重型砂輪機(jī)頭架零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)【含圖紙+文檔全套】

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In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keywords：Technical instruction, position error ,clump , the surplus of processing ,clamp strength 目 錄 摘 要 I 緒 論 1 第1章 砂輪頭架的分析及毛坯的確定 2 1.1 砂輪頭架的作用和工藝分析 2 1.1.1 零件的作用 2 1.1.2 零件的工藝分析 3 1.2 零件毛坯的確定 3 1.2.1 毛坯材料的制造形式及熱處理 3 1.2.2 毛坯結(jié)構(gòu)的確定 4 第2章 砂輪頭架的加工工藝設(shè)計(jì) 6 2.1 工藝過程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問題 6 2.1.1 加工方法選擇的原則 6 2.1.2 加工階段的劃分 6 2.1.3 加工順序的安排 7 2.1.4 工序的合理組合 8 2.2 基準(zhǔn)的選擇 8 2.2.1 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的具體選擇原則 8 2.2.2 選擇本題零件的基準(zhǔn) 9 2.3 砂輪頭架的工藝路線分析與制定 10 2.3.1 工序順序的安排的原則 10 2.3.2 工藝路線分析及制定 10 2.4 機(jī)械加工余量 13 2.4.1 影響加工余量的因素 13 2.4.2 機(jī)械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的確定 13 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 16 2.5.1 工序一 粗銑2-?6H6/f5mm，2-?15H6f5，?100H6f5，?90?114孔 16 2.5.2 工序二 精鏜2-?6H6/f5mm，2-?15H6f5，?100H6f5內(nèi)孔，精銑?90?114內(nèi)孔 19 2.5.3 工序三 線切割外形尺寸 20 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 23 3.1 定位基準(zhǔn)及定位元件的選擇 23 3.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 23 3.3 定位誤差分析與計(jì)算 24 3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 25 致 謝 26 參考文獻(xiàn) 27 附 錄 28 緒 論 一、設(shè)計(jì)目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等院校學(xué)生在學(xué)完了大學(xué)所有科目，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)能力與處理事情的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，能以最快的方式讓學(xué)生與社會(huì)接軌，讓學(xué)生有這獨(dú)立處理好事情的能力，給以后的工作技術(shù)崗位多一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)打好良好的基礎(chǔ)。 另外，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是大學(xué)期間最后一項(xiàng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)使學(xué)生在下述各方面得到鍛煉，與進(jìn)步： 1.熟練的運(yùn)用機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)和其他有關(guān)課程中的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的分析和解決某一個(gè)零件在加工中基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬訂以及工件的定位、夾緊，工藝尺寸確定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 2.通過夾具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(包括設(shè)計(jì)計(jì)算、工程制圖等方面)的能力。 3.能比較熟練的查閱和使用各種技術(shù)資料，如有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)、規(guī)范等。 4.在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立工作的能力和良好的工作態(tài)度。 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 1.完成砂輪頭架的零件圖。 2.完成砂輪頭架工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.完成砂輪頭架加工工藝卡 4.機(jī)床專用夾具裝備總圖 5.撰寫設(shè)計(jì)說明書  第1章 砂輪頭架的分析及毛坯的確定 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證與質(zhì)量保證。 在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，與不同意性，不肯能質(zhì)用一種加工方式與加工機(jī)床，用某一種加工方法就能完成的，而是要經(jīng)過合理的加工工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要了解零件的結(jié)構(gòu)域與用途，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，對(duì)零件的特性選擇合適的加工方法，還要合理地有效的安排加工順序，逐步地把零件加工出來。