0065-工藝夾具-減速箱體零件工藝規(guī)程及加工φ52H8孔夾具設計,工藝,夾具,減速,箱體,零件,規(guī)程,加工,52,h8,設計 畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書 題 目 減速箱體零件工藝規(guī)程及加工φ52H8孔夾 具設計 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目： 減速箱體零件工藝規(guī)程及加工Φ52H8孔夾具設計 1．畢業(yè)設計（論文）的主要內容及基本要求 1. 零件圖一張, 毛坯圖一張 ２. 夾具裝配圖一份, 夾具零件圖一套 ３. 機械加工工藝卡一套, 主要工序工序卡一份 ４. 設計說明書一份。 2．原始數據 零件圖一張, 生產綱領10000件 3．指定查閱的主要參考文獻及說明 1. 《機械制造工藝手冊》 ２.《機械零件設計手冊》 ３.《夾具設計手冊》 4. 進度安排 設計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 零件功能, 結構, 尺寸, 精度, 要求分析 及相關資料收集 2 機械加工工藝設計 3 工序設計 4 夾具設計 5 說明書編制 6 檢查及提交論文 7 答辯及準備 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 減速器箱體零件的工藝規(guī)程及其加工￠52H8孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 52H8 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 中文摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………………………Ⅱ 第一章 工藝設計…………………………………………………………………………1 1.1零件分析………………………………………………………………………… 1 1.2 毛坯的選擇與設計及基準的確定………………………………………………… 1 1.3工藝規(guī)程的設計………………………………………………………… 3 第二章 工序設計………………………………………………………………… 6 2.1工序尺寸與毛坯尺寸的確定……………………………………………………… 6 2.2設備和工藝裝備的選擇……………………………………………………………7 2.3切削用量與時間定額………………………………………………………… 9 第三章 專用夾具的設計 ……………………………………………………………15 3.1夾具的設計………………………………………………………………15 3.2夾緊裝置的組成及設計要求……………………………………………………16 3.3鏜模導向裝置的設計…………………………………………………………17 3.4切削力與夾緊力的計算………………………………………………………19 3.5 定位誤差的分析………………………………………………………………24 3.6夾具設計與操作的簡要說明………………………………………………25 3.7夾具結構設計的分析與改進………………………………………………26 第四章 總結………………………………………………………………27 參考文獻……………………………………………………………………………29 致謝…………………………………………………………………………………30 附錄1：機械加工工藝過程卡 附錄2：機械加工工序卡 前 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 減速器箱體零件的工藝規(guī)程及其加工￠52H8孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 畢業(yè)設計（論文） 第一章 工藝設計 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 減速器箱體是減速器的重要組成零件，它將有關零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對位置關系，使它們能按一定的傳動關系協(xié)調的運動。因此，箱體的加工質量對機械精度、性能和使用壽命都有直接關系。減速器的作用（1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。 （2）速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。所以在日常的生活工作中運用得非常廣泛，也起到非常重要的的作用。 1.1.2 零件的工藝分析 減速箱體結構較復雜、加工面多、技術要求高、機械加工的勞動量大。因此箱體結構工藝性對保證加工質量、提高生產效率、降低生產成本有重要意義。 