端蓋零件的機械加工工藝規(guī)程和鉆孔夾具設(shè)計說明書

1、<p><b>　　重慶大學(xué)教育學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目 端蓋零件的機械加工工藝規(guī)程 </p><p>　　和鉆夾具設(shè)計 </p><p>　　學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心 重慶學(xué)習(xí)中心 </p>

2、<p>　　批次 層次 專業(yè) 0902、本科、機械設(shè)計制造及自動化</p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　學(xué) 生 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　起

3、止 日 期 2009-09-03至2009-10-30 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計的主要內(nèi)容是汽車法蘭上的端蓋加工工藝規(guī)程及4-φ9孔鉆夾具的設(shè)計。端蓋是法蘭盤上的一個零件，與其它零件配對使用，其主要加工表面及控制位置為孔和外圓。由零件要求分析可知，保證孔和外圓尺寸的同時應(yīng)該盡量保證其同軸度，這對于后工序裝配和總

4、成使用上來說都有重要影響。所以，工序安排時，采取以φ108大外圓粗定位夾緊加工后，對孔和外圓分粗精加工同時成型。因其粗糙度為Ra3.2，可直接車削滿足。對于鉆4-φ9孔時，主要以孔定位，兩銑削端面限位，控制其自由度，以達到加工出來的產(chǎn)品滿足要求并且一致性好的目的。本文的研究重點在于通過汽車法蘭端蓋的工藝性和力學(xué)性能分析，對加工工藝進行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計高效、省力的夾具，通過實踐驗證，最終加工出合格的端蓋零件。&

5、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：端蓋、加工工藝、鉆孔、定位、夾具</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………………………… 2</p><p>　　1 設(shè)計目的及背景 ……………………………………………………………… 4</p>&

6、lt;p>　　2 端蓋零件的機械加工工藝過程分析…………………………………………… 4</p><p>　　2.1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型……………………………………………… 4</p><p>　　2.2 零件的分析…………………………………………………………………… 5</p><p>　　2.3 選擇毛坯……………………………………………………

7、………………… 5</p><p>　　2.4 工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………………………… 6</p><p>　　2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………… 6</p><p>　　2.4.2 零件加工方法的選擇……………………………………………………… 6</p><p>　　2.

8、4.3 制定工藝路線……………………………………………………………… 6</p><p>　　2.4.4 確定機械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計毛坯——零件綜合圖…………… 7</p><p>　　2.4.5 工序設(shè)計…………………………………………………………………… 8</p><p>　　2.4.6確定切削用量及基本時間（機動時間）……………………………………

9、 13</p><p>　　3 機床夾具設(shè)計………………………………………………………………… 20</p><p>　　3.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 ……………………………………………………… 20</p><p>　　3.1.1 確定夾具的類型 ………………………………………………………… 20</p><p>　　3.1.2 確定

10、工件的定位方案 …………………………………………………… 20</p><p>　　3.1.3 確定工件的夾緊形式 …………………………………………………… 21</p><p>　　3.1.4 確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置 ……………………………………… 21</p><p>　　3.1.5確定其它機械，如分度、裝卸用的輔助裝置等………………………… 21

11、</p><p>　　3.1.6 夾具體的結(jié)構(gòu)類型設(shè)計 ………………………………………………… 21</p><p>　　3.1.7 夾具總圖設(shè)計 …………………………………………………………… 21</p><p>　　3.2 夾具精度的校核 …………………………………………………………… 22</p><p>　　4 總結(jié) …………

12、………………………………………………………………… 23</p><p>　　5 參考文獻 ……………………………………………………………………… 23</p><p><b>　　設(shè)計目的及背景</b></p><p>　　汽車工業(yè)是我國的四大支柱形產(chǎn)業(yè)之一，在當(dāng)前經(jīng)濟形勢整體企穩(wěn)回暖、我國汽車產(chǎn)業(yè)趨向走好的背景下，各大汽車制造廠及零部件

13、制造廠都擴產(chǎn)增銷，推陳出新，行業(yè)形勢出現(xiàn)“持續(xù)熱銷”的火熱局面。改革開放以來，中國的汽車工業(yè)如同其它工業(yè)一樣在開放與競爭中迅速成長。據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計資料顯示，1990年中國的汽車產(chǎn)量僅有51.4萬輛，其中轎車僅有3.5萬輛，經(jīng)過14年的努力，到2003年中國的汽車產(chǎn)量達到444.39萬輛，與1990年相比增長了8.6倍，轎車產(chǎn)量達到202.01萬輛，增長57.7倍。中國的汽車已快速進入家庭，因此帶動了各汽車配件廠的快速發(fā)展。</

