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貴州大學本科畢業(yè)論文（設計）
DG-178型電動輪椅結構減速器殼工藝設計
所在學院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
指導老師
貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 I 頁
摘 要
本文是對DG-178型電動輪椅結構減速器殼零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對DG-178型電動輪椅結構減速器殼零件的工序的加工設計了專用夾具.
機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容是設計DG-178型電動輪椅結構減速器殼夾具設計。
關鍵詞： DG-178型電動輪椅結構減速器殼，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 IV 頁
Abstract
This article is for DG-178 electric wheelchair reducer shell parts processing application and process analysis process, including analysis of the parts diagram, rough choice, formulate fixture, process route of parts, tool selection, cutting parameters determination process to fill the file. Select the correct processing methods, the rational design of machining processes. In addition, the processing of DG-178 electric wheelchair parts reducer shell processes designed a special fixture.
Many types of jigs and fixtures, in which the most widely used generic fixture, size and more standardized, and a professional factory for production. Widely used in mass production, special fixtures designed for a workpiece machining process service, all you need to design and manufacture their own factories processing the workpiece. The main content of this paper is to design fixture design DG-178 electric wheelchair reducer shell fixture design.
Key Words: DG-178 electric wheelchair reducer housing, processing, processing methods, process documents, fixtures
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第1章 緒論 1
1.1 機械加工工藝概述 1
1.2機械加工工藝流程 1
1.3夾具概述 2
1.4機床夾具的功能 2
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 2
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3
第2章DG-178型電動輪椅結構減速器殼的加工工藝規(guī)程設計 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確定生產類型 6
2.3確定毛坯 6
2.3.1確定毛坯種類 6
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 6
2.4工藝規(guī)程設計 7
2.4.1選擇定位基準 7
2.4.2制定工藝路線 8
2.4.3 工藝方案的比較與分析 9
2.4.4選擇加工設備和工藝設備 10
2.4.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10
2.5確定切削用量及基本工時 12
第3章 銑大孔端面夾具設計 18
3.1 夾具的設計 18
3.1.1 定位分析 18
3.1.2 定位原理 18
3.1.3 定位元件的分析 19
3.1.4 夾緊元件的選擇 19
3.1.5切削力及夾緊力的計算 19
3.1.6定位誤差的分析 21
3.2 零、部件的設計與選用 22
3.3 夾具設計及操作的簡要說明 23
第4章 鉆端面6孔夾具設計 24
4.1 夾具的設計 24
4.1.1 定位分析 24
4.1.2 定位原理 24
4.1.3 定位元件的分析 25
4.1.4 夾緊元件的選擇 26
4.1.5定位誤差的分析 27
4.1.6切削力及夾緊力的計算 28
4.2 夾具設計及操作的簡要說明 29
結 論 30
參 考 文 獻 31
致謝 32
貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 34 頁
第1章 緒論
1.1 機械加工工藝概述
機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。
技術人員根據產品數(shù)量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機械加工工藝流程
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產綱領，確定生產類型。
2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術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量、生產率和產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。
1.4機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。
（1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀
國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。
6）提高機床夾具的標準化程度。
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。
精密化
隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標準化
機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
采用二維CAD軟件進行設計，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端。現(xiàn)在，大量三維實體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、SoIidedge等，推動了設計領域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實體模型，還可利用設計出三維模型進行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機構分析、動態(tài)干涉檢查、動力學分析、強度分析等，并且與其它軟件配合可進行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結合夾具設計的復雜性、高精度性等特點．采用了易學易懂的3D三維實體造型軟件來實現(xiàn)設計過程。
第2章DG-178型電動輪椅結構減速器殼的加工工藝規(guī)程設計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是DG-178型電動輪椅結構減速器殼。我們都知道齒輪箱的質量非常好，不僅關系到齒輪的外觀，更影響使用，以更好地測量齒輪箱達到的目標，必須有以下的建議：
1，錘子敲打變速箱殼體提供，沒有重摔。
2，也會發(fā)生上述問題，沙眼，但相對較慢。
3齒輪新屋開工所要做的就是防止生銹和泄漏齒輪箱的最重要的方面之一，良好的底漆外殼要注意的是外觀。
4減速機殼體薄，易發(fā)生破裂，導致油的泄漏，從而導致潤滑不足，散熱不好，影響使用的變速箱。
齒輪箱的質量對今后的工作流程產生直接的影響。
2.1.2零件的工藝分析
圖1.1 DG-178型電動輪椅結構減速器殼零件圖
零件的材料為壓鑄鋁合金，鋁的材料的部件壓鑄，鑄造性能和優(yōu)異的切削性能。以下是在表面位置和加工表面DG-178電動輪椅減少處理要求之間的船體結構的要求：
電動輪椅外殼減速DG-178結構比較復雜，多面加工，技術要求高，勞動密集的加工。因此，箱體結構質量保證流程的過程中，提高生產效率，降低生產成本高。
DG-178模型具有一定的位置，需要在它們之間的電動輪椅的結構幾殼表面減少加工的，說明如下：
（1）φ37φ28孔的位置要求的公差孔。
（2）孔φ37，φ28孔和垂直0.03公差要求鍵合至表面的平面。
（3）22孔，φ15孔和垂直0.03公差要求鍵合至表面的平面。
2.2確定生產類型
已知此DG-178型電動輪椅結構減速器殼零件的生產類型為大批量生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為壓鑄鋁合金?？紤]零件結構簡單，根據任務書，故選擇壓鑄毛坯。
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀
查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》172頁表1-4-7
查《機械加工余量手冊》，取部分圖表如2-4所示。得到毛坯余量。詳細尺寸見附錄A《毛坯圖紙》。
表2-4 與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機械加工余量
尺寸公差等級
CT
3
4
5
6
7
8
加工余量等級
MA
C
D
D
E
D
E
F
D
E
F
D
E
F
G
H
基本尺寸
加工余量數(shù)值
≤100
0.5
0.4
0.6
0.5
0.8
0.6
0.9
0.8
0.8
0.6
1.0
0.8
1.5
1.5
1.0
0.7
1.5
0.9
2.0
1.5
1.5
0.8
1.5
1.0
2.0
1.5
2.5
2.0
3.0
2.5
＞100~160
0.6
0.5
0.9
0.8
1.0
0.8
1.5