對(duì)于某個(gè)具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益來看，可能其中有種方案比較合理且切實(shí)可行節(jié)約更多的成本。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬訂較為合理的工藝過程。 1.1 砂輪頭架的作用和工藝分析 1.1.1 零件的作用 題目所給的是上用的的一個(gè)零件.該零件的主要作用是起支撐，固定作用。 .1.2 零件的工藝分析 砂輪頭架由毛胚加工而成,并且配合孔之間的孔距有一定的位置要求,現(xiàn)分別敘述如下: 一、選擇一塊鑄件：,以及45X213的鍵槽,并且點(diǎn)所有的中心孔，這樣一次性加工完，可以有效的保證孔距之間的公差。 二、以鑄件52的外圓為基準(zhǔn)：將零件車好，保證尺寸到位。 三丶以30內(nèi)孔的中心為基準(zhǔn)，將剩余的孔用鉆床鉆完，螺紋孔進(jìn)行攻絲。 由上述分析可知，有三次加工，一，將毛胚加工成半成品接近成品尺寸，二，將毛胚進(jìn)行精加工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸，三，用專用的夾具進(jìn)行加工。 1.2 零件毛坯的確定 1.2.1 毛坯材料的制造形式及熱處理 一、砂輪頭架材料為:灰鑄件，在紙品包裝機(jī)工作過程中起傳動(dòng)作用,所受的動(dòng)載荷和交變載荷較小.由于零件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,故可以采取規(guī)整的毛胚料，這樣有助于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量. 規(guī)整毛胚料的采購(gòu)： 1.市場(chǎng)中的規(guī)整板料是以整數(shù)批發(fā)的。 2.根據(jù)零件的大小我們可以選擇鑄件 二、毛坯的熱處理 灰鑄件鋼中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在毛胚中，，引起應(yīng)力集中也大；因此，使石墨片得到細(xì)化，并改善材料的分布?？刹捎檬嘶?，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織真強(qiáng)硬度，以便于切削加工。 1.2.2 毛坯結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)零件材料確定毛坯灰鑄件毛胚料。又由題目已知零件為砂輪的一部分。其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。毛坯的選用方法：選擇灰鑄件的毛胚料。為了避免造成不必要的材料浪費(fèi)，我們應(yīng)該選擇最接近零件尺寸的毛胚料，所以我應(yīng)該選擇鑄件的毛胚料。 由參考文獻(xiàn)可知，該種毛胚的尺寸公差等級(jí)CT為8～10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)，因選取尺寸公差等級(jí)ct為10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。 由參考文獻(xiàn)用查表法確定參考面的總余量如表1-1所示。 表1-1 各加工表面總余量（mm） 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量 說明 A面 140 G 4.0 底面，單側(cè)加工 B面 80 H 5.0 大側(cè)加工 由參考文獻(xiàn)可知毛胚主要尺寸的公差，如表1-2所示。 表1-2 毛坯主要尺寸及公差（mm） 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT A面中心距尺寸 100 4.0 104 3.2 B面 80 5.0 75 1.6 27 第2章 砂輪頭架的加工工藝設(shè)計(jì) 2.1 工藝過程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問題 2.1.1 加工方法選擇的原則 （1） 所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的經(jīng)濟(jì)、精度要求，時(shí)間快慢，質(zhì)量保證相適應(yīng)。 （2） 所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度，表面相互位置精度要求。 （3） 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。 （4） 加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 （5） 所選加工方法企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備條件和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。 2.1.2 加工階段的劃分 為保證零件加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力，機(jī)械加工工藝過程一般可分為一下幾個(gè)階段： 1.粗加工階段 主要任務(wù)是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡可能接近成品。因此，此階段應(yīng)采取措施盡可能提高生產(chǎn)率節(jié)約加工時(shí)間。 2.半精加工階段 完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，減少?gòu)U品的報(bào)廢率。 3.精加工階段 保證各主要表面達(dá)到圖樣的全部技術(shù)要求，此階段的主要目標(biāo)是保證加工質(zhì)量。 4.光整加工階段 對(duì)質(zhì)量要求很高的表面，應(yīng)安排光整加工，以進(jìn)一步提高尺寸精度和減少表面粗糙度。但一般不能用以糾正形狀誤差和位置誤差。 