回轉(zhuǎn)支架零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)含NX三維及5張CAD圖帶過程工序卡-獨(dú)家.zip

回轉(zhuǎn)支架零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)含NX三維及5張CAD圖帶過程工序卡-獨(dú)家.zip,回轉(zhuǎn),支架,零件,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計(jì),NX,三維,CAD,過程,工序,獨(dú)家 回轉(zhuǎn)支架零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)【加工左右軸承孔，端面及各螺栓安裝孔】 摘 要 本設(shè)計(jì)是回轉(zhuǎn)支架零件的工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中先進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)和工藝分析，確定粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)以及零件的加工余量與毛坯的尺寸，得出零件的加工工藝過程，接著再計(jì)算各工序的切削用量以及工時(shí)。 除此之外，還設(shè)計(jì)了一套專用數(shù)控加工夾具。首先確定合適的定位基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)夾具體，再選擇定位元件、夾緊元件等部件。然后計(jì)算出定位誤差、夾緊力以及切削力，分析夾具的合理性,確保夾具可以安全的工作。 關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)支架；工藝，夾具設(shè)計(jì)，加工工藝，切削用量，定位誤差 Abstract This design is the process design and fixture design of the rotary support parts. In the design, the structure and process of the parts are analyzed, the rough and precision datum, the machining allowance and the size of the blank are determined, and the machining process of the parts is obtained. In addition, a set of special NC fixture is also designed. Firstly, the appropriate positioning datum is determined, the clamp body is designed, and then the positioning elements, clamping elements and other components are selected. Then the positioning error, clamping force and cutting force are calculated, and the rationality of the fixture is analyzed to ensure that the fixture can work safely. Key words: rotary bracket; process, fixture design, processing technology, cutting parameters, positioning error 目 錄 第1章 前言 1 第2章 引言 2 2.1課題的提出原因 2 2.2課題的主要內(nèi)容 2 2.3課題的構(gòu)思 3 第3章 零件的工藝設(shè)計(jì) 4 3.1 零件的功用及工藝分析 4 3.1.1 零件的功用及特點(diǎn) 4 3.1.2零件的工藝分析 5 3.2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 4 3.2.1 確定生產(chǎn)類型 4 3.2.3基準(zhǔn)的選擇 5 3.2.4工序的合理組合 6 3.2.5制定工藝路線 6 3.3機(jī)械加工余量及毛坯的尺寸確定 10 3.4確定切削用量及基本工時(shí) 11 3.4.1 工序4切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 11 3.4.2工序4切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 13 3.4.3 工序9切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 14 3.4.3 工序5切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 15 3.4.4 工序6切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 16 第4章 加工設(shè)備與工藝裝備選擇 17 4.1選擇機(jī)床 17 4.2選擇夾具 17 4.3選擇刀具 18 第5章 零件的數(shù)控加工夾具設(shè)計(jì) 19 5.1數(shù)控加工夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)及內(nèi)容 19 5.1.1數(shù)控加工夾具的主要類型 19 5.1.2數(shù)控加工夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 19 5.1.3夾具體的設(shè)計(jì) 19 5.1.4殼體零件數(shù)控加工夾具的總體設(shè)計(jì) 20 5.3定位基準(zhǔn)的選擇 21 5.4切削力及夾緊力的計(jì)算 21 5.5夾具結(jié)構(gòu)及定位誤差的分析 23 5.6數(shù)控加工夾具的裝配圖繪制 26 第6章 UG三維造型及裝配動(dòng)畫模擬 28 6.1 UG軟件簡(jiǎn)介 28 6.2夾具體的三維建模 31 6.3裝配體的繪制及動(dòng)畫模擬 32 總 結(jié) 34 參考文獻(xiàn) 35 34 第1章 前言 隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)生產(chǎn)率的要求也越來(lái)越高，因此，大批量生產(chǎn)成為時(shí)代的需求，而組合機(jī)床就可以滿足這一需求，我們有必要來(lái)研究他。另外，支架是主要起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也有定位作用，使零件之間保持正確的位置。因此支架加工質(zhì)量直接影響零件加工的精度性能，我們有必要對(duì)其進(jìn)行研究。 機(jī)械制造畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合，是學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）和全部專業(yè)課，并進(jìn)行了實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是我們對(duì)所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們?nèi)甏髮W(xué)生活中占有重要的地位。