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目錄
概述 1
第一章 零件的分析 3
1.1 零件的工藝性分析 5
1.1.1 加工方法的選擇..............................................................................................5
1.1.2 保證端蓋表面位置精度的方法.........................................................................5
1.1.3 防止端蓋變形的工藝措施................................................................................5
第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 6
2.1 確定毛坯的制造形式 6
2.2 基準(zhǔn)的選擇 6
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 6
2.3 制定工藝路線 6
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定 7
2.4.1 兩端外圓表面 7
2.4.2 工件內(nèi)孔加工 8
2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 8
2.5.1工序1 鍛造毛坯 8
2.5.2工序2 車(chē)削工藝外圓 8
2.5.3工序3 鏜孔 ..............14
第三章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)................. ........... ..................... ........... ........... .........20
3.1 工件的加工工藝................................................................... ....................20
3.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)...................... ............................... ...............20
3.3.1 定位誤差的分. ................................................ ...........................................20
3.3.2 定位元件的選擇.... ................................................... ................................. 21
3．3 端蓋在夾具中定位夾緊.....................................................................25
33．1 夾緊裝置的組成............................................................ .................................25
3．3 .2夾緊力的確定........................................................ ..................................25
3．3 .3夾緊機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)............................................................................25
結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………. 38
參考文獻(xiàn) 39
前 言
機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝學(xué)等課程，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，所進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生不所學(xué)的工藝?yán)碚摵蛯?shí)踐知識(shí)在實(shí)踐的工藝，夾具設(shè)計(jì)中綜合地加以應(yīng)用，進(jìn)而得以加深和發(fā)展，提高學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事工作奠定了一定基礎(chǔ)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們?cè)谙率龇矫婵梢缘靡藻憻挘?
1) 能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí) 中所學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的分析和解決一個(gè)零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問(wèn)題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。
2) 通過(guò)夾具的工藝，進(jìn)一步提高了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設(shè)計(jì)出高效省力，既經(jīng)濟(jì)合理又能保證質(zhì)量的夾具。
3) 進(jìn)一步提高我們的計(jì)算設(shè)計(jì)制圖能力，能比較專(zhuān)業(yè)熟練地查閱和使用各種技術(shù)資料。
4) 在設(shè)計(jì)制造中培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立的工作能力。
在設(shè)計(jì)中，由于理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中的不妥之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。
一、 零件的分析
（一）零件的功用：
機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)我們組的零件是端蓋，端蓋的種類(lèi)很多，用途也很廣。端蓋的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進(jìn)入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的端蓋，其內(nèi)部有φ18的可以起到定位軸的零件作用，外圓φ80和內(nèi)孔均有Ra=1.6的配合要求，4-M8和4-M6起到固定端蓋的作用。
圖1-1
（二）零件的工藝分析：
由零件圖可以看出，該端蓋的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。
