搖臂座機械加工工藝及銑底面夾具設計,搖臂,座機,加工,工藝,底面,夾具,設計 XX大學 課程設計(論文) 搖臂軸座的機械加工工藝及銑底面夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 目 錄 目 錄 2 1 緒論 4 2 搖臂座的機械加工工藝規(guī)程設計 5 2.1.零件的工藝分析及生產類型的確定 5 2.1.1零件的作用 5 2.1.2 零件的工藝分析 6 2.1.3 確定零件的生產類型 7 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 7 2.2.1 選擇毛坯種類 7 2.2.2 設計毛坯圖 8 2.3 選擇加工方法，制定工藝路線 9 2.3.1 定位基準的選擇 9 2.3.2 零件的表面加工方法的選擇 9 2.3.3加工階段的劃分 10 2.3.4工序的集中與分散 10 2.3.5工序順序的安排 10 2.3.6工藝方案的比較與分析 11 2.3.7 加工設備及工藝裝備選擇 12 2.3.8切削用量以及基本時間定額的確定 13 3搖臂座零件專用夾具的設計 29 3.1 確定夾具的結構方案 29 3.2 切削力和夾緊力計算 29 3.3 夾緊力的計算 30 3.4 定位誤差分析 30 3.5 確定夾緊機構 32 3.6 確定輔助定位裝置 32 3.7設計夾具體 32 3.7 定向鍵與對刀裝置設計 32 3.8本章小結 34 總結 35 參考文獻 36 致謝 37 第 37 頁 共 37 頁 1 緒論 本次設計的主要內容為：首先運用AutoCAD軟件繪制搖臂座的二維零件圖，然后根據(jù)圖紙的技術要求等確定生產類型，擬采用以鑄造的形式進行毛坯的制造，并確定零件的機械加工工藝路線，完成機械加工工序設計，進行必要的經濟分析。最后，對某道加工工序進行夾具裝配圖及主要零件圖的設計。 搖臂座主要作用：搖臂座是固定搖臂的底座，起固定作用。在頂置式氣門發(fā)動機中，搖臂座是進排氣機構的一個部件。進排氣機構是由凸輪軸、挺桿、搖臂、搖臂軸、搖臂座、氣門、氣門彈簧等零件組成。氣門的開啟和關閉是由挺桿和搖臂動作完成的，搖臂就是通過搖臂軸安裝在搖臂座上，一端是從凸輪軸經挺桿驅動，另一端頂在氣門桿上和彈簧一起作用控制氣門的開合。柴油機中的搖臂座，是支撐搖臂軸的，其作用相當于滑動軸承座，搖臂是安裝在搖臂軸上的。 2 搖臂座的機械加工工藝規(guī)程設計 2.1.零件的工藝分析及生產類型的確定 2.1.1零件的作用 搖臂座主要作用：搖臂座是固定搖臂的底座，起固定作用。在頂置式氣門發(fā)動機中，搖臂座是進排氣機構的一個部件。進排氣機構是由凸輪軸、挺桿、搖臂、搖臂軸、搖臂座、氣門、氣門彈簧等零件組成。氣門的開啟和關閉是由挺桿和搖臂動作完成的，搖臂就是通過搖臂軸安裝在搖臂座上，一端是從凸輪軸經挺桿驅動，另一端頂在氣門桿上和彈簧一起作用控制氣門的開合。柴油機中的搖臂座，是支撐搖臂軸的，其作用相當于滑動軸承座，搖臂是安裝在搖臂軸上的。 （1-1圖為搖臂座的主視圖） （1-2圖為搖臂座的俯視圖） （1-3圖為搖臂座的C—C截面圖） 2.1.2 零件的工藝分析 通過對搖臂座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術要求齊全。通過對零件圖的詳細審閱，該零件的基本工藝狀況已經大致掌握。主要工藝狀況如下敘述： 零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： 零件的上表面是以搖臂底座為工序基準。Φ12.5的孔是以搖臂座底面為基準，孔中心線與底面垂直。Φ16﹢0.035的以孔搖臂座底面做工序基準，其孔軸線與底面平行。懸臂的工序基準是孔Φ12.5的中心軸線。孔Φ20﹢0.035的工序基準是搖臂座底面，該孔中心軸線與搖臂座底面平行。Φ18圓形凸臺的工序基準是以孔20﹢0.035的中心軸線所定，呈20度。 孔Φ20﹢0.035、孔Φ16﹢0.035、孔 Φ12.5的定位基準為其中心軸線。零件其他部分的定位基準為搖臂座底座。以孔Φ20﹢0.035為中心的加工表面為孔和倒角，孔Φ34的兩端面。以孔Φ16﹢0.035為中心的加工表面有，孔孔Φ16﹢0.035和倒角，銑Φ28兩端面。 孔Φ20﹢0.035與孔孔Φ12.5孔底面的平行度公差為0.25。 Φ34兩端面與孔Φ20﹢0.035的垂直度公差為0.08。 孔Φ16﹢0.035與孔Φ20﹢0.035的平行度公差為100:0.10 2.1.3 確定零件的生產類型 零件的生產類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產類型一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，不同的生產類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定的。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品年產量。零件的生產綱領N可按下式計算： 根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產綱領，再通過查表，就能確定該零件的生產類型。 根據(jù)本零件的設計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產綱領計算公式得出N=10351件/年，零件質量為0.27kg， 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件，本設計零件搖臂座的的生產類型為大批量生產。 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 2.2.1 選擇毛坯種類 搖臂座零件材料選擇HT20—40灰鑄鐵，毛坯采用鑄造生產方法。鑄造采用金屬模機械工業(yè)砂型。精度等級達到（CT）8—9，毛坯公差1—3，加工余量等級為G。