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XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
頂尖套零件加工工藝及銑雙槽夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
頂尖套零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
Abstract
Parts and fittings drilling fixture design process includes parts machining process design, process design, and special fixture design three parts. In the process of designing the parts to be the first analysis to understand the parts of the process re-design the structure of the blank, and select the machining datum good parts, the design process route parts; then the part of each step of the process to calculate the size of a key is to determine the technical equipment and cutting the amount of each process; then dedicated fixture design, select the design of the various components of the fixture, such as positioning elements, clamping elements, guiding element, clamp connections and machine parts and other components; positioning error generated when calculating the fixture, analytical rationality and inadequacies fixture structure and attention to improving the design in the future.
Keywords: technology, processes, cutting the amount of clamping, positioning error
目 錄
摘 要 2
Abstract 2
1 序言 4
2 零件的分析 4
2.1零件的作用 4
2.2零件的工藝分析 5
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定 5
3.1 確定毛坯的制造形式 5
3.2 選擇定位基準(zhǔn) 5
3.3 選擇加工方法 5
3.4 制定工藝路線 6
3.5 確定加工余量及毛坯尺寸 6
3.6 工序設(shè)計(jì) 7
3.7 確定加工用量及基本時(shí)間 9
4夾具的設(shè)計(jì) 18
4.1設(shè)計(jì)步驟 18
4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn) 19
4.3初定夾具結(jié)構(gòu)方案 20
4.4銑床尾座頂尖套雙槽夾具設(shè)計(jì) 21
4.4.1零件本工序的加工要求分析 21
4.4.2擬訂定位方案 21
4.4.3定位誤差計(jì)算 21
總結(jié) 23
參 考 文 獻(xiàn) 24
致謝 25
1 序言
機(jī)械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)了大學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)課和大專部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。
我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次 適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問的能力，為
今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)做出一些貢獻(xiàn)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
2 零件的分析
2.1零件的作用
題目所給的零件是頂尖套，頂尖套的主要作用是用來固定零件之間的相對(duì)位置，起定位作用，也可以用于軸與轂的連接，頂尖套傳遞的載荷不大，還可以為安全裝置中的過載元件。
2.2零件的工藝分析
頂尖套的加工要求表面光滑些好，硬度不用太高的，空的精度要求高一些，從零件圖上可以看出：該零件表面粗糙度要求較高，表面粗糙度最高的是的圓柱表面 。
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定
3.1 確定毛坯的制造形式
由零件的工作狀況及功能可知，銷所起固定的作用，所以要求銷有較高的的強(qiáng)度和（二）抗沖擊能力。該零件所選的材料為45號(hào)鋼，模鍛
3.2 選擇定位基準(zhǔn)
定位基準(zhǔn)就是工件上直接與機(jī)床或夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)線面。基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一。基面選擇的正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會(huì)使加工工藝路線問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，試生產(chǎn)無法進(jìn)行。
