K269--渦輪箱加工工藝及鉆φ25孔夾具設(shè)計【蝸輪箱體】(含CAD圖紙+PDF圖)
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常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）報告
系 別： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機械設(shè)計與制造
班 號： 機制133
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 生 學(xué) 號：
設(shè)計（論文）題目： 渦輪箱加工工藝與夾具設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師：
設(shè) 計 地 點： 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
起 迄 日 期： 2015.6.1～2015.11.10
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
專業(yè) 班級 姓名
一、課題名稱： 渦輪箱加工工藝與夾具設(shè)計
二、主要技術(shù)指標(biāo)：
1.毛坯外形尺寸為鑄件，單邊余量2~3mm，材料HT150
2.所用基本設(shè)備含普車，鉆床，鏜床及VF-3 HAAS加工中心
3.刀具可自行選用或設(shè)計
4.夾具需根據(jù)需要自行設(shè)計
三、工作內(nèi)容和要求：
1.根據(jù)零件圖選擇加工設(shè)備(機床)和夾具
2.進(jìn)行零件加工工藝分析，制定工藝方案
3.制定各工序裝夾，定位和加工路線，制定工序過程卡片
4.合理選擇刀具，制定刀具表，工藝參數(shù)表，編寫工藝文件
5. 設(shè)計參照論文標(biāo)準(zhǔn)格式，字?jǐn)?shù)不少于10000字
四、主要參考文獻(xiàn)：
1. 劉萬菊.《數(shù)控加工工藝及編程》[M].第1版，北京:機械工業(yè)出版社,2007年.第143頁
2. 王光斗.《機床夾具設(shè)計手冊》[M]. 第3版，上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2000年.第4頁
3. 李洪主.《機械加工工藝手冊》[M]. 第1版，北京:北京出版社. 1990年.第103頁
4. 徐茂功.《公差配合與技術(shù)測量》[M]. 第1版，北京:機械工業(yè)出版社.2007年. 第25頁
學(xué) 生（簽名） 年 月 日
指 導(dǎo) 教師（簽名） 年 月 日
教研室主任（簽名） 年 月 日
系 主 任（簽名） 年 月 日
任務(wù)書附圖
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目
渦輪箱加工工藝與夾具設(shè)計
一、 選題的背景和意義：
機床夾具設(shè)計是機械制造業(yè)的一個典型的課題，他的定義是制造出具有特定形狀和不同尺寸的產(chǎn)品零件，并把它們運用到整個機械設(shè)備行業(yè)里面。通過機床加工處理的產(chǎn)品不但可以提供我們直接使用，也可以為各個行業(yè)的設(shè)備提供產(chǎn)品加工，我們平常的衣食住行所用到的產(chǎn)品，都離不開我們制造業(yè)的生產(chǎn)與加工。，機械制造業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展中的主要支柱，是國民經(jīng)濟的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的重要支柱。從一定程度上來講，一個國家機械制造水平的高低是衡量這個國家整體經(jīng)濟綜合實力和綜合科學(xué)技術(shù)水平一個方向指標(biāo)。
二、 課題研究的主要內(nèi)容：
1）、研究目標(biāo)：
渦輪箱加工工藝與鉆Φ25的孔夾具設(shè)計
2）、主要研究的內(nèi)容：
一 零件的分析
1.1 零件的作用
1.2 零件的工藝分析
二. 毛坯的確定
2.1確定毛坯的制造形式
2.2毛坯形狀及尺寸
三 擬定加工工藝路線
3.1 基準(zhǔn)的選擇
3.2 制定工藝路線
四 零件加工工序設(shè)計
4.1鑄造
4.2時效處理
4.3銑下端面
4.4銑下端面
4.5鉆擴鉸Φ25孔
4.6鉆擴鉸Φ21.孔
4.7鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔
4.8銑寬153.6mm的2端面
4.9鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽
五 夾具設(shè)計
5.1 問題的提出
5.2 定位基準(zhǔn)的選擇
5.3 切削力及夾緊力計算
5.4 定位誤差分析
5.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明
三、 主要研究（設(shè)計）方法論述：
1）、對零件進(jìn)行工藝分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；
2）、對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；
3）、對工件設(shè)計專用夾具，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件。
vi
四、設(shè)計（論文）進(jìn)度安排：
時間（迄止日期）
工 作 內(nèi) 容
接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書和圖紙
