工藝夾具-十字頭零件的工藝規(guī)程
工藝夾具-十字頭零件的工藝規(guī)程,工藝,夾具,十字頭,零件,規(guī)程
四 川 理 工 學 院
畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書
題 目 十字頭零件的工藝規(guī)程
和工裝設計
學 生 傅 遠 洋
系 別 機電工程系
專 業(yè) 班 級 機制031班
學 號 030110242
指 導 教 師 張 捷
目 錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
前言 1
第一章 零件的分析 1
1.1零件的作用 1
2.2零件的工藝分析 1
第二章 工藝規(guī)程設計 3
2.1 確定毛坯的制造形式 3
2.2 基面的選擇 3
2.2.1 粗基準的選擇 3
2.2.2 精基準的選擇 3
2.3 零件表面加工方法的選擇 4
2.4 制定工藝路線 5
2.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
2.6 確定切削用量及基本工時 9
第三章 夾具的設計 26
3.1 問題的提出 26
3.1.1 定位基準的選擇 26
3.1.2 夾緊面的選擇 26
3.2 切削力及夾緊力的計算 27
3.3 定位誤差的分析 28
3.4 夾具設計及操作的簡要說明 28
結(jié)論 30
參考文獻 31
致謝 32
摘 要
在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。
關(guān)鍵詞: 工序，工步，加工余量
ABSTRACT
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. 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： The process, worker's step , the surplus of processing
III
前 言
畢業(yè)設計是在我們學完了大學的全部的基礎課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)之后進行的。同時結(jié)合社會實踐，金工實習，畢業(yè)實習的知識對機械加工制造的全面總結(jié)，也是我們在畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此,它在我們四年的大學生活中有重要的地位。
就我個人而言,我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來從事的工作進行一次適應性的訓練從中鍛煉自己分析問題,解決問題的能力,為今后的工作打下堅實的基礎。
就工藝編制而言，加工工藝由零件特點，技術(shù)要求，加工工藝過程卡，工藝分析和基面的選擇等五個部分。工藝分析中對過程卡的工藝路線，及所用的夾具、刀具進行合理的分析選用。從而保證加工的各種精度要求。
就夾具設計而言，首先應該明確它的要求。夾具是在鏜孔加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固夾緊。夾具的設計是為了保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。在夾具設計整個過程中，始終要貫穿這樣的思想。
整本說明書包含了夾具設計的所有詳細過程，并附有公式計算的詳盡過程和圖表，使讀者能夠更清晰的了解夾具設計的全程。編寫這本說明書，參考了許多資料，并且得到了指導老師張捷老師的細心指導，以及本班同學的相互探討，還有機自教研室的其他老師的指導，在此致謝。
由于水平有限，錯誤和不足之處在所難免，懇請各位老師批評指正。
傅遠洋
2007年5月
第一章 零件的分析
1.1零件的作用
題目所給的是空氣壓縮機零件十字頭體，它是連接連桿和活塞桿的部件，是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復運動的關(guān)節(jié)。對十字頭的基本要求是：有足夠的強度，剛度，耐磨損，重量輕，工作可靠。
本十字頭零件與活塞桿是依靠法蘭連接的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使用可靠，調(diào)整方便，活塞桿與十字頭容易對中，不足之處是結(jié)構(gòu)笨重，適合用于大型壓縮機上。
1.2零件的工藝分析
1.2.1 十字頭零件共有三組加工表面，它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：
（1） 以孔Φ50H7mm為中心的加工表面
這一組加工表面包括：Φ50H7mm孔及其倒角，尺寸為Φ115的頸部外圓及倒角，尺寸為Φ90的頸腰部外圓表面，頸部Φ50H7孔內(nèi)寬為8的槽，位于Φ50H7孔底部尺寸為Φ22的通孔，尺寸為Φ10與Φ50H7孔相垂直的油孔，其中，主要加工尺寸為Φ50H7的孔，這是用來連接活塞桿用的。
（2） 以Φ320d7軸線為中心的加工表面：
這一組加工表面包括：Φ 320d7外圓表面及其10°的倒角，Φ 320d7外圓表面上寬為15mm的王字型槽，與外圓表面垂直，尺寸為Φ6的4個通孔，以及未澆鑄巴氏合金前尺寸為Φ312外圓表面和Φ312表面上深為3，寬為25的梯形槽，其中主要是加工尺寸是Φ320d7的外圓表面，這是用來與十字頭滑塊相配合，通過十字頭滑塊來導向并承受連桿側(cè)壓力。
（3） 以Φ100H10銷孔為中心的加工表面：
這一組加工表面包括：這一組加工表面包括：Φ100H10錐度為1：10的錐型孔，相距為190，與Φ100孔相垂直的兩側(cè)凸臺端面，相距為180，與Φ100錐型孔軸線相垂直的兩側(cè)端面，在體腔內(nèi)，相距為106與100錐型孔軸線相垂直的凸臺端面，以及Φ100H10錐型孔內(nèi)寬為12的矩型槽，還有在相距為190凸臺端面上四個M16螺孔，其中，主要加工Φ100H10錐型孔，這是用來裝配錐型銷，以便安裝連桿用的。
1.2.2 這兩組加工表面之間有一定的位置要求，主要是：
（1）尺寸為Φ115的頸部背部端面與Φ320d7圓柱軸線的垂直度公差為0.03；
（2）Φ50H7孔與Φ320d7軸的同軸度公差為0.03；
（3）Φ320d7圓柱面的圓柱度公差值為0.025；
（4）Φ100錐型孔軸線與Φ320d7圓柱軸線的垂直度公差為0.025。