14、p><p>　　本這設(shè)計的主要任務(wù)是汽車法蘭上的一個端蓋，其作用是連接配對零件并傳遞相關(guān)功能。</p><p>　　機械的加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學(xué)的全部課程以后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用。培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與技能，獨立分析與解決問題的能力，有助于學(xué)生對專業(yè)知識、技能的進一步提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。專用夾具的設(shè)計，對加工精度，提高加工效率，減輕勞

15、動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的性能有著重要的影響。本課題討論的目的是通過分析汽車法蘭端蓋的特點，論述了設(shè)計時應(yīng)注意的問題及其應(yīng)用范圍。</p><p>　　端蓋零件的機械加工工藝過程分析</p><p>　　2.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型</p><p>　　圖1示為端蓋零件，該產(chǎn)品年產(chǎn)量為4000件，根據(jù)其年需求量要求設(shè)定其備品率為10%，廢品率為1%（含工廢和料

16、廢），現(xiàn)制定端蓋的機械加工工藝規(guī)程。</p><p>　　N=Q×n×(1+a+b) 件/年 （1）</p><p>　　式中：N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）</p><p>　　Q——產(chǎn)品的年生產(chǎn)量（臺/年）</p><p>　　n——每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)量（件/臺）</p>

17、<p><b>　　a——零件的備品率</b></p><p>　　b——零件的平均廢品率</p><p>　　N=4000×1×(1+10%+1%)=4440（件/年）</p><p>　　端蓋年需求量為4440件，因已知該產(chǎn)品為輕小型機械，根據(jù)教材和手冊中生產(chǎn)類型及生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。

18、</p><p><b>　　圖1 零件圖</b></p><p><b>　　2.2零件的分析</b></p><p>　　端蓋零件的視圖正確，部分尺寸需要補充完善，公差及技術(shù)要求需要完善，已在正式提交的零件圖上補充完善。本零件外圓和內(nèi)孔精度要求較高，并且為設(shè)計基準(zhǔn)。因φ108外圓及端面圖紙標(biāo)注為非加工表面，但考慮過程中

19、會用其做工序基準(zhǔn)，所以在工藝加工過程中安排了加工余量并作了加工。4-φ9位置度要求為0.15，利用鉆夾具在臺鉆上加工直接可以滿足要求。其余尺寸公差及形位公差都能保證。</p><p><b>　　2.3選擇毛坯</b></p><p>　　端蓋零件通常不要求作大的頻繁的轉(zhuǎn)動，與配對零件是間隙配合，有微小的轉(zhuǎn)動，所以考慮到強度上的要求，將零件定為45#鋼、正火處理，以改

20、善強度、細化組織，增加零件的耐磨性。因其輪廓尺寸不大，形狀又不復(fù)雜，加之成批生產(chǎn)，所以毛坯采用模鍛成型。</p><p>　　較簡單的外圓形狀，中間的盲孔比較大，可采取鍛件尺寸與成品尺寸盡量接近的毛坯尺寸。零件小，可用比較小的設(shè)備噸位就能達到目的。</p><p>　　毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。</p><p><b>　　2.4工藝規(guī)程設(shè)計<

21、/b></p><p>　　2.4.1定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　本零件為圓柱體實心件，部分表面需要加工。需要加工的表面精度中等，光潔度為Ra3.2，中間孔0為設(shè)計基準(zhǔn)，也是裝配和測量基準(zhǔn)。但在加工過程中需要借用大外圓φ108及端面作為粗基準(zhǔn)來加工φ60孔及同側(cè)尺寸，所以將φ108及端面進行了加工。粗基準(zhǔn)加工后，后工序加工以設(shè)計基準(zhǔn)為加工基準(zhǔn)，即遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則。&l

22、t;/p><p>　　2.4.2零件加工方法的選擇</p><p>　　本零件的加工表面有外圓、內(nèi)孔、端面及小孔，材料為45#鋼。故確定加工方法如下：</p><p>　　φ108外圓及端面：圖紙要求為非加工面，但工藝過程考慮其為粗基準(zhǔn)，故對此外圓面采取粗車。</p><p>　　φ50孔及端面：圖紙要求為非加工面，故直接由模鍛成型。</p

23、><p>　　φ60孔及端面：圖紙要求為設(shè)計基準(zhǔn)，加工尺寸公差為0.03mm，粗糙度為Ra3.2，考慮此孔為后工序加工及定位用，故對此孔及端面采取粗車、精車。</p><p>　　φ72外圓及端面：圖紙要求為非加工面，但工藝過程考慮其為粗基準(zhǔn)，故對此外圓面采取粗車。</p><p>　　φ80外圓及端面：加工尺寸公差為0.035mm，粗糙度為Ra3.2，，采取粗車、精車