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的技能知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（支架）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)。 第2章 引言 2.1課題的提出原因 在現(xiàn)代制造技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，機(jī)床夾具無(wú)論在傳統(tǒng)機(jī)床上還是在數(shù)控機(jī)床、加工中心上，仍是必不可少的重要工藝裝備。然而，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右機(jī)床夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10～20％左右。因此，設(shè)計(jì)各種專用夾具以減少夾具的損耗已經(jīng)擺上的日程。 2.2課題的主要內(nèi)容 （1） 回轉(zhuǎn)支架零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)； （2） 數(shù)控加工夾具的設(shè)計(jì)； （3） 夾具的三維建模； （4） 數(shù)控加工仿真。 （5） 定制包含有說(shuō)明書+工藝過程、工序+零件圖+毛坯圖+夾具體+夾具裝配圖+非標(biāo)準(zhǔn)零件圖，圖紙工作量應(yīng)不少于3張A0幅面 （6） 圖紙工作量應(yīng)不少于3張A0幅面 （7） 用UG軟件畫出零件實(shí)體圖并轉(zhuǎn)換為CAD圖，圖紙表達(dá)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 （8） 根據(jù)零件特點(diǎn)，提出兩條以上工藝路線，通過比較選擇合理方案編制機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡片各1套，如有數(shù)控加工工序，需完成數(shù)控仿真和數(shù)控加工程序編制。 （9） 選擇某一工序完成專用夾具設(shè)計(jì)，要求用UG完成夾具裝配與拆裝動(dòng)畫仿真。 （10） 將設(shè)計(jì)圖存盤并打印主要圖紙，圖紙工作量應(yīng)不少于3張A0幅面，圖幅要和零件實(shí)際表達(dá)合適。 （11） 在總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，要求字符數(shù)不少于1.5萬(wàn)字，中文摘要350字以內(nèi)，外文摘要與中文摘要對(duì)應(yīng)，文本的質(zhì)量符合畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書規(guī)范。 2.3課題的構(gòu)思 在做夾具過程中，首先要分析支架零件圖及加工的技術(shù)要求，其次考慮毛坯的選擇，再者要考慮制定機(jī)械加工工藝過程中一些關(guān)鍵問題，像基準(zhǔn)的選擇、零件表面加工方法的選擇、加工順序的安排和組合、加工路線的擬定等等都需要了解大量的資料后精心加以選擇和確定，最后結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)出方便實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的夾具。 第3章 零件的工藝設(shè)計(jì) 3.1零件的功用及工藝分析 3.1.1 零件的功用及特點(diǎn) 回轉(zhuǎn)支架是支撐攝像頭回轉(zhuǎn)殼體并能使殼體其沿軸線進(jìn)行回轉(zhuǎn)的零件，外形復(fù)雜，兩端軸承安裝部位同軸度要求高。其三維形狀以及零件圖如下： 圖3.1 三維模型圖 二維零件圖如下： 圖3.2 回轉(zhuǎn)支架零件圖 零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 3.1.2零件的工藝分析 回轉(zhuǎn)支架零件有多組加工表面，它們相互間有一定的加工要求?，F(xiàn)分述如下: （1）以φ88mm孔中心軸線為中心的加工表面。這一組加工表面包括：直徑φ88mm的內(nèi)孔直徑及端面倒角；直徑為φ41mm、φ47mm的內(nèi)孔端面及倒角；φ130mm內(nèi)圓；8個(gè)φ3mm的通孔；還有多組M3螺紋孔需要的加工。 （2）以φ90mm孔中心軸線為中心的加工表面。這一組加工表面包括：一個(gè)φ90mm的內(nèi)孔端面；多處異形槽；兩組φ5.6孔；8組φ4.5孔；4組M3孔。 （3）兩處R25，及27.5、31.5內(nèi)端面加工。 以φ88mm孔為中心的孔，有同軸度0.02要求，粗造度1.6； 以φ90mm孔中心軸線為中心的孔及端面，粗造度3.2； 其余各面及孔的粗糙度要求是12.5。 主要平面的加工。一般在刨床或銑床上進(jìn)行。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)床成本低，調(diào)整方便，但生產(chǎn)率低；在大批、大量生產(chǎn)時(shí)，多采用銑削；當(dāng)生產(chǎn)批量大且精度又較高時(shí)可采用磨削。單件小批生產(chǎn)精度較高的平面時(shí)，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般采用寬刃精刨。當(dāng)生產(chǎn)批量較大或?yàn)楸ＷC平面間的相互位置精度，可采用組合銑削和組合磨削。 回轉(zhuǎn)支架支承孔的加工，對(duì)于直徑小于φ50mm的孔，一般不鑄出，可采用鉆－擴(kuò)(或半精鏜)－鉸(或精鏜)的方案。對(duì)于已鑄出的孔，可采用粗鏜－半精鏜－精鏜(用浮動(dòng)鏜刀片)的方案。由于主軸軸承孔精度和表面質(zhì)量要求比其余軸孔高，所以，在精鏜后，還要用浮動(dòng)鏜刀片進(jìn)行精細(xì)鏜。對(duì)于箱體上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、滾壓等工藝方法。 3.2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.2.1 確定生產(chǎn)類型 （1）確定生產(chǎn)綱領(lǐng)：機(jī)械產(chǎn)品在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃稱為該產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)除了該產(chǎn)品在計(jì)劃期內(nèi)的產(chǎn)量以外，還應(yīng)包括一定的備品率和平均廢品率，其計(jì)算公式為3.1。 （3.1） 式中n為零件計(jì)劃期內(nèi)的產(chǎn)量；a為備品率；b平均廢品率。 由生產(chǎn)任務(wù)得：,,，代入公式計(jì)算， （2）確定生產(chǎn)類型：最終傳動(dòng)箱殼體長(zhǎng)110mm，寬80mm，高100mm，屬于中型零件，殼體生產(chǎn)綱領(lǐng)為108件，屬于小批量生產(chǎn)。 3.2.2確定毛坯的制造形式 毛坯的鑄造方法：由上文可知，該殼體屬于小批量生產(chǎn)，對(duì)于毛坯制造宜采用金屬模機(jī)器造型、模鍛、壓力鑄造等。