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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) 基于UG CAD/CAM的箱體wl制造 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 沈玉萍 學 號 指導老師 年 月 日 誠 信 承 諾 我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《基于UG CAD/CAM的箱體wl制造》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）：沈玉萍 年 月 日 33 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文） 摘 要 本設計的內(nèi)容首先通過分析蝸輪箱體，了解到蝸輪在蝸輪蝸桿機構(gòu)中的作用。運用機械制造技術(shù)及相關課程的一些知識，解決蝸輪箱體在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題，確定相關的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質(zhì)量。其次，依據(jù)蝸輪箱體毛坯件和生產(chǎn)綱領的要求及各加工方案的比較，制定出切實可行的加工工藝規(guī)程路線。最后，根據(jù)被加工零件的加工要求，參考機床夾具設計手冊及相關方面的書籍，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計的方案，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理并且能保證加工質(zhì)量的夾具。 關鍵詞：機械加工、工藝規(guī)程、專用夾具、蝸輪箱體 Abstract The content of this design through the analysis of worm gear worm gear box, to understand the role of the worm gear mechanism. Use of machinery manufacturing technology and related courses of some knowledge, solve the worm gear case in the process of localization, clamp as well as craft route arrangement and other related issues, to identify the relevant process and choose a suitable size and machine tools, spare parts processing quality assurance. Secondly, on the basis of worm gear box body blank and the requirements of the production program and the comparison of processing schemes, formulate feasible manufacturing process line. Finally, according to the requirements of the processing parts processing, machine tool fixture design reference manual and related aspects of the books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, energy saving, economic and reasonable to ensure the quality of processing fixture. Key Words: Mechanical processing, process, special fixture, worm gear box 目 錄 摘 要 3 Abstract 4 目 錄 5 第1章 緒 論 7 1.1課題背景及目的 7 1.2 國內(nèi)外研究狀況 8 1.3課題研究方法 8 1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 8 第2章 零件分析 9 2.1 零件的特點、作用 9 2.2工藝分析 9 2.2.1零件圖樣分析 9 2.2.2零件工藝分析 10 3 機械加工工藝規(guī)程制訂 10 3.1機械加工工藝規(guī)程制訂 10 3.1.1生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程 10 3.2機械加工工藝規(guī)程的種類 11 3.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 11 4 夾具設計 25 4.1鏜孔夾具設計 25 4.1.1定位基準的選擇 25 4.1.2切削力的計算與夾緊力分析 25 4.1.3夾緊元件及動力裝置確定 26 4.1.4引導元件及夾具體設計 26 4.1.5夾具精度分析 27 4.1.6夾具設計及操作的簡要說明 28 5 數(shù)控編程 29 5.1 銑φ210的凸臺(φ180大孔端面)加工程序 29 5.2 鉆φ210的凸臺端面4個螺紋孔4XM8底孔4Xφ6.8加工程序 33 致 謝 34 參考文獻 35 第1章 緒 論 加工工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。 機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術(shù)人員在技術(shù)！本設計是有關蝸輪箱體工藝步驟的說明和機床夾具設計方法的具體闡述。工藝設計是在學習機械制造技術(shù)工藝學及機床夾具設計后，在生產(chǎn)實習的基礎上，綜合運用所學相關知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。 1.1課題背景及目的 本課題是基于UG CAD/CAM的箱體wl制造，箱體零件的加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復雜，加工工藝也相對比較復雜，通常都是采用鑄鐵材料。一般先將材料鑄造成毛坯，然后經(jīng)過時效處理后在進行加工，大多采用先面后孔的加工路線。 箱體零件加工具有典型性，對于我們機械設計制造及其自動化的學生來說，通過這次畢業(yè)設計，不僅能夠復習、運用在這四年里所學過的知識，而且還能讓我們把所學到的所有知識都統(tǒng)一起來，融會貫通。這讓我們更全面的了解箱體類零件加工工藝過程和夾具設計等。 