24、控制。</p><p>　　4-φ9孔：加工尺寸為自由公差，粗糙度為Ra6.3,位置度為0.15mm，采取鉆孔至尺寸要求。</p><p>　　49/98端面：加工尺寸為自由公差，粗糙度為Ra6.3,采取銑削方式加工至要求。</p><p>　　2.4.3制定工藝路線</p><p>　　根據(jù)零件本身要求及先粗后精的加工原則，端蓋加工工藝路線

25、如下：</p><p>　　工序0：將鍛件毛坯進行正火處理，將毛坯加熱到850-900℃，空冷或風(fēng)冷到常溫，隨爐抽檢零件正火硬度；</p><p>　　工序10：找正三爪卡盤跳動在0.10內(nèi)，夾緊φ108外圓及端面，粗車φ60孔及端面、φ80外圓及端面、φ72外圓及端面；</p><p>　　工序20：找正三爪卡盤跳動在0.10內(nèi)，調(diào)頭夾緊已粗車的φ72外圓及端面，

26、粗車φ108外圓及端面；</p><p>　　工序30：找正三爪卡盤跳動在0.05內(nèi)，夾緊已加工的φ108外圓及端面，精車φ60孔及端面到尺寸、φ80外圓及端面到尺寸，并倒孔口及外圓的角；</p><p>　　工序40：找正銑夾具定位心軸跳動在0.02內(nèi)，以φ60孔為基準(zhǔn)銑49/98兩端面到尺寸；</p><p>　　工序50：找正鉆夾具定位心軸跳動在0.02內(nèi)，以

27、φ60孔為基準(zhǔn)鉆4-φ9到尺寸；</p><p>　　工序60：鉗工去銳邊毛刺。</p><p>　　工序70：零件終檢。</p><p>　　2.4.4確定機械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計毛坯——零件綜合圖</p><p>　?。?）確定機械加工余量。鋼質(zhì)模鍛件加工余量根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。確定時，根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)

28、，可查得零件內(nèi)外表面加工余量。</p><p>　?、馘懠|(zhì)量：根據(jù)零件成品質(zhì)量為0.93Kg，估計毛坯質(zhì)量為1.31Kg。</p><p>　?、诩庸ぞ龋撼?0孔及φ80外圓精度較高外，其余加工精度中等偏低。</p><p>　　③鍛件復(fù)雜系數(shù)S為：</p><p>　　假定最大外徑為Φ114mm，最長32mm，則：</p>

29、<p>　　S=M鍛件/M外輪廓包體</p><p>　　M外輪廓包體=π×R2×L×ρ（密度）</p><p>　　=3.1415926×5.702×3.2×7.85=2.56Kg</p><p>　　M鍛件=1.31Kg</p><p>　　S= M鍛件/M外輪廓包

30、體=1.31/2.56=0.52</p><p>　　故按表查得其復(fù)雜系數(shù)為S2,級別一般。</p><p>　　表1 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S</p><p>　?、軝C械加工余量。根據(jù)鍛件質(zhì)量、F1、S2，確定直徑方向余量為1.5~2.0mm，即鍛件的直徑單邊余量為1.5~2.0mm。軸向單邊余量為1.5~2.0mm。</p><p>　　（2

31、）確定毛坯尺寸。根據(jù)表所查及零件實際加工精度，確定外徑除關(guān)鍵尺寸φ60孔及φ80外圓余量定為2.0mm外，其余定為1.5mm，端面余量除φ108大端面定為2.0mm外，其余定為1.5mm。</p><p>　?。?）設(shè)計毛坯——零件綜合圖。</p><p>　　本零件鍛件質(zhì)量為1.31Kg，復(fù)雜系數(shù)為S2，45#鋼含碳量為0.42-0.50%，按表2查得鍛件材質(zhì)系數(shù)為M1，熱處理為正火后粗

32、精加工。</p><p><b>　　表2鍛件材質(zhì)系數(shù)</b></p><p><b>　　2.4.5工序設(shè)計</b></p><p>　　（1）選擇加工設(shè)備及工藝裝備。</p><p><b>　　①選擇機床。</b></p><p>　　a.0序為正

33、火工序。可選用網(wǎng)帶爐或井式、箱式爐加熱后空冷或風(fēng)冷。</p><p>　　b.10、20、30序為粗/精車加工。本零件輪廓外形尺寸及質(zhì)量均小巧，選用常用的CA6140型數(shù)控臥式車床即可（數(shù)控車床和普通車床均可加工此零件，但數(shù)控車床受操作者操作技能影響小，所以本設(shè)計全部選用數(shù)控車床）。</p><p>　　c.40序為銑端面。以φ60孔為基準(zhǔn)銑兩端面，選用數(shù)控銑床X62型立式銑床。</

