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目 錄
第一章 概述發(fā)展 1
1.1機(jī)床夾具簡介 1
1.1.1機(jī)床夾具的主要功能 1
1.1.2機(jī)床夾具的組成 1
1.1.3夾具設(shè)計的步驟和基本要求 1
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 7
2.1毛坯的制造形式 7
2.2零件分析 7
2.3基面的選擇 7
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 8
2.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則 8
2.4制定工藝路線 8
2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 9
2.6確定切削用量及基本工時 10
第3章 鉆床夾具設(shè)計 22
3.1 問題的提出 22
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 22
3.3 切削力及夾緊力計算 22
3.4 定位誤差分析 23
3.5鉆套的設(shè)計 23
3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 25
總 結(jié) 26
第一章 概述發(fā)展
1.1機(jī)床夾具簡介
1.1.1機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工時的重要裝備，同時是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。機(jī)床夾具的主要功能是使工件定位夾緊，使工件相對于刀具及機(jī)床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的技術(shù)要求，工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā)生位置改變。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。
安裝方法有找正法和用專用夾具，找正法用于單件、小批生產(chǎn)中，而專用夾具用于生產(chǎn)批量較大或特殊需要時。
1.1.2機(jī)床夾具的組成
1）定位支承元件 確定工件在夾具中的正確位置并支承工件。
2）夾緊裝置 將工件夾緊不發(fā)生移動。
3）對刀或?qū)蛟?保證刀具與工件加工表面的正確位置。
4）夾具體 將夾具的所有組成部分組成一體，并保證它們之間的相對位置關(guān)系。
1.1.3夾具設(shè)計的步驟和基本要求
一：夾具設(shè)計的基本要求
夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人的勞動強(qiáng)度、生產(chǎn)率和加工成本。因此對設(shè)計的夾具，提出以下幾點(diǎn)基本要求。
1）能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術(shù)要求。若工件達(dá)不到加工技術(shù)要求，成為廢品，則夾具設(shè)計是失敗的，該夾具不能用與生產(chǎn)。
2）操作簡單，便于工件安裝，減輕工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省工件安裝時間，降低輔助工時，保證高的生產(chǎn)效率。
3）具有良好的工藝性，便于制造，降低夾具制造成本，從而降低分?jǐn)傇诠ぜ系募庸こ杀尽?
為保證上述基本要求，夾具的生產(chǎn)過程應(yīng)按下面程序進(jìn)行：夾具生產(chǎn)任務(wù)書—夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計—使用、制造部門會簽——夾具制造——夾具驗(yàn)收——生產(chǎn)使用。
