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摘 要
6105柴油機(jī)中搖臂座結(jié)合部的氣門(mén)搖臂軸支座孔裝搖臂軸,軸上兩端各裝一進(jìn)、排氣門(mén)搖臂?？變?nèi)裝一減壓軸，用于降低氣缸內(nèi)壓力，便于啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距為56mm可保證減壓軸在搖臂上打開(kāi)氣門(mén)，實(shí)現(xiàn)減壓。由此我們首先對(duì)氣門(mén)搖臂軸支座的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了仔細(xì)的分析，然后確定了一套合理的加工方案對(duì)其進(jìn)行加工。加工方案要求簡(jiǎn)單，操作方便，并能保證零件的加工質(zhì)量。最后,依照確定好的方案，按照正確的加工工序?qū)⑺庸こ鰜?lái)，并使之滿(mǎn)足零件的設(shè)計(jì)要求。此外，為了提勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，為此選擇了第4道工序——粗銑進(jìn)行銑夾具設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足加工過(guò)程的需要。
關(guān)鍵詞：氣門(mén)搖臂；工藝規(guī)程；夾具
Abstract
6105 diesel engine blocks in the rocker arm valve rocker with the Department of bearing hole with rocker shaft, the shaft at both ends with a Progressive, the exhaust valve rocker. Hole contents of a decompression shaft, used to reduce the pressure within the cylinder, diesel engine for launch. Two holes for the 56 mm spacing can guarantee that decompression on the open shaft in the rocker arm valve, and decompression. From this we first valve rocker bearing on the structure and process was carefully analyzed, and then determine a reasonable processing of its programme for processing. Processing programme requires simple, easy to operate, and to ensure that parts of the processing quality. Finally, in accordance with established a good programme, in accordance with the correct processing will be processed by it, and make it meet the design requirements for spare parts. In addition, to mention labor productivity, reduce labor intensity, the quality assurance process, designed to be dedicated fixture, for the first four selection process - rough milling, 3, 4 for milling fixture design to meet the needs of processing。
Key words: rocker arm valve; process of order; Fixture。
目 錄
1 零件的分析 1
1.1 零件的作用 1
1.2 零件的工藝分析 1
1.2.1 孔的尺寸精度及幾何形狀精度 1
1.2.2 孔距公差 1
1.2.3 平行孔的孔中心線(xiàn)平行度 1
1.2.4 同軸線(xiàn)孔間及軸孔與端面的位置精度 1
1.2.5 平面間的位置精度 1
1.2.6 孔及平面的表面粗糙度 1
1.3 本章小結(jié) 2
2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3
2.1 毛坯種類(lèi)的選擇 3
2.2 確定毛坯的制造形式 3
2.3 搖臂軸機(jī)械加工時(shí)的主要問(wèn)題 3
2.4 基準(zhǔn)的選擇 4
2.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 4
2.5 工藝路線(xiàn)的擬定 5
2.5.1 機(jī)械加工加工順序的安排原則 5
2.5.2 工序的合理組合原則 5
2.6 本章小結(jié) 7
3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
3.1 機(jī)械加工余量的確定 8
3.2 主要表面毛坯尺寸的確定 8
3.3 本章小結(jié) 9
4 切削用量的確定 10
4.1 切削用量的選擇原則 10
4.1.1 粗加工切削用量的選擇原則 10
4.1.2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 11
4.2 確定切削用量 11
4.3 本章小結(jié) 14
5 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 15
5.2 切削力及夾緊力計(jì)算: 15
5.3．定位誤差的分析： 16
5.4．夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 16
5.5．小結(jié) 17
結(jié) 束 語(yǔ) 18
參考文獻(xiàn) 19
致 謝 20
1 零件的分析
1.1 零件的作用