34、p><p>　　d.50序為鉆孔。因尺寸公差和形位公差要求均不高，故選用臺式鉆床ZQ4015。</p><p><b>　?、谶x擇夾具。</b></p><p>　　除銑端面和鉆孔工序外，其余各工序均采用通用夾具即可，車削加工以三爪自定心卡盤定位夾緊零件。</p><p><b>　?、圻x擇刀具。</b>

35、;</p><p>　　a.在車床上加工，一般都采用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。本零件為鋼質(zhì)材料，故采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，精加工用YT30。為提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，可選用機夾可轉(zhuǎn)位車刀。</p><p>　　b.銑刀選用立銑刀。零件要求銑削兩端面，故銑刀選用：6刃、Φ20直柄立銑刀。</p><p>　　c.鉆4-φ9選用φ9直柄麻花鉆，帶90°的倒

36、角锪鉆。</p><p><b>　　④選擇量具。</b></p><p>　　本零件為批量生產(chǎn)產(chǎn)品，一般均選用通用量具。選擇量具的方法通常有如下兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。</p><p>　　a.選擇徑向尺寸量具。除φ80的外圓、φ60的內(nèi)孔，其余各外圓、內(nèi)孔均為自由尺寸，機加未注尺寸公差按QC

37、/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表，其公差值均大于0.30mm，而φ50孔則直接由鍛造成型，其公差值為±0. 50mm，按工藝人員手冊要求，根據(jù)測量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)卡尺即可，其分度值為0.02mm。</p><p>　　表3 外圓、內(nèi)孔所用量具</p><p>　　因此零件為批量生產(chǎn)產(chǎn)品，φ60孔公差值為0.03mm，φ8

38、0外圓直徑公差為0.035mm，在首件檢查時采用表3通用量具，過程中操作者自檢和專職檢驗員巡檢采用專用量具以提高效率，φ60孔采用塞規(guī)，φ80外圓采用卡規(guī)檢查。為提高表面加工質(zhì)量及粗糙度要求，加工過程中可增加切削液潤滑。</p><p>　　b.加工軸向尺寸所用量具。各軸向尺寸均為自由尺寸，機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表，其公差值均大于±0.20

39、mm，按工藝人員手冊要求，根據(jù)測量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)卡尺即可，其分度值為0.02mm。</p><p>　　表4 軸向尺寸加工所用量具</p><p>　　c.銑削兩端面所用量具。端面尺寸49、98均為自由尺寸，機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表，其公差值均大于±0.30mm，按工藝人員手冊要求，根據(jù)測

40、量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)卡尺即可，其分度值為0.02mm。</p><p>　　表5 銑削端面尺寸加工所用量具</p><p>　　d.鉆4-φ9孔所用量具。4-φ9孔為自由尺寸，機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表，其公差值為+0.22 0 mm，按工藝人員手冊要求，根據(jù)測量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)

41、卡尺即可，其分度值為0.02mm。</p><p>　　(2)確定工序尺寸的一般辦法，是由加工表面的最后工序往前推算的。最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。當(dāng)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈計算。</p><p>　　a.確定圓柱面的工序尺寸。前面根據(jù)相關(guān)資料已經(jīng)查出，本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量）

42、，然后查出各工序加工余量（粗加工除外），總加工余量減去各工序加工余量之和即為粗加工余量。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。</p><p>　　本零件各圓柱表面、孔、端面的加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度等見表6 （總加工余量為各次余量之和，公差為經(jīng)濟公差）</p><p>　　表6各圓柱表面、孔、端面加工余量</p><p>　　確定軸向尺寸，本零件

43、各工序的軸向尺寸如圖2所示</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　表7 各端面工序加工余量</p><p>　　a.確定工序尺寸L1、L11、L2、L3、L33、L4、L5、L55、L6、L7，這些尺寸只與加工余量有關(guān)。則：</p><p>　　L6=L7+Z1=28+0.5=28.5mm；<

44、;/p><p>　　L4=L6+Z5=28.5+2=30.5mm；</p><p>　　L7=L6-Z1=28.5-0.5=28mm；</p><p>　　L3=L33+Z5+Z4=10+2+0.5=12.5mm；</p><p>　　L5=L55+Z1=20+0.5=20.5mm；</p><p>　　L2=11+Z1=

