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西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
論文題目： 尾架體機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
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專(zhuān) 業(yè)：
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制
年 月 日
尾架體機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
【摘要】
尾架體是車(chē)床上的重要的部件之一，是車(chē)床上用以支撐軸類(lèi)零件車(chē)削加工和實(shí)施鉆孔的主要車(chē)床附件。本文針對(duì)某類(lèi)給定的尾架體進(jìn)行了加工工藝與工裝的設(shè)計(jì)，完成了以下工作：
1. 概述了尾架體的技術(shù)和現(xiàn)狀發(fā)展；
2. 對(duì)尾架體進(jìn)行了工藝分析，并提出了兩種方案進(jìn)行比較；
3. 編制了尾架體的工藝規(guī)程，完成了其工序卡的設(shè)計(jì)；
4. 針對(duì)工藝中的某重要工序，設(shè)計(jì)完成了一套鉆孔夾具，包括定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)、對(duì)刀塊、夾具體的設(shè)計(jì)并分析了定位誤差。
關(guān)鍵詞:尾架體設(shè)計(jì)；夾具；工藝；尾架體；鉆孔夾具
Abstract:The tailstock is one of the important parts on the lathe. It is the main Lathe accessory for lathe to support shaft parts turning and drilling. In this paper, the design of processing technology and tooling for a given tail frame is carried out, and the following work has been completed.
1. the technical and current development of the tailstock body is summarized.
2. the process analysis of the tailstock body is carried out, and the comparison of the two schemes is put forward.
3. the technical regulations of the tailstock body were compiled, and the design of the process card was completed.
4., aiming at a key process in the process, a set of drilling fixture has been designed, including positioning element, clamping mechanism, cutter block and clamp, and the location error has been analyzed.
Keywords; fixture; process; tailstock; drilling fixture
23
目錄
1 緒論 1
1.1 課題來(lái)源 1
1.2 課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 1
1.3 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1
1.4 本章小結(jié) 2
2 尾架體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1 零件的分析 3
2.1.1 零件的作用 3
2.1.2 零件的工藝分析 3
2.2 加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
2.2.1 確定毛坯的制造形式 4
2.2.2 基面的選擇 4
2.3 確定工藝路線 4
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.5 確定主要工序工程中的切削用量 6
2.6 本章小結(jié) 13
3 鉆?24孔夾具設(shè)計(jì) 14
3.1 設(shè)計(jì)要求 14
3.2 夾具設(shè)計(jì) 15
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 15
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 15
3.3 定位誤差的分析 16
3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 17
3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 18
結(jié) 論 20
致 謝 21
參考文獻(xiàn) 22
1 緒論
1.1 課題來(lái)源
本課題來(lái)源于指導(dǎo)教師所給眾多題目之一。
1.2 課題背景及發(fā)展趨勢(shì)
加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。
機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。
材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。
技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來(lái)新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。
工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。
1.3 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容
根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的基本原理，選擇合理的夾緊與定位方案，最有效的滿足鏜床夾具的設(shè)計(jì) 要求當(dāng)工件的加工精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用具有固定夾具的單工位組合機(jī)床；加工精度較低時(shí)，可采用具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床。此外，還要考慮到不同布置形式的機(jī)床所能達(dá)到的加工精度。例如，對(duì)于同軸度要求較高的各孔，應(yīng)采用從同一面對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床布置形式。