1粗基準(zhǔn)的選擇
由5零件圖可知，該頂尖套的定位基準(zhǔn)為不規(guī)則的上表面，以上面凸臺(tái)為粗加工基準(zhǔn)，加圓柱表面和圓柱下端角度10° 的錐度， 2精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，對(duì)于頂尖套而言可根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，采用“兩面一孔”的方法加工。所以該零件的精加工基準(zhǔn)為上表面與底面，即用兩頂尖加工。
3.3 選擇加工方法
平面的加工方法有很多種，如：車、刨、銑、磨、拉等
圓柱面的表面粗糙度達(dá)到 Ra0.8μm ，經(jīng)查表得經(jīng)濟(jì)精度IT6—IT9，尺寸精度為16所以必須選擇車床進(jìn)行，先由車床進(jìn)行粗車——半精車+——精車，再選擇磨床，進(jìn)行精磨，表1.4-6《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》 對(duì)于表面粗糙度為Ra3.2μm的底面， 加工方法應(yīng)在車床上進(jìn)行粗車—半精車—精車。10的圓錐，圓跳動(dòng)應(yīng)選擇精加工，精車—磨。
內(nèi)孔的加工方法有鉆、擴(kuò)、鏜等，該零件圖中的φ10H11內(nèi)孔的加工方法應(yīng)先鉆，由于要求大批量生產(chǎn)，所以應(yīng)選擇鉆—鉸，查表得該孔的經(jīng)濟(jì)精度為IT11~IT13，極限偏差為±0.2。
3.4 制定工藝路線
工序備料 開料型材
車 夾住毛坯，伸出長度大于等于342mm，光端面，打中心孔；機(jī)加工 CA6140
車 粗車外圓 機(jī)加工 二 CA6140
車 精車外圓面 機(jī)加工 二 CA6140
車 車另一端端面，取總長342mm 機(jī)加工 二 CA6140
鉆 鉆中心孔 機(jī)加工 二 Z525
車 車錐度及內(nèi)孔 機(jī)加工 二 CA6140
銑 銑寬度為12的槽 機(jī)加工 二 X62W
銑 銑R3溝槽 機(jī)加工 二 X62W
終檢 終檢
入庫 入庫
3.5 確定加工余量及毛坯尺寸
5.1—確定機(jī)械加工余量
鋼質(zhì)的機(jī)械加工余量按TB35—85確定，確定時(shí)根據(jù)質(zhì)量，加工精度及型材形狀復(fù)雜系數(shù)，由表2.2—25《簡明手冊(cè)》可查得除孔以外各內(nèi)外表面的加工余量，表中余量值為單面余量。
（1） 質(zhì)量 根據(jù)零件成品重量0.09639㎏估算為0.15㎏
（2） 加工精度 零件除孔、槽以外的各表面為磨削加工精度F2
（3） 型材形狀復(fù)雜系數(shù)S
m外廓包容體=12.2795㎝3×7.85g/㎝3=96.39g=0.09639㎏
m鍛體=0.15㎏
按表2.2—10，可定形狀復(fù)雜系數(shù)為S，屬簡單級(jí)別
（4）機(jī)械加工余量 根據(jù)重量F2，S?查表2.2—25《簡明手冊(cè)》，得直徑方向?yàn)?.5—2mm，水平方向?yàn)?.0~1.5mm。即型材各外徑的單面余量為1.7~2.2，各軸向尺寸的單面余量為1.0~1.5mm
5.2—確定毛坯尺寸
上面所查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra≥1.6μm，Ra＜1.6μm的表面，余量要適當(dāng)增大
由零件圖可知，除φ16g6外圓，和10°的斜度以外，其余表面都Ra≥1.6μm，所以這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可（因?yàn)檫@些表面粗加工和半精加工，這時(shí)因去所查數(shù)據(jù)中的大值。當(dāng)表面只需粗加工，可取最小值）φ16g6的外圓和16°的斜度面，精度為0.8μm，故需增加磨削的加工余量。參考外圓磨削余量（表2.3—4）《簡明手冊(cè)》確定磨削φ16g 6外圓及斜面的余量為0.2，則毛坯圖尺寸如表
5.3—設(shè)計(jì)毛坯圖
①確定毛坯尺寸公差
定位毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根據(jù)型材體重量、形狀復(fù)雜系數(shù)、分模線形狀種類及型材精度等級(jí)從有關(guān)的表中查得。
本零件型材重量2.2kg，形狀復(fù)雜系數(shù)S?，45鋼含碳量為0.42%~0.50%,其最高含碳量為0.50%，按表2.2-11《簡明手冊(cè)》可知，鍛體材料系數(shù)為M?，采取平直分模線，鍛體為普通精度等級(jí)，則毛坯公差可從表2.2-13《簡明手冊(cè)》查得
3.6 工序設(shè)計(jì)
一，選擇加工設(shè)備與工藝裝備
1. 選擇機(jī)床
由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀，精度特點(diǎn)，選擇了加工方法，因此機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場的設(shè)備情況，所選擇的機(jī)床，其經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)，初步選定各工序機(jī)床如下:
工序1、工序2、工序3為粗車、半精車，大批量生產(chǎn)要求很高的生產(chǎn)率，選擇CA6140臥式車床即可（表4.2—7）《簡明手冊(cè)》
工序6鉆孔，可選擇專用的夾具在立式鉆床上加工，可選擇Z525型立式鉆床（表4.2—14）《簡明手冊(cè)》
工序9，精鉸孔，可在立式鉆床Z525 上裝鉸刀（表4.2—7）《簡明手冊(cè)》