通過劃分加工階段：（1）可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工誤差，保證加工質(zhì)量。（2）可以合理使用機(jī)床設(shè)備。（3）便于安排熱處理工序，使冷熱加工工序配合得更好防止工件變形。（4）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時(shí)修補(bǔ)或決定報(bào)廢，以免因繼續(xù)盲目加工而造成工時(shí)浪費(fèi)導(dǎo)致延誤客戶節(jié)點(diǎn)。 2.1.3 加工順序的安排 零件的加工順序包括切削加工順序、熱處理先后順序及輔助工序。在擬定工藝路線時(shí)，工藝人員要全面地把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮。 一、機(jī)械加工順序的安排原則 1.基面先行 2.先主后次 3.先粗后精 4.先面后孔 有些表面的最后精加工安排在部裝或總裝工程中進(jìn)行，以保證較高的配合精度與質(zhì)量保證。 二、熱處理工序的安排 熱處理工序在工藝路線中的位置安排，主要取決于零件材料及熱處理的目的。 預(yù)熱處理的目的是改善材料的切削工藝性能、消除殘余應(yīng)力和為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的殘余應(yīng)力：調(diào)質(zhì)一般安排在粗加工和半精加工之間進(jìn)行，注意工件變形為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備：時(shí)效處理用以消除毛坯制造和機(jī)械加工中生產(chǎn)的內(nèi)應(yīng)力。 最終熱處理的目的是提高零件的強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性及防腐美觀等。淬火及滲碳淬火、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前進(jìn)行；由于調(diào)質(zhì)后零件的綜合機(jī)械性能較好，對(duì)某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作為最終熱處理，其工序位置安排在精加工之前進(jìn)行；表面裝飾性鍍層、發(fā)藍(lán)處理，在機(jī)械加工完畢后進(jìn)行。 三、輔助工序的安排 輔助工序主要包括：檢驗(yàn)、清洗、去毛刺、去磁、到棱邊、涂防銹油及平衡等。其中檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施。除各工序操作者自檢外，在關(guān)鍵工序之后、送往外車間之前、粗加工結(jié)束之后，精加工之前、零件全部加工結(jié)束之后，一般均安排檢驗(yàn)工序以免浪費(fèi)時(shí)間。 2.1.4 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的本原則： 1.工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大工藝線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 2.工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，一定的程度減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也相對(duì)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制中批及大批大量生產(chǎn)中多采用工序工序分散的加工原則生產(chǎn)中可以采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和通用夾具，組織流水線生產(chǎn)。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 2.2.1 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的具體選擇原則 一、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)該優(yōu)先保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量大小，同時(shí)要為后續(xù)工序提供較高的精基準(zhǔn)。一般按下列原則選擇： 1.為確保不加工面和加工面之間的位置要用該優(yōu)先選擇不加工表面作粗基準(zhǔn)如果零件上有多個(gè)不加工表面，則應(yīng)以其中與加工表面相互位置要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 2.合理分配個(gè)加工面的余量。 3.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。 4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有缺痕，尺寸相似度不大，沒有毛刺飛邊，定位精度高。 二、精基準(zhǔn)的選擇 1.基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)該優(yōu)先選擇加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，這樣可以保證加工零件精準(zhǔn)度高，誤差率小。 2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 在零件進(jìn)行加工過程中，理應(yīng)選擇相同定位基準(zhǔn)面，盡可能的保證用同一組定位平面進(jìn)行定位。 3.自為基準(zhǔn)原則 當(dāng)精加工時(shí)，加工余量小并且分布均勻理應(yīng)選擇加工表面作為定位基準(zhǔn)面，稱為自為基準(zhǔn)原則。 4.互為基準(zhǔn)原則 相對(duì)于加工表面精度相仿度較高，位置精度也較高，這稱為互為基準(zhǔn)原則。 5.便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位精準(zhǔn)、安全，夾緊方便可靠。