同以上分析可知，對于這三組加工表面而言，可以先加工出其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。
３３
四川理工學院機電工程系畢業(yè)設計
第二章 工藝規(guī)程設計
2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為QT600-3，根據(jù)選擇毛坯應考慮的因素：形狀復雜和薄壁的毛坯不宜采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，不宜采用模鍛、壓鑄和精鑄，多采用砂型鑄造和自由鑄造。因此，應該選擇鑄件。由于零件年產(chǎn)量為500件，已達成批生產(chǎn)的水平，而零件的輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復雜，可以采用砂型鑄造。
2.2 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要部分之一，基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至，還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行，導致虧損。
2.2.1 粗基準的選擇
選擇原則：
① 當有不加工表面時，選擇不加工表面作為粗基準；
② 應選擇表面平整，均勻的表面作為粗基準；
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。
對于此零件而言，即有軸，又有多個不加工表面。按照常理，一般軸類零件來說，以外圓為粗基準是完全合理的；而該零件上面有幾個不加工表面，且較大、均勻，故而選取φ320d7圓柱裙部內(nèi)壁不加工表面作為粗粗準。
2.2.2 精基準的選擇
①“基準重合”原則 即設計基準與工序基準重合；
②“基準統(tǒng)一”原則 即盡量采用某一種基準作為多數(shù)工序的基準；
③“自為基準”原則 即當精加工或者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。
但在一般設計中，主要應考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算；故按基準統(tǒng)一原則選取工藝止口作精基準。
2.3 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工表面有零件外圓表面、內(nèi)孔、槽及小孔等，材料為QT600-3，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》，簡稱《機械加工工藝手冊》，其加工方法選擇如下：
（1）毛坯外圓表面：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，只需進行車削（表1.4-8）；
（2）外圓表面梯型槽：，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行銑削（表1.4-8）；
（3）澆鑄巴氏合金后外圓表面：公差等級按IT10，表面粗糙度為Ra1.6，需進行粗車、半精車達到（表1.4-8）；
（4）外圓表面寬為25槽：為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行銑削（表1.4-8）；
（5）4-Φ6油孔：為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行鉆削（表1.4-8）；
（6）兩頭端面：為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，但要用作定位基準，需進行粗車，半精車（表1.4-8）；
（7）頸部端面：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行車削（表1.4-8）；
（8）頸部Φ90d10外圓表面：公差等級按IT10，表面粗糙度為Ra25，需進行粗車，半精車（表1.4-8）；
（9）頸部Φ115外圓表面：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行車削（表1.4-8）；
（10）頸部兩端2×倒角：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行車削（表1.4-8）；
（11）頸部Φ50H7mm孔：公差等級按IT7，表面粗糙度為Ra3.2，需進行粗鏜、半精鏜（表1.4-7）；
（12）頸部Φ22mm通孔：為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行鉆削（表1.4-7）；
（13）頸部寬為8的槽：公差等級按IT7，表面粗糙度為Ra6.3，需進行粗插、精插（表1.4-7）；
（14）頸部Φ10mm油孔：公差等級按IT7，表面粗糙度為Ra25，需進行鉆削加工（表1.4-7）；
（15）相距180mm兩側(cè)端面：公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra25，需進行銑削（表1.4-8）；
（16）相距190mm兩側(cè)凸臺端面：公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra25，需進行銑削（表1.4-8）；
（17）體腔內(nèi)相距106mm凸臺平面：公差等級按IT10，表面粗糙度為Ra25，需進行刮銷（表1.4-8）；
（18）Φ100H10mm銷孔：公差等級按IT10，表面粗糙度為Ra1.6，需進行粗鏜、半精鏜、精鏜（表1.4-7）；
（19）銷孔內(nèi)寬為12的槽：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra6.3，需進行粗插、半精插（表1.4-7）；
（20），4—M6—7H深27孔：鉆孔,攻螺紋；
2.4 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當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。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。按照先加工基準面及先粗后精的原則，十字頭零件加工可按如下工藝路線進行：
