支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　2010屆畢業(yè)設(shè)計說明書</p><p>　　題 目：支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計</p><p>　　學 院：機電工程學院</p><p>　　專 業(yè)：機械制造及其自動化</p><p><b>　　姓 名：</b></p><p>&l

2、t;b>　　班 級： </b></p><p>　　學 號：****</p><p>　　指導老師：********</p><p><b>　　設(shè)計地點： </b></p><p>　　起止日期：2009年12月至2010年4月</p><p><b>　

3、　序言</b></p><p>　　隨著機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，大批量生產(chǎn)成為時代的需求，而組合機床就可以滿足這一需求，我們有必要來研究他。另外，支架是主要起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也有定位作用，使零件之間保持正確的位置。因此支架加工質(zhì)量直接影響零件加工的精度性能，我們有必要對其進行研究。</p><p>　　機械制造畢業(yè)設(shè)計涉及的內(nèi)容比

4、較多，它是基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合，是學完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)（含機床夾具設(shè)計）和全部專業(yè)課，并進行了實訓的基礎(chǔ)上進行的，是我們對所有課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們?nèi)甏髮W生活中占有重要的地位。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運用機械制造的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實踐中學到的技能知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復雜程度零件（支架）的工

5、藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　對零件進行工藝分析并畫零件圖</p><p>　　支架的作用及結(jié)構(gòu)特點····

6、·······················4</p><p>　　支架的工藝分析········

7、83;························4</p><p>　　支架的零件圖·······&

8、#183;···························5</p><p>　　選擇毛坯的制造方法并繪制毛坯簡圖</p>&

9、lt;p>　　2.1 選擇毛坯的制造方式·······························5</p>

10、;<p>　　2.2 確定毛坯的形狀、大小·····························6</p><

11、p>　　制訂零件的機械加工工藝路線</p><p>　　3.1 確定零件各孔、平面加工方案·······················7</p><p>

12、;　　3.2 定位基準的選擇··································&

13、#183;9</p><p>　　3.3 制訂工藝路線······························

14、·······9</p><p>　　3.4 選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定···················

15、83;·················10</p><p>　　3.5 切削用量和時間定額的確定············&

16、#183;············11</p><p>　　3.6 機械加工工藝過程卡和工序卡················

17、3;······13</p><p>　　機床夾具設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　確定夾具設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖············15</p><p>　　工件在夾具中

18、加工的精度分析·····················18</p><p>　　計算夾緊力·········

19、83;···························20</p><p>　　畫夾具裝配圖和零件圖···&#

20、183;·······················21</p><p>　　五、參考文獻及畢業(yè)設(shè)計總結(jié)······

21、3;·······················21</p><p>　　對零件進行工藝分析并畫零件圖</p><p>　　1.1 支架的作用及結(jié)構(gòu)特點<

22、;/p><p>　　支架是起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也具有定位作用，使零件之間保持正確的位置。</p><p>　　在支架高20mm處兩個R12mm寬12mm的凸出部位之間相隔2mm，其中一個上有螺紋孔，另一個上有通孔，則此處構(gòu)造比較復雜，且在支架高36mm處有2mm寬的一個缺口，這兩部分剛度比較低。中間有Ф30mm的孔，屬于套類結(jié)構(gòu)，伸出部分為一平臺，上有螺紋盲孔，在端部有傾斜60&#

23、176;的凸出部分，起定位作用，此處應力教集中，強度要好。在平臺下面有增強其硬度的肋板。兩個R12mm凸出，2mm寬36mm高處缺口及R10mm凸出部分為復雜結(jié)構(gòu)，其加工存在一定的難度，要求較高，防止其損壞，需要對其進行必要的熱處理。</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　主要加工表面Ф30mm中心孔及兩端倒角，上、下端面，M6↓12

24、螺紋盲孔，右端部傾斜60°凸出部分中間孔Ф8mm，左端兩個凸出部分外側(cè)面及其中間M10螺紋孔和Ф11孔。</p><p>　　(1)選用灰鑄鐵HT150，硬度150～200HB，負荷低，磨損無關(guān)重要，變形很小，經(jīng)過正火處理?；诣T鐵件的牌號和應用范圍如表1-1所示。</p><p>　　（2）未標注圓角半徑為R3mm。</p><p>　　（3）加工表面不應