機械制造技術(shù)設計是培養(yǎng)機械工程類專業(yè)學生應職應崗能力的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，它要求學生能全面綜合地運用所學的理論和實踐知識，進行零件機械加工工藝規(guī)程和工藝裝備的設計。其基本目的是： （1） 培養(yǎng)工程意識。 （2） 訓練基本技能。 （3） 培養(yǎng)質(zhì)量意識。 （4） 培養(yǎng)規(guī)范意識。 1.2 國內(nèi)外研究狀況 “十五、十一五”期間，由于國家采取了積極穩(wěn)健的財政貨幣政策，固定資產(chǎn)投資力度加大，特別是基礎建設的投資，使冶金、電力、水泥、建筑、建材、能源等加快了發(fā)展，因此，對減速機的需求也逐步擴大。隨著國家對機械制造業(yè)的重視，重大裝備國產(chǎn)化進程的加快以及城市化改造進程的加快，減速機行業(yè)仍將保持快速發(fā)展態(tài)勢，尤其是齒輪減速機的增長將會大幅度提高，這與進口設備大多配套采用齒輪減速機有關。因此，業(yè)內(nèi)專家希望企業(yè)抓緊開發(fā)制造齒輪減速機，尤其是大、中、小功率硬齒面減速機，以滿足市場的需求。 目前，國內(nèi)外動力齒輪傳動正沿著小型化、高速化、標準化、小振動、低噪聲的方向發(fā)展。 1.3課題研究方法 本課題的主要研究箱體對象是小型蝸輪減速器，因此，在著手研究時，先要對這種減速器的箱體結(jié)構(gòu)、特點有一個大致的了解。 蝸輪減速器箱體類零件的主要結(jié)構(gòu)特點是：有一對和數(shù)對要求嚴、加工難度大的軸承支承孔；有一個或數(shù)個基準面及一些支承面；結(jié)構(gòu)一般比較復雜，壁薄且壁厚不均勻；有許多精度要求不高的緊固用孔。 蝸輪減速器箱體類零件的主要技術(shù)要求是對孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支撐孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；孔與孔的軸線之間的相互位置精度（平行度、垂直度）；裝配基準面與加工時的定位基準面的平面度和表面粗糙；各支承孔軸線和平面基準面的尺寸精度、平行度和垂直度。這些技術(shù)要求是保證機器與設備的性能與精度的重要措施 1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 能構(gòu)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(jié)構(gòu)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 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(diào)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(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)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{(diào)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。 3 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(zhuǎn)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(shù)、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(diào)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(zhì)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(diào)整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)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(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)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(shù)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(diào)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(shù)文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗收質(zhì)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(jié)構(gòu)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(shù)水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。 4.各種技術(shù)資料。包括有關的手冊、標準、以及國內(nèi)外先進的工藝技術(shù)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(zhì)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(cè)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1 銑底面。選用X62W臥式銑床 工序2 鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔。選用鉆3025臺式鉆床。 工序3 粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面。 工序4 銑前后Φ65的凸臺面。選用X62W臥式銑床。 工序5 銑Φ36凸臺面。選用X52K立式銑床。 工序6 粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔。 工序7 鉆擴絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°。選用Z3025立式鉆床加工。 工序8 精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序9 精擴絞Φ18H7孔。選用Z3025立式鉆床加工 工序10 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H。選用Z3025立式鉆床加工。 工序11 鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。 