3124 螺母切槽及鉆側(cè)面工藝及專用夾具設計,螺母,側(cè)面,工藝,專用,夾具,設計 - -畢業(yè)設計（論文）螺母機械加工工藝與切槽及鉆側(cè)面夾具設計班級 學生姓名 學號 指導教師 職稱 - I -導師單位 論文提交日期 摘 要在機床上加工工件時，定位和夾緊的全過程稱為“安裝” 。在機床上用來完成工件安裝任務的重要工藝裝備，就是各類夾具中應用最為廣泛的“機床夾具” 。機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。本設計的主要內(nèi)容是設計銑床夾具零件上往往都有各種不同用途和不同精度的孔需要加工。在機械加工中，孔的加工量所占比例較大，其中鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具加工占相當多數(shù)。這時，除了要保證孔的尺寸精度外，還要達到孔的位置精度要求。在單件小批量生產(chǎn)中，用劃線后找正孔軸線位置方法加工。在批量生產(chǎn)中一般都采用夾具。關鍵詞 通用夾具 專用夾具 夾具 螺母- II -AbstractIn the machine machining, positioning and clamping process called "installation". The machine used to complete the task of workpiece installation of process equipment, is an important fixture in the most widely used "the machine tool's fixture.There are many kinds of the machine tool's fixture, among them, use the widest range of general fixture, size, and there has been more standardized professional factory production. And widely used in mass production, designed for a workpiece machining processes and special fixture service to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The design of the main content is boring and milling machine fixture design jigs, need to pump body Φ 52 holes on the left end fine machining milling.Pump body parts are usually different purposes and accuracy of the hole machining. In machining, the hole of manufactured, among which the proportion of drilling, reaming, reamer, boring tools for size of such a sizable majority. At this time, except to ensure the accuracy of the size of the hole hole, but also achieve the position precision requirements. In single small batch production, use crossed for positive hole axis position after processing methods. In batch production in general by drilling and boring fixture, drilling fixture and diamond fixture, boring fixture and say, boring, boring set by drilling tools for processing guide can accurately determine tool and the relative position between the workpiece.Key word General fixture Special jig fixture support body- 3 -第 1 章 緒論1.1 機床夾具概述1.1.1 機床夾具夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應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。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)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，幫機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。1.1.2 機床夾具的功能在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1．機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。2．機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。1.1.3 機床夾具在機械加工中的作用在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下六個方面。然而，在不同的生產(chǎn)條件下，應該有不同的側(cè)重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求、生產(chǎn)成本和工人操作方面的要求，以達到預期的效果。1．保證精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對其它生產(chǎn)條件- 4 -的依賴性，故在精密加工中廣泛地使用夾具，并且它還是全面質(zhì)量管理的一個環(huán)節(jié)。