工序10~工序12有粗銑，半精銑，精銑，應(yīng)選擇臥式銑床。本零件屬于成批大量生產(chǎn)，所選擇機(jī)床適用范圍較廣為宜，所以應(yīng)選擇常用的X62W型能滿足加工要求（表4.2—38）《簡明手冊(cè)》
2．選擇夾具
對(duì)于成批生 高效的前提下，亦可采用普通夾具。本零件除銑 10°的對(duì)稱斜面需要專用夾具外，其他的各工序使用普通夾具即可。
3．選擇刀具
（1）在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30，為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，可選用轉(zhuǎn)位車刀（GB5343-85，GB543-85）。切槽刀宜選用高速鋼。
（2）銑刀按表3.1-43選對(duì)稱角度銑刀（GB6128-85），零件要求加工25° 的斜面，所以應(yīng)選擇銑刀直徑d=63mm，寬L=7mm，孔徑D=22mm，銑深為11mm，10°的斜面，應(yīng)選擇高速鋼，立銑刀，零件要求銑切深度為11mm，按表3.1-28銑刀的直徑應(yīng)為90~110mm
（3）磨具 所加工的表面粗糙度為0.8μm ，根據(jù)3.2-3應(yīng)選擇粒度W14～W5的金剛石磨具。
(4)鉆 鉆φ1孔，根據(jù)3.1-6直柄麻花鉆（GB1438-85）應(yīng)選擇d=6.8～7，l=150mm，l?=69mm的直柄麻花鉆，在頂尖套的底面用中心鉆打中心孔
（4）鉸刀 ，表面粗糙度為1.6μm，所以要進(jìn)行粗鉸及精鉸，根據(jù)表3.1—17，錐柄機(jī)用鉸刀（GB1133-84）選擇d=10㎜,L=168㎜,l=38㎜的錐柄機(jī)用鉸刀。
4.選擇量具
本零件屬于大量生產(chǎn)，一般采用通用量具。加工φ16外圓面可用分度值0.01mm的外徑千分尺，加工3×0.5外溝槽可用分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，加工φ10H11的孔可用分度值0.01mm的內(nèi)徑百分表
外圓加工所用量具
工序
加工面尺寸
尺寸公差（㎜）
量具
1~4
0.023
度值為0.01mm測(cè)量范圍，0~25的外徑千分尺
0.2
7~8
0.09
錐柄圓柱塞尺（GB6322-86）
9~11
角度尺 測(cè)量范圍0°～320°（GB6315-86）
12
R3外圓面
專用配合件
φ16g6尺寸公差為0.023，按表5.1-1（簡明手冊(cè)）計(jì)量器具不確定度允許值U?=0.0018，根據(jù)5.1-2，分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度數(shù)值U=0.02mm，U＞U ?不能選用。必須U≤U ?，故應(yīng)選分度值0.01mm的外徑千分尺（U=0.004）測(cè)量范圍0~25（GB1216-85）即可滿足要求
二、 確定工序尺寸
確定工序尺寸一般的方法，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。
圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面根據(jù)有關(guān)資料已查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將總加工余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。
本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及偏差、表面粗糙度如下表：
圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度
加工表面
工序雙邊余量（㎜）
工序尺寸及偏差(㎜)
表面粗糙度
粗車
半精車
精車
磨
粗車
半精車
精
車
磨
粗車
半精車
精
車
磨
外圓
2 .6
0.9
0.3
0.2
φ17.4
φ16
φ16
φ16
Ra
6.3
Ra3.2
Ra1.6
Ra0.8
內(nèi)孔
0.2
0.04
--
--
φ9.8
φ9.96
φ10
--
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
---
距中心表面
1.3
0.2
18.2
18
長度方向的工序加工余量、工序尺寸
加工長度
工序余量（㎜）
工序尺寸及偏差(㎜)
粗車
半精車
精車
粗車
半精車
精車
11
10.8
11
11
10.8
11
11
52
51.8
52
52
51.8
52
52
61
60.8
61
61
60.8
61
61
3.7 確定加工用量及基本時(shí)間
工序2
本工序?yàn)榇周嚕ù周嚩嗣妗⑼鈭A及溝槽）。已知加工材料為45鋼，抗拉強(qiáng)度σ=670M Pa，模型材，有外皮，機(jī)床為CA6140臥式車床，
（一）確定粗車外圓φ17.4的切削用量，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》第一部分1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200㎜（表1.31），故刀桿尺寸B×H=16㎜×25㎜。
刀片厚度為4.5㎜，根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑，帶倒棱型前刀面，前角γ。=12o，后角α。=6o，主偏角κ=90o,副偏角κ=10o，刃傾角λ=0o，角尖圓弧半徑г=0.8㎜。
（二） （1）確定切削深度 由于單邊余量為1.3㎜，可在一次走刀內(nèi)完成
(2)確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.4*,在粗車鋼料,刀桿尺寸為16mm×25mm,,工件直徑為20~40mm時(shí)
按CA6140的機(jī)床的進(jìn)給量(表4.2-9),選擇
確定進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn).
