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中原工學(xué)院—畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 題目名稱： 牽伸傳動墻板的工藝及工裝設(shè)計 院系名稱： 機電學(xué)院 班 級： 機自074班 學(xué) 號： 200700314432 學(xué)生姓名： 謝 文 金 指導(dǎo)教師： 朱 繼 華 2011 年5月 論文編號：200700314432 牽伸傳動墻板的工藝及工裝設(shè)計 The process of drafting transmission wallboard and tooling design 院系名稱： 機電學(xué)院 班 級： 機自074 學(xué) 號： 200700314432 學(xué)生姓名： 謝文金 指導(dǎo)教師： 朱繼華 2011年5月 摘要 牽伸傳動裝置是細(xì)紗機的一個重要機構(gòu)裝置，牽伸傳動機構(gòu)主要由牽伸傳動墻板及其上搖臂、軸和齒輪等構(gòu)成。牽伸傳動墻板是整個牽伸傳動輪系的主要支撐體，牽伸傳動軸裝在頭墻板和牽伸傳動墻板上，兩墻板的加工面互相平行。牽伸傳動墻板的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尺寸大，加工困難，課題針對這一問題，為牽伸傳動墻板設(shè)計了合理的加工工藝規(guī)程及相應(yīng)工序的工裝設(shè)備，使該零件的加工工作簡單化，提高了工人的勞動效率，降低了生產(chǎn)成本。作為工裝設(shè)計的主要任務(wù)之一，夾具設(shè)計在零件的工裝設(shè)計中占有相當(dāng)重要的地位，本課題主要是分析牽伸傳動墻板的工藝，制定了合理的加工工藝路線，確定各個工步機加工時的切削用量，估算出基本切削時間，并根據(jù)加工工藝選擇恰當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)和夾緊方式，針對幾個加工相對困難的工序設(shè)計了專用夾具。 關(guān)鍵詞：牽伸傳動墻板，工藝，工裝，夾具 Abstract Drafting transmission device is an important institution spinning device, drafting transmission mechanism mainly by drafting transmission wallboard and rocker, axis and the gear, etc. Drafting transmission wallboard is whole drafting transmission gear train's main support body, draft in the head wallboard and shaft outfit, drafting transmission wallboard wall face each other two parallel processing.The structure of drafting transmission wallboard is relatively complex, size, processing difficulties, subject to solve this problem, designed for drafting transmission wallboard rational processing procedure and the corresponding process of tooling equipment, make this parts processing work simplification, raise workers' labor efficiency, reduce the production cost.As one of the main tasks of equipment design, clamp design in parts of the tooling design occupies an important position, this topic is mainly analysis the process of drafting transmission wallboard, formulate the reasonable processing technology route, determine various work when cutting dosages of step machining, estimate the basic cutting time, and according to the processing technology of the locating datum and choosing appropriate clamping way, according to several processing relatively difficult process design a special jig. Key words: Drafting transmission wallboard process tooling equipmnent fixture 目錄 前言 1 1機床夾具概述 2 1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出的新要求 2 1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 2 1.3機床夾具及其功用 3 1.4機床夾具在機械加工中的作用 4 1.5機床夾具的組成和分類 5 1.6機床夾具的設(shè)計特點 7 1.7機床夾具的設(shè)計要求 8 2零件的分析 9 2.1零件的作用 9 2.2零件的工藝分析 9 3工藝規(guī)程設(shè)計 11 3.1確定毛坯的制造形式 11 3.2基準(zhǔn)的選擇 11 3.3制定工藝路線 11 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 3.5確定切削用量及基本工時 12 4夾具設(shè)計 27 4.1問題的提出 27 4.2夾具設(shè)計 27 4.3夾具設(shè)計及操作的簡要說明 29 5結(jié)論 30 致 謝 31 參考文獻 32 附表：零件加工工藝卡 33 36 前言 紡織機械就是把天然纖維或化學(xué)纖維加工成為紡織品所需要的各種機械設(shè)備。生產(chǎn)化學(xué)纖維的機械雖然包括多種化工機械，現(xiàn)在已被認(rèn)為是紡織機械的延伸，屬廣義的紡織機械。