夾具能保證加工精度的原因是由于工件在夾具中的位置和夾具對刀具、機床的切削成形運動的位置被確定，所以工件在加工中的正確位置得到保證，從而夾具能滿足工件的加工精度要求。2．提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地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餐、省力、安全。當采用氣壓、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度，保證安全生產(chǎn)。4．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等級較低的工人操作，故可明顯地降低生產(chǎn)成本。5．保證工藝紀律 在生產(chǎn)過程中使用夾具，可確保生產(chǎn)周期、生產(chǎn)調(diào)度等工藝秩序。例如，夾具設計往往也是工程技術人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。6．擴大機床工藝范圍 這是在生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施。如在車床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復雜的成形面。1.2 機床夾具的發(fā)展趨勢隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。1.2.1 機床夾具的現(xiàn)狀國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的 85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC） 、加工中心（MC） 、成組技術（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。3）適用于精密加工的高精度機床夾具。4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。6）提高機床夾具的標準化程度。1.2.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。精密化- 5 -隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在 1μm 內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達 0.2~0.5μm。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、具有夾緊動力裝置的夾具等。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；在車床上使用的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。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、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。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、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。標準化機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。第 2 章 工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目所給的零件是螺母零件，螺母是機器的基礎零件，其作用是將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預定功能。要求箱體零件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此，箱體零的加工質(zhì)量直接影響機器的性能、精度和壽命。- 6 -螺母零件圖2.1.2 零件的工藝分析1、零件形狀：此螺母的外形較簡單，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是軸孔，軸孔之間有相當高的位置和形狀的要求 ?，F(xiàn)分析結(jié)構(gòu)特點如下：（1）外形基本上是多個圓柱面組成的封閉式多面體； （2）結(jié)構(gòu)形狀比較簡單，內(nèi)部為空腔形；（3）螺母的加工面，僅為左右倆側(cè)面，此外還有精度要求較高的配作孔。2、技術要求如下：（1）尺寸精度 內(nèi)孔的尺寸精度、表面粗糙度要求。（2）為滿足螺母加工中的定位需要及箱體與機器總裝要求，裝配基準面與加工中的定位基準面應有一定的平面度和表面粗糙度要求。2.2 毛壞的選擇根據(jù)零件圖可知，零件材料為灰口鑄鐵，零件形狀為圓柱體，且屬于大批生產(chǎn)，因此選用鑄造毛坯，這樣，毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。2.3 工藝路線的擬定2.3.1 孔和平面加工分析此零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處- 7 -理好孔和平面之間的相互關系。由于生產(chǎn)量也相當大，怎樣滿足生產(chǎn)率的要求也是零件加工過程中的主要考慮因素。1、孔和平面的加工順序零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工螺母上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。螺母零件的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。螺母零件的加工工藝應遵循粗精加工基準面的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。