精基準(zhǔn)應(yīng)該是精度較高、表面粗糙度較小、支撐面積較大的表面重復(fù)定位高。 三、輔助基準(zhǔn)的選擇 選擇輔助基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)盡可能使工件安裝定位方便，便于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，便于加工節(jié)約加工時(shí)間。 2.2.2 選擇本題零件的基準(zhǔn) 一、粗基準(zhǔn)的選擇原則 按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，當(dāng)零件有不加工的面時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選擇不加工的面作為基準(zhǔn)，當(dāng)零件有多個(gè)面不用加工時(shí)，理應(yīng)優(yōu)先選擇位置精度相仿的面作為基準(zhǔn)面，現(xiàn)取毛胚的52外圓端面為基準(zhǔn) 二、精基準(zhǔn)的選擇原則 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重復(fù)定位的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸轉(zhuǎn)換。?52孔和A面既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)，用它們做精基準(zhǔn)，能使加工達(dá)到較高的精度要求，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝規(guī)程路線遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，A面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠，操作方便。 由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故應(yīng)該采用CNC機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序簡(jiǎn)單來提高生產(chǎn)率，除此之外還應(yīng)節(jié)約時(shí)間降低生產(chǎn)成本。 2.3 砂輪頭架的工藝路線分析與制定 2.3.1 工序順序的安排的原則 1.對(duì)于形狀復(fù)雜尺寸較大的毛坯，先安排外形加工工序，為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn) 2.按“先基準(zhǔn)后其他”的順序，首先加工精基準(zhǔn)面 3.在重要表面加工前應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正 4.按“先主后次，先粗后精”的順序 5.對(duì)于與主要表面有位置精度要求的另一個(gè)表面應(yīng)安排在主要表面加工之后優(yōu)先考慮加工 2.3.2 工藝路線分析及制定 一、工藝路線方案一 工序一：粗車外形尺寸 工序二：粗車?52，?52的孔 工序三：精車?52，?52的孔。 工序四：鉆?30的通孔，锪8-?10mm的沉頭螺栓孔。 工序五：鉆-M6的螺紋孔。 工序六：精銑R110的圓弧。 工序七：鉆削通孔?35mm，擴(kuò)、鉸孔?35H7()mm,锪沉頭螺栓孔?38mm和?43mm。 工序九：打磨端面 工序十：攻螺紋M6。 工序十一：終檢。 二、工藝路線方案二 工序一：粗車?52，?52的孔。 工序二：精車?52，?52的孔。 工序三：鉆?30的通孔，锪8-?10mm的沉頭螺栓孔。 工序四：鉆-M6的螺紋孔。 工序五：精銑R110的槽與?35，36的內(nèi)孔。 工序六：線切割割外形尺寸。 工序七：攻螺紋M6。 工序八：打磨端面。 工序九：終檢。 三、工藝方案分析 工藝方案路線一：本路線是先加工外形后加工孔，再以加工后的平面來加工孔。這樣減少了工件因?yàn)槎啻窝b夾而帶來的誤差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因零件外形異型不好加工需要多次裝夾，則容易引起?30mm的孔在加工過程中引偏。使?30mm的內(nèi)孔與其他孔之間的孔距受到影響，導(dǎo)致零件發(fā)現(xiàn)裝配誤差，形成廢品。工藝路線方案二則是先加工孔再線切割外形。本工藝路線可以減小零件的裝夾次數(shù)減少?35mm孔的距離誤差，以及?35mm與其他孔之間的孔距誤差，使零件能更好的裝配，還可以避免工藝路線一所留下的部分缺陷（即：工藝路線一中的工序六加工后再加工下面的工序的話，會(huì)由于工序六降低了工件的剛度，使后面的加工不能保證加工質(zhì)量和加工要求）。 四、工藝方案的確定 由上述分析，工藝路線二優(yōu)點(diǎn)大雨工藝路線一，可以選擇工藝路線二進(jìn)行加工，在工藝路線一中也存在問題，裝夾次數(shù)高，所以會(huì)導(dǎo)致重復(fù)定位精度誤差較大，所以我們得出如下的工藝路線： 工序一：面銑端面，余量0.5mm。 工序二：以XY單邊為基準(zhǔn)粗銑?52，?52的內(nèi)孔，余量0.5mm。 工序三：精車?52，?52的內(nèi)孔。 工序四：粗精銑R110槽與?35，?36的內(nèi)孔。 工序五：線切割外形，尺寸到位。 工序六：鉆削?30mm的通孔，锪沉頭螺栓孔8-?10mm。以?100mm內(nèi)圓為基準(zhǔn)，選用擺臂零件專用夾具。 工序七：轉(zhuǎn)銷6-M6的螺紋孔。以孔?100mm的內(nèi)孔為基準(zhǔn)。選用Z5150立式鉆床和擺臂零件專用夾具。 工序八：鉆削4-?8.5的孔，以?100mm內(nèi)圓為基準(zhǔn)。選用Z5150立式鉆床和擺臂零件專用夾具。 工序九：鉆削4-?5的孔，以?100mm內(nèi)圓為基準(zhǔn)。選用Z5150立式鉆床和擺臂零件專用夾具。 工序十：鉆削2-?6.5的孔，以?100mm內(nèi)圓為基準(zhǔn)。選用Z5150立式鉆床和擺臂零件專用夾具。 工序十一：攻螺紋6-M6。 工序十二：精磨端面尺寸到位。 工序十三：終檢。 2.4 機(jī)械加工余量 工藝路線確定以后，就能合理的安排加工。工序尺寸的確定與工序的加工余量有關(guān)。