3592 尾架體加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計,尾架體,加工,工藝,關(guān)鍵,癥結(jié),樞紐,工序,工裝,設(shè)計 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 31 頁1 引言機械加工工藝是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來加工工件，使之達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能，成為合格零件的生產(chǎn)過程 [1]。機械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。20 世紀初，機械制造中的大量生產(chǎn)為機械制造工藝學(xué)的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ) [2]。 夾具是機床和工件之間的結(jié)盟，是機械加工不可缺少的部件，它們可以使工件相對于機床或刀具獲得正確的位置 [3]。應(yīng)用機床夾具，有利于保證工件的加工精度穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴大機床工藝范圍，實現(xiàn)“一機多用” [4]。 組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標準化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或數(shù)種工件進行加工的高效專用機床。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 31 頁2 零件分析尾架體是企業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵零件之一，它在機床上起到了關(guān)鍵作用。尾架體安裝在機床的右端導(dǎo)軌上，尾架體上的套筒可以安裝頂尖，以支承較長的工件的右端、安裝鉆頭、絞刀，進行孔加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具加工內(nèi)、外螺紋。尾架體可以沿尾座導(dǎo)軌作縱向調(diào)整移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現(xiàn)對工件的頂緊、松開或?qū)ぜM行切削的縱向進給。2.1 零件的作用尾架體的主要作用包括三種：其一：當(dāng)加工軸向尺寸和徑向尺寸比較大的時候可以使用車床尾架后坐頂針防止工件因長而夾不住要車加工吃到刀的橫向力后掉下來。其二：可以安裝各種鉆具，對工件進行鉆孔、鉸孔等功能。其三：當(dāng)尾架偏移時，還可用來車削圓錐體。 2.2 零件的特點圖 2.1 零件圖由圖 2.1 可知，該零件為不太規(guī)則的部件，其主要技術(shù)特點如下：（1）鑄件需要消除毛刺和砂粒、并作退火處理（2）Φ17H6 要求圓度為 0.003（3）Φ17H6 要求圓柱度 0.004本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 31 頁（4）Φ17H6 與導(dǎo)軌面的平行度為 0.005（5）Φ17H6 與燕尾面的平行度為 0.005（6）各面的粗糙度達到需要的要求（7）Φ17H6 的孔需精加工、研配（8）導(dǎo)軌面配刮 10 點～13 點/25 25?2.3 零件工藝分析根據(jù)圖 2.1 可知，主要進行導(dǎo)軌面的加工、孔加工和表面加工、鉆孔、攻絲，孔的精度要求高。該零件年生產(chǎn) 50000 件屬大批量生產(chǎn)，在加工是為了提高勞動效率、降低成本，設(shè)計加工零件需要設(shè)計專用夾具 [5]。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 31 頁3 工藝方案設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形成由于該零件的形狀較復(fù)雜，因此不能用鍛造，只能用鑄件，而且年生產(chǎn)批量為50000 件已達大批量生產(chǎn)的水平，采用批量造型生產(chǎn)。根據(jù)零件主要的加工表面的粗糙度確定各表面加工余量，查參考文獻《機械加工工藝手冊》 。3.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析該零件底平面因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足尾架體的使用要求 [6]。3.3 鑄造工藝方案的確定3.3.1 鑄造方法的選擇根據(jù)鑄件的尺寸較小，形狀比較簡單，而且為鑄件，并且鑄件的表面精度要求不高，結(jié)合生產(chǎn)條件（參考《金屬工藝學(xué)課程設(shè)計》表 1-7）選用砂型鑄造 [7]。3.3.2 造型及造芯方法的選擇在砂型鑄造中，因鑄件制造批量為中批生產(chǎn)（參考《金屬工藝學(xué)課程設(shè)計》表1-8） ，故選用手工分模造型。型芯尺寸不大，形狀簡單（參考《金屬工藝學(xué)課程設(shè)計》表 1-9） ，故選擇手工芯盒造芯 [8]。3.3.3 分型面的選擇選擇分型面時要盡可能消除由它帶來的不利影響，因為尾架體兩邊是對稱的，考慮起模方便，以兩中心線所在平面為分型面，這樣就能夠保證其鑄造質(zhì)量。3.3.4 澆注位置的選擇因為分型面為水平面，所以內(nèi)澆口開在水平分型面處，又因為該零件形狀不規(guī)則，需要設(shè)計一個型芯，為不使鐵水在澆注時沖刷型芯，采用與型芯面相切方向進行澆注。由于該零件兩邊形狀較復(fù)雜、壁厚相對較大，為了不使這些地方產(chǎn)生縮孔、縮松，在該處開出冒口進行補縮。注入方式采用中間注入式 [9]。