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寧XX大學(xué)
課程設(shè)計(jì)(論文)
刀架加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
摘 要
本文是對(duì)刀架零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)刀架零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)刀架內(nèi)孔端面銑床夾具和壓蓋安裝孔鉆床夾具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：刀架，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
25
Abstract
This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.
Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 II
Abstract 1
目 錄 2
第1章 序 言 4
第2章刀架的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2.1零件的分析 5
2.1.1零件的作用 5
2.1.2零件的工藝分析 5
2.2確定生產(chǎn)類型 6
2.3確定毛坯 6
2.3.1確定毛坯種類 6
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 6
2.3.3繪制鑄造零件圖 7
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 7
2.4.2制定工藝路線 7
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 9
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 11
2.5.1粗精銑底平面 11
2.5.2銑左側(cè)面、銑右側(cè)面 12
2.5.3粗、精銑φ16孔上端臺(tái)階面 12
2.5.5粗精鏜φ32的切削用量及基本工時(shí) 13
2.5.6鉆鉸2-φ6孔 14
2.5.7鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔 16
2.5.8 鉆孔攻絲M8 16
2.6本章小結(jié) 18
第3章 鉆鉸2-φ6孔夾具設(shè)計(jì) 19
3.1 夾具的設(shè)計(jì) 19
3.1.1 定位分析 19
3.1.2 定位原理 19
3.1.3 定位元件的分析 20
3.1.4 夾緊元件的選擇 20
3.1.5定位誤差的分析 21
3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算 22
3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 23
結(jié) 論 24
參 考 文 獻(xiàn) 25
致謝 26
第1章 序 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
機(jī)殼零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)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(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章刀架的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是刀架。刀架是用來(lái)支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不動(dòng)，始終與傳動(dòng)的方向保持一致（比如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡；,刀架的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,通常是一個(gè)箱體,軸承可以安裝在其中
2.1.2零件的工藝分析
圖1.1 刀架零件圖
零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是刀架需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
(1) 中心圓孔Ф32H8。
(2) 兩端面與中心孔Ф32H8有垂直度
(4) 底面與中心孔Ф32H8有位置關(guān)系。
由上面分析可知，可以先加工刀架中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此刀架零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此刀架零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200?？紤]零件零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，根據(jù)任務(wù)書，故選擇鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀
查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》172頁(yè)表1-4-7
2.3.3繪制鑄造零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
①粗基準(zhǔn)的選擇
以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。
②精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
表2.1工藝路線方案一
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
鉆Φ32H8的底孔Φ31.5
工序二
鉸Φ32H8的通孔,達(dá)到圖紙尺寸公差
工序三
粗銑Φ32H8的兩端面，使粗糙度達(dá)到6.3，使兩面間的距離為80
工序四
精銑Φ32H8的兩端面，使粗糙度達(dá)到3.2，達(dá)到圖紙尺寸公差
工序五
粗銑φ16孔上端臺(tái)階面
工序六
精銑φ16孔上端臺(tái)階面
工序七
鉆鉸2-φ6孔
工序八
鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔
工序九
