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目 錄
摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
1 緒論 3
1.1課題背景 3
1.2夾具的發(fā)展史 3
1.3小結(jié) 4
2 I軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計 5
2.1零件的分析 5
2.1.1零件的作用 5
2.1.2零件的工藝分析 5
2.2確定生產(chǎn)類型 5
2.3確定毛坯 5
2.3.1確定毛坯種類 5
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 5
2.3.3繪制鑄件零件圖 5
2.4工藝規(guī)程設(shè)計 6
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 6
2.4.2制定工藝路線 8
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 8
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9
2.5確定切削用量及基本工時 11
2.5.1工序1：車肩胛面成型 11
2.5.2工序2：鉆,擴φ75中孔,車端面，倒角 12
2.5.3工序3：挖環(huán)槽 14
2.5.4工序4：鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 15
2.5.5工序5：攻M10×1.5的螺紋 16
2.5.6工序6：銑B,D,C三平面 17
2.5.7工序7：鉆Φ10的孔 17
2.5.8工序8：鉆Φ5短斜孔 19
2.5.9工序9：鉆Φ5長斜孔 20
2.5.10工序10：粗鏜Φ90的孔 21
2.5.11工序11：精鏜孔Φ90 22
2.6本章小結(jié) 23
3 專用夾具設(shè)計 24
3.1鉆φ5長斜孔夾具設(shè)計說明書 24
3.1問題的提出 24
3.2夾具的設(shè)計 29
3.3本章小結(jié) 29
4 鉆φ5長斜孔刀具設(shè)計說明書 30
4.1刀具類型的確定 30
4.2刀具設(shè)計參數(shù)的確定 30
4.3刀具工作草圖的確定 30
5 鉆φ5長斜孔量具設(shè)計說明書 31
5.1量具類型的確定 31
5.2極限量具尺寸公差的確定 31
5.3極限量具尺寸公差圖的確定 31
5.4極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計 31
5.5本章小結(jié) 31
6 第一道工序數(shù)控編程說明書 33
6.1 工藝性分析與編程原點的確定及數(shù)值計算 33
6.2數(shù)控編程具體程序 34
7 畢業(yè)設(shè)計體會 35
參考文獻 37
致 謝 38
1 緒論
1.1課題背景
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類文明進步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2夾具的發(fā)展史
夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。
1.3小結(jié)
一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
38
工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
2 I軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的主軸箱I軸軸承座。它位于車床變速機構(gòu)中，主要固定軸承作用，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT15-33，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是I軸軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
(1) 中心圓孔φ90。
(2) φ135的外圓及其端面與φ90中心圓孔的垂度要求為0.03mm
(3) φ90與φ75孔同軸度的要求為0.10mm
(4)寬度為20的肩胛面與中心孔有0.03的垂直度要求。
由上面分析可知，可以先加工I軸軸承座φ135的外圓及其寬度為20的肩胛面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此I軸軸承座零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此I軸軸承座零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT15-33?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊》125頁表1-4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為3mm。
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
①粗基準(zhǔn)的選擇
以零件的左端φ120外圓為主要的定位粗基準(zhǔn)，以寬度為20的肩胛面為輔助粗基準(zhǔn)。
②精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的φ135的外圓及其肩胛面作為主要的定位精基準(zhǔn)．
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
表2.1工藝路線方案一
工序號
工序內(nèi)容
工序一
加工出φ135的外圓及其肩胛面與端面保證尺寸37mm
工序二
車φ135的外圓的端面保證尺寸35mm
工序三
鉆、擴φ75中孔
工序四
粗鏜中孔
工序五
挖環(huán)槽，主要是一次加工中孔內(nèi)環(huán)槽
工序六
精鏜中孔
工序七
鉆Φ１４及3-Φ9的通孔
工序八
鉆孔、攻絲2-M10
工序九
銑B,D,C三平面
工序十
鉆φ10孔
工序十一
鉆φ5短斜孔
工序十二
鉆φ5長斜孔
工序十三
鉗工打毛刺
工序十四
對零件各尺寸進行完工檢測
工序十五
用毛刷沾防銹油為零件防銹
工序十六
按照倉庫標(biāo)識進行擺放
表2.2工藝路線方案二
工序號
工序內(nèi)容
工序一
車端面成型，加工出φ135的外圓及其肩胛面
工序二
鉆、擴φ75中孔與端面保證尺寸35mm
工序三
挖環(huán)槽，主要是一次加工中孔內(nèi)環(huán)槽
工序四
鉆Φ１４及3-Φ9的通孔
工序五
鉆孔、攻絲2-M10
工序六
銑B,D,C三平面
工序七
鉆φ10孔
工序八
鉆φ5短斜孔
工序九
鉆φ5長斜孔
工序十
熱處理
工序十一
粗、精鏜中孔
工序十二
鉗工打毛刺
工序十三
對零件各尺寸進行完工檢測
工序十四
用毛刷沾防銹油為零件防銹
工序十五
按照倉庫標(biāo)識進行擺放
工藝立方案的比較與分析：
上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序集中減少了二次裝夾帶造成裝夾誤差，批量生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對中批量生產(chǎn)是很合適的，同時增加了粗加工后的熱處理，這樣可以由于加工造成的中工應(yīng)力，從而使提零件使用過程中出現(xiàn)變形。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很分散，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求，同時有由在精加工前進行去應(yīng)力熱處理造成零件在使用過程中出現(xiàn)變形。經(jīng)過對兩種工藝方案的比較，考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是中批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機床的選擇