工序12 鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。 4.2.2工藝路線方案二 工序1 銑底面。選用X62W臥式銑床 工序2 鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔。選用鉆3025臺式鉆床。 工序3 粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面。 工序4 銑前后Φ65的凸臺面。選用X62W臥式銑床。 工序5 銑Φ36凸臺面。選用X52K立式銑床。 工序6 鉆擴絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°。選用Z3025立式鉆床加工。 工序7 粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔。 工序8 精銑Φ98凸臺的左側(cè)面和工件的左側(cè)面。 工序9 精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序10 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H。選用Z3025立式鉆床加工。 工序11 鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。 工序12 鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。 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。方案一是先加工Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，Φ132孔。，然后以底面為基準經(jīng)過尺寸鏈換算找正Φ18的中心線再來加工孔Φ18H7孔°，而方案二則與此相反，先鉆、擴、鉸φ18mm,倒角45°，然后以孔的中心線為基準找正Φ74孔的中心線來加工孔，這時的垂直度和精度容易保證，并且定位和裝夾都很方便。因此，選擇方案二是比較合理的。 4.4確定工藝過程方案 表 4.1 擬定工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 010 一箱多件沙型鑄造 020 進行人工時效處理 消除內(nèi)應力 030 涂漆 防止生銹 040 銑底面 先加工面 050 鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔 060 粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面 先粗加工 070 銑前后Φ65的凸臺面 080 銑Φ36凸臺面 090 鉆擴絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45° 0100 粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔 0110 精銑Φ98凸臺的左側(cè)面和工件的左側(cè)面 后精加工 0120 精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔 0130 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H 后加工孔 0140 鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H 0150 鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H 0160 檢驗 0170 入庫 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選擇加工設備與工藝設備 5.1.1 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。 5.1.2 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。 2.鉆φ32mm的孔選用錐柄麻花鉆。 3.鉆φ10mm和鉆、半精鉸φ16mm的孔。倒角45°，選用專用刀具。 4.車φ10mm孔和φ16mm的基準面并鉆孔。刀具：選擇高速鋼麻花鉆， 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。 6.拉溝槽R3選用專用拉刀。 5.1.3 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。 5.2確定工序尺寸 5.2.1面的加工（所有面） 根據(jù)加工長度的為60mm，毛坯的余量為3mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)《機械工藝手冊》表2.3-21加工的長度的為60mm、加工的寬度為60mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 5.2.2孔的加工 1. φ132mm. 毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 粗鏜：φ130.4mm 2z=1.6mm 精鏜：φ132H8 2. φ74mm. 毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 粗鏜：φ73mm 2z=1.0mm 精鏜：φ74H8 3. φ18H7mm的孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT6～IT7之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ16mm 2z=2mm 粗鉸：φ17.6mm 2z=0.4mm 精鉸：φ18H7 4. 鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：4-φ6.5mm 2z=3.5mm 擴孔：4-φ12.5mm 2z=0.5mm 鉸孔：4-φ13.5mm 锪平: 4-φ24mm 5. 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔： Φ 10.2-6H 2z=0.9mm 孔口倒角：2X45° 攻絲: M12-6H 6. 鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ8.5mm 2z=0.75mm 攻絲：M10 7. 鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：4-φ6.7mm 2z=0.65mm 攻絲：4-M8-H7 第6章 確定切削用量 6.1 工序10切削用量 本工序為銑底面。