差《機械制造工藝設計簡明手冊》以下簡稱《工藝手冊》表13-1。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。 ⑴銑24底面、銑24頂面、銑18斜側面。毛坯精度等級為9級，查《工藝手冊》表2.2—4，加工余量為3。 ⑵內孔Φ20﹢0.035，毛坯為實心，不沖出孔。內孔精度為8—10，參考《工藝手冊》表2.3—9。 鉆孔：18.0 擴孔：Φ19.8 Z=1.8 鉸孔：Φ20+0.035 Z=0.2 （表3-1） ⑶內孔Φ16﹢0.035 鉆孔：15.0 擴孔：Φ15.85 Z=0.85 鉸孔：Φ16+0.035 Z=0.15 （表3-2） ⑷34兩端面的加工余量 按照《工藝手冊》表1.4—8加工余量等級介入8—10級，表2.2—4。 毛坯尺寸 鑄造尺寸 零件尺寸 單加工余量 74 67-0.2 上3 下4 29 24+0.10 2.5 21 16±0.20 2．5 （表3-3） 尺寸允許偏差 鑄造尺寸 偏差 67—0.2 ±0.8 24+0.10 ±0.5 16±0.20 ±0.5 （表3-4） 2.2.2 設計毛坯圖 （1） 確定鑄造斜度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]表2.2-6 本零件毛坯砂型鑄造斜度為～。 （2） 確定分型面 由于毛坯形狀對稱，且最大截面在中間截面，為了起模以及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移，所以選擇前后對稱中截面為分型面。 （3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內應力，改善切削性能，在鑄件取出后進行機械加工前應當做時效處理。 2.3 選擇加工方法，制定工藝路線 2.3.1 定位基準的選擇 根據(jù)上述定位基準的選擇原則，分析本零件，根據(jù)搖臂座零件圖，本零件時帶有孔的形狀比較簡單的零件，孔、孔以及孔均為零件設計基準，均可選為定位基準，而且孔和孔設計精度較高（亦是裝配基準和測量基準），工序將安排這兩個孔在最后進行，為遵循“基準重合”原則，因此選擇先進行加工的孔和加工后的36mm下底面作為精基準，在該零件需要加工的表面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，應選外圓端面及未加工的36mm下端面為粗基準。 2.3.2 零件的表面加工方法的選擇 根據(jù)本零件圖上所標注的各加工表面的技術要求，查《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]表1.4-7，表1.4-8，通過對各加工表面所對應的各個加工方案的比較，最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表： 表2.2 搖臂座各加工表面方案 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/ 加工方案 上端面 IT14 12.5 粗銑 36mm下端面 IT12 6.3 粗銑→半精銑 前端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 后端面 IT11 3.2 粗銑→半精銑 前端面 IT14 12.5 粗銑 后端面 IT14 12.5 粗銑 通孔 IT14 12.5 鉆 偏內孔 IT14 12.5 鉆 通孔 IT8 1.6 鉆→擴→粗鉸→精鉸 通孔 IT8 1.6 鉆→擴→粗鉸→精鉸 2.3.3加工階段的劃分 本零件搖臂座加工質量要求較高，可將加工階段分為粗加工，半精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準備好，也就是先將36mm下端面和通孔加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑粗基準上端面、外圓前后端面、外圓前后端面，在半精加工階段，完成對外圓前后端面的半精銑，鉆→擴→粗鉸→精鉸出通孔和通孔，并鉆出偏內孔。 2.3.4工序的集中與分散 本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件搖臂座的生產類型為大批量生產，可以采用各種機床配以專用工具、夾具、以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 2.3.5工序順序的安排 1.機械加工順序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工36mm下端面以及通孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面和外圓前后端面，通孔，通孔，后加工次要表面偏內孔。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工36mm下端面，上端面，后加工通孔；先加工和外圓前后端面，后加工通孔，通孔。 2．熱處理工序 機械加工前對鑄件毛坯進行時效處理，時效處理硬度HBS187-220,時效處理的主要目的是消除鑄件的內應力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能，這樣可以提高毛坯進行加工的切削性能。 3.輔助工序 毛坯鑄造成型后，應當對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進行一次尺寸檢驗，然后再進行機械加工，在對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。 