工序70采用X6022型臥式銑床
工序50、60、80、90、100 采用Z535立式鉆床
工序110采用T618臥式鏜床
工序20、30、40數(shù)控車床TY-6135
②選擇夾具
該軸承座的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鏜孔φ90，由于精度高，可采用硬質(zhì)合金鏜刀，其它各也的加工用高高速鋼麻花鉆便可．
④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經(jīng)濟度、粗糙度
工序號
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
車肩胛面成型
3
IT9
φ135
3.2
-0.05
0.05
2
鉆擴φ75中孔
IT12
φ75, φ84
12.5
-0.1
0.1
3
挖環(huán)槽
IT10
6.3
-1
1
4
鉆Φ１４及3-Φ9的通孔
IT12
Φ9
12.5
-0.05
0.05
5
鉆孔、攻絲2-M10
IT10
2-M10
6.3
6
銑B,D,C三平面
3
IT10
6.3
-0.1
0.1
7
鉆φ10孔
IT12
φ10
12.5
-0.1
0.1
8
鉆φ5短斜孔
IT12
φ5
12.5
-0.1
0.1
9
鉆φ5長斜孔
IT12
φ5
3.2
-0.02
0.02
11
粗、精鏜中孔
3
IT8
φ90
3.2
-0.02
0.02
該零件的軸向加工時，采用數(shù)控機床工序集中的原則，一次加工成型，同時采用基準(zhǔn)重合原則，這樣保證了各加工面的形位公差要求，由于此零件結(jié)構(gòu)簡單，同時在加工中采用了工序集中原則，所以在各工序安排中不存在基準(zhǔn)不重合誤差避免了由于基準(zhǔn)不重合造成的加工難度，也滿足了零件各表面形位公差的要求，符合零件設(shè)計者最初思想，下面是采用基準(zhǔn)重合原則加工所形成軸向工序尺寸鏈圖：
φ90孔軸向工序尺寸鏈如下圖
2.5確定切削用量及基本工時
2.5.1工序1：車肩胛面成型
機床：TY-6135數(shù)控車床，刀具：45度車刀,因其單邊余量：Z=3mm
所以車削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取車削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際車削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.5.2工序2：鉆,擴φ75中孔,車端面，倒角
工件材料為HT15-33鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為TY-6135數(shù)控車床。鉆頭為?73mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。45度車刀
確定鉆削用量
①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查TY-6135數(shù)控車床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查TY-6135數(shù)控車床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
③校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.76min
擴Φ75的通孔
加工機床為TY-6135數(shù)控車床。擴孔鉆為?74.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆；
確定擴孔切削用量
①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-31，有
。根據(jù)TY-6135數(shù)控車床說明書，取=0.57mm/r。
②確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機床說明書，取。實際切削速度為
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.16min
2.5.6工序3：挖環(huán)槽，為了簡便起見三個槽僅算一個
機床：TY-6135數(shù)控車床
①車寬４的槽
車削深度
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際車削速度：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
共三個環(huán)槽所以0.43X3=1.23
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：2.03min
2.5.6工序４：鉆Φ１４及3-Φ9的通孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：9直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min
2.5.14工序5：攻M10×1.5的螺紋
機床：Z535立式鉆床
刀具：細柄機用絲錐（）
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.33min
2.5.7工序6：銑B,D,C三平面
機床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：較大
所以銑削深度暫定：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為5
機動時間：，0.127×5×3=1.91
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.57min
2.5.13工序7：鉆Φ10的孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：10直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min
2.5.13工序8：鉆Φ5短斜孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：5直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min
2.5.13工序9：鉆Φ5長斜孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：5直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min
2.5.9工序10：粗鏜Φ90的孔:
機床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-41取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min
2.5.9工序11精鏜孔Φ90:
機床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實際切削速度，：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：1.86min
in
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。