到圖書館借書，查閱相關(guān)資料
完成畢業(yè)設(shè)計開題報告
完成零件圖繪制
對零件進(jìn)行工藝分析，制定機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片
設(shè)計并完成夾具方案
完成夾具裝配圖和夾具體繪制
撰寫論文
完成論文初稿
完成論文初審
完成論文修改稿
完成論文，準(zhǔn)備參加答辯
五、指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
六、系部意見：
系主任簽名： 年 月 日
摘 要
本次渦輪箱畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容涉及機械設(shè)計，夾具設(shè)計，機械制圖，工藝設(shè)計，AutoCAD、機，鏜床夾具設(shè)計，械制造基礎(chǔ)、鏜床加工實例、公差配合，與互換性測量技術(shù)、等多方面的知識。
就渦輪箱加工工藝及夾具設(shè)計而言，此設(shè)計包括零件的工序設(shè)計，夾具設(shè)計，工藝規(guī)程設(shè)計、等三大部分。就渦輪箱零件的工藝設(shè)計來，中要首先對渦輪箱零件進(jìn)行工藝分析，了解渦輪箱的零件的工藝然后根據(jù)其工藝再確定毛坯的生產(chǎn)方式，然后根據(jù)生產(chǎn)方式，設(shè)計出合理毛坯的結(jié)構(gòu)，設(shè)計毛坯后，我們工藝規(guī)程安排的時候，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，；然后對渦輪箱的零件各個工序不同的定位基準(zhǔn)，進(jìn)行尺寸計算，然后是決定出各個工序的機床型號，及切削用量，機床轉(zhuǎn)速；然后進(jìn)行專用鏜孔夾具的設(shè)計，根據(jù)設(shè)計的夾具，選選擇合適的如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、及機床與夾具體定位的定位鍵，以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，壓緊時壓緊誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意優(yōu)化并通過cad把整個夾具繪制出來。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
The turbine box graduation design content involves the mechanical design, fixture design, mechanical drawing, process design, AutoCAD, machine, boring machine fixture design, machinery manufacturing base, boring process instance, tolerance matching and interchangeability and measuring technology, and other aspects of knowledge.
We'll turbine case processing technology and boring boring machine fixture design, the design includes parts of process design, fixture design, process planning design, such as three parts. The process design of turbine box parts, the first process analysis was carried out on the turbine box parts, know turbine box parts and process according to its process to determine the mode of production of blank, and then according to the mode of production, design the reasonable structure of blank, blank design, after we process planning arrangements, and choose the good parts processing benchmark,; Then the parts of the turbine box processes all different positioning base, size calculation, and then is to determine the machine models for each working procedure, and cutting dosage, machine tool speed; Then special boring fixture design, according to the design of fixture, optional choose appropriate such as positioning device, clamping device, guide element, and machine tool and clamp positioning positioning keys, as well as other parts; Calculate the fixture positioning positioning error, when the compaction pressure error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to in the later design optimization and through the whole fixture cad drawing.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目 錄