這樣處理還有一個好處就是在粗加工以后零件表面有應力集中的現(xiàn)象，粗精分開可以在粗加工以后進行熱處理以消除應力。2.3.2 定位基準的選擇粗基準的選擇：采用螺母上底面做粗基準，考慮到此面表面較為平整，沒有澆口、冒口，符合粗基準的選擇條件。精基準的選擇：采用螺母上右側(cè)面作為精基準，考慮到此平面比較大，并且此平面有定位孔，可以實現(xiàn)螺母零件“一面兩孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也可以用它來定位,這樣的工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。2.3.3 擬定工藝路線初步擬定的工藝路線：工序 1　　鑄造毛坯。工序 2 人工時效溫度（500°～550°）消除應力。工序 4 銑右端面。工序 5 粗銑外輪廓。工序 6 掉頭，粗銑左側(cè)面。工序 7 精銑外輪廓。工序 8 精銑左側(cè)面。工序 5 精銑右側(cè)面。工序 17 車內(nèi)孔。工序 19 鉆小孔。工序 20 檢驗。工序 21 入庫。上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則但某些工序有些問題還值得進一步討論。- 8 -修改后的工藝路線：工序 1　　鑄造毛坯。工序 2 人工時效溫度（500°～550°）消除應力。工序 3 粗銑右側(cè)面。以左側(cè)面作為粗基準，內(nèi)表面進行夾緊。選用 X62W 臥式萬能銑床和專用夾具。工序 4 粗銑左側(cè)面。以右側(cè)面作為粗基準。選用立式銑床 X52 和專用夾具。工序 5 精銑右側(cè)面。以左側(cè)面作為精基準，內(nèi)表面進行夾緊。選用 X62W 臥式萬能銑床和專用夾具。工序 6 鉆、鉸孔。以右側(cè)面及兩個工藝孔作為基準。選用專用立式鉆床 Z535 和專用夾具。工序 7 檢驗。工序 8 入庫。2.4 加工余量的確定螺母零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 HT200，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》查得各種鑄鐵的性能比較，得灰鑄鐵的硬度 HB 為 143～269， 灰鑄鐵的物理性能，HT200 密度 ρ=7.2～7.3 ，計算零件毛坯的重量約為 1 kg。根據(jù)原始資料，該零)/(3cmg件為 5000 件/年的年產(chǎn)量，毛坯重量估算為 1kg<100kg。查《金屬機械加工工藝手冊》工藝表 17-5 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)為輕型，確定為大批生產(chǎn)。查《機械制造技術基礎》第 3 版表 6-4，確定毛坯鑄件的制造方法為金屬模機器造型。根據(jù)生產(chǎn)綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-5 根據(jù)鑄造的類別、特點、應用范圍和鑄造方法的經(jīng)濟合理性，按表確定機器造型金屬模的加工余量等級為 F 級,尺寸公差等級為 7-9 級，選擇CT8 級精度。2.4.1 左、右兩側(cè)面的加工余量根據(jù)工序要求，左、右兩側(cè)面粗糙度要求均為 ，參照《機械制造工藝設mRa?3.6?計簡明手冊》表 1.4-8，查得采用粗銑、半精銑兩道加工工序完成，經(jīng)濟精度選為IT11。 參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-4，其加工余量規(guī)定為 ，現(xiàn)m0.2~51取 。參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3-21，粗銑后精銑，加工長度m0.2，加工寬度 ，那么精銑余量為 ，粗銑余量為 。則鑄件毛坯的3?m10?m1基本尺寸為 ，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-1，鑄件7.26??尺寸公差等級選用 CT8?？傻描T件尺寸公差為 。6.則： 毛坯的名義尺寸為： 702??- 9 -毛坯最小尺寸為： m2.698.07??毛坯最大尺寸為： ?根據(jù)工藝要求，此外側(cè)端面粗糙度要求 ，公差要求為自由公差，參照Ra?5.1《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-8，查得采用粗銑的加工方法即可，經(jīng)濟精度選為 IT13。參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-4，其加工余量規(guī)定為 ，現(xiàn)m0.2~51取 。則鑄件毛坯的基本尺寸為 ，根據(jù)《機械制造工藝設計簡m0.2 m760.27??明手冊》表 2.2-1，鑄件尺寸公差等級選用 CT8?？傻描T件尺寸公差為 。6.則 毛坯的名義尺寸為： .毛坯最小尺寸為： 586?毛坯最大尺寸為： .7.0??第 3 章 切削用量及工時的確定3.1 粗銑右側(cè)面3.1.1 加工條件工件材料：HT200，硬度 190HBS，鑄造。加工要求：銑 的端面，粗糙度要求 。3.8mRa?3.6?機床：X62W 臥式萬能銑床選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2，選擇 YG6 的硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.1， ，p4.2?mae9068??銑刀直徑選取 。md20~10?根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.16，選擇 ， 。md150?12z根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于灰鑄鐵硬度 ，故銑刀的幾何形狀HBS0?取 、 、 、 、 、 、 。?50?80???s??45r??3?r'r?b.??3.1.2 計算切削用量1）決定銑削深度 pa由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則 。map6.2?