根據(jù)表1.30*,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力(1)縱走刀3530N (2)橫走刀5100N
根據(jù)表1.21*，當(dāng)鋼=570~670Mpa
2mm,0.53,Kr=45,V=50m/min(預(yù)計(jì))進(jìn)給力F=630N
F的修正系數(shù)為KF=1.0,KF=1.0,KF=1.17(表1.29-2)
故實(shí)際進(jìn)給力為F=630×1.17N=737.1N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選的=0.4,可用
(3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)1.9*車刀后刀面最大磨損量取1mm,可轉(zhuǎn)位車刀的壽命一般為T=30min
(4)確定切削速度V 切削速度V可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接由表中查出,現(xiàn)采用查表法確定切削速度
根據(jù)表1.10*,當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工=630~700 Mpa鋼料, 2mm, 0.53mm/r,切削速度V=138m/min
切削速度的修正系數(shù)為K=1.0,K=0.81,K=0.8,k=0.65,k=1.0(見表1.28),故
V’c=Vtkv=138×0.81×0.8×0.65 m/min=58.1256
n===925
根據(jù)CA6140機(jī)床說明書,選擇n=1120
這時(shí)實(shí)際切削速度Vc為
Vc== m/min=70 m/min
(5)校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表1.24查出,當(dāng)=580~970Mpa 2mm 0.47 Vc70 m/min時(shí), p=1.7kw
切削功率的修正系數(shù)KP= KF=0.89, KP= KF=1.0(表1.29-2)故實(shí)際切削功率時(shí)的功率為p=1.7×0.89kw=1.5kw,根據(jù)CA6140車床說明書,當(dāng)n=960r/min時(shí),車床主軸允許功率P=7.5kw,因p< P,故所選擇的切削用量可在CA6140車床上進(jìn)行.
最后決定的車削用量為=1.3mm, , n=1120, Vc=70m/min.
(三)計(jì)算基本時(shí)間
t=
式中L=,=52,根據(jù)表1.26車削時(shí)的入切量及超切量=3.5mm,
則L=52+3.5 mm=55.5 mm,故
t=min=0.124min
工序3，本工序?yàn)榘刖囃鈭A
（1） 選擇刀具
車刀形狀，刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號(hào)選為YT15，車刀幾何形狀為（表1.3）,K=45°k=5°
г=12°α=8°λ=3°γ=1.0mm γ=-10 b=0.3mm,卷屑槽尺寸為r=4mm，W=3.5mm，C=0.4mm
（2）切削用量
1）切削深度
==0.45mm
決定進(jìn)給量，半精加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度的限制，根據(jù)表1.6，當(dāng)表面粗糙度為Ra1.6μm, γ=1.0mm,v=50~100m/min(預(yù)計(jì)時(shí)) =0.16~0.25mm/r
根據(jù)CA6140車床說明書，選擇=0.22mm/r
(3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)1.9*車刀后刀面最大磨損量取0.4mm,可轉(zhuǎn)位車刀的壽命一般為T=60min
（4）決定切削速度Vc，根據(jù)表1.10當(dāng)=630~700 Mpa鋼料, 1.4mm, 0.25mm/r,切削速度V=176m/min
切削速度的修正系數(shù)為K=0.65,K=0.81,K=0.8,k=1.0,k=1.0故
V’c=Vtkv=176×0.81×0.8×0.65 m/min=74.1 m/min
n===1354
根據(jù)CA6140機(jī)床說明書,選擇n=1400
這時(shí)實(shí)際切削速度Vc為
Vc== m/min=76.49 m/min
(5)校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表1.24查出,當(dāng)=580~970Mpa 2mm 0.25 Vc86 m/min時(shí), p=1.2kw
CA6140主電動(dòng)機(jī)功率P=7.3kw，,因p< P,故所選擇的切削用量可在CA6140車床上進(jìn)行.