ABSTRCT 9
序 言 1
一 零件的分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 2
二. 毛坯的確定 4
2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2毛坯形狀及尺寸 5
三 擬定加工工藝路線 6
3.1 基準(zhǔn)的選擇 6
3.1.2粗基準(zhǔn)選擇 6
3.1.3 精基準(zhǔn)的選擇 7
3.2 制定工藝路線 7
四 零件加工工序設(shè)計 9
4.1鑄造 9
4.2時效處理 9
4.3銑下端面 9
4.3.1加工設(shè)備的選擇 9
4.3.2 工藝裝備選擇 9
4.3.3 工步順序的確定 9
4.3.4 加工余量的確定 10
4.3.5切削用量的選擇與確定 10
4.4銑下端面 11
4.4.1加工設(shè)備的選擇 11
4.4.2 工藝裝備選擇 11
4.4.3 工步順序的確定 11
4.4.4 加工余量的確定 11
4.4.5切削用量的選擇與確定 11
4.5鉆擴鉸Φ25孔 12
4.5.1加工設(shè)備的選擇 12
4.5.2 工藝裝備選擇 13
4.5.3 工步順序的確定 14
4.5.4 加工余量的確定 14
4.5.5切削用量的選擇與確定 14
4.6鉆擴鉸Φ21孔 15
4.6.1加工設(shè)備的選擇 16
4.6.2 工藝裝備選擇 17
4.6.3 工步順序的確定 17
4.6.4 加工余量的確定 17
4.6.5切削用量的選擇與確定 17
4.7鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔 19
4.7.1加工設(shè)備的選擇 19
4.7.2 工藝裝備選擇 19
4.7.3 工步順序的確定 19
4.7.4 加工余量的確定 19
4.7.5切削用量的選擇與確定 19
4.8銑寬153.6mm的2端面 20
4.8.1加工設(shè)備的選擇 20
4.8.2 工藝裝備選擇 20
4.8.3 工步順序的確定 21
4.8.4 加工余量的確定 21
4.8.5切削用量的選擇與確定 21
4.9鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽 22
4.9.1加工設(shè)備的選擇 22
4.9.2 工藝裝備選擇 22
4.9.3 工步順序的確定 22
4.9.4 加工余量的確定 22
4.9.5切削用量的選擇與確定 22
五 夾具設(shè)計 24
5.1 問題的提出 24
5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 24
5.3 切削力及夾緊力計算 25
5.4 定位誤差分析 26
5.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明 27
總 結(jié) 30
致 謝 32
參 考 文 獻(xiàn) 33
序 言
機床夾具設(shè)計是機械制造業(yè)的一個典型的課題，他的定義是制造出具有特定形狀和不同尺寸的產(chǎn)品零件，并把它們運用到整個機械設(shè)備行業(yè)里面。通過機床加工處理的產(chǎn)品不但可以提供我們直接使用，也可以為各個行業(yè)的設(shè)備提供產(chǎn)品加工，我們平常的衣食住行所用到的產(chǎn)品，都離不開我們制造業(yè)的生產(chǎn)與加工。，機械制造業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展中的主要支柱，是國民經(jīng)濟的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的重要支柱。從一定程度上來講，一個國家機械制造水平的高低是衡量這個國家整體經(jīng)濟綜合實力和綜合科學(xué)技術(shù)水平一個方向指標(biāo)。
渦輪箱加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機床夾具設(shè)計、鉆床加工實訓(xùn)、公差與配合與互換性與測量技術(shù)，機械制圖，機械制造，機械設(shè)計基礎(chǔ)等上進(jìn)行的設(shè)計、此夾具設(shè)計是在工藝夾具課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。機床夾具設(shè)計是學(xué)習(xí)一個產(chǎn)品零件在加工生產(chǎn)的時候需要的定位，夾緊，導(dǎo)向，對刀，等方式怎么樣合理，怎么樣更高效，同時他也需要我們熟悉產(chǎn)品從零件到毛坯整個的工藝路線安排，及零件工藝尺寸確定等如何去計算，并根據(jù)學(xué)習(xí)掌握的這些知識設(shè)計出符合這個零件特點及要求專用夾具，根據(jù)零件批量不同，設(shè)計出不同的夾具方案，以保證加工零件的加工質(zhì)量和加工效率。本本次設(shè)計包含了兩年來所學(xué)到知識的總結(jié)與概括，主要包括CAD制圖，機械設(shè)計與制造基礎(chǔ)，夾具設(shè)計等課程的重新學(xué)習(xí)和總結(jié)，這也是一次有意義的設(shè)計。也許在本次設(shè)計，也許因為我們只有理論的知識，有些地方卻沒有親身去實踐過，知識和技巧難免有些不足，但是通過了這次畢業(yè)設(shè)計也讓我學(xué)到了很多以前沒有學(xué)到的知識以及讓我知道了在遇到困難的時候如何去應(yīng)對，如何去解決的。本次設(shè)計讓我知道自己的不足之處，但正因為這樣才讓我學(xué)到課本外的知識，讓我知道遇到困難如何應(yīng)對如何克服。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