下面將主要表面分為三部分，見(jiàn)圖1-1。
1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面：
這組加工面包括： 4－M8、4－M6螺紋孔及其4－φ2小孔。
2、以四邊定位一組加工面：
這組加工面包括：φ80外圓、φ４0外圓、4－φ2小孔、５.５深的環(huán)槽及其倒角。
3、左右端面：
這組加工面包括：94尺寸四個(gè)側(cè)面
以上各表面的主要技術(shù)要求如下：
1、4－M8、4－M6螺紋孔及其4－φ2小孔表面粗糙度為Ra=3.2。
2、φ80外圓、φ18孔的表面粗糙度為Ra=1.6，φ４0外圓、4－φ2小孔、５.５
3、4-mm的端面與軸心線有位置0.02mm的要求。其Ra為1.6。
4、94尺寸四個(gè)側(cè)面表面粗糙度為Ra=3.2
零件要求調(diào)質(zhì)HRC30~45，其坯重為1.39kg。
由分析可知，三組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工，然后再以加工過(guò)的表面為精基準(zhǔn)加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。
二、 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一）確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型：
零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Q·n（1+a%）（1+b%）(件/年)
其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量Q為臺(tái)/年, 每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為n件/臺(tái)，零件備品率為a%，零件廢品率為b%。從初始資料和計(jì)算結(jié)果可知，該零件為中批生產(chǎn)。
（二）確定零件毛坯的制造形式：
零件為45鋼，在工作時(shí)端蓋在某些場(chǎng)面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過(guò)程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達(dá)到大批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對(duì)于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動(dòng)量，保證加工精度，都是有利的。
(三)擬定零件的機(jī)械加工工藝路線：
1、定位基準(zhǔn)的選擇：
定位基準(zhǔn)的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，需要同時(shí)考慮一下三個(gè)問(wèn)題：
（1）以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工時(shí)精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程順利地進(jìn)行。
（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為精基面。
（3）是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ?，需要采用統(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。
另外，我們還應(yīng)從粗精基準(zhǔn)選擇的基本原則為出發(fā)點(diǎn)：
a．“基準(zhǔn)重合”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。
b.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個(gè)表面加工都能使用的表面作為基準(zhǔn)。
c.“互為基準(zhǔn)”原則。當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時(shí)，可互為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。
d.“自為基準(zhǔn)”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準(zhǔn)。
2、粗基準(zhǔn)選擇：
a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。
b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。
c.應(yīng)盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準(zhǔn)。
d.選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準(zhǔn)確可靠。.
e.粗基準(zhǔn)一般只使用一次，不再重復(fù)使用。
精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇φ18孔和端面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)該工件的特點(diǎn)和加工要求，選擇φ18孔和端面作為精基面。4－M8、4－M6螺紋孔及其4－φ2小孔等主要尺寸以φ18孔和右端面作為精面。這樣才能實(shí)現(xiàn)位置的要求。對(duì)于φ80外圓與φ18內(nèi)孔有相互位置要求，加工時(shí)采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，達(dá)到技術(shù)要求。
粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應(yīng)以四邊和一個(gè)端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。
零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。
該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表2-9得知孔已鍛出。《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下：
φ18內(nèi)孔 粗鏜——精鏜；
各外圓表面 粗車(chē)——精車(chē)；
4－M8、4－M6 鉆——攻絲；
四側(cè)面 銑側(cè)面。
3、零件各表面加工順序的確定：
1）加工階段的劃分：為達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該端蓋的加工可分為如下三個(gè)加工階段：
a.粗加工階段：車(chē)外圓，銑四邊，內(nèi)孔，環(huán)槽；
b.半精加工階段：以精車(chē)后為主要精基準(zhǔn)，精車(chē)，外圓，端面8個(gè)φ2小孔；