6105柴油機(jī)中搖臂座結(jié)合部的氣門(mén)搖臂軸支座孔裝搖臂軸,軸上兩端各裝一進(jìn)、排氣門(mén)搖臂?？變?nèi)裝一減壓軸，用于降低氣缸內(nèi)壓力，便于啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距為56mm可保證減壓軸在搖臂上打開(kāi)氣門(mén)，實(shí)現(xiàn)減壓。
1.2 零件的工藝分析
1.2.1 孔的尺寸精度及幾何形狀精度
支座④⑤面上的螺紋孔及端蓋以及凸緣上的螺紋孔的精度等級(jí)為中等精度，平行度公差為0.05mm；3孔精度等級(jí)為IT7級(jí)，11孔精度等級(jí)為IT7級(jí)，孔的幾何形狀精度未做規(guī)定的，一般控制在尺寸公差范圍內(nèi)即可。
1.2.2 孔距公差
支座孔的中心距偏差由軸傳動(dòng)中小距離偏差的標(biāo)準(zhǔn)而決定，該支座孔的中小距偏差為±0.05mm。
1.2.3 平行孔的孔中心線(xiàn)平行度
孔中心線(xiàn)的平行度與齒輪傳動(dòng)精度及齒寬等因素有關(guān),該箱體孔中心線(xiàn)平行度允許為0.05mm。
1.2.4 同軸線(xiàn)孔間及軸孔與端面的位置精度
同一軸線(xiàn)各孔的同軸度誤差及軸孔端面對(duì)軸線(xiàn)的垂直度誤差會(huì)使軸和軸承裝配到支座上后產(chǎn)生歪斜，最后導(dǎo)致軸承長(zhǎng)期失效。
1.2.5 平面間的位置精度
為了保證各加工面間的精度，平面與平面之間需有的位置精度要求。該支座的主要加工面與基準(zhǔn)面之間平行度為0.05mm。
1.2.6 孔及平面的表面粗糙度
重要孔和主要平面的表面粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，其具體要求一般Ra值來(lái)評(píng)價(jià)。
（1）該支座孔11，中心孔18及16，3孔的底面。①面及A-A剖視圖中右邊孔11頂面的表面粗糙度均為Ra=12.5。
（2）11頂面表面粗糙度為Ra=3.2。
（3）10°斜孔3的表面粗糙度為Ra=12.5。
（4）視圖中其余各主要加工面及孔的粗糙度Ra=12.5,其余為不去除材料。
1.3 本章小結(jié)
本章討論了6105柴油機(jī)中搖臂座結(jié)合部的氣門(mén)搖臂軸支座的作用,并對(duì)它的結(jié)構(gòu)與工藝進(jìn)行祥細(xì)的分析,為工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1 毛坯種類(lèi)的選擇
（1） 選擇毛坯應(yīng)該考慮生產(chǎn)規(guī)模的大小，它在很大程度上決定采用某種毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性。
（2）選擇毛坯應(yīng)該考慮工作結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小。
（3）選擇毛坯應(yīng)該考慮零件的機(jī)械性能要求。
（4）選擇毛坯應(yīng)從本廠(chǎng)的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)，考慮可能性和經(jīng)濟(jì)性。
（5）選擇毛坯應(yīng)該考慮利用新工藝，新技術(shù)和新材料的可能性。
2.2 確定毛坯的制造形式
由于搖臂軸吸振性和耐磨性均要求較高，故應(yīng)選擇易于成型，具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性同時(shí)價(jià)格低廉的HT200鑄鐵為毛坯材料。同時(shí)，由于是中批生產(chǎn)，因此，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減小機(jī)械加工余量，采用木模機(jī)器造型，鑄件的尺寸公差等級(jí)為7級(jí)，精度等級(jí)為Ⅲ。
2.3 搖臂軸機(jī)械加工時(shí)的主要問(wèn)題
（1）作為搖臂軸支座，其主要的加工表面是平面及其孔系。一般情況下,平面的加工精度要比孔系的加工精度容易實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)于變速箱來(lái)說(shuō),機(jī)械加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)孔的加工精度，如何處理好孔與平面之間的相互關(guān)系。由于該變速箱體為中批量加工生產(chǎn)，因此滿(mǎn)足其生產(chǎn)率的要求也是箱體加工過(guò)程中應(yīng)考慮的主要因素。
（2）孔和平面的加工順序
支座類(lèi)零件的機(jī)械加工應(yīng)遵循“先面后孔”的原則。即先加工支座上的基準(zhǔn)平面，再以基準(zhǔn)平面定位加工其它平面，然后再加工孔系。支座加工自然也應(yīng)遵循這個(gè)原則，這樣處理的原因主要是平面的面積大，定位時(shí)穩(wěn)定可靠，且?jiàn)A緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次是先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸部分，為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，而且這樣做便于對(duì)刀及調(diào)整，同時(shí)也利于保護(hù)刀具,防止打刀和崩刀。
（3）粗、精加工分階段進(jìn)行
對(duì)支座的主要表面加工時(shí)應(yīng)將粗、精加工分階段進(jìn)行，這是因?yàn)橹ё慕Y(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，主要表面的加工精度較高。將粗、精加工分階段進(jìn)行可以消除,由粗加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響，有利于保證支座的加工精度.同時(shí),還能根據(jù)粗，精加工的不同要求來(lái)合理選用設(shè)備,有利于提高生產(chǎn)率。
（4）孔系加工方案的選擇