按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類(lèi)：
1．定位元件及定位裝置；
2．夾緊元件及定位裝置(或者稱(chēng)夾緊機(jī)構(gòu))；
3．夾具體；
4．對(duì)刀-引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等)；
5．動(dòng)力裝置；
6．分度，對(duì)定裝置；
7．其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘，銷(xiāo)釘，鍵和各種手柄等)；
每個(gè)夾具不一定所有的各類(lèi)元件都具備，如手動(dòng)夾具就沒(méi)有動(dòng)力裝置,一般的車(chē)床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之，按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu)，例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。
專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：
1．定位裝置的設(shè)計(jì)；
2．夾緊裝置的設(shè)計(jì)；
3．對(duì)刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)；
4．夾具體的設(shè)計(jì)；
5．其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。
1.4 本章小結(jié)
通過(guò)本章陳述了尾架體加工的發(fā)展趨勢(shì)以及所研究課題的主要內(nèi)容，使以后的設(shè)計(jì)有了明確的針對(duì)性。
本論文以車(chē)床尾座為模板，根據(jù)零件的特性，通過(guò)分析計(jì)算，確定加工 基準(zhǔn)。需在多種方案中選擇最優(yōu)的加工工藝路線，并根據(jù)計(jì)算所得的余量選擇合理的機(jī)床進(jìn)行加工。最后在所有的工序中選擇一道工序，做鏜床夾具設(shè)計(jì)。
2 尾架體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2 尾架體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的分析
尾架體零件圖如圖2-1所示
圖2-1 尾架體
2.1.1 零件的作用
題目所給的零件是機(jī)床尾架體，Φ62H6的孔與頂尖研配，底面與工作臺(tái)相連，通過(guò)Φ18mm孔用螺栓將“尾架體”緊固在工作臺(tái)上。主要作用是固定頂尖。圓柱體形的部分有一個(gè)Φ62H6孔，并且有一個(gè)Φ24孔，頂尖穿過(guò)Φ62H6孔，將螺釘擰緊，這樣就將頂尖固定。
2.1.2 零件的工藝分析
“尾架體”共有三組加工表面，其中兩組有位置度要求。
1．以底面為基準(zhǔn)的加工表面。這一組表面包括底面平面。
2．以圓柱體Φ98左右端面為基準(zhǔn)的加工表面。這一組表面包括Ra=3.2μm的前端面， Ra=6.3μm的后端面，Φ62的孔。
3．以Φ24孔基準(zhǔn)的加工表面。這一組表面包括Φ24孔。
2.2 加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
2.2.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。由于尾架體年產(chǎn)量一般為幾千件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。
2.2.2 基面的選擇
1．粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言，按照互為基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準(zhǔn)，以限制z、xz、y、xy、yz五個(gè)自由度達(dá)到定位目的。
2．精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準(zhǔn)。
2.3 確定工藝路線
表2.1工藝路線方案一
工
序
號(hào)
工 名
序 稱(chēng)
工 序 內(nèi) 容
05
鑄造
砂型鑄造
10
熱
時(shí)效處理
15
銑
粗銑底面
20
鏜
粗鏜、半精鏜Φ62H6孔
25
鏜
精鏜Φ62H6孔
30
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ18孔
35
銑
粗銑、半精銑寬度為18H9的槽
40
銑
粗銑圓柱體Φ98左右端面
45
鉆
鉆Φ98端面上的8XM8深20螺紋底孔并攻絲
50
鉆
鉆底面上的2XM10、8XM10深18螺紋底孔并攻絲
55
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ24H8孔
60
鉗
去毛刺
65
檢驗(yàn)
按圖紙要求規(guī)格的尺寸
70
入庫(kù)
封油入庫(kù)
表2.2工藝路線方案二
工
序
號(hào)
工 名
序 稱(chēng)
工 序 內(nèi) 容
05
鑄造
砂型鑄造
10
熱
時(shí)效處理
15
銑
粗銑底面
20
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ18孔
25
銑
粗銑、半精銑寬度為18H9的槽
30
銑
粗銑圓柱體Φ98左右端面
35
鏜
粗鏜、半精鏜Φ62H6孔
40
鏜
精鏜Φ62H6孔
45
鉆
鉆Φ98端面上的8XM8深20螺紋底孔并攻絲
50
鉆
鉆底面上的2XM10、8XM10深18螺紋底孔并攻絲
55
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ24H8孔
60
鉗
去毛刺
65
檢驗(yàn)
按圖紙要求規(guī)格的尺寸
70
入庫(kù)
封油入庫(kù)
工藝路線的比較與分析：
第二條工藝路線不同于第一條是將“鏜孔工序放在除前后端面外的各面加工結(jié)束后再進(jìn)行加工。其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)提高了生產(chǎn)效率。而且對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助,并且符合先面后孔的加工原則。采用基準(zhǔn)重合的原則，先加工底平面，然后以底平面為精基準(zhǔn)再加工其它平面上的各孔與平面，這樣便保證了Φ62H6軸線，同時(shí)滿足了以?xún)奢S軸線為基準(zhǔn)加工的要求。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線， 加工不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個(gè)問(wèn)題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。選取第二條工藝方案，先鏜上、下平面，各孔，然后以這些已加工的孔為精基準(zhǔn)，加工其它各孔，槽的形位公差要求。
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)方案比較合理。所以我決定以第二個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過(guò)程見(jiàn)工藝卡片所示。