紡織機械是紡織工業(yè)的生產(chǎn)手段和物質(zhì)基礎(chǔ)，它的技術(shù)水平、質(zhì)量和制造成本，都直接關(guān)系到紡織工業(yè)的發(fā)展。 工藝性、連續(xù)性、成套性；高速度、高效率、省維護;標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化;低能耗、低噪聲、低公害，是現(xiàn)代紡織機械的特點和方向。而紡織機械的零件種類繁多，如雙針筒圓襪機零件達(dá)1200～1500種，零件的加工工序多道多樣。因此對紡織機械中零件的加工精度有較高的要求，給零件設(shè)計合理的加工工藝過程和工裝就十分必要了。牽伸傳動墻板作為FA506型細(xì)紗機牽伸裝置輪系的支撐板，其加工精度將直接影響到傳動輪系的傳動平穩(wěn)性，在該零件的加工過程中需要保證一定的精度，這就需要合理的工藝過程和合適的裝夾設(shè)備來實現(xiàn)這一需求。 由于FA506細(xì)紗機的牽伸傳動墻板零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且零件尺寸較大，在加工是不僅加工效率低，而且工人的勞動強度大，安全性也較差。課題對牽伸傳動墻板進行工藝和工裝設(shè)計，就是為了解決這一問題，合理的加工工藝路線和機床夾具能夠降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，從而也間接降低了生產(chǎn)成本 1機床夾具概述 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期，機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造行業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、加緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位，這一階段的主要表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。 1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出的新要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，多品種生產(chǎn)的工件以占工件種類數(shù)的85%左右。然而，目前一般企業(yè)習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有一定生產(chǎn)能力的工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約每隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近幾年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）和組成加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： （1）能迅速方便地裝備新產(chǎn)品，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期； （2）能裝夾一組相似性特征的工件； （3）適用于精密加工的高精度的機床； （4）適用于各種現(xiàn)代化制造的新型技術(shù)； （5）采用液壓泵站等為動力源的高效加緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個方面: （1）精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密制造的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 （2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 （3）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 （4）標(biāo)準(zhǔn)化 機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 1.3機床夾具及其功用 （1）機床夾具 夾具是裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床時使用的夾具稱為機床夾具，在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機床夾具的設(shè)計在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 （2）機床夾具的功能 在機床上應(yīng)用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。機床夾具的主要功能是裝夾工件，使其定位和夾緊。 1）定位 工件在加工前，必須首先使它在機床活夾具中占有正確的位置，這就是定位。定位的任務(wù)就是限制工件的自由度。 2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削，導(dǎo)向元件制成模板，故鉆床夾具常稱為鉆模，鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向的功能。 1.4機床夾具在機械加工中的作用 在機械加工中，使用機床夾具的主要目的六個方面，然而在不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該有不同的側(cè)重點。夾具設(shè)計時應(yīng)綜合考慮加工的技術(shù)要求，生產(chǎn)成本和個人操作方面的要求以達(dá)到預(yù)期的效果。 （1）保證加工精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用機床夾具，并且它還是全面質(zhì)量管理的一個重要環(huán)節(jié)。 （2）提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具能使工件迅速的定位和夾緊，并能夠顯著的縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產(chǎn)率。 （3）改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當(dāng)采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可減少工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 （4）保證工藝秩序 在生產(chǎn)過程中使用夾具可確保生產(chǎn)周期，生產(chǎn)強度等工藝秩序。夾具設(shè)計也是工程技術(shù)人員解決高難度零件加工的主要手段之一。 （5）降低生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具時，由于勞動生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級較低的工人操作，故可明顯降低生產(chǎn)成本。 （6）擴大機床工藝范圍 這是生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù)改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾加工較復(fù)雜的成型面。 1.5機床夾具的組成和分類 機床夾具的組成根據(jù)功用，可以把機床夾具分為以下幾部分： （1）定位元件 （2）夾緊裝置 （3）導(dǎo)向、對刀元件 （4）連接元件 （5）其他裝置和元件 （6）夾具體 機床夾具的分類見圖1—1 （1）按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法，主要反應(yīng)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具的主要依據(jù)。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產(chǎn)夾具等五大類。 1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用性強，不需要調(diào)整或稍加調(diào)整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，這類夾具已商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可縮短生產(chǎn)周期，減少夾具品種，從而降低生產(chǎn)成本，其缺點是夾具的精度不高，生產(chǎn)效率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。 機 床 夾 具 萬能通用性夾具 專用性夾具 可調(diào)夾具 專 用 夾 具 組 合 夾 具 拼裝專用夾具 成 組 夾 具 通 用 可調(diào)夾具 鉆 床 夾 具 銑 床 夾 具 車 床 夾 具 磨 床 夾 具 鏜 床 夾 具 其他機床夾具 手 動 夾 具 氣 動 夾 具 液 壓 夾 具 氣 壓 夾 具 電 動 夾 具 電 磁 夾 具 真 空 夾 具 其 他 按使用特點分類 按使用機床分類 按夾緊動力源分類 圖1—1機床夾具分類圖 2）專用夾具 專用夾具是針對一個工序的要求而專門設(shè)計和制造的夾具，其特點是針對性強，沒有通用性，在產(chǎn)品相對穩(wěn)定，批量較大的生產(chǎn)中常用專用夾具。隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展，專用夾具在專用性和經(jīng)濟性方面已產(chǎn)生許多問題。 3）可調(diào)夾具 可調(diào)夾具是針對通用夾具與專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具，對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為可調(diào)夾具和組成夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調(diào)夾具，它按組成原理設(shè)計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產(chǎn)中有較好的經(jīng)濟效應(yīng)。 4）組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件有較高的精度和耐磨度，可組裝成各種夾具，又可拆除留用組成新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)周期，元件重復(fù)多次使用，并且又可減少專用夾具數(shù)量的優(yōu)點，因此，組合夾具在單件中小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具，組合夾具也已商品化。 5）自動化生產(chǎn)專用夾具 自動化生產(chǎn)專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機床專用夾具包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數(shù)控機床的加工要求。 （2）按夾具使用的機床分類 這是專用夾具設(shè)計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具。設(shè)計專用夾具時機床的類別、組別、型別及主要參數(shù)均已確定。它們不同點是機床切削成型運動不同，故夾具與機床的連接方式不同，它們的加工精度要求也各不相同。 1.6機床夾具的設(shè)計特點 機床夾具設(shè)計與其他裝備設(shè)計相比有較大的差別，主要表現(xiàn)在以下五個方面： （1）要有較短的設(shè)計和制造周期，一般沒有必要對夾具進行原理性實驗和復(fù)雜的計算工作; （2）夾具的精度一般比工件的精度變了三倍； （3）夾具在一般情況下是單體制造的，通常要求的制造在投產(chǎn)時一次成功； （4）夾具和操作工人的關(guān)系非常密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作密切結(jié)合； （5）夾具的社會協(xié)作制造條件差，特別是商品化的元件較少，設(shè)計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計的工藝要求。 1.7機床夾具的設(shè)計要求 設(shè)計夾具時，應(yīng)滿足下列四項基本要求 （1）保證工件的加工精度 （2）保證工人的操作安全 （3）達(dá)到加工制造的生產(chǎn)率要求 （4）滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟效應(yīng) 2零件的分析 2.1零件的作用 題目所給的零件是細(xì)紗機FA506的牽伸傳動墻板，它是牽伸裝置中整個牽伸傳動輪系的主要支撐體，起到支撐牽伸裝置的作用。 