加工支座的孔系時(shí)，應(yīng)選擇能滿(mǎn)足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。這里除了考慮加工精度和加工效率以外，還應(yīng)該考慮影響經(jīng)濟(jì)效益的因素。在滿(mǎn)足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)該擇價(jià)格最低的機(jī)床。
2.4 基準(zhǔn)的選擇
2.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：
（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，則應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。
（2）如果必須首先保證工作某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。
（3）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口，冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。
（4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，即不應(yīng)重使用，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
（5）選用的粗基準(zhǔn)應(yīng)便于定位、裝夾、和加工，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
考慮到以上幾點(diǎn)要求,所以選擇支座零件的重要孔(即11孔)的毛坯孔及⑥面作為粗基準(zhǔn).原因有三:第一,在保證各加工面均有加工余量的前提下,使重要的孔的加工余量均勻.第二,裝入支座內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件與支座內(nèi)壁具有足夠的間隙.第三,保證定位基準(zhǔn),夾緊可靠,操作方便。
2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：
（1）用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，以便消除基準(zhǔn)不重合誤差，即所謂“基準(zhǔn)重合”原則。
（2）當(dāng)工作以某一組精基準(zhǔn)定位可以方便的加工其它各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此精基準(zhǔn)定位，即所謂“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
（3）當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，而該加工表面與其它表面之間的位置精度則要求由先行工序保證，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。
（4）為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，在選擇基準(zhǔn)時(shí)，可遵循“互為基準(zhǔn)”原則。
（5）精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，為此，精基準(zhǔn)的面積與被加工表面相比，應(yīng)有較大的長(zhǎng)度和寬度，以提高其位置精度。
參照以上準(zhǔn)則并結(jié)合實(shí)際情況做出以下選擇：支座的①面是工件的裝配又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),用它作精基準(zhǔn)能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”原則,實(shí)現(xiàn)以“一面兩孔”,限制工件六個(gè)自由度的定位方式,這樣使工藝路線(xiàn)遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則,此外,①面的面積大,定位穩(wěn)定,可靠,夾緊方案也簡(jiǎn)單,操作方便.以①面及11孔定位加工②面以后,使②面與①面④面及18，16孔都具有了較高的位置精度。同樣以①面及11H7孔定位加工其他面積孔,使加工出來(lái)的面與孔都具有較高的精度,為了保證一些面與面,孔與孔之間的位置要求,可選已加工出來(lái)的孔及面作定位基準(zhǔn)未加工的面。例如以①面及18孔16孔作定位基準(zhǔn)加工③④面及16孔同軸的圓面上的一系列螺紋孔的加工,實(shí)現(xiàn)了“一面兩孔”的定位方式,使加工更方便。
最先進(jìn)行加工的表面是精基準(zhǔn)①面③④面及①面上的孔11孔,這時(shí)可以選擇定位夾緊方案。
方案①:用三個(gè)支承釘支承在②面上,可以限制三個(gè)自由度,再以一切邊銷(xiāo)軸插入側(cè)板的3之中,限制了3個(gè)自由度,至此，工件被準(zhǔn)確定位。
方案②:用兩塊支承板支承在②面上,可以限制三個(gè)自由度,再在⑥面加2支承釘限制第六個(gè)自由度,因此方案定位時(shí),夾緊裝置極為簡(jiǎn)單,夾具也不復(fù)雜,可以作到裝卸工件方便,而且可以達(dá)到較高的加工精度,故可行。
2.5 工藝路線(xiàn)的擬定
2.5.1 機(jī)械加工加工順序的安排原則
（1） 對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯或尺寸偏差較大的毛坯,應(yīng)首先安排劃線(xiàn)工序,為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)。
（2）按“先基面后其他”的順序,首先加工精基準(zhǔn)面。
（3）在重要表面加工前應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正。