本次采用金屬模機(jī)器造型，這種鑄造方法的特點(diǎn)是鑄件內(nèi)部組織致密，機(jī)械性能較高，單位面積的產(chǎn)量高，適用于泵體、泵蓋、殼體、減速箱體、汽缸頭等中、小型鑄件。毛坯的材料是ZL104。 3.2.3基準(zhǔn)的選擇 選擇工件的定位基準(zhǔn)，實(shí)際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)為精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 選擇的原則是： a、非加工表面原則 b、加工余量最小原則 c、重要表面原則 d、不重復(fù)使用原則 e、便于裝夾原則 選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)保證加工余量的均勻分配和加工面與非加工面（作為粗基準(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。根據(jù)以上選擇的原則，可以選擇零件左端面作為粗基準(zhǔn)。這樣便于加工左右兩端面，便于保證其尺寸。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 選擇的原則是： a、基準(zhǔn)重合原則 b、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 c、自為基準(zhǔn)原則 d、互為基準(zhǔn)原則 e、便于裝夾原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝夾方便。根據(jù)以上選擇的原則，我們就可以φ20孔和φ50右端面定位，用可調(diào)輔助支承φ90外圓并找正φ20外圓母線。精基準(zhǔn)選擇φ20孔軸線,這樣可以便于在一次裝夾中車左右端面，完成所需零件形狀的加工，所以精基準(zhǔn)選擇φ20mm孔軸心線。 3.2.4工序的合理組合 確定基準(zhǔn)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)的基本原則： （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)準(zhǔn)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，工藝路線長(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，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(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。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 3.2.5制定工藝路線 加工工藝路線制定的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)效率和降低成本，并且能夠充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。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。 根據(jù)以上分析制定的兩條工藝路線如下(如圖3.1及3.2所示)： 工藝路線： （1） 工藝路線方案一： 工序1：鑄造毛坯。 工序2：時(shí)效處理。 工序3：劃線。 工序4：粗精車Φ90H8內(nèi)孔至尺寸，粗精車底面及Φ270外圓至尺寸。 工序5：粗銑290兩端面，精銑31.7、27.5內(nèi)端面，銑12、14。 工序6：粗鏜Φ90H7、Φ41、Φ47H7。 工序7：CNC精加工（精鏜孔、精銑端面、鉆孔）。 工序8：銑底面各異形槽，23X10槽。 工序9：鉆底面8*Φ4.5BΦ8D5.5EQS；2XΦ5.6。 工序10：鉆底面6XΦ5.6BΦ12，鉆攻絲4XM3。 工序11：去毛刺。 工序12：清洗。 工序13：檢驗(yàn)。 工序14：入庫(kù)。 （2） 工藝路線方案一： 工序1：鑄造毛坯。 工序2：時(shí)效處理。 工序4：粗鏜Φ90H7、Φ41、Φ47H7。 工序5：粗銑290兩端面，精銑31.7、27.5內(nèi)端面，銑12、14。 工序6：粗精車Φ90H8內(nèi)孔至尺寸，粗精車底面及Φ270外圓至尺寸。 工序7：鉆底面8*Φ4.5BΦ8D5.5EQS；2XΦ5.6。 工序8：鉆底面6XΦ5.6BΦ12，鉆攻絲4XM3。 工序9：銑底面各異形槽，23X10槽。 工序10：CNC精加工（精鏜孔、精銑端面、鉆孔）。 工序11：去毛刺。 工序12：清洗。 工序13：檢驗(yàn)。 工序14：入庫(kù)。 （3）工藝方案比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工以φ88mm孔為中心的一組表面，然后以此為基準(zhǔn)加水平軸承孔；而方案二則先完成所有面的加工，再加工各孔。經(jīng)比較可見，先加工以φ88mm孔為中心的一組表面，然后以此為基準(zhǔn)加工水平軸承孔，這時(shí)的位置精度交易保證，并且定位及裝夾都較方便。但方案一中工序4與工序5中涉及到兩個(gè)不同的機(jī)床，不宜采用組合機(jī)床。故決定將方案一中工序4粗銑面改成粗車面，這樣工序4與工序5可采用同一個(gè)專用夾具，也不用重新裝夾，符合工序集中原則。 以上加工方案大致看來(lái)還是合理的。但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)加工8個(gè)φ3mm 孔時(shí)，因?yàn)樵摿慵?個(gè)φ3mm 孔全是通孔且加工深度不大，并且到下一表面的距離不大，極易造成鉆頭折斷或擦到下一表面上，甚至?xí)斐闪慵?bào)廢。為了解決這個(gè)問題，原有的加工路線仍可保持不變，只是在加工8個(gè)φ3mm 孔時(shí)，觀察到鉆頭快鉆穿零件時(shí)，采用手動(dòng)進(jìn)給方式。因?yàn)榱慵切∨可a(chǎn)，故可以采用手動(dòng)進(jìn)給方式。這樣既可以避免鉆頭及零件的報(bào)廢，同時(shí)也照顧了原有的加工路線中裝夾方便的特點(diǎn)。還有在加工兩個(gè)φ277mm外圓端面以及φ90mm孔端面時(shí)涉及到兩次掉頭以及需要4次裝夾，讓費(fèi)了大量時(shí)間。為了解決這一問題，可以先加工φ98mm內(nèi)孔以及φ276mm外圓及端面，再掉頭一次加工右端面，減少了裝夾的次數(shù)以及掉頭的次數(shù)。因此，最后的加工路線確定如下： 工序1：鑄造毛坯。 工序2：時(shí)效處理。 工序3：劃線。 工序4：粗精車Φ90H8內(nèi)孔至尺寸，粗精車底面及Φ270外圓至尺寸。 工序5：粗銑290兩端面，精銑31.7、27.5內(nèi)端面，銑12、14。 工序6：粗鏜Φ90H7、Φ41、Φ47H7。 工序7：CNC精加工（精鏜孔、精銑端面、鉆孔）。 工序8：銑底面各異形槽，23X10槽。 工序9：鉆底面8*Φ4.5BΦ8D5.5EQS；2XΦ5.6。 工序10：鉆底面6XΦ5.6BΦ12，鉆攻絲4XM3。 工序11：去毛刺。 工序12：清洗。 工序13：檢驗(yàn)。 工序14：入庫(kù)。 3.3機(jī)械加工余量及毛坯的尺寸確定 加工余量是指加工過程中從加工表面所切去的金屬層厚度。加工余量有工序余量和加工總余量之分，工序余量是指某一工序所切去的金屬層厚度；加工總余量是指某加工表面上切去的金屬層總厚度。 （1）粗銑各表面的加工余量： 由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2—35平面的加工余量，及考慮在鑄造過程中，表面會(huì)產(chǎn)生氣泡等部分，因此，加工余量得留大點(diǎn)。