夾具生產(chǎn)任務(wù)書是由工藝人員在編制工藝規(guī)程時，根據(jù)生產(chǎn)需要而提出的。任務(wù)書中包含內(nèi)容有設(shè)計理由、使用車間、使用設(shè)備，該夾具所使用工件工序的工序圖并在工序圖上要標(biāo)明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基準(zhǔn)、夾緊點(diǎn)。這是設(shè)計夾具的依據(jù)，也是驗(yàn)收制造夾具的依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計人根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書的加工要求，提出幾種可行方案、分析比較、進(jìn)行誤差計算，以確定出合理方案，進(jìn)行設(shè)計。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，要會同使用部門、制造部門就夾具的結(jié)構(gòu)合理性、結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行審核、會簽、交付制造。制成的夾具要同設(shè)計人員。工藝人員、使用部門、制造部門共同進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)確認(rèn)夾具可保證工件該工序加工要求，能保證生產(chǎn)率、操作方便、安全，就可交付生產(chǎn)車間使用。
二:夾具的設(shè)計步驟
當(dāng)接到夾具設(shè)計任務(wù)書后，按下面6個步驟，逐步設(shè)計。
1）明確設(shè)計任務(wù)，收集研究設(shè)計的原始資料。原始資料包括如下內(nèi)容。
A：加工零件的零件圖、毛坯圖及加工工藝過程，所設(shè)計夾具應(yīng)有的工序圖，并了解該工序所使用的設(shè)備、刀具、量具、其他輔具以及該工序的加工余量、切削用量、加工要求、生產(chǎn)節(jié)拍等參數(shù)。
B：了解零件的生產(chǎn)類型，就是決定夾具采用簡單結(jié)構(gòu)或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的依據(jù)。若屬大批量生產(chǎn)，則力求夾具結(jié)構(gòu)完善、生產(chǎn)率高 或是單件小批量生產(chǎn)或急于應(yīng)付生產(chǎn)，則夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單，以便迅速制造交付使用。
C：收集該夾具所用機(jī)床的資料，主要指與夾具連接部分的安裝尺寸。如銑床夾具要安裝在工作臺上，要收集工作如大小，工作如T形槽及槽距，以及機(jī)床的技術(shù)參數(shù)。
D：收集所使用刀具的資料如刀具的精度、安裝方式、使用要求及技術(shù)條件等。
E：收集國內(nèi)外同類型夾具資料，吸收其中先進(jìn)而又能結(jié)合本廠情況的合理部分。
F：了解本廠制造夾具的能力和使用的條件，如夾具制造的條件及精度水平，有無壓縮空氣壓值等。
G：收集有關(guān)夾具部件的標(biāo)準(zhǔn)（包括國標(biāo)、部標(biāo)、企標(biāo)、廠標(biāo)），典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊等。
2）確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖，其主要內(nèi)容如下。
A：根據(jù)工件加工尺寸、要求和開關(guān)，確定工件的定位方式，選擇或設(shè)計定位元件，計算定位誤差。
B：確定刀具的引導(dǎo)方式及引導(dǎo)元件（指鉆夾具、銑夾具）。
C：確定工件夾緊方式 ，選擇或設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)，計算夾緊力。
D：確定其他裝置（如分度裝置、頂出裝置）的結(jié)構(gòu)型式。
E：確定和設(shè)計其他結(jié)構(gòu)，如銑床夾具與機(jī)床的連接裝置、對刀裝置。
在確定夾具結(jié)構(gòu)的各組成部分時，可提出幾種不同方案，分別畫出草圖，進(jìn)行分析比較，從中選擇出合理方案。
3）繪制夾具總圖。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
A：繪制夾具總圖，盡量按1：1繪制，以保證直觀性。
B：主視圖盡量符合操作者的正面位置。
C：工件輪廓用雙點(diǎn)畫線繪制，并視為假想透明體，不影響其他元件的繪制。
D：繪圖順序?yàn)椋汗ぜㄎ辉龑?dǎo)元件——夾緊裝置——其他裝置——夾具體。
4）標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件。夾具總圖結(jié)構(gòu)繪制完成后，需標(biāo)注五類尺寸和四類技術(shù)條件。