（4）按“先主后次、先粗后精”的順序，對(duì)精度要求較高的各主要表面進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工。
（5）對(duì)于與主要表面有位置精度要求的次要表面應(yīng)安排在主要表面加工之后加工。
2.5.2 工序的合理組合原則
確定加工方法以后,就要按生產(chǎn)類(lèi)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(guò)程的工序數(shù).確定工序數(shù)有兩種基本原則可供選擇。
（1）工序分散原則 ： 工序多,工藝過(guò)程長(zhǎng),每個(gè)工序所包含的加工內(nèi)容很少,極端情況下每個(gè)工序只有一個(gè)公步,所使用的工藝設(shè)備與裝備比較簡(jiǎn)單,易于調(diào)整和掌握,有利于選用合理的切削用量,減少基本時(shí)間,設(shè)備數(shù)量多,生產(chǎn)面積大。
（2）工序集中原則 ： 零件的各個(gè)表面的加工集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成,每個(gè)工序的內(nèi)容和工步都較多,有利于采用高效的機(jī)床,生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作得到簡(jiǎn)化,生產(chǎn)面積和操作工人數(shù)量減少,工件裝夾次數(shù)減少,輔助時(shí)間縮短,加工表面間的位置精度易于保證,設(shè)備、工裝投資大,調(diào)整、維護(hù)復(fù)雜,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
批量小時(shí)往往采用在通用機(jī)床上工序集中的原則,批量大時(shí)即可按工序分散原則組織流水線(xiàn)生產(chǎn),也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備按工序集中原則組織生產(chǎn)箱體類(lèi)零件的機(jī)械加工應(yīng)遵循“先面后孔”的加工原則。這樣處理的主要原因是平面的面積較大定位時(shí)穩(wěn)定可靠且?jiàn)A緊牢固。因而容易保證孔的加工精度。其次先加工平面可以先切去鑄件表面凹凸部分，為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件。而且這樣做便于對(duì)刀調(diào)整，同時(shí)也有利于保護(hù)刀具防止打刀和崩刀。
由于類(lèi)型為中批生產(chǎn)，加工設(shè)備應(yīng)大多為通用機(jī)床，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床及組合機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線(xiàn)，工件在各耐磨上臺(tái)階的裝卸及各機(jī)床間的傳送均用人工完成。根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：
① 面粗銑
② 面粗銑
鉆11孔
18孔、16、③、④面 先粗銑 后鉆 然后粗鏜18 、16 再精鏜兩孔。
⑤、⑥面 先粗銑 然后粗鏜18 、16 再精鏜兩孔。
鉆3孔
因③面與④面有較高的平行度要求，宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩面或孔同時(shí)加工出來(lái)，以保證加工精度。
在實(shí)際操作中由于一個(gè)工藝是鏜，一個(gè)是銑，而且加工位置相隔較大，換刀時(shí)不易保證加工精度，故分開(kāi)加工。
根據(jù)先面后孔，先主要面，后次要面，和先粗加工后精加工的原則，將1、2面的粗加工放在前面，精加工放在后面，首先加工①面，后加工③④⑤⑥面以及各孔，②面上3孔放在最后加工。
初步擬定加工工藝路線(xiàn)如下:
表1 加工工藝路線(xiàn)表
工序1
備坯
工序2
熱處理
工序3
粗銑
工序4
鉆孔
工序5
精銑
工序6
鏜孔
工序7
精鏜
工序8
鉆孔
工序9
鉗工
工序10
終檢
上述方案遵循了工藝路程擬定的“互為基準(zhǔn)”的原則及其它一般原則。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片。
2.6 本章小結(jié)
本章通過(guò)對(duì)毛坯種類(lèi)的選擇與它的制造形式、加工基準(zhǔn)的選擇以及切削用量的選擇最終制定了機(jī)械加工工藝路線(xiàn)。
3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
3.1 機(jī)械加工余量的確定
氣門(mén)搖臂軸支座材料為HT200鑄鐵,生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn), 內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用精密鑄造中的壓力鑄造。
根據(jù)上述原始資料及加工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工件尺寸及毛坯各尺寸如下：
表2 各加工表面的機(jī)械加工余量、工件尺寸 單位:mm
加工表面
基本尺寸
加工余量數(shù)值
①面
22×39
4
②面
36×39
4
③⑤面
28×37
4
④⑥面
26×16
4
3.2 主要表面毛坯尺寸的確定
表3 主要表面毛坯尺寸 單位:mm
主要面尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
①面
39
6
45
②面
39
6
45
③⑤面
37
6
43
④⑥面
16
6
22
3.3 本章小結(jié)
本章通過(guò)查表確定了各加工表面和加工孔的機(jī)械加工余量、工序尺寸及主要毛坯表面尺寸,為下一步各加工過(guò)程中的各物理量的計(jì)算提供了最原始的數(shù)據(jù)。
4 切削用量的確定
4.1 切削用量的選擇原則
正確地選擇切削用量,對(duì)提高切削效率,保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟(jì)性,保證加工質(zhì)量,具有重要的作用。