已知工件材料為HT200，選擇硬質(zhì)合金端面銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,B=63mm，d=60mm，已知銑削寬度a=60mm，銑削深度a=3mm故機床選用X62W臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，X62W型臥式銑床，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(zhuǎn)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。 6.2 工序20切削用量 本工序為鉆4-φ13.5mm的孔和锪4-φ24的沉頭孔。選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=50mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=35mm故機床選用XA6132臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，查得每齒進給量f=0.20～0.30mm/z、現(xiàn)取f=0.20mm/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0.80mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==23.55m/min 實際進給量： f= f==0.23mm/z 4.校驗機床功率 依據(jù)上道工序校驗的方法，根據(jù)資料所知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知機床功率能夠滿足要求。 t==4.3 min 6.3工序30和工序80切削用量 工序30為粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面，工序80精銑Φ98凸臺的左側(cè)面和工件的左側(cè)面，所選刀具為高速鋼端面銑刀其直徑為D=100mm，齒數(shù)z=10。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料，查得粗銑和精銑每齒進給量fz=0.10～0.35mm/z，現(xiàn)取fz=0.20mm/z。 2.選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)資料，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為2.0mm，耐用度T=130min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=255r/min,Vfc=300mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==80.1m/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=255/60=4.25r/s，=100mm，=2.5mm，=0.2mm/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＞4.95kw 故機床功率足夠。 6.4 工序40切削用量 本工序為銑前后Φ65的凸臺面。所選刀具為端面銑刀，銑刀直徑D=80mm，根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀d=27mm，L=36mm,Z=10，已知銑削寬度a=65mm，銑削深度a=3mm故機床選用X62W臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，查得每齒進給量f=0.10～0.35mm/z、現(xiàn)取f=0.30mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為2.0mm，耐用度T=120min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=80mm，銑削寬度a=65mm，銑削深度a =3mm，耐用度T=120min時。 根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min。 則實際切削： Vc = Vc==75.36m/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=300/60=5r/s，=80mm，=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＜7.5kw 故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速為235r/min,則: Vc ===59m/min 將其帶入公式得: =5.8kw＜6.375kw 故機床功率夠。 6.5工序50切削用量 本工序為銑Φ36凸臺面，加工條件為：工件材料為HT200,選用X52K機床。刀具選擇：選擇高速鋼端面銑刀，D=50mm。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，查得每齒進給量f=0.10～0.35mm/z、現(xiàn)取f=0.30mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為2.0mm，耐用度T=110min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=50mm，銑削寬度a=36mm，銑削深度a =3.5mm，耐用度T=100min時。 根據(jù)X52K型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min。 則實際切削： Vc = Vc==47.1m/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=8個齒，n=235/60=3.9r/s，=36mm，=3.5mm，=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＞3.06kw 故機床功率夠。 6.6 工序60的切削用量 本工序為鉆擴絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°，刀具選用高速鋼復合鉆頭，直徑d=16mm，擴孔鉆和Φ18的鉸刀，使用切削液 1.鉆Φ16的底孔 參考文獻1表2.4-38，并參考鉆床說明書，取鉆孔時進給量f=0.45mm/r， 參考文獻1表2.4-41，用插入法求得鉆孔的切削速度v=0.35m/s=21m/min，由此算出轉(zhuǎn)速為： 417.9r/min 2.擴Φ17.6的孔 參考文獻1表2.4-50，并參考機床實際進給量，取f=0.99mm/r， 參考文獻4表3-54，擴孔的切削速度為（1/2—1/3）V鉆，故?。? 由此算出轉(zhuǎn)速： 。按機床實際轉(zhuǎn)速取n=190r/min。 