表2-1 工藝路線方案
工序號
工藝內(nèi)容
1
以φ320d7圓柱裙部內(nèi)壁為粗基準，在兩頭端面劃外圓直徑為φ312的直徑為φ312的加工線；并在底部端面劃直徑為φ290.8的的止口加工線。以φ100H10銷孔中心線為基準，劃距中心線為210的頸部軸線方向的加工線，和距中心線為174.5的底部軸線方向的加工線；并以底部加工線為基準準，劃相距為327的頂部軸線方向的加工線。以頸部φ50H7孔中心線為基準，在頸部端面畫直徑為φ115的外圓加工線；并劃相距為180的兩側(cè)端面加工線；劃相距為190的兩側(cè)凸臺端面加工線。以兩側(cè)凸臺端面加工線為基準，劃體腔內(nèi)相距為106的凸臺端面加工線。
2
粗車底部端面至332.5；粗車未澆鑄巴氏合金前外圓φ320d7至φ312。粗車止口φ294H7至φ290.8；倒2.5×角。
3
掉頭，粗車頂端面至327.5，粗車外圓φ320d7至φ312；粗車頸部端面軸線方向至324.5，車頸部外圓φ115至要求；粗車頸部外圓φ90d10至φ92.2，刮距頸部上端面為30的下端面，兩端倒2×角。
4
粗鏜φ50H7孔至φ49。
5
鉆φ50H7孔底部φ22通孔。
6
鉆頸身部φ10油孔。
7
半精車底部端面至326，半精車止口φ294H7至φ293.4
8
銑分別相距為180與190的兩側(cè)端面至要求。
9
銑外圓寬度為25的梯形槽。
10
φ320d7圓柱外表面澆鑄巴氏合金至φ330。
11
以φ320d7圓柱裙部內(nèi)壁為粗基準，在兩頭端面劃外圓直徑
為φ323的加工線。
12
粗車澆鑄巴氏合金后外圓φ320d7至φ323。
13
銑φ320d7外圓柱表面寬為6王字型油槽，銑寬為15的油
槽倒角。
14
鉆孔4-φ6
15
半精車頸部外圓φ90d10至要求。
16
半精鏜頸部φ50H7孔至要求，倒2×角
17
插頸部寬φ50H7孔內(nèi)寬為8的槽
18
粗鏜φ100H10銷孔，刮體腔內(nèi)相距為106的凸臺端面
19
插φ100H10銷孔內(nèi)寬為12的槽
20
半精鏜φ100H10銷孔至要求。
21
鉆鉸兩側(cè)凸臺端面4-M6-7H螺孔，攻螺紋。
22
精車止口φ294H7至要求。
23
精車φ320d7圓柱外表面至要求，頂部倒角。
24
銑去止口，銑底部端面延軸線方向至300。
25
底部倒角
26
最終檢查，入庫
2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“十字頭”的零件材料為QT600-3，硬度為HB 190～269，毛坯重量約為60kg,生產(chǎn)類型為中、小型生產(chǎn)，采用砂型手工造型方法鑄造毛坯。
根據(jù)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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
2.5.1確定外圓表面（φ320d7）：
考慮其長度為337mm，而φ320d7的圓柱表面公差為自由尺寸公差，故表面粗糙度值選擇要求Ra200,只要求粗加工，故此時可能選擇單邊余量為=7.5mm能夠滿足于圖上的要求。
2.5.2 確定外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差：
查《機械加工工藝手冊》表3.1-24可知，采用砂型手工造型方法鑄造，而且毛坯材料為球墨鑄鐵，故選擇公差等級為12級，再查表3.1-26，故選取加工余量為7.5～9mm,在這次設計中我們選取加工余量為7.5mm。
（1）因為底部端面起定位作用，分為粗車，半精車和精車。
鑄出：179.5±3.5 mm（底部端面以φ100H10 mm銷孔中心線為基準延軸線方向距離）
粗車：174.5mm z=5mm
半精車：173mm z=1.5mm
精車：172 mm z=1mm
（1）因為頂部端面表面粗糙度為Ra12.5，分為粗車，半精車。
鑄出：157.5±3.5 mm（頂部端面以φ100H10 mm銷孔中心線為基準延軸線方向距離）
粗車：152.5mm z=5mm
半精車：150mm z=2.5mm
2.5.3 澆鑄巴氏合金后外圓φ320d7mm表面：
外圓精度要求為IT7，表面粗糙度為Ra1.6，要求粗車，半精車；再查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量為2z=10mm。
澆鑄：φ330±4.5 mm
粗車：φ323mm 2z=7mm
半精車：φ320d7mm 2z=3mm
2.5.4確定頸部內(nèi)孔Ф50H7mm、深55mm的加工余量：
因為此零件采用砂型手工造型鑄造方法得到毛坯件，查《機械加工工藝手冊》表3.2-35可知，有色金屬及其殼體類零件加工余量，得知，所有孔直徑小于50mm，均采用鑄造后粗鏜，因此在粗鏜后的加工余量為1mm。查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量為2z=10mm。
鑄出：Ф40±3.5 mm
粗車：Ф48 mm 2z=8mm
半精車：Ф50H7mm 2z=2mm
2.5.5 頸部頂部端面沿軸線長度方向的加工余量及公差：
為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25；再查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量為z=5±3.5 mm。
2.5.6 頸部底部端面沿軸線長度方向的加工余量及公差：
為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25；再查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量為z=3.5±2.8 mm。
2.5.7 頸部外圓表面（φ115 mm）
為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，再查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量為z=5±3.5 mm。
2.5.8 頸身部外圓表面（φ mm）