4.1.1 粗加工切削用量的選擇原則
粗加工時(shí)加工精度與表面光潔度要求不高,毛坯余量較大。因此,選擇粗加工的切削用量時(shí),要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切除量(金屬切除率)和必要的刀具耐用度,以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。
金屬切除率可以用下式計(jì)算:
……………………………( 1 )
式中:——單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（）
V ——切削速度（）
——進(jìn)給量（）
——切削深度（）
提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的吃刀深度，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后確定一個(gè)合適的切削速度V。
選用較大的和以后，刀具耐用度t顯然也會(huì)下降，但要比V對(duì)t的影響小得多，只要稍微降低一下V便可以使回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使V、、的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大可使走刀次數(shù)減少，增大又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。
(1)切削深度的選擇：
粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切掉。只有當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時(shí)，才考慮分幾次走刀。
(2)進(jìn)給量的選擇：
粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長(zhǎng)度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。
(3)切削速度的選擇：
粗加工時(shí)，切削速度主要是受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。合理的切削速度一般不需要經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，而是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)資料確定。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。
4.1.2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則
精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且較均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。
(1) 切削深度的選擇：
精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。
(2) 進(jìn)給量的選擇：
精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。
(3) 切削速度的選擇：
切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制面不能提高時(shí)，才選用低速，以避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生范圍。
由此可見(jiàn)，精加工時(shí)應(yīng)選用較小的吃刀深度和進(jìn)給量，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)率的要求。
4.2 確定切削用量
工序1: 銑面.由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，宜用臥銑。
粗銑
(1)確定切削深度ap 、給進(jìn)量f
粗銑 ap=4mm f=0.5mm
（2)當(dāng)車(chē)面時(shí)，確定切削速度Vm
查《機(jī)械制造工藝及設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)）表3-19初取切削速度V=1.2m/s
取粗銑的主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=150r/min ，取銑刀的直徑為22mm
則
（3)計(jì)算切削力及切削功率
查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-1得切削力計(jì)算公式:
=9.8×92×4.01.0×0.50.75×10.36/60×0.93=344N
工序2: 銑②面。由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，宜用臥銑。
粗銑
(1)確定切削深度ap 、給進(jìn)量f
粗銑 ap=4mm f=0.5mm
（2）當(dāng)銑②面時(shí)，確定切削速度Vm
查《機(jī)械制造工藝及設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)）表3-19初取切削速度V=1.2m/s
取粗銑的主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=150r/min ，取銑刀的直徑為36mm
則
（3)計(jì)算切削力及切削功率
查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-1得切削力計(jì)算公式:
=9.8×92×4.01.0×0.50.75×16.95/60×0.93=562.82N
工序3：鉆孔11mm，它為通孔，算出速度和最大進(jìn)給力即可。
參考文獻(xiàn)1表2.4-38,取鉆11mm孔的進(jìn)給量為f=0.4mm/r.