加工余量是指加工過程中從加工表面所保留的與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的求差。余量有由工序余量和加工總余量之分。工序余量是同一被加工表面相鄰的兩個(gè)工序加工尺寸的差別；就相當(dāng)于加工工件的尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。 2.4.1 影響加工余量的因素 確定加工余量的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下，越小越好。在確定時(shí)應(yīng)該考慮一下因素： 1.上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度和表面的磕碰與質(zhì)量問題。 2.上道工序的尺寸公差。 3.上道工序留下的空間位置誤差。 4.本工序的裝夾誤差。 2.4.2 機(jī)械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的確定 左支座零件的材料是45號(hào)鋼，抗拉強(qiáng)度為195Mpa-200Mpa，零件的毛坯質(zhì)量為6.5kg。零件的生產(chǎn)類型是中批生產(chǎn)；所以理應(yīng)去鋼材市場(chǎng)批發(fā)采購(gòu)規(guī)整的毛胚材料，購(gòu)買毛胚材料尺寸去整數(shù)。 由上述原始資料及加工工藝分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.?100mm大端其加工尺寸為140mm×140mm的平面。保證高度尺寸100mm。此尺寸是自由尺寸表面粗糙度值Ra=3.2μm，需要精加工。根據(jù)《機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》成批生產(chǎn)鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)，可得：金屬模機(jī)械砂型鑄造成型的灰鑄鐵加工余量等級(jí)可取8～10級(jí)我們?nèi)?級(jí)，加工余量MA取G級(jí)，鑄件尺寸公差可得1.8mm的鑄造尺寸公差，可得2.5mm的加工余量。 2.?100mm孔內(nèi)表面，其加工深度為20mm，表面粗糙度值Ra=1.6μm.需要精鉸和珩磨，所以余量應(yīng)該是0.25mm。 三、?100mm孔大端端面6個(gè)螺栓孔。只需要鉆底孔和锪沉頭孔即可。則加工余量為： 鉆削?6.5mm的通孔 雙邊加工余量2Z＝13mm 锪沉頭孔?10mm 雙邊加工余量2Z＝7mm 四、內(nèi)表面2-?6mm、2-?15mm、?100mm加工余量，這些內(nèi)表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分別為： 1.鉆削?6mm的通孔 雙邊加工余量2Z＝21mm 2.?15mm內(nèi)表面 （1） ?14擴(kuò)孔到?14.4mm 雙邊加工余量2Z＝3.7mm （2） ?14.4mm鉸孔到?14.8mm 雙邊加工余量2Z＝0.2mm （3） ?14.8mm珩磨到?15mm 雙邊加工余量2Z＝0.1mm 3.?10mm的沉頭孔，可以一次性锪成型。 則雙邊加工余量2Z＝17mm 4.?10mm的沉頭孔，也可以一次性加工出來。 則雙邊加工余量2Z＝22mm 五、尺寸為24mm的橫、縱兩條槽，每一條槽都可以一次性銑削成型，則雙邊加工余量2Z＝5mm。 六、M10-H7和M8-H72個(gè)螺紋孔，機(jī)加工車間只需要加工螺紋的底孔，攻螺紋的工作可以放在鉗工室。則： 1.M10-H7的底孔加工的直徑為?8.5mm 雙邊加工余量2Z＝8.5mm 2.M8-H7的底孔加工的直徑為?6.8mm 雙邊加工余量2Z＝6.8mm 七、內(nèi)孔?35mm的加工余量計(jì)算： 1.內(nèi)孔?35mm為9級(jí)加工精度，毛坯重量約為6.5Kg?！稒C(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)械加工余量可以得到內(nèi)圓的單邊加工余量為Z＝2.5mm。機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》鑄件公差，可得：IT＝1.6mm。 2.珩磨加工余量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》珩磨的加工余量，可得：珩磨的單邊加工余量Z＝0.05mm。 3.精鏜加工余量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》擴(kuò)孔、鏜孔、鉸孔的加工余量Z＝1.5mm～2.0mm。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》臥式鏜床的加工公差，可得：IT＝±0.02mm～±0.05mm。這里取±0.02mm。 4.粗鏜加工余量：除珩磨的加工余量和精鏜的加工余量剩下的余量都給粗鏜。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》臥式鏜床的加工公差，可得IT＝±0.1mm～±0.3mm，我們這里取±0.1mm。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，所以規(guī)定有加工余量公差，所以加工余量就是名義是名義上的余量，實(shí)際的濟(jì)公余量會(huì)有出入。 由于本次設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批生產(chǎn)，應(yīng)該采用大規(guī)模批量加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)該按照調(diào)整法加工方式予確定。 