外圓表面精度界于IT9～IT10之間，表面粗糙度為Ra12.5，粗車，半精車達到；再查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量為2z=7±3 mm。
鑄出：Ф97±3.5 mm
粗車：Ф92.2mm 2z=4.8mm
半精車：φmm 2z=2.2mm
2.5.9 兩側(cè)相距分別為180mm,190mm的兩組端面
為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，只要求粗加工，查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量都為2z=12±4 mm。
2.5.10 體腔內(nèi)相距為106mm的兩端面
為未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra25，只要求粗加工，查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量都為2z=10±3.5 mm。
2.5.11 Φ100H10mm錐型銷孔加工余量：
銷孔是與連桿配合的部位，公差等級按IT10，表面粗糙度為Ra1.6，要求粗鏜，半精鏜；查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，并參照相關(guān)加工事例；選取加工余量為2z=〔4～42〕±2.8 mm。
2.5.12 尺寸精度為φmm的下端面止口：
因為止口與底部端面起定位作用，公差等級按IT7，表面粗糙度為Ra1.6，要求粗加工 ，半精加工和精加工；查《機械加工工藝手冊》表3.1-26，選取加工余量都為2z=6mm。
鑄出： Ф288±4mm
粗車： Ф291mm 2z=3mm
半精車：φ293.2mm 2z=2.4mm
精車： φmm 2z=0.6mm
2.6 確定切削用量及基本工時
2.6.1 工序2：粗車底部端面至332.5；粗車未澆鑄巴氏合金前外圓φ320d7至φ312。粗車止口φ294H7至φ290.8；倒2.5×角。
2.6.1.1 本工序采用計算法確定切削用量；加工條件：
工件材料：QT600-3，砂型鑄造
加工要求：粗車φ320d7端面及φ320d7mm的外圓
機床選擇：C3180-1轉(zhuǎn)塔車床
刀具選擇：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm, =90°, =15°, =12°。
硬質(zhì)合金鏜刀：YT5 刀桿尺寸 25×25mm 刀桿伸出量40mm
計算切削用量
2.6.1.2 粗車φ320d7端面
① 進給深度
已知毛坯長度方向單邊加工余量7.53.5mm，由于以后還要半精車和精車，所以必須留出一定余量供鉆孔后加工掉，所以取粗加工余量最大為5+3.5=8.5mm，分兩次加工，=3mm。長度加工公差等級按IT12級算。
② 進給量f
根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）表1.4，當?shù)稐U尺寸為16×25mm，３mm以及工件直徑為327mm時
f=0.04～0.53mm/r
按C3180-1車床說明書(《切削用量簡明手冊》表1.3)取
f=0.53mm/r
③計算切削速度
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）。
= ()
其中：=242 =0.15 =0.35 m=0.2。修正系數(shù)見《切削用量簡明手冊》表1.28。
即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97
∴ =×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
=108.6()
④確定機床主軸轉(zhuǎn)速
===106()
按《機械加工工藝手冊》表3.1-18，與106r/mm相近的機床轉(zhuǎn)速為112r/mm。
⑤切削工時 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.14車削切削時間的計算：
式中：
——工件切削部分長度；
——切入量（《機械加工工藝手冊》表3.4-33）；
——切入量： 取0～3mm
——進給次數(shù)
—— 主軸轉(zhuǎn)速（）
—— 進給量（）
在本道工序中，
2.6.1.3 粗車Ф327mm外圓，同時校驗機床功率及進給機構(gòu)強度。
①切削深度 單邊余量，可三次性切除；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用；
③算切削速度 見《切削用量簡明手冊》表1.27
VC=KV()
()
④確定主軸轉(zhuǎn)速
ns=
按《機械加工工藝手冊》表3.1-18選112。
所以實際切削速度應為：
⑤檢驗機床功率 主切削力按《切削用量簡明手冊》表1.29所示公式計算。
其中：
切削時消耗功率為：
由《切削用量簡明手冊》表1.30中C3180-1機床說明書可知，C3180-1主電動機功率為13kw,當主軸轉(zhuǎn)速為112時，主軸允許功率4.5kw，所以機床功率足夠，可以正常進行加工。
⑥校驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主切削力Fc=1032.5N,徑向切削力Fp按《切削用量簡明手冊》表1.29所示公式計算。
其中：
而軸向切削力：
則軸向切削力就應為：
取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為：
而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見《切削用量簡明手冊》表1.30），故機床進給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時：
其中：
∴
2.6.1.4 粗鏜止口內(nèi)壁：
①切削深度 單邊余量，可一次性鏜削；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用；
③確定主軸轉(zhuǎn)速 仍然在車床C3180-1鏜止口，同上選取n=112。
④鏜削工時：
2.6.2 工序3：掉頭，粗車頂部端面，外圓。粗車頸部端面延軸線方向至324.5，粗車頸部外圓Ф115至要求，粗車頸部外圓到Ф91
2.6.2.1 掉頭，粗車頂部端面，外圓。（同上）