2.2零件的工藝分析 FA506細(xì)紗機牽伸傳動墻板有三個表面和兩端的圓柱凸臺面需要加工，還有M6與M10的螺紋孔要加工，具體如下： (1)如圖2—1所示，A面與B面為需要加工的表面，加工A面時要注意尺寸，控制距400.05尺寸中心20，加工B面時要控制距400.05（400.05厚薄差<0.06），兩端2—圓柱凸臺面也需加工，其中A面一端的圓柱凸臺面加工時控制距A面尺寸30，B面一端圓柱凸臺面加工時應(yīng)注意厚度160。 （2）如圖2—1所示底面為需要加工的表面，加工時應(yīng)注意2-孔的加工余量。 （3）如圖2—1所示的兩圓柱內(nèi)孔內(nèi)表面需加工到，外表面需加工到，加工高度為22。 （4）如圖2—1所示的M6深12與5-M6深12的螺紋孔及圖2.2—3所示的2-M10與16-M6深12的螺紋孔需要加工。 圖2—1零件圖 3工藝規(guī)程設(shè)計 3.1確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200?？紤]到零件在裝置的運轉(zhuǎn)過程中不受沖擊力，且零件的體積較大，因此應(yīng)選用鑄件毛坯。 3.2基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作。基準(zhǔn)需要選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 零件必需保證A面與B面的加工余量均勻，因此應(yīng)選擇B面為粗基準(zhǔn)加工A面及2—圓柱凸臺面，以A面為基準(zhǔn)加工B面及2—圓柱凸臺面。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時，主要是解決兩個問題：一是保證加工精度；二是裝夾方便。在選擇精基準(zhǔn)時應(yīng)遵守“基準(zhǔn)重合”與“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，所選的基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件的裝夾穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點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(lǐng)以確定的情況下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具來提高生產(chǎn)率，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。工藝路線如下： 工序1：下料，鑄造毛坯 工序2：粗銑A面及A面一端的2—圓柱凸臺面（見圖2.1—1） 工序3：粗銑B面及B面一端的2—圓柱凸臺面（見圖2.1—1） 工序4：劃2—72孔中心連線及距孔中心線1700.1的底面加工線 工序5：銑底面 工序6：鏜2—72孔，車98外圓及精銑A面和兩圓柱凸臺面 工序7：精銑B面 工序8：劃2—M10、5—M6、M6的螺紋孔位置線 工序9：鉆、攻2—M10、5—M6、M6的螺紋孔 工序10：鉆、攻16—M6螺紋孔 工序11：修全部毛刺，裝箱 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件毛坯為鑄件，材料為HT200，根據(jù)參考資料分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1）A面與B面及兩端的圓柱凸臺面需粗精加工，查參考文獻[5]表9—6可得零件兩端面及圓柱凸臺面得加工余量為5.5mm，其中粗銑余量3mm，精銑余量1.5mm。 （2）4—98外圓面需粗精車，由參考文獻[5]表9—5可得外圓加工余量為2.5mm，其中粗車2mm，精車0.5mm。 （3）2—72孔內(nèi)表面為加工表面，分粗鏜和精鏜兩步完成，則加工余量為5mm，其中粗鏜3mm，精鏜2mm。 （4）其余表面沒有粗糙度要求，直接鑄造成形。 3.5確定切削用量及基本工時 工序2 簡圖如圖2—1 工步1 粗銑A面，控制距40尺寸中心21.5 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：XD5042A立式升降臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 刀具直徑D=125mm 齒數(shù)Z=8 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由《機械加工工藝手冊》表2.1— 73得進給量af=0.25—0.38mm/z，由于銑削材料為鑄鐵，硬度較小，可選用較大的進給量，故取 af=0.35mm/z ,則f=afz=0.358=2.8mm/r 2）確定銑削速度 查參考文獻[1]表2.1— 96得切削速度v=55-95m/min,用機夾式硬質(zhì)合金銑刀v可取較大值，取v=90m/min，則ns===229.29 r/min 查參考文獻[1]表2.1—2取nw=235r/min，故切削速度vc===92.23m/min 3)計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得切入行程與切出行程之和為17mm，即=17mm，則銑削時間Tj===0.96min 工步2 粗銑2—105圓柱凸臺面，距A面尺寸30 (1)加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：XD5042A立式升降臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 刀具直徑D=125mm 齒數(shù)Z=8 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由表參考文獻[1]2.1— 73得進給量af=0.25—0.38mm/z，由工步1取 af=0.35mm/z ,則f=afz=2.8mm/r 2）確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1— 96得切削速度v=55-95m/min,用機夾式硬質(zhì)合金銑刀v可取較大值，取v=90m/min，則ns===229.29 r/min 查參考文獻[1]表2.1—2取nw=235r/min，故切削速度vc===92.23m/min 