3.4 基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一，基準的選擇的正確與合理可以使加工的質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)效率得到提高；否則不但使加工工藝過程中的問題百出，本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 31 頁更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇：對于像機床尾座這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關(guān)重要的，能夠保證零件的各種加工余量的選擇。對于一般零件而言，以加工面互為基準完全合理 [10]；但對于本零件來說，如果以 17 的孔為粗基準可能造成位置精度不達標，按照有關(guān)粗基準的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工面作為粗基準）現(xiàn)在選擇不加工 35 的外圓表面和外表不加工面作為粗基準，利用一組兩個錐套夾持兩端作為主要定位面以消除五個不定度，再用一個支承板、支承在前面用以消除一個不定度，達到完全定位。用來加工工件的底面。 對于精基準而言，主要應(yīng)考慮基準的重合問題。這里主要以已加工的導(dǎo)軌面為加工的精基準。當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時應(yīng)該進行尺寸換算，后面對此有專門的計算。3.5 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點應(yīng)當(dāng)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)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率 [11]。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使用生產(chǎn)成本下降： 3.5.1 工藝路線方案一工序 1 銑削 Φ17H6 的孔的兩端面（粗銑、半精銑）工序 2 鉆、擴、粗鉸 Φ17H6 的孔工序 3 倒角 1×45°工序 4 銑削孔 Φ14 的端面、銑削 M6 的端面、粗銑最底面、粗銑導(dǎo)軌面、銑工藝面、銑削 2×2 的退刀槽、精銑導(dǎo)軌面、精銑燕尾面工序 5 銑削 Φ26 的端面工序 6 鉆 Φ14 的孔、擴孔工序 7 鏜削 Φ26 的沉降孔工序 8 鉆 M6 的孔、攻絲工序 9 精加工 Φ17 的孔、研配 工序 10 精加工導(dǎo)軌面配刮 12 點～13 點/25×253.5.2 工藝路線方案二工序 1 粗刨導(dǎo)軌面本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 31 頁工序 2 粗刨燕尾面工序 3 銑削 Φ17H6 孔的兩端面 工序 4 鉆、擴、粗鉸 Φ17H6 的孔，倒 1?45 的角 工序 5 銑削 M6 端面工序 6 銑削 Φ14 孔端面工序 7 銑削 2?2 退刀槽 工序 8 精刨導(dǎo)軌面、燕尾面工序 9 精絞 Φ17H6 孔 工序 10 銑削導(dǎo)軌面工藝面、燕尾底面工序 11 鉆 M6 螺紋孔、攻絲工序 12 鉆 Φ26、Φ14 的孔工序 13 導(dǎo)軌配刮工序 14 研配 Φ17 的孔3.5.3 工藝方案的比較分析上述兩方案的特點在于：方案一是先加工 Φ17 孔，然后以此孔的中心軸線為基準加工其它各處。而方案二是先加工導(dǎo)軌面，然后以導(dǎo)軌面為基準加工其它面，可以看出以先加工導(dǎo)軌面，以導(dǎo)軌面作為定位基準加工時位置精度較易保證，并且定位裝夾等都比較方便，由于銑削時不能很好地加工燕尾處的 75°的斜面，因此在導(dǎo)軌面和燕尾的加工都采用刨削 [12]。具體工藝過程如下：工序 1 粗刨導(dǎo)軌面工序 2 銑削 Φ17H6 的孔的兩端面 工序 3 鉆 Φ17H6 的孔 工序 4 擴 Φ17H6 的孔 工序 5 粗鉸 Φ17H6 的孔 工序 6 倒 1×45°的角工序 7 銑 Φ14 的孔的端面工序 8 銑削 M6 的端面 工序 9 粗刨燕尾面 工序 10 銑 2?2 退刀槽 工序 11 精刨導(dǎo)軌面 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 31 頁工序 12 精刨燕尾面 工序 13 磨導(dǎo)軌面 工序 14 磨燕尾面 工序 15 銑削導(dǎo)軌面工藝面工序 16 精絞 Φ17mm 的孔工序 17 鉆 M6 的螺紋孔工序 18 攻絲工序 19 鉆 M6 的螺紋孔工序 20 鉆 Φ14 的孔工序 21 鉆 Φ26mm 的沉降孔工序 22 導(dǎo)軌面配刮工序 23 鉆 Φ17mm 的孔工序 24 人工時效工序 25 終檢但考慮工序集中和鑄件不適合熱處理取消工序 26，而且考慮工序集中，集中同一中加工的粗精加工。具體的工序如下：工序 1 毛胚工序 2 人工時效工序 3 粗刨導(dǎo)軌面工序 4 銑削 Φ17H6 兩端面工序 5 孔加工（鉆、擴、粗絞 Φ17H6 的孔）工序 6 銑削 Φ14mm 兩端面工序 7 銑削 M6 的端面工序 8 粗刨燕尾面工序 9 銑 2?2 退刀槽 工序 10 精刨（導(dǎo)軌面、燕尾面）工序 11 磨（導(dǎo)軌面、燕尾面）工序 12 銑削（導(dǎo)軌面工藝面、燕尾底面）工序 13 精絞 Φ17H6mm 的孔工序 14 鉆 M6 的孔、攻絲 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 31 頁工序 15 鉆孔（Φ14mm、Φ26mm）工序 16 導(dǎo)軌面配刮工序 17 研配 Φ17H6mm 的孔 工序 18 終檢以上過程詳見后面的工藝卡3.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定“尾座體”零件的材料為 HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。