從而得出粗銑各表面的加工余量為3mm。 （2）粗車底面14mm端面的加工余量： 由《機(jī)械加工余量實(shí)用手冊(cè)》表5-25查得粗車底面14mm的加工余量為1.6mm。 （3）粗車φ90mm內(nèi)孔的加工余量： 由《機(jī)械制造工藝學(xué)》查得粗車φ90mm內(nèi)孔的加工余量為2mm。 （4）加工φ88mm孔的加工余量： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》得鏜孔的加工余量為2mm。 （5）加工φ130mm孔的加工余量： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-10得鏜孔的加工余量為2mm。 （6）加工φ55mm的加工余量： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-10得鏜孔的加工余量為2mm。 （7）加工梯形孔的加工余量： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-8得先鏜出梯形孔，再粗鏜，精鏜的加工余量為0.1mm。 （8）加工M3孔的加工余量：由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2—29查出先鉆孔φ2.3mm，攻螺紋M3的加工余量為0.7mm。 由上各個(gè)加工余量確定零件的鑄件尺寸，毛坯圖如圖3.3： 圖3.3 回轉(zhuǎn)支架毛坯圖 3.4確定切削用量及基本工時(shí) 3.4.1 工序4切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 工序4：粗車φ276mm右外圓端面，粗車φ90mm內(nèi)孔端面并倒角（第一步） （1）確定端面最大加工余量 毛坯的長(zhǎng)度方向加工余量為1.6mm，故可一次走刀完成，所以可得 長(zhǎng)度加工公差按IT12級(jí)。取-0.46mm（入體方向）。 （2）確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，以及工件直徑在60到100之間時(shí)： 按C620-1機(jī)床說(shuō)明書?。? （3）計(jì)算切削速度： 查《切削用量手冊(cè)》表21，切削速度的計(jì)算公式為3.2（壽命選T=60min）： （3.2） 式中： 加工材料系數(shù) 加工形式系數(shù) 刀具材料系數(shù) 系數(shù)指數(shù) 修正系數(shù)，見《切削用量手冊(cè)》表21—1，即公式3.3： （3.3） 式中： 鋼和鑄鐵的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削速度的修正系數(shù) 毛坯表面狀態(tài)改變時(shí)切削速度的修正系數(shù) 車削方式改變時(shí)切削速度的修正系數(shù) 車刀主偏角改變時(shí)切削速度的修正系數(shù) 刀具材料改變時(shí)切削速度的修正系數(shù) 所以 即 所以 （4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （3.4） 按機(jī)床說(shuō)明書，與134r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為120r/min和150r/min?，F(xiàn)取機(jī)轉(zhuǎn)速為150r/min，如果選取120r/min，則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度。 （5）計(jì)算切削工時(shí)： （3.5） 根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表20，（y為入切量，為超切量）， 故 3.4.2工序4切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 工序4：粗車φ276mm外圓端面，粗車φ90mm內(nèi)孔端面并倒角C2（第二步） （1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm, 以及工件直徑在60到100之間時(shí)： 按C630機(jī)床說(shuō)明書?。? （2）計(jì)算切削速度： 查《切削用量手冊(cè)》表21，切削速度的計(jì)算公式為（3.2）（壽命選T=60min）： 即 式中，，， ，。修正系數(shù)，見《切削用量手冊(cè)》表21—1，即： 。 所以 所以 （3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 由公式3.4得 按機(jī)床說(shuō)明書，與303r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為230r/min和305r/min。現(xiàn)取機(jī)床 轉(zhuǎn)速為305r/min。如果選230r/min，則速度損失較大。此時(shí)實(shí)際切削速度。 （4）計(jì)算切削工時(shí)： 根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表20，，由公式3.5得： 3.4.3 工序9切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 工序6：鉆八個(gè)φ4.5mm孔 （1） 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d0=4.5mm。 鉆頭的幾何形狀為（查切削用量手冊(cè)第三章表1及表二）：雙錐修磨橫刃，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，b1=3.5mm，a0=12°，ψ=55°，b=2mm，l=4mm。 （2）選擇切削用量 1）決定進(jìn)給量f a、按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)表5（查切削用量手冊(cè)第三章）當(dāng)加工要求為7級(jí)精度，鋼的強(qiáng)度αb<0.784GPa，d0=15mm時(shí)，f=0.35~0.43mm/r。 由于l/d=12/15=0.8，故應(yīng)乘孔深系數(shù)klf=0.95，則 f=(0.35~0.43) ×0.95=0.33~0.41mm/r b、按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表7（查切削用量手冊(cè)第三章），當(dāng)αb=0.628GPa,d0=15mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.11mm/r。 c、按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)決定進(jìn)給量：根據(jù)表8（查切削用量手冊(cè)第三章），當(dāng)αb<0.628GPa，d020.5mm，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為0.53mm/r。 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.35~0.43mm/r，根據(jù)Z3040機(jī)床說(shuō)明書，選擇f=0.36mm/r。 