3)計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得=27mm，故銑削時間 Tj=2=2=0.90min 工序3 簡圖見圖2.2—1 工步1 粗銑B面，控制厚43 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：XD5042A立式升降臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 刀具直徑D=125mm 齒數(shù)Z=8 （2）計算切削用量及工時 1）、確定進給量 由參考文獻[1]表2.1— 73得進給量af=0.25—0.38mm/z，由于銑削材料為鑄鐵，硬度較小，可選用較大的進給量，故取 af=0.35mm/z , 則f=afz=2.8mm/r 2）確定銑削速度 查參考文獻[1]表2.1— 96得切削速度v=55-95m/min,用機夾式硬質(zhì)合金銑刀v可取較大值，取v=90m/min，則ns===229.29 r/min 查參考文獻[1]表2.1—2取nw=235r/min，故切削速度vc===92.23m/min 3)計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得切入行程與切出行程之和為17mm，即=17mm，則銑削時間Tj===0.96min 工步2 粗銑2—105圓柱凸臺面，距A面尺寸30 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：XD5042A立式升降臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 刀具直徑D=125mm 齒數(shù)Z=8 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由表參考文獻[1]2.1— 73得進給量af=0.25—0.38mm/z，由工步1取 af=0.35mm/z , 則f=afz=2.8mm/r 2）確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1— 96得切削速度v=55-95m/min,用機夾式硬質(zhì)合金銑刀v可取較大值，取v=90m/min，則ns===229.29 r/min 查參考文獻[1]表2.1—2取nw=235r/min，故切削速度vc===92.23m/min 3)計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得=27mm，故銑削時間 Tj=2=2=0.90min 工序5 銑底面 工步1 粗銑底面，注意2—72加工量 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床：X6024A臥式升降臺銑床 刀具：YG8硬質(zhì)合金端銑刀 D=100mm Z=6 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由參考文獻[1]表2.1—73得進給量f=0.25—0.38mm/z，粗銑取f=0.35mm/z, 則f=afz=2.1mm/r 2)確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1—96得切削速度v=55—95m/min取v=90m/min 則ns===286.6m/min 查參考文獻[1]表2.1—1取nw=296m/min，故切削速度vc===93m/min 3)計算切削時間 查參考文獻[1]表2.1—101取=7mm Tj===0.76min 工步2 精銑底面 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床：X6024A臥式升降臺銑床 刀具：YG8硬質(zhì)合金端銑刀 D=100mm Z=6 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由參考文獻[1]表2.1—73得進給量fr=0.5—1.0mm/r，取f=0.6mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1—96得切削速度v=55—95m/min精銑時為提高表面光潔度，取v=95m/min，則ns===302.5r/min 查表參考文獻[1]2.1—1取nw=373r/min，故切削速度vc===96.1m/min 3) 計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得=7mm，則Tj===2.7min 工序6 精銑鏜加工面 工步1 粗鏜2—72H7孔，留加工量 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床：HR5B臥式加工中心 刀具：硬質(zhì)合金可調(diào)節(jié)浮動鏜刀 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由參考文獻[1]表1.2—33得進給量f=0.3—1.0mm/r，粗銑取f=0.8mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表1.2—33得切削速度v=40—80m/min，取v=60m/min則ns===272.97r/min 根據(jù)HR5B臥式加工中心產(chǎn)品參數(shù)取nw=247r/min，故切削速度vc===77.5m/min 3) 計算切削時間 Tj=2=2=2.35min 工步2 精銑A面，控制距400.05尺寸中心20 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床： HR5B臥式加工中心 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 D=125mm Z=8 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由參考文獻[1]表2.1—73得進給量f=0.5—1.0mm/r,取f=0.6mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1—96得切削速度v=55—95m/min，精銑時為提高表面光潔度，取v=95m/min，則ns===242r/min 根據(jù)HR5B臥式加工中心產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)取nw=247r/min，故切削速度vc==94.8m/min 3) 