減速箱體幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現分述如下： 尺寸159兩側面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。 箱體底面與側面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。 φ52H8孔與φ185H8孔有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm；且有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為164±0.045mm；與側面也有一定的位置要求尺寸偏差為80±0.035mm。 φ50H8兩孔與φ52H8孔有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為92±0.031mm；且φ50H8兩孔之間有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。與側面也有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。 1.2毛坯的選擇與設計及基準的確定 1.2.1確定毛坯制造形式 工件生產類型為大批量生產。 減速箱體零件材料為HT200。查《機械加工工藝設計實用手冊》P498表6-68，考慮到零件形狀復雜、有腔形、制造精度、機械性能、壽命及批量 ；可選擇砂型鑄造以提高毛坯精度、減少加工余量。 再確定毛坯制造形狀時應考慮各加工表面的余量還應考慮是否需要制出工藝凸臺以利于工件的裝夾；是一個零件制成一個毛坯還是多個零件合成一個毛坯；那些表面不需要制出；鑄件分型面、拔模斜度及鑄造圓角；最后繪制出毛坯圖，并要決定毛坯的結構特征及各項技術條件。 1.2.2 基準的選擇 正確選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內容，也是保證零件加工精度的關鍵。 定位基準分為精基準、粗基準、輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經加工的表面為定位基準（粗基準），在后續(xù)加工工序中，用也加工表面作為定位基準（精基準）。在制定工藝規(guī)程時，應先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各加工加工出來，另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位做一輔助基準，用以定位。 為了說明基準及加工表面方便，因此畫零件加工表面編號圖1-1，其中加工表面編號為、、…… 圖1-1 粗基準的選擇。 粗基準的選擇應遵循以下原則：1）以不需要加工表面作為粗基準。2）以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準。3）以平整且面積較大的表面作為粗基準。4）粗基準一般只能使用一次。 對于箱體類零件應先加工面后加工孔再以面為基準加工孔。根據有關粗基準的選擇原則（當零件有不加相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準。）加工尺寸為159的兩個端面、時應以尺寸159的底面為粗基準；在加工面、時應以孔及端面為粗基準，在加工面時應以、面及面為粗基準；再加工孔時應以也加工的表面為粗基準，如加工、孔時應以、、面作為粗基準，在加工孔時應以、、為粗基準。 精基準的選擇。 精基準的選擇應遵循以下原則：1）：“基準重合”原則，用設計基準作為精基準，以便消除基準不重合誤差。2）“基準統(tǒng)一”原則，當定位以某一組精基準定位可以較方便的加工其它表面，盡可能在多數工序中采用這組精基準定位。3）：“自為基準”原則，當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準。4）“互為基準”原則，。當兩個加工表面相互位置精度要求較高時，以兩個需加工表面相互作為基準反復加工以獲得均勻的加工余量和較高的位置精度。 應遵循“基準重合及統(tǒng)一”原則，選擇面積較大的平面或孔及其組合。因此第一個工序應選擇尺寸159端面作為精基準加工另一個端面，有利于夾緊及定位。其它工序應盡可能采取“基準重合及統(tǒng)一”原則，如在加工面、時應以孔及端面為精基準，在加工面時應以、面及面為精基準；再加工孔時應以也加工的表面為精基準，如加工、孔時應以、、面作為精基準，在加工孔時應以、、為精基準。 1.3工藝規(guī)程的設計 1.3.1 制定工藝路線 零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內容包括確定定位基準、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個加工工藝過程中各個工序的內容、確定各個工序所采用機床設備和工藝裝備等。 