由于加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時(shí)鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。 2）決定切削速度 由表10及11（查切削用量手冊(cè)第三章），查得vi=0.46m/s。 切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，則 由公式3.4得 （3）計(jì)算基本工時(shí) （3.6） 式中L=l1+l2+l3，l1=12mm，l2=9mm，l3=3mm，則 3.4.3 工序5切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 工序7：粗銑290mm兩面 （1） 選擇刀具 銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任選取。查（切削用量手冊(cè)第五章表1及表9），采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)Z=8；銑刀幾何形狀（切削用量手冊(cè)第五章表2）：γn=15°,α0=12°。 （2） 選擇切削用量 1） 決定銑削寬度ae 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 ae=h=3mm; 2） 決定沒齒進(jìn)給量af 根據(jù)X51W型銑床說(shuō)明書（切削用量手冊(cè)第六章，常見銑床的技術(shù)資料，表24），其功率為7kW，中等系統(tǒng)剛度，則 af=0.12~0.20mm/z，現(xiàn)取 af=0.20mm/z。 3） 決定切削速度v和沒秒進(jìn)給量vf 根據(jù)表9（切削用量手冊(cè)第五章），當(dāng)d0=100mm，z=8mm，ap=41~130mm，ae=3mm，af0.24mm/z時(shí)，vt=0.32m/s，nt=1.03r/s，vft=1.73mm/s。 各修正系數(shù)為：kMv=kMn=kMv=0.69 ksv=ksn=ksvf=0.8 故 v=vt×kv=0.32×0.69×0.8=0.18m/s； n=nt×kn=1.03×0.69×0.8=0.52r/s; vf=vft×kv=1.73×0.69×0.8=0.95mm/s。 根據(jù)X51W型銑床說(shuō)明書，選擇nc=0.625r/s，vfc=1.0mm/s。 因此實(shí)際切削速度和沒齒進(jìn)給量為： （3.7） （3.8） （3） 計(jì)算基本工時(shí) 由公式3.6即 式中L=l1+l2+l3，由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件，利用作圖法，可得出的行程L=l1+l2+l3=69mm，故 3.4.4 工序6切削用量的計(jì)算以及基本工時(shí)的確定 工序8：鏜φ88mm孔 （1）選擇機(jī)床 選用T68臥式鏜床。 （2）粗鏜孔至φ86.7mm，單邊余量Z=0.3mm，一次鏜去全部余量，，進(jìn)給量f=0.1mm/r。 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min，則： 由公式3.4得 由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無(wú)級(jí)調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。 （3）計(jì)算切削工時(shí)： 切削工時(shí)：l=30mm，l2=3mm，l3=4mm，則： 第4章 加工設(shè)備與工藝裝備選擇 4.1選擇機(jī)床 （1）選擇機(jī)床應(yīng)遵循如下原則： （2）機(jī)床的加工范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)； （3）機(jī)床的精度應(yīng)與工序加工要求的精度相適應(yīng)； （4）機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 在殼體的加工過程中，為了提高生產(chǎn)率將大量使用專用機(jī)床，如鉆孔、鏜孔工序中會(huì)用到專用鉆床和專用鏜床。在銑端面、倒角和攻絲工序中會(huì)用到通用機(jī)床。通用機(jī)床是在《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》上查找，具體機(jī)床的選用見后面的加工工藝過程卡。 4.2選擇夾具 機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將工件牢固地夾緊的一種工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工精度；提高加工效率；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。 夾具的種類很多，按夾具的應(yīng)用范圍分類，可分為通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具；按夾具上的動(dòng)力源分類，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和真空夾具等。在單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡可能采用通用夾具。為提高生產(chǎn)率，在條件允許時(shí)也可采用組合夾具。中批以上生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用專用夾具，以提高生產(chǎn)效率，夾具的精度應(yīng)與工序的加工精度相適應(yīng)。殼體的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，加工中應(yīng)該采用專用夾具。為此要為生產(chǎn)線上的工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)一套夾具。對(duì)于動(dòng)力源，由于殼體的加工屬于小批量生產(chǎn)，可以采用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)六角螺母夾緊，這樣便于操作，減少工作強(qiáng)度，以及材料成本。 4.3選擇刀具 刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等，在選擇時(shí)一般盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)可采用高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具和其它一些專用刀具。最終傳動(dòng)箱殼體的加工基本都采用標(biāo)準(zhǔn)刀具, 可以在《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》上查到。銑平面時(shí)大都采用鑲齒套式面銑刀，銑面時(shí)用數(shù)控銑床加工，選用直柄立式銑刀。鏜刀則根據(jù)孔的大小不同分別選取。鉆孔時(shí)大都選用錐柄麻花鉆，這種鉆頭有足夠的強(qiáng)度，排屑容易。對(duì)于刀具的材料，常用的刀具材料有碳素工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金。