45、11+0.5=11.5mm；</p><p>　　L2為φ了72圓柱面加上大端面0.5mm余量值，故L2為其自身尺寸11加0.5 mm余量值，等于11.5mm。</p><p>　　b.確定銑削端面的工序尺寸。</p><p>　　兩端面(49mm和98mm端面尺寸),粗糙度為Ra6.3，尺寸公差及形位公差均為自由公差，故可直接一次銑削成型。毛坯確定兩端面余量各為2

46、mm，直接按零件圖要求銑削到位：49±0.37mm；98±0.43mm 。</p><p>　　2.4.6確定切削用量及基本時間（機動時間）</p><p>　　切削乃是一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先確定切削深度、進給量，再確定切削速度。</p><p>　　工序10：粗車外圓、端面、鏜孔。本工序采用查表法確定切削用量。&l

47、t;/p><p>　　（1）鏜Φ58孔及其端面，保證Φ58孔徑及孔深11±0.2mm。</p><p>　　1）切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.0mm，可一次性切除完。</p><p>　　ap=（58-56）/2=1.0mm</p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm&#

48、215;25mm，時，ap<3mm，以及工件直徑在60mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7mm/r，此處選擇f=0.5mm/r。</p><p>　　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)<

49、;/p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=100r/min</p><p>　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n) ×i</p

50、><p>　　而L=11+4+8.5=23.5(兩端面距離加孔深11之和) L1=0 L2=0 L3=0</p><p>　　則Tj=(23.5+0+0+0)/(0.5×100)×1=0.47min</p><p>　　(2)車外圓Φ72及圓弧R4</p><p>　　1）切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.5mm，可一次性

51、切除完。</p><p>　　ap=（75-72）/2=1.5mm</p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，時，ap<3mm，以及工件直徑在60mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7mm/r，此處選擇f=0.5mm/r。</p><p>　

52、　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc

53、=1.3m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=100r/min</p><p>　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p>　　而L=11 L1=2 L2=0 L3=0</p><p>　　則Tj=(11+2+0+0)/(0.5*100)*1=0.26min</p><p

54、>　　(3)車外圓Φ82及端面 </p><p>　　1）切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.5mm，可一次性切除完。</p><p>　　外圓ap=（84-82）/2=1mm 端面ap=1mm</p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，時，ap<3mm，以及工件直徑在6

55、0mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7mm/r，此處選擇f=0.5mm/r。</p><p>　　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)

56、分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=100r/min</p><p>　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n) ×i</p><p>　　而L=〔（18-11.5

57、）+（111-82）/2 〕= 21(大端面距離加外圓切削長度之和) L1=2 L2=0 L3=0</p><p>　　則Tj=(21+2+0+0)/(0.5×100) ×1=0.46min</p><p>　　工序20：粗車外圓、端面。本工序采用查表法確定切削用量。</p><p>　?。?）車大端面，保證總長28.5</p>

58、<p>　　1）切削深度ap 根據(jù)粗加工余量2mm，可一次性切除完。</p><p>　　ap=30.5-28.5=2mm </p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，時，ap<3mm，以及工件直徑在60mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7mm/r，

59、此處選擇f=0.5mm/r。</p><p>　　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242

60、Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=100r/min</p><p>　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n) ×i</p><p>　　而L=111/2 =55.5 L1=2 L2=2 L3=0</p><p>　　

61、則Tj=(55.5+2+2+0)/(0.5*100)*1=1.19min</p><p>　?。?）車大外圓φ108到尺寸</p><p>　　1）切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.5mm，可一次性切除完。</p><p>　　ap=（111-108）/2=1.5mm </p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8

62、-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，時，ap<3mm，以及工件直徑在60mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7mm/r，此處選擇f=0.5mm/r。</p><p>　　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv

63、) ×Kv(m/s)</p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=100r/min</p><p>　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(

64、f.n)*i</p><p>　　而L=10.5 L1=2 L2=0 L3=0</p><p>　　則Tj=(10.5+2+0+0)/(0.5*100)*1=0.25min</p><p>　　工序30：精車φ60孔及端面并倒角、φ80外圓及端面。本工序采用查表法確定切削用量。</p><p>　?。?）精車φ60孔及端面</p

65、><p>　　1）切削深度ap 根據(jù)精加工余量1mm，可一次性切除完。</p><p>　　ap=（60-58）/2=1mm </p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，時，ap<3mm，以及工件直徑在60mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7

66、mm/r，因精車加工，為提高切削加工零件表面粗糙度，速度將比粗加工高，故此處選擇f=0.3mm/r，f取值小于手冊規(guī)定的允許值均可取。</p><p>　　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>　

67、　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc=1.66m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=400r/min</p><p>　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p>　　而L=11+1

