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寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）
分 類 號
密 級
寧寧波大紅鷹學院
畢業(yè)設計(論文)
NC蝸輪箱體工藝及夾具設計
所在學院
機械與電氣工程學院
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
班 級
xx機自x班
姓 名
學 號
指導老師
2017 年 3 月 31 日
誠 信 承 諾
我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)設計（論文）《NC蝸輪箱體工藝及夾具設計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。
承諾人（簽名）： (手簽)
(手簽) 2017 年 3 月 31 日
43
寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）
摘 要
本設計是基于NC蝸輪箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。NC蝸輪箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞蔬x擇以NC蝸輪箱體的孔作為粗基準，以結合面與孔作為精基準。主要加工工序安排是系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用液壓夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設計要求。
關鍵詞：NC蝸輪箱體類零件；工藝；夾具；
Abstract
This design is based on the NC worm gear box parts processing procedures and some special fixture design process. NC worm gear box parts of the main processing surface is plane and hole system. Generally speaking, it is easy to ensure the machining precision of the plane than the machining precision of the hole system. Therefore, the design follows the principle of the first face and the back hole. The machining of the hole and the plane is divided into rough machining and finish machining to ensure the machining precision of the hole. The datum selection is based on the hole of the NC worm gear box as the rough datum. The main processing procedure arrangement is to locate the processing hole. In the follow-up process in addition to individual processes are used for the top plane and the process of positioning holes in the processing of other holes and plane. Fixture selection of special fixture, clamping method of hydraulic clamping, clamping reliable, the body can not be self-locking. Therefore the production efficiency is higher. Suitable for mass production, assembly line processing. To meet the design requirements.
Key words: NC worm gear box parts; process; fixture;
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
第1章 緒 論 1
1.1機械加工工藝流程 1
1.2機床夾具的功能 1
1.4 論文構成及研究內(nèi)容 2
第2章 零件分析 3
2.1 零件的特點、作用 3
2.2工藝分析 4
2.2.1零件圖樣分析 4
2.2.2零件工藝分析 4
第3章 機械加工工藝規(guī)程制訂 5
3.1機械加工工藝規(guī)程制訂 5
3.1.1生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程 5
3.2機械加工工藝規(guī)程的種類 5
3.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 5
第4章 選擇加工方法，制定工藝路線 7
4.1機械加工工藝設計 7
4.1.1基面的選擇 7
4.1.2粗基面的選擇 7
4.1.3精基面的選擇 7
4.2制定機械加工工藝路線 7
4.2.1工藝路線方案一 7
4.2.2工藝路線方案二 9
4.3工藝方案的比較與分析 10
4.4確定工藝過程方案 10
第5章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 12
5.1 選擇夾具 12
5.2 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 12
5.3 選擇量具 12
第6章 確定切削用量 13
第7章 銑底面夾具設計 19
7.1設計要求 19
7.2夾具設計 19
7.2.1 定位基準的選擇 19
7.2.2 切削力及夾緊力的計算 20
7.3 定位誤差的分析 22
7.4 零、部件的設計與選用 22
7.5 夾具設計及操作的簡要說明 25
第8章 加工鉆4-M6螺紋孔夾具設計 26
8.1 研究原始質料 26
8.2 夾具的設計要求 26
8.3 定位基準的選擇 27
8.4 確定夾緊方案 27
8.5 設計夾具裝配圖 30
8.6 切削力及夾緊力的計算 31
8.7 誤差分析與計算 32
8.8 鉆套、襯套的選擇 34
8.9 確定夾具體結構 35
8.10 夾具設計及操作的簡要說明 35
第10章 數(shù)控編程 36
總 結 40
參 考 文 獻 41
致 謝 42
第1章 緒論
第1章 緒 論
1.1機械加工工藝流程
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.2機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。
（1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。
1.4 論文構成及研究內(nèi)容
能構成一篇完整的論文必須要有好幾部分組成，其中包括畢業(yè)設計（論文）任務書、畢業(yè)設計（論文）開題報告、文獻綜述、圖紙及相關資料、畢業(yè)設計（論文）正本、外文資料譯文與原文等。
本篇論文所要研究的內(nèi)容就是關于蝸輪減速器的箱體的零件結構特點，這類零件的工藝規(guī)程設計，夾具的設計及其定位方案等等。其中在這類箱體零件的工藝規(guī)程設計這一塊，就需要研究很多方面。
完成一篇論文需要查閱很多資料，要從研究的課題的各個方面收集相關資料，從而完善課題研究的內(nèi)容，更好的完成論文。
第2章 零件分析
第2章 零件分析
2.1 零件的特點、作用
箱體類零件，其形狀較為復雜，有比較多的平面與曲面且有內(nèi)表面。各個面的精度要求不一樣。在進行機械加工工藝制訂的時候需要充分考慮工件的正確裝夾與定位。
論文所給定的零件是蝸輪減速器箱體。由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調地運動.常見的蝸輪減速器箱體零件有:各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等.各種蝸輪減速器箱體類零件由于功用不同,形狀結構差別較大,但結構上也存在著相同的特點。
2.2工藝分析
2.2.1零件圖樣分析
1）?180+0.035 0mm孔軸心線對基準軸心線B的垂直度公差為0.06mm。
2）?180+0.035 0mm兩孔同軸度公差為?0.06mm。
3）?90+0.027 0mm兩孔同軸度公差為?0.05mm。
4）箱體內(nèi)部做媒油滲漏檢驗。
5）鑄件人工時效處理。