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3 鉆φ5長斜孔工序夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工此軸承座零件時，需要設(shè)計專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計鉆φ5長斜孔夾具一套。
3.1問題的提出
本夾具主要用來鉆φ5長斜孔。這個孔中心線與φ135外圓有尺寸精度要求為，與中心孔軸線夾角為30度。因為位置精度要求不高，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。
3.2夾具的設(shè)計
①定位基準(zhǔn)的選擇
此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為5直柄加長自制麻花鉆。由零件分析，選擇用φ135外圓加上寬為20的一面定位，就可以限制5個自由度，在由下面的小孔加個銷就可以實現(xiàn)完全定位。
②定位元件與夾緊元件的選擇：
圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80）
查參考文獻[1]，表5.2-6，選用固定式定位銷
壓緊采用螺旋夾緊，如下圖圖3.1２
圖3.1２
③切削力與夾緊力的計算
由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻[1]，表2.4-69得：
軸向力F：
扭矩M：
式中：
∴
如圖：
圖3.14 扭矩圖
夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對與夾具體沒有移動就可以了。
④鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計
該孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求?？紤]到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻[1]，表5.2-13選用可換鉆套，當(dāng)磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。
表3.1 可換鉆套
d
D
H
h
C
r
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
5
+0.041
+0.020
30
+0.021
+0.008
46
42
25
12
5.5
18
1
3
2.5
圖3.16 鉆套用襯套
表3.2 鉆套用襯套
d
D
H
C
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
30
+0.041
+0.020
42
+0.033
+0.017
25
1
3
圖3.17 鉆套螺釘
表3.3 鉆套螺釘
d
L1
d1
D
d2
L
L0
n
t
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
M8
5.5
+0.20
+0.05
12
-0.05
-0.16
20
6
22
11.5
2
2.5
鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調(diào)整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見鉆孔裝配圖。
⑤夾具精度分析
利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進行精度分析和誤差計算。
由工序可知，本道工序只需鉆φ5孔，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖）。其計算同前面的計算相同。
轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）：
圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖
除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有：
1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差：
2）、襯套與鉆套配合的最大間隙：
3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙：
4）、鉆套的同軸度公差：
∴綜合誤差為：
能滿足零件要求。
⑥夾具體設(shè)計
夾具體的設(shè)計參考鉆孔夾具體零件圖。
3.3本章小結(jié)
在本章是對夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和分析其精確度的階段。重點在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個圓柱銷和一個削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時，分別用了移動和轉(zhuǎn)動壓板。最后設(shè)計出夾具體，參考有關(guān)資料計算夾具的定位誤差。
4 鉆φ5長斜孔工序刀具設(shè)計說明書
1. 刀具類型確定
此道工序保證的尺寸精度要求較高φ90內(nèi)孔端面必須垂直，因此選90度閉孔鏜刀。
2. 刀具設(shè)計參數(shù)確定
序號
項目
數(shù)據(jù)來源或公式計算
采用值
1
刀具類型
表2-6、2-7
直柄麻花鉆
2
刀具材料
W18Cr4V
3
幾何角度
表2-7、2-8、2-9
Λs=-4度 γo=15度
αo=8度 αo’=6度κr=90度κr’=56度 γε=2mm
4
斷削參數(shù)前面型式
表2-11、2-12（f=1.3mm/r）
帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面
Ln=3.5mγo1=-5度 br1=0.045 qn=2
5
過渡刃
表2-13（ap=0.5mm）
過渡刃和修光刃 bε=0.18
7
外型結(jié)構(gòu)尺寸
表3-5（刀具設(shè)計手冊）
3. 刀具工作草圖
5 鉆φ5長斜孔工序量具設(shè)計說明書
設(shè)計Ф90D7孔的塞規(guī)，首先確定被測孔的極限偏差，查公差書第三章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得Ф90D7的上偏差ES=+0.021mm,下偏差EI=0mm。公差等級為IT7。
1. 量具類型確定
Ф90D7的量具查得用圓柱柄圓柱塞規(guī)。
2. 極限量具尺寸公差確定
（1） 確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT7尺寸φ20的量規(guī)公差為T=0.0024mm,位置要素Z=0.0034mm.。
（2）計算工作量規(guī)的極限偏差：
φ20H7孔用塞規(guī)：
通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=（0+0.0034+0.0012）=+0.0046mm
下偏差=EI+Z-T/2=（0+0.0034-0.0012）=-0.0022mm
磨損極限= EI=0mm
止規(guī)：上偏差=ES=+0.021mm
下偏差=ES-T=（+0.021-0.0024）=+0.0186mm
3. 極限量具尺寸公差帶圖
4. 極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計
6 第一道工序數(shù)控編程設(shè)計說明書
第一道工序車端面成型，加工φ135的外圓及其肩胛面數(shù)控編程設(shè)計說明書，本程序采用仁和數(shù)控系統(tǒng)進行程序編制.
