φ155上端面、Φ100外圓、精車Φ100外圓、潔角
工步一：粗車Φ155上端面的基本時間
，
式中 =26mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：粗車Φ100端面的基本時間
，
式中 =15mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：粗車Φ103外圓至Φ101外圓的基本時間
，
式中 =19.5mm，=1.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步四：粗車Φ80沉孔的基本時間
，
式中 =15mm，=3.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步五：半精車Φ155上端面的基本時間
，
式中 =27mm，=0.4mm，=4mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工步六：半精車Φ101外圓至Φ100.2外圓的基本時間
，
式中 =20mm，=0.4mm，=4mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工步七：精車Φ100.2外圓至Φ100外圓的基本時間
1、 =0.1mm
2、 =0.1mm/r
3、 =8000.80.650.811.15m/min≈387.6m/min
=760r/min
4、確定基本工時
，
式中 =20m，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.1mm/r，=760r/min,=1
則
工步八：潔角
工序05：以Φ155外圓作為定位基準，精車Φ90孔、車槽
工步一：精車Φ89.8孔至Φ90孔的基本時間
，
式中 =63mm，=0.1mm，=4mm，=0mm，=0.1mm/r，=760r/min,=1
則
工步二：車槽
工序06：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ82端面、Φ52孔、半精車、精車Φ52孔
工步一：粗車Φ82端面的基本時間
，
式中 =16.5mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：粗車Φ49孔至Φ51外圓的基本時間
，
式中 =59mm，=1.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：半精車Φ51孔至Φ51.8外圓的基本時間
，
式中 =59mm，=0.4mm，=4mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工步四：精車Φ51.8孔至Φ512外圓的基本時間
，
式中 =59mm，=0.1mm，=4mm，=0mm，=0.1mm/r，=760r/min,=1
則
工序07：以Φ90孔作為定位基準，鉆4-M8螺紋底孔Φ6.8深21、攻4-M8深18螺紋
工步一：4-M8螺紋底孔Φ6.8深21
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
562r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻4-M8深18螺紋
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r
299r/min
按機床選取n=315r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序08：以Φ90孔作為定位基準，鉆M3螺紋底孔Φ2.55深8、攻M3深6螺紋
工步一：鉆M3螺紋底孔Φ2.55深8
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
500r/min
按機床選取n=545r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻M3深6螺紋
選擇M3mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.225mm/r
318r/min
按機床選取n=272r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序09：以Φ90孔作為定位基準，鉆3-M6螺紋底孔Φ5.1深15、攻M6深12螺紋
工步一：鉆3-M6螺紋底孔Φ5.1深15
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
500r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻M6深12螺紋
選擇M6mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r
398r/min
按機床選取n=400r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序10：以Φ73孔作為定位基準，鉆4-M5螺紋底孔Φ4.25深15、攻M5深12螺紋
工步一：鉆4-M5螺紋底孔Φ4.25深15
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
525r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻M5深12螺紋
選擇M5mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.375mm/r
382r/min
按機床選取n=400r/min
切削工時： ，，
則機動工時為
工序11：以Φ90孔作為定位基準，配作2-Φ8錐孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
597r/min
按機床選取n=545r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序12：鉗工去毛刺
工序13：檢驗至圖紙要求
工序14：包裝、入庫
4 加工3-M6孔夾具設計
為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。本夾具將用在z525鉆床。刀具是高速鋼鉆頭。
1.1.1 4.1問題提出
本夾具主要用來加工3-M6孔（3-M6孔螺紋底孔是φ5，所以后文的計算全部采用的是φ5）。這兩個孔與上下端面有著垂直度的要求，設計夾具時，要求保證垂直度要求。
1.1.2 4.2夾具的設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
1.1.3 4.3切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭φ5。
則軸向力：見《工藝師手冊》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=
在計算切削力時,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 T=14.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。
1.1.4 4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點:
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
1.1.5 4.5 鉆模板
在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
1.1.6 4.6定位誤差的分析
3) 夾具安裝誤差
因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
1.1.7 圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
4) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢蛟g）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
5) 加工方法誤差
因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
4.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
1.1.8 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。
28
結(jié)束語
為期兩月的夾具畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組四名同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，畢業(yè)設計作為《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》畢業(yè)的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。
本次畢業(yè)設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設計等方面的知識。
通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。
通過這次畢業(yè)設計，我有了很大的收獲學到了很多的東西本次畢業(yè)設計是我們學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課后進行的這是我們即將離開學院走上工作崗位之前對所學各課進行的一次全面的、深入的、綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，是我們在走上工作崗位之前一次極好的學習機會，因此它在望沒的四年大學生活中占有積極重要的地位。
就我個人而言，我通過本次畢業(yè)設計對自己在大學中所學的知識進行一次良好的回顧，并在次基礎上有所提高，對自己將來從事的工作進行一次適應性的訓練，無論是機械結(jié)構(gòu)設計、零件加工工藝還是CAD畫圖能力都得到了大大的鞏固和提高，從而鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、思考問題解決問題的能力，并培養(yǎng)認真、嚴謹?shù)膶I(yè)精神，為以后參加國家的工業(yè)化建設打下一個良好的基礎，為早日實現(xiàn)國家的現(xiàn)代化貢獻一份力量。
由于個人的能力有限，設計尚有諸多不足之處懇請老師大力支持，在次不勝感謝。
參 考 文 獻
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