6）非加工表面涂防銹漆。
7）鑄件不能有砂眼、疏松等缺陷。
8）材料HT200。
2.2.2零件工藝分析
1）在加工前，安排劃線工藝是為了保證工件壁厚均勻，并及時發(fā)現(xiàn)鑄件的缺陷，減少廢品。
2）該工件體積小，壁薄，加工時應該注意夾緊力的大小，防止變形。例如：精鏜前要求對工件壓緊力進行適當?shù)恼{整，也是確保加工精度的一種方法。
3）?180+0.035 0mm與?90+0.027 0mm兩孔的垂直度0.06mm要求，由T68機床分度來保證。
4）?180+0.035 0mm與?90+0.027 0mm兩孔孔距100±0.12mm，可采用裝心軸的方法檢測。
第3章 機械加工工藝規(guī)程制訂
第3章 機械加工工藝規(guī)程制訂
3.1機械加工工藝規(guī)程制訂
3.1.1生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程
生產(chǎn)過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產(chǎn)品的技術、生產(chǎn)準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗調試、油漆包裝、以及產(chǎn)品的銷售和售后服務等。
機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為零件的全過程。
機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。
規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：
1.機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產(chǎn)成本核算等。
2.機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進行計劃調度的依據(jù)。有了它就可以制定進度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質高產(chǎn)和低消耗。
3.機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術文件。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領，才能確定所須機床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排
3.2機械加工工藝規(guī)程的種類
機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調整卡片。
機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。
機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。
3.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料
制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：
1.產(chǎn)品的全套技術文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗收質量標準以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領。
2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應研究毛坯圖，了解毛坯余量，結構工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。
3.車間的生產(chǎn)條件。即了解工廠的設備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產(chǎn)面積；工人的技術水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。
4.各種技術資料。包括有關的手冊、標準、以及國內(nèi)外先進的工藝技術等。
第4章 選擇加工方法，制定工藝路線
4.1機械加工工藝設計
4.1.1基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。
4.1.2粗基面的選擇
對一般的箱體零件來說，以底面作為基準是合理的，按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準，從零件的分析得知，蝸輪箱體以側面作為粗基準。
4.1.3精基面的選擇
精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇底面作為精基準。
4.2制定機械加工工藝路線
4.2.1工藝路線方案一
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
1
鑄
鑄造
鑄造車間
2
清砂
清砂
機加工
3
熱處理
人工時效處理
機加工
4
涂漆
涂紅色防銹底漆
機加工
5
劃線
劃?180+0.035 0mm、?90+0.027 0mm孔加工線、劃上、下平面加工線
機加工
6
銑
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面
機加工
7
銑
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
機加工
8
銑
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
機加工
9
銑
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
機加工
10
鏜
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內(nèi)箱面，保證尺寸35.5mm
11
鏜
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
12
精鏜
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
13
精鏜
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
機加工
14
鉆
鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔
機加工
15
鉗
修毛刺
機加工
16
鉗
煤油滲漏試驗
17
檢驗
按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
18
入庫
入庫
4.2.2工藝路線方案二
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
1
鑄
鑄造
鑄造車間
2
清砂
清砂
機加工
3
熱處理
人工時效處理
機加工
4
涂漆
涂紅色防銹底漆
機加工
5
劃線
劃?180+0.035 0mm、?90+0.027 0mm孔加工線、劃上、下平面加工線
機加工
6
銑
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面
機加工
7
銑
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
機加工
8
銑
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
機加工
9
銑
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
機加工
10
鏜
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內(nèi)箱面，保證尺寸35.5mm
11
鏜
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
12
精鏜
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
13
精鏜
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
機加工
14
鉆
鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔
機加工
15
鉗
修毛刺
機加工
16
鉗
煤油滲漏試驗
17
檢驗
按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
18
入庫
入庫
4.3工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原則進行加工的。