最后決定的車削用量為=0.45mm, , n=1400, Vc=76m/min.
(三)計(jì)算基本時(shí)間
t=
式中L=,=52,根據(jù)表1.26車削時(shí)的入切量及超切量=3.5mm,
則L=52+3.5 mm=55.5 mm,故
t=min=0.18min
工序6 本工序?yàn)榫娊嵌葹?0的對(duì)稱斜面
1、選擇銑刀
1）根據(jù)表1.2選擇高速鋼立銑刀，根據(jù)表3.4，銑削寬度≤8時(shí)，銑刀直徑d=40mm
2、選擇切削用量
1）由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)切完，則=10mm
2）決定進(jìn)給量
根據(jù)表3.4，每齒進(jìn)給量=0.08~0.05mm/z，應(yīng)取0.05
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7銑刀刀齒后面最大磨損量為0.5mm，由于d≤40mm，故刀具壽命T=90min（表3.8）
4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量
切削速度可根據(jù)表3.27中的公式計(jì)算
V===90m/min
n=r/min=788 r/min
根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（4.2-39）選擇n=750 r/min
根據(jù)X62W型機(jī)床說明書選擇n=750r/min =600mm/min
==mm/z=0.033 mm/z
5）檢驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)表3.23，當(dāng)=560~1000M P ≤1.1 ≤15 =40mm，z=24 =600mm/min
=3.6kw
根據(jù)X62W型臥式銑床說明書（表3.30）機(jī)床主軸允許的功率為=7.5×0.75kw=5.63kw，因?yàn)椋?，所以所選擇的切削用量可以采用，即
=10mm， ==600mm/min，n＝750 r/min，=99m/min,=0.033mm/z
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=10,根據(jù)表3.26,不對(duì)稱安裝銑刀，車削時(shí)的入切量及超切量=40mm,
則L=10+40mm=50 mm,故
t=min=0.083min
工序8、鉆孔
加工材料——45鋼，=670Mpa
加工要求——孔徑d=10mm，孔深=30mm，精度為IT11，用乳化液冷卻
機(jī)床 ——Z525型立式鉆床
1、選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d。=9.8mm
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2），標(biāo)準(zhǔn)刃磨β=30°2φ=118°2φ?=70°α。=12°b=1mm =2mm
1、 選擇切削用量
（1） 決定進(jìn)給量
1） 按加工要求決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.7，當(dāng)加工要求為H11精度，鋼的強(qiáng)度＜800Mpa d。=9.8時(shí) =0.22~0.28mm/r
2） 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8，當(dāng)＝670Mpa d。=9.8mm時(shí) 鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量 =0.65mm/r
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9當(dāng)=840Mpa、
d?！?0.2mm機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8330N）見表2.35，進(jìn)給量為=0.75mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇=0.28mm/r，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來校驗(yàn)，由表2.19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)=0.28mm/r，d?！?0.2mm時(shí)，軸向力F=2520N，軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故F=2520N
根據(jù)Z5252鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大向力F=8830N，由于F＜F，故=0.28mm/r可用
（2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12 當(dāng)d。=9.8mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，壽命T=25 min