設計時應同時考慮幾個方案，經過分析比較，選擇出比較合理的方案。 根據減速箱體零件為大批生廠，所以采用通用機床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產率，減少機床數量，降低生產成本。經零件工藝分析，零件毛坯為砂型機械造型，并經人工時效處理消除鑄件內應力，改善工件的可切削性。 先確定工藝路線如下： 方案一 工序Ⅰ 銑尺寸159的兩端面、，以尺寸159的底面為基準。 工序Ⅱ 銑面、，以端面、及孔為基準。 工序Ⅲ 鏜孔φ185mm、φ310mm以、面及面為基準。 工序Ⅳ 銑面以、面及面為基準。 工序Ⅴ 鏜面以、面及基準。 工序Ⅵ 粗、半精鏜孔φ52H8以、面及孔為基準。 工序Ⅶ 粗、半精鏜階梯孔φ50H8以、面及孔為基準。 工序Ⅷ 配作螺紋孔 工序Ⅸ 檢查 方案二 工序Ⅰ 銑尺寸159的端面以尺寸159的底面為基準。 工序Ⅱ 銑尺寸159的端面以尺寸159的底面為基準。 工序Ⅲ 銑面、以端面、及孔為基準。 工序Ⅳ 銑面以、面及面為基準。 工序Ⅴ 鏜孔φ185mm、φ310mm以、面及面為基準。 工序Ⅵ 鏜面以、面及基準。 工序Ⅶ 粗、半精鏜孔φ52H8以、面及孔為基準。 工序Ⅷ 粗、半精鏜孔φ50H8以、面及孔為基準。 工序Ⅸ 配作螺紋孔 工序Ⅹ 檢查 1.3.2 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是159的兩端面一起加工，然后以端面為基面加工其它面，面和孔加工順序比較混亂；方案二則與一有所不同，159兩端面分開加工，先加工面再以面為基準加工孔；兩者比較可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；但方案二也有不合適的地方，面、可以一起加工減少裝夾次數及夾具設計，因此可以合為一道工序，改進的工藝過程如下： 工序Ⅰ 銑尺寸159mm兩端面，以尺寸159mm的底面為粗基準。 工序Ⅱ 銑尺寸159mm兩端面，以端面為基準。 工序Ⅲ 銑面、，以尺寸159mm的一個端面為基準。 工序Ⅳ 銑面，以尺寸159mm的底面及面為基準。 工序Ⅴ 鏜面，以尺寸159mm的底面及面為基準。 工序Ⅵ 粗、半精鏜孔φ185mm、φ310mm ，以尺寸159mm的底面及側面為定位基準。 工序Ⅶ 粗、半精鏜孔φ52H8 ，以φ185mm的孔及尺寸為235mm的面為定位基準。 工序Ⅷ 粗、半精鏜孔φ50H8 ，以尺寸為235mm面及φ52mm孔為定位基準。 工序Ⅸ 配作螺紋孔 工序Ⅹ 檢查 13 第二章 工序設計 2.1工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定 “減速器箱體”零件材料HT200，生產類型為大批生產，查書《機械加工工藝設計實用手冊》P498表6-68，因為箱體有腔孔等、形狀復雜所以采用砂型鑄造毛坯；查書《機械加工工藝設計實用手冊》P516表6-90，根據為砂型機械造型材料為灰鑄鐵選取鑄造公差等級為CT8，；查書《機械加工工藝設計實用手冊》P510常用斜度值砂型一般選為鑄造斜度為3°，查書《機械加工工藝設計實用手冊》P511對于砂型鑄造一般圓角半徑為R3。 查書《機械加工余量與公差手冊》P78表3-1，為砂型機械造型選取鑄件加工余量等級為F；查《機械加工余量與公差手冊》表3-3，P80根據毛坯加工面的基本尺寸選取鑄件機械加工余量； 查《機械加工余量與公差手冊》表3-6，P84 根據鑄件的基本尺寸選取鑄件尺寸公差值。 工序一：加工尺寸159的兩個端面以尺寸159的地面為基準，因為兩面都要加工，因此都有加工余量；查《機械加工余量與公差手冊》表3-3，P80根據加工面的基本尺寸400mm-630mm之間一個端面的加工余量為4mm則兩個加工面的毛坯余量為8mm，查《機械加工余量與公差手冊》表3-6，P84根據鑄件的基本尺寸及公差等級選取尺寸公差值為2.6mm。本工序采用銑削，則加工余量為8mm，表面粗糙度為6.3um，查書《機械制造工藝設計手冊》表2-22，P65根據它的表面粗糙度采用粗銑便可達到加工要求。 毛坯尺寸為167±1.3 精度為CT8，加工余量為8mm 銑削后為 精度等級為IT9，粗糙度為6.3um 以下工序尺寸具體計算步驟同上，現列表描述如下 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸如下表：表2-1 加工表面 加工內容 加工余量（mm） 精度等級 工序尺寸（mm） 粗糙度 （um） 工序余量（mm） 最小 最大 端面 鑄件 8 CT8 167±1.3 銑削 8 IT9 6.3 7.9 9.4 底面 鑄件 3 CT8 238±1.0 銑削 3 IT9 12.5 2.815 4.185 235mm端面 鑄件 3 CT8 407±2.1 銑削 3 IT9 6.3 2.86 5.24 銑面φ80mm 