2.6.2.2 粗車頸部端面延軸線方向至324.5mm，
①切削深度 單邊余量，可兩次性切除；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用；
③算切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）。
VC=()
其中：=242 =0.15 =0.35 m=0.2。修正系數(shù)Kv見《切削用量簡明手冊》表1.28。
即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97
∴ Vc=x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97
=104.6()
④確定機床主軸轉(zhuǎn)速
===146()
按《機械加工工藝手冊》表3.1-18與146r/mm，相近的機床轉(zhuǎn)速為160r/mm。
⑤切削工時 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.14車削切削時間的計算：
==2.36min
2.6.2.3 粗車頸部外圓Ф115至要求
①切削深度 單邊余量，可兩次性切除；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用；
③切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）。
VC=KV()
其中：=242 =0.15 =0.35 m=0.2。修正系數(shù)Kv見《切削用量簡明手冊》表1.28。
即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97
∴ =x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97
=156.3()
④確定機床主軸轉(zhuǎn)速
===167 ()
按《機械加工工藝手冊》表3.1-18與167r/mm，相近的機床轉(zhuǎn)速為160r/mm。
⑤切削工時 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.14車削切削時間的計算：
==1.86min
2.6.2.4 粗車頸部外圓到Ф91
①切削深度 單邊余量，可一次性切除；
②確定機床主軸轉(zhuǎn)速 由上可得：n=160mm
③切削工時 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.14車削切削時間的計算：
==0.348min
2.6.3 工序4 粗鏜φ50H7孔至φ49。
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金Kr=鏜刀。其耐用度T=60。
①切削深度 單邊余量Z=4mm，可兩次分兩次鏜削=2mm；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-41, =0.05~16，
現(xiàn)選用=0.27；
③算切削速度 見《切削用量簡明手冊》表1.27
=KV()
式中：=189.8，=0.2，=2，=0.20 ，=0.15，=0.2，=0.9，T=60
=104
④確定主軸轉(zhuǎn)速
=
按《機械加工工藝手冊》表3.1-18選450。
⑤切削工時
查[1]表2.5-3，T=
式中：=55mm，=4mm，=3mm，=0.20 ，=450
T==0.43
2.6.4 工序 5 鉆φ50H7孔底部φ22通孔。
桉機床型號選取：
則機床主軸轉(zhuǎn)速應為：
=
按《機械加工工藝手冊》表3.1-36選取。
故機床實際加工速度：
切削工時：
2.6.5 工序 6 鉆頸身部φ10油孔。
桉機床型號選取：
則機床主軸轉(zhuǎn)速應為：
=
按《機械加工工藝手冊》表3.1-36選取。
故機床實際加工速度：
切削工時：
2.6.6 工序 7：半精車底部端面至326，半精鏜φ294H7止口至φ293.4，半精車頂部端面至要求。
2.6.6.1 半精車底部端面至326
① 進給深度
已知毛坯長度方向單邊加工余量2.5mm，由于以后還要和精車，所以必須留出一定余量，分一次加工， =1.5mm。長度加工公差等級按IT12級算，取—0.46(入體方向)
因本道加工工序所用機床和刀具與第一道工序一樣，所以：
② 進給量 f=0.53mm/r
③確定機床主軸轉(zhuǎn)速 =112 ()
④切削工時 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.14車削切削時間的計算：
2.6.6.2 半精鏜止口內(nèi)壁：
①切削深度 單邊余量，可一次性鏜削；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用；
③確定主軸轉(zhuǎn)速 仍然在車床C3180-1鏜止口，同上選取n=112。
④鏜削工時：
2.6.6.3半精車頂部端面至要求
已知毛坯長度方向單邊加工余量2.5mm，由于以后不需要精車，所以一次加工至
求，長度加工公差等級按IT12級算，取—0.46(入體方向)
切削工時：
2.6.7 工序8：銑分別相距為180與190的兩側(cè)端面至要求。
機床選用X63T:
（參考《切削用量簡明手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。
采用兩把高速鋼圓柱形銑刀，，
與圓柱形銑刀，相組合；則：
=
現(xiàn)采用X63T臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《機械加工工藝手冊》表4.2-39）取，故實際切削速度為：
當時，工作臺的每分鐘進給量應為：
查機床使用說明書， 最接近為 ，故選用該值。
銑削時間：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-31,銑削切削時間計算公式
其中：
——工作銑削部分長度；
——切入行程長度；
——切出行程長度；
——工作臺每分鐘進給量。
∴
2.6.8 工序9：銑外圓寬度為25的梯形槽。
機床選用X53T:
（參考《切削用量簡明手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。