1.5
1.0
0.9
1.5
1.5
2.0
2.0
1.5
0.9
2.0
1.5
2.5
2.0
1.5
1.5
2.0
1.5
2.5
2.0
3.0
2.5
4.0
3.5
＞160~250
0.8
0.7
1.5
1.0
1.5
1.0
2.0
1.5
1.5
1.5
2.0
2.0
2.5
2.5
1.5
1.5
2.5
2.0
3.0
2.5
2.0
1.5
2.5
2.0
3.0
2.5
4.0
3.5
5.0
4.5
＞250~400
0.9
0.8
1.5
1.5
1.5
1.5
2.0
2.0
2.0
1.5
2.5
2.5
3.5
3.0
2.0
1.5
2.5
2.0
3.5
3.0
2.5
2.0
3.0
2.5
4.0
3.5
5.0
4.5
6.5
6.0
因箱體零件形狀較為復雜且生產批量大，故毛坯選用鑄件造型方法為金屬模機械砂型鑄造。查《切削加工簡明實用手冊》[6]得鑄件機械加工余量見表2-4，蝸輪箱體毛坯圖見附錄。
表2.5 鑄件加工各面總余量
加工表面
尺寸公差等級CT
加工余量等級MA
加工余量/mm
備 注
結合面
8
G
4
單 面
基本尺寸/mm
加工余量/mm
附 注
內孔φ37孔
3.5
雙 側
孔φφ28孔
3.5
雙 側
孔φ22孔
3.5
雙 側
2.4工藝規(guī)程設計
2.4.1選擇定位基準
①粗基準的選擇
在主粗定位的孔部的下端引用更大針對粗糙表面用于輔助參考。
②精基準的選擇
為了確保準確性，并考慮具體的夾緊件和實踐，按照“區(qū)域痕跡”的原則和“標準單位”治療后孔經過精密定位為主要參考的原則，經過孔的定位精度基準助劑。
2.4.2制定工藝路線
取決于零件，尺寸精度和位置精度等技術要求和加工方法的幾何形狀可以實現(xiàn)經濟準確地，在生產計劃的情況下，已經確定，可以考慮使用各種有特殊設施的工具，并努力使集中，以提高生產力的過程。此外，對經濟的影響，也應考慮到降低生產成本盡可能。選擇的治療和接合處理程序的方法的部分是：
現(xiàn)確定工藝路線如下：
方案一：
00 壓鑄 壓鑄毛坯
10 銑 粗銑結合面
20 銑 精銑結合面
30 鏜 粗鏜φ37孔、φ28孔
40 鏜 精鏜φ37孔、φ28孔
50 鏜 粗鏜φ22孔、φ15孔
60 鏜 精鏜φ22孔、φ15孔
70 鉆 鉆4×M6-7H孔底孔并攻絲，鉆 4×1/4"-20UNC孔底孔并攻絲
80 鉆鉸 鉆、鉸φ4孔
90 檢查 檢查
100 入庫 入庫
方案二：
00 壓鑄 壓鑄毛坯
10 銑 粗銑結合面
20 銑 精銑結合面
30 鏜 粗鏜φ37孔、φ28孔
40 鏜 精鏜φ37孔、φ28孔
50鉆鉸 鉆、鉸φ4孔
60 鏜 粗鏜φ22孔、φ15孔
70 鏜 精鏜φ22孔、φ15孔
80 鉆 鉆4×M6-7H孔底孔并攻絲，鉆 4×1/4"-20UNC孔底孔并攻絲
90 檢查 檢查
100 入庫 入庫
以上所有刀具、機床選擇均查找于《機械制造工藝與夾具設計指導》。
2.4.3 工藝方案的比較與分析
這兩個選項的分析，不難看出，第一套解決方案，以加工表面的加工孔后，和訂單處理清晰的孔，清晰;在第五上所需3.2的磨削面粗糙度的第二程序，是造成在接下來的步驟中比較高的表面精度，因為這將不可避免地燈具懸浮由于在降低精度的摩擦，而在第二個方案中，鉆井階段的混亂，容易造成重復合模時間的浪費。但在第一套方案當中
改進的工藝如下：
00 壓鑄 壓鑄毛坯
10 銑 粗銑結合面
20 銑 精銑結合面
30 鏜 粗鏜φ37孔、φ28孔
40 鏜 精鏜φ37孔、φ28孔
50 鏜 粗鏜φ22孔、φ15孔
60 鏜 精鏜φ22孔、φ15孔
70 鉆 鉆4×M6-7H孔底孔并攻絲，鉆 4×1/4"-20UNC孔底孔并攻絲
80 鉆鉸 鉆、鉸φ4孔
90 檢查 檢查
100 入庫 入庫
2.4.4選擇加工設備和工藝設備
①機床的選擇
工序10、20采用X6132銑床
工序30、40、50、60采用T68鏜床
工序70、80采用Z525鉆床
②選擇夾具
在DG-178電動輪椅滾動計劃結構生產減速器大批量生產，所以使用的專用設備。
③選擇工具
在研磨過程中的每一步，利用碳化物切削以確保治療的質量。 ④選擇量具
孔計限制被使用。
⑤其他
使用比較垂直誤差檢測，使用特殊的設備等的尺寸的角大小可以采用通用的測量工具。
2.4.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
現(xiàn)在首先被確定總津貼的部分的每個表面根據以前的數(shù)據確定的加工過程的每一個分配的面積如下：
DG-178電動輪椅鑄造鋁零件和材料，生產型大規(guī)模生產中，使用的白色金屬鑄造變速箱殼結構。據6-90表，P516，選擇精度從表中，P510鑄造九號貨柜碼頭和6-79“加工工藝實用手冊的設計”，理查德·鑄造的3斜率;沒有表示半徑R3。
?????鑄造分配皆由“機械加工余量與公差手冊”，表3-1，P78在F級;分配鑄造機，以表3-3，P80，僅3.5毫米的孔，并雙面至3mm;鑄件尺寸公差表搜索3-6 P84。
2.5確定切削用量及基本工時
2.5.1 粗銑結合面
機床：X6132銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[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
30、 精銑結合面
機床：X6132銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=1mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[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