c.精加工階段：以端面和四邊定位，加工φ18內(nèi)孔。
對(duì)于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很小（及以上，）的零件，還需要專(zhuān)門(mén)精度和減小表面粗糙度為主，一般不用糾正形狀精度和位置精度。
2）加工工序的安排：
a.機(jī)械加工順序的安排：根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安排四邊，端面，內(nèi)孔的加工。由于φ18內(nèi)孔是主要精基準(zhǔn)，又由于φ18內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，須以精加工后的四邊作為主要精基準(zhǔn)，車(chē)四邊，端面，然后加工出一個(gè)孔，最后加工出四個(gè)孔與環(huán)槽。
b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機(jī)械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，以獲得均勻細(xì)致的回火索氏體，提高零件的綜合力學(xué)性能。
c.輔助工序安排：檢驗(yàn)工序：在熱處理工序后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終結(jié)檢驗(yàn)工序。在終檢前應(yīng)安排清洗工序，最后將零件油封，入庫(kù)。
3）工序的組合：
在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并采用工序集中的原則來(lái)組合工序。
工序集中和分散各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來(lái)綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來(lái)組織生產(chǎn)。
零件端蓋由于是大批生產(chǎn)，又考慮到該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用通用機(jī)床配以?shī)A具，這樣得到零件的工藝路線如下：
（1）下料；
（2）鍛造毛坯；
（3調(diào)質(zhì)處理；
（4）粗銑四邊；
（5）粗車(chē)大端端面，鉆孔孔及倒角；
（6）粗車(chē)小端外圓，端面，鏜孔，環(huán)槽及倒角
（7）鉆各小孔及各螺紋孔
（8）鏜φ18內(nèi)孔；
（10）清洗；
（11）檢驗(yàn)；
（12）油封，入庫(kù)。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和工序卡片。
（四）確定加工余量：
合理選擇加工余量對(duì)零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過(guò)大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)，增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過(guò)小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種：
1）分析計(jì)算法；
2）查表修正法；
3）經(jīng)驗(yàn)估算法。
工藝路線確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)能達(dá)到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法，基準(zhǔn)選擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為以下兩大類(lèi)：
a.在工藝基準(zhǔn)不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計(jì)算。對(duì)于這類(lèi)簡(jiǎn)單的工序尺寸，當(dāng)決定了各工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，就可計(jì)算各工序的尺寸和公差。計(jì)算順序是從最后一道工序開(kāi)紿，由后向前推。
b.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。在零件的加工過(guò)程中，為了加工和檢驗(yàn)方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì)
毛坯圖1-2
基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過(guò)程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)工序間余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以確定工序尺寸及其公差。
機(jī)械加工余量對(duì)工藝過(guò)程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過(guò)大，增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。
根據(jù)零件毛坯條件：材料為45鋼，硬度為HRC30-45，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。
1、本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。
（1） 外圓表面加工余量
小端外圓長(zhǎng)度5.5mm，加工表面公差等級(jí)為IT6-IT8，表面粗糙度Ra1.6，故鍛造時(shí)外徑加工余量按外圓查表得：精車(chē)，2Z=1.2；精車(chē)可以達(dá)到該公差等級(jí)，按照“入體原則”，粗車(chē)，2Z=5.8；毛坯，2Z=。
（2）軸向長(zhǎng)度方向加工余量，左、右端面及中間臺(tái)階面的加工。
余量查表得Z=，故毛坯總長(zhǎng)為30±2mm，小端臺(tái)階長(zhǎng)為9.5±2mm。
（3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔和光孔。由于，加工余量按內(nèi)孔查表得：精鏜內(nèi)孔80，2Z=8；鉆72±2，毛坯圖見(jiàn)1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見(jiàn)工序卡片。
2、確定各工序所用機(jī)床及工藝裝備：
零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機(jī)床所決定的。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，主要是選擇機(jī)床的種類(lèi)和型號(hào)。選擇時(shí)參考有關(guān)手冊(cè)，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類(lèi)型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點(diǎn)等情況。