25、該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷，并應清理清潔。</p><p>　?。?）所有加工表面應光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物。</p><p>　?。?）上下表面應與中心孔軸線保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm，中心孔內(nèi)表面表面粗糙度Ra≤1.6μm，左端兩個凸出部分外表面Ra≤6.3μm，右端部傾斜60°凸出部分中間孔內(nèi)表面Ra≤1.6μm，

26、為較高精度，且Φ8。</p><p>　?。?）在加工之前進行人工時效熱處理，對毛坯預備性熱處理，為降低零件硬度，在精加工階段的磨削加工前進行淬火處理，淬火后工件硬度提高且易變形。</p><p>　　表1-1 灰鑄鐵件的牌號和應用范圍</p><p>　　1.3 支架的零件圖，見圖紙所示。</p><p>　　二、選擇毛坯的制造方式并繪

27、制毛坯簡圖</p><p>　　2.1 選擇毛坯的制造方式</p><p>　　該零件加工要求高，加工面數(shù)量多，并且種類繁多，有車、磨端面，鉆孔、擴孔、攻螺紋、車倒角、鉆斜孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。支架材料為灰鑄鐵HT150，硬度為150～200HB，承受中等載荷的零件，摩擦面間的壓力≤490KPa,用于一般機械制造，薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配件以及壁厚≤30

28、mm的耐磨軸套等和圓周速度為6～12m/s的帶輪以及其他符合表1-1中條件的零件。</p><p>　　毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的力學性能和零件的生產(chǎn)類型直接相關(guān)的，另外還和毛坯的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當復雜，尺寸可以相當大，且吸振性能好，但鑄件的力學性能差。</p><p>　　生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，采

29、用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減少切削加工用量，從而提高材料的利用率，降低了機械加工成本。金屬型鑄造就是將熔融的金屬澆注到金屬模具中，依靠金屬自重充滿金屬模具型腔而獲得的鑄件，這種鑄件比砂型鑄造鑄件精度高，表面質(zhì)量和力學性能好，生產(chǎn)效率也高，但需要專用的金屬型腔模，適用于大批量生產(chǎn)中的尺寸不大的有色金屬鑄件，綜合上述生產(chǎn)此支架零件選擇金屬型鑄造鑄件的方式。</p>

30、<p>　　2.2 確定毛坯的形狀、大小</p><p>　?。?）毛坯的特點，如表2-1所示：</p><p>　　毛坯的特點及應用范圍</p><p>　?。?）鑄件尺寸公差，如表2-2所示：（/μm）</p><p>　?。?）鑄件的機械加工余量，如表2-3所示:(/mm)</p><p>　?。?）

31、鑄造孔的最小尺寸,如表2-4所示：（/mm)</p><p>　?。?）機械加工余量，工序尺寸確定</p><p>　　由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有誤差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。鑄件的機械加工余量見毛坯的制造表2-3所示，尺寸公差等級為12，加工余量等級MA為G，則可選取毛坯的加工余量有4.5mm和3.0mm兩

32、種數(shù)值，及其他分析，確定毛坯的基本尺寸，畫出毛坯簡圖，如圖2-5所示：</p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　三、制訂零件的機械加工工藝路線</p><p>　　由于零件是大批量生產(chǎn)，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機床、專用夾具及專用刀具、量具，機床按工藝路線排列組織流水生產(chǎn)。為減輕工人的勞動強度，留有進一步提高生產(chǎn)

33、率的可能，該支架在工藝設(shè)計上采用了組合機床的流水線加工方式。</p><p>　　3.1 確定零件各孔、平面的加工方式</p><p>　?。?）孔的加工方式，如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 孔的加工方案</p><p>　　由表3-1可以確定支架零件各孔的加工方案如下：</p><p>　　A、加

34、工孔Φ30，要求內(nèi)表面粗糙度Ra≤6.3μm，則選擇鉆-擴-粗鉸-精鉸的加工方式；</p><p>　　B、加工Φ11，要求內(nèi)表面Ra≤6.3μm，選擇鉆-鉸的加工方式；</p><p>　　C、加工Φ8，要求內(nèi)表面Ra≤1.6μm，選擇鉆-粗鉸-精鉸的加工方式。</p><p>　?。?）平面的加工方式，如表3-2所示：</p><p>　