68、+7=19(兩端面距離加孔深11之和) L1=0 L2=0 L3=0</p><p>　　則Tj=(19+0+0+0)/(0.3*400)*1=0.16min</p><p><b>　?。?）孔口倒角</b></p><p>　　1）切削深度ap 根據(jù)精加工余量1mm，可一次性切除完。</p><p><b

69、>　　ap=2mm </b></p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，時，ap<3mm，以及工件直徑在60mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7mm/r，因精車加工，為提高切削加工零件表面粗糙度，速度將比粗加工高，故此處選擇f=0.3mm/r，f取值小于手冊規(guī)定的允許值

70、均可取。</p><p>　　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242 Xv=0.15 Y

71、v=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc=1.66m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=400r/min</p><p>　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p>　　而L=2 L1=0 L2=0 L3=0</p><p>　　則Tj=(2+0+0+0)/(0.3×40

72、0) ×1=0.02min</p><p>　?。?）精車φ80外圓及端面</p><p>　　1）切削深度ap 根據(jù)精加工余量1mm，可一次性切除完。</p><p>　　ap=（82-80）/2=1mm </p><p>　　2）進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25m

73、m，時，ap<3mm，以及工件直徑在60mm內(nèi)時，</p><p>　　f=0.5-0.7mm/r，因精車加工，為提高切削加工零件表面粗糙度，速度將比粗加工高，故此處選擇f=0.3mm/r，f取值小于手冊規(guī)定的允許值均可取。</p><p>　　3）切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p>　　v= Cv/(601-m

74、5;Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　f≤0.70時，Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20，計算切削速度,取粗車Vc=1.66m/s</p><p>　　4)確定工時 取n=400r/min</p><p>

75、　　根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p>　　而L=〔（18-11）+（108-80）/2 〕= 21(大端面距離加外圓切削長度之和) L1=2 L2=0 L3=0</p><p>　　則Tj=(21+2+0+0)/(0.3×400) ×1=0.192min</p><p>　　工序40：銑兩端面。<

76、/p><p>　　本工序直接將兩端面一次性銑床削到位，所選用刀具為高速鋼6刃立銑刀，銑刀直徑Φ20mm，已知銑削寬度ae=10mm，銑削總長度46mm，銑削深度ap=2mm，采用查表法確定切削用量。</p><p>　　1）確定每齒進給量fz </p><p>　　X62型立式銑床功率為7.5KW，工藝系統(tǒng)剛性中等，高速鋼6刃細齒立銑刀加工鋼料，查得每齒進給量fz=0

77、.06-0.10mm/z?，F(xiàn)取fz=0.07mm/z</p><p>　　2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》查表，用高速鋼立銑刀加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為0.30-0.50mm；銑刀直徑為d=Φ20mm，則銑刀耐用度T=60min。</p><p>　　3）確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量fMz</p><p>　　根據(jù)公式：v=

78、 （Cv×dqv）/(Tm×axvp×fzyv×aeuv×zpv) ×Kv(m/s)</p><p>　　查表，其系數(shù)及指數(shù)分別為：</p><p>　　fz=0.07mm/z，Cv=41, qv=0.25, Xv=0.1, Yv=0.2, Uv=0.15, Pv=0.1, m=0.20，T=60min, ap=2mm, ae

79、=10mm, Z=6, d=20mm, Kv=1.0 計算切削速度, </p><p>　　V=(41×200.25)/(600.20×20.1×0.070.2×100.15×60.1) ×1.0 m/min</p><p>　　=35.93m/min</p><p>　　n=(1000*35.93)/(π

80、*20)r/min=571.84r/min</p><p>　　根據(jù)X62型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇</p><p>　　n=500r/min=8.3r/s</p><p>　　實際切削速度V=n×π×20=0.522m/s</p><p>　　工作臺每分鐘進給量為：</p><p>　　fMz=

81、fz×Z×n=0.07×6×500=210mm/min</p><p>　　根據(jù)銑床工作臺進給量表，選擇fMz=200mm/min</p><p>　　則實際的每齒進給量為 fz=200/(6*500)=0.067mm/z</p><p><b>　　4)確定工時 </b></p><

82、;p>　　根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-7，查得立銑刀銑端面的基本時間計算公式為 </p><p>　　Tj=〔(L+L1+L2)/ fMz〕×i</p><p>　　而L=10（銑刀半徑） </p><p>　　L1=√ ae×(d-ae) +(1~3) =√1×(20-10)+2=10+2=12</p>