由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為大批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，選用通用機(jī)床余專(zhuān)用夾具較為合適。具體的選擇如下：
（1）粗車(chē)各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用CA6140普通車(chē)床。夾具：四爪卡盤(pán)。
（2）精車(chē)80mm右端面。選用CA6140普通車(chē)床。（3）精車(chē)左端面及mm。選用CA6140普通車(chē)床。夾具：四爪卡盤(pán)。
（4）鉆M6, M8孔。選用Z525。夾具：專(zhuān)用夾具。
（5）鉆2mm孔。選用Z525。夾具：專(zhuān)用夾具。
（6）銑四側(cè)面。選用X6022。夾具：專(zhuān)用夾具。
（7）鏜18mm孔。選用T618。夾具：專(zhuān)用夾具。
另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機(jī)床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型和所要求檢驗(yàn)的精度來(lái)選擇。其選擇的型號(hào)詳見(jiàn)工序卡片。
3、確定切削用量及工時(shí)定額：
切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。
選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度），其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后利用切削用量手冊(cè)選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度v。
a. 估算工時(shí)定額：=++=+++
——單件時(shí)間；
——作業(yè)時(shí)間；
——布置工作地時(shí)間；
——休息與生理需要時(shí)間；
——輔助時(shí)間；
——基本時(shí)間。
b. 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 。
c. 單件計(jì)算時(shí)間 =++++。
其具體計(jì)算過(guò)程如下：
（1） 加工條件：
工件材料：45鋼正火，=0.35GPa,模鍛。
加工要求：車(chē)端面30mm,Ra3.2；粗車(chē)外圓80mm，mm。Ra分別為3.2，1.6。機(jī)床：CA6140普通車(chē)床
刀具：端面車(chē)刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸16 ×25 ，
=90°，=15°，=12°，=0.5mm；刀具材料： W18Cr4v。
（2） 計(jì)算切削用量：
1)粗車(chē)端面時(shí)，根據(jù)加工余量Z= ，取Z=3，即=3mm，走刀量f=0.4 （表3-13）；
計(jì)算切削速度（表3-18），耐用度t=45min，
m/sm/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床選取=11.7 (700)(表4-3)
所以實(shí)際切削速度v=2.57 （154.4 ）
切削I時(shí)：
, =2mm, =0, =5mm(試切長(zhǎng)度)
2)粗車(chē)外圓:
a.切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縕=2.8mm可一次切除。
b.進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13中選用f=0.6 。
c.計(jì)算切削速度（表3-18）
d. 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取=11.7 (700)
所以實(shí)際切削速度
e. 切削I時(shí)：
切入長(zhǎng)度=4mm，切出長(zhǎng)度=0，試切長(zhǎng)度=5mm
3）鉆螺紋M8， M6
攻M6×1.5的螺紋
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)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
攻4－M6螺紋
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)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
總工時(shí)為：t=2++=3.75min
加工4－M8底孔
孔的直徑為8mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ7，選用Φ7的麻花鉆頭。攻M8螺紋，選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。
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(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
攻M8×1.5的螺紋
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
攻M8螺紋的工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)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
4）鉆孔8－2mm：
（表3-38）
（表3-42）
按機(jī)床選取=40 (3600 )
所以實(shí)際切削速度
切削I時(shí)：
切入=10mm，切出=2mm, =13.5mm,
5）鏜孔18mm
取刀桿直徑D= 15mm，刀桿伸出量125mm，
加工余量，一次可切除完畢。
選用90°硬質(zhì)合金YT5鏜刀,f=0.21（表3-15）
（表3-19及手冊(cè)P102“鏜孔切削用量”）
按機(jī)床選取=23 (1380 )
所以實(shí)際切削速度:
切削I時(shí)：（表7-1）
=13.5 , =2mm
三、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
3.2鉆4－M6底孔夾具設(shè)計(jì):
圖1-1所示為端蓋零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為大批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在Z525立式鉆床上加工M6螺紋底孔，需要設(shè)計(jì)一專(zhuān)用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項(xiàng)精度要求。
（一）零件的加工工藝分析：
零件對(duì)M6螺紋底孔的要求如下：
a.四個(gè)孔需要均布排列；
b.四孔的中心線在460.1圓上；
c.孔的表面粗糙度Ra為3.2；