35、　表3-2 平面的加工方案</p><p>　　由表3-2可以確定支架零件各面的加工方案如下：</p><p>　　分析零件的各部分技術(shù)要求，四處平面加工，精度要求都在表面粗糙度Ra≤6.3～1.6μm之間，結(jié)合零件形狀尺寸，選擇粗銑-精銑的加工方式。</p><p>　?。?）機械加工的安排原則</p><p>　　對于形狀復雜、尺寸較大

36、的毛坯，或尺寸偏差較大的毛坯，應首先安</p><p>　　排劃線工序，為精基準加工提供找正基準；</p><p>　　按“先基面后其他”的順序，首先加工精基準面；</p><p>　　在重要表面加工前應對精基準進行修正；</p><p>　　按“先主后次、先粗后精”的順序，對精度要求較高的各主要表面進行</p><p&g

37、t;　　精加工、半精加工和精加工；</p><p>　　對于主要表面有位置精度要求的次要表面，應安排在主要表面加工之后</p><p><b>　　加工；</b></p><p>　　一般情況，主要表面的精加工和光整加工應放在最后階段進行，對于</p><p>　　易出現(xiàn)廢品的工序，精加工和光整加工可適當提前。</

38、p><p>　　3.2 定位基準的選擇</p><p>　　工件在機床上用夾具進行夾緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的工件上的這些表面稱為定位基準，定位基準分為粗基準和精基準。</p><p><b>　　1、粗基準的選擇</b></p><p>　　粗基準的選擇要重點考慮如何保證各個加工表面都能分配到合理的加工余量

39、，保證加工面與非加工面的位置、尺寸精度，還同時要為后續(xù)工序提供可靠的精基準。</p><p>　　按照有關(guān)粗基準的選取原則（即當零件有非加工表面時，應以這些非加工表面作粗基準；若零件有若干個非加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準）：①加工D面時，選取Φ60外表面外圓為粗基準，利用V型塊和一緊固螺釘以Φ60外圓定位夾緊，以限制四個自由度，再以C面為次要粗基準，限制一個自由度，共限制五

40、個自由度，可以滿足加工要求；②加工M10和Φ11以R12非加工表面外圓為粗基準；③加工Φ8以R10非加工表面外圓為粗基準。</p><p><b>　　2、精基準的選擇</b></p><p>　　選擇精基準時，重點考慮的是減少工件的定位誤差，保證零件的加工精度和加工表面之間的位置精度，同時也要考慮零件的裝夾方便、可靠、準確。結(jié)合零件形狀尺寸大小、裝夾定位，取D面為精

41、基準，較好定位，且定位基準與設(shè)計基準重合。</p><p>　　3.3 制訂工藝路線</p><p>　　擬定工藝路線的出發(fā)點是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工序和工藝內(nèi)容，依據(jù)工序的集中和分散程度來劃分工藝；二是選擇工藝基準，即主要選擇定位基準和檢驗基準。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下，可

42、以考慮采用萬能機床，組合機床和專用夾具，并盡量采用工序集中的原則，通過減少工件安裝的數(shù)量來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應盡量考慮經(jīng)濟精度以便使生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p>　　根據(jù)以上原則及前文分析，擬定如下工藝路線：</p><p>　　工序1 鑄坯（鑄造）</p><p>　　工序2 熱處理（人工時效，降低硬度）</p><p>

43、;　　工序3 以所選基準，劃C、D、E面加工線</p><p>　　工序4 粗銑-精銑D面</p><p>　　工序5 粗銑-精銑C、E面</p><p>　　工序6 鉆M6↓12螺紋底孔</p><p>　　工序7 攻螺紋M6↓12</p><p>　　工序8 粗銑-精銑F面</p>

44、;<p>　　工序9 鉆M10螺紋底孔</p><p>　　工序10 攻螺紋M10</p><p>　　工序11 粗銑-精銑G面</p><p>　　工序12 鉆-鉸Ф11</p><p>　　工序13 鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ30</p><p>　　工序14 倒角Φ30孔，C端面處</

45、p><p>　　工序15 倒角Φ30孔，D端面處</p><p>　　工序16 鉆-粗鉸-精鉸Φ8</p><p>　　工序17 熱處理淬火，提高硬度，150～200HB</p><p><b>　　工序18 去毛刺</b></p><p><b>　　工序19 終檢</b&

46、gt;</p><p><b>　　工序20 入庫</b></p><p>　　分析：為了提高效率，盡量減少零件的裝夾定位，如同一平面上孔加工在一次裝夾就完成加工要求，使工序集中，節(jié)約時間，提高了生產(chǎn)率，按機械加工安排原則，合理的擬定工藝路線。</p><p>　　3.4 選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定&l