計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得切入行程與切出行程之和=17mm則銑削時間Tj===4.3min 工步3 精銑2—圓柱凸臺面 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床： HR5B臥式加工中心 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 D=125mm Z=8 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由參考文獻[1]表2.1—73得進給量f=0.5—1.0mm/r取f=0.6mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1—96得切削速度v=55—95m/min，精銑時為提高表面光潔度，取v=95m/min，則ns===242r/min 根據(jù)HR5B臥式加工中心技術(shù)參數(shù)取nw=247r/min，故切削速度vc==94.8m/min 3) 計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得=27mm，故銑削時間 Tj=2=2=3.9min 工步4 粗精車2-外圓 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床：HR5B臥式加工中心 刀具：YG690偏刀 （2）計算切削用量及工時 粗車2-外圓 1）確定進給量 由參考文獻[1]表1.1—47得進給量f=0.9—1.2mm/r取f=1mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表1.1—48得切削速度v=100-120m/min，精銑時為提高表面光潔度，取v=100m/min，則ns===324.97r/min 根據(jù)HR5B臥式加工中心技術(shù)參數(shù)取nw=312r/min，故切削速度vc===96.4m/min 3) 計算切削時間 根據(jù)參考文獻[2]有車削時切入量=0—3mm，切出量=0—3mm，則切削時間Tj==2=0.21min 精車2-外圓 1）確定進給量 由參考文獻[1]表1.1—48得進給量f=0.25—0.40mm/r，取f=0.30mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表1.1—48得切削速度v=100-120m/min，精銑時為提高表面光潔度，取v=110m/min，則ns===394r/min 根據(jù)XH768臥式加工中心產(chǎn)品說明書取nw=312r/min，故切削速度vc===96m/min 3) 計算切削時間 Tj==2=0.55min 工步5 精鏜2—72H7孔 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床：HR5B臥式加工中心 刀具：硬質(zhì)合金可調(diào)節(jié)浮動鏜刀 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由參考文獻[1]表1.2—33得進給量f=0.15—0.50mm/r，粗銑取f=0.25mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表1.2—33得切削速度v=50—80m/min取v=70m/min，則ns===309r/min 根據(jù)HR5B臥式加工中心產(chǎn)品參數(shù)取nw=312r/min，故切削速度vc===70.5m/min 3) 計算切削時間 Tj=2=2=5.97min 工步6 精銑2—另一圓柱凸臺面 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床： HR5B臥式加工中心 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 D=125mm Z=8 （2）、計算切削用量及工時 1）、確定進給量 由參考文獻[1]表2.1—73得進給量f=0.5—1.0mm/r取f=0.6mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1—96得切削速度v=55—95m/min，精銑時為提高表面光潔度，取v=95m/min，則ns===242r/min 根據(jù)HR5B臥式加工中心技術(shù)參數(shù)取nw=247r/min，故切削速度vc==94.8m/min 3) 計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得=27mm故銑削時間Tj=2=2=3.9min 工步7 粗精車2-外圓，控制相關(guān)尺寸 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床：HR5B臥式加工中心 刀具：YG6 90偏刀 （2）計算切削用量及工時 粗車2-外圓 1）確定進給量 由參考文獻[1]表1.1—47得進給量f=0.9—1.2mm/r取f=1mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表1.1—48得切削速度v=100-120m/min，精銑時為提高表面光潔度，取v=100m/min，則ns===324.97r/min 根據(jù)HR5B臥式加工中心技術(shù)參數(shù)取nw=312r/min，故切削速度vc===96.4m/min 3) 計算切削時間 根據(jù)參考文獻[2]有車削時切入量=0—3mm，切出量=0—3mm，則切削時間Tj==2=0.21min 精車2-外圓 1）確定進給量 由參考文獻[1]表1.1—48得進給量f=0.25—0.40mm/r，取f=0.30mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表1.1—48得切削速度v=100-120m/min，精銑時為提高表面光潔度，取v=110m/min，則ns===394r/min 根據(jù)XH768臥式加工中心產(chǎn)品說明書取nw=312r/min，故切削速度v===96m/min 3) 計算切削時間 Tj==2=0.55min 工序7 精銑B面 工步1 精銑B面，控制尺寸40 （1）加工條件 工件材料：HT200 機床：XD5042A立式升降臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 D=125mm Z=8 （2）計算切削用量及工時 1）確定進給量 由參考文獻[1]表2.1—73得進給量f=0.5—1.0mm/r,取f=0.6mm/r 