一 零件的分析
1.1 零件的作用
渦輪箱的作用，待查
1.2 零件的工藝分析
對零件進(jìn)行工藝分析有以下2種目的，
一:審查零件結(jié)構(gòu)，形狀及尺寸，精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及相關(guān)的技術(shù)要求是不是合理，是不是便于后續(xù)加工和裝配；
二：通過對零件的工藝分析，對要加工的零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，為做好完整的工藝規(guī)程做好準(zhǔn)備
該零件屬于小型零件，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)需要注意以下2點。
1.裝卸方便，零件的夾具設(shè)計要求，零件定位準(zhǔn)確，壓緊可靠，拆卸方便，便于裝卸快速，。
2.快速對刀，設(shè)計好的夾具零件， 要可以快速的實現(xiàn)，對刀，引導(dǎo)，從而快速的完成加工。
渦輪箱的工藝有2組加工面的分別為
1，以下端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括銑上端面，鉆擴鉸Φ25孔，鉆擴鉸Φ21孔，鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔。
2：一個是以下端面和Φ82孔，Φ21孔為基準(zhǔn) 的加工面，這組加工面主要是銑寬153.6mm的2端面，鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽 。
二. 毛坯的確定
2.1確定毛坯的制造形式
確定毛坯包括以下2個方面
1：選擇毛坯類型
2：確定其制造方法。
常見的毛坯類型有鑄造、鍛造、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等7大類
根據(jù)加工零件的不同，
確定毛坯采用什么類型時要考慮以下幾個因素：
1. 加工零件的材料和其承受的力。當(dāng)選好零件材料后，就基本定了毛坯的類型。比如，材料是是鑄鐵，鑄鋼的，毛坯類型就為鑄造，
2. 材料如果是鋼材的比如45鋼，其力學(xué)性能較好，韌性較強，就選鍛造；
3. 力學(xué)性能要求不高，或者較低時，我們可以選擇鑄造或鑄鋼，。
2.零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。零件形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜一般采用鑄造毛坯。壁厚較薄的零件，不宜用砂型鑄造；形狀復(fù)雜，尺寸有比較大的鑄件宜用砂型鑄造；
中、小型零件可用較先進(jìn)的熔模鑄造及其他鑄造方法。
3.生產(chǎn)類型。大批量生產(chǎn)應(yīng)根據(jù)零件的精度不同選者不同的加工方法
如果精度較高，鑄件應(yīng)采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件應(yīng)采用模鍛、冷軋和冷拉型材等。
如果精度較低就可以采用成本更低的砂型鑄造，以滿足生產(chǎn)需求，同時又降低成本
單件或者小批量生產(chǎn)的毛坯則應(yīng)采用木模手工造型或自由鍛。
4.生產(chǎn)條件。確定毛坯類型必須與具體的生產(chǎn)條件相結(jié)合，如現(xiàn)場毛坯制造的實際水平和能力、外協(xié)的可能性等，外協(xié)工廠的制作能力，制作設(shè)備的新舊程度等等。
5.在控制好成本，保證質(zhì)量的前提下可以考慮采用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性。目前新技術(shù)和新材料的發(fā)展很快。毛坯制造方面的新工藝、有以下幾種，精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在制作毛坯中的應(yīng)用日益增加。采用這些新的方法，可大大減少機械加工量，降低機床的磨損，減少工人的勞動強度，同時也降低了整個公司的成本，其經(jīng)濟效果非常顯著，并且采用新方法后有時甚至可不再進(jìn)行機械加工。
零件材料為HT150，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。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，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2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。
2.2毛坯形狀及尺寸
毛坯的形狀及尺寸 主要有零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等幾個因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機械加工的勞動量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求?！∶鞒叽缗c零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關(guān)。
三 擬定加工工藝路線
3.1 基準(zhǔn)的選擇