工序50、60 粗鏜精鏜φ37孔、φ28孔
所選用刀具為硬質合金（鎢鈷類）圓形鏜刀。
②.確定進給量
根據《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時：
=0.15～0.40
按機床的進給量（表4.2—9），選擇，
=0.25
③.確定切削速度
= （3-9）
式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15
（3-10）
=37
== （3-11）
轉速，選擇
=160=2.6
④.計算基本工時
選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則：
==117
2.5.5 粗鏜φ22孔、φ15孔
所選用刀具為硬質合金（鎢鈷類）圓形鏜刀。
②.確定進給量
根據《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時：
=0.15～0.40
按機床的進給量（表4.2—9），選擇，
=0.25
③.確定切削速度
= （3-9）
式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15
（3-10）
=37
== （3-11）
轉速，選擇
=160=2.6
④.計算基本工時
選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則：
==117
工序70 鉆4×M6-7H孔底孔并攻絲，鉆 4×1/4"-20UNC孔底孔并攻絲
鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。
根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9
切削速度計算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實際切削速度為=2.64
確定切削時間（一個孔） =
攻絲4×M6-7H孔， 4×1/4"-20UNC孔
機床：組合攻絲機
刀具：釩鋼機動絲錐
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
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
由工序2可知：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序80 鉆、鉸φ4孔
鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。
根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9
切削速度計算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實際切削速度為=2.64
確定切削時間（一個孔） =
第3章 銑大孔端面夾具設計
3.1 夾具的設計
在本次夾具設計中，設計加工銑大孔端面的夾具，安裝孔取決于手動緊固夾板的要求。這些安裝的特點是：有針對性的，剛性的，使用方便，快速安裝和生產效率高，定位精度高，但在設計和制造周期的長短，就不能繼續(xù)使用該產品的成本差更換適應性相對較高。。
3.1.1 定位分析
取決于片的形狀，可以選擇定位平面或在工件定位孔的中心。在設計過程中盡可能的設計基礎的基準的定位，以減少處理錯誤的固定。
因此，在這種方式中使用的設計表面和一個下表面和一個給定的位置結束。
3.1.2 定位原理
在加工過程中，以確保將要作出關于一個程序的一部分的處理要求給工件在機床是在正確的相對位置。當若干夾具，夾具通過該裝置安裝工件達到這些要求。為了實現(xiàn)刀具相對工件在機床有一個正確的工作位置，你必須做以下三件事：
（1）使多個對象在單位占有同一正確的處理位置;
（2）保持在機器上的正確位置的夾具;
（3）刀具相對于定影裝置中保持正確的位置。
工件上的支撐的定位，是使由在載體上的權利，其可通過的支承點的位置來提供，這限制了工件的相對運動所占據的工件加工位置實現(xiàn)。部分的措施定位不采取之前，可以被看作是一個剛體在空間自由的狀態(tài)，根據運動的科學原理表明任一剛體在空間直角坐標系具有六度的自由，沿三個軸自由度即軸向運動，分別表示關于自由的三個軸的旋轉，分別來表示。由此看來，不僅僅是六度的工件的位置的自由度是不確定的，當然也可以不進行處理。因此，在正確的位置，以使片在該裝置中，必須影響對應于限制自由度工件的表面的位置的精度。
六度的一塊自由是客觀存在的最高程度的部分，在燈具的位置的確定所占據的空間。也就是說。最多只有6度的工件的自由，工件以限制的自由度在一個方向，在該方向上的介質上的位置的部分是穩(wěn)定的。工件在機床的定位，通過所述片的定位元件來限制相應的自由度。
3.1.3 定位元件的分析
在該方法中，由于部分較為復雜，與零件的特殊性，并因此在一個定位板設計過程中，用于限制部分，所述定位板的邊界的部分的自由度X中，移動方向和旋轉的Y方向，在設計的一個方面限制了桿部分繞Z軸旋轉時，一共有五個自由度的限制各方獲得不完整的設定狀態(tài)。
①. 不完整的定位可以分為以下兩種情況：
由于前一塊的結構特點的①，不能，這是沒有必要限制一定的自由度;
②。由于加工精度的加工工藝的要求，工件以允許程度在定位的自由的限制。
3.1.4 夾緊元件的選擇
工件夾緊過程中應避免與工件原點夾緊元件的接觸。因為在這個過程中的接觸點，即使有小的夾緊力也可以產生一個很大的壓力，該錯誤產生的緊固接觸點時常發(fā)生的情況下，給予適當?shù)奶幚怼?