83、;<p>　　L2=10（銑刀半徑）</p><p>　　fMz=200mm/min</p><p><b>　　i（進給次數(shù)）=1</b></p><p>　　則Tj=(10+12+10)/(200) ×1=0.16min</p><p>　　兩端面，則總時間為Tj=2×0.16min

84、=0.32min</p><p>　　工序50：鉆4-Φ9孔。</p><p>　　本工序為鉆孔，刀具選用高速鋼麻花鉆，直徑d=9mm。鉆4個通孔。使用煤油作切削液。</p><p>　　1）確定進給量f 由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進給。</p><p>　　2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》查表，鉆頭后刀面最大磨

85、損限度為：0.40~0.80mm，此處取0.80mm，耐用度T=25min。</p><p>　　3）確定切削速度v </p><p>　　根據(jù)公式：v= （Cv×dzv0）/(Tm×axvp×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>　　零件材料為45#鋼，抗拉強度σb=650MPa，加工性屬于5類。查表，其系數(shù)及指數(shù)分

86、別為：</p><p>　　f=0.16mm/r（暫定），Cv=4.4, zv=0.4, ap=10, Xv=0, Yv=0.7, m=0.2，T=25min, Kv=1.0 計算切削速度, </p><p>　　V=(4.4×90.4)/(250.20×100×0.160.7) ×1.0 m/min</p><p>　　

87、=20.08m/min</p><p>　　n=(1000×20.08)/(π×9)r/min=710r/min</p><p>　　根據(jù)ZQ4015型臺式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇</p><p>　　n=500r/min=8.3r/s</p><p>　　實際切削速度V=n×π×9=0.235m/s<

88、;/p><p><b>　　4)確定工時 </b></p><p>　　根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-5，查得鉆孔的基本時間計算公式為 </p><p>　　Tj= (L+L1+L2)/ （f*n）</p><p>　　而L=10（鉆孔深度） </p><p>　　L1=（D/2）

89、15;tan30°+(1~2) =2.6+1.4=4mm</p><p>　　L2=1~4=3mm（此處選擇3）</p><p>　　f=0.16mm/r</p><p>　　n=500r/min</p><p>　　則Tj=(10+4+3)/(0.16500)=0.2125min</p><p>　　每孔時

90、間為0.2125min，4孔則為Tj=4×0.2125=0.85min</p><p>　　工序60：鉗工去銳邊毛刺。</p><p>　　工序70：零件終檢。</p><p>　　將上述各工序內(nèi)容填入工序卡片中就是端蓋的加工工序卡片。見附表2。</p><p><b>　　機床夾具設(shè)計</b></p&g

91、t;<p>　　鉆4-φ9孔鉆夾具的設(shè)計</p><p>　　此零件的特點是，基準(zhǔn)為φ60H7孔，位置度φ0.15，4個孔均布，以兩端面銑削面中心對稱分布，所以，考慮夾具時除需要考慮基準(zhǔn)孔，還需要就兩銑削端面進行限位，否則任意位置鉆4個孔，零件是不能正常裝配在汽車總成上的。因本工序考慮在普通臺式鉆床上加工，而且零件為批量生產(chǎn)，所以考慮將夾具通過T型槽螺栓固定在工作臺上，在通過配合，將零件加工成型。&

92、lt;/p><p>　　3.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　3.1.1確定夾具的類型</p><p>　　本零件加工4-φ9孔需要設(shè)計專用鉆夾具。車加工各外圓及內(nèi)孔采用三爪自定心卡盤，銑床需要設(shè)計專用銑夾具。</p><p>　　3.1.2確定工件的定位方案</p><p>　　本零件加工4-φ9孔需要設(shè)計專用

93、鉆夾具。</p><p><b>　　圖3 鉆床夾具</b></p><p>　　夾具底座通過T型槽螺栓與工作臺相連，夾具體與底座之間有1個鋼球，底座上只有一個剛能放下半個球的孔，而夾具體上為直徑為8的圓環(huán)槽，但呈均布有4個半徑為5的孔，當(dāng)夾具體轉(zhuǎn)動時，每90度位置，孔剛好與球接觸，則加工4個孔，這對于批量生產(chǎn)來說，可降低勞動強度。夾具體通過3顆螺釘與定位心軸連接，

94、零件60孔與定位心軸通過H7/g6的間隙配合定位。但4-φ9還需要將銑削端面進行限位才能加工，所以，在鉆模板上銑平了3mm的一個平面，寬度為109±0.3mm。鉆模板與夾具體通過2個長定位銷（一個圓柱銷，一個菱形銷）固定位置。零件為通孔，所以Z方向的壓緊可以進行也可以不進行，因為零件在Z方向的自由度不限制，也不會造成孔位置度不合格。所以，鉆零件時可以通過通用壓板壓緊零件，也可直接鉆削。</p><p>