基面的選擇是零件工藝規(guī)程設(shè)計中非常重要的工作。如果基準(zhǔn)面選擇合理，不但加工質(zhì)量可以保證，同時也可以提高生產(chǎn)效率。如果基準(zhǔn)面選擇的不合理，在加工中不但誤工誤時，還會出現(xiàn)廢品率高，效率低，成本高等等情況，如果選擇不好確實會問題百出。
3.1.2粗基準(zhǔn)選擇
粗基準(zhǔn)選擇有以下幾點注意事項：
1.粗基準(zhǔn)是以非加工表面為基準(zhǔn)。這樣可以保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系及其精度。如果有幾個非加工表面，我們以與加工表面的相互位置精度高的作為粗基準(zhǔn)。
2.以加工余量均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)來定位。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。加工的時候就選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面及其他面，加工好后，再以床身的底面作為精基準(zhǔn)加工 導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織， 以增加耐磨性。
3. 以加工余量較小或者最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的定位精度。
4. 以選擇平整、光潔、面積大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證夾具設(shè)計中定位準(zhǔn)確夾緊可靠。
毛坯中存在澆冒口、毛刺飛邊的表面不宜作粗基準(zhǔn)，如果準(zhǔn)備做粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。
5.粗基準(zhǔn)盡量不要重復(fù)試用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是不加工的表面。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取下端面為定位基準(zhǔn)，利用V型塊為定位元件。
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)應(yīng)注意以下1點：
1、 “基準(zhǔn)重合原則”
2、 “基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”
3、 “自為、互為基準(zhǔn)原則”
4、 “裝夾方便原則”
以φ82孔和φ21孔（一面2銷）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計算，在此不再重復(fù)。
3.2 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，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。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案：
方案一
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
銑
銑下端面
4
銑
銑上端面
5
鉆
鉆擴鉸Φ25的孔
6
鉆
鉆擴鉸Φ21的孔
7
鏜
鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔
8
銑
銑寬153.6mm的2端面
9
鏜
鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽
10
鉗
去毛刺
11
檢驗
檢驗
12
入庫
入庫
方案二
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
鉆
鉆擴鉸Φ25的孔
4
鉆
鉆擴鉸Φ21的孔
5
鏜
鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔
6
銑
銑下端面
7
銑
銑上端面
8
銑
銑寬153.6mm的2端面
9
鏜
鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽
10
鉗
去毛刺
11
檢驗
檢驗
12
入庫
入庫
1
鑄造
鑄造
工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二先鉆孔，鏜孔再銑端面，違背了先面后孔的原則，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工藝的基本原則，同時銑面后先鏜Φ82的孔，這樣可以利用Φ82的孔作為定位基準(zhǔn)，更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一。
具體的工藝路線如下
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
銑
銑下端面
4
銑
銑上端面
5
鉆
鉆擴鉸Φ25的孔
6
鉆
鉆擴鉸Φ21的孔
7
鏜
鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔
8
銑
銑寬153.6mm的2端面
9
鏜
鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽
10
鉗
去毛刺
11
檢驗
檢驗
12
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四 零件加工工序設(shè)計