（3）決定切削速度 根據(jù)表2.14 =670Mpa的45鋼加工性屬5類, 由表2.13，當(dāng)加工性為5類，＝0.28mm/r, 標(biāo)準(zhǔn)的鉆頭，d。=9.8mm時(shí)，Vt＝12 m/min
切削速度的修正系數(shù)為K=1.0,K=1.0,K=0.85,k=1.0,
V=Vtkv=12×1.0×1.0×0.85 m/min=14.4m/min
n===389.9
根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇n=392，但因所選擇轉(zhuǎn)速較高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取=0.22mm/r 也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)速n=272，仍用=0.28mm/r，比較這兩種選擇方案
1）第一方案，=0.28mm/r，n=392
n=0.28×392 mm／min=109.76 mm／min
第二方案，=0.22mm/r，n=272
n=0.22×272 mm／min＝59.84 mm／min
因?yàn)榈谝环桨竛的乘積較大，基本時(shí)間較少，故第一方案較好，這時(shí)V＝12 m/min =0.28mm/r
（4）校驗(yàn)機(jī)床的扭矩及功率
根據(jù)表2.20，當(dāng)≤0.26mm/r d?！?1.1mm時(shí)，M=13.24N. m，扭矩的修正系數(shù)均為1，故M=13.24 N. m，根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)n=392，Mm=72.6 N. m。根據(jù)表2.22，當(dāng)＝570～680Mpa d?！?0mm ≤0.38mm/r V＝12 m/min P=1.1kw 根據(jù)Z525鉆床說明書P=2.8×0.81=2.26kw,由于M＜M，P＜P,故選擇之切削用量可用，即
=0.28mm/r，n=392，V＝12 m/min，
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=30,根據(jù)表2.29車削時(shí)的入切量及超切量=5mm,
則L=30+5 mm=35 mm,故
t=min=0.319min
工序9 本工序?yàn)榫q孔
1、選擇鉸刀
選擇硬質(zhì)合金鉸刀，其直徑d=10mm，鉸刀幾何形狀為表2.6硬質(zhì)合金鉸刀
2、 選擇車削用量
（1）決定進(jìn)給量
1)按加工要求決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.11，當(dāng)鋼的強(qiáng)度≤900MP，鉸刀直徑＞5~10，進(jìn)給量為0.25~0.35且只用于加工通孔，加工盲孔時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)取為0.2~0.5 mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書,選=0.28 mm/r
（2）決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12當(dāng)鉸刀直徑d?！?0mm，鉸刀后刀面最大磨損限度為0.4~0.6mm，壽命T=20min
（3）決定切削速度 由表2.25當(dāng)鋼=670M P，鉸刀直徑為10mm，切削深度=0.05~0.12mm時(shí)，切削速度為8~12m/min
表2.30
V====26m/min
n==r/min=828 r/min
根據(jù)Z525機(jī)床說明書，選擇n=960r/min
（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.20，當(dāng)≤0.33，d。≤1.1，Mt=15.89Nm
扭矩的修正系數(shù)均為1，故M=15.9 Nm，根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)n=960r/min,Mm=42.2 Nm，功率P==kw=1.38kw
根據(jù)表2.35，Z525的鉆床的功率P=2.8kw，由于M＜M，P＜P,故選擇之切削用量可用，即
=0.28mm/r，n=960，V＝26 m/min，
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=30,根據(jù)表2.29車削時(shí)的入切量及超切量=5mm,
則L=30+5 mm=35 mm,故
t=min=0.13min
t=
工序10 本工序?yàn)殂?5o槽
粗銑槽,所選刀具為高速鋼角度銑刀,銑刀直徑 d=40㎜,深度為10㎜,齒數(shù)Z=25,表3.2.由于加工鋼料的在600～1000Mpa范圍內(nèi),故選前刀γ=15°,后角α =25°(周齒), α =8°(端齒).
已知銑削寬度=6㎜,銑削深度=8㎜,機(jī)床選用X62W型臥式銑床,銑20°的槽.