采用自由的砂型，3級精度（成批生產(chǎn)） 。根據(jù)上述原始質(zhì)料及加工工藝，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。3.6.1 孔 Φ17 的兩端面 表面粗糙度為 Ra6.3，經(jīng)濟精度為 IT12，不平度： Rz=240μm，缺陷度： T 缺=250μm ，加工方案確定為：銑削。查參考資料《機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)》 。鑄造公差： T=2200μm 查參考資料《機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)》 ，按鑄件寬度 b=12mm。(1)銑削余量加工精度： IT12公差： T=350μm加工表面粗糙度： Ra6.3 鑄件的加工余量為： Y1=2.6mm所以總的加工為 Ma=2?2Y1 （3.1） =2?2.6=5.2 mm 3.6.2 內(nèi)孔 Φ17H6mm毛坯為實心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求為 ，查參考資料《機械制造工藝與夾6IT具設(shè)計指導(dǎo)》確定工序尺寸及加工余量為：鉆孔：Φ15mm；本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 31 頁擴孔：Φ16mm； 2 Z2 =2m 粗鉸：Φ16.5mm； 2 Z3 =1m 精絞：Φ17mm； 2 Z4 =1m 總的加工余量為：Z = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 = 4mm （3.2）3.6.3 燕尾面加工 考慮其加工長度為 90mm，與其聯(lián)結(jié)的為導(dǎo)軌面，其精度相對較高，要進行粗刨燕尾面、精刨燕尾面和精刨燕尾面。 (1)粗刨燕尾面：加工精度 IT12鑄件粗加工的余量 Z1 =6m(2)精刨燕尾面：加工長度 B=90mm、加工寬度<100mm，因此半精加工的余量選擇 Z2=1.0mm (3)精刨燕尾面：加工長度 B=90mm、加工寬度<28mm，因此精加工的余量選擇 Z3=0.02m 總的加工余量為：Z = Z1 + Z2 + Z3 =7.02mm 3.6.4 導(dǎo)軌面刨削加工考慮其加工長度為 152mm，同時還要和導(dǎo)軌配合，其加工精度要求非常高，因此需要進行粗刨，精刨和磨。(1)粗刨導(dǎo)軌面：加工精度選擇 IT12選擇加工余量 Z=5.5mm(2)精刨導(dǎo)軌面：加工長度 B=138mm、加工寬度 k=100mm，因此加工余量選擇 Z=1.0mm。(3)磨導(dǎo)軌面：加工長度 B=138mm、加工寬度 k=90mm，因此精加工的余量選擇 Z3 =0.022m?？偟募庸び嗔坑墒?3.2 得：Z 總 =6.522mm。 3.6.5 孔 Φ14 的內(nèi)徑表面本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 共 31 頁毛坯為實心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求不太高，加工方案確定為：鉆。參考資料《機械加工工藝手冊》確定工序加工尺寸及余量為：鉆孔：Φ14mm。(查參考資料《機械加工工藝手冊》表 2.3-48)3.6.6 M6 的孔加工公稱直徑 6mm，加工前的鉆孔直徑 5mm。(查參考資料《機械加工工藝手冊》表2.3-71)。因此鉆孔的加工余量為：Z=1mm3.7 確定切削用量及基本工時3.7.1 銑削 Φ17H6 的孔的兩端面(1)加工條件加工要求：銑 Φ17 的孔的端面。機床：雙端面銑床 X364刀具：粗銑端面刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6，由銑削寬度選擇 d0=60mm。(2)計算切削用量(a)若考慮工件的粗糙度，加工余量為 Zmax=3mm， Zmin=2.5mm。但實際，由于以后還要精加工，因此此端面不必全部加工，此時可按 Zmx=2.6mm 考慮，分二次加工，吃刀深度 ap=1.3mm。(b)每齒進給量 af=0.18mm。(c)計算切削速度。查參考資料《機械加工工藝手冊》得耐用度t=10.8?103s 68.02.35.01.32.04efpvaTkdv?（3.3）= 245 ? 600.2?1.0 （10.8 ? 10 3） 0.15?1.30.15 ?0.180.35?350.2?600.68 =7.335m/s (d)功率計算pmefpmznkap74.09.51.67??本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 共 31 頁（3.4） kw3.81043518.0.1967795????3.7.2 鉆孔（鉆 Φ17H6 的孔）根據(jù)鉆孔取參考值，參考資料《機械加工工藝手冊》f=0.55mm/rv=0.38m/sdwn?10?（3.5）)r/min45(s6.714.380?按機床選?。?nw = 83.33r/s(500r/min)。考慮其加工長度為 80mm，選擇鉆床搖臂鉆床 Z3052。切削工時： L=80mm， L1=1mm， L2=4mm fnltwm21??（3.6） s86.15.034??3.7.3 銑削 Φ14 的孔的端面(1)加工條件加工要求：銑 Φ14 的孔的端面。機床：端面銑床 XE755刀具：粗銑端面刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6， D=80mm，齒數(shù) 10。(2)計算切削用量(a)若考慮工件的粗糙度，加工余量為 Zmax=3mm， Zmin=2.5mm，但實際，由于以后還要精加工，因此此端面不必全部加工，此時可按 Zmax=2.6mm 考慮，分二次加工，吃刀深度 ap=1.3mm。 (b)每齒進給量 af=0.18mm/s (c)計算切削速度查資料《機床夾具設(shè)計手冊》得： 耐用度 t=10.8?103 s 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 31 頁s/m47.260925.03.1)081(62458.2.3.5.3.8.02.3.01.3.0???efpvaTkdv(d)功率計算 kw3.8109.674.09.5??pmefpznap3.7.4 銑削 M6 的端面加工要求：銑 M6 的螺紋的端面。機床：端面銑床 XE755刀具：銑端面刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6， d0=80mm。銑削用量：(1)吃刀深度 ap=1.3mm(2)每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5(mm/r)就能夠達到粗糙度要求3.7.5 鉆孔（鉆 Φ14 的孔、鉆 M6 的螺紋孔）(1)鉆 Φ14 的孔 根據(jù)鉆孔取參數(shù)值，查參考資料《機械加工工藝手冊》f=1.0(mm/r)v=1.44m/s(86.4m/min)wsdn?10?min)/r08.1623(s/r5.74.3?按機床選取搖臂鉆床 Z33s–1。n w=26.7r/s(1600r/min) 所以實際切削速度 i)/(45.7????v切削工時：查參考資料《機械加工工藝手冊》L1=1mm， L2=3mm按照式 3.6 得： s15.307.6821?????fnltwm(2)鉆 M6 的螺紋孔本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 31 頁根據(jù)鉆孔取參數(shù)值，查參考資料《機械加工工藝手冊》f=0.95(mm/r)v=0.85m/s(51m/min)由式 3.5 得： min)/r4.328(s/r1.541.3800???wsdn?按機床選取立式鉆床 Z4002。n w=50.7r/s(3040r/min) 所以實際切削速度 i)/(796.0?v切削工時：查參考資料《機械加工工藝手冊》L1=1mm， L2=3mm由式 3.6 得： s3.095.7121?????fnltwm3.7.6 擴孔（擴 Φ17H6 的孔） 根據(jù)鉆孔取參數(shù)值，查參考資料《機械加工工藝手冊》 f=0.90(mm/r)v =1.35m/s(81m/min)切削深度： ap=1.0mm 由式 3.5 得： min)/r75.19(s/r62.8154.301???wsdvn?按機床選?。?nw=26.7r/s(1600r/min) 所以實際切削速度： i)/(6.0?v切削工時：查參考資料《機械加工工藝手冊》L1=1mm， L2=3mm由式 3.6 得： s15.307.6821?????fnltwm3.7.7 倒 1×45°的角本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 31 頁為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同， n =7.564r/s(454r/min) 。3.7.8 刨削導(dǎo)軌面（粗、精刨削導(dǎo)軌面及刨削導(dǎo)軌面的工藝面、磨導(dǎo)軌面）(1)粗刨導(dǎo)軌面(a)加工條件：加工要求：粗刨導(dǎo)軌面機床：牛頭刨床 B635刀具：粗銑端面刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6， d0=160mm。(b)計算切削用量：若考慮工件的粗糙度，加工余量為 Zmax=3mm， Zmin=2.5mm，但實際，由于以后還要精加工，因此此端面不必全部加工，此時可按 Zmax=2.6mm 考慮，分二次加工，吃刀深度 ap=1.3mm。每齒進給量： af=0.18mm。查參考資料《機械加工工藝手冊》計算切削速度： v=2.47m/s。查參考資料《機械加工工藝手冊》耐用度： t=10.8?103s 由 3-4 得 s/m47.260925.03.1)081(62458.2.3.5.3.8.02.3.01.3.0???efpvaTkdv功率計算： kw3.8109.674.09.5??pmefpznap(2)精刨導(dǎo)軌面：(a)加工條件加工要求：精刨削導(dǎo)軌面。機床：端面銑床 BE755刀具：精銑端面刀具材料選用 YG6， d0 =60mm。(b)計算切削用量若考慮工件的粗糙度，加工余量為 Zmax=3mm， Zmin=2.5mm，但實際，由于以后還本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 31 頁要磨加工，因此此端面不必全部加工，此時可按 Zmax=2.6mm 考慮，分二次加工，吃刀深度 ap=1.3mm。每齒進給量 af=0.18mm。查參考資料《機械加工工藝手冊》計算切削速度。查參考資料《機械加工工藝手冊》 耐用度 t=10.8?103s。 由公式 3.4 得： s/m47.260925.03.1)081(62458.2.3.5.3.8.02.3.01.3.0???efpvaTkdv功率計算每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5(mm/r)達到粗糙度要求 6.3(3)銑削燕尾底面加工要求：銑削燕尾底面。機床：端面銑床 BE755刀具：銑端面刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6， d0=80mm。吃刀深度 ap=1mm每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5(mm/r)就能夠達到粗糙度要求kw3.8109.6774.09.5????pmefpmzna（3.7）(4)銑削導(dǎo)軌面的工藝面加工要求：銑削導(dǎo)軌面的工藝面。機床：端面銑床 BE755刀具：銑削端面刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6， d0=60mm。