2) 確定切削速度 查參考文獻[1]表2.1—96得切削速度v=55—95m/min精銑時為提高表面光潔度，取v=95m/min，則ns===242r/min 查參考文獻[1]表2.1—2取nw=235r/min，故切削速度vc=== 92m/min 3) 計算切削時間 由參考文獻[1]表2.1—101得切入行程與切出行程之和=17mm，則銑削時間Tj===4.5min 工序9 鉆、攻各螺紋孔 工步1 鉆攻2-M10螺紋孔 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：Z3025B10搖臂鉆床 刀具：9麻花鉆、M10機用絲錐 （1）計算切削用量及工時 鉆9孔 1）確定進給量 由參考文獻[1]表3.4—20得進給量f=0.20—0.30mm/r，取f=0.24mm/r 2）確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》表3.4—20得切削速度v=12—25m/min，取v=16m/min 則ns===579r/min 查參考文獻[1]表2.1—4取nw=640r/min，故切削速度vc==17.68m/min 3) 計算切削時間 根據(jù)參考文獻[1]，=cot+(1—2) 式中D——擴鉸后孔徑 d1——擴鉸前孔徑 ——刀具主偏角 這里代入數(shù)據(jù)計算得=1.6mm 鉆擴盲孔時=0 因此切削時間Tj=2=2=0.56min 攻2-M10螺紋 1）確定進給量 查取f=0.20mm/r 2) 確定切削速度 根據(jù)參考文獻[3]表10-167得v=12.8m/min，則ns==407.6r/min 根據(jù)參考文獻[3]表6-19取nw=450r/min，故vc==14.13m/min 3) 確定切削時間 Tj=2=1.05min 工步2鉆攻5-M6螺紋孔 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：Z3025B10搖臂鉆床 刀具：5麻花鉆 M6機用絲錐 （2）計算切削用量及工時 鉆5孔 1）確定進給量 由參考文獻[3]表10-167進給量f=0.11-0.13mm/r， 取f=0.13mm/r 2）確定切削速度 由參考文獻[3]表10-70得切削速度v=42m/min，則ns==2786r/min 查參考文獻[3]表6-19取nw=2500r/min，故切削速度vc==37.68m/min 3) 計算切削時間 根據(jù)參考文獻[1]鉆擴盲孔時=0，=cot+(1—2)=1.6 Tj==0.36min 攻5-M6 螺紋 1）確定進給量 由參考文獻[3]表10-167得進給量f=0.15mm/r 2) 確定切削速度 根據(jù)參考文獻[3]表10-167得v=6.9m/min，則ns==366.24r/min 根據(jù)參考文獻[3]表6-19取nw=450r/min，故vc==8.48m/min 3) 確定切削時間 Tj==1.69min 工步3 鉆、攻M6螺紋孔 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：Z3025B10搖臂鉆床 刀具：5麻花鉆 M6機用絲錐 （2）計算切削用量及工時 鉆5孔 1）確定進給量 由參考文獻[3]表10-167進給量f=0.11-0.13mm/r，取f=0.13mm/r 2）確定切削速度 由參考文獻[3]表10-70得切削速度v=42m/min，則ns==2786r/min 查參考文獻[3]表6-19取nw=2500r/min，故切削速度vc==37.68m/min 3) 計算切削時間 根據(jù)參考文獻[1]鉆擴盲孔時=0，=cot+(1—2)=1.6mm Tj==0.36min 攻5-M6 螺紋 1）確定進給量 由參考文獻[3]表10-167得進給量f=0.15mm/r 2) 確定切削速度 根據(jù)參考文獻[3]表10-167得v=6.9m/min 則ns==366.24r/min 根據(jù)參考文獻[3]表6-19取nw=450r/min故vc==8.48m/min 3) 確定切削時間 Tj==0.34min 工序10 鉆、攻16-M6螺紋孔 工步1 鉆攻4—搭子面16-M6螺紋孔 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：Z3025搖臂鉆床 刀具：5麻花鉆、M6機用絲錐 （2）計算切削用量及工時 鉆5孔 1）確定進給量 由參考文獻[3]表10-167進給量f=0.11-0.13mm/r， 取f=0.13mm/r 2）確定切削速度 由參考文獻[3]表10-70得切削速度v=42m/min，則ns==2786r/min 查參考文獻[3]表6-19取nw=2500r/min，故切削速度vc==37.68m/min 3) 計算切削時間 根據(jù)參考文獻[1]，=cot+(1—2)=1.6，鉆擴盲孔時=0，故切削時間Tj==1.152min 攻16-M6螺紋孔 1）確定進給量 由參考文獻[3]表10-167進給量f=0.15mm/r，查取f=0.20mm/r 2) 確定切削速度 根據(jù)參考文獻[3]表10-167得v=6.9m/min，則ns==366.24r/min 根據(jù)參考文獻[31]表6-19取nw=450r/min，故vc==8.48m/min 3) 確定切削時間 Tj==5.4min 4夾具設(shè)計 需設(shè)計夾具的工序為工序二、工序三、工序六和工序十。 4.1問題的提出 工序二和工序三均為在立式銑床上銑平面，待加工表面不僅有粗糙度要求，其尺寸與其他的加工表面和非加工表面也有一定的聯(lián)系，而且零件的幾何形狀較復(fù)雜，外形尺寸較大，因此設(shè)計夾具時應(yīng)綜合考慮各種因素，在保證加工要求的前提下，要盡量是加工時操作簡單，安全。工序六為加工中心用的夾具，由于該工序一次裝夾后，加工的面較多，工步較復(fù)雜，該工序的夾具設(shè)計時要確保各工步能順利加工。工序十為鉆孔用輔具，在鉗工中操作較簡單，加工時切削力也不大，該輔具的設(shè)計主要考慮保證加工精度及操作方便與否。 4.2夾具設(shè)計 （1）選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)選擇的是否合理，將直接影響最終加工出來的零件的質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)也會使工藝路線不合理，從而導(dǎo)致夾具設(shè)計困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此，應(yīng)根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有很高的技術(shù)要求，應(yīng)優(yōu)先考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，提高加工精度。