其中碳素工具鋼指含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.65%～1.35% 的優(yōu)質(zhì)鋼碳鋼。常用牌號(hào)有T8A、T10A和T12A等，其中以T12A用的最多，淬火后硬度可達(dá)（58～64）HRC，紅硬性達(dá)250~300°C左右，允許的切削速度Vc=5～10m/min，所以一般用于制造手用和切削速度很低得工具，如銼刀、手用鋸條、絲錐和板牙等。而高速鋼是在高碳鋼中加入較多的合金元素W、Gr、V、Mo等與C生成碳化物制得的。加入合金元素后，細(xì)化了晶粒，提高了合金的硬度。所以一般高速鋼的淬火硬度可達(dá)（63～67）HRC，紅硬性可達(dá)550～650.允許的切削速度Vc可比合金工具鋼提高1～2倍。它具有較高的強(qiáng)度，在所有刀具材料中它的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度最高，是制造各種刃型復(fù)雜刀具的主要材料。而硬質(zhì)合金的耐熱性比高速鋼高得多，約在800～1000°C，允許的切削速度約是高速鋼的4～10倍。硬度很高，但它的抗彎強(qiáng)度為1.1～1.5GPa，只是高速鋼的一半，沖擊韌度不足高速鋼的1/25～1/10.由于它的耐熱性與耐磨性好，因而在刃型不太復(fù)雜的刀具上的應(yīng)用日益增多，如車刀，銑刀，鏜刀，小尺寸鉆頭，絲錐等刀具上。 綜上所述，端面套式面銑刀材料選擇硬質(zhì)合金，加工孔用的麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、锪鉆、絲錐都采用高速鋼材料，鏜梯形孔孔用鏜刀刀尖部分材料也選用硬質(zhì)合金。具體刀具型號(hào)及規(guī)格見后面的加工工藝過程表格。 第5章 零件數(shù)控加工夾具設(shè)計(jì) 5.1數(shù)控加工夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)及內(nèi)容 5.1.1數(shù)控加工夾具的主要類型 現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已愈來(lái)愈廣泛。數(shù)控機(jī)床夾具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的高精度、高效率、多方向同時(shí)加工、數(shù)字程序控制及單件小批生產(chǎn)的特點(diǎn)。為此，對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具提出了一系列新的要求。 (1) 推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化； (2) 發(fā)展組合夾具和拼裝夾具，降低生產(chǎn)成本； (3) 提高精度； (4) 提高夾具的高效自動(dòng)化水平。 根據(jù)所使用的機(jī)床不同，用于數(shù)控機(jī)床的通用夾具通常可分為以下幾種： 數(shù)控銑床常用夾具是平口鉗，先把平口鉗固定在工作臺(tái)上，找正鉗口，再把工件裝夾在平口鉗上，這種方式裝夾方便，應(yīng)用廣泛，適于裝夾形狀規(guī)則的小型工件。 3．加工中心夾具 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是各類數(shù)控銑床和加工中心的理想配套附件，有立式工作臺(tái)、臥式工作臺(tái)和立臥兩用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等不同類型產(chǎn)品。立臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在使用過程中可分別以立式和水平兩種方式安裝于主機(jī)工作臺(tái)上。工作臺(tái)工作時(shí)，利用主機(jī)的控制系統(tǒng)或?qū)ｉT配套的控制系統(tǒng)，完成與主機(jī)相協(xié)調(diào)的各種必須的分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 為了擴(kuò)大加工范圍，提高生產(chǎn)效率，加工中心除了沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外；往往還帶有A、B、C三個(gè)回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作為機(jī)床的一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸由數(shù)控裝置控制，并且可以與其他坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，使主軸上的刀具能加工到工件除安裝面及頂面以外的周邊?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)除了用來(lái)進(jìn)行各種圓弧加工或與直線坐標(biāo)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)進(jìn)行曲面加工以外，還可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度。因此回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已成為加工中心一個(gè)不可缺少的部件。 除以上通用夾具外，數(shù)控機(jī)床夾具主要采用拼裝夾具、組合夾具、可調(diào)夾具和數(shù)控夾具。 5.1.2數(shù)控加工夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具找正基準(zhǔn)的設(shè)置 為保證夾具的安裝精度，安裝時(shí)應(yīng)對(duì)夾具的限制基面仔細(xì)找正。若限為基面偏離回轉(zhuǎn)中心，則應(yīng)在夾具體上專門制一個(gè)孔（或外圓）作為找正基面，使該面與機(jī)床主軸同軸，同時(shí)它也作為夾具設(shè)計(jì)、裝配和測(cè)量基準(zhǔn)。為保證加工精度，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)中心與主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度應(yīng)控制在0.01mm之內(nèi)，限制端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動(dòng)量也不應(yīng)大于0.01mm。 （3）定位元件的設(shè)計(jì) 在數(shù)控機(jī)場(chǎng)上加工回轉(zhuǎn)表面，要求工件加工面的軸線必須和機(jī)床主軸的旋線重合。夾具上定位元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，必須保證工件的定位基面、加工面和機(jī)床主軸三者的軸線重合。特別對(duì)于如支座、殼體等工件，由于其被加工回轉(zhuǎn)表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸或相互位置精度要求，因此應(yīng)以機(jī)床夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定夾具定位工作表面的位置。 （4）夾具的平衡 對(duì)角鐵式、花盤式等結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的機(jī)床夾具，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取平衡措施，使夾具的重心落在主軸回轉(zhuǎn)軸線上，以減少主軸軸承的磨損，避免因離心力產(chǎn)生振動(dòng)而影響加工質(zhì)量和刀具壽命。平衡的方法有兩種：設(shè)置配重塊或加工減重塊。配重塊上應(yīng)開有弧形槽或徑向槽，以便于調(diào)整配重塊的位置。 5.1.3夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 （2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 綜上所述夾具體設(shè)計(jì)如下： 圖5-1夾具體 5.1.4數(shù)控加工夾具的總體設(shè)計(jì) （1） 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2） 當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 5.2問題的提出 利用本夾具主要用來(lái)數(shù)控加工左右軸承孔，端面及各螺栓安裝孔，在數(shù)控加工時(shí)，其他底面已加工。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，故選底面為定位基準(zhǔn)如下圖所示： 圖5.2 工序圖 5.3定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：數(shù)控加工左右軸承孔，端面及各螺栓安裝孔。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為零件底面，限制了左右方向上的自由度，這樣設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此通過心軸左端支撐零件及彈性套筒脹緊零件，限制3個(gè)自由度，從而保證零件的定位誤差在較小范圍內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。 5.4切削力及夾緊力的計(jì)算 （1）切削力的計(jì)算 由《切削用量手冊(cè)》表22（切削力及切削功率的計(jì)算公式）查得計(jì)算公式：主切削力 ×CFz××××kFz(N) （5.1） 徑向切削力 ××CFy××××kFy(N) （5.2） 軸向切削力 ××CFx××××kFx(N) （5.3） 其中系數(shù)與指數(shù)分別為CFz=367，xFz=0.72，yFz=0.8，nFz=0，CFy=142，xFy=0.73，yFy=0.67，nFy=0，CFx=294，xFx=1.0，yFx=0.5，nFx=-0.4，v=122。 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm, σp≤3mm以及工件直徑為90mm時(shí)： f=0.5~0.7mm/r 按機(jī)床說(shuō)明書，現(xiàn)取f=0.5mm/r。 由于加工單邊余量為1.6mm，一次走刀就能完成，所以取ap=1.6。 由《切削用量手冊(cè)》表22-1（鋁和鑄件的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削力的修正系數(shù)kMF）查得計(jì)算公式5.4： （5.4） 其中nF=0.75（指數(shù)），σp =0.628（材料硬度）。 故kMF=0.949。 代入公式得： 主切削力 FZ=9.81××CFz××××kFz =9.81×600×367×1.60.72×0.50.8×1220×0.949 =2748(N) 徑向切削力 Fy=9.81××CFy××××kFy =9.81×600×142×1.60.73×0.50.67×1220×0.949 =1172(N) 軸向切削力 Fx=9.81××CFx××××kFx =9.81×60-0.4×294×1.61×0.50.5×122-0.4×0.949 =600(N) （2）夾緊力的計(jì)算 查《切削手冊(cè)》表3.28得 （5.5） 　　　式中＝650，＝1.6, ＝1.0，＝0.08，＝0.72，ｚ＝20，＝40，＝0.86，＝225，＝0.86，＝0 　　　代入公式進(jìn)算得 Ｆ＝750（Ｎ） 計(jì)算切削力時(shí)，需考慮安全系數(shù)Ｋ 　　　　 　?。耍健?×× （5.6） 　式中　—基本安全系數(shù)1.5 　　　　―加工性質(zhì)系數(shù)1.1 　　　　―刀具鈍化系數(shù)1.1 　　　　　　―斷續(xù)切削系數(shù)1.1 　　 則＝Ｋ＝1.5×1.1×1.1×1.1×750＝1500（Ｎ） 　　 f1＝f2＝0.25 　　　　　　　　　?。?000（Ｎ） （5.7） 　　 根據(jù)《工藝手冊(cè)》，彈性套筒的最大夾緊力＝8345（Ｎ）,此時(shí)已大于3000Ｎ的夾緊力，故本夾具可安全工作。 5.5夾具結(jié)構(gòu)及定位誤差的分析 考慮成本節(jié)約，使用手動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)，采用手動(dòng)構(gòu)型壓板機(jī)構(gòu)進(jìn)行其內(nèi)孔的定位加緊，工件以φ90mm通孔在在夾具體定位盤定位，旋緊螺母，通過鉤形壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。 本夾具的定位元件主要為套筒的外圓和心軸端面進(jìn)行定位，故對(duì)定位誤差的影響主要反映到心軸和襯套接觸的端面和中心軸線的垂直度上，即其端面和軸線是否垂直。 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：。 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具的加工誤差較小，實(shí)用性強(qiáng)。 5.5數(shù)控加工夾具裝配圖的繪制 由于夾具制造屬單體生產(chǎn)，所以大部分零件的設(shè)計(jì)一般不作復(fù)雜的計(jì)算，通常都是參考類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定。實(shí)際上，在繪制夾具總體的過程中，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對(duì)刀-引導(dǎo)元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置，各零件的外形尺寸便已大體確定。繪制裝配圖如下： 圖5-4夾具裝配圖 第6章 UG三維造型及裝配動(dòng)畫模擬 6.1 UG軟件簡(jiǎn)介 UG 軟件是由多個(gè)模塊組成的，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、鈑金件、Web、管路應(yīng)用、質(zhì)量工程應(yīng)用、逆向工程等應(yīng)用模塊，其中每個(gè)功能模塊都以Gateway環(huán)境為基礎(chǔ)，它們之間既有聯(lián)系又相互獨(dú)立。 本次設(shè)計(jì)主要用到CAD、CAM模塊 CAD模塊： 1．實(shí)體建模 實(shí)體建模是集成了基于約束的特征建模和顯性幾何建模兩種方法，提供符合建模的方案，使用戶能夠方便地建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉(zhuǎn)實(shí)體、布爾運(yùn)算及其表達(dá)式。