鉆孔攻絲M8
工序十
終檢入庫(kù)
表2.2工藝路線方案二
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
時(shí)效
工序二
粗銑底面
工序三
精銑底面
工序四
銑左側(cè)面
工序五
銑右側(cè)面
工序六
粗銑φ16孔上端臺(tái)階面
工序七
精銑φ16孔上端臺(tái)階面
工序八
粗車軸承孔φ32孔
工序九
精車軸承孔φ32孔
工序十
鉆鉸2-φ6孔
工序十一
鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔
工序十二
鉆孔攻絲M8
工序十三
終檢入庫(kù)
工藝方案的比較與分析：
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來(lái)的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
時(shí)效
工序二
粗銑底面
工序三
精銑底面
工序四
銑左側(cè)面
工序五
銑右側(cè)面
工序六
粗銑φ16孔上端臺(tái)階面
工序七
精銑φ16孔上端臺(tái)階面
工序八
粗車軸承孔φ32孔
工序九
精車軸承孔φ32孔
工序十
鉆鉸2-φ6孔
工序十一
鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔
工序十二
鉆孔攻絲M8
工序十三
終檢入庫(kù)
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機(jī)床的選擇
工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床
工序5、6、7、11采用Z525鉆床
②選擇夾具
該刀架的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度
工序號(hào)
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟(jì)精度
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ32H8的兩側(cè)面
3
IT11
6.3
-0.1
0.1
2
粗銑上端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)
3
IT11
6.3
-0.1
0.1
3
粗鏜Φ32H8通孔
IT11
6.3
-1
1
4
精鏜Φ32H8通孔
2.0
IT11
3.2
-0.05
0.05
5
粗銑Φ32H8的兩側(cè)面
粗銑左面
3
IT11
6.3
-0.1
0.1
粗銑右面
6
鉆Φ6的孔
IT13
6.3
-1
1
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1粗精銑底平面
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.2銑左側(cè)面、銑右側(cè)面
機(jī)床：X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min
2.5.3粗、精銑φ16孔上端臺(tái)階面
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.5粗精鏜φ32的切削用量及基本工時(shí)
所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為的圓形鏜刀。
①.確定切削深度
==
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.5可知，當(dāng)粗鏜鑄件時(shí)，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長(zhǎng)度為時(shí)：
=0.15～0.40
按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2—9），選擇，
=0.25
③.確定切削速度
= （3-9）
式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15
（3-10）
=37
== （3-11）
按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇
=160=2.6
④.計(jì)算基本工時(shí)
選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則：
==117
2.5.6鉆鉸2-φ6孔
機(jī)床：Z525鉆床
刀具：5.4直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z525鉆床說(shuō)明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故
查Z525機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min
2.5.7鉆-擴(kuò)4-φ11孔、4-φ16孔
鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9
切削速度計(jì)算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實(shí)際切削速度為=2.64
確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =
2.5.8 鉆孔攻絲M8
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
攻絲M8
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
由工序2可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。
第3章 鉆鉸2-φ6孔夾具設(shè)計(jì)
3.1 夾具的設(shè)計(jì)
在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆2-φ6孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。
3.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。
根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計(jì)中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準(zhǔn)。
3.1.2 定位原理