采平型直柄反燕尾槽銑刀，，則：
=
現(xiàn)采用X63T臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39）取，故實際切削速度為：
當時，工作臺的每分鐘進給量應為：
查機床使用說明書，有一個，故選用該值。
銑削時間：由于銑削軌跡是一條弧線，利用作圖法得出銑刀的行程；根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-31,銑削切削時間計算公式
=0.5D+（1～2）=0.5×32=18mm =1mm
總共銑削10道燕尾槽：1.27×10=12.7min
2.6.9 工序12 ：粗車澆鑄巴氏合金后外圓φ320d7至φ323。
車床：C3180-1（與第一道工序選擇相同）
刀具：硬質(zhì)合金車刀 刀桿尺寸16x25mm, =90°, =15°, =12°。
①切削深度 單邊余量，可一次性切除；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用（）；
④確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)第一道工序選用 =112（）。
⑤切削工時：
其中：
∴
2.6.10 工序13：銑φ320d7外圓柱表面寬為6王字型油槽，銑寬為15的油槽倒角
2.6.10.1銑φ320d7外圓柱表面寬為6王字型油槽
（參考《切削用量簡明手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。
采用高速鋼凸半圓銑刀，，齒寬B=6則：
=
現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39）取，故實際切削速度為：
當時，工作臺的每分鐘進給量應為：
查機床使用說明書，有一個，故選用該值。
銑削時間：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-31,銑削切削時間計算公式
利用夾具回轉(zhuǎn)加工另一面，總時間為2×9.75=19.5min
2.6.10.2 銑φ320d7外圓柱表面油槽銑寬為18的油槽倒角
同樣采用高速鋼凸半圓銑刀，，齒寬B=15 則：
總時間仍然為2×9.75=19.5min
2.6.11 工序14：鉆孔4-φ6深110mm
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=6mm。
確定切削用量
（1），進給量 查[1]表2.4-38，=0.27~0.33，取=0.32。
（2），切削速度 查[1]表2.4-41，=0.45=27。
轉(zhuǎn)速==1238
根據(jù)[1]表3.1-31，選擇=1250
實際速度==26
切削工時
=11020，5， =0
T==3.27
2.6.12 工序15：半精車頸部外圓φ90d10至要求。
①切削深度 單邊余量，可一次性切除；
②確定機床主軸轉(zhuǎn)速 由工序2可得：=160mm
③切削工時 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.14車削切削時間的計算：
==0.348min
2.6.13 工序16：半精鏜頸部φ50H7孔至要求，倒2×角
（1）確定切削深度 單邊余量z=1.0，則=1.0mm。
（2）確定進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-1 =0.27；
（3）確定主軸轉(zhuǎn)速 由工序4可以選取=450。
（4）查[1]表2.5-3，T=
式中：=55mm，=4mm，=3mm，=0.20 ，=450
T==0.43
為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鏜孔時相同，手動進給。
2.6.14 工序17：插頸部寬φ50H7孔內(nèi)寬為8的槽
選擇插刀，其寬度B=8mm。
（1）確定切削用量
①切削深度 由52.6-50=2.6mm，則=2.6mm。
②進給量 由[2]表7.2-10(3)，=0.28~0.35取=0.30。
③插削速度 查[2]表7.2-21，取=19。
（2）插削工時
H=55mm， =15，=0.30
T==12.22
2.6.15 工序18：粗鏜φ100H10銷孔，刮體腔內(nèi)相距為106的凸臺端面
①切削深度 銷孔最大單邊余量Z=（100-58）/2=21mm，可兩次分六次鏜削=3.5mm；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,現(xiàn)選用=0.74；
③算切削速度 見《切削用量簡明手冊》表1.27
VC= ()
式中：=189.8，=0.2，=2，=0.20 ，=0.15，=0.2，=0.9，T=60
=163
④確定主軸轉(zhuǎn)速
=
按《機械加工工藝手冊》表3.1-18選750。
⑤切削工時
查[1]表2.5-3，T=
式中：=190mm，=4mm，=3mm，=0.74 ，=750
T=×6=14.35
為縮短輔助時間，取刮體腔內(nèi)凸臺端面時的主軸轉(zhuǎn)速與鏜孔時相同，手動進給。
2.6.16 工序19：插φ100H10銷孔內(nèi)寬為12的槽
（1）選擇插刀，其寬度B=12mm。
①確定切削用量： 切削深度 由103-100=3mm，則=3mm。
②進給量 由[2]表7.2-10(3)，=0.28~0.35取=0.30
③插削速度 查[2]表7.2-21，取=19。
（2）插削工時
H=（190-106）/2=42mm， =15，=0.30
T==5.6
2.6.17 工序20：半精鏜φ100H10銷孔至要求。
由工序18可直接取機床主軸轉(zhuǎn)速為750
切削工時：
T=×1=2.38
2.6.18 工序21：鉆兩側(cè)凸臺端面4-M16-7H螺孔，攻螺紋。
2.6.18.1 鉆孔4-M16深27mm的底孔
取： （見《切削用量簡明手冊》表2.7）
（見《切削用量簡明手冊》表2.13及2.14）
機床轉(zhuǎn)速：
=
按機床選取相近主軸轉(zhuǎn)速 （查《機械加工工藝手冊》表3.1-36）
則機床實際鉆削速度：
鉆削工時：
由于有兩側(cè)有四個螺紋底孔，故在算鉆削時間的時候要計算四個螺紋孔的時間，即：
2.6.18.2 攻螺紋4-M16深23mm
查相關(guān)資料選?。?