1 工藝性分析與編程原點的確定及數(shù)值計算:該工序采用一次性裝夾完成，保證了外圓與肩胛面的垂直度要求，同時由于該工序是加工余量為3mm，直接由毛坯加工到產(chǎn)品圖尺寸，故采用三次走刀完成，切削深度為1mm，具體切用見程序。采用90度硬質(zhì)合金外圓車刀與3mm槽刀，在編程時考慮到計算方便，我們采用絕對編程，同時坐標(biāo)原點確定在胛肩面與軸線交點處，由于肩胛面與外圓毛坯為23mm與138mm故坐標(biāo)軸分別通過計算得出，Z=22、Z=21 、Z=20、X=137、X=136、X=135。具體走刀路線如下：粗實線為刀具切削路線，細實線為空走刀路線，走刀順序按照字
母順序ABCDEFGH。
，
走刀路線
6.2 數(shù)控編程具體程序
具體如下：
1 M03 2 T01 S1400 3 G00 X140 Z58
4 G01 X137 F800 5 Z24 F200 6 Z 22.8 7 X163 F450 8 Z22.3 F300 9 X137 10 Z 22.2 F100 11 X163 F450 12 Z21.7 13 X137 14 Z21.6 F100 15 X163 F450 16 Z21 17 X137 18 Z20.9 F100 19 X163 F450 20 Z20.4 21 X137 22 Z20.3 F100 23 X163 F450 24 Z56 F1500 25 X136 F500 26 Z20.15 27X163 F400 28 Z56 F1000 29 X135 F400 30 Z20 F200 31 X163 F400 32 T02 S550 33 G00 X—163 Z20 34 G01 X—138 F400 35 X—134 F100 36 X—163 F1000 37 G26 38 M30
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第五部分 畢業(yè)設(shè)計體會
時至今日，幾個禮拜的畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個句號了，但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過樂趣盡在其中呀！沒有接受任務(wù)以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié) ，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)。
首先，先對零件進行了分析，通過對零件有一個大概的了解。然后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計的前期準(zhǔn)備工作，好的開端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書館、資料室去雖說是比較原始的方式，但確實也在那里找到了好多有用的資料?？傊还芡ㄟ^哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。
其次，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。
最后，就是著手搞了。剛開始設(shè)計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計。老師給我們詳細講解了機械設(shè)計應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖
在設(shè)計期間，遇到不懂的問題時，指導(dǎo)老師們都能細心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個人的設(shè)計課題不一樣，但我們之間還是會經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會了知識，而且還鍛煉了我們的團隊精神。在這次設(shè)計中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們在設(shè)計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設(shè)計，一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。
我還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。
參 考 文 獻
[1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1．
[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．
[3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．
[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10．
[6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4．
[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．
[8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
[9] 王先逵．機械制造工藝學(xué)[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12．
[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987．
[12] 王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002．8．
致謝
在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計就會做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計是在xxx老師悉心指導(dǎo)下完成的。x老師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計的過程中也遇到了不少的問題，x老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計的進展情況、細心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計。
在論文工作中，得到了機電工程學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！