吃刀深度 ap=1mm3.7.10 銑削 2×2 的退刀槽加工要求：銑削 2×2 的退刀槽。機床：銑床 X525刀具：粗齒鋸片銑刀， D=50mm， L=2.0mm，齒數(shù) 20。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 31 頁銑削用量：(1)吃刀深度 ap=2mm(2)每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5(mm/r)就能夠達到粗糙度要求3.7.11 刨削燕尾面（粗刨、精刨燕尾面）加工要求：刨削燕尾面。機床：刨床 B635刀具：精銑端面刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6， d0=60mm。(1)粗刨(a)若考慮工件的粗糙度，加工余量為 Zmax=3mm， Zmin=2.5mm 但實際，由于以后還要精加工，因此此端面不必全部加工，此時可按 Zmax=2.6mm 考慮，分二次加工，吃刀深度 ap= 1.3 mm。(b)每齒進給量 af=0.18mm。查參考資料《機械加工工藝手冊》(c)計算切削速度 v=2.47m/s。查參考資料《機械加工工藝手冊》耐用度 st3108.??由下式得： s/m47.260925.03.1)081(62458.2.3.5.3.8.02.3.01.3.0???efpvaTkdv(d)功率計算 kw3.8109.674.09.5??pmefpznap(2)精刨(a)吃刀深度： ap=1mm(b)每轉(zhuǎn)進給量： f=0.5(mm/r)達到粗糙度要求 6.33.7.12 絞（粗鉸、精絞 Φ17 的孔） 粗絞：選用手用鉸刀 Φ16.5mm，刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6。精絞：選用手用鉸刀 Φ17mm，刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6。 3.7.13 磨削（導(dǎo)軌面、燕尾面）由于都是平面的加工，所以采用平面磨削的加工方案。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 31 頁(1) 導(dǎo)軌面的磨削選用機床：導(dǎo)軌磨床 MM52125磨具：粗磨采用平行砂輪 NA(GP)60ZR2V(S)P10×4×2。查參考資料《機械加工工藝手冊》 。磨削用量選擇：合理的磨削用量的選擇的一般原則為：(a)粗磨時，工件加工的精度和粗糙度要求差一些，可采用較大的 、 。rfa(b)精磨時，必須采用小的 、 、 。rfawv(c)要根據(jù)工件的尺寸大小、剛性的好壞，選擇合理的 、 。rfa(d)根據(jù)加工材料的強度和硬度以及導(dǎo)熱性，合理地選擇 、 。rwv(e)根據(jù)砂輪的切削性能的好壞使用合理的 。rf(f)磨削細長零件時，工件容易產(chǎn)生震動， 應(yīng)適當(dāng)降低些。wv由此選擇如下：n 砂 =1500r/min軸向進給量 fa=0.5B=2mm（雙行程）工件速度：vw =0.166m/s(10m/min)。查參考資料《機械加工工藝手冊》表 2.4-167徑向進給量：fr=0.015mm/雙行程查參考資料《機械加工工藝手冊》表 2.4-167切削工時：zfvKLbZtrwm102?（3.8）式中 L——加工長度，138mmb——加工寬度，90mmZb——加工余量，0.022mmK——系數(shù)，1.14本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 31 頁Z——同時加工零件數(shù) s7.41305.216.09382????mt(2)燕尾面的磨削選用機床：導(dǎo)軌磨床 MM52125磨具：粗磨采用平行砂輪 NA(GP)60ZR2V(S)P10×4×2。 （查機械加工工藝手冊） 。磨削用量選擇：n 砂 =1500r/min軸向進給量：fa=0.5B=2mm（雙行程）工件速度：vw=0.166m/s(10m/min)徑向進給量：fr = 0.015/雙行程切削工時：zfvKLbZtrwm102?式中 L——加工長度，90mmb——加工寬度，11mm——加工余量，0.022mmZK——系數(shù)，1.14Z——同時加工零件數(shù) s3.015.26.1049????mt3.7.14 鉆（鉆 Φ14 的孔、鉆 Φ26 的沉降孔）(1)鉆 Φ14 的孔鉆：刀具采用 Φ14 的麻花鉆，刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6。(2)鉆 Φ26 的沉降孔鉆：刀具采用 Φ26 的麻花鉆，刀具材料選用硬質(zhì)合金 YG6。 3.7.15 攻絲本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 31 頁公制螺紋 M6mm，由于加工的材料是鑄件，因此選取如下：v=0.115m/s。 （查參考資料《機械加工工藝手冊》表 2.4-105）所以：ns =6.104r/s(366r/min) 3.7.16 導(dǎo)軌面配刮采用人工配刮達到 10 點～13 點/25 25?3.7.17 珩磨：Φ17H6mm 的孔加工條件：工件的尺寸不太大，孔直不太大。珩磨機床：由于工件的尺寸不太大，所以選擇臥式珩磨機床。珩磨頭：選擇磨較小孔的珩磨頭。珩磨切削參數(shù)的選擇：由于加工的是會鑄鐵，所以查機械加工工藝手冊：合成切削速度選擇 ve=0.417m/s～0.5m/s（精加工 ）s/m583.0圓周速度 v=0.038m/s～0.467m/s（精加工 ） /.往復(fù)速度 vf=0.167m/s～0.2m/s（精加工 ）2油石的徑向進給為 r/m105.3??所以的到油石的行程長度 L=53.4mm選擇煤油作為該加工的切削液。3.7.18 精加工 Φ17H6 的孔研配 采用人工研配達到粗糙度等要求。3.7.19 終檢檢測工件是否有裂紋等缺陷。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 31 頁4 夾具設(shè)計根據(jù)畢業(yè)設(shè)計題目要求，設(shè)計工件工序 150：鉆 Φ14mm 的孔的鉆床夾具。