47、t;/p><p>　　（1）工序3，工件固定在平臺上，用劃線尺劃線找正；</p><p>　　（2）工序4，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。D面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，保證平面度0.05mm；</p><p>　?。?）工序5，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃

48、銑刀Ф225mm，量具卡板。C、E面有4.5mm加工余量，粗銑3.5mm留1mm余量，精銑，相對A基準，保證其垂直度度0.06mm；</p><p>　?。?）工序6，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具。</p><p>　?、侑?麻花鉆，螺旋角β=28°，頂角2Kγ=118°，后角α。=16°，橫刃斜角ψ=40～60°，鉆孔深度12mmФ5盲

49、孔，M10螺紋底孔，量具卡尺；</p><p>　　②攻螺紋，絲錐M6×1，螺紋量規(guī)，攻螺紋機S4012A；</p><p>　?。?）工序8，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。F面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，相對于B面，保證平行度0.06mm；</p><p>　?。?）①工序9

50、，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф9擴孔鉆（直柄擴孔鉆），擴鉆通孔Ф9，M10螺紋底孔，量具卡尺；</p><p>　?、诠ヂ菁y，絲錐M10×1，螺紋量規(guī)，攻螺紋機S4012A；</p><p>　?。?）工序11，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。G面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，相對于B面，

51、保證平行度0.06mm；</p><p>　?。?）①工序12，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф10.8擴孔鉆（直柄擴孔鉆），量具卡尺，加工此孔有4mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工；</p><p>　?、阢q刀Ф11H8，鉸孔，直柄機用鉸刀；</p><p>　?。?）①工序13，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф29.8擴孔鉆（直柄擴孔鉆

52、），量具卡尺，加工此孔有10mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工；</p><p>　　②粗鉸到Ф29.93，直柄機用鉸刀；</p><p>　　③精鉸到Ф30H7，直柄機用鉸刀；</p><p>　　（10）工序14、15，倒角Φ30孔兩端面內(nèi)孔，選用臥式車床C620-1，專用夾具；</p><p>　?。?1）工序16，選擇X6130A萬

53、能升降臺銑床，專用夾具，量具卡尺</p><p>　?、侑?.8標準麻花鉆，鉆孔，留0.2mm余量；</p><p>　?、诖帚q到Ф7.96mm，留0.04mm余量，直柄機用鉸刀；</p><p>　　③精鉸到Ф8H7，直柄機用鉸刀；</p><p>　　3.5 切削用量和時間定額的確定</p><p>　　（1）工

54、序4，粗銑-精銑D面，保證總高，fz =0.08mm/齒（參考《切削手冊》），切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V =0.45m/s。即27m/min，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw =225mm，齒數(shù)z=20，則ns ===38r/min,現(xiàn)采用X6130萬能升降臺銑床，根據(jù)機床使用說明書，取nw =37.5r/min,故實際切削速度為：</p><p>　　V =πdwnw/1000=π×225×

55、;37.5/1000=26.5m/min</p><p>　　當nw =37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為：</p><p>　　Fm =fzznw =0.08×20×37.5=60mm/min</p><p>　　查機床說明書，剛好有fm=60mm/min,故直接選用該值，切削加工時，由于是粗銑-精銑，利用作圖法，可得出行程刀刃

56、口寬20mm，L=2××60mm=360mm，則機動加工時間為：Tm =L/fm =360/60min=6min</p><p>　　(2)工序5，粗銑-精銑C、E面，切削用量同上，銑刀行程L=360mm﹢16×2mm=392mm，則機動加工時間為Tm = L/fm =392/60min=6.53min</p><p>　?。?）工序6，鉆M6↓12螺紋底孔，

57、即鉆Ф5盲孔，確定進給量f：根據(jù)《切削手冊》，當材料δb＜800MPa，d。=Ф5mm時，f =0.2～0.6mm/r，由于本零件在加工Ф5孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則</p><p>　　f =（0.2～0.6）×0.75=0.15～0.45mm/r</p><p>　　根據(jù)X6130機床說明書，取f=0.1mm/r,切削速度，根據(jù)《切削手冊》，查得切削速度