加工面的凸臺(tái)面積較小，故需要專(zhuān)用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準(zhǔn)選上下端面，側(cè)面或者中心孔。
（二）定位加緊方案的確定及論證：
根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時(shí)只需限制六個(gè)自由度，沿法蘭方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度也必須予以限制?，F(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡(jiǎn)圖如下：
方案1圖示：
圖3-1
方案2圖示：
圖3-2
方案3圖示：
圖3-3
A 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，限制3個(gè)自由度，可知法蘭右端臺(tái)階較小，相當(dāng)于短圓柱銷(xiāo)。其中右端面作為基準(zhǔn)，限制的自由度為，和短圓柱銷(xiāo)限制和，共有 X， Y， 和四個(gè)自由度受到限制，V形塊限制和Z，這樣便可以保證孔的正確位置。
根據(jù)主要夾緊力由V形塊和削邊銷(xiāo)提供，當(dāng)削邊銷(xiāo)發(fā)生磨損后，主要加緊力由V形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對(duì)V形塊施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進(jìn)行自定位支承，在鉆削過(guò)程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設(shè)一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖3-1為該定位夾緊方案的圖示。
B 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，分別限制了4個(gè)自由度，其小平面和長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)供限制里個(gè)自由度即，X， ，Y和。又由于短V形塊限制了Z，故6個(gè)自由度全部被限制。
根據(jù)主要夾緊力由短V形塊提供，且V形塊的面積和法蘭的接觸面積較小，故需提供較大的預(yù)緊力。為確定加工過(guò)程中工件的加工穩(wěn)定性，需設(shè)置輔助支承；為防止過(guò)定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車(chē)螺紋放到了后面。
C 由于該工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該定位基準(zhǔn)仍采用右端面，該端面屬于大平面與法蘭的右端面接觸，分別限制了，X和Y三個(gè)方向上自由度。又兩定位銷(xiāo)限制了，Z和三個(gè)方向上自由度，這樣保證零件的定位可靠。
根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準(zhǔn)面的原則，主要夾緊力由壓柱塊和墊塊來(lái)提供，其中墊塊上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過(guò)大變形右端面與鉆模板接解面積較大，起到防止變形作用。
比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。三種方案都可以滿足定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點(diǎn)。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷(xiāo)和長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)，均出現(xiàn)了局部過(guò)定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專(zhuān)用夾具的復(fù)雜性。前兩種方案中的V形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由開(kāi)口墊圈和V形塊分擔(dān)，且有輔助支承存在，沒(méi)出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來(lái)解除過(guò)定位的自由度，且方案三結(jié)構(gòu)緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時(shí)加工出四個(gè)孔.。
(三) 定位誤差分析：
首先，在對(duì)夾具進(jìn)行定位誤差分析之前，對(duì)已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說(shuō)明：
該夾具用于立式鉆床，鉆削法蘭上四個(gè)孔。工件以端面，中心孔與另一個(gè)小孔，達(dá)到一面兩孔定位。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄10，在壓柱作用下使墊塊向上運(yùn)動(dòng)，起到向上夾緊定位作用，將工件壓緊。當(dāng)一個(gè)孔鉆好后，拉動(dòng)底座并旋轉(zhuǎn)，使壓柱壓昆工件再向下轉(zhuǎn)動(dòng)手柄5，轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體至相應(yīng)位置時(shí)，，鉆削另一個(gè)孔。其余各孔按同樣的方法依次加工。了解了該專(zhuān)用夾具的工作原理之后，將對(duì)此夾具在使用過(guò)程中的定位誤差做如下分析:
1.四個(gè)孔均不排列：
該誤差主要存在于分度裝置的精度問(wèn)題，在加工完畢一個(gè)孔后，需轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體45°的角度來(lái)加工下一個(gè)孔，定位夾緊后，通過(guò)鉆頭產(chǎn)生的軸向力會(huì)使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會(huì)使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設(shè)置輔助支承時(shí)應(yīng)注意到這一方面，對(duì)均布的5mm的四個(gè)孔有很重要的意義。
2.兩孔距離：
為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開(kāi)口墊圈上的夾緊力應(yīng)足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過(guò)程中應(yīng)稍加注意，將會(huì)消除這方面的問(wèn)題，將產(chǎn)生的誤差為，其夾角為，鉆孔平面的尺寸為φ46mm，具體參照?qǐng)D3-3。定位誤差為：
=
=
=0.034
由于=0.034<0.05，故可以滿足其加工精度。
3.孔表面粗糙度Ra3.2：