4.1鑄造
4.2時效處理
4.3銑下端面
設(shè)計內(nèi)容：以外圓為基準(zhǔn)銑下端面
4.3.1加工設(shè)備的選擇
因為本工序銑下平面且加工精度不高，為節(jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇立式銑床X51，該銑床的參數(shù)如下：
最大銑削高度
120mm
工作臺尺寸
1030*670mm
刀軸直徑
35mm
刀軸轉(zhuǎn)速
10000r／min
安裝功率
4.0kw
4.3.2 工藝裝備選擇
1）工裝夾具：V型塊
2）刀具 端銑刀
刀具材料：高速鋼
3）量具 游標(biāo)卡尺
4.3.3 工步順序的確定
銑下端面
4.3.4 加工余量的確定
銑下端面 Z=2
4.3.5切削用量的選擇與確定
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝750
當(dāng)＝750r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
4.4銑下端面
設(shè)計內(nèi)容：以外圓為基準(zhǔn)銑下端面
4.4.1加工設(shè)備的選擇
因為本工序銑下端面且加工精度不高，為節(jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇立式銑床X51，該銑床的參數(shù)如下：
最大銑削高度
120mm
工作臺尺寸
1030*670mm
刀軸直徑
35mm
刀軸轉(zhuǎn)速
10000r／min
安裝功率
4.0kw
4.4.2 工藝裝備選擇
1）工裝夾具：V型塊
2）刀具 端銑刀
刀具材料：高速鋼
3）量具 游標(biāo)卡尺
4.4.3 工步順序的確定
銑下端面
4.4.4 加工余量的確定
銑下端面 Z=2
4.4.5切削用量的選擇與確定
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
6） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
.
4.5鉆擴鉸Φ25孔
設(shè)計內(nèi)容：以下端面為基準(zhǔn)鉆擴鉸Φ25孔
4.5.1加工設(shè)備的選擇
因為本工序鉆擴鉸Φ25孔，為節(jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇立式鉆床Z525，該銑床的參數(shù)如下：
最大鉆孔直徑
25毫米
主軸允許最大扭轉(zhuǎn)力矩
2500公斤/里面
最大送刀抗力
900公斤
主電機功率
2.8千瓦
主抽孔錐度
莫氏3號
機床外型尺寸（長*寬*高）
962*825*2300毫米
冷凍泵流量
22升/分
主抽端面至底面距離
725-1100毫米
主抽端面至工作臺距離
0-700毫米
工作臺工作面積
500*375毫米
工作臺行程
325毫米
電動機反轉(zhuǎn)裝置
手動及自動
送刀量
0．1?0.13?0.17?0.22?0.28?0.36?0.48?0.62?0.81?毫米/轉(zhuǎn)
主抽轉(zhuǎn)速
97?140?195?272?392?545?680?976?1360?轉(zhuǎn)/分
主抽中心線到導(dǎo)軌面距離
250毫米
送刀箱形成（手動）
200毫米
主抽行程
175毫米
4.5.2 工藝裝備選擇
1）工裝夾具：定位銷和定位塊
2）刀具 麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀
刀具材料：高速鋼
3）量具 游標(biāo)卡尺
4.5.3 工步順序的確定
鉆擴鉸Φ25孔
4.5.4 加工余量的確定
鉆擴鉸Φ25孔 Z=2
4.5.5切削用量的選擇與確定
工步一鉆孔至φ24
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工Φ16孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：擴孔
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步3：鉸孔
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速，取，，實際切削速度。
切削工時：，，，則機動工時為
4.6鉆擴鉸Φ21孔
設(shè)計內(nèi)容：以下端面為基準(zhǔn)鉆擴鉸Φ21孔
4.6.1加工設(shè)備的選擇
因為本工序鉆擴鉸Φ21孔，為節(jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇立式鉆床Z525，該銑床的參數(shù)如下：
最大鉆孔直徑
25毫米
主軸允許最大扭轉(zhuǎn)力矩
2500公斤/里面
最大送刀抗力
900公斤
主電機功率
2.8千瓦
主抽孔錐度
莫氏3號
機床外型尺寸（長*寬*高）
962*825*2300毫米
冷凍泵流量
22升/分
主抽端面至底面距離
725-1100毫米
主抽端面至工作臺距離
0-700毫米
工作臺工作面積
500*375毫米
工作臺行程
325毫米
電動機反轉(zhuǎn)裝置
手動及自動
送刀量
0．1?0.13?0.17?0.22?0.28?0.36?0.48?0.62?0.81?毫米/轉(zhuǎn)
主抽轉(zhuǎn)速
97?140?195?272?392?545?680?976?1360?轉(zhuǎn)/分
主抽中心線到導(dǎo)軌面距離
250毫米
送刀箱形成（手動）
200毫米
主抽行程
175毫米
4.6.2 工藝裝備選擇
1）工裝夾具：定位銷和定位塊
2）刀具 麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀
刀具材料：高速鋼
3）量具 游標(biāo)卡尺