零件A面和B面都經(jīng)過粗銑和精銑完成，因此粗銑A面時以B面為定位基準(zhǔn)，粗銑B面時以A面為定位基準(zhǔn)；在工序六中由于工步較多，定位基準(zhǔn)選擇一定要保證各工步的加工要求，選擇零件側(cè)面加工過的底面作為定位基準(zhǔn)。 （2）夾緊力的計算 1）計算工序二夾具所需夾緊力： 工序二夾具是靠螺桿端面壓緊工件的，由參考文獻[3]表7-18知夾緊力計算公式為： W= 式中W——所需夾緊力 M——作用扭矩 d2——螺紋中徑 ——螺紋升角 D——螺桿與工件接觸部位直徑 由參考文獻[1]表2.1—2得機床功率P=7.5kw則作用扭矩M=T=9550=9550=304.8Nm d2=d-2=7.625mm D=8mm 故夾緊力為 W==103=98534N 2）計算工序三夾具所需夾緊力： 該工序中夾具時靠螺栓壓板壓緊工件的，由參考文獻[3]表7-18知夾緊力計算公式為： W= 式中 W——夾緊力 M——切削扭矩 L——力作用點到工件幾何中心的距離 K——安全系數(shù)，一般取1.5—3 f——工件與接觸面間的摩擦系數(shù)，取0.1—0.16 由參考文獻[1]表2.1—2得機床功率P=7.5kw，則有 M=T=9550=9550=304.8Nm L=120mm（L越小所需夾緊力越大） 取K=2 f=0.12 則夾緊力W==42333N 3）計算工序六夾具所需夾緊力： 該工序中夾具時靠螺栓壓板壓緊工件的，由參考文獻[3]表7-18知夾緊力計算公式為： W= 式中 W——夾緊力 M——切削扭矩 L——力作用點到工件幾何中心的距離 K——安全系數(shù)，一般取1.5—3 f——工件與接觸面間的摩擦系數(shù)，取0.1—0.16 由加工中心技術(shù)參數(shù)知機床功率P=10kw，由于機床轉(zhuǎn)速越小，切削扭矩越 故 M=T=9550=9550=386.6Nm L=280mm，取K=2 f=0.12 則夾緊力W==23011.9N 上述計算的夾緊力均為所需最大夾緊力的單個夾緊裝置或元件，因此實際夾緊力要小于以上的計算值。 4.3夾具設(shè)計及操作的簡要說明 前面已提到過，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，避免加工時發(fā)生干涉，應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低生產(chǎn)成本。零件加工時所需的夾緊力不是很大，所以手動夾具就能達(dá)到要求。這里設(shè)計的幾套夾具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用螺栓與壓板夾緊工件，手動操作比較方便，有利于提高工人的生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度。 5結(jié)論 零件的機械加工工藝與工藝裝備的設(shè)計是確保零件的加工精度（特別是位置精度）要求，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低操作工人的勞動強度的一種切實可行的方法，分析制定零件的加工工藝路線可以使零件有一個合理的加工秩序，有利于組織生產(chǎn)和管理。專用夾具的設(shè)計解決了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件的裝夾問題，簡化的加工操作，提高了生產(chǎn)的安全性。 專用夾具的設(shè)計，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的一項重要措施，用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，能使工件迅速的定位和夾緊，并能夠顯著的縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產(chǎn)率。用夾具裝夾工件方便、省力、安全，在生產(chǎn)過程中使用夾具可確保生產(chǎn)周期，生產(chǎn)強度等工藝秩序。夾具設(shè)計也是工程技術(shù)人員解決高難度零件加工的主要手段之一。在批量生產(chǎn)中使用夾具時，由于勞動生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級較低的工人操作，故可明顯降低生產(chǎn)成本。 在FA506型細(xì)紗機，牽伸傳動墻板作為其牽伸傳動輪系的支撐體，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)計該零件的工藝及工裝設(shè)備簡化了零件的加工，尤其工序6的中用于加工中心的夾具，該工序加工內(nèi)容較多，生產(chǎn)自動化程度較高，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)及自動化技術(shù)的提高，這類用于自動化生產(chǎn)的夾具將會的到廣泛的應(yīng)用。 致 謝 經(jīng)過一個學(xué)期的忙碌，緊張的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，在在此我要感謝每一個幫助過我的老師和同學(xué)。首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師朱繼華老師，盡管朱老師平時工作繁忙，任能細(xì)心的指導(dǎo)我。其次，我要感謝在我做畢業(yè)設(shè)計期間給予我關(guān)心和幫助的老師和同學(xué)們，更要感謝大學(xué)四年來培養(yǎng)我的所有老師，他們不僅教給了我許多科學(xué)知識和專業(yè)技能，而且他們那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和做人風(fēng)范使我受益匪淺。在此，我謹(jǐn)向尊敬的老師們和母校表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 最后，也要感謝一直支持我的父母家人，是他們創(chuàng)造了我的今天。 本次設(shè)計存在著很多不足之處，敬請各位專家、老師在審閱時給予批評指正，幫助我更好的進步。 參考文獻 [1] 王先逵.機械加工工藝手冊（第2版）第2卷加工技術(shù)卷.北京:機械工業(yè)出版社，2006.12 [2] 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