由于鉆孔的公差等級(jí)能達(dá)到IT12-IT11，其中Ra值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到Ra3.2，故需進(jìn)一步采用鉸孔，而該孔又是一個(gè)螺紋孔，需要在鉸孔后進(jìn)行攻絲。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進(jìn)行鉸孔后便能滿足要求。
銑側(cè)面夾具設(shè)計(jì)
由連桿工作圖可知，工件材料為45，為大比量生產(chǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，需設(shè)計(jì)一套銑平面夾具，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。
夾具的問(wèn)題注意
本夾具主要作來(lái)銑四側(cè)面，主要是為是了保證四側(cè)面相互位置度要求，并為下道工序提供精基準(zhǔn)需要。由于本工序是粗加工，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具設(shè)計(jì)1) 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，端蓋的四側(cè)面都為粗加工,兩端面都沒(méi)有加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按互為基準(zhǔn)原則,選擇另一側(cè)面作為定位基準(zhǔn)。
2) 夾緊方案
由于零件小，所以采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。
3) 夾具體設(shè)計(jì)
夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)，能承受一部分切削力。夾具體圖如圖：
夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。
4) 切削力及夾緊力的計(jì)算
切削力的計(jì)算：，由《組合機(jī)床》（表7-24）得：
P===1902.538N
夾緊力的計(jì)算：由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》（表1-2-25）得：
用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N
由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。
定位誤差的計(jì)算: 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。剖分面對(duì)連接螺栓孔中心線有垂直度要求（垂直度允差0.08）；對(duì)連桿體小頭孔有中心距1900.1要求；對(duì)剖分面有0.025的平面度要求。所以本工序的工序基準(zhǔn)：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計(jì)計(jì)算如下：
（1）確定定位銷(xiāo)中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一（通常取1/5~1/3）。故此尺寸為190.30.010。
（2）確定定位銷(xiāo)尺寸及公差
本夾具的主要定位元件為一固定銷(xiāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于更換。該定位銷(xiāo)的基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ19.8。公差與本零件在工作時(shí)與其相配孔的尺寸與公差相同，即為Φ19.8。
（3）小孔的確定
考慮到配合間隙對(duì)加工要求中心距1900.1影響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷(xiāo)有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為Φ19.8。
5) 定位誤差分析
① 對(duì)于連桿體剖分面中心距1900.1的要求，以Φ19.8的中心線為定位基準(zhǔn)，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為：
ΔDw=δD+δd+Δmin
=0.033+0.012+0
=0.045 mm
ΔDw－－剖分面的定位誤差
δD――工件孔的直徑公差
δd――定位銷(xiāo)的直徑公差
Δmin――孔和銷(xiāo)的最小保證間隙
此項(xiàng)中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過(guò)程中能夠保證加工精度要求。
② 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準(zhǔn)）為加工面的工序基準(zhǔn)，同時(shí)亦為第一定位基準(zhǔn)，對(duì)加工剖分面來(lái)說(shuō)，它與工序基準(zhǔn)的距離及相應(yīng)的平行度誤差只取決于基準(zhǔn)在夾具中位置。因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)同時(shí)為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)位置誤差為零。所以對(duì)加工剖分面來(lái)說(shuō)，定位誤差為零。即當(dāng)基準(zhǔn)重合時(shí)，造成加工表面定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位置誤差。
四、結(jié)束語(yǔ)
要掌握零件制造過(guò)程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問(wèn)題的知識(shí)和能力，其復(fù)雜性就不是一門(mén)課程所能解決的，通過(guò)多門(mén)相關(guān)知識(shí)學(xué)科的學(xué)習(xí)，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門(mén)學(xué)科的綜合組成全面地分析和運(yùn)用機(jī)械制造工藝過(guò)程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。
通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我了解到生產(chǎn)零件過(guò)程中需要解決很多問(wèn)題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學(xué)的熱心幫助，讓我屢次樹(shù)立信心，決心完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中仍存在有問(wèn)題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計(jì)。
對(duì)本次設(shè)計(jì)中，幫助過(guò)指導(dǎo)過(guò)我的老師和同學(xué)最真誠(chéng)的謝意！
五、參考文獻(xiàn):
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