鑄件 4 CT8 銑削 4 IT9 6.3 4 4.28 鏜面 鑄件 3.5 CT8 鏜削 3.5 IT11 6.3 2.6 4.54 鏜孔φ185H8 鑄件 5 CT8 半精鏜 1.5 IT8 3.2 1.21 1.572 粗鏜 3.5 IT11 6.3 3.21 3.79 鏜孔φ310mm 鑄件 7 CT8 φ303±1.1 鏜孔 7 IT12 12.5 5.9 9.81 鏜孔φ52H8 鑄件 8 CT8 φ44±1.3 半精鏜 1.5 IT8 3.2 1.31 1.546 粗鏜 6.5 IT11 6.3 5.2 6.69 鏜孔φ50H8 鑄件 5 CT8 φ45±1.0 半精鏜 1.5 IT8 3.2 1.25 1.562 粗鏜 3.5 IT11 6.3 2.5 4.75 鏜階梯孔φ82 鑄件 32 CT8 半精鏜 2 IT8 3.2 1.7 2.087 粗鏜 30 IT11 6.3 29.938 30.362 2.2 設備和工藝裝備的選擇 在設計工序時，需要具體選定所用的機床、夾具、切削工具和量具。先具體各個工序裝備選擇如下： 工序Ⅰ： 銑159mm的端面，以尺寸159的底面為粗基準。查書《機械制造工藝設計手冊》P224表4-16，根據刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X53K立式銑床；查書《機械制造工藝設計手冊》P270表5-42，根據加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數值為0.05mm；使用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅱ：銑尺寸159兩端面，以端面為基準。同工序Ⅰ一樣查書《機械制造工藝設計手冊》P224表4-16，根據刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X53K立式銑床；查書《機械制造工藝設計手冊》P270表5-42，根據加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅲ：銑面、，以尺寸159的一個端面為基準。查書《機械制造工藝設計手冊》P224表4-16，根據刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X51立式銑床；查書《機械制造工藝設計手冊》P271表5-44，根據加工表面為兩個側面選取圓柱形銑刀，D=60mm,d=22mm,L=63mm；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅳ：銑面，以尺寸159的底面及面為基準。查書《機械制造工藝設計手冊》P224表4-16，根據刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X52K立式銑床；查書《機械制造工藝設計手冊》P271表5-44，根據加工表面為頂面選取套式面銑刀，D=80mm,d=27mm,L=36mm；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面先選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-500mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅴ：鏜面，以尺寸159的底面及面為基準。查書《機械制造工藝設計手冊》P221表4-7，根據平旋盤最大加工外端面為400mm選擇T616臥式鏜床；查書《機械加工工藝手冊》P1064表4.3-63，根據加工表面的情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅵ：粗、半精鏜孔φ185mm、φ310mm ，以尺寸159的底面及側面為定位基準。查書《機械制造工藝設計手冊》P221表4-7，根據最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇T616臥式鏜床；查書《機械加工工藝手冊》P1064表4.3-63，根據加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-400mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅶ：粗、半精鏜孔φ52H8 ，以φ185mm的孔及尺寸為235mm的面為定位基準。查書《機械制造工藝設計手冊》P214表4-8，根據最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇T4163坐標鏜床；；查書《機械加工工藝手冊》P1064表4.3-63，根據加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅷ：粗、半精鏜孔φ50H8 ，以尺寸為235mm面及φ52mm孔為定位基準。