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
尾架體的材料是HT200，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)。由于毛坯采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。這里就不講述如何鑄造成毛坯的過(guò)程了，只分析從毛坯加工成成品零件的過(guò)程如下：
1．加工尾架體的底平面，底平面粗糙度要求為Ra=1.6μm，平面度要求為0.04，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮3mm，粗加工2mm，精加工1mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求。最后刮研底面，保證平面度0.04。加工上平面和側(cè)面時(shí)，用銑削的方法加工上平面和兩側(cè)面。由于上平面和兩側(cè)面的加工表面粗糙度未標(biāo)注，所以按照粗糙度要求為Ra=6.3μm來(lái)加工，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮2mm，粗銑加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求。
2．加工前后端面時(shí)，用銑削加工方法加工?？紤]到加工方便，按照粗糙度都是Ra=1.6μm加工，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮可用鏜刀一次加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求。因?yàn)楹蠖嗣嬉笈c基準(zhǔn)B垂直度為0.04，所以等Φ62H6孔加工之后，再刮研保證垂直度。
3．鏜直徑Φ62H6孔時(shí)，由于粗糙度要求Ra=0.8μm，因此考慮加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5mm就可達(dá)到要求。并且要保證從前端面開(kāi)始的340mm錐度在0.04以?xún)?nèi)。
4．加工Φ24孔，內(nèi)壁粗糙度要求Ra=1.6μm，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量2.5mm。可一次鉆削加工余量2mm，一次精鏜0.5mm就可達(dá)到要求。以Φ24孔加工余量與Φ24孔相同。同時(shí)粗銑Φ24孔兩個(gè)端面和Φ25H7孔的兩個(gè)端面，保證各自長(zhǎng)度值。
2.5 確定主要工序工程中的切削用量
工序15：粗銑底面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：YT15，D=100mm ，齒數(shù)8，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度ap：ap=2mm
每齒進(jìn)給量af：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-62，取af =0.12mm/Z，銑削速度V：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取V=1.33m/s。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n： 式（2.1）
式中 V—銑削速度；
D—刀具直徑。
由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74，得： n=300r/min
實(shí)際銑削速度v：
進(jìn)給量Vf：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm：
az：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81，知az=40mm
粗銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度l：由毛坯尺寸可知l=316mm
刀具切入長(zhǎng)度l1：
刀具切出長(zhǎng)度l2：取l2=2mm
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45，可查得銑削的輔助時(shí)間tf1=1.04min
工序20 鉆、鉸Φ18孔
工步一鉆孔至φ17.8
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ17.8孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
總的工時(shí)：T=3t=2.621min
工步二：鉸Φ18孔
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表3.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序25 粗銑、半精銑寬度為18H9的槽
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取。
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序30 粗銑圓柱體Φ98左右端面
兩端面的加工由銑削來(lái)完成，
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，刀具不變，機(jī)床不變。工序單邊總余量由毛坯圖與零件圖可知為２mm，由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱(chēng)端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。
由表8-95可得：=2mm f=2mm/r
由文獻(xiàn)表8-56可得n=600r/min 則就可確定相應(yīng)的切削的速度：故V===226.08m/min
工序35：粗鏜、半精鏜Φ62H6孔
工序40：精鏜Φ62H6孔
由于粗糙度要求Ra=0.8μm，因此考慮加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5mm就可達(dá)到要求。并且要保證從前端面開(kāi)始的340mm錐度在0.04以?xún)?nèi)。前后端面也同時(shí)加工出來(lái)，用銑削加工方法加工?？紤]到加工方便，按照粗糙度都是Ra=1.6μm加工，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮可用鏜刀一次加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求。因?yàn)楹蠖嗣嬉笈c基準(zhǔn)B垂直度為0.04，因此先加工前端面，然后鏜Φ62H6孔，最后加工后端面，這里只計(jì)算鏜Φ62H6的孔所需的加工余量及工時(shí)。
1. 粗鏜Φ62H6的孔
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床：臥式鏜床T68