4.4確定工藝過程方案
表 4.1 擬定工藝過程
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
1
鑄
鑄造
鑄造車間
2
清砂
清砂
機加工
3
熱處理
人工時效處理
機加工
4
涂漆
涂紅色防銹底漆
機加工
5
劃線
劃?180+0.035 0mm、?90+0.027 0mm孔加工線、劃上、下平面加工線
機加工
6
銑
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面
機加工
7
銑
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
機加工
8
銑
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
機加工
9
銑
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
機加工
10
鏜
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內(nèi)箱面，保證尺寸35.5mm
11
鏜
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
12
精鏜
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
13
精鏜
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
機加工
14
鉆
鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔
機加工
15
鉗
修毛刺
機加工
16
鉗
煤油滲漏試驗
17
檢驗
按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
18
入庫
入庫
第5章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具
第5章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具
由于生產(chǎn)類型為中批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成.
5.1 選擇夾具
本零件除銑，鏜及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。
5.2 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具
1.銑刀依據(jù)資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為
d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。
do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝120°，45度車刀。
5.鉆螺紋孔φ6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機用絲錐。
5.3 選擇量具
本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下：
1.選擇加工面的量具
用分度值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。
2.選擇加工孔量具
因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內(nèi)徑千分尺即可。
第6章 確定切削用量
第6章 確定切削用量
6.1 工序6切削用量
以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面 故機床選用X52K銑床。
1.確定每齒進給量f
根據(jù)資料所知，X52K銑床，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.2-0.5mm/z、現(xiàn)取f=0.3mm/z。
2.選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑D=200mm，耐用度T=300min。
3.確定切削速度
根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=10，銑削深度a=3mm，耐用度T=300min時查參考文獻〔1〕表3.1-74取主軸轉速n=150r/min,故相應的切削速度為：
Vc =
Vc==94.2m/min
4.校驗機床功率
參考文獻〔1〕表2.4-96,得切削功率為:
取z=10個齒，n=150/60=2.5r/s，=60mm，=3mm，=0.3mm/z，=1
將他們帶入式中得：
kw
又由文獻〔1〕表3.1-73得機床功率為7.5kw，若取效率為0.85，則7.5X0.85=6.375kw＞2.78kw
故機床功率足夠。
工序7切削用量
以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：。
工序8切削用量
以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
工序9切削用量
以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
工序10 切削用量
以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內(nèi)箱面，保證尺寸35.5mm
⑴ 粗鏜進給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
工序11 的切削用量
將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm
粗鏜進給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
工序12的切削用量
將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm
進給量：確定進給量
切削速度：取
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
工序13的切削用量
將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm。
2. 精鏜?180孔時
粗鏜?180孔時因余量為0.8mm，故=0.8mm。根據(jù)參考文獻1表2.4-180查取v=1.2m/s=72m/min。進給量f=0.15mm/r。
r/min
取機床轉速為174r/min。
工序14的切削用量
本工序為鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。
1.確定進給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。
2.選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。
3.確定切削速度V
參考文獻參考文獻1表2.4-38，取鉆底孔Φ8.5的切削速度為v=0.28m/s=16.81m/min，由此算出轉速：n =。取攻絲時的切削速度為：0.21m/s=12.56m/min。由此算出轉速：n =。
第7章 銑底面夾具設計
第7章 銑底面夾具設計
7.1設計要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑底面的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
7.2夾具設計
7.2.1 定位基準的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。
由零件圖可知：在對銑底面進行加工前，
方案：選反面平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，選擇手動螺旋夾緊機構來夾緊。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結構上簡單易操作。
7.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質合金）
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。
7.3 定位誤差的分析
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。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
（1）中心線對定位件中心線位置精度
. 取.