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱銑削以提高進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YG6 時，銑床功率為 （《機械制Kw5.7造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38） ， ，但因采用不對稱銑削，故可rfz /24.0~1.?以取 。rmfz/18.0?- 10 -3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為 ，由于銑m5.1刀直徑 ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.8 查得刀具壽命 。md1250? in80?T4）決定切削速度 和每分鐘進給量cvfv切削速度 可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中的公式計算，也可以根據(jù)《切c削用量簡明手冊》表 3.16 查得： 、 、min/86t?in/20rt?i/415vft各修正系數(shù)為 .1Mvfvkksns.?所以： i/694i/1.86vc???mn2.20rrknt i/5.i/5vtff根據(jù) X62W 型銑刀說明書， 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39 與 4.2-40，選擇、 。mi/235rnc?mi/47vfc?因此，實際切削速度與每齒進給量為：min/2.9103524.0ndc ???zzvfcfz /7.?5）校驗機床功率根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.24，當 ， ，190?HBSmae7?， ， ， ，近似為map7.2?d1250?12z in/5in/47mvf。KwPC3根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38，機床主軸允許功率為 KwPCM63..05???故 ,因此所選擇的切削用量可以采用。即 ， ，CM? ap2min/475vf?， ， 。min/235rnc?in/2.9vc?zmfz/17.3.1.3 計算切削工時計算基本工時 iMfLtzm??式中， 210lL??根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 6.2-7，- 11 -51204.)5.~03.( ???dC402)(25.0l1 ?????d，l680lmin4.175.4???iMfLtzm3.2 粗銑左側(cè)面3.2.1 加工條件工件材料：HT200，硬度 190HBS，金屬型鑄造。加工要求：銑削左側(cè)面，粗糙度要求 。mRa?3.6?機床：X52選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2，選擇 YG6 的硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.1， ，ap46.2??mae9078??銑刀直徑選取 。md20~10?根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.16，選擇 ， 。md15012z根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于灰鑄鐵硬度 ，故銑刀的幾何形狀HBS0?取 、 、 、 、 、 、 。??50??80????20s??45r???3?r?'r?mb.??3.2.2 計算切削用量1）決定銑削深度 pa由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則 。ap6.2?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱銑削以提高進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YG6 時，銑床功率為 （《機械制Kw5.7造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38） ， ，但因采用不對稱銑削，故可rmfz /24.0~1.?以取 。rmfz/18.0?3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為 ，由于銑m5.1刀直徑 ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.8 查得刀具壽命 。d250 in80?T4）決定切削速度 和每分鐘進給量cvfv切削速度 可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中的公式計算，也可以根據(jù)《切c- 12 -削用量簡明手冊》表 3.16 查得： 、 、min/86vt?in/20rt?min/415vft?各修正系數(shù)為 .1Mvfkksnsv.?所以： i/694i/1.86vc???mn2.20rrknt i/5.i/5vtff根據(jù) X52 型銑刀說明書， 《機械制造工藝設計簡明手冊 》表 4.2-39 與 4.2-40，選擇、 。mi/235rnc?mi/47vfc?因此，實際切削速度與每齒進給量為：min/2.9103524.0ndc ???zzvfcfz /7.?5）校驗機床功率根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.24，當 ， ， ，190?HBSmae85?ap7.2， ， ，近似為 。md120?12z in/5min/47vf ?? KwPC3?根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38，機床主軸允許功率為KwPCM63.7.?故 ,因此所選擇的切削用量可以采用。即 ， ，CMP? ap2?in/475vf， ， 。in/235rnc?in/2.9vc?zfz/1.0?3.2.3 計算切削工時計算基本工時 iMfLtzm??式中， 210lL??根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 6.2-7， 51204.)5.