3.1.5切削力及夾緊力的計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質合金）
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1.
由表得：原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
3.1.6定位誤差的分析
定位誤差是由于加工誤差要求的定位過程允許大小或位置。所使用的定位系統(tǒng)的固定裝置的設計，只要定位誤差小于其相關的尺寸或公差的第三位置的潛在的工件可以被認為是與一個節(jié)目要求的精度相容給出。
在夾緊夾具，定位元件定位在參考件的點和在接觸或配合的設備時，所述工件的位置是由定位件確定。而工件的數(shù)量，所有有關的表面本身和它們的大小和位置公差存在的工作的結果，并在設備本身上的定位部件，有一個的大小和位置公差之間的相關性，而在工件已被定位，但是，每個工件的表面的一部分的位置被定位在變化總是發(fā)生，從而在尺寸和錯誤處理過程的位置的要求。
具有兩個平面和一個螺釘定位支撐釘機構的裝置，以確保該孔的軸線之間的尺寸公差的要求。以滿足處理過程的要求，以使該過程的總和必須等于或小于在過程的尺寸公差指定的錯誤。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當以任意邊接觸時
當以固定邊接觸時
式中為彼此最小間隙
通過分析可得：
因此：當以任意邊接觸時
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.2 零、部件的設計與選用
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.3 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。
第4章 鉆端面6孔夾具設計
4.1 夾具的設計
在本次夾具設計中，設計鉆端面6孔夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產效率高和定位精度高，但是設計制造周期長，產品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應性差，費用較高。
4.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。
根據零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設計過程中盡量以設計基準為定位基準，以便減小加工誤差。
所以在這道設計中采用表面以及底平面和一側端面為定位基準。
4.1.2 定位原理
在機械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機床上相對于刀具處于正確的相對位置。當采用機床夾具安裝一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這些要求的。要實現(xiàn)工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置，必須做到以下三點：
（1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；
（2） 使夾具在機床上占有正確的位置；
（3） 使刀具相對于夾具占有正確的位置。
工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據正確的加工位置，這就可以通過設置定位支承點，限制工件的相對運動來實現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據運動原理學可知，任一剛體在空間直角坐標系中都有六個自由度，即沿三個坐標軸軸向移動的自由度，分別用、、來表示；繞三個坐標軸的轉動的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個自由度的工件的位置是不確定的，當然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應自由度進行限制。
工件的六個自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應的自由度。
4.1.3 定位元件的分析
在加工過程中，因為該零件較為復雜，加上零件的特殊性，因此在設計過程中設計定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動方向和旋轉方向，設計一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉的方面，一共限制了零件的五個自由度，達到不完全定位狀態(tài)。
不完全定位可分為下列兩種情況：
②. 由于工件的加工前的結構特點，無法也沒有必要限制某些方面的自由度；
③. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。
4.1.4 夾緊元件的選擇
工件在夾緊過程中應避免夾緊元件跟工件進行點接觸。因為在點接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產生很大的應力，由于定加工過程產生的誤差在夾緊上經常會出現(xiàn)點接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設計中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導軌。
①.選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉動。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產。