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：YT5
切削深度ap：ap=2mm，毛坯孔徑d0=60mm。
進(jìn)給量f：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取200mm，切削深度為ap=2mm。因此確定進(jìn)給量f=0.2mm/r
切削速度V：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取V=2.4m/s=144m/min
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41，取n=1000r/min
實(shí)際切削速度v：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm：fm=f n=0.21000=200mm/min
被切削層長(zhǎng)度l：l=396mm
刀具切入長(zhǎng)度l1：
刀具切出長(zhǎng)度l2：l2=3～5mm 取l2=4mm
行程次數(shù)i：i=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1：
查參考文獻(xiàn)[1]表2.5-37，工步輔助時(shí)間為：tf1=2.61min
2. 精鏜Φ62H6的孔
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床：臥式鏜床T68
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：YT5
切削深度ap：ap=0.5mm，孔徑d=74mm。
進(jìn)給量f：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取200mm，切削深度為ap=0.5mm。因此確定進(jìn)給量f=0.15mm/r
切削速度V：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取V=3.18m/s=190.8m/min
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：
，取n=1000r/min
實(shí)際切削速度v：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm：fm=f n=0.151000=150mm/min
被切削層長(zhǎng)度l：l=396mm
刀具切入長(zhǎng)度l1：
刀具切出長(zhǎng)度l2：l2=3～5mm 取l2=4mm
行程次數(shù)i：i=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間tj2：
查參考文獻(xiàn)[1]表2.5-37，工步輔助時(shí)間為：tf2=1.86min
鏜直徑Φ62總工時(shí)為：t= tj1+ tf1+ tj2+ tf2=2.03+2.61+2.69 +1.86=9.19min
工序45 鉆Φ98端面上的8XM8深20螺紋底孔并攻絲
工步一：鉆M8的螺紋底孔Φ6.8
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3.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
總的工時(shí)：T=2t=0.200min
工步二：攻螺紋2-M8mm
選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
總的工時(shí)：T=2t=0.100min
工序50 鉆底面上的2XM10、8XM10深18螺紋底孔并攻絲
（1）鉆底面上的2XM10、8XM10深18螺紋底孔
機(jī)床：Z525 立式鉆床
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）
按機(jī)床選取
基本工時(shí)： min
（2）攻M10螺紋孔
機(jī)床：鉆床 Z525
刀具：高速鋼機(jī)動(dòng)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)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
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，由式（1.5）有：
工序55 鉆、擴(kuò)、鉸Φ24H8孔
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=20mm，后角αo＝16°，二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度，° ，° ，°
2．鉆Φ20孔
采用Φ20鉆用擴(kuò)孔鉆。
f=0.43 mm/r*0.75=0.322mm/r(表3—38)
取f=0.32mm/r(表4—5)
v=0.25m/s(15m/min)(表3—42)
故 n=3.18r/s
按機(jī)床選取=3.25r/s(表4—5)
故實(shí)際切削速度v=0.225m/s
切削工時(shí)，（一個(gè)孔）
Tm=L/ f=30+5+2/3.25*0.32=35.6s
3.擴(kuò)鉆Φ23孔
采用Φ9專(zhuān)用擴(kuò)孔鉆。
f=0.42mm/r*0.9=0.38mm/r(表3—38)
v=0.25m/s(表3—42)
Ns=1000v/3.14*Dw=3.18r/s(190r/min)
按機(jī)床取=3.05r/s(180/min)
實(shí)際切削速度v=3.14*Dw*/1000=0.24m/s
切削工時(shí)：
Tm=L/*f=30+8+1/3.05*0.38=33.6s
4.粗精鉸Φ23.9mm二孔
f=0.1mm/r
=800r/min(表4—9)
v=100m/min
切削工時(shí)（一個(gè)孔） （表7—1）：
Tm=L/*f=30+2+1/13.2*0.1=25s
5,精鉸孔至Φ24mm
f=0.1mm/r
=800r/min
Tm=22.2s
2.6 本章小結(jié)
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)。
3 鉆Φ24孔夾具設(shè)計(jì)
3 鉆?24孔夾具設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。上面即為鉆?24孔(鉆孔)的專(zhuān)用夾具，本夾具將用于Z525鉆床。
在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
機(jī)床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置。
3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機(jī)床的分類(lèi)
機(jī)床夾具種類(lèi)繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類(lèi)。
按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專(zhuān)用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機(jī)床可分為：車(chē)床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。