在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具處于正確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí)，是通過(guò)夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置，必須做到以下三點(diǎn)：
（1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；
（2） 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置；
（3） 使刀具相對(duì)于夾具占有正確的位置。
工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過(guò)設(shè)置定位支承點(diǎn)，限制工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件在沒(méi)有采取定位措施之前，可視為一個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度，分別用、、來(lái)表示；繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，分別用、、來(lái)表示。由此看來(lái)，未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無(wú)法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對(duì)影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。
工件的六個(gè)自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說(shuō)。工件最多只有六個(gè)自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來(lái)。工件在夾具中定位，意味著通過(guò)定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。
3.1.3 定位元件的分析
在加工過(guò)程中，因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)定位板一塊來(lái)限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個(gè)自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。
不完全定位可分為下列兩種情況：
①. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)法也沒(méi)有必要限制某些方面的自由度；
②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度不被限制。
3.1.4 夾緊元件的選擇
工件在夾緊過(guò)程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過(guò)程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過(guò)程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對(duì)位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。
①.選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來(lái)加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。
快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。
在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套，因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長(zhǎng)來(lái)保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示：
圖4-1 快換鉆套
②.夾具底座與工作臺(tái)的連接
由于加工過(guò)程中選用的機(jī)床為Z525搖臂鉆床，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè)，，，，，，，，，，，，，。
3.1.5定位誤差的分析
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。
在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來(lái)。而對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且?jiàn)A具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。
該夾具以2個(gè)平面和和1個(gè)活動(dòng)V型塊定位，螺旋機(jī)構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。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)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
當(dāng)以固定邊接觸時(shí)
式中為彼此最小間隙
通過(guò)分析可得：
因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算
該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 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，決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：：
式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得：
其中：
由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：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。