1.確定每齒進(jìn)給量Fz
根據(jù)表3.3, X62W型臥式銑床的功率為7.5KW(表4.2-38)工藝系統(tǒng)剛性為中等,查得每齒進(jìn)給量Fz=0.06～0.03㎜∕z(表3.4)現(xiàn)取Fz=0.05㎜∕z
2.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表3.7,角銑刀后刀面最大磨損量為0.2㎜,銑刀直徑=40㎜,耐用度T=120㎜(表3.8)
3.確定切削速度U和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)表3.27(P107)中公式計(jì)算
V=
V==m/min=29 m/min
n=r/min=230.89 r/min
根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速(表4.2-39)選擇n=235 r/min
根據(jù)X62W型臥式銑床說明書選擇n=235 r/min =190mm/min
因此實(shí)際每齒進(jìn)給量==mm/z=0.032 mm/z
4、檢驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)表3.23，當(dāng)=560~1000M P ≤38 ≤8.4 =190mm/min
近似值=3.8kw
根據(jù)X62W型臥式銑床說明書（表4.2-39）機(jī)床主軸允許的功率為=7.5×0.75kw=5.63kw，因?yàn)椋迹运x擇的切削用量可以采用，即
=8mm， ==190mm/min，n＝235 r/min，=29m/min,=0.032mm/z
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=22,根據(jù)表3.26,不對(duì)稱安裝銑刀，車削時(shí)的入切量及超切量=40mm,
則L=22+40mm=62 mm,故
t=min=0.263min
4夾具的設(shè)計(jì)
4.1設(shè)計(jì)步驟
1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料
夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床、刀具、量具等。
其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)收集有關(guān)資料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠訂標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。
2.擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖
1)確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。
2）確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。
3）確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。
4）確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。
5）確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊裝元件等。
6）確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。
7）繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。
8）進(jìn)行必要的分析計(jì)算。
工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。
3.審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)
夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。
4.繪制夾具裝配總圖
夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對(duì)操作者的方向繪制。總圖應(yīng)把夾具的工作原理、個(gè)種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。
夾具總圖繪制次序如下：
1.用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。
2.依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。
3.標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。
4.編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。
5..繪制夾具零件圖
夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。
4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)
由于銑削過程不是連續(xù)切削，極易產(chǎn)生銑削振動(dòng)，銑削的加工余量一般比較大，銑削力也較大，且方向是變化的，因此設(shè)計(jì)時(shí)要注意，①夾具要有足夠的剛度和強(qiáng)度；②夾具要有足夠的夾緊力，夾緊裝置自鎖性要好；③夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上，且著力點(diǎn)和施力方向要恰當(dāng)；④夾具的重心應(yīng)盡量低，高度與寬度之比不應(yīng)大于1：2.5；⑤要有足夠的排屑空間。切屑和冷卻液能順利排出，必要時(shí)可設(shè)計(jì)排屑孔。
為了調(diào)整和確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置及工件相對(duì)于刀具的位置，銑床夾具應(yīng)設(shè)置定位鍵和對(duì)刀裝置。
1．定向鍵
圖 2-3 定位鍵
定位鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般采用兩個(gè)，其距離越遠(yuǎn)，定向精度越好。定位鍵不僅可以確定夾具在機(jī)床上的位置，還可以承受切削扭矩，減輕螺栓的負(fù)荷，增加夾具的穩(wěn)定懷，因此，銑平面夾具有時(shí)也裝定位鍵。除了銑床夾具使用定位鍵外，鉆床、鏜床等專用夾具也常使用。