~03.( ???dC402)(25.0l1 ?????d， l90lmin8.1475.???iMfLtzm- 13 -3.3 精銑右側(cè)面3.3.1 加工條件工件材料：HT200，硬度 190HBS，金屬型鑄造。加工要求：銑 的端面，粗糙度要求 。68?mRa?3.6?機床：X62W 臥式萬能銑床選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2，選擇 YG6 的硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.1， ，p41?me908?銑刀直徑選取 。md20~10?根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.16，選擇 ， 。md250?12z根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于灰鑄鐵硬度 ，故銑刀的幾何形狀HBS?取 、 、 、 、 、 、 。?50?80???s??45r??3?r'r?b.??3.3.2 計算切削用量1）決定銑削深度 pa由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則 。map1?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱銑削以提高進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YG6 時，銑床功率為 （《機械制Kw5.7造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38） ， ，但因采用不對稱銑削，故可rfz /24.0~1.?以取 。rmfz/18.0?3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為 ，由于銑m5.1刀直徑 ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.8 查得刀具壽命 。d250 in80?T4）決定切削速度 和每分鐘進給量cvfv切削速度 可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中的公式計算，也可以根據(jù)《切c削用量簡明手冊》表 3.16， ，查得： 、 、map5.1??in/98vt?i/25rtmin/71vft?各修正系數(shù)為 0.Mvfnvkk1?sfs.?k所以： min/8.07in/1.98vc??- 14 -min/275i/1.250rrknt ???i/1.847vtftf根據(jù) X62W 型銑刀說明書， 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39 與 4.2-40，選擇、 。min/30rnc?min/475fc?因此，實際切削速度與每齒進給量為：min/8.17032514.0dvc ???zznfcfz /.7?5）校驗機床功率根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.24，當 ， ， ，190?HBSae7?map0.1?， ， ，近似為 。md120?12z min/5i/47mvf ?? KwPC6根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38，機床主軸允許功率為KwPCM63.7.?故 ,因此所選擇的切削用量可以采用。即 ， ，CMP? ap1?in/475vf， ， 。in/30rnc?in/8.17vc?zfz/3.0?3.3.3 計算切削工時計算基本工時 iMfLtzm??式中， 210lL??根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 6.2-7， 51204.)5.~03.( ???dC402)(25.0l1 ?????d， l680lmin9.14753.???iMfLtzm3.4 精銑左側(cè)面3.4.1 加工條件工件材料：HT200，硬度 190HBS，金屬型鑄造。- 15 -加工要求：銑削左側(cè)面，粗糙度要求 。mRa?3.6?機床：X52選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2，選擇 YG6 的硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.1， ，p40.1?mae9078??銑刀直徑選取 。md20~10?根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.16，選擇 ， 。md250?12z根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于灰鑄鐵硬度 ，故銑刀的幾何形狀HBS0?取 、 、 、 、 、 、 。?50?80???s??45r??3?r?'r?b.??3.4.2 計算切削用量1）決定銑削深度 pa由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則 。map1?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱銑削以提高進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YG6 時，銑床功率為 （《機械制Kw5.7造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38） ， ，但因采用不對稱銑削，故可rfz /24.0~1.?以取 。rmfz/18.0?3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為 ，由于銑m5.1刀直徑 ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.8 查得刀具壽命 。