算出主軸轉(zhuǎn)速：
=
按機床選取。 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-18
則機床的實際切削速度應為：
切削時間：
由于有兩冊四個螺紋孔，故在算時間的時候要算四個螺紋孔的時間。
∴
2.6.19 工序22：精車底部端面至322，精樘φ294H7止口至要求。
2.6.19.1 精車底部端面至322
① 進給深度
=1mm。長度加工公差等級按IT7級算。
因本道加工工序所用機床與刀具仍然與第22道工序一樣，所以：
② 進給量 f=0.53mm/r
③確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ==112 ()
④切削工時 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.14車削切削時間的計算：
2.6.19.2 精鏜止口內(nèi)壁：
①切削深度 單邊余量，可一次性切除；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用；
③確定主軸轉(zhuǎn)速 仍然在車床C3180-1鏜止口，同上選取=112。
④切削工時：
2.6.20 工序23：精車φ320d7圓柱外表面至要求，頂部倒角。
①切削深度 單邊余量，可一次性切除；
②進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-19,選用；
③算切削速度 見《切削用量簡明手冊》表1.27
= ()
()
④確定主軸轉(zhuǎn)速
=
按《機械加工工藝手冊》表3.1-18選160。
所以實際切削速度應為：
⑤切削工時：
其中：
∴
為縮短輔助時間，頂部倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與車外圓時相同，手動進給。
2.6.21 工序24：銑去止口，銑底部端面軸線方向至300。
2.6.21.1 機床選用X63T:
（參考《切削用量簡明手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定。
采用高速鋼三面刃銑刀，，則：
=
現(xiàn)采用X63T臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39）取，故實際切削速度為：
當時，工作臺的每分鐘進給量應為：
查機床使用說明書，最接近為 ，故選用該值。
銑削時間：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-31,銑削切削時間計算公式
其中：
——工作銑削部分長度；
——切入行程長度；
——切出行程長度；
——工作臺每分鐘進給量。
∴
2.6.21.2 銑底部端面延軸線方向至300
切削深度 單邊余量，可一次性切除；
為縮短輔助時間，銑底部端面時的主軸轉(zhuǎn)速與銑去止口相同
∴
2.6.22 工序25：底部倒角。
回到C3180-1C車床加工，手動進給倒角。
第三章 夾具的設計
本次夾具的設計，根據(jù)任務書的要求，是設計第十六道工序的夾具設計（半精鏜頸部φ50H7孔至要求的鏜孔夾具設計），由于加工工件尺寸較大，質(zhì)量較重，采用臥式鏜床T612加工。
3.1問題的提出
本夾具主要用來半精鏜頸部φ50H7孔，加工本道工序時這個φ50H7孔已經(jīng)粗鏜出，由于加工孔的精度較高，因此在本道工序加工時，我們要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，如何保證加工精度。
3.1.1 定位基準的選擇
由零件圖可知，φ50H7孔軸線對φ320d7外圓柱軸線有同軸度要求，其設計基準為φ320d7外圓柱表面，為了消除定位誤差便于裝卸，現(xiàn)利用與φ320d7外圓柱表面同軸的工件下端面止口定位。下端面φmm止口內(nèi)壁定位，限制了、兩個自由度，以其止口頂部端面定位，再限制了、、三個自由度，屬不完全定位。
根據(jù)本零件具體情況，加上其年生產(chǎn)量為500件，屬于中批生產(chǎn)，所以最后決定采用手動夾緊。
3.1.2 夾緊面的選擇
在選擇夾緊面時，應注意下列事項和遵循原則：
⑴．為保證安裝的正確和可靠，應便于夾緊力的方向不破壞工件定位時獲得的正確位置；
⑵．施力于夾緊表面時，應使夾緊力引起的變形最小；
⑶．在加工過程中，有利于減小因切削力而引起的振動；
⑷．盡量使夾緊機構(gòu)簡單，操作方便。
為了滿足以上各項，夾緊面應能使夾緊力的方向朝向主要定位基準平面，盡量避免選斜面和曲面為夾緊面。
根據(jù)以上原則，為了保證定位可靠，選擇夾緊力的作用方向與φmm止口頂部端面相垂直，并使其緊靠支承點，且保證工件上各定位基準同定位元件的可靠接觸。
3.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼鏜刀，，。由于粗鏜時的切削力較大，故我們采用粗鏜時的切削用量來計算。
根據(jù)《機床夾具設計手冊》表1-2-3：
主切削力==342 （3-1）
徑向切削力==162 （3-2）
軸向力==253 （3-3）
在計算切削時，必須將安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) (3-4)
其中：
為基本安全系數(shù)1.2～1.5，取=1.5；
為加工性質(zhì)系數(shù)1.0；
為刀具鈍化系數(shù)1.0～1.9，時，取=1.0；時，取=1.2；時，取=1.25；
為斷續(xù)切削系數(shù)1.0；
夾緊力穩(wěn)定性系數(shù)1.3；
為手動夾緊手柄位置系數(shù)1.2；
為工件與支承接觸系數(shù)1.0。
算得，取
== (3-5)
現(xiàn)用一根螺栓來對工件進行夾緊，為克服切削力，實際夾緊力應為：
