課程設(shè)計(jì)說明書
題目：鉆床零件工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
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目錄
機(jī)械制造工程師課程設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………3
第1章 零件圖及工藝編制 …………………………………………………4
1.1零件圖……………………………………………………………4
1.2毛坯圖……………………………………………………………5
1.3零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………………………5
第2章 專用夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………10
2.1定位分析……………………………………………………………10
2.2裝夾分析……………………………………………………………10
2.3夾具裝配圖及零件圖………………………………………………12
第3章 設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………………18
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………21
附件……………………………………………………………………22
第1章 零件圖及工藝編制
1.1零件圖
1.2毛坯圖
1.3.2基面的選擇的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。
（2）目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。
如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
（3）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。
因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（4）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。
這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（5）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)
夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（6）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。
多次使用難以保證表面間的位置精度。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
（1）“基準(zhǔn)重合”原則。
應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計(jì)與制造。
（3）“自為基準(zhǔn)”原則。
某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則。
當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
（5）所選的精基準(zhǔn)。
應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。
1.3.3制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。
具體的加工路線如下
工序010：鍛造
工序020：退火處理
工序030：粗銑，精銑工件下表面
工序040：粗銑，精銑工件上表面
工序050：鉆Φ10孔
工序060：鉆Φ8孔
工序070：鉆Φ13孔
工序080：擴(kuò)孔至Φ14.4
工序090：鉸孔至Φ15H6
工序0100:檢驗(yàn)
1.3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
三孔連桿零件材料為45 重量為1Kg，采用鍛造毛坯。
（1）不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鍛造可直接獲得。
（2）三孔連桿的底面
粗糙度要求為6.3，查相關(guān)資料知余量留2.5比較合適。
1.3.5確定切削用量
工序III：粗銑，精銑工件上表面
工步一：粗銑工件上表面
（1）選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
（2）決定銑削用量，決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
工步二：精銑工件上表面
(1)選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
(2) 決定銑削用量
決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
工序Ⅵ：鉆，擴(kuò)，鉸Φ15H6
工步一：鉆孔至φ13
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Φ13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)床說明書，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)床說明書，取
故實(shí)際切削速度為
工步二：擴(kuò)孔
利用鉆頭孔擴(kuò)大，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機(jī)床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實(shí)際切削速度為
工步三：鉸孔
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，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。
第2章 專用夾具設(shè)計(jì)
2.1定位分析
2.1.1定位原理
一個(gè)自由剛體，在空間中有且僅有六個(gè)自由度，即沿X、Y、Z三個(gè)方向的移動和繞X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動，如果要使一個(gè)剛體在空間中有確定的位置，就必須設(shè)置約束限制其相應(yīng)的自由度，通常用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)來約束工件的六個(gè)自由度，稱為六點(diǎn)定位原理，但根據(jù)工件的加工要求，有時(shí)并不需要約束工件的全部自由度，對工件進(jìn)行部分定位。
2.1.2定位基準(zhǔn)的選擇
本道工序鉆、擴(kuò)、鉸Φ15H6孔，精度不高，因此我們采用已加工好的Φ10H6孔定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，壓板的壓緊力即可以滿足要求。
2.2 裝夾分析
使用圓柱銷定位Φ10H6孔，采用活動V型塊快速夾緊。先通過手輪推動活動V形塊壓緊工件，然后轉(zhuǎn)動手輪帶動螺釘轉(zhuǎn)動，壓迫鋼球，使兩片半月鍵向外脹開而鎖緊。V形塊帶有斜面，使工件在夾緊分力作用下與定位套貼緊。
端面限制了XY軸的旋轉(zhuǎn)和Z軸的移動。圓柱銷限制了工件沿X，Y方向上的移動?；顒覸形塊限制Z軸的旋轉(zhuǎn)。屬于完全定位。
2.2.1切削力和夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：
鉆削力
鉆削力矩
式中：
代入公式得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
2.2.2定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——定位銷外圓直徑公差（mm）。
圖2-1 定位銷水平放置時(shí)定位分析圖 2.3夾具裝配圖及零件圖
圖2-2 裝配圖
圖2-3 可調(diào)V形塊
圖2-4 支座一
圖2-5 支座二
圖2-6 鉆夾具體
圖2-7 鉆模版
第三章 設(shè)計(jì)總結(jié)
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，好在有田老師的指導(dǎo)分析，本人又在圖書館查閱了大量資料，使得問題得以解決。
因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計(jì)。它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機(jī)的結(jié)合起來。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。
這次設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。
回顧起此次設(shè)計(jì)，從理論到實(shí)踐，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。
最后，對給過我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們再次表示忠心的感謝！
參考文獻(xiàn)：
[1]切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年.
[2]機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年.
[3]機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年.
[4]機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年.
[5]金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月.
[6]機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年.
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