d250 in80?T4）決定切削速度 和每分鐘進給量cvfv切削速度 可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中的公式計算，也可以根據(jù)《切c削用量簡明手冊》表 3.16 查得： 、 、min/98t?in/250rt?i/471vft各修正系數(shù)為 .1Mvfvkksns.?所以： i/807i/1.98vc???mn25.25rrknt i/1.i/4vtff根據(jù) X52 型銑刀說明書， 《機械制造工藝設計簡明手冊 》表 4.2-39 與 4.2-40，選擇、 。mi/30rnc?mi/7vfc?因此，實際切削速度與每齒進給量為：min/8.17032514.0ndc ???- 16 -zmznvfcfz /13.023475???5）校驗機床功率根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.24，當 ， ， ，9HBSmae85?ap0.1?， ， ，近似為 。md120?12z in/50in/47vf ?? KwPC9根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-38，機床主軸允許功率為KwPCM63.7.??故 ,因此所選擇的切削用量可以采用。即 ， ，CMP? map1min/475vf， ， 。min/30rnc?in/8.17vc?zfz/3.03.4.3 計算切削工時計算基本工時 iMfLtzm??式中， 210lL??根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 6.2-7， 51204.)5.~03.( ???dC402)(25.0l1 ?????d， l90lmin3.24751.???iMfLtzm3.11.2 鉸孔 Φ20 021.?1、選擇鉸刀根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 3.1-16，鉸刀選為 的高速鋼直柄機用120?d鉸刀， ， , 。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2.6，其幾何參數(shù)為 ，01?d51L4?l 0??， 。?80??22、選擇切削用量 （1）決定進給量 f：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2.11， ，根據(jù)rmf/0.2~1?《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-13，查得 。rmf/2.1?- 17 -（2）決定鉸刀磨鈍標準及壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2.12，當 時，鉸刀后刀面最大磨損量為md120?1.2，壽命 。min60?T（3）決定切削速度：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2.30，計算削速度 ：cvmin/63.8012..061553..0kfaTdCVvyzxpmvc ????那么 min/924.810rncs ???根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-12，與 相近的機床轉(zhuǎn)速為i/2r與 ，現(xiàn)取 。i/265ri/7rin/65r所以實際切削速度 。0.1mvc?3．計算基本工時：切削工時，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 6.2-5。mlL20182???in7.i65.02??fntm則本工序用的時間 ： i21.0.1421??tt第 4 章 專用夾具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。在加工螺母零件時，需要設計專用夾具。根據(jù)任務要求中的設計內(nèi)容，經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計車內(nèi)孔槽 ?30X2.5和鉆 ?2.5 的小孔4.1 車床夾具4.1.1 問題的提出本夾具主要用來車內(nèi)孔槽 ?30X2.5，其表面粗糙度要求 Ra=6.3μm ，而且無其它要求，故需粗車、精車兩道工序來完成。那么在本道工序中，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。4.1.2 夾具設計- 18 -4.1.2.1 定位基準的選擇由零件圖可知，左端面在長度方向上以右端面為設計基準，為了使定位誤差為零，應以右端面為主要定位基面。但一個面不足以定位，同時采用兩孔定位，即以右端面和兩個對稱的孔為基準。4.1.2.2 夾緊力和切削力的計算夾緊時，用 3 顆螺絲進行徑向方向上的夾緊，查《機床夾具設計手冊》表 2-20 得，夾緊力計算公式為 fHl31QW??其中， ， ， 為作用力。 一般為 500N。那么理論夾緊力rmf/18.0?.50Hl估算為 ： N7821.032l3Q?????f實際夾緊力估算為： 96.5W.51?）（實切削時所用刀具為：硬質(zhì)合金端銑刀， ， 。粗銑時 ，md0zmap.62?， ， ；精銑時 ， ，mae78?in/235rnc zfz/7.?ap0.1?e78， 。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.28 查得，切削力：i/30rnc mfz.0其中， , ， ， ， ， ，各修正系數(shù)790CF?.1xF5.70yF?.1F?.20wF?.31qF均為 1.0，故 。.k所以粗銑時切削力： .6Kgf413.0235178..69.0.10C ?????FwqueyzxpFkndafFz精銑時的切削力： gf124.03012578..790F .2.150CFwqueyzxpkndafFz其值遠小于規(guī)定的夾緊力，故夾具中的夾緊裝置適用。4.1.2.3 定位誤差分析夾具高度方向的主要定位元件為一平面加兩個孔，其精度要求為自由公差，由于存在定位誤差，在切削用量的計算中已經(jīng)算出粗車時 T=0.3mm，精車時 T=0.19mm 根據(jù)《機床夾具設計手冊》 ，對刀塊上下兩端面的不平行度不大于 0.01mm，遠小于工件尺寸公差。