該夾具用于 Z33s-1 搖臂鉆床，并配上 Φ14 的高速鋼麻花鉆，按工步對孔進行加工。4.1 零件的工藝分析根 據(jù) 零 件 圖 可 知 ， 尾 架 體 中 需 要 加 工 的 Φ 14mm 孔 的 位 置 尺 寸 精 度 要 求 不 高 ， 孔的 表 面 粗 糙 度 值 為 Ra12.5。 依 靠 所 設(shè) 計 的 夾 具 來 保 證 加 工 表 面 的 下 列 位 置 尺 寸 精 度 ：（1）待加工孔 Φ14 為通孔；（2）待加工孔 Φ14 與水平面成 45 度。由以上可知，該孔的位置尺寸精度要求不高，但是，加工孔 14 的夾具其實同樣以底面和 75 度面作為基準,也就是在加工 17 的孔的上做一個 45 度斜角度。在鉆孔的時候，工件的筋板會受到鉆頭軸向力的作用產(chǎn)生微小變形，影響孔的加工精度。因此，在設(shè)計夾具時應(yīng)注意解決這個問題。4.2 定位元件的分析該孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，但是為增強加工時零件的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。夾緊時主要是限制工件的在平面上的轉(zhuǎn)動，由于外表面基本上是不用工的，所以在加工的時候采用不加工面作為夾緊。由于工件在鉆 Φ14mm 孔時兩筋板的剛性較差，從保證工件定位穩(wěn)定的觀點出發(fā)，現(xiàn)以已加工的導(dǎo)軌面，燕尾面的右端面為定位基準，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準重合原則。為實現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：楔形塊在導(dǎo)軌面定本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 31 頁位限制三個自由度，支撐釘在燕尾面的后端面和右端面定位限制 1 個自由度，這樣就達到了完全定位。4.3 定位誤差分析機械加工中，保證加工出合格零件的必要條件是：加工誤差不大于被加工零件相應(yīng)的公差。加工誤差來源于兩大方面：一方面是與機床有關(guān)的誤差稱加工方法誤差 ；另一方面是與夾具有關(guān)的誤差，而此誤差可分為零件在夾具中的定位誤差G?、夾具的對刀或?qū)蛘`差 及夾具的制造及在機床上的安裝誤差 。根據(jù)誤差DT?A?的隨機性的特點，按概率原理合成，根據(jù)生產(chǎn)實際情況，與夾具有關(guān)的誤差占加工誤差的絕大部分，故按機率相等的原理，取零件公差的 3/4 作為判別依據(jù)得到保證加工零件合格的條件是： ≤ （ ——零件相應(yīng)加工尺寸的公差） ，22ATD?k?43因為加工方法誤差取決于機床精度，所以只進行夾具精度的分析計算。滿足上述條件，認為夾具精度滿足加工要求，否則精度不足。鉆孔夾具產(chǎn)生導(dǎo)向誤差有五個因素：其一是鉆模板底孔至定位基準尺寸誤差，取其公差 ；其二、三是鉆套、襯套內(nèi)外圓同軸度誤差 ；其四是鉆套與襯套1? 21e、的配合間隙 ；其五是鉆套與鉆頭配合間隙 ，于是得：x 2x(4.1)21212xeT???鉆套垂直度誤差對孔位置影響折算為： 1tHhB??心軸底面平行度誤差對孔位置影響折算為： 2L夾具精度的計算和判別：定位誤差：基準重合。， （基準不重合）0??Bmm（楔塊與底面配合最大間隙）05.)14.(36.??YmmD導(dǎo)向誤差：14 孔的加工過程中只需用到鉆刀，故按鉆刀計算。mm02.1??本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 31 頁， （同軸度誤差忽略）021?e(mm)3.1.34.?x(mm)0272= (mm) (4.2)121xeT???? 047.2.03..22 ??安裝誤差：H = 26，h = 7，B = 8mm，t = 0.025mm，t = 0.008mm，L = 150mm。0.014(mm) (4.3)22221880.50.6ABttL??????????????????????????????????因此，夾具精度：= ≤ =22ATD 7.14.7.05. 222 k?315.24綜上所述，此夾具能滿足加工要求。當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。夾 具 如 圖 4.1 所 示 。圖 4.1 夾具圖誤差 ：atg?Lt dDdDa??????2min2min11??（4.4）式中， ——工件定位孔的直徑公差；12D?、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 31 頁1d?——圓柱定位銷的直徑公差 (mm)；——菱形定位銷的直徑公差(mm)；2——圓柱定位銷與孔間的最小間隙(mm)；min1?——菱形定位銷與孔間的最小間隙(mm)；2iL ——中心距(mm)。所以，036.2818.09.36.05.9.036. ???????atg需要加工的孔的公差 mm，由該誤差引起的定位誤差為 8 = . ?atg?8 0.0036=0.028，該誤差小于工件誤差，即 0.028＜0.036，方案可行。 ?4.4 確定夾緊方式和夾緊機構(gòu)的設(shè)計在鉆 Φ14mm 孔時，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確定夾緊方式時就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切削力。但由于切削扭矩會使工件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來克服切削扭矩。為便于操作和提高機構(gòu)效率，采用液壓夾緊機構(gòu)，其力的作用點落在 Φ14 的側(cè)端面上。