由此可知： 毛坯的名義尺寸：80-2.5×2＝75mm 毛坯的最大尺寸：75-0.8＝74.2mm 毛坯的最小尺寸：75＋0.8＝75.8mm 粗鏜后最小尺寸：80-1.5×2＝77mm 粗鏜后最大尺寸：77+0.1＝77.1mm 精鏜后最小尺寸：80-0.05×2＝79.9mm 精鏜后最大尺寸：79.9＋0.02＝79.92mm 珩磨后尺寸與零件圖紙尺寸相同，即：?100mm 最后將上述的計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成下表2-1： 表2-1 ?100mm孔的加工余量計(jì)算（單位：mm） 工序 加工尺寸公差 毛坯?100H6f5 粗鏜 精鏜 珩磨 加工前 最大 98 99 99.8 最小 98.8 99.1 99.82 加工后 最大 94.2 97 99.8 100 最小 95.8 97.1 99.82 100.087 加工余量（單邊余量） 2.5 最大 1.8 1.41 0.1435 最小 0.6 1.25 0.1 加工公差（單邊） 1.6／2 0.2／2 0.04／2 0.087／2 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1 工序一 面銑端面，余量0.5mm。 本工序采用計(jì)算法確定切削用時(shí) 1.數(shù)據(jù)的確定 加工材料：45號(hào)鋼。 加工要求：粗銑毛胚的大端面。 機(jī)床和夾具：X52K立式升降臺(tái)銑床專用夾具，用XY單邊為基準(zhǔn)。 刀具： 材料為YG6，D=160mm,L=45mm,d=60mm,Z=16,β＝10°，γ＝15°，α＝12°。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》常用銑刀參考幾何角度和鑲齒套式面銑刀，可得以上的參數(shù)。并查出銑刀的刀具耐用度為T＝10800s。 2.計(jì)算切削用量 確定毛胚大端端面最大加工余量，已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量Z＝0.5±0.08mm，毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量Z＝7.1mm。但是實(shí)際上此平面還要進(jìn)行精銑所以不用全部加工，留1.5mm的加工余量給后面的精加工。因此實(shí)際大端端面的加工余量可以按照Z=5.6mm計(jì)算。可以分兩次加工則每次加工的加工余量Z＝2.8mm。銑削的寬度為140mm，則可以分兩次加工，所以也留了加工余量Z＝3mm。長(zhǎng)度方向的加工按照IT＝12級(jí)計(jì)算，則取0.4mm的加工偏差。 確定進(jìn)給量f：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》端銑刀（面銑刀）的進(jìn)給量，由刀具材料為YG6和銑床功率為7.5KW，可?。篺=0.14～0.24mm/z，這里取0.2mm/z 3.計(jì)算切削速度 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》各種銑削速度及功率的計(jì)算公式： v＝ 其中：K＝KKKKKKKK，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力和切削功率修正系數(shù)，可得：K＝1.0，K＝1.0，K＝1.0，K＝1.05，K＝1.0，K＝0.86，K＝1.0，K＝0.8，則：K＝KKKKKKKK＝1.0×1.0×1.0×1.05×1.0×0.86×1.0×0.8＝0.7224。則切削速度為： v＝＝＝0.994m/s ＝59.64m/min 4.計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 n＝＝V＝＝118.65r/min 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑床（立式、臥式、萬能）主軸轉(zhuǎn)速，與118.65r/min相近的轉(zhuǎn)速有118r/min和150r/min，取118r/min，若取150r/min則速度太大。 則實(shí)際切削速度： v＝＝59.31m/min 5計(jì)算切削工時(shí) 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算，可得： t＝＝ 其中當(dāng)≤0.6時(shí)，＝+（1～3），這里＝0.4375， 則：＝+（1～3）＝82mm，＝2～5mm取4mm,＝140mm。 f＝0.2×16×118＝377.6 mm／min查《機(jī)械加工工藝手 冊(cè)》銑床(立式、臥式、萬能)工作臺(tái)進(jìn)給量，可取375mm／min。 t＝＝＝2.411min 6.計(jì)算機(jī)床切削力 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》圓周分力 的計(jì)算公式，可得： ＝ 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力、切削功率修正系數(shù)，可得＝1.0，則： ＝ ＝ ＝2873.2N 7.機(jī)床機(jī)加工的驗(yàn)證 （1） 驗(yàn)證機(jī)床切削功率 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》各種銑削切削速度及功率計(jì)算公式，可得： ＝ 其中：K＝KKKKK，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》工件材料強(qiáng)度、硬度改變時(shí)切削速度、切削力、切削功率修正系數(shù)和其他使用條件改變時(shí)切削速度、切削力及切削功率修正系數(shù)，可得：K＝1.0，K＝0.8，K＝1.14，K＝0.79，K＝1.0，則： K＝KKKKKK＝1.0×0.8×1.14×0.79×1.0＝0.72048，則機(jī)床切削功率為： ＝＝2.05KW 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑床（立式、臥式、萬能）參數(shù)，可得X52K銑床的電機(jī)總功率為9.125KW，主電機(jī)總功率為7.5KW，所以機(jī)床的功率足夠可以正常加工。 （2） 驗(yàn)證機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力＝2873.2N。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》各種銑刀水平分力、垂直分力、軸向力與圓周分力的比值，可得：a＝（0.4～0.8）mm，a＝（0.1～0.2）mm/z，不對(duì)稱銑刀銑削順銑，水平分力/＝（0.15～0.3），/＝（0.9～1.0），/＝（0.5～0.55）。則?。