95、　　3.1.3確定工件的夾緊形式</p><p>　　本零件加工4-φ9孔為通孔，所以Z方向的壓緊可以進行也可以不進行，因為零件在Z方向的自由度不限制，也不會造成孔位置度不合格。所以，鉆零件時可以通過通用壓板壓緊零件，也可不壓緊直接鉆削。</p><p>　　3.1.4確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置</p><p>　　工件在機床上加工，能否保證加工精度，主要取決于設(shè)

96、備自身精度以及夾具與工藝和合理性，及刀具與工件間的相對位置。常用的對刀方法有三種：試切法對刀、樣件法對刀、采用導(dǎo)向或?qū)Φ堆b置對刀。本零件加工時刀具的導(dǎo)向試或?qū)Φ堆b置如表8所示。</p><p><b>　　表8 對刀裝置</b></p><p>　　3.1.5確定其它機械，如分度、裝卸用的輔助裝置等</p><p>　　本零件小、輕、加工精度不

97、高，故車加工時直接采用三爪卡盤自定心夾緊，銑削工序和鉆削工序均采用專用夾具定位加工。故零件不需要使用分度、裝卸等裝置。均為人工裝卸。</p><p>　　3.1.6夾具體的結(jié)構(gòu)類型設(shè)計</p><p>　　本零件多采用通用和專用夾具（見附表1、2）</p><p>　　3.1.7夾具總圖設(shè)計</p><p><b>　　見圖3<

98、;/b></p><p>　　3.2夾具精度的校核</p><p>　　定位誤差的計算常用的有合成法和極限位置法兩種方式，用函數(shù)法推導(dǎo)定位誤差公式，方法比較簡便實用。極限位置法和函數(shù)法在計算組合定位誤差時，有著明顯的優(yōu)越性。</p><p>　　圖4 零件加工定位基準(zhǔn)簡圖</p><p>　　圖4為零件加工定位基準(zhǔn)簡圖，根據(jù)其定位夾緊

99、關(guān)系，其定位誤差按《機床夾具設(shè)計手冊》中夾具誤差的分析計算方法有如下計算公式：</p><p>　　△D.W=δD +δd +△min</p><p>　　根據(jù)零件及夾具設(shè)計圖可知：</p><p>　　D+δD 0 =φ60H7=φ60+0.03 0=φ60.03；D=φ60</p><p>　　d 0-δd =φ60g6=φ60-0.01

100、0-0.029=φ59.971(mm)；d=φ59.99</p><p>　　而△min為定位孔與定位軸之間的最小間隙，所以</p><p>　　△min=φ60-φ59.99=0.01(mm)</p><p>　　∴△D.W=δD +δd +△min/2=+0.03+0.019+0.01/2=0.054(mm)</p><p>　　本零件加

101、工過程中，工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，符合夾具定位要求。而零件鉆孔工序4-φ9尺寸誤差為自由尺寸，根據(jù)機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表，其公差值為+0.22 0 mm，形位公差已知為Φ0.15，其夾具定位誤差遠遠小于零件加工尺寸公差與形位公差之和。所以，夾具夾緊定位方式選擇是合理的，能滿足零件設(shè)計精度要求。</p><p><b>　　4 總結(jié)&l

102、t;/b></p><p>　　本設(shè)計研究過程中仍然存在一些不足，有的問題還有待進一步深入，具體如下：</p><p>　　1）、系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，還可結(jié)合計算機數(shù)據(jù)庫計算分析，整理出更加合理的設(shè)計方案；</p><p>　　2）、存在一定的浪費，夾具的易磨損件在設(shè)計中未明確磨損程度和使用極限。</p><p>　　3）、計算零件加工

103、時間時考慮的是主要的工作時間，沒將操作者輔助時間加上去。</p><p><b>　　5 參考文獻</b></p><p>　?。?］王光斗，王春福.機床夾具設(shè)計手冊.第三版.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2002. </p><p>　?。?］田玉順.機械加工技術(shù)手冊.北京出版社.1992. </p><p>　?。?］北京第

104、一通用機械廠.機械工人切削手冊（修訂第2版）.機械工業(yè)出版社.1993. </p><p>　?。?］孟少農(nóng).機械加工工藝手冊（第1、第2、第3卷）.機械工業(yè)出版社.1996.</p><p>　　［5］楊叔子.機械加工工藝師手冊.機械工業(yè)出版社.2004. </p><p>　?。?］徐灝.機械設(shè)計手冊（第1、第2、第3、第4、第5卷）.機械工業(yè)出版社. 1995