5）編寫零件明細(xì)表。明細(xì)表應(yīng)包括零件序號、名稱、代號（指標(biāo)準(zhǔn)件代號或通用件代號 ）、數(shù)量、材料、熱處理、質(zhì)量等。
6）繪制總圖中非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。
三：夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標(biāo)注
在夾具設(shè)計中，對于初設(shè)計者，在夾具總圖上如何標(biāo)注尺寸及技術(shù)條件，往往是難點(diǎn)之一，以下對此作簡要闡述。
1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的五類尺寸
A：夾具外形輪廓尺寸——指夾具在長、寬、高三個方向上的最大極限尺寸。若有可動部分，則指運(yùn)動部件在空間達(dá)到的極限位置的尺寸。標(biāo)注夾具外形尺寸的目的是避免夾具與機(jī)床或刀具在空間發(fā)生干涉。
B：工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸——主要指工件定位面與定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它們直接影響工件加工精度，是計算工件定位誤差的依據(jù)。
C：夾具與刀具的聯(lián)系尺寸——主要指對刀元件或引導(dǎo)元件與夾具定位元件之間的位置尺寸、引導(dǎo)元件之間的位置尺寸或引導(dǎo)與導(dǎo)向部分的配合尺寸。
D：夾具與機(jī)床的連接部分尺寸——這類尺寸主要指夾具與機(jī)床主軸或工作如必須固定連接的平俱。如車床夾具要安裝在車床主軸上，要標(biāo)注與車床主軸的連接尺寸，銑床夾具要安裝在工作臺上，要標(biāo)注與工作如T形槽相配的定位鍵尺寸。
E：夾具內(nèi)容的配合尺寸——中心軸與夾具體孔的配合尺寸，鉆套與襯套、襯套與夾具體的配合尺寸，此類尺寸必須標(biāo)注尺寸、配合性質(zhì)及配合精度，否則夾具精度無法保證。
2） 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的四類技術(shù)條件
夾具中的技術(shù)條件主要指夾具裝配好后，各表面之間的位置精度要求。
A：定位元件之間的相互位置要求——這是指組合定位時多個定位元件之間的相互位置要求或多件裝夾時相同定位元件之間的相互位置要求。如兩端頂尖頂軸兩端中心孔，要求兩頂尖軸線同軸度，兩V形塊對稱線的同軸度。
B：定位元件與連接元件或夾具體底面的相位置要求——夾具的連接元件或夾具體底面是夾具與機(jī)床的連接部分，它決定了夾具與機(jī)床的相對位置，也就是決定了定位元件相對機(jī)床，或刀具的位置，即決定了工件相對機(jī)床或刀具的位置。
C：引導(dǎo)元件與連接元件或夾具體底面的位置要求
D：引導(dǎo)元件與定位元件之間的相互位置要求
3）五類尺寸、四類技術(shù)條件的分類
五類尺寸、四類技術(shù)條件根據(jù)是否與工序加工要求相關(guān)而分為兩類，其精度值大小和取法不同。
A：與工件加工要求無直接關(guān)系的
① 尺寸公差與配合 這類尺寸公差與配合應(yīng)按照元件在夾具中的功用和裝配要求，根據(jù)公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)或參閱有關(guān)資料來制定。
② 技術(shù)條件 與工件加工要求無直接關(guān)系的夾具上技術(shù)條件。
B： 與加工要求直接相關(guān)的 這類尺寸和技術(shù)條件與工件上相應(yīng)尺寸和技術(shù)條件直接對應(yīng)，直接根據(jù)工件相應(yīng)尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值選取。一般工件允差小，取大系數(shù)，工件允差大，則取小系數(shù)。
制定這類夾具尺寸公差時，要注意下列問題。
① 應(yīng)經(jīng)工件的平均尺寸作為夾具相應(yīng)尺寸的基本尺寸，極限偏差按對稱雙向標(biāo)注。
② 應(yīng)以工序尺寸（不一定是工件最終尺寸）作為夾具基本尺寸的設(shè)計依據(jù)。
4）夾具調(diào)刀尺寸的標(biāo)注