(3-6)
根據(jù)《理論力學》表5-1，可以查得：鋼與鑄鐵的摩擦系數(shù)=0.3。
于是和為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，==0.3。則
=2486（）
夾緊力完全通過螺栓壓緊工件來提供，則應校核螺栓的強度。
= (3-7)
查《機械設計》表6.4，螺栓許用切應力 (3-8)
由于所選用的螺栓性能為8.8級，根據(jù)《機械設計》上的算法，=，
。
=
，因此所選用的螺栓能滿足要求。
3.3 定位誤差的分析
定位誤差由基準位置誤差和基準不重合誤差組成，即：
(3-9)
在本道工序中，定位的主要基準面為止口頂部端面，而定位基準也與工序基準重合，故為0，則：
通過零件樣圖分析，可以看出，Φ50H7孔與Φ320d7軸的同軸度公差為0.03；此項技術(shù)主要應由工件止口與止口支承板配合中的側(cè)向間隙保證。
已知止口直徑為Φmm,夾具中定位止口支承板直徑為Φmm,當零件安裝在夾具中時，止口處的最大側(cè)向間隙為
=0.032-0.020=0.012mm.
即最大側(cè)向間隙能滿足零件的精度要求。
3.4 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，而此夾具在經(jīng)過綜合考慮后，決定采用手動夾具方式。
先將工件定位在夾具止口支承板上，然后通過圓柱銷與拉桿的配合，將工件安裝在夾具體上；取工件時，先將螺母松開，不用取下，然后將拉桿往工件體腔內(nèi)推動，注意夾持住工件，以免滑落造成掛傷。退出圓柱銷，將拉桿與圓柱銷配合一頭拖到止口支承板頂端，便于工件輕易地拆卸。
夾具上有鏜套，可保證鏜刀切削精度要求；同時角鐵底面的定位孔可使安裝在上的支承板有一正確的安裝位置，以利于鏜削加工。
鏜床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見圖FYY-JZ031-03及圖FYY-JZ031-03-01。
第四章 結(jié) 論
通過本次的畢業(yè)設計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學習，對機械制圖的能力，利用Auto CAD作圖的能力，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次設計分別進行了工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鏜孔加工夾具的設計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的復習。
通過這次設計，充分鞏固和提高自己課堂上所學理論知識，同時結(jié)合社會實踐，金工實習，畢業(yè)實習的知識對機械加工制造的全面總結(jié)，也是我們在畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性實踐應用,是一次理論聯(lián)系實際的訓練，并在查閱技術(shù)資料，選用公式和數(shù)據(jù)，用簡潔文字、圖表表達設計結(jié)果及制圖等能力方面得到一次基本訓練。
在設計過程中還培養(yǎng)了樹立正確的設計思想和實事求是、嚴肅負責的工作作風；力爭能夠讓自己所學知識靈活地運用到實踐工作和生產(chǎn)當中。
參 考 文 獻
[1]吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊[M].北京:高等教育出版社,2004.4
[2]李益民.機械制造工藝設計簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994.7
[3]孟少農(nóng).機械加工工藝手冊第1卷[M].北京:機械工業(yè)出版社,1991.9
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[7] 東北重型機械學院、洛陽工學院、第一汽車制造廠職工大學.機床夾具設計手冊第二版[M].上海:上海科學技術(shù)出版社,1994.4
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[14] 任福君.簡明機械制造工藝手冊[M].北京:中國標準出版社,1995.1
[15] Machine Tools N.chernor 1984
[16] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973
致謝
致 謝
本次畢業(yè)設計歷經(jīng)3個多月，是離開大學生涯的最后一門重要課程，這次畢業(yè)設計中也遇到了許多困難，之所以能夠順利完成，首先要特別感謝張捷老師的耐心指導，根據(jù)我們每個人所做的不同題目和內(nèi)容，老師特意安排我們到相應的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場參觀學習，首先讓我們對自己所設計內(nèi)容有深刻的認識；并對設計的總體步驟有清晰明確的思路。在接下來的設計過程中；無論老師再怎么忙，只要我們遇到疑難問題，他都會放下手邊工作指導我的設計，耐心細致地為我的設計分析和講解，并及時提供許多寶貴意件，使我們少走彎路，更高效率高質(zhì)量地突破一個又一個難關(guān)。
還要感謝學校為我們提供設計條件和設施，以及圖書館老師熱情服務，我們能夠非常便捷地查閱到自己設計的相關(guān)文獻資料，從中獲取大量有價值的信息和數(shù)據(jù)，對我們保質(zhì)保量完成起到相當大作用；在此向你們致以衷心的感謝！
學生：傅遠洋
2006-6-2
參考文獻
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