快換鉆套：當要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉動使螺釘頭部剛好對準鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。
在這次設計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度。快換鉆套如圖所示：
圖4-1 快換鉆套
②.夾具底座與工作臺的連接
由于加工過程中選用的機床為Z525搖臂鉆床，《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個，工作臺上面T型槽數(shù)為5個，工作臺側面槽數(shù)為3個，，，，，，，，，，，，，。
4.1.5定位誤差的分析
定位誤差是指由于定位不準而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設計中采用的某一定位方案，只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3，即可認為該定方案符合加工精度的要求。
在用夾具裝夾工件時，當工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經定位，但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。
該夾具以1個平面和2個支撐釘定位，螺旋機構， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
3 定位誤差：
當以任意邊接觸時
當以固定邊接觸時
式中為彼此最小間隙
通過分析可得：
因此：當以任意邊接觸時
4 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.1.6切削力及夾緊力的計算
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機構。
取，，
螺旋夾緊時產生的夾緊力，由式（2.9）有：：
式中參數(shù)由[16]《機床夾具設計手冊》可查得：
其中：
由[16]《機床夾具設計手冊》表得：原動力計算公式：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
4.2 夾具設計及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。采用螺紋螺旋夾緊機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。
結 論
本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。
在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。
參 考 文 獻
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[15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17
致謝
在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。
這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。X老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，楊老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。
過了許久，終于比較成功地完成了設計任務?；仡櫲杖找挂梗移夂蟮酶杏X，通過方法得書籍，網絡，教師，學生和其他可用，鞏固了自己得專業(yè)知識。理解和運用所學知識有更深刻得認識。
在這一刻，我要感謝我得導師得精心指導下，不僅指導咱解決得關鍵技術問題，更重要得是為咱引導設計思路，并解釋咱在實際得工程設計經驗應用于設計因此，不僅如此，教師得敬業(yè)精神深深地感染了我，我愛和未來奉獻骨刺得工作，導師是真得做得傳道，授業(yè)，解惑。
精心準備得長途跋涉大學幾個月了，終于到了時間得論文計劃期間，像往常一樣，救援得心臟，但寫作過程中得感覺經常出現(xiàn)無力折騰和徘徊。先花那么多時間和這么多精力去完成得論文具有一定得學術價值，這是很難說得艱辛和困難，但曲終要離開得味道幕后，這是值得我一生留連忘返。
敲完最后任何一臺字符，再次從仔細閱讀文本已經并不陌生，我感覺好多。雖然不是特別值得一提得成就來炫耀，但對我來說，是寶貴得。這是無數(shù)得教誨，關心他人，樂于助人得結果。
我要感謝我得導師XX老師。雖然教師負責教學，科研任務，還需要一段時間，不時有門，叫我勸功課，從第一稿到最終版本，耐心，再審，大章偏頗布局，小一審缺陷報表格式，都可以指出。他教我各方面得知識，拓寬我得知識，培養(yǎng)我得技能，完成論文是不無裨益。我還要感謝所有得大學老師教給我得，是你讓我成熟和壯大;感謝學院得工作人員，他得細致工作，讓我得同學，有序得學習和生活。
我得父母和家人想表達我誠摯得謝意。他們是我得生命永遠依靠和支持他們得關懷和愛護，是我前進得動力;他們得殷切希望，激勵著我繼續(xù)說下去。沒有他們就沒有我，我得成績已經從他們來得點點滴滴。
我也舍不得你得好友，與門和室友。我需要幫助時，他們伸出溫暖得手，在最大得幫助。他們可以見面，相交，相知是人生一大幸事。
本論文得完成遠未結束，不足和膚淺得地方得文字是我得新征程得新起點。
我會繼續(xù)前進！
咱也感謝其他同學，老師和同事們得熱心幫助，感謝咱得教師得重視和關注課程設計得領導，為咱提供了繪圖工具和選項。
在論文工作中，得到了XX學院有關領導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)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！