4.5 夾緊力的計算計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中的切削力可以分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計算夾緊力時可以不計算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力，即： KWk??其中 ，查《機床夾具設(shè)計手冊》表 1-2-1 得：6543210 K??、 、 1.15、 、 、 、 ，5.10.1?0.13.4?0.15.6?K所以， = 2.691。K查《機床夾具設(shè)計手冊》表 1-2-7 得：本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 共 31 頁pKsDM??8.021.（4.5）查《機床夾具設(shè)計手冊》表 1-2-8 得：031.1926.???????pK由于鉆頭的直徑為 d=Φ14mm，所以，(N·mm )。59.0.4.2.080??M2因此，實際所需要的夾緊力為：(N·mm )。.2691.5?kW2查《組合機床設(shè)計手冊》選擇法蘭式夾緊油缸，型號 T5033。4.6 鉆套、鉆模板設(shè)計為進行鉆、鉸加工，采用快換鉆套，其孔徑尺寸和公差如下：（1）鉆 Φ14 孔：麻花鉆的最大極限尺寸為 Φ14+0.15mm，則鉆孔時所配的鉆套取規(guī)定的公差為 F8，即鉆套尺寸為：Φ14 mm，圓整后可寫成 Φ14 mm。035.1? 03.8?（2）鉆套形狀尺寸在《機床夾具設(shè)計手冊》中查取。為了安裝快換鉆套，確定選取固定襯套與之相配合使用。（3）設(shè)計鉆模板：將鉆套用襯套安裝在鉆模板上，鉆模板通過銷子和螺栓與夾具體連接。鉆模板的尺寸與形狀自行設(shè)計。繪圖時先用雙點劃線（細線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機構(gòu)以及鉆套、鉆模板，最后把各個元件連在一起，就形成了夾具體。為了節(jié)省夾具材料，減少加工時間和降低成本，夾具在機床上的安裝可以不設(shè)計耳座，而采用壓板螺釘夾緊裝置將夾具固定在鉆床上。按要求標注與夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 共 31 頁5 組合機床設(shè)計5.1 組合機床結(jié)構(gòu)方案的確定組合機床是按系列化、標準化設(shè)計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機床，組合機床是按具體的加工對象專門設(shè)計，可以按最合理的工藝過程進行加工，也可以同時以幾個方面用多把刀具對工件進行加工，它是實行工序集中的最佳途徑，是提高生產(chǎn)率的有效設(shè)備 [13]。本次畢業(yè)設(shè)計中對鉆 Φ14 的孔進行單工位組合機床設(shè)計。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊元件也不會太大，設(shè)計的時候考慮到各方面的因素后，決定選用立式鉆床。5.2 被加工零件工序圖繪制由于是單工位加工，再加上零件結(jié)構(gòu)簡單，工序圖可以直接在零件圖上作必要的說明。工序圖見圖 5.1 被加工零件工序圖。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 26 頁 共 31 頁圖 5.1 被加工零件圖 5.3 被加工零件加工示意圖繪制5.3.1 加工示意圖的作用加工示意圖是組合機床設(shè)計的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占據(jù)重要的地位，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機床、刀具及試車的依據(jù) [13]。加工示意圖要反應(yīng)機床的加工過程和加工方法，并決定浮動頭或接桿的尺寸，鉆桿長度、主軸、刀具、導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具特點，合理的選擇切削用量和動力頭 [14]。5.3.2 加工示意圖的編制(1)刀具的選擇、工序余量、切削用量參見工藝卡片上的相應(yīng)內(nèi)容。(2)動力頭工作循環(huán)及行程確定。動力頭工作循環(huán)一般包括快進、工作進給、快退等動作。鉆孔的工作循環(huán)為：快進→工進→快退?？爝M長度確定 200mm；工進長度確定 36mm；快退長度確定 236mm。5.4 組合機床聯(lián)系尺寸圖的繪制機床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè)計和確定機床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計的組合機床既能本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 27 頁 共 31 頁滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上的勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對所設(shè)計的組合機床各個部件之間的關(guān)系進行全面的分析研究。組合機床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的通用部件，以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的 [15]。(1)機床裝料高度的確定確定機床裝料高度要考慮車間運送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱最低高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為了便于操作和省力，考慮道自動排削，裝料高度可采用 935mm。