??? 定位鍵有矩形和圓形兩種，圓形定位鍵（如圖2-3C所示）補(bǔ)償貿(mào)易加工，便較易磨損，故用得不多。矩形定位鍵有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種在鍵的側(cè)面開有溝槽或臺(tái)附（圖2-3b），把鍵分為上、下兩部分，其上部按H7/h6與夾具體底面上的槽或臺(tái)附。下部與多才多藝床工作臺(tái)上的T形槽配合。因工作臺(tái)T形槽的公差為H8或H7，故尺寸b按h8或h6制造，以減少配合間隙，提高定向精度。另一種鍵為矩形（圖2-3)上下兩部分尺寸相同，它適用于定向烳工度要求不高的夾具
2．對(duì)刀裝置
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定夾具和刀具的相對(duì)位置。對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。
對(duì)刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上，其位置應(yīng)便于使用塞尺對(duì)刀，不妨礙工件裝卸。對(duì)刀時(shí)，在刀具與對(duì)刀塊之間加一塞尺，避免刀具與對(duì)刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過早磨損。塞尺有平塞尺和圓柱形塞尺兩種，其厚度和直徑為3～5mm,制造公差h6。對(duì)刀塊和塞尺均已標(biāo)準(zhǔn)化（設(shè)計(jì)時(shí)可查閱相關(guān)手冊(cè)），使用時(shí)，夾具總圖上應(yīng)標(biāo)明塞尺尺寸及對(duì)刀塊工作表面與定位元件之間的位置。對(duì)刀裝置應(yīng)設(shè)置在便于對(duì)刀而且是工件切入的一端。
3.夾具體設(shè)計(jì)
為提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動(dòng)，夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)，一般有H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺(tái)面。此外，還要合理地設(shè)置加強(qiáng)筋和耳座。若夾具體較寬，可在同一側(cè)設(shè)置兩個(gè)與銑床工作臺(tái)T形槽間等距的耳座；對(duì)重型銑床夾具，夾具體兩端還應(yīng)設(shè)置吊裝孔或吊環(huán)等以便搬運(yùn)。
4.3初定夾具結(jié)構(gòu)方案
1）工件定位方案及定位裝置
定位方案：一面兩銷定位，利用R12圓柱體一個(gè)端面限制3個(gè)自由度，R7孔內(nèi)放短銷限制2個(gè)自由度，再利用檔銷限制一個(gè)自由度，完全定位。
定位裝置：采用A型固定式定位銷同時(shí)限制5個(gè)自由度，只需稍加改進(jìn)即可安裝在夾具體上，另外再用配合在夾具體上的圓柱銷做檔銷。
2）工件夾緊方案及夾緊裝置
夾緊方案及裝置：在改進(jìn)過的固定式定位銷兩端用螺母夾緊，因?yàn)樵阢姶采线M(jìn)行加工，加工力較大，要求夾緊裝置具有足夠的強(qiáng)度，因此，還需在工件與檔銷相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)進(jìn)行夾緊以防工件旋轉(zhuǎn)，夾緊裝置為直接安裝在夾具體上的六角頭壓緊螺釘。
3）其他裝置及原件的結(jié)構(gòu)形式
該工序加工機(jī)床為X62W臥式銑床，除需要將夾具體固定在工作臺(tái)上以外還需要對(duì)刀裝置。工序中采用三面刃銑刀同時(shí)銑腳的兩面，所以對(duì)刀塊選擇直角對(duì)刀塊對(duì)其中一個(gè)銑刀進(jìn)行對(duì)刀。
4）夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具與機(jī)床的連接方式
夾具體為鑄造件，主要工作面為與機(jī)床工作臺(tái)垂直的面板，該面主要用來固定定位銷、檔銷及六角頭壓緊螺釘；底平面用來與銑床工作臺(tái)進(jìn)行連接同時(shí)固定對(duì)刀塊。X62W臥式銑床工作臺(tái)相對(duì)于操作者來說為左右方向水平放置，走刀方向與工作臺(tái)方向一致，因此，兩定位鍵為左右布置，距離盡量加大，兩個(gè)座耳因?yàn)橐惺茌^大的力所以也要左右布置。
4.4銑床尾座頂尖套雙槽夾具設(shè)計(jì)
圖2-4為頂尖套雙槽夾具
4.4.1零件本工序的加工要求分析
粗銑寬4mm，8mm的十字形通槽。
本工序前已加工的表面如下：
①同時(shí)銑大小一端面（兩工件一起加工）；
②同時(shí)銑大小一端面（兩工件一起加工）；
③鉆，鉸Φ30H11孔并倒角；
④鉆，鉸Φ14H8孔并倒角。
本工序使用機(jī)床為 X5020立式銑床；刀具為錯(cuò)齒三面刃銑刀。
4.4.2擬訂定位方案
⑴定位方案 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下。
以大頭端Φ30H11的孔及小頭端Φ14H8的孔作為定位基準(zhǔn)，再選大小頭端左端面作為定位基準(zhǔn)。
以大頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了z轉(zhuǎn)動(dòng)；
以小頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了x的移動(dòng)和y的移動(dòng)及x的轉(zhuǎn)動(dòng)和y的轉(zhuǎn)動(dòng)。
以大、小頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了z移動(dòng)。
4.4.3定位誤差計(jì)算
由于零件是一面兩銷定位，由于孔與心軸存在最大配合間隙，因此在
銑槽時(shí)會(huì)產(chǎn)生直線位移誤差。由于誤差對(duì)銑十字槽的影響很小，可忽略不計(jì)
圖2-4 頂尖套雙槽
4.4.4 確定夾具方案
參考夾具資料，采用鉤形壓板夾緊工件。如圖2-5所示：
總結(jié)
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、車、鉆、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
參 考 文 獻(xiàn)
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[12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002．8．
致謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！