用插入法求得鉆11mm孔的切削速度v=0.445m/s=26.7m/min,因此算出轉(zhuǎn)速為：
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=630r/min,則實(shí)際切削速度為：
參考文獻(xiàn)1表2.4-69得：
求出鉆11mm孔的Ff和M如下：
它們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力7840N和機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196N·m，故機(jī)床的剛度足夠。
工序4: 銑③面.由于定位基準(zhǔn)不用轉(zhuǎn)換，宜用立銑。
粗銑：
(1)確定切削深度ap 、給進(jìn)量f
粗銑 ap=4mm f=0.5mm
（2）當(dāng)銑③面時(shí)，確定切削速度Vm
查《機(jī)械制造工藝及設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)）表3-19初取切削速度V=1.2m/s
取粗銑的主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=150r/min ，取銑刀的直徑為22mm
則
（3)計(jì)算切削力及切削功率
查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-1得切削力計(jì)算公式:
=9.8×92×4.01.0×0.50.75×10.36/60×0.93=344N
同理： ④⑤⑥面均可用上述算式求出粗銑的主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速和切削力及切削功率。
工序5,7：鏜28, 26的孔
（1）鏜18mm的孔
查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表3-[2] 取
則主軸轉(zhuǎn)速
同理粗鏜16mm
取
擴(kuò)孔Φ18,45度
取
擴(kuò)孔Φ16,45度，同理可算出。
4.3 本章小結(jié)
本章通過(guò)查閱大量資料和進(jìn)行大量計(jì)算確定了機(jī)械加工工藝規(guī)程中各道工序的切削用量和基本工時(shí),完成了對(duì)支座毛坯的粗加工、半精加工和精加工過(guò)程，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
21
湖南工學(xué)院機(jī)械工程系
5 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
5.1 夾具的定義以及分類(lèi)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具.經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師的協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第4道工序-的銑床夾具,本夾具將用于X5012銑床,刀具材料為YG8。
5.1.1 問(wèn)題的提出:
本夾具只要用銑面,有一定的技術(shù)與精度要求
因此,本道工序的重點(diǎn)是要搞好定位,確保加工的定位精度與加工精度。
5.1.2 夾具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇:
由零件圖可知,側(cè)面對(duì)①面及孔均有精度要求,其垂直度與平行度都得保證,故設(shè)計(jì)時(shí),上夾具,找正夾具,側(cè)面在0.01以?xún)?nèi)夾緊,裝上工件.所以①面及11H7孔定位找正夾緊。
為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用手轉(zhuǎn)位面銑刀進(jìn)行加工。
5.2 切削力及夾緊力計(jì)算:
刀具:可轉(zhuǎn)位面銑刀 YG8
由<<切削手冊(cè)>>手冊(cè)表3.28查得銑削時(shí)切削力:
………………………………………………………( 2 )
查表3.17表中數(shù)據(jù)為:
=54.5 =0.9 =0.74 =1.0 =1
代到公式得:
=2457
水平分力:
垂直分力:
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)
K=K1K2K3K4…………………………………………………………… ( 3 )
為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
=K=2702.7=5396
選用氣缸—夾緊機(jī)構(gòu)，選用解楔模角10°，結(jié)構(gòu)形式選用IV型，則擴(kuò)力比D=3.42，為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為：
W（f1+f2）=KFH
W=KFH/(f1+f2)…………………………………………………………………( 4 )
其中f1.f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2=0.5,則
W=5396/0.5=10792（N）
氣缸選用100mm，當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.5MPa時(shí)，汽缸推力為3900N，由于已知斜模擴(kuò)力比i=3.42,故氣缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力為：
=3900i=39003.42=13338(N)
此時(shí)，=1333810792的夾緊力，
故夾具可安全工作。
5.3．定位誤差的分析：
5.3.1 定位元件的尺寸及公差的確定
夾具的主要定位元件為定位輔助，其中定位輔的尺寸與公差規(guī)定與本零件在工作時(shí)與其相匹配的定位銷(xiāo)的尺寸與公差相同。
5.3.2定位軸中心線(xiàn)對(duì)夾具底面平行度
0.05mm,這些技術(shù)要求主要是保證定位，確保夾緊力。
5.3.3 計(jì)算側(cè)面③與定位銷(xiāo)的最大平行度誤差：
Max=0.020mm
5.4．夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，除了確定定位準(zhǔn)確，夾緊可靠外，應(yīng)該還得考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)類(lèi)夾緊而不采用手動(dòng)夾緊，這是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的首要途徑，故本道工序的的銑床夾具就選擇了氣動(dòng)夾緊方式。