篎＝0.2＝0.2×2873.2＝574.64N， F＝0.9＝0.9×2873.2＝2585.88N， F＝0.5＝0.5×2873.2＝1436.6N。 查取機(jī)床工作臺(tái)的摩擦系數(shù)μ＝0.1可得切削刀具在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作力F F＝F+μ（F++）＝574.64+0.1×（2873.2+2585.88+1436.6） ＝574.64＋689.568＝1264.208N 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以承受的最大縱向力為1436.6N，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可以正常工作。 2.5.2 工序二 粗銑2-?6，2-?15，?100mm的孔。 機(jī)床和夾具：X52K立式升降臺(tái)銑床專用夾具，以XY單邊為基準(zhǔn)。 刀具：材料為YG6，D=160mm，L=45mm，d=50mm，Z=16，β＝10°，γ＝15°，α＝12°。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》常用銑刀參考幾何角度和鑲齒套式面銑刀?？傻靡陨系膮?shù)。并查出銑刀的刀具耐用度為T＝10800s。 銑削深度mm，銑削寬度為：140mm可以分兩次切削。 去定進(jìn)給量f：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》端銑刀（面銑刀）的進(jìn)給量，有刀具的材料為YG6和銑床的功率為7.5KW，可得：進(jìn)給量分f＝0.2～0.3mm/z，此處取0.2mm/z。 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）銑削用量可得：v＝2.47m/s＝148.2m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為： n＝＝＝295r/min 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑床（立式、臥式、萬能）主軸轉(zhuǎn)速，與295r/min相近的轉(zhuǎn)速有235r/min和300r/min。取300r/min，若取235r/min。則速度損失太大。 則實(shí)際切削速度為 v＝＝150.8m/min 實(shí)際進(jìn)給量為： f＝16×300×0.2＝960mm／min 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑床（立式、臥式、萬能）工作臺(tái)進(jìn)給量，可取：f＝950mm/min。＝＝0.198mm/z。 計(jì)算銑削工時(shí)： 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算，可得： t＝ 其中當(dāng)≤0.6時(shí)，＝+（1～3），這里＝0.4375。則＝140mm，＝82mm；mm；取5mm。 則：t＝＝＝0.476min 2.5.3 工序三 精鏜2-?6，2-?15，?100mm的孔。 選用T611臥式鏜床和壓板。 刀具：材料為B＝1W18Cr4V，6mm，H＝16mm，L＝200mm，l＝80mm，d＝16mm，K＝60°。參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》鏜刀可以得刀以上數(shù)據(jù)。 確定?100H9的最大加工余量，已知毛坯厚度方向的加工余量為Z＝2.5mm±0.8mm，考慮3°的拔模斜度，則厚度方向上的最大加工余量是Z＝8.54mm，由于后面要精銑核珩磨則加工余量不必全部加工，留給后面的精鏜的加工余量Z＝1.5mm，珩磨的加工余量留Z＝0.05mm。則加工余量可以按照Z＝6.94mm，加工時(shí)分兩次加工，每次加工的銑削余量為Z＝3.5mm。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》鏜刀時(shí)的進(jìn)給量及切削速度，可得進(jìn)給量f＝0.35～0.7mm/r，切削速度v＝0.2～0.4m/s。參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》臥式鏜床主軸進(jìn)給量，取進(jìn)給量f＝0.4mm/r，切削速度v＝0.3m/s＝18m/min。 則主軸的轉(zhuǎn)速n n＝ ＝＝71.4r/min 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，可得與76.4r/min相近的轉(zhuǎn)速有80r/min和64r/min，取80r/min，若取64r/min則速度損失太大。 則實(shí)際切削速度: v＝＝18.85m/min 計(jì)算銑削加工工時(shí)： t＝＝ 其中：；mm；。則銑削時(shí)間為： t＝＝＝7.432min 2.5.4 工序四 線切割 選用T611線切割和壓板，以XY單邊為基準(zhǔn)。 刀具：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》線絲，可以選擇B=12mm,H=16mm,L=80,d=12mm,＝45°。刀具材料為YG8。 確定進(jìn)給量, 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》鏜刀及切削速度，可得：進(jìn)給量f＝0.15～0.25mm／r，切削速度v＝2.04m／s。參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》線切割進(jìn)給量，取進(jìn)給量f＝0.19mm／r。 切削速度： v＝2.04m／s＝122.4m／min 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速： v＝＝v＝＝497r/min 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》線切割進(jìn)給速度，可得與497r/min相近的轉(zhuǎn)速有400r/min和500r/min，取500r/min。若取400r/min則速度損失太大。 