4.6.3 工步順序的確定
鉆擴鉸Φ21孔
4.6.4 加工余量的確定
鉆擴鉸Φ21孔 Z=2
4.6.5切削用量的選擇與確定
工步一鉆孔至φ20
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工Φ9孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：擴孔
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步3：鉸孔
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速，取，，實際切削速度。
切削工時：，，，則機動工時為
4.7鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔
設(shè)計內(nèi)容：以端面和Φ18孔為基準(zhǔn)鏜Φ80孔 退刀槽，Φ30孔
4.7.1加工設(shè)備的選擇
因為本工序只要鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔，為節(jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇臥式鏜床T616
4.7.2 工藝裝備選擇
1）工裝夾具：圓柱銷
2）刀具 彎頭鏜刀
刀具材料：高速鋼
3）量具 游標(biāo)卡尺，通規(guī)、尺規(guī)
4.7.3 工步順序的確定
鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔，退刀槽
4.7.4 加工余量的確定
鏜Φ82孔 退刀槽，Φ35孔 Z=2mm
4.7.5切削用量的選擇與確定
1.加工條件
工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造
加工要求：鏜孔Φ82mm
機 床：臥式鏜床T616
刀 具：高速鋼刀頭
2.計算切削用量
查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得
=25mm/min
=0.07mm/z
=9.6mm
根據(jù)T616鏜床說明書，取=125 r/min
切削工時：L=2mm
4.8銑寬153.6mm的2端面
設(shè)計內(nèi)容：以下端面和Φ82孔為基準(zhǔn)銑寬153.6mm的2端面
4.8.1加工設(shè)備的選擇
因為本工序銑寬153.6mm的2端面且加工精度不高，為節(jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇立式銑床X51，該銑床的參數(shù)如下：
最大銑削高度
120mm
工作臺尺寸
1030*670mm
刀軸直徑
35mm
刀軸轉(zhuǎn)速
10000r／min
安裝功率
4.0kw
4.8.2 工藝裝備選擇
1）工裝夾具：一面兩銷
2）刀具 端銑刀
刀具材料：高速鋼
3）量具 游標(biāo)卡尺
4.8.3 工步順序的確定
銑寬153.6mm的2端面
4.8.4 加工余量的確定
銑寬153.6mm的2端面 Z=2
4.8.5切削用量的選擇與確定
選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
7） 決定銑削深度
因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則
8） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?450
當(dāng)＝1450r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
9） 計算工時
切削工時： ，，則機動工時為
4.9鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽
設(shè)計內(nèi)容：以端面和Φ82孔為基準(zhǔn)鏜Φ52孔，Φ44孔。
4.9.1加工設(shè)備的選擇
因為本工序只要鏜Φ52孔，Φ44孔，為節(jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇臥式鏜床T616
4.9.2 工藝裝備選擇
1）工裝夾具：半軸
2）刀具 彎頭鏜刀
刀具材料：高速鋼
3）量具 游標(biāo)卡尺，通規(guī)、尺規(guī)
4.9.3 工步順序的確定
鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽
4.9.4 加工余量的確定
鏜Φ52孔，Φ44孔，退刀槽 Z=2mm
4.9.5切削用量的選擇與確定
1.加工條件
工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造
加工要求：鏜孔Φ44mm
機 床：臥式鏜床T616
刀 具：高速鋼刀頭
2.計算切削用量
查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得
=20m/min
=0.05mm/z
=1.4mm
根據(jù)T611銑鏜床說明書，取=200 r/min
切削工時：L=2mm
五 夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序為鉆擴鉸Φ25孔的鉆床夾具，為了保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。。
5.1 問題的提出
機械制造里，用以夾住工件的裝置，叫做夾具。它能固定加工對象，讓它處于正確位置，接受檢測的裝置。
機械制造過程中，由于保證零件加工精度，第一步要讓工件在機床上處于正確位置，這就叫做工件的定位。夾緊是將工件加工過程中始保持定位位置不變的操作。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾
本夾具主要用于鉆擴鉸Φ25孔，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
5.2 定位基準(zhǔn)的選擇
在加工零件時往往要選擇零件的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)分為工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)。然而在加工不同零件，它們用途也會不同，因此工藝基準(zhǔn)又包括了定位、裝配、測量還有工序基準(zhǔn)。
定位基準(zhǔn)的選擇制定工藝的第一步。定位基準(zhǔn)的要合理，否則將直接影響所最后零件的加工質(zhì)量和加工工藝?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)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)。我們采用已加工好的Φ82孔和Φ21孔及端面作為為定位基準(zhǔn)，采用半軸和削邊銷定位，端面限制3個自由度，半軸限制2個自由度，削邊銷限制1個自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用開口墊圈作為夾緊機構(gòu)。
定位方案如下圖：
5.3 切削力及夾緊力計算
夾緊力的確定：
夾緊力的確定包分為夾緊力方向、作用點以及力大小三個要素。
1、夾緊力方向：
1）夾緊力的方向應(yīng)該指向工件表面，有助于定位穩(wěn)定。
2）夾緊力的方向應(yīng)該減少夾緊力的大小，減輕加工難度，降低加工成本。
2、夾緊力作用點：
1）夾緊力作用點應(yīng)該在定位元件與工件接觸范圍內(nèi)。
2）夾緊力作用點應(yīng)該選在能是工件定位穩(wěn)定的地方。提高工件加工時的穩(wěn)定性，減少加工時產(chǎn)生的震動。
10） 夾緊力的作用點的選擇也應(yīng)該盡可能的減少工件的變形
由夾具裝配圖可以看出,由于水平方向上有兩個定位銷,所以水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適,只用考慮Z軸上的夾緊力就可以了.
查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-3得:
式中:
=×1.0×1.0×1.0×1.0=1.10
所以,
=587.5N
在計算切削力時,必須把安全系數(shù)也考慮在內(nèi).
查《機床夾具設(shè)計手冊》,表1-2-1可知:
所以,
切削力=1.5×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5×587.5=2062.13N
因本夾具主要夾緊力是螺母夾緊,
查《機械加工工藝師手冊》表17-30得:
夾緊力N=7950N
此時,實際夾緊力已大于所需2062.13N的加緊力了,所以本夾具可安全工作.
5.4 定位誤差分析
(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 半軸孔的最大偏差
————半軸孔的最小偏差
————半軸定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ————半軸孔的最大偏差
————半軸孔的最小偏差
————半軸定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
經(jīng)檢驗合格
5.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明
如前所述應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉，在設(shè)計夾具時，應(yīng)提高夾具性價比，使夾具結(jié)構(gòu)簡單，降低成本，便于操作。本道工序為鉆床夾具選擇了移動壓板夾緊方式。當(dāng)我們裝上工件后，采用一面2銷把工件的空間的6個自由度限制完畢后我們旋轉(zhuǎn)構(gòu)型壓板，試著和工件接觸，然后旋轉(zhuǎn)螺母壓緊工件，這是我們把鏜桿放入鏜套，既可以開始加工工件。
裝配圖如下圖：
夾具體如下圖：
總 結(jié)
這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。
這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。
回顧起此次設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。
這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！
致 謝
這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(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。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983年
4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年
5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月
6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年
第 34 頁 共 45 頁
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