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
7.4 零、部件的設計與選用
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖2.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
14
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示：
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
7.5 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動螺旋夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動螺旋夾緊方式。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。
第8章 加工鉆4-M6螺紋孔夾具設計
第8章 加工鉆4-M6螺紋孔夾具設計
8.1 研究原始質料
本夾具用來加工鉆4-M6螺紋孔并攻絲，需要滿足粗糙度要求。設計夾具的時候需要找到一個統(tǒng)一的定位基準，以確保加工精度要求。此外還需要最大可能節(jié)省時間提高勞動生產(chǎn)率。
8.2 夾具的設計要求
夾具的設計原理:
（1）六點定位原理
當工件不依賴于任何條件時，不能確定它是位置的任意的。假設工件是完美和理想的剛性體，從理論力學書籍可以知道，理想剛體在空間中需要有六個自由度才能實現(xiàn)完全定位，即沿三軸 x、 y、 z 移動和圍繞著x、 y、 z三個軸的旋轉。X，y，z 和 x，y，z 三個軸的運動和圍繞著三個軸轉動自由度的代表。
六自由度是工作上的空間位置，最大程度的不確定性。定位的任務，是工件的限制自由。在工裝夾具，適當接觸六點原則限制工作的六個自由度，稱為六點定位原理。
（2）、應用定位原理
完全定位
空間的六個自由度完全被限制住才稱為完全定位。
部分定位
定位的工件，工件必須是完美的位置并不是所有的情況。工序要求少于六個支承點位置，被稱為局部位置的條件下。
能滿足加工要求的前提下，部分可以用于簡化約束條件，在生產(chǎn)中的應用。例如作為只需要限制三個自由度的磨削平面用到的電磁吸盤。
過定位（重復定位）
幾個定位支撐點重復限制一個自由度，稱為過定位。
A、在正常情況下，您應該避免使用過定位。
通常情況下，結果會影響定位精度定位的工件定位的不確定性,所以在正常情況下，定位是要避免的。
B、過定位亦可合理應用
雖然工件定位夾具，通?？杀苊?定位"，但在一定條件下，可以得到合理使用"位置"，但較好的效果。弱剛度和高精度航空儀表零件甚至更重要。
工件本身，剛度剛度和支承剛性是有效的措施，以提高質量和生產(chǎn)率，生產(chǎn)中經(jīng)常使用。這是一個定位"的定位"。自前的工件和機床 （夾） 的參考值嚴格的幾何誤差控制，定位缺陷需要嚴格控制。支撐件的工作提高的剛度，使幫助達到穩(wěn)定和可靠的定位，所以工件是易于安裝、 質量和效率大大提高。
8.3 定位基準的選擇
提高勞動生產(chǎn)效率，促進這一進程，確定使用高速鋼，用于加工、 制備的手動夾緊部分︰ 定位、 夾緊方案是︰
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
由零件圖可知：根據(jù)大端端面孔的軸線與?180()mm孔的尺寸要求，在對孔進行加工前，?180()mm孔及其大端端面已按其加工技術要求加工，然后底面再加一個擋銷，限制旋轉一個自由度。因此，?180()mm孔及其大端端面定位精基準（設計基準）來滿足孔的尺寸要求。
8.4 確定夾緊方案
1.夾緊裝置的組成
當工件正確定位到夾具體上，右夾緊裝置進行夾緊工件。夾緊裝置組成︰
1): 動力裝置：產(chǎn)生動力。
2): 夾緊裝置：用來直接連接工件組件的夾緊。
3） 在中間的力量︰ 一個給定的大小和方向的動力傳遞到夾具緊固件。
2.夾緊裝置的要求
1） 在夾緊過程中不得影響工件在夾具中的定位。