本貢獻(xiàn)由于半精工加工，故切削力較大，為了夾緊工件，勢(shì)必要增大氣缸直徑，而這樣將調(diào)整整個(gè)夾具，過(guò)于龐大，故應(yīng)采取措施來(lái)降低切削力：
1． 采用金屬模機(jī)造型以提高毛坯的制造精度，使最大的切削af降低來(lái)降低切削力。
2． 在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力，以增加氣缸的推力。
3． 夾具上裝的對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀，同時(shí)夾具體底面上一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一個(gè)正確的安裝位置，以利于銑削加工。再有在銑削時(shí)，操作轉(zhuǎn)工作臺(tái)，將工件銑完③面后再轉(zhuǎn)180°找正③面在0.01內(nèi)夾緊，銑⑤面，銑完后再做下一道工序操作。
5.5．小結(jié)
通過(guò)歷時(shí)一個(gè)多月的緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，初步培養(yǎng)了自己運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的知識(shí)的能力，結(jié)合畢業(yè)練習(xí)到生產(chǎn)實(shí)踐中的體會(huì)，鍛煉了自己獨(dú)立分析問(wèn)題和解決工藝問(wèn)題的能力，也初步培養(yǎng)了我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
在這次夾具設(shè)計(jì)中，根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理與方法，并熟練運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料的能力，通過(guò)邊查資料邊畫(huà)圖，逐步完善自己的識(shí)圖，制圖，運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。
設(shè)計(jì)中，通過(guò)與同學(xué)的合作，商討夾具中所遇到的問(wèn)題，逐步完善了與同學(xué)的群體合作精神，集師廣益，經(jīng)過(guò)大家的商量，比較個(gè)人所提出的設(shè)計(jì)及改進(jìn)方案，最后達(dá)到一個(gè)完善的地步。
設(shè)計(jì)中逐步鍛煉了自己吃苦耐勞和敬業(yè)的精神，一項(xiàng)完善的設(shè)計(jì)工作，必須具備堅(jiān)持耐心負(fù)責(zé)的態(tài)度，遇到問(wèn)題要通過(guò)自己的努力從而解決，決不可馬虎了事。
結(jié) 束 語(yǔ)
伴隨這篇畢業(yè)論文的收筆，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也近尾聲了。在2008年的5月份，我一直為此而忙碌著，學(xué)習(xí)，生活基本都是以此為中心。收集材料、確定方案、設(shè)計(jì)、修改、綜合等等，時(shí)間過(guò)得簡(jiǎn)單而緊湊。
經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的理論知識(shí)又一次得到了鞏固，同時(shí)動(dòng)手能力也有了很大的提高：
1.運(yùn)用機(jī)械制造工藝及有關(guān)課程的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)。獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題。具有設(shè)計(jì)一些中等復(fù)雜零件的能力。
2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，并學(xué)會(huì)擬定夾具的設(shè)計(jì)方案。
3.熟悉與機(jī)械有關(guān)手冊(cè)和資源網(wǎng)站，能快速查詢(xún)并得到所需的數(shù)據(jù)和信息。
4.大大提高了自己的識(shí)圖制圖能力。
通過(guò)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的技能，讓我熟悉了一般機(jī)械零件的加工工藝過(guò)程，具備了設(shè)計(jì)夾具的能力。對(duì)于本課題而言，我認(rèn)為自己已經(jīng)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，但是也存在著缺陷與不足。但即使如此，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，以上的結(jié)果已經(jīng)令我受益匪淺了。
在這一個(gè)月里，我經(jīng)歷了很多，得到了很多，但也失去了很多。在其中我走過(guò)很多的彎路，嘗到很多的失敗，也經(jīng)歷過(guò)設(shè)計(jì)成功的喜悅。我想我得到的并不僅僅是書(shū)本上的知識(shí)，更是一個(gè)人工作研究的心境，態(tài)度和經(jīng)驗(yàn)。我明白了一個(gè)大學(xué)專(zhuān)科畢業(yè)生對(duì)待自己的專(zhuān)業(yè)，對(duì)待自己的工作應(yīng)該抱著一種什么態(tài)度；一個(gè)人對(duì)待專(zhuān)業(yè)知識(shí)上的困難，應(yīng)該如何解決；一個(gè)人應(yīng)該如何面對(duì)成功和失?。灰粋€(gè)人應(yīng)該如何與周?chē)娜诉M(jìn)行交流等等。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，這些都是無(wú)價(jià)的。我想在這一個(gè)月中我努力著，只是為了將自己的想法一點(diǎn)點(diǎn)地在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)，雖然我回避了一些困難，雖然有些問(wèn)題直到現(xiàn)在都還未得到很好的解決，雖然我一個(gè)月的成就在行家眼里看來(lái)是如此的幼稚，但是我覺(jué)得自己值得這樣做，這一切已經(jīng)足夠的令我感到欣慰了。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，畢業(yè)論文的寫(xiě)作對(duì)于我來(lái)說(shuō)都是第一次，我從其中學(xué)到了很多，其實(shí)這個(gè)過(guò)程就是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。再過(guò)一些時(shí)間，我就要踏上工作崗位了，那也是一個(gè)更加漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)過(guò)程。我將鼓足勇氣，在自己的專(zhuān)業(yè)這條道路上走得更遠(yuǎn)。