2.3.6工藝方案的比較與分析 在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎上，確定了該搖臂座零件的工藝路線如下： 工藝方案一 工序一 銑Φ 24上端面 工序二 銑Φ 24底端面 工序三 鉆Φ 12.5的孔 工序四 銑Φ 34兩端面 工序五 銑Φ 28兩端面 工序六 鉆、擴、鉸Φ20﹢0.035的孔 工序七 鉆、擴、鉸Φ16﹢0.035的孔 倒角0.5×45° 工序八 銑Φ 18斜端面 工序九 去毛刺，銳邊 工序十 終檢，入庫 （表4-1） 工藝方案二 工序一 鑄造 工序二 退火 工序三 粗銑Φ22圓柱端面、22×36底面 工序四 精銑22×36底面 工序五 精銑Φ28圓柱端面、Φ26圓柱端面 工序六 精銑Φ28圓柱兩端面 工序七 鉆孔Φ11 工序八 鉆、擴、鉸Φ18、Φ16兩孔至圖樣尺寸并锪倒角1×45 工序九 鉆孔Φ3 工序十 去銳邊、毛刺 工序十一 終檢、入庫 （表4-2） 上述兩個方案的特點在于：方案一是先加工Φ28、Φ26兩圓柱端面，然后以此為基面加工22×36底面，再以該底面為定位基準加工孔；方案二則與此相反， 先是加工22×36底面，然后以此為基準加工各端面和孔。兩者相比較可以看出，方案二的精基準符合“基準重合”原則，而方案一前后精基準選擇不符合。 用方案一加工的兩Φ18+0.027、Φ16+0.11孔達不到圖樣的要求，因此方案二好，但是仔細考慮后還是有問題。根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工 后精加工的原則，最后的加工路線確定如下： 序號 工序內容 定位基準 1 鑄造 2 退火 改善材料性能 3 粗銑底平面 以上圓柱端面定位 4 粗銑圓柱上端面 以底面定位 5 粗銑Φ26、Φ28圓柱兩端面 6 精銑底平面 以上圓柱端面定位 7 鉆Φ11孔 劃線 8 精銑Φ28圓柱端面 以底面定位 9 鉆→擴→鉸Φ18+0.027、Φ16+0.11孔 以底面定位 10 Φ18+0.027、Φ16+0.11兩孔兩端倒角1×45° 各圓柱端面 11 鉆孔Φ3 Φ18+0.027、Φ16+0.11兩孔 12 去毛刺、銳邊 13 終檢，入庫 2.3.7 加工設備及工藝裝備選擇 查《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]所選擇的加工工藝裝備如下表所示： 表2.3 搖臂座加工工藝裝備選用 工序號 機床設備 刀具 量具 工序Ⅰ 鑄 （免填） 游標卡尺 工序Ⅱ 檢 游標卡尺 工序Ⅲ 熱處理 游標卡尺 工序Ⅳ 銑 臥式銑床X61 硬質合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅴ 銑 臥式銑床X61 硬質合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅵ 鉆 立式鉆床Z525 直柄麻花鉆11 卡尺、塞規(guī) 工序Ⅶ 銑 臥式銑床X61 硬質合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅷ 銑 臥式銑床X61 硬質合金端銑刀 游標卡尺 工序Ⅸ 鉆 TX617臥式鏜床 麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀 內徑千分尺，塞規(guī) 工序Ⅹ 鉆 TX617臥式鏜床 麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀 內徑千分尺，塞規(guī) 工序Ⅺ 鉆 立式鉆床Z525 直柄麻花鉆 塞規(guī) 工序Ⅻ 鉗 （免填） 游標卡尺 工序ⅩⅢ 檢 內徑千分尺、游標卡尺、塞規(guī) 2.3.8切削用量以及基本時間定額的確定 工序Ⅵ 粗銑粗銑底平面 （1） 切削深度 。 （2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。 計算主軸轉速，查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際 （4）基本時間的確定 銑削常用符號如下： z——銑刀齒數(shù) ——銑刀每齒的進給量，mm/z ——工作臺的水平進給量，mm/min ——工作臺的進給量，mm/min， ——銑削寬度，mm ——銑削深度，mm d——銑刀直徑，mm 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=。 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=22mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 。 工序Ⅴ 加工36mm下端面 1.工步一 粗銑下底面 （1）切削深度 。 （2）進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。 計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際 （4） 基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量= 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 。 2.工步二 半精銑36mm下底面C （1）切削深度 。 （2）進給量的確定 此工序選擇YG8硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。 （3）切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-157 =124m/min，計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]機床主軸轉速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度 （4）基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=490r/min，工作臺進給量= 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 工序Ⅵ 鉆通孔 （1） 切削深度 。 （2） 進給量和切削速度的確定 選硬質合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下：，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-134，，取，，取，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉速，查立式鉆床Z525主軸轉速表，取n=1360r/min，計算實際切削速度，。 （3） 基本時間的確定，首先查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式，，，=（1~4）， 鉆孔深度，，，所以 工序Ⅶ 粗銑以及半精銑端面 1.工步一 粗銑前端面F （1） 切削深度 。 （2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。 計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。 （4）基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=。 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 。 2. 工步二 粗銑前端面I （1） 切削深度 。 （2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。 （4） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量= 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=26mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 3. 工步三 半精銑前端面F （1） 切削深度 。 （2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。 （4） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量= 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 工序Ⅷ 粗銑以及半精銑端面 1. 工步一 粗銑后端面J （1） 切削深度 。 （2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。 （4） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量= 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=26mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 2. 工步二 粗銑后端面G （1） 切削深度 。 （2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。 （4） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量= 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 3.工步三 半精銑后端面G （1） 切削深度 。 （2） 進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。 （3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉速，查《機械制造基礎課程設計基礎教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際。 （4） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-28得此工序機動時間計算公式： 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量= 根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=28mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7， 工序Ⅸ 鉆→擴→粗鉸→精鉸的孔 1. 工步一 鉆的通孔 （1） 切削深度。 （2） 進給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-134，查得，，取，查得，，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。 （3） 基本時間的確定 首先查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式，，，=（1~4），鉆孔深度，，，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，所以 2. 工步二 擴孔至 （1） 切削深度 （2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-87，確定擴孔鉆為YG8硬質合金直柄麻花鉆，選，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-128，查得，取，再查《機械加工工藝師手冊》[10]表28-33，確定，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。 （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 3. 工步三 粗鉸至 （1） 切削深度。 （2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查得進給量，取，因為此工步為粗鉸，查得，取，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再根據(jù)主軸轉速計算實際的切削速度。 （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 4. 工步四 精鉸至 （1） 切削深度。 （2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查得進給量，取，因為此工步為精鉸，查得，取，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再根據(jù)主軸轉速計算實際的切削速度。 （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 工序Ⅹ 鉆→擴→粗鉸→精鉸的孔 1. 工步一 鉆的通孔 （1） 切削深度。 （2） 進給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-134，查得，，取，查得，，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。 （3） 基本時間的確定 首先查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式，，，=（1~4），鉆孔深度，，，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，所以 2. 工步二 擴孔至 （1） 切削深度。 （2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-87，確定擴孔鉆為YG8硬質合金直柄麻花鉆，選，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-128，查得，取，再查《機械加工工藝師手冊》[10]表28-33，確定，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。 （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》表28-42， 3. 工步三 粗鉸至 （1） 切削深度。 （2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查得進給量，取，因為此工步為粗鉸，查得，取，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再根據(jù)主軸轉速計算實際的切削速度。 （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 4. 工步四 精鉸至 （1） 切削深度。 （2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-93，確定鉆頭為硬質合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-136，查得進給量，取，因為此工步為精鉸，查得，取，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，查《機械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查TX617臥式鏜床主軸轉速表，取，再根據(jù)主軸轉速計算實際的切削速度。 （3） 基本時間的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式：，，，擴通孔長度，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42， 工序Ⅺ 鉆偏內孔 （1） 切削深度 （2） 進給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-134，查得，，取，查得，，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉速，查Z525立式鉆床主軸轉速表，取，再計算實際切削速度。 （3） 基本時間的確定 首先查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表2-26，查得鉆削機動時間計算公式，，，=（1~4），鉆孔深度，，，見《機械加工工藝師手冊》[10]表28-42，所以 3搖臂座零件專用夾具的設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經過分析并與指導老師協(xié)商，銑底面夾具設計 3.1 確定夾具的結構方案 確定定位方案，選擇定位元件 根據(jù)我們所選擇的工序來詳細觀察零件圖，根據(jù)圖中零件所要求的位置尺寸，以及形位精度要求，來確定夾具的結構方案。 3.2 切削力和夾緊力計算 （1）刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀φ4 機床： x61W型萬能銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 3.3 夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3.4 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和二定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為80。