3.鉸Φ18H7孔 參考文獻1表2.4-58，鉸孔的進給量取f=1.6mm/r。 參考文獻1表2.4-60，取鉸孔的切削速度為v=0.121m/s=7.26m/min，由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機床實際轉(zhuǎn)速取128r/min。 6.7工序70和工序90的切削用量 工序70為粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔。工序90為精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。查文獻2表3.2-10，得粗鏜以后的孔為Φ73和Φ130.4，故兩孔的精鏜余量Za=0.8mm和Zb=0.5mm。鏜孔時要保證孔與Φ18H7孔的垂直度要求，鏜孔時的孔中心線要由Φ18H7的中心線來保證。 粗鏜Φ132H7孔時 粗鏜Φ132孔時因余量為4.2mm，故=4.2mm。根據(jù)參考文獻1表2.4-180查取v=0.6m/s=36m/min。進給量f=1mm/r。 r/min 取機床轉(zhuǎn)速為86r/min。 2. 精鏜Φ132H7孔時 粗鏜Φ132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(zhuǎn)速為174r/min。 3. 粗鏜Φ74H7孔時 粗鏜Φ74孔時因余量為3.5mm，故=3.5mm。根據(jù)參考文獻1表2.4-180查取v=0.7m/s=42m/min。進給量f=1mm/r。 r/min 取機床轉(zhuǎn)速為178r/min。 4. 精鏜Φ74H7孔時 粗鏜Φ74孔時因余量為0.5mm，故=0.5mm。根據(jù)參考文獻1表2.4-180查取v=1.4m/s=84m/min。進給量f=0.15mm/r。 r/min 取機床轉(zhuǎn)速為361r/min。 6.8 工序100的切削用量 本工序為鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z525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Φ10.2的切削速度為v=0.36m/s=21.8m/min，由此算出轉(zhuǎn)速：n =。取攻絲時的切削速度為：0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機床實際轉(zhuǎn)速去n=272r/min。 6.9 工序110的切削用量 本工序為鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H，攻螺紋M12-6H，刀具選用錐柄麻花鉆，直徑d=10mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3025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(zhuǎn)速：n =。取攻絲時的切削速度為：0.21m/s=12.56m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n =。 6.10 工序120的切削用量 本工序為鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H°，攻螺紋M12-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=8mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3025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Φ6.7的切削速度為v=0.35m/s=21m/min，由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機床實際轉(zhuǎn)速去n=1000r/min。取攻絲時的切削速度為：0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機床實際轉(zhuǎn)速去n=400r/min。 4 夾具設計 4.1 鏜孔夾具設計 本次設計以加工工序中為例。 4.1.1確定設計方案 因為需要加工的孔在側(cè)面，而鏜床加工方式也是橫向加工，所以需要使孔與加工方向一致。先固定箱底底座，通過孔將箱體與夾具同向固定；在用夾板固定箱體的頂面保證加工時不會應為切削力過大而使箱體晃動影響誤差。 4.1.2 切削力的計算與夾緊力分析 本工序是要完成孔的鏜加工： 鏜切削力的計算：；鏜削力矩 ：。 式中： 加工本道工序時，需要使箱體工件的底平面與工件臺緊靠，確保加工的精確性，使用帶光滑面的壓塊通過壓緊螺釘使箱體工件底平面與工件臺充分的夾緊，減少加工誤差。該工件主要是靠壓緊螺母使箱體與工件臺加緊，夾緊力計算公式： 式中： —單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）； —原始作用力（N）； —作用力臂（mm）； —螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm）； —螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； —螺紋中徑之半（mm）； —螺紋升角（°）； —螺旋副的當量摩擦角（°）。 由夾緊力公式得點接觸的單個普通螺旋夾緊力： 4.1.3鏜套、襯套、鏜模板及夾具體設計 本工序的工藝孔需要粗加工、半精加工、精加工。為了方便選用固定鏜套以減少更換鏜套的輔助時間。鏜模板選用固定式鏜模板，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊，在側(cè)面使用對刀塊進行定位。 4.1.4鏜桿與浮動接頭 鏜夾具和刀具、輔助工具有緊密的聯(lián)系，設計最好先把刀具和輔助工具的結(jié)構(gòu)形式定下來，否則夾具設計不能采用。鏜床使用的工具有很多，如鏜桿、鏜桿接頭和對刀裝置等。 鏜孔直徑D、鏜桿直徑d與鏜刀截面的尺寸關系 D d 當鏜桿導向部分直徑時，常采用插入式結(jié)構(gòu)。耐磨材料，如銅或鋼， 使用時間長后磨損，可在下面加墊片，這樣可以減少摩擦，減少誤差。 如上表，我選取鏜孔直徑為90、鏜桿直徑d=90、鏜刀截面尺寸。 4.1.5夾具精度分析 本道工序主要加工的孔還要保證表面粗糙度。因為最后要進行精鏜加工，所以選用直徑為mm標準硬質(zhì)合金鏜刀，加工時鏜套是必不可少的，否則鏜孔的會對精度要求有很大的影響。導套孔直徑為該工藝孔的最大實體尺寸要求。 保證工藝孔表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步粗鏜-半精鏜-精鏜滿足粗糙度要求。影響兩工藝孔位置度的因素有： （1）鏜模板上裝襯套孔的尺寸公差： （2）兩襯套的同軸度公差： （3）襯套與鉆套配合的最大間隙： （4）鉆套的同軸度公差： （5）鏜套與鏜刀配合的最大間隙： 所以能滿足加工要求。 