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致 謝
容知云老師在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中認(rèn)真細(xì)心地輔導(dǎo)我們，開(kāi)拓我們的思路，給我們指明方向，給予我們極大的幫助和支持。確實(shí)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)新穎的課題，具有一定的難度，而且時(shí)間很緊，為了能按時(shí)完成任務(wù)，指導(dǎo)老師和我們共同進(jìn)退，鼓勵(lì)我們，終于獲得現(xiàn)在的成果，謝謝容知云老師
劉芝蘭、張賢良、張文玉幾位老師在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中認(rèn)真細(xì)心地指出我們的遺漏，開(kāi)拓并完善我們的思路，給予我們極大的幫助和支持。
王鵬程、李軍、陳浩宇、尹文星等同學(xué)在此期間，彼此交流相互幫助，使得此次設(shè)計(jì)過(guò)程精彩有趣。感謝同學(xué)們的交流和熱情，謝謝他們無(wú)私的幫助，謝謝他們的熱情。
感謝父母無(wú)私的默默地支持，沒(méi)有父母的支持和鼓勵(lì)我不會(huì)走到今天這個(gè)舞臺(tái)，不會(huì)有今天的成就和驕傲。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)；是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)和提高我們綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并進(jìn)行工程技術(shù)人員所必須具備的基本素質(zhì)的訓(xùn)練等方面具有很重要的意義。畢業(yè)設(shè)計(jì)能使我們?cè)谝韵聨讉€(gè)方面有較大提高。
1．通過(guò)閱讀有關(guān)資料對(duì)當(dāng)前先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展有進(jìn)一步的了解。
2．融匯、貫通幾年里所學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。
3．綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和技能提高獨(dú)立分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
4．培養(yǎng)和提高與設(shè)計(jì)群體合作、相互配合的工作能力。
我學(xué)到了很多很有價(jià)值的知識(shí)，這在我以后的工作中有大幫助，在此我對(duì)我的指導(dǎo)老師容知云老師的辛勤教誨表示衷心的感謝，感謝他對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的關(guān)心和幫助。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)做的一次總測(cè)驗(yàn)，是鍛煉也是檢驗(yàn)自己三年來(lái)所學(xué)知識(shí)和掌握、運(yùn)用知識(shí)的能力，是我們高等院校學(xué)生的最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，也是學(xué)到最多實(shí)際知識(shí)的時(shí)候。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多原來(lái)未能學(xué)到的東西，對(duì)過(guò)去沒(méi)有掌握的知識(shí)得到了更進(jìn)一步鞏固。獨(dú)立思考，綜合運(yùn)用所掌握理論知識(shí)的能力得到很大的提高，學(xué)會(huì)了從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，針對(duì)實(shí)際課題解決實(shí)際問(wèn)題，掌握了綜合使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)、資料的方法， 也是為我們即將參加工作所做的必要準(zhǔn)備，打下基礎(chǔ)，更是我們?nèi)隀C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次綜合。
本次設(shè)計(jì)也暴露了我們不少的缺點(diǎn)和問(wèn)題：對(duì)于所學(xué)知識(shí)還沒(méi)有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化，許多方面還是只有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有深入探討，對(duì)實(shí)際事物沒(méi)有深刻得了解，沒(méi)有做到理論聯(lián)系實(shí)際，沒(méi)有達(dá)到對(duì)所學(xué)的知識(shí)熟練運(yùn)用的水平。這也從一個(gè)側(cè)面反映出我們?cè)O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，思維不夠開(kāi)拓，不夠靈活。從而是我得出一個(gè)結(jié)論：無(wú)論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應(yīng)該虛心向老師和前輩們學(xué)習(xí)，從而不斷完善自我，提高自我。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們做的第一次比較完整，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，存在一些疏漏和不妥之處，謝謝各位老師和同學(xué)的批評(píng)指正，謝謝你們的寶貴意見(jiàn)。
再次感謝我的指導(dǎo)老師容知云、感謝評(píng)閱老師、感謝給我?guī)椭耐瑢W(xué)們、感謝父母，忠心的謝謝大家！
學(xué)生簽名： 戴 杰
日 期： 2011.5