58、V=18m/min，所以</p><p>　　Ns = 1000V/πdw =1000×18/3.14×5=1145r/min</p><p>　　根據(jù)機床說明書，取nw=195r/min,故實際切削速度為</p><p>　　V =πdwnw/1000 =π×5×195/1000=3.06m/min</p>&

59、lt;p>　　切削工時，L=12，則Tm = L/nwf =12/195×0.1=0.62min</p><p>　　(4)工序7，攻螺紋M6↓12，V = 0.1m/s = 6m/min,即ns =238r/min,按機床選取nw =195r/min，則V=4.9m/min,機動工時：L=12mm，則</p><p>　　Tm = 2L/nwf =12×2/19

60、5×1=0.13min</p><p>　　(5)工序8，粗銑-精銑F面，切削用量同工序4，L=40×2=80mm,則機動工時為Tm =L/fm =80/60min=1.33min</p><p>　　(6)工序9，鉆M10螺紋底孔，即擴孔鉆Ф9的鉆頭對Ф8的孔進行擴孔，根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取</p><p>

61、　　f=(1.2～1.8)f鉆 =(1.2～1.8) ×0.65×0.75=0.585～0.87mm/r</p><p>　　根據(jù)機床說明書，選取f=0.57mm/r,則</p><p>　　V=（1/2～1/3）V鉆 =（1/2～1/3）×12=6～4m/min</p><p>　　則主軸轉(zhuǎn)速為n=51.6～34r/min,并按機床說

62、明書取nw =68r/min,實際切削速度為：V=πdwnw/1000=π×37×68/1000=7.9m/min</p><p>　　切削工時，L=12mm,Tm = L/nwf=12/68×0.57=0.31min</p><p>　　(7)工序10，攻螺紋M10，切削用量同工序7，L=12mm，則機動工時為：</p><p>　　

63、Tm = L/fm =12/60=0.2min</p><p>　　(8)工序11，粗銑-精銑G面，切削用量同工序8，機動工時為：Tm=1.33min</p><p>　?。?）工序12，鉆-鉸Ф11孔</p><p>　?、儆莽?0.8鉆頭對Ф8孔進行擴鉆，同工序9，切削工時：Tm =0.31min</p><p>　　②Ф11H8鉸刀鉸孔

64、，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　n=1000V/πd=1000*18/π*11=573.25r/min </p><p>　　按機床實際轉(zhuǎn)速取n=500r/min,則實際切削速度</p><p>　　Vc =πdn/1000=π*11*500/1000=15.7m/min=0.26m/s&

65、lt;/p><p>　　切削工時：L=12mm，Tm =L/nVc =12/500*0.26=0.09min</p><p>　　(10)工序13，加工Φ30孔</p><p>　?、儆莽?9.8鉆頭對Ф25孔進行擴鉆，同工序9，切削工時：L=71，則切削工時：Tm =L/nwf=71/68×0.57=1.83min</p><p>　

66、　②粗鉸-精鉸Φ30孔，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　n=1000V/πd=1000*18/π*30=191.08r/min </p><p>　　按機床實際轉(zhuǎn)速取n=200r/min,則實際切削速度</p><p>　　Vc =πdn/1000=π*30*200/1000=18.84m/

67、min=0.314m/s</p><p>　　切削工時：L=70mm，Tm =2L/nVc=2*70/200*0.314=2.23min</p><p>　　（11）工序14，Φ30內(nèi)孔倒角C1（C端面處），選臥式車床C620-1，據(jù)手冊及機床取f1 =0.08mm/r,當采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般資料，確定切削速度V=16m/min,則</p><p>　　ns

68、=1000V/πd=1000*16/π*30=159.1r/min</p><p>　　按機床說明書取nw =120r/min,則此時切削速度為：</p><p>　　V =πdnw/1000=11.3m/min</p><p>　　切削工時：L=2mm，則Tm = L/nwf =2/120*0.08=0.21min</p><p>　　（1

69、2）工序15，Φ30內(nèi)孔倒角C1（D端面處），同工序14，切削工時：Tm =0.21min</p><p>　?。?3）工序16，鉆-粗鉸-精鉸Φ8</p><p>　?、佴?.8標準麻花鉆鉆孔，同工序6，切削工時：L=10mm，</p><p>　　Tm = L/nwf=10/195*0.1=0.51min</p><p>　?、诖帚q-精鉸