當(dāng)夾具設(shè)計完成，按要求標(biāo)注尺寸后，對有些夾具如銑夾具，往往還要標(biāo)注調(diào)刀尺寸（調(diào)刀尺寸一般是指夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)到對刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相對基準(zhǔn)的尺寸，它與工件加工尺寸直接相關(guān)，也是夾具總圖上關(guān)鍵尺寸要求。
四：夾具體設(shè)計
夾具總體設(shè)計中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具基礎(chǔ)件、組成夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過程中，它還要承受切削力、夾緊、慣性力及由此而產(chǎn)生的振動和沖擊。所以，夾具體是夾具中一個設(shè)計、制造勞動量大，耗費(fèi)材料多，加工要求高的零部件。在夾具成本中所占比重較大，制造周期也長，設(shè)計時，應(yīng)給以足夠的重視。
（1） 夾具體和毛坯結(jié)構(gòu)
實(shí)際生產(chǎn)中所用夾具體常用的有三種結(jié)構(gòu)。
A：鑄造結(jié)構(gòu)
鑄造結(jié)構(gòu)夾具體的優(yōu)點(diǎn)如下：
① 可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀。
② 鑄件抗壓強(qiáng)度大、抗振性好，特別適用于加工時振動大、切削負(fù)荷大的場合。
③ 鑄件易于加工，價格低廉，成本低。但鑄件生產(chǎn)周期長，因存在鑄內(nèi)應(yīng)力，易引起變形，影響夾具精度的保持性，因此，夾具體必須進(jìn)行時效處理。
B：焊接結(jié)構(gòu)其優(yōu)點(diǎn)如下：
① 容易制造，周期短。
② 采用鋼板、型材，如結(jié)構(gòu)合理，布置得當(dāng)，可減小質(zhì)量。由于上述兩優(yōu)點(diǎn)，特別適用于新產(chǎn)品試制或臨時急用的場合，以縮短生產(chǎn)周期。此外，一些結(jié)構(gòu)簡單的小型夾具，如翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模、可缷式鉆模，采用焊接式結(jié)構(gòu)十分有利，因?yàn)檫@些夾具要頻繁拆缷翻轉(zhuǎn)，力求結(jié)構(gòu)輕巧耐磨。
但焊接結(jié)構(gòu)夾具體在焊接過程中的熱變形和殘余應(yīng)力對夾具精度會有不得影響，因此，焊完后要進(jìn)行退火處理；另外，為提高剛性需加加強(qiáng)筋。
C：裝配結(jié)構(gòu)
裝配夾具體是選用夾具專用標(biāo)準(zhǔn)毛坯或標(biāo)準(zhǔn)零件，根據(jù)使用要求組裝而成，可得到精確的外形和空間位置尺寸。標(biāo)準(zhǔn)毛坯和標(biāo)準(zhǔn)零件可組織專業(yè)化生產(chǎn)，這樣不但可以大大縮短夾具體的生產(chǎn)周期，還可降低生產(chǎn)成本。要使裝配夾具體在生產(chǎn)中得到廣泛使用，必須實(shí)行夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。
（2）對夾具體的基本要求
A：一定的形狀和尺寸
夾具的外形，取決于安裝在夾具上的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置的形狀及它們之間的布置位置。設(shè)計時，只要將組成該夾具的所有元件、機(jī)構(gòu)和裝置的結(jié)構(gòu)尺寸都設(shè)計好并布置好它們在圖紙上的位置，就可以由此勾畫出夾具體的大致外形輪廓尺寸。因?yàn)槭菃渭a(chǎn)，一般不作復(fù)雜計算設(shè)計。通常參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計確定。
確定夾具體尺寸時，可參考下面數(shù)據(jù)。
① 鑄造結(jié)構(gòu)的夾具體，壁厚取15～40mm，過厚處挖空。
② 焊接結(jié)構(gòu)用鋼板取10～15mm，剛度不夠時加筋板。
③ 夾具體上不加工表面與工件表面之間應(yīng)有一定間隙，以保證工件與夾具體之間不發(fā)生干涉。間隙大小按以下規(guī)定選?。?
a:夾具體、工件都是毛面，間隙取8～15mm.
b:夾具體是毛面，工件是光面，間隙取4～10mm.