(2)夾具外形輪廓尺寸的確定夾具的外形尺寸參考前一章的夾具總體圖上的尺寸。(3)機床同用部件的選擇此次設(shè)計的專用組合機床所用的同用部件有；一個動力頭、一個液壓滑臺、一個立柱、一個側(cè)底座、一個底座、一個墊臺和一個電機。根據(jù)設(shè)計要求，本組合機床通用部件查《組合機床設(shè)計手冊》選取見表 5.1。表 5.1 通用部件表通用部件名稱 型號鉆削動力頭 鉆削動力頭 液壓滑臺 1HY25-IA立柱 1CL25 側(cè)底座 1CD251 電機 YEJ802-4B5根據(jù)手冊上各通用部件的尺寸繪制組合機床聯(lián)系尺寸圖。機床的聯(lián)系尺寸圖主要應(yīng)針對各部件之間的聯(lián)系尺寸進行標注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸，各部件應(yīng)嚴格按同一比例繪制。在圖上應(yīng)標明工件、夾具及動力頭的中心線之間的關(guān)系。組合機床設(shè)計總圖見圖 5.2 。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 28 頁 共 31 頁圖 5.2 組合機床聯(lián)系尺寸圖 結(jié)束語由本文的論述，我們了解到，通過對尾架體工藝的研究與應(yīng)用，在機床、夾具、刀具、工藝流程等方面進行合理設(shè)計和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴大了加工適應(yīng)范圍，提高了可靠性，具備一定的先進性，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，為解決此類多孔同時加工問題舉了一件實例。本成果設(shè)計制造的機床為組合機床。我們將鉆削主軸設(shè)為機械傳動，而進給系統(tǒng)為液壓控制，使在滿足使用要求的前提下降低了成本。作為關(guān)鍵部件的液壓滑臺本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 29 頁 共 31 頁采用國產(chǎn)通用部件。以比較簡單的方式完成旋轉(zhuǎn)運動和直線運動的同步進行，非常實用。本機床所用夾具的通用性強，工件采用液壓定位夾緊，快速方便。定位采用兩面一銷的定位方式，夾緊采用液壓加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。在刀具方面，由于所加工孔的尺寸精度和表面粗糙度要求都不算高，采用麻花鉆。這種鉆頭采購比較方便，而且價格比深孔鉆頭也要便宜。在刀具的幾何角度方面，麻花鉆頭的螺旋角即是其軸向前角。當(dāng)加工工件時，切削力和切削熱隨鉆頭螺旋角的增大而減?。p少），切削輕快，刀具耐用度高。為此，我們選取鉆頭螺旋角為32，在保證強度的前提下，有效降低了切削力和切削溫度，提高了刀具使用壽命和生產(chǎn)效率。通過本成果的實施，深孔加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟和社會效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設(shè)計要求。則在直接經(jīng)濟效益方面，節(jié)省了大量加工工時。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對產(chǎn)品設(shè)計過程有了進一步的認識，對結(jié)構(gòu)設(shè)計有了更進一步的了解，也加深了對大學(xué)四年中所學(xué)的基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè)設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計時就必須考慮，所設(shè)計的機構(gòu)是否合理在實際運用中能否正常工作。畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)會了從實際出發(fā)設(shè)計產(chǎn)品，而不僅僅考慮理論上的可行性。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 30 頁 共 29 頁致 謝在設(shè)計過程中，指導(dǎo)教師王栓虎老師和吳晟老師給予了我悉心指導(dǎo)，提出好的建議，使我獲益良多。從課題的選擇、方案制定、工作實施到論文的撰寫、修改無不滲透著老師的心血。兩位老師以他們淵博的學(xué)識、卓越的才智、嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神和求實創(chuàng)新的工作作風(fēng)使我受益非淺，在學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計過程中給予我很大的啟迪與幫助，給我留下了極為深刻的印象，使我對以后的工作充滿信心。在此論文完成之際，謹向四年來關(guān)心我的機械工程系所有老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！同時在設(shè)計過程中得到了同組同學(xué)的大力幫助和支持，在此一并致謝。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 31 頁 共 29 頁參 考 文 獻[1] 王先逵.機械制造工藝學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.[2] 陳德生.機械制造工藝學(xué)[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2006.[3] 李慶余，張佳，趙志超，孟廣耀.機械制造裝備設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2007. 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