壓板夾緊允許公差-0.048，同樣滿足要求。queyzxpkndfaCFz- 19 -4.1.2.4 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應首先著眼于如何快速確定工作臺的位置并進行調(diào)刀。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用） ；夾具體上有定位塊可使零件迅速定位；同時，夾具體底面的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置；另外，此夾具采用壓板進行夾緊，這樣即能迅速而準確的定位元件，又能節(jié)約大量工作時間，有利于銑削加工。裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖。4.2.2 夾具設計4.2.2.1 定位基準的選擇由零件圖可知，φ2.5 內(nèi)孔在長度方向上以右端面為設計基準，在高度方向上以底面為基準。為了使定位誤差為零，所以應以右端面和上面的兩個孔定位。4.2.2.2 夾緊力和切削力的計算夾緊時，用 JJ-鉤型壓板進行水平方向上的夾緊，查《機床夾具設計手冊》表 2-20得，夾緊力計算公式為 fHl31QW??其中，粗鏜時 ，半精鏜時 。 ， 為作用力。rmf/50.?rm/0..50l?Q一般為 500N。那么理論夾緊力估算為 ： QN17460.5316Hl31?????f 2690.3516l31QW2 ?????f實際夾緊力估算為： 8N147.5?）（實 6207932 ???）（實切削時所用刀具為普通高速鋼單刃鏜刀，粗鏜時 ， ；半精rmf/5..51ap?鏜時 ， 。rmf/30.?.01ap根據(jù)《機械加工工藝手冊》[1]可查得：鏜削力計算公式為：圓周分力 ： 0.5.7pZHBSf54aF?- 20 -式中： ———— 切削深度pa———— 進給量fHBS ———— 材料硬度由前面計算和查表可得： 粗鏜時 ，rmf/50.?.51ap?半精鏜時 ， 30HBS=190粗鏜時代入上述公式得： ， N968.1.54F570Z?而徑向受力為： .46.2pxHBSfa。?代入以上數(shù)據(jù)得： 51.05.0. ?在鏜削中受到的扭矩為： ..7p.DT即 M237925.00.75???半精鏜時代入上述公式得： ， N463.14F.Z?徑向受力為： 1.05.602?在鏜削中受到的扭矩為： 97.5.7T5.7???其值均滿足條件，故夾具中的夾緊裝置適用。4.2.2.3 定位誤差分析夾具在寬度方向的主要定位元件為一平面，其精度要求為自由公差，由于其基準重合，所以裝配公差與尺寸公差相同。在切削用量的計算中已經(jīng)算出粗鏜時 T=0.1mm,半精鏜時 T=0.062mm.本夾具選擇用鏜套來定位鏜刀，根據(jù)《機床夾具設計手冊》 ，鏜套允許公差為 0.027mm，遠小于零件的尺寸公差。4.2.2.4 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，不僅要注意提高勞動生產(chǎn)率，而且精度也是一個問題。為此，應首先著眼于如何快速確定工作臺的位置并進行調(diào)刀，因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。夾具上裝有鏜套，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀；同時，夾具體底面的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置；另外，此夾具采用壓板進行夾緊，支承釘支承，這樣即能迅速而準確的定位元件，又能節(jié)約大量工作時間，有利于鏜削加工。夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖。- 21 -- 22 -第 5 章 結(jié)論螺母零件工藝規(guī)程制訂過程中，所需內(nèi)容包括零件工藝分析、加工路線的確定、切削用量的確定、工時定額的計算、加工余量的確定、定位誤差的分析，夾具設計等環(huán)節(jié)。這是我學習過的知識的一次大綜合的運用。通過對鏜床夾具和銑床夾具的設計，讓我鞏固了工件在夾具中的定位、夾緊以及夾具精度的計算等知識，雖然在進行夾具設計時，遇到了不少的困難，但通過分析，解決了這些問題，讓我學習到了不少的東西。本次設計內(nèi)容都用電子文檔形式，增加了我的編輯電子文檔的操作熟練度，同時也提高了Solidworks， CAXA,CAD 等繪圖軟件的操作熟練度，通過這次設計，自己也收集了很多關于機械方面的電子書籍。通過這次設計，我不僅學習到了許多新知識，而且很好的將以前學過的知識的復習和總結(jié)。同時也存在一些問題需要解決，但是最重要的是培養(yǎng)了我分析問題，解決問題的能力，有利于以后實際工作的需要。- 23 -致 謝在這次畢業(yè)設計中，從剛開始的毫無頭緒，到最后的順利完工，一路走來頗為艱辛。在此，要十分感謝老師對我的教導，從開始的給課題，到后來的修改，找不足，再修改，再找不足等等……。感謝老師給了我十分大的幫助，不但及時地發(fā)現(xiàn)我的不足之處，還給出正確的指導。時光荏苒，終于在半年的努力后，完成了這篇畢業(yè)設計。在做畢業(yè)設計的這段時間里，老師給了我很大的幫助和指導。在這里我向她表示衷心的感謝，在我遇到難題無法解決時，是她耐心細致的講解使我的一個一個難題迎刃而解，老師認真嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度，干凈利落的辦事作風，也深深地讓我敬佩。正是由于老師諄諄的教誨，才使我能順利地完成畢業(yè)設計。因此，我要衷心感謝老師這一路上的譖譖教誨，使這大學里最后一次設計能夠順利成功的完成， 這與老師的幫助與指導是分不開的。由于本人水平有限，經(jīng)驗不足，設計中難免存在錯誤疏忽之處，希望各位老師能予批評和指出。- 24 -參考文獻1.李益民主編 機械制造工藝設計簡明手冊 機械工業(yè)出版社，19932.薛源順主編 機床夾具設計 機械工業(yè)出版社，20003.徐茂功主編 公差配合與技術測量 機械工業(yè)出版社，20004.趙如福主編 金屬機械加工工藝人員手冊 機械工業(yè)出版社，20005 陳宏鈞主編《實用金屬切削手冊》機械工業(yè)出版社，2007