按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤(pán)上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”
d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
3.2 夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：鉆頭 D=24。
則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》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(jì)算切削力時(shí),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(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
3.3 定位誤差的分析
制造誤差ZZ
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》削邊銷(xiāo)與圓柱銷(xiāo)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下：
圖3.1 兩銷(xiāo)分析圖
（1）、移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
=
=
(2)、轉(zhuǎn)角誤差
其中：
知此方案可行。
3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。
圖3.2 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.4：
表3.4 鉆套
d
H
D
公稱(chēng)尺寸
允差
24
30
30
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.3 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.5：
表3.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱(chēng)尺寸
允差
公稱(chēng)尺寸
允差
30
+0.034
+0.016
12
10
+0.023
+0.012
0.5
2
鉆模板選用固定式鉆模板，用4個(gè)沉頭螺釘和2個(gè)錐銷(xiāo)定位于夾具體上。
3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
結(jié) 論
目前車(chē)床尾座的生產(chǎn)周期相對(duì)較長(zhǎng)，車(chē)床尾座采用鑄造，不能達(dá)到其使用要求，必須經(jīng)過(guò)許多步的在加工，才能滿足其使用要求，在其加工過(guò)程中采用許多道工序。該課題就是為了優(yōu)化加工工藝，提高加工生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。該課題將在不降低車(chē)床尾座的使用性能的前提下采用機(jī)械加工的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到預(yù)期目。其中本人對(duì)于對(duì)生產(chǎn)加工中的各個(gè)工序所需用時(shí)進(jìn)行了計(jì)算，主要通過(guò)工廠請(qǐng)教加工工人，利用其豐富的加工經(jīng)驗(yàn)從而使本課題更具實(shí)際的可運(yùn)行性，并尋求指導(dǎo)老師的幫助，使得本次設(shè)計(jì)可以投入到實(shí)際的生產(chǎn)加工當(dāng)中。
本文對(duì)車(chē)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和說(shuō)明，具體包含進(jìn)給機(jī)構(gòu)和主軸系統(tǒng)等核心部分的介紹。在對(duì)車(chē)床尾座的分析設(shè)計(jì)中，文章針對(duì)尾架體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了工藝規(guī)程文件的編制。對(duì)以后車(chē)床尾座設(shè)計(jì)計(jì)算方面的工作提供了參考，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書(shū)館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息，進(jìn)工廠請(qǐng)教工人師傅，在學(xué)校征求指導(dǎo)老師的建議，最終完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
致 謝
為期四個(gè)月的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，對(duì)于這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的工廠師傅們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。
在張寶海老師的悉心指導(dǎo)下，我掌握了設(shè)計(jì)的方法，從接觸課題，到熟悉課題，最后完成總體設(shè)計(jì)等一系列過(guò)程，學(xué)會(huì)了解決問(wèn)題的方法，對(duì)四年所學(xué)的知識(shí)得到更好的鞏固。本文的選題、課題研究及撰寫(xiě)工作是在指導(dǎo)老師張寶海老師的關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。張老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度和踏實(shí)求新的學(xué)術(shù)精神深深的感染了我，在此對(duì)老師致以崇高的敬意和忠心的感謝！
此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，也暴露了自己的很多不足之處，在設(shè)計(jì)進(jìn)行和論文撰寫(xiě)工作中，工廠的張萬(wàn)軍老師幫助我分析工裝和王峰老師幫助我理清工藝工程，他們都給了我特別大的幫助，雖然他們自己的工作繁忙但依然抽出大量的時(shí)間為我解決很多具體問(wèn)題，在整個(gè)方案的選擇、工藝路線的制定以及調(diào)試修改過(guò)程中做了大量的工作，使我能夠在較短的時(shí)間內(nèi)更好的掌握工裝設(shè)計(jì)。在此對(duì)他們表示誠(chéng)摯的謝意！
此外，還要對(duì)與我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們和在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中在生活上和在學(xué)習(xí)上幫助過(guò)我的人表示衷心的感謝。
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