3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、心軸為定位基準(zhǔn)，在V型塊板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。
結(jié)論
結(jié) 論
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過(guò)了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。
[2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。
[3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。
[4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)［Ｍ］。北京出版社，1996。
[5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)［Ｍ］。上海科學(xué)技術(shù)出版社，2544。
[6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。
[7] 余光國(guó)，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。
[8] [周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2542。
[9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。
[10] 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。
[11] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。
[12] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。
[13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量[M]，中國(guó)計(jì)量出版社，2540：9-19。
[14] [王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2540。
[15] 樂(lè)兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17
致謝
致謝
在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。X老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問(wèn)我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了XX學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共3 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
連桿
零（部）件名稱
連桿
第 1 頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
01
45鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
臥式銑床X61
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑下端面
臥式銑床X61
315
30.68
0.6
2
1
20.95
25.77
2
精銑下端面
臥式銑床X61
315
34.3
0.6
3.7
1
20.96
25.71
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
劉萌萌
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
2015.11.20
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共3頁(yè)
產(chǎn)品名稱
連桿
零（部）件名稱
連桿
第 2 頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
02
銑
45鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
臥式銑床X61
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑左端面
臥式銑床X61
315
30.68
0.6
2
1
20.95
25.77
2
精銑左端面
臥式銑床X61
315
34.3
0.5
3.5
1
25.14
27.17
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
劉萌萌
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
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日期
2015.11.20
機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
圖5-20
第 1 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
車床夾具
零（部）件名稱
刀架
共 1 頁(yè)
材料牌號(hào)
45
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
粗銑底面
以軸承底座的上表面為粗基準(zhǔn)加工軸承座的下底面
金工
臥式銑床X61
銑刀銑床夾具卡尺
40s
2
粗銑左端面
以軸承右端面為粗基準(zhǔn)加工軸承座的左端面
金工
臥式銑床X61
銑刀銑床夾具卡尺
40s
3
精銑底面`
進(jìn)一步精加工底面
金工
臥式銑床X61
銑刀銑床夾具卡尺
40s
4
精銑左端面
進(jìn)一步精加工左端面
金工
臥式銑床X61
銑刀銑床夾具卡尺
60s
5
鏜?32孔`
以下底面為精基準(zhǔn)粗鏜、半精鏜、精鏜?35孔
金工
鏜床T68
鏜刀鏜床夾具卡尺
40s
6
鉆?6孔
以左端面為精基準(zhǔn)鉆、粗鉸、精鉸兩個(gè)?6孔
金工
立式鉆床535
鉆頭鉆床夾具卡尺
40s
7
鉆?11孔
以左端面為精基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)四個(gè)?11孔
金工
立式鉆床535
鉆頭鉆床夾具卡尺
15s
8
鉆?16孔