則實(shí)際切削速度： v＝=123.2m/min 計(jì)算切削時(shí)間： 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》線切割的機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算，可得： t＝＝ 其中：＝100mm；＝3mm；mm；。則線切割時(shí)間為： t＝＝1.14min 其余工步切削用量及基本工時(shí)計(jì)算從略 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中為左支座設(shè)計(jì)一臺(tái)專用夾具，以便在加工過程中提高工作效率、保證加工質(zhì)量。砂輪頭架在本次夾具設(shè)計(jì)為沉頭孔和剩余通孔和4個(gè)孔螺栓孔的加工專用夾具。專用夾具的特點(diǎn)：針對(duì)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好、容易操作、裝夾速度快、以及生產(chǎn)效率高和定位精度高。 利用本夾具主要用來鉆、锪加工頂面的多個(gè)孔。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對(duì)?35孔的孔距公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.1 定位基準(zhǔn)及定位元件的選擇 由零件圖可知：根據(jù)頂面剩余孔的軸線與?35mm孔的尺寸要求，在對(duì)孔進(jìn)行加工前，?35mm孔及其大端端面已按其加工技術(shù)要求加工，因此，?35mm孔及其大端端面定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）來滿足其面上剩余孔加工的尺寸要求。 3.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： 切削力公式： 式中 ， 即： 實(shí)際所需夾緊力：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 ，， 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力： 式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得： ，，，， 其中： 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：原動(dòng)力計(jì)算公式： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.3 定位誤差分析與計(jì)算 該夾具以?35孔及其大端端面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由《互換性與技術(shù)測(cè)量》可知： 取m（中等級(jí)）即 ：尺寸偏差為、 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： (1) 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 (2) 夾緊安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小。即： (3) 磨損造成的加工誤差：通常不超過 (4) 夾具相對(duì)刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 本夾具用于在鉆床上加工?30mm的沉頭孔的大端端面的螺栓孔與其他孔。工件以?35孔及其大端端面為定位基準(zhǔn)，在定位銷（心軸）和壓緊元件以及防轉(zhuǎn)銷上實(shí)現(xiàn)完全定位。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊圈,以便裝卸。本夾具總體的感覺還比較緊湊。 致 謝 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)?shí)際的設(shè)計(jì)工作有了進(jìn)一步的了解，對(duì)資料的查詢與合理準(zhǔn)確的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的選擇、鉆床夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的了解為我以后的工作之路鋪墊了基礎(chǔ)。 1.本次設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，充分的運(yùn)用了大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，也是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程的一個(gè)升華過程。 2.掌握了設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)夾具的結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械加工有了深刻的認(rèn)識(shí)和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了正確的設(shè)計(jì)思路和獨(dú)立解決問題的能力，同時(shí)提升了運(yùn)用知識(shí)和增強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手的能力。 3.進(jìn)一步規(guī)范了國(guó)家的制圖標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱相關(guān)資料的本領(lǐng)。 由于本人水平有限，加之時(shí)間短，經(jīng)驗(yàn)少。文中定有許多不敬人意之處，請(qǐng)老師給予指正和教導(dǎo)，本人虛心接受老師的知道，并表示感謝。同時(shí)也要感謝X老師在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)與幫助！ 參考文獻(xiàn) [1] 趙翠蓮. 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