2） 夾緊力必須是適當?shù)乃怯斜匾_保工件定位過程中的穩(wěn)定性和損壞工件夾緊的工件變形過大或夾緊表面。
3） 操作安全運行和省力。
4) 夾具結構應當是簡單、 制造容易，便于維修。
典型的夾緊機構
1.斜楔夾緊裝置
斜楔夾緊是最基本的形式，是移動斜面的力時，夾緊工件時，常用的液壓及液壓夾具。手動夾緊楔常用的其他機構。
楔塊夾夾緊行程的缺點是小，手動操作并非易事。
2.螺旋夾緊裝置
螺旋直接夾緊裝置，或結合其他部件，實現(xiàn)夾緊工件，采用螺旋夾緊機構。螺旋，固定結構很簡單，易于制造。由于小螺旋角，螺旋的抓地力，握力和夾緊行程大、 自鎖性能好手動電動裝置常用。螺旋夾緊機構可以被認為與工件表面，是斜面的相當于一個楔子。
3.偏心夾緊裝置
偏心夾緊裝置是斜楔夾緊一種典型結構，是直接通過偏心夾緊工件或與其他組件和工件的組合。偏心，圈子和曲線偏心，偏心圓固定器是結構簡單，夾緊和快速的好處;但她抓地力小，迫使幾個規(guī)模較小、 自鎖性能，它通常是只抓地力表面大小變化大和小的振動切削過程中的應用程序。
4.定心夾緊裝置
同時，起著作用的工件夾緊來實現(xiàn)集中化集中效果。定心夾緊元件接觸工件定位夾、 定位器和根據(jù)地。
5.鉸鏈夾緊裝置
鉸鏈夾緊是一個助推器，多個小的摩擦損失，廣泛應用于液壓夾具的優(yōu)點是更大的力量。
6.聯(lián)動夾緊裝置
圖2－3雙向作用固定式活塞液缸圖
1－前蓋?2－液缸體?3－活塞桿?4－活塞?5－密封圈?6－后蓋
聯(lián)動夾緊機構是一種高效的夾緊機制，可由一句柄或電廠對夾具的幾個問題的控制或同時插入幾個工件。
夾緊動力單元
在大量的大批量生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動強度夾具絕大多數(shù)使用機械鎖緊裝置。液壓裝置，液壓進行驅動電 （磁），真空和其他形式。
1.液動夾緊裝置
液體的液壓夾緊裝置用壓縮空氣作為能量來源，促進固定工件。常用的液壓缸結構有可用的活塞和膜。
液壓缸液壓缸活塞密封性分類形式固定，擺動與旋轉三，根據(jù)職務類別的單向和雙向兩種效果，最常用的是雙作用靜止液體坦克。
2.液壓夾緊裝置
固定單位水工結構和工作原理液壓夾緊裝置的相同，區(qū)別在于它使用平均液壓壓力。與液壓夾緊裝置，液壓鉗具有以下優(yōu)點︰
1 驅動力，電動裝置是相對較小。
2 不可壓縮流體和液壓、 固定可靠、 運行穩(wěn)定;
3 噪聲.其缺點是需要設置特殊的液壓系統(tǒng)，有限度的應用范圍。
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力：
式中參數(shù)由可查得：
螺紋升角
其中：作用力臂
由得：原動力計算公式：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
8.5 設計夾具裝配圖
分析零件圖：利用底部大端面作為定位基準可靠方便，穩(wěn)定性高，可以保證加工質量。
就像《參考手冊》的基準看定位夾具匹配操作盡可能多地，在相同工作的一些情況下，應盡量采用同一個參考工序。因此，我們必須按照技術要求的零件，確保加工精度要求合理選用的位置引用。這部分沒有高的技術要求，也需要高度的并行性和對稱性，因此我們必須考慮如何提高效率和降低工人的勞動強度，提高加工精度。
8.6 切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼麻花鉆頭Φ5。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式子里各數(shù)據(jù)： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉矩
T=Cdfk
式子里各數(shù)據(jù): C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),式子為：
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
按照上面計算，設計夾具必須提高生產(chǎn)效率。必須首先集中代替手工勞動上面，因為這能顯著提高生產(chǎn)效率的重要途徑。