70、Φ8，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　n=1000V/πd=1000*18/π*8=716.56r/min </p><p>　　按機床實際轉(zhuǎn)速取n=700r/min,則實際切削速度</p><p>　　Vc =πdn/1000=π*8*700/1000=17.58m/min=0.29m/s

71、</p><p>　　切削工時：L=10mm ，Tm =2L/nVc =2*10/700*0.29=0.1min</p><p>　　機械加工工藝過程卡和工序卡</p><p>　　表3-3 支架機械加工工藝過程卡</p><p>　　機床夾具設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　經(jīng)過對支架零件的機械加工工藝規(guī)程分

72、析設(shè)計，對零件有了全面的認知，選擇工序13鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ30分析，并結(jié)合此工序，設(shè)計一套專用夾具。</p><p>　　4.1 確定夾具設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖</p><p><b>　　（1）定位方案</b></p><p>　　加工Φ30孔，內(nèi)孔表面粗糙度Ra≤1.6μm，以底面D面為精基準，限制三個自由度，以Φ11孔軸線為定

73、位基準，限制三個自由度，則對Z軸旋轉(zhuǎn)自由度形成過定位，增大誤差，必須消除過定位。此種情形可選擇削邊銷（棱形銷）即可消除過定位，再由夾緊裝置即可限制一個自由度，從而工件處于完全定位狀態(tài)，進行加工。</p><p>　　削邊銷尺寸標準如圖4-1和表4-2所示：</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　表4-2 削邊銷尺寸

74、</p><p><b>　　(2)導向方案</b></p><p>　　為了能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具都應設(shè)置引導刀具的元件—鉆套，鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，因工件批量大且經(jīng)鉆-粗鉸-精鉸孔工序，加工精度高，所以此處選用固定式鉆模，鉆套選用快換鉆套，如圖4-3所示：</p><p&

75、gt;　　圖4-3 快換鉆套</p><p><b>　?。?）夾緊方案</b></p><p>　　由于零件加工工序較簡單，定位較容易，工件批量大，選取簡單的手動夾緊裝置，螺旋夾緊機構(gòu)，用于夾緊零件的螺釘選有帶手柄的螺冒，便于操作，使工件裝卸迅速，方便。由于螺釘與工件Φ60外圓接觸并施加夾緊力，此處選用圓周線接觸。夾緊裝置見總裝配圖所示。</p>

76、<p><b>　?。?）夾具體的設(shè)計</b></p><p>　　結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、加工要求及以上分析，初步設(shè)計夾具體的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　a、采用鑄造夾具體的鋼套鉆孔鉆模、定位心軸及鉆模板均按裝在夾具體上，夾具體底面為安裝基準面，此方案結(jié)構(gòu)緊湊，安裝穩(wěn)定，剛性好，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，較合理。</p><p>　　b、采用型材夾

77、具體的鉆模，夾具體由左側(cè)板、定位心軸、鉆模板安裝在底座上，夾具體底面為安裝基準面，此方案的夾具體為框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復雜、質(zhì)量較輕、鉆模剛性好，固定鉆模板螺釘受力比較大，易變形，但是由于零件為大批量生產(chǎn)，盡量減少生產(chǎn)成本，此方案不可取。</p><p>　　綜合上述，確定采用a方案。</p><p>　　①夾緊裝置是緊固螺釘與V型塊組成，其V型塊與夾具體連接為一體，V型塊及尺寸見圖4-4和表

78、4-5所示：</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　表4-5 V型塊尺寸</p><p>　　②夾具體的設(shè)計結(jié)構(gòu)及各部分尺寸見夾具體圖紙所示：</p><p>　?。?）夾具總裝配圖上的公差、技術(shù)要求的標注</p><p>　?、倩顒优浜瞎钸x擇如表4-7、表4-8所

79、示：</p><p><b>　　表4-7</b></p><p><b>　　表4-8</b></p><p>　?、谟绊憡A具在機床上安裝精度的尺寸和公差（SA）</p><p>　　它們主要指夾具安裝基面與機床相應配合表面之間的尺寸、公差。夾具體的安裝基面與機床的配合，鉆模的安裝基面是平面，可不

80、必標注。</p><p>　?、塾绊憡A具精度的尺寸和精度</p><p>　　鉆套與定位銷之間尺寸40±0.1，V型塊的寬度35.8±0.02，為影響夾具體的精度尺寸，誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。</p><p>　?、軍A具總圖上應標注的技術(shù)要求</p><p>　　夾具總圖上無法用符號標注而又必須說明的問題，可作為技術(shù)要求用文字寫