以左端面為精基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)、鉸四個(gè)?16孔
金工
立式鉆床535
鉆頭鉆床夾具卡尺
30s
9
攻M8螺紋
以左端面為精基準(zhǔn)攻M8內(nèi)螺紋
金工
臥式車床CA6140
絲錐車床夾具卡尺
15s
10
去毛刺
去除加工后鑄件表面的毛刺
金工
鉗工臺(tái)
平銼
15s
11
中檢
對(duì)半成品的尺寸進(jìn)行中期檢驗(yàn)
金工
塞規(guī)百分表卡尺
12
熱處理
軸承座?35孔局部淬火、低溫回火
金工
淬火機(jī)
13
磨削加工
磨削軸承座底面和左端面
金工
平面磨床M7120A
砂輪磨床夾具卡尺
14
終檢
對(duì)最終成品進(jìn)行尺寸上的檢驗(yàn)
金工
塞規(guī)百分表卡尺
編制 （日期）
審核 （日期）
會(huì)簽 （日期）
劉萌萌
2015.11.20
處 數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目：制定刀架零件（圖5-20）的加工工
藝，設(shè)計(jì)鏜?32H7孔的車床夾具
專 業(yè)： 機(jī)械電子工程
班 級(jí)： 12-3
學(xué) 號(hào)： 1230120316
姓 名： 劉萌萌
指導(dǎo)教師： 張中然
機(jī)械工程系
2015年11月20日
目錄
序言 1
第1章 零件的分析 2
1.1 刀架的用途 2
1.2 刀架的工藝分析： 3
1.3 確定刀架的生產(chǎn)類型 3
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1 確定加工方案 4
2.2 用查表發(fā)確定加工余量 4
2.2.1 計(jì)算各工序尺寸的基本尺寸 4
2.2.2 確定各工序尺寸的公差及其偏差 5
2.3 擬定刀架工藝路線 6
2.3.1 定為基準(zhǔn)的選擇 6
2.3.2 表面加工方法的確定 6
2.3.3 加工階段的劃分 7
2.3.4 工序的集中與分散 7
2.3.5 工序順序安排 7
2.2.6 8
2.4 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 11
2.4.1 切削用量的計(jì)算 11
2.4.2 時(shí)間定額的確定 13
第3章 車床專用夾具設(shè)計(jì) 15
3.1 定位方案 15
3.1.1 確定定位元件 15
3.1.2 定位誤差的分析 15
3.1.3 定位元件的配合尺寸 15
3.2 確定導(dǎo)向裝置 15
3.3 確定夾緊機(jī)構(gòu) 16
3.3.1 夾緊力的計(jì)算 16
3.3.2 確定定位元件之間及定位元件與工件之間的尺寸 16
設(shè)計(jì)體會(huì) 18
參考文獻(xiàn) 19
II
序言
機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)是在我們完成了全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：
1.能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)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(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。
2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
3.會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。
就我個(gè)人而言，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，基本上掌握了零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)等。并學(xué)會(huì)了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。最重要的是綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。并在設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)到了很多課堂上沒(méi)有學(xué)到的東西。
第1章 零件的分析
1.1 刀架的用途
通過(guò)給刀架上緊緊定螺絲，來(lái)達(dá)到內(nèi)圈周向、軸向固定的目的，但刀架外圈與刀架內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于輕載、無(wú)沖擊的場(chǎng)合。刀架在工作時(shí)，靜力平衡。該刀架零件，用來(lái)安裝刀架，形狀一般，精度要求較高，零件的主要技術(shù)要求分析如下：
由零件圖可知，零件的底座底面、端面、孔有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說(shuō)其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時(shí)的精度即可。底座底面的精度為Ra1.6，端面精度為Ra6.3, ?32孔的精度要求為Ra1.6，?6孔的精度要求為Ra3.2，孔內(nèi)表面精度要求為Ra12.5，孔內(nèi)表面精度為Ra6.3、底面精度為Ra3.2。
圖1-1
1.2 刀架的工藝分析：
該刀架的各項(xiàng)技術(shù)要求如下表所示：
表1-1
加工表面
尺寸偏差（mm）
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度(um)
形位公差(mm)
刀架左端面
60
IT13
6.3
?32孔內(nèi)表面
IT8
1.6
孔
IT8
3.2
孔內(nèi)表面
IT13
6.3
孔底面
IT13
3.2
孔
IT13
12.5
刀架底面
IT13
1.6
該刀架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀普通，屬一般類零件。主要加工表面有Φ32孔內(nèi)表面，要求其軸線與底面的平行度滿足0.01mm，其次就是；φ11、φ16和φ6孔通過(guò)專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見(jiàn)，該零件的加工工藝性較好。
1.3 確定刀架的生產(chǎn)類型
本課程設(shè)計(jì)刀架的生產(chǎn)類型定為中批量生產(chǎn)。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定加工方案