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。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， 且：L=80mm ，得： ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 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。 3.5 確定夾緊機構 在機械加工工藝設計中，已經確定搖臂座的生產類型為大批量生產，在此工序夾具中選擇螺旋夾緊機構夾緊工件。如下圖所示，在定心軸上直接做出一段螺桿，裝夾工件時，先將工件定位孔裝入帶有螺母的定心軸上，實現(xiàn)定位，然后在工件與螺母之間插上開口墊圈，最后擰緊螺母壓緊工件。 3.6 確定輔助定位裝置 為了減小加工時工件的變形，保證加工時工藝系統(tǒng)的剛度后端面處增加輔助支承 3.7設計夾具體 夾具體的設計應通盤考慮，使上述各部分通過夾具體能夠有機的聯(lián)系起來，形成一個整體?？紤]夾具與機床的連接，因為是在臥式鏜床上使用，夾具安裝在工作臺上直接用鉆套找正并用壓板固定，故只需在夾具體上留出壓板壓緊的位置即可，不需專門的夾具與機床的定位連接元件。鉆模板和夾具體一起用4根螺栓固連。夾具體上表面與其他元件接觸的部位均做成等高的凸臺以減少加工面積，夾具體底部設計成周邊接觸的形式以改善接觸狀況，提高安裝的穩(wěn)定性。 3.7 定向鍵與對刀裝置設計 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(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)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。 由于本道工序是完成撥叉槽精銑加工，所以選用側裝對刀塊。根據(jù)GB2243—80側裝對刀塊的結構和尺寸如圖2.2所示： 圖2.2 對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結構如圖2.3所示： 圖2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表2.5： 表2.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 3.8本章小結 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。 總結 雖然本次設計我很努力去做，但還是存在一些不足： （1）我對機械工藝規(guī)程設計理論方面的知識還沒有十分扎實，對并沒有投入生產，在實際生產中的產品，還要根據(jù)生產部門的設備，要求等，考慮零件的結構，精度和余量，難免會有我們現(xiàn)在沒有考慮周全的內容。 （2）對零件熱處理方式及夾具的設計把握不準，其主要原因是對零件的了解不足，沒有在真正的實踐，而且沒有見過實體，一些細節(jié)部分沒有掌握好。 （3）夾具設計是本次設計中最大的攔路虎，雖然課題要求我們只要選擇其中之一工序進行夾具設計，但是夾具設計過程中遇到的問題是最多的，特別是對各機構的選用，既要達到局部要求，又要配合整體要求。因此我以后必定會再這方面多下苦功。 因此，在以后的學習工作中，我要從以下方面來提高自己，解決設計中存在的問題。多學習相關的知識，關注前沿的科學技術，拓寬知識面，盡量進行實踐，以便設計時能夠在保證成本的前提下，較好地利用其本身。 參考文獻 1.王先逵 主編.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 2.崇 凱 主編. 機械制造技術基礎課程設計指南[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006 3.鄒 青 主編.機械制造技術基礎課程設計指導教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 4.孫麗媛 主編.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007 5.郭克希 主編.機械制圖.機械類、近機類[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 6.徐學林 主編.互換性與測量技術基礎[M].長沙：湖南大學出版社，2007 7.吳宗澤 羅圣國 主編.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社，2006 8.余光國 馬俊 主編.機床夾具設計[M].重慶：重慶大學出版社，1995 9.程緒琦 主編.AutoCAD2008中文標準教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.4 10.楊叔子 主編.機械加工工藝師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.8 11.鄧文英 主編.金屬工藝學 上冊[M].北京：高等教育出版社，2001 12.鄧文英 主編.金屬工藝學 下冊[M].北京：高等教育出版社，2001 13.李益民 主編.機械制造工藝設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.7  致謝 為期三個多月的畢業(yè)設計就要結束了，我也順利的完成了我的課題設計，在此之際我要衷心的感謝在設計過程中一直幫助我支持我的老師。 結束代表著新的開始，新的征程，本次的畢業(yè)設計將會成為我今后工作，學習生活中的一份堅實的基礎和保證。從中吸取的經驗教訓也將成為我們在今后生活道路上的一筆財富，挫折永遠是前進道路上所必須面對的，相信我們的未來會走的更好，也可以讓我們大學的老師放心。真心的感謝在大學幫助過我的老師和同學們，再次感謝你們！