81、在總圖的空白處。如夾具使用時的操作順序等。</p><p>　?、輮A具總圖上公差值的確定</p><p>　　夾具總圖上標注公差值的原則是在滿足工件加工要求的前提下，盡量降低夾具的制造精度。夾具總圖上標注的第2～5類尺寸的尺寸公差和位置公差均直接影響工件的加工精度，取</p><p>　　δJ =(1/5～1/2)δk</p><p>　　式

82、中：δJ —夾具總圖上的尺寸公差或位置公差；</p><p>　　δk --與δJ 相應的工件尺寸公差或位置公差。</p><p>　　當工件批量大、加工精度低時，δJ 取小值，因為這樣可延長夾具使用壽命，又不增加夾具制造難度；反之取大值。此夾具總裝圖尺寸公差、位置公差均取相應工件公差的1/3左右。對于直接影響工件加工精度的配合尺寸，在確定了配合性質(zhì)后，應盡量選用優(yōu)先配合。</p&g

83、t;<p>　　工件的加工尺寸未注公差時，工件公差δk 視為IT14～IT12,夾具上的相應尺寸公差按IT11～IT9標注；工件上的位置未注公差時，工件位置公差δk 視為IT9～IT11,夾具上的相應尺寸公差按IT7～IT9標注。</p><p>　　4.2 工件在夾具中加工的精度分析</p><p>　?。?）影響加工精度的因素</p><p>　

84、　用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多。與夾具有關(guān)的因素有定位誤差△D、對刀誤差△T、夾具在機床上的安裝誤差△A和夾具制造誤差△J等。在機械加工工藝系統(tǒng)中，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△C。上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不準確，而形成總的加工誤差△。</p><p>　　定位誤差△D 加工尺寸（

85、40）mm的定位誤差△D =0。</p><p>　　對稱度0.1mm的定位誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。工件定</p><p>　　位孔的尺寸為Φ11H7(),定位心軸的尺寸為Φ11f6（），則</p><p>　　△D =Xmax =（0.018+0.027）mm =0.045mm</p><p>　　2）對刀誤差△T 因?qū)?/p>

86、刀時刀具相對于對刀塊或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。由于鋼套壁厚較薄，可只計算鉆頭位移引起的誤差。鉆套導向孔尺寸為Φ29.8F7（），鉆頭尺寸為Φ29.8mm。尺寸（40）mm及對稱度0.1mm的刀具誤差均為鉆頭與導向孔的最大間隙。</p><p>　　△T = Xmax =（0.108+0.016）mm=0.124mm</p&

87、gt;<p>　　3）夾具的安裝誤差△A 因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導向元件與導向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。此夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，△A =0。</p><p>　　4）夾具誤差△J 因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導向元件與導向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差的大

88、小取決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時的調(diào)整與修配精度。</p><p>　　影響尺寸（40）mm的夾具誤差為導向孔對安裝基面D的垂直度△J3 =0.03mm，導向孔軸心線到定位端面的尺寸公差△J2 =0.06mm。</p><p>　　影響對稱度0.1mm的夾具誤差為導向孔對定位心軸的對稱度△J2 =0.03mm。</p><p>　　5）加工方法誤差△G 因機

89、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，所以在設(shè)計夾具時常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3。計算時可設(shè)△G =δk/3</p><p>　　(2)保證加工精度的條件</p><p>　　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

90、此，保證工件加工精度的條件為</p><p>　　△=上述各項誤差的平方和的平方根≤δk</p><p>　　即工件的總加工誤差△應不大于工件的加工尺寸公差δk 。</p><p>　　為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量JC 。因此將上式改寫為：</p><p>　　△≤δk

91、-JC 或 JC =δk - △ ≥0</p><p>　　當JC≥0時，夾具能滿足工件的加工要求。JC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δJ確定得是否合理。</p><p>　　鋼套鉆Φ29.8mm孔時，加工精度的計算列于表4-9所示：</p><p><b>　　表4-9</b></p><p&

92、gt;　　由表4-9可知，該鉆模能滿足工件的各項精度要求，且有一定的精度儲備。</p><p>　　4.3 計算夾緊力</p><p>　　（1） 由4.1中分析選擇點接觸式螺旋夾緊機構(gòu)，計算此夾緊機構(gòu)的夾緊力。單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力按下公式計算：</p><p>　　W0=QL/【r′tanφ1+rztan（а+φ2′）】</p><p&g