8.7 誤差分析與計算
(1)該夾具以?180()mm孔孔及其大端端面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。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)國家標準的規(guī)定，由可知：
取m（中等級）即 ：尺寸偏差為?180()mm
Δjw大端面與銷面的重合度=0
Δjb是Φ?180()mm孔的軸線與?180()mm孔孔的重合度=0.02
誤差總和：Δjw+Δjb<0.021
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2) 夾具安裝誤差
因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
3) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或導向元件（包含導向元件之間）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
4) 加工方法誤差
因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
8.8 鉆套、襯套的選擇
鉆套在夾具中起到導向和引導的作用，能引導鉆床上的鉆頭快速找到要加工零件的部位，能夠顯著提供鉆削加工性能，對提高勞動生產(chǎn)率有顯著的提高，目前已經(jīng)成為夾具設計當中不可或缺的一部分。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
8.9 確定夾具體結構
夾具體零件圖如下圖，采用鑄造結構，設計時考慮鑄造的工藝性。
8.10 夾具設計及操作的簡要說明
如前面提到的一樣，為了提高性能，經(jīng)過仔細的分析和比較程序液壓缸控制的液壓夾緊機構。這種類型的夾緊機構具有結構簡單，可靠夾緊，廣泛應用于夾具。
第10章 數(shù)控編程
銑φ180大孔端面加工程序
%
O223
N5 G90 G40 G80 G17
N10 M6 T1
N15 M3 S800
N20 G0 G90 G43 Z80.
N25 X-110.951 Y28.284
N30 G1 Z77. F500.
N35 X-176.869 Y-4.754
N40 X-138.223 Y-18.942
N45 X-78.391 Y11.046
N50 X-56.854 Y-11.717
N55 X-115.127 Y-40.923
N60 X-101.685 Y-67.743
N65 X-43.412 Y-38.537
N70 X-38.064 Y-69.414
N75 X-97.896 Y-99.402
N80 X-43.74 Y-105.816
N85 X-219.827 Y-194.071
N90 X-153.91 Y-161.033
N95 X-192.556 Y-146.846
N100 X-252.388 Y-176.833
N105 X-273.925 Y-154.071
N110 X-215.652 Y-124.864
N115 X-229.094 Y-98.044
N120 X-287.367 Y-127.251
N125 X-292.715 Y-96.374
N130 X-232.883 Y-66.386
N135 X-287.039 Y-59.972
N140 X-221.121 Y-26.934
N145 Z80.
N150 G0 X-110.951 Y28.284
N155 Z78.
N160 G1 Z74. F500.
N165 X-176.869 Y-4.754
N170 X-138.223 Y-18.942
N175 X-78.391 Y11.046
N180 X-56.854 Y-11.717
N185 X-115.127 Y-40.923
N190 X-101.685 Y-67.743
N195 X-43.412 Y-38.537
N200 X-38.064 Y-69.414
N205 X-97.896 Y-99.40