查書《機械制造工藝設計手冊》P221表4-7，根據最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇T616臥式鏜床；查書《機械加工工藝手冊》P1064表4.3-63，根據加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅸ：配作螺紋孔，查書《機械制造工藝設計手冊》P221表4-7，根據零件最大尺寸及工作臺寬度，選擇C616普通車床；查書《機械制造工藝設計手冊》選擇相應螺紋孔的螺紋車刀；查書《機械制造工藝設計手冊》P287表6-7，根據加工面為平面現選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 2.3 確定切削用量及時間定額 工序Ⅱ:銑159mm的端面⑨、⑥ 加工要求：銑159mm兩端面，表面粗糙度6.3。 機 床：X53K立式銑床。 刀 具：套式面銑刀（B類）， D=160mm，=40mm, =56mm,H=63,mmZ=8(粗加工)，=90o。查《機械加工工藝設計實用手冊》P1099，表12-113 計算銑削用量： 1.銑削深度=4mm 2.每齒進給量 =0.1mm/z,《機械制造工藝手冊》P108表3-28，。 3.切削速度 查《機械制造工藝手冊》P113表3-30。取V=1.5m/s即90m/s。根據刀具采用套式面銑刀， 表12-113，P1099《機械加工工藝設計實用手冊》。=160 Z=8 則根據 （2-1） 查閱《機械制造工藝手冊》X53K立式銑床說明P226附表4-16-1。 取=190r/min則實際切削速度： （2-2） 計算銑削工時： 當=190r/min （2-3） 取工作臺的進給量=156mm/min。查閱《機械制造工藝手冊》P226表4-16-2立式銑床X53K工作臺橫向進給量。 由于工件在工作臺上的縱向最大尺寸為428mm，立銑刀直徑為160mm。可分為3次走刀完成銑削。 查閱表7-7，P305《機械制造工藝手冊》可得公式： ； （2-4） ； 。 第一次走刀：l=466mm，B=140mm 則：=0.5（160-）=41.27mm =（466+41.27+3）/156=3.27min； 第二次走刀：l=502mm，B=160mm 則：=0.5（160-）=80mm =（502+80+3）/156=3.75min； 第三次走刀：l=381.33mm,B=128mm 則： =0.5（160-）=32mm =（381.33+32+3）/156=2.67min； 現畫三次走刀路線圖如下： 圖2-1 該工序銑削總工時既是3次走刀時間相加： T=3.27+3.75+2.67=9.69min. 輔助時間計算： 查書《機械制造工藝設計手冊》P335表7-29，1）在立式銑床上裝上及取下零件所需的輔助時間為；根據壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為8kg所以取輔助時間為0.89min；2）查書《機械制造工藝設計手冊》P336表7-30，在立式銑床上工作時有關定程的輔助時間，根據加工性質為粗銑及工作臺長度取0.77min；3）工作地點服務及自然需要時間服，取工序時間的4.1%；4）查書《機械制造工藝設計手冊》P337表7-32，準備結束時間為7.6 min； 因此，總的輔助時間為T=0.89+0.77+7.6+9.69×4.1%=9.66min 工序Ⅳ:銑端面φ80mm 加工要求：銑面φ80mm，表面粗糙度6.3um。 機 床：X63臥式銑床 刀 具：硬質合金端面銑刀YG6，Z=6，=90o 計算銑削用量： 1） 銑削深度=4mm 2） 每齒進給量 =0.3mm/z,查書《機械制造工藝手冊》表3-28，P108。 3） 切削速度 查表3-30《機械制造工藝手冊》。取V=1.5m/s即90m/s。根據刀具采用套式面銑刀， 表12-113，P1099《機械加工工藝設計實用手冊》。=100，Z=6。 則 （2-5） 根據X63臥式銑床說明P228附表4-17-1取=300r/min則實際切削速度 （2-6） 當=300r/min時，工作臺每分鐘進給量查附表4-17-2，P229取=600mm/min 4) （2-7） 5) 切削工時的計算： （2-8） 查表7-7，P305《機械制造工藝手冊》。 ｌ =80mm, =0.5(100-)+2=22mm =2mm 6) 輔助時間計算： 查書《機械制造工藝設計手冊》P335表7-29，1）在立式銑床上裝上及取下零件所需的輔助時間為；根據壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為8kg所以取輔助時間為0.89min；2）查書《機械制造工藝設計手冊》P336表7-30，在立式銑床上工作時有關定程的輔助時間，根據加工性質為粗銑及工作臺長度取0.77min；3）工作地點服務及自然需要時間服，取工序時間的4.1%；4）查書《機械制造工藝設計手冊》P337表7-32，準備結束時間為7.6 min； 因此，總的輔助時間為T=0.89+0.77+7.6+9.69×4.1%=9.66min 工序Ⅵ：粗、半精鏜孔φ52H8 工件材料：HT200、金屬型鑄造 加工要求：粗、半精鏜孔φ52H8，表面粗糙度為3.2um 機 床：T4163坐標鏜床 刀 具：刀具材料為硬質合金、YG8、刀桿尺寸為12mm×12mm，長度為500mm。 (一)計算切削用量： 粗鏜孔至φ50.5mm，單邊余量Z=3.25mm，=3.25mm,一次加工 確定進給量 查表3-13，P93《機械制造工藝設計手冊》，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據T4163鏜床主軸進給量。取f=0.15mm/r 根據有關手冊，取V=100m/min則 （2-9） 查表4-7-1，P213《機械制造工藝手冊》。T4163坐標鏜床主軸轉速取=612r/min 鏜削工時：查P299表7-1《機械制造工藝手冊》。 （2-10） 半精鏜孔至φ52mm，單邊余量0.75mm 一次加工 確定進給量 查表3-22，P101《機械制造工藝設計手冊》 根據鏜床主軸進給量取f=0.10mm/r 查表3-19，P98《機械制造工藝設計手冊》。V=1.333-1.83m/min,取V=1.8m/s。 則 （2-11） 根據T4163主軸轉速 工時定額 P299，表7-1《機械制造工藝設計手冊》。 第三章 夾具設計 3.1 夾具的設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計第Ⅵ道工序。 專用夾具是為某工序而特定設計制造的夾具。它優(yōu)點是針對性強，結構簡單，剛性好，操作容易，裝夾容易，生產率高。缺點是設計周期長，產品更新換代后往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用較高。 機床夾具一般由功能相互獨立而又相互聯系的以下六部分組成：1.定位元件或定位裝置。如支承釘、定位鍵、定位銷等。2.夾緊元件或夾禁裝置，它一般由動力裝置（油缸、汽缸等）、中間傳力機構和夾緊元件（壓板、鉤板等）組成。3.對刀或引導元件，它是保證夾具相對刀具的正確的位置，如對刀塊、鉆套、鏜套等。4.夾具體，它與機床有關部件相連接，以確定夾具相對于機床的位置。5.連接元件，確定夾具在機床上的正確位置，如定位鍵、定位銷、螺釘、螺栓等。6.其它元件或裝置，適用于有特殊要求的元件，如分度裝置、上下料裝置等。 設計鏜φ52H8孔工序的專用夾具，夾具用于T4163坐標鏜床，刀具為硬質合金鏜刀，利用鏜桿對孔進行鏜削。 工件的定位原理 自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在生產中，為了調整和控制不可避免產生的應力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。 ①、以工件的平面為基準進行定位時，常采用擋鐵、支撐釘進行定位 ②、工件以圓孔內表面為基準進行定位時常采用銷定位器 ③、工件以圓柱外表面為基準進行定位時常采用V形鐵定位器 ④、利用以定位工件的輪廓對被定位工件進行定位可采用樣板定位器 零件工序圖如下： 圖3-1 “減速箱體”用定位釘和圓銷定位。底面兩個支承釘限制了Z方向的移動自由度與X方向的轉動，擋板上的支承釘限制了Y方向移動以及繞Y、Z軸的轉動，圓銷限制了Y、Z兩個方向的移動，螺旋夾緊器機構夾緊，共限制了6個自由度。分析見上圖3-1。 3.2夾緊裝置的組成及設計要求 夾緊工件的方式是多種多樣的，因而夾緊裝置的結構也是千變萬化的。夾緊裝置一般分為簡單夾緊裝置與復合夾緊裝置兩類。夾緊裝置一般由以下三大部分組成： 3.2.1動力源 在夾具中產生原始作用力的機構稱為動力源。有手動與機動兩類，采用機動夾緊的動力源，是為了減少輔助時間，減輕工人勞動強度，提高生產率。本夾具采用機動液壓夾緊的動力源。 3.2.2中間傳力機構 它是將動力源產生的原始作用力傳遞給夾緊元件的機構稱為傳力機構。有螺旋機構、鉸鏈機構、偏心機構等。本夾具采用螺旋機構。 3.2.3夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。它通過與工件被夾表面直接接觸來實現夾緊的功能，如壓板、壓頭等。本夾具采用鉤形壓板。 鉤形壓板的計算如圖： 圖3-2 壓板回轉時沿圓柱轉過的弧長S （3-1） d-鉤形壓板導向部分直徑mm φ-壓板回轉角度 壓板回轉時的升程 （3-2） β-壓板螺旋槽的螺旋角 β為90° k-壓板升程系數 k=0.94 3.3鏜模導向裝置的設計 采用鏜模鏜孔，孔的位置尺寸精度除了采用剛性主軸加工外都是依靠鏜模導向來保證的，而不決定于機床成形運動的精度。鏜模導向裝置的布置，結構和制造精度是保證鏜模精度的關鍵。 