93、t;　?。ㄊ街蠾0 ——單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）；</p><p>　　Q ——原始作用力（N）；</p><p>　　L ——作用力臂（mm）；</p><p>　　r′——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm），其值視為螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定；</p><p>　　φ1 ——螺桿端部與工件間的摩擦角；</p><

94、p>　　φ2′——螺旋副的當量摩擦角（°）；</p><p>　　rz ——螺紋中經(jīng)之半（mm）；</p><p>　　а ——螺紋升角。）</p><p>　　（2）計算公式中各項的值</p><p>　?、俅_定原始作用力Q的值：</p><p>　　由于是手動的簡單裝置，根據(jù)經(jīng)驗選擇Q =65N。&

95、lt;/p><p><b>　?、诖_定L的值：</b></p><p>　　作用力臂即為螺釘上手柄的長度，L取為100mm。</p><p><b>　?、鄞_定r′的值：</b></p><p>　　由于夾緊裝置是圓周線接觸式，則螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑查資料取為6.9，即r′=6.9。</

96、p><p>　?、艽_定φ1和φ2′的值：</p><p>　　螺桿端部與工件間的摩擦角φ1和螺旋副的當量摩擦角φ2′取值如4-10所示：</p><p><b>　　表4-10</b></p><p>　　注：tanφ2 =0.15，φ2為螺旋副的摩擦角（°）。</p><p>　　⑤ 確定

97、rz和а的值，由表4-11所示：</p><p>　　注：а=arctan（nP/2πrz），n為螺紋線數(shù)。</p><p><b>　?。?）計算夾緊力</b></p><p>　　由（1）和（2）可以計算出夾緊力：</p><p>　　W0 = QL/【r′tanφ1+rztan（а+φ2′）】</p>

98、<p>　　= 65×190/【 6.9 ×0.15+ 7.3505×tan（2°29′+ 8°50′）】</p><p><b>　　= 4928N</b></p><p>　　4.4 畫夾具裝配圖和零件圖</p><p>　　夾具裝配圖和零件圖見圖紙所示。</p>

99、<p>　　五、畢業(yè)設(shè)計總結(jié)及參考文獻</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《簡明機械加工工藝手冊》 機械工業(yè)出版社，陳宏鈞，2007年；</p><p>　　《機床夾具設(shè)計手冊》 國防工業(yè)出版社，楊黎明，1996年；</p><p>　　《夾具-非標準夾緊裝置》 機械工業(yè)出版社

100、，Hiram E·Grant，1975年；</p><p>　　《機械制圖》 中國地質(zhì)大學出版社，王五一，2006年；</p><p>　　《機械制造工藝》 高等教育出版社，張緒祥，2007年；</p><p>　　《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社，浦林祥，1995年；</p><p>　　《機床夾具圖冊》 機械工業(yè)出版

101、社，上海機械?？茖W校，1998年。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　時光飛逝，為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲?；厥走@兩個多月的設(shè)計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內(nèi)根本就學不到的東西。受益匪淺！</p><p>　　在這次設(shè)計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設(shè)

102、計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。</p><p>　　這次設(shè)計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程

103、的制定是至關(guān)重要的。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計中還用到了CAD制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次畢業(yè)設(shè)計真正將以前所學的聯(lián)系到實際應用中來了。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，還有一個重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計，因為機床夾具的設(shè)計在

104、學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設(shè)計過，因此，在開始的設(shè)計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計資料，終于將它設(shè)計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設(shè)計人員，設(shè)計一個零件，也因

105、此，我了解了設(shè)計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計人員，在設(shè)計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設(shè)計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設(shè)計者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計出好的作品。</p><

106、;p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。有收獲：</p><p>　?。?）能把以前所學的各種知識，綜合的運用的這次設(shè)計中，鞏固了以前所學的知識。</p><p>　?。?）學會了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊。</p><p>　?。?）學會了，分析問題，解決問題的能力。</p><p><b&g

107、t;　　不足之處：</b></p><p>　　（1）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學習、實踐中進一步改進。</p><p>　　（2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設(shè)計不是很精確，需在以后的實踐中積累經(jīng)驗，進一步改進。</p><p>　　綜上所述：這次的畢業(yè)設(shè)計對我以后的工作起了很大的幫助，我認識到，無論是工作還是學習都