4.1.6鏜模支架和底座設計 鏜模支架和底座多為鑄鐵件常用的一般為HT200,因為鑄鐵件更利于加工，硬度適中而且不會影響刀具或損壞刀具。所有的支架和底座都用圓柱銷和螺釘緊固。下圖為鏜模支架典型結(jié)構(gòu)和尺寸。 鏜模底座其典型結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖： 鏜模底座需要安裝加強筋，因為加工工時有較大的扭曲應力都靠鏜模底座支撐，所以要一定的剛性強度。另外定位元件和支撐結(jié)構(gòu)要在鏜模底座平面的基礎上要高出3-4mm，也就是在鏜模底座基礎上鑄出3-4mm的凸臺來安裝定位元件支撐結(jié)構(gòu)。另外凸臺還要刮研來保證平面的光滑性。 5 數(shù)控編程 5.1 銑φ210的凸臺(φ180大孔端面)加工程序 φ50的面銑刀加工 % 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-99.402 N210 X-43.74 Y-105.816 N215 X-219.827 Y-194.071 N220 X-153.91 Y-161.033 N225 X-192.556 Y-146.846 N230 X-252.388 Y-176.833 N235 X-273.925 Y-154.071 N240 X-215.652 Y-124.864 N245 X-229.094 Y-98.044 N250 X-287.367 Y-127.251 N255 X-292.715 Y-96.374 N260 X-232.883 Y-66.386 N265 X-287.039 Y-59.972 N270 X-221.121 Y-26.934 N275 Z80. N280 G0 X-110.951 Y28.284 N285 Z75. N290 G1 Z71. F500. N295 X-176.869 Y-4.754 N300 X-138.223 Y-18.942 N305 X-78.391 Y11.046 N310 X-56.854 Y-11.717 N315 X-115.127 Y-40.923 N320 X-101.685 Y-67.743 N325 X-43.412 Y-38.537 N330 X-38.064 Y-69.414 N335 X-97.896 Y-99.402 N340 X-43.74 Y-105.816 N345 X-219.827 Y-194.071 N350 X-153.91 Y-161.033 N355 X-192.556 Y-146.846 N360 X-252.388 Y-176.833 N365 X-273.925 Y-154.071 N370 X-215.652 Y-124.864 N375 X-229.094 Y-98.044 N380 X-287.367 Y-127.251 N385 X-292.715 Y-96.374 N390 X-232.883 Y-66.386 N395 X-287.039 Y-59.972 N400 X-221.121 Y-26.934 N405 Z80. N410 G0 X-110.951 Y28.284 N415 Z72. N420 G1 Z70.5 F500. N425 X-176.869 Y-4.754 N430 X-138.223 Y-18.942 N435 X-78.391 Y11.046 N440 X-56.854 Y-11.717 N445 X-115.127 Y-40.923 N450 X-101.685 Y-67.743 N455 X-43.412 Y-38.537 N460 X-38.064 Y-69.414 N465 X-97.896 Y-99.402 N470 X-43.74 Y-105.816 N475 X-219.827 Y-194.071 N480 X-153.91 Y-161.033 N485 X-192.556 Y-146.846 N490 X-252.388 Y-176.833 N495 X-273.925 Y-154.071 N500 X-215.652 Y-124.864 N505 X-229.094 Y-98.044 N510 X-287.367 Y-127.251 N515 X-292.715 Y-96.374 N520 X-232.883 Y-66.386 N525 X-287.039 Y-59.972 N530 X-221.121 Y-26.934 N535 Z80. N540 M5 N545 G91 G28 Z0. N550 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0. N555 G90 N560 M30 % 5.2 鉆φ210的凸臺端面4個螺紋孔4XM8底孔4Xφ6.8加工程序 使用φ6.8的鉆頭 % O43435 N5 G90 G40 G80 G17 N10 M6 T1 N15 M3 S500 N20 G0 G90 G43 Z81. N25 X-257.916 Y-52.15 N30 G1 X-257.916 Y-52.15 Z52.957 F300. N35 G0 Z81. N40 X-196.133 Y-175.42 N45 G1 Z52.957 F300. N50 G0 Z81. N55 X-72.863 Y-113.637 N60 G1 Z52.957 F300. N65 G0 Z81. N70 X-134.646 Y9.633 N75 G1 Z52.957 F300. N80 G0 Z81. N85 Z80. N90 M5 N95 G91 G28 Z0. N100 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0. N105 G90 N110 M30 % 致 謝 首先感謝母校，是她給我一個難得的學習機會，讓我在即將畢業(yè)之際學到了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的畢業(yè)設計，使我在理論和動手能力上都有了進一步的提高。 作為一名即將完成學業(yè)，離開學校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個學習的機會，創(chuàng)造了美好的學習生活環(huán)境，讓我在這里學到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學和朋友，是他們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！ 經(jīng)過這次設計，提高了我很多的能力，比如實驗水平、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助我將無法順利完成這次設計。 參考文獻 [1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎.化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004