查閱《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表2-40，對(duì)于基本尺寸為，公差為0.039mm,其公差等級(jí)為IT8。再由表1-7，確定其加工方案為粗鏜—半精鏜—精鏜。
2.2 用查表發(fā)確定加工余量
毛坯總余量：由表2-1和2-5，對(duì)于中批量生產(chǎn)，砂型機(jī)造型，取尺寸公差等級(jí)為10級(jí)，加工余量等級(jí)為G級(jí)，這是底、側(cè)面的加工余量等級(jí)。砂型鑄造孔的加工余量等級(jí)降低一級(jí)選用，其加工余量等級(jí)為CT10級(jí)，RMA-H級(jí)。再由表2-4查得，每側(cè)的加工余量數(shù)值為3mm,故毛坯孔的加工總余量為。
精鏜余量
半精鏜余量
粗鏜余量 (表2—29)
2.2.1 計(jì)算各工序尺寸的基本尺寸
精鏜后工序基本尺寸為（設(shè)計(jì)尺寸）；其他各工序基本尺寸依次為：
半精鏜 32-0.3=31.7mm
粗鏜 31.7-3.7=28mm
毛坯 28-2=26mm
2.2.2 確定各工序尺寸的公差及其偏差
工序尺寸的公差按加工經(jīng)濟(jì)精度確定：
精鏜：IT8,公差值為0.039mm(表2—40)；
半精鏜：IT9 (表1—7)；公差值為0.062mm(表2—40)；
粗鏜： IT11（表1—7）；公差值為0.160mm(表2—40)；
毛坯：CT10;公差值為2.6mm(表2—3)。
工序尺寸偏差按“入體原則”標(biāo)注：
精鏜：；半精鏜：
粗鏜：； 毛坯孔：
工序尺寸及公差計(jì)算表（表1-2）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
精鏜
0.3
32
0.039
半精鏜
3.7
31.7
0.062
粗鏜
2
28
0.160
毛坯
6
26
2.6
刀架的毛坯圖如下圖所示
圖1-2
2.3 擬定刀架工藝路線
2.3.1 定為基準(zhǔn)的選擇
1.粗基準(zhǔn)的選擇
按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖所示，應(yīng)選刀架底座上表面和右端面為粗基準(zhǔn)，以此加工刀架底座底面和左端面以及其它表面。
2.精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面和左端面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以刀架的下底面和左端面為精基準(zhǔn)。
2.3.2 表面加工方法的確定
根據(jù)刀架零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：
表1-3
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/um
加工方案
刀架左端面
IT13
6.3
粗銑
孔內(nèi)表面
IT8
1.6
粗鏜—半精鏜—精鏜
孔
IT8
3.2
鉆—粗鉸—精鉸
孔內(nèi)表面
IT13
6.3
鉆—擴(kuò)
孔底面
IT3
3.2
鉆—擴(kuò)—鉸
孔
IT12
12.5
鉆—擴(kuò)
刀架10460底面
IT13
1.6
粗銑—精銑
2.3.3 加工階段的劃分
該刀架加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工加工三個(gè)階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（刀架底面和左端面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗鏜孔，鉆、、孔。
在半精加工階段，完成半精鏜孔，粗鉸孔，擴(kuò)、孔。
在精加工階段，完成精鏜孔，精鉸、孔以及M8內(nèi)螺紋的加工。
2.3.4 工序的集中與分散
選用工序集中原則安排刀架的加工工序。該刀架的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用工序集中原則可以提高生產(chǎn)率；而且可以減少工件的裝夾次數(shù)，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對(duì)位置精度要求。
2.3.5 工序順序安排
1.機(jī)械加工工序
（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——刀架底面和左端面。
（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先面后孔”原則，先加工刀架底面和左端面，再加工各孔。
2．熱處理工序
鑄造成型后，對(duì)鑄件進(jìn)行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能。該刀架在工作過(guò)程中不承受沖擊載荷，也沒(méi)有各種應(yīng)力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。
3．輔助工序
在精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該刀架工序的安排順序?yàn)椋簾崽幚怼鶞?zhǔn)加工—粗加工—半精加工—精加工。
2.2.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了刀架的工藝路線
表1-4
工
序
號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑底面
以刀架底座的上表面為粗基準(zhǔn)加工刀架的下底面
臥式銑床X61
銑刀、銑床專用夾具、游標(biāo)卡尺
2
粗銑左端面
以刀架右端面為粗基準(zhǔn)加工刀架的左端面
臥式銑床X61
銑刀、銑床專用夾具、游標(biāo)卡尺
3
精銑底面
進(jìn)一步精加工底面
臥式銑床X61
銑刀、銑床專用夾具、游標(biāo)卡尺
4
精銑左端面
進(jìn)一步精加工左端面
臥式銑床X61
銑刀、銑床專用夾具、游標(biāo)卡尺
5
鏜?32孔
以下底面為精基準(zhǔn)粗鏜、半精鏜、精鏜?32孔
車床T68
鏜刀、車床專用夾具、游標(biāo)卡尺
6
鉆?6孔
以左端面為精基準(zhǔn)鉆、粗鉸、精鉸兩個(gè)?6孔
立式鉆床532
鉆頭、鉆床專用夾具、游標(biāo)卡尺
7
鉆?11孔
以左端面為精基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)四個(gè)?11孔
立式鉆床532
鉆頭、鉆床專用夾具、游標(biāo)卡尺
8
鉆?16孔
以左端面為精基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)、鉸四個(gè)?16孔