B：足夠的強(qiáng)度和剛度
目的是減小在加工過程中因受切削力、夾緊力等而發(fā)生變形或振動。當(dāng)剛度不夠時，可增設(shè)加強(qiáng)筋或用框形結(jié)構(gòu)。若用加強(qiáng)筋，其壁厚取0.7～0.9倍壁厚，高度不大于壁厚5倍。
C：良好的結(jié)構(gòu)工藝性
以便于制造、裝配、并減少加工工時。如夾具體上大平面上要局部加工，可鑄出3～5mm凸臺；各加工表面，最好在同一平面內(nèi)或在同一回轉(zhuǎn)表面上，以便于加工；盡量減少加工表面面積。另外，對于切削量大的工件所使用夾具，要注意應(yīng)能方便排屑，以免影響安裝精度；對于大而重的夾具體，要考慮起吊裝置，如吊環(huán)螺釘或起重螺栓。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1毛坯的制造形式
零件材料為QT400-15球墨鑄鐵，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為8級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
球墨鑄鐵是20世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、應(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。
球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。
2.2零件分析
要對該零件的表面進(jìn)行加工。具體加工要求如下：
Φ72圓弧底面
底面
4-R12沉孔
4-Φ11孔Φ17沉孔
Φ72圓弧左右兩端面
Φ10孔
Φ72圓弧
2.3基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
2.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則
選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
1） 用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2） 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
3） 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
5） 有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
2.4制定工藝路線
制定工藝路線的出發(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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。
工藝路線方案：
工序01：鑄造
工序02：正火處理
工序03：粗銑、半精銑Φ72圓弧底面；粗銑、半精銑底面
工序04：銑4-R12沉孔
工序05：鉆4-Φ11孔、锪平Φ17沉孔
工序06：粗銑、半精銑、精銑Φ72圓弧左右兩端面
工序07：鉆、鉸Φ10孔
工序08：合鏜（粗鏜、半精鏜、精鏜）Φ72圓弧
工序09：鉗工去毛刺
工序10：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序11：包裝、入庫
2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差
1. Φ72圓弧底面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為3.2，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，加工余量為MA-E級。兩步銑削(即粗銑、半精銑)可滿足其精度要求。
粗銑 單邊余量Z=1.5mm
半精銑 單邊余量Z=0.5mm
2.底面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為3.2，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，加工余量為MA-E級。兩步銑削(即粗銑、半精銑)可滿足其精度要求。
粗銑 單邊余量Z=2.5mm
半精銑 單邊余量Z=0.5mm
3. 4-R12沉孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，加工余量為MA-E級，一步銑削(即粗銑)可滿足其精度要求。
4. 4-Φ11孔Φ17沉孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，加工余量為MA-E級，先鉆4-Φ11孔、然后锪平Φ17沉孔可滿足其精度要求。
5.Φ72圓弧左右兩端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為3.2，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，加工余量為MA-E級。兩步銑削(即粗銑、半精銑)可滿足其精度要求。
粗銑 單邊余量Z=1.5mm
半精銑 單邊余量Z=0.4mm
精銑 單邊余量Z=0.1mm
6. Φ10孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，加工余量為MA-E級，兩步鉆削(即鉆、鉸)可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=4.9mm
鉸 單邊余量Z=0.1mm
7. Φ72圓弧的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，加工余量為MA-E級，兩步鏜削(即粗鏜、半精鏜、精鏜)可滿足其精度要求。
粗鏜 單邊余量Z=1.0mm
半精鏜 單邊余量Z=0.4mm
精鏜 單邊余量Z=0.1mm
2.6確定切削用量及基本工時
工序01：鑄造
工序02：正火處理
工序03：粗銑、半精銑Φ72圓弧底面；粗銑、半精銑底面
工步一：粗銑Φ72圓弧底面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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?。?75
當(dāng)＝475r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工步二：半精銑Φ72圓弧底面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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?。?00
當(dāng)＝600r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工步三：粗銑底面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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?。?75
當(dāng)＝475r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工步二：半精銑底面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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?。?00
當(dāng)＝600r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工序04：銑4-R12沉孔
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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?。?75
當(dāng)＝475r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工序05：鉆4-Φ11孔、锪平Φ17沉孔
工步一：鉆4-Φ11孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
521r/min
按機(jī)床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機(jī)動工時為
工步二：锪平Φ17沉孔
選用高速鋼錐柄锪孔鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
468r/min
按機(jī)床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機(jī)動工時為
工序06：粗銑、半精銑、精銑Φ72圓弧左右兩端面
工步一：粗銑Φ72圓弧左右兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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)選取＝475
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工步二：半精銑Φ72圓弧左右兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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?。?00