3.3.1導向支架的布置方式 單面后導向 導向支架布置在刀具的后方，刀具與主軸剛性連接。加工＞D的長孔時，刀具導向部分直徑d應小于所加工的孔徑D。這是因為，此時鏜桿能進入孔內，可以減少鏜桿的懸伸量和利于縮短鏜桿長度。 圖3-3 單面后導向 3.3.2鏜套的結構形式 固定式鏜套 它是固定在鏜模的導向支架上，不能隨鏜桿一起轉動。刀具或鏜桿在鏜套內既有相對轉動又有相對移動。它具有外形尺寸小、結構簡單、中心位置準確的優(yōu)點。為了減少鏜套與鏜桿的磨損，一般帶有潤滑油孔，用油槍注油潤滑。 3.3.3鏜桿 1） 鏜桿導向部分 采用開有直槽和開有螺旋槽的導向。這種導向與導套接觸面積小，并有在溝槽中能存屑的優(yōu)點，采用上述導向結構時，切削速度不宜超過20米/分，因此采用這種導向結構的鏜桿直徑一般不大于60毫米。 2） 鏜桿直徑 確定鏜桿直徑時，在考慮到鏜桿剛度的同時，還要考慮到鏜桿和工件孔之間應留有足夠的容屑空間。鏜桿直徑一般選取 ， 在設計鏜桿時，鏜孔直徑D、鏜桿直徑d、鏜刀截面B×B之間一般按表考慮； 查書《機床夾具設計》P140表5-4，取D=52mm、d=40mm、B×B=12×12 3） 鏜桿材料及技術要求 鏜桿要求表面硬度而內部有較好的韌性。因此鏜桿材料多采用45鋼。 鏜桿的導向部分的公差，粗加工采用db,精加工采用db1;鏜桿在500毫米長度內彎曲小于0.01毫米；裝刀的刀孔對鏜桿的不對稱度不大于0.01-0.1毫米，不垂直度不大于0.01-0.02/100，刀孔光潔度一般為； 3.4 切削力與夾緊力的計算 3.4.1切削力的計算 刀具材料為：硬質合金 鏜削力的計算：見表1-2-3，P32《機床夾具設計手冊》。 修正系數 S — 每轉進給量 t — 切削深度 V — 切削速度 表1-2-4 ，P33《機床夾具設計手冊》 在 （3-3） 在 （3-4） 在 （3-5） 查表1-2-6中《機床夾具設計手冊》P33。 主 偏 角 =45° 1.0 1.0 1.0 前 角 =10° 1.0 1.0 1.0 刀 傾 角 =0° 1.0 1.0 1.0 刀尖圓弧半徑 r = 0.5mm 0.87 0.66 1.0 鏜削力： （3-6） （3-7） （3-8） 3.4.2夾緊力的確定 確定一個機構的夾緊力,即確定夾緊力的大小,方向和作用點。它必須通過綜合分析工件的結構特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工過程中所受外力來確定。 1．確定夾緊力作用方向原則 夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度，而且還影響工件夾緊的實際效果。0確定夾緊力方向應考慮以下三點：一是夾緊力的作用方向不應破壞工件的即定位置；二是夾緊力的作用方向應使夾緊力盡可能最小。 本夾具作用方向為向下。 2．確定夾緊力作用點的原則 夾緊力作用點是夾緊元件與工件接觸點處的面積。確定夾緊力作用點是指夾緊力方向已經確定后，來確定作用點的位置、數目及面積。 本夾具的作用點為兩個點。 3．夾緊力大小的確定 夾緊力的大小關系到夾具使用的可靠性、安全性及工件的變形量。夾緊力過小加工過程中工件位置將發(fā)生變動，夾緊力過大將使將使工件產生變形。因此也不能過大。 一套夾具的實際所需夾緊力的計算是一個很復雜的問題，為了簡化計算，一般只考慮切削力對夾緊力的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過程是連續(xù)穩(wěn)定的。 根據靜力平衡原理計算出理論夾緊力W，在乘上安全系數 K即的實際夾緊力數值。 在計算夾緊力時,必須把安全系數考慮在內。 安全系數，其中為1.5—2 —粗加工取1.2，精加工取1 —刀具鈍化系數；取1.1—1.3 —斷續(xù)切削系數，連續(xù)取1 則粗加工安全系數K=1.2×1.7×1.2×1=2.45 鏜削及夾緊力分析圖如下： 圖3-4 方向所需夾緊力 （3-9） 方向所需夾緊力 （3-10） 方向所需夾緊力 （3-11） 則 W（即為運動方向所需夾緊力總和） 3.4.3液壓系統(tǒng)的設計 活塞作用力P的近似計算查書《機床夾具設計手冊》P182表1-6-7； （3-12） 為沿活塞運動方向的夾緊力所要求的作用力總和；既為前面所算W為4181N 為考慮各種損失的有效系數，通常取 查書《機床夾具設計手冊》P183表1-6-8；液壓缸內徑D的計算 （3-13） P-活塞最大作用力 p-油缸工作壓力取2.5-5.0MPa 往復式活塞油缸，推力工作時的缸徑。 