立式鉆床532
鉆頭、鉆床專用夾具、游標(biāo)卡尺
9
攻M8螺紋
以左端面為精基準(zhǔn)攻M8內(nèi)螺紋
臥式車床CA6140
絲錐、車床專用夾具、游標(biāo)卡尺
10
去毛刺
去除加工后鑄件表面的毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
11
中檢
對(duì)半成品的尺寸進(jìn)行中期檢驗(yàn)
塞規(guī)、百分表、卡尺等
12
熱處理
刀架?32孔局部淬火、低溫回火
淬火機(jī)
13
磨削加工
磨削刀架底面和左端面
平面磨床M7120A
砂輪、磨床專用夾具、游標(biāo)卡尺
14
清洗
清洗加工后的刀架
清洗機(jī)
15
終檢
對(duì)最終成品進(jìn)行尺寸上的檢驗(yàn)
塞規(guī)、百分表、卡尺等
2.4 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算
在這只計(jì)算粗鏜—半精鏜—精鏜φ32孔此工序的切削用量和時(shí)間定額。
2.4.1 切削用量的計(jì)算
粗鏜階段
（1）背吃刀量的選擇：
粗鏜前孔的直徑是29mm,因此粗鏜的背吃刀量
（2）進(jìn)給量的選擇：
（表5—29）
（3）切削速度的選擇：
由表5—29知灰鑄鐵件上粗鏜的孔~暫將切削速度v取為 由公式
又由車床t68的18級(jí)轉(zhuǎn)速 取實(shí)際切削速度
半精鏜階段
（1）背吃刀量的選擇：
半精鏜孔的直徑是31mm,因此粗鏜的背吃刀量
（2）進(jìn)給量的選擇：
（表5—29）
（3）切削速度的選擇：
由表5—29知灰鑄鐵件上粗鏜的孔~暫將切削速度v取為
由公式
又由車床t68的18級(jí)轉(zhuǎn)速 取實(shí)際切削速度
精鏜階段
（1）背吃刀量的選擇：
精鏜孔的直徑是31.7mm,因此粗鏜的背吃刀量
（2）進(jìn)給量的選擇：
（表5—29）
（3）切削速度的選擇：
由表5—29知灰鑄鐵件上粗鏜的孔~暫將切削速度v取為 由公式
又由車床t68的18級(jí)轉(zhuǎn)速 取實(shí)際切削速度
2.4.2 時(shí)間定額的確定
工步1：粗鏜
工步2：半精鏜
工步3：精鏜
第3章 車床專用夾具設(shè)計(jì)
3.1 定位方案
3.1.1 確定定位元件
刀架以底面、右端面、刀架底座側(cè)面為定位基準(zhǔn)，根據(jù)六點(diǎn)定位原理采用采用平面與定位銷組合的定位方案。
底面三個(gè)定位銷限制 X Y Z
刀架側(cè)面兩個(gè)定位銷限制 Z X
刀架右端面的定位銷限制 Y
定位元件能限制工件的六個(gè)自由度，能實(shí)現(xiàn)工件的正確定位。
3.1.2 定位誤差的分析
對(duì)于工序尺寸55.02mm而言
3.1.3 定位元件的配合尺寸
定位孔與定位銷的配合尺寸取為 在夾具上標(biāo)出定位銷配合尺寸。
3.2 確定導(dǎo)向裝置
本工序要求對(duì)被加工孔依次進(jìn)行粗鏜—半精鏜—精鏜等3個(gè)工步的加工，最終達(dá)到規(guī)定的加工要求，故選用快換鏜套作為刀具的導(dǎo)向元件。
通過(guò)查閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定鏜套的長(zhǎng)度H=(1~2.5d)=50mm,排屑空間h=0.5d=14.5mm。
3.3 確定夾緊機(jī)構(gòu)
3.3.1 夾緊力的計(jì)算
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力
（2—1）
式中
Φ——螺紋摩擦角
——平頭螺桿端的直徑
——工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16
——螺桿直徑
——螺紋升角
Q ——手柄作用力
L ——手柄長(zhǎng)度
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，螺紋直徑為12mm,用扳手的六角螺母的夾緊力
再根據(jù)理論力學(xué)公式:
3.3.2 確定定位元件之間及定位元件與工件之間的尺寸
（1）定位銷與定位銷中心線之間的尺寸為30mm。
（2）鏜套中心線與工件底面定位銷表面的的尺寸為（其基本尺寸取為零件相應(yīng)尺寸的平均尺寸；其公差值為其相應(yīng)位置度公差值的1/2,偏差對(duì)稱標(biāo)注)
（3）定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取為0.02mm。
（4）標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸 、。
設(shè)計(jì)體會(huì)
三周的課程設(shè)計(jì)，使我掌握了機(jī)械零件加工方法以及專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。這是暨《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》這門課理論知識(shí)學(xué)習(xí)后一次很好的實(shí)踐。這個(gè)過(guò)程同時(shí)也鍛煉了分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，主要讓我們掌握一個(gè)工件是怎樣從毛坯加工成成品的以及整個(gè)工件加工的流程其中包含它的工藝及工序的設(shè)計(jì)。第二個(gè)階段是專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，此過(guò)程在確定定位元件及定位方案后通過(guò)查閱《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書后設(shè)計(jì)出加工零件用的專用機(jī)床夾具。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)包括定位元件的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向元件或堆到裝置的設(shè)計(jì)，夾具體的設(shè)計(jì)。其中夾具體的設(shè)計(jì)還要考慮排屑的問(wèn)題以及怎樣確定夾具體與機(jī)床的正確位置。
本次課程設(shè)計(jì)我覺(jué)得是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，不僅考察了我們識(shí)圖、設(shè)計(jì)的能力而且提升了我們運(yùn)用繪圖軟件制圖、用WORD文檔編輯論文的綜合能力。我覺(jué)得這么好的機(jī)會(huì)值得珍惜。
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