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工步三：精銑Φ72圓弧左右兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a1.6，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說明書，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)選取＝750
3）計算工時
切削工時： ，，
則機(jī)動工時為
工序07：鉆、鉸Φ10孔
工步一：鉆Φ9.8孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
520r/min
按機(jī)床選取n=545r/min
切削工時： ，，則機(jī)動工時為
工步二：鉸Φ9.8孔至Φ10孔
選用高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
637r/min
按機(jī)床選取n=680r/min
切削工時： ，，則機(jī)動工時為
工序08：合鏜（粗鏜、半精鏜、精鏜）Φ72圓弧
工步一：粗鏜Φ69圓弧至Φ71
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓角鏜刀。
1） 確定切削深度
2） 確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，
=0.15～0.30mm/r
按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.27mm/r
3） 確定切削速度
按表1.27的計算公式確定
式中 =400，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 93.7m/min
=420r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4） 基本時間
選鏜刀的主偏角=45°，則=1.0mm，=70mm，=4mm，=0，
=0.27mm/r,，
工步二：半精鏜Φ71圓弧至Φ71.8
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。
1）確定切削深度
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，
=0.15～0.30mm/r
按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.19mm/r
3）確定切削速度
按表1.27的計算公式確定
式中 =400，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 104m/min
=462r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4）基本時間
選鏜刀的主偏角=45°，則=0.4mm，=70mm，=4mm，=0，
=0.19mm/r,，
工步三：精鏜Φ71.8圓弧至Φ72
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓角鏜刀。
1）確定切削深度
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，
=0.15～0.30mm/r
按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.15mm/r
3）確定切削速度
按表1.27的計算公式確定
式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 150m/min
=663r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4）基本時間
選鏜刀的主偏角=45°，則=0.1mm，=70mm，=4mm，=0，
=0.15mm/r,，
工序09：鉗工去毛刺
工序10：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序11：包裝、入庫
第3章 鉆床夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序07：鉆、鉸Φ10孔的鉆床夾具。
3.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆、鉸Φ10孔，粗糙度Ra1.6，因此本道工序加工精度要求較高，為此，即考慮如何提高生產(chǎn)效率，也要考慮一定的精度。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次鉆沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工精度。我們采用已加工過的工件底面及后端面左端面作定位基準(zhǔn)，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用螺母、圓墊圈、螺桿、移動壓板、彈簧、調(diào)節(jié)螺母和帶肩螺母組成的夾緊機(jī)構(gòu)。
鉆、鉸Φ10孔，選擇已加工好的工件底面和后端面及左端面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是支承板和支承釘。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對支承板和支承釘。
1、 底面與支承板相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。
2、 后端面與支承板相配合，限制兩個自由度，即Y軸移動和Z軸移動。
3、 左端面與支承釘相配合，限制一個自由度，即X軸移動。
工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計合理。
3.3 切削力及夾緊力計算
查表4得切削力計算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
3.4 定位誤差分析
一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。
已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。
3.5鉆套的設(shè)計
Φ10孔加工需鉆、鉸兩道工序，因?yàn)殂@孔后還要和鉸孔，為了我們鉆孔后能及時的鉸孔。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：即先用Φ9.8的麻花鉆鉆孔。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知Φ9.85相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下：
具體的尺寸如下
因?yàn)榭鞊Q鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間快換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，由上圖可知與Φ9.8快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸6，查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M6快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
M6快換鉆套壓緊螺釘具體的尺寸如下
3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了螺母、圓墊圈、彈簧、移動壓板、調(diào)節(jié)支承、螺桿和快換墊圈組成的夾緊機(jī)構(gòu)。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
總 結(jié)
這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(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，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，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設(shè)計。
這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
致 謝
這次畢業(yè)設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(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，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，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。
這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
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