P=5226N p=3MPa 查書《機床夾具設計手冊》P183表1-6-8；無桿腔最大流量 （3-14） D為油腔內徑；V1為無桿腔工作時活塞速度（m/min）根據工作需要確定取為2m/min 活塞桿直徑d=0.5D 查表3-1《液壓與氣壓傳動》 缸筒內徑尺寸取50mm ，GB/T2348-1993，則活塞桿直徑d=0.5D=25mm 活塞長度0.6-1D 活塞桿導向長度0.6-1.5d 查書《液壓與氣壓傳動》P67；工作腔有效工作面積 （3-15） F為活塞作用力為5226N， P為油缸工作壓力取3MPa； 查書《液壓與氣壓傳動》P67實際工作壓力（液壓缸） （3-16） F為活塞作用力為5226N D為油腔內徑為50mm； 查書《機床夾具設計手冊》P182表1-6-7；油流量計算 （3-17） 為活塞最大移動速度（m/min），F為活塞有效工作面積( )； 查書《液壓傳動》P75，油缸端蓋螺栓驗算： 螺栓直徑 （3-18） F —液壓缸負載 —擰緊系數 Z—固定螺栓個數 為材料屈服極限 查書《液壓傳動》P75，活塞桿直徑校核： （3-19） F活塞桿作用力 [σ]材料許用應力 3.5定位誤差的分析與計算 由于工件定位所造成的加工面相對其工序基準的位置誤差簡稱定位誤差，以表示。對夾具設計中采用的某一定位方案,只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3,或滿足前述,見書《機械制造技術基礎》P163；即可認為該定位方案符合加工精度的要求.在加工時夾具相對刀具及切削成形運動的位置經調整后不在變動，因此可以認為加工面的位置是固定的，在這種情況下，加工面對其工序基準位置誤差必然是工序基準的位置變動所造成的。造成定位誤差的原因是基準位置誤差與不重合誤差。查書《機械制造技術基礎》P165， 本工件是以端面及孔為定位基準，消除五個自由度，用短圓柱銷對孔及端面定位；再用鉤形壓板壓緊。 本夾具采用銷定位，銷放置于定位板上，限制了工件的上下垂直方向位置的移動，而使工件水平位置不會變動；因此基準位置無變動，；而且定位基準與工序基準重合是同一個基準，因此。 定位誤差分析如下圖： 圖3-5 3.6夾具設計與操作的簡要說明 3.6.1夾具體方式的確定 ????夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。 ?①、具有足夠的強度和剛度。 ②、結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。 ③、安裝穩(wěn)定牢靠。 ④、結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗 ⑤、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 ⑥、清理方便。 夾具體毛坯制造方法的選擇?? 綜合考慮結構合理性、工藝性、經濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體； 夾具體的外形尺寸?? 在繪制夾具總圖時，根據工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設計，再根據強度和剛度要求選擇斷面的結構形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚30mm，長度326mm，寬度128mm；根據設計要求，夾具體上設計有螺孔、銷孔，并且要求定位件和夾緊機構的銷孔在裝配時配作。 3.6.2夾具的精度要求 夾具的精度都應比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度儲備或精度裕度。精度裕度用來補償加工中的各項誤差及定位、導向元件的磨損。當然精度裕度越大，加工工件的質量越穩(wěn)定，夾具的易損件的使用壽命也越長。但從另一方面看，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度越高，從而會急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，夾具制造的精度越小，將會使夾具在夾具中易損件〔主要是定位、導向元件〕需頻繁地更換，維修周期短，增加維修費用，從而增加了工件的加工成本。所以夾具精度的設計準則是：應使夾具的設計精度與工件的加工精度要求相適應，不可盲目地提高夾具的精度要求。但多大的 經濟裕度才算合適呢？從原則上講對加工精度要求高的工件，夾具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即減小夾具的經濟裕度。這雖然會使易損件使用期限縮短，更換頻繁，但仍比提高夾具的制造精度經濟、合理。對加工精度要求不高的工件，夾具的設計精度要求應以夾具制造車間的平均經濟精度為下限而不必過低。 3.6.3夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護 （1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置； （2）如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復；如果擋板、插銷、支承釘磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部