實(shí)體建模是特征建模和自由形狀建模的必要基礎(chǔ)。 2．特征建模 UG特征建模模塊提供了對(duì)建立和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的支持，常用的特征建模方法包括圓柱、圓錐、球、圓臺(tái)、凸墊及孔、鍵槽、腔體、倒圓角、倒角等。為了基于尺寸和位置的尺寸驅(qū)動(dòng)編輯、參數(shù)化定義特征，特征可以相對(duì)于任何其他特征或?qū)ο蠖ㄎ?，也可以被引用?fù)制，以建立特征的相關(guān)集。 3．自由形狀建模 UG自由形狀建模擁有設(shè)計(jì)高級(jí)的自由形狀外形、支持復(fù)雜曲面和實(shí)體模型的創(chuàng)建。它是實(shí)體建模和曲面建模技術(shù)功能的合并，包括沿曲線的掃描，用一般二次曲線創(chuàng)建二次曲面體，在兩個(gè)或更多的實(shí)體間用橋接的方法建立光滑曲面。還可以采用逆向工程，通過曲線/點(diǎn)網(wǎng)格定義曲面，通過點(diǎn)擬合建立模型。還可以通過修改曲線參數(shù)，或通過引入數(shù)學(xué)方程控制、編輯模型。 4．工程制圖 UG工程制圖模塊是以實(shí)體模型自動(dòng)生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工程圖。在模型改變時(shí)，工程圖將被自動(dòng)更新。制圖模塊提供自動(dòng)的視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖和細(xì)節(jié)視圖等），可以自動(dòng)、手動(dòng)尺寸標(biāo)注，自動(dòng)繪制剖面線、形位公差和表面粗糙度標(biāo)注等。利用裝配模塊創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，包括快速地建立裝配圖剖視、爆炸圖等。 5．裝配建模 UG裝配建模是用于產(chǎn)品的模擬裝配，支持“由底向上”和“由頂向下”的裝配方法。裝配建模的主模型可以在總裝配的上下文中設(shè)計(jì)和編輯，組件以邏輯對(duì)齊、貼合和偏移等方式被靈活地配對(duì)或定位，改進(jìn)了性能和減少存儲(chǔ)的需求。參數(shù)化的裝配建模提供為描述組件間配對(duì)關(guān)系和為規(guī)定共同創(chuàng)建的緊固件組和共享，使產(chǎn)品開發(fā)并行工作。 CAM模塊： UG/CAM模塊是UG NX的計(jì)算機(jī)輔助制造模塊，該模塊提供了對(duì)NC加工的CLSFS建立與編輯，提供了包括銑、多軸銑、車、線切割、鈑金等加工方法的交互操作，還具有圖形后置處理和機(jī)床數(shù)據(jù)文件生成器的支持。同時(shí)又提供了制造資源管理系統(tǒng)、切削仿真、圖形刀軌編輯器、機(jī)床仿真等加工或輔助加工。 6.2 夾具體的三維建模 通過草圖、圓周陣列、切除等命令，夾具體建模圖型如下： 圖6-1 6.3 裝配圖的繪制及動(dòng)畫模擬 一、裝配圖的繪制 1.建立新組建2.插入各個(gè)零件3.對(duì)各零件進(jìn)行約束 繪制裝配體如下圖： 圖6-2 二、模擬動(dòng)畫裝配 1. 打開裝配文件2. 在導(dǎo)航器中將約束抑制（去掉約束前面的√），為什么要去掉?后面會(huì)說(shuō)明！3. 進(jìn)入裝配序列 菜單中點(diǎn)裝配＞序列，或者工具條中第三個(gè)創(chuàng)建一個(gè)新序列4. 點(diǎn)開序列導(dǎo)航器5. 開始拆卸打開的組行配體 如下圖效果： 圖6-3 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。說(shuō)實(shí)話，畢業(yè)設(shè)計(jì)真的是有點(diǎn)累。然而，當(dāng)我們著手清理自己的設(shè)計(jì)資料，分析零件，得出的零件的加工工藝，計(jì)算出加工工序卡。分析工序的夾具設(shè)計(jì)，直到做出兩套專用夾具；這個(gè)過程真的是艱辛但又充實(shí)。我們清楚的意識(shí)到，做畢業(yè)設(shè)計(jì)不是一件容易的事，但給我們更多的是收獲。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們深刻的體會(huì)到：做設(shè)計(jì)是苦活但要細(xì)心；實(shí)踐動(dòng)手做比空想強(qiáng)；合作精神是強(qiáng)大的；老師的幫助和同學(xué)的交流都是必不可缺的。我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)是離不開工具書的。它可以給我們很多有用的知識(shí)，幫我們解決一些難題。但工具書的也有一定的局限性，有些零件在工具書上查不到，或者是有些標(biāo)準(zhǔn)件不能應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去。所以，在設(shè)計(jì)有些零件時(shí)我們就在原有的標(biāo)準(zhǔn)件的基礎(chǔ)上改進(jìn)。在編寫零件的工藝路線時(shí)，也是要經(jīng)過反復(fù)的修改。在畫夾具圖時(shí)，由于缺少經(jīng)驗(yàn)，走了很多彎路，在老師的幫助下大家互相交流，這就使問題得到了解決，同時(shí)讓我們學(xué)到很多知識(shí)。 通過這次完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)地回顧和復(fù)習(xí)了大學(xué)四年所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，在綜合運(yùn)用這些知識(shí)的過程中，加強(qiáng)了我們對(duì)其真正的理解，同時(shí)也深刻體會(huì)到學(xué)習(xí)的重要性并領(lǐng)會(huì)到設(shè)計(jì)也是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計(jì)的過程中，我們綜合運(yùn)用了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件（如AutoCAD、Word等），且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計(jì)算機(jī)和工具書及手冊(cè)在設(shè)計(jì)中帶來(lái)的便利和幫助。在此之中，讓我也體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)精神的重要性。通過組員彼此間的交流，讓我們不僅解決了自身的問題，還可以提早了解后續(xù)相關(guān)工作中的問題，這樣可以提前做好預(yù)防及提前了解相關(guān)解決此類問題的知識(shí)與方案，這樣大大節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率，并且還增加了我們對(duì)知識(shí)的了解。 作為工作前在學(xué)校對(duì)我們自己四年學(xué)習(xí)的一次總結(jié)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！ 參考文獻(xiàn) [1] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京:冶金工業(yè)出版社，2010. 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