3551 推動架加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計,推動,推進(jìn),加工,工藝,關(guān)鍵,癥結(jié),樞紐,工序,工裝,設(shè)計 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 25 頁1 緒論1.1 畢業(yè)設(shè)計的目的本次課程設(shè)計是我們在畢業(yè)設(shè)計前一次重要的實踐設(shè)計，對所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課能很好的進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，也是我們在進(jìn)行畢業(yè)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。本設(shè)計要求學(xué)生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和推動架的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計，并完成必要的設(shè)計計算 [1]。通過這樣一個典型環(huán)節(jié)綜合訓(xùn)練，達(dá)到綜合訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，解決工程實際問題的能力。1.2 推動架工藝設(shè)計的基本情況推動架是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的零件之一，生產(chǎn)量比較大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并在關(guān)鍵工序使用組合機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床進(jìn)行加工。本課題即以此為背景，要求學(xué)生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計，并完成必要的設(shè)計計算。工藝設(shè)計以保證質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)可靠為原則。對工件進(jìn)行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，首先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點：能穩(wěn)定地保證工件的加工精度；能提高勞動生產(chǎn)率；能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍；能降低成本 [2]。通過這樣一個典型環(huán)節(jié)綜合訓(xùn)練，達(dá)到綜合訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，解決工程實際問題的能力。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 25 頁2 零件分析2.1 零件的工藝分析推動架共有二組加工表面，其相互有一定關(guān)聯(lián)要求。分析如下：以 φ32 為中心的一組加工表面，這一組加工表面包括：45mm、60mm、φ16 孔。以 φ16 孔為中心的一組加工表面，這一組加工表面包括：40mm、25mm、6 1 槽?孔、6 9 槽孔、M8 孔。?經(jīng)過分析，為了保證加工精度和降低加工成本，將 φ32 孔和 φ16 作為定位基準(zhǔn)，以他為工藝基準(zhǔn)能很好保證其他各個尺寸要求，完全可以達(dá)到圖紙要求。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工第一組表面，再以第一組加工后表面為精基準(zhǔn)加工另外一組加工面。2.2 零件的作用設(shè)計題目給定的零件是推動架，生產(chǎn)綱領(lǐng)為 50000 件/年，查表可知該產(chǎn)品為大批生產(chǎn)。推動架主要是用來安裝在機(jī)床上，起到導(dǎo)向的作用使機(jī)床實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 25 頁3 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮零件受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。3.2 基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。為了使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇 φ32孔和 φ16 孔作為基準(zhǔn)。3.3 工藝路線的選擇制定工藝路線得出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用工夾具，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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降 [3]。3.3.1 方案一工序一 備毛坯工序二 熱處理工序三 銑面 A、B （見工序卡）工序四 銑面 E、F （見工序卡）工序五 擴(kuò)孔 φ32，孔口倒角工序六 車端面，鉆孔 φ10，車孔 φ16，孔口倒角工序七 鉆擴(kuò)鉸 φ16 孔工序八 鉆孔 φ6，锪孔工序九 鉆 M8 底孔 φ6.6，攻 M8 孔工序十 銑槽 6 1、6 9?工序十一 去毛刺 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 25 頁工序十二 檢測3.3.2 方案二工序一 備毛坯工序二 熱處理工序三 銑面 A、B （見工序卡）工序四 銑面 E、F （見工序卡）工序五 擴(kuò)孔 φ32，孔口倒角工序六 車端面，鉆孔 φ10，車孔 φ16，孔口倒角工序七 銑槽 6 1、6 9?工序八 鉆擴(kuò)鉸 φ16 孔工序九 鉆孔 φ6，锪孔工序十 鉆 M8 底孔 φ6.6，攻 M8 孔工序十一 去毛刺工序十二 檢查3.3.3 工藝路線分析比較工藝路線一與工藝路線二的差別在于對 φ16 銷孔和銑槽 6 1、6 9 的加工安排?的不同，工藝路線一將 φ16 銷孔作為基準(zhǔn)，加工槽 6 1、6 9，基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證槽 6 1、6 9 的精度要求，所以此次設(shè)計依據(jù)工藝路線一來開展設(shè)計。?3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的確定推動架零件材料為 HT200，生產(chǎn)類型為大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）內(nèi)孔和外圓的加工余量及公差查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表 2.2～2.5，取 φ32內(nèi)孔單邊加工余量為 2mm。（2）銑削加工余量粗銑 1.5mm精銑 0.5mm其他尺寸直接鑄造得到 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 25 頁由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn) [5]。3.5 確定切削用量及基本工時準(zhǔn)備毛坯，進(jìn)行熱處理。3.5.1 工序三 銑面 A、B（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機(jī)床： XA6132 臥式銑床。（c）刀具：高速鋼圓柱銑刀，深度 apPcc。故校驗合格。ap1=1.8mm， ap2=0.2mm， nc=475r/min， Vfc=475mm/s， Vc=119.3m/min， fz=0.16mm/z。（3）計算工時 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 25 頁tm＝2 L/n fz=2 （100+60）/475 0.16=4.2min。??3.5.2 工序四 銑面 E、 F （1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機(jī)床： XA6132 臥式銑床。（c）刀具：高速鋼圓柱銑刀，深度 apPcc。故校驗合格。最終確定ap1=1.8mm， ap2=0.2mm， nc=475r/min， Vfc=475mm/s， Vc=119.3m/min， fz=0.16mm/z。（3）計算工時tm＝2 L/n fz=2 （50+35+60）/475 0.16=3.8min。??3.5.3 工序五 擴(kuò)孔 φ32，孔口倒角（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機(jī)床： C6116 車床。（c）刀具：擴(kuò)孔麻花鉆，倒角車刀。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 25 頁（2）切削用量查《切削手冊》 mm/r， ，所以，86.0~r/m7.?f 325.140??dlmm/r。70.?f按鉆頭強(qiáng)度選擇 mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度選擇 mm/r。5.1f 6.0f最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 mm/r，經(jīng)校驗 ，校驗48.0?f max785Ff??成功。（a）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5mm～0.8mm，壽命 。in60?T（b）切削速度查《切削手冊》 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10?cv0.1?TVK.1MV.tvK， ， ，故 mm/r。5.1?Kxv.1vapvK5c。 min/r7.53094.0?dns?（3.3）查《切削手冊》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速 。in/r452?cn故實際的切削速度 mm/r。7.10scdv?（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73?M2.4?mmcM?kw ，故滿足條件，校驗成立。0.~kw.1cPEP?（3）計算工時。 in3.0745212?????nflLtm（3.4）3.5.4 工序六 車端面，鉆孔 φ10，車孔 φ16，孔口倒角（1）加工條件工件材料： HT200，鑄造。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 25 頁機(jī)床： CA6140 車床。刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角α o＝120°，45 度車刀。（2）鉆孔切削用量查《切削手冊》 mm/r， ，所以，86.0~m/r7.?f 36.210??dlmm/r。 70.?f按鉆頭強(qiáng)度選擇 mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度選擇 mm/r。5.1f .f最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 mm/r，經(jīng)校驗 N ，校驗48.0?f 7085?fFmax?成功。（a）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5mm～0.8mm，壽命 。in60?T（b）切削速度查《切削手冊》 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10?cv0.1?TVK.1MV.tvK， ， ，故5.1?Kxv.1vapvKmm/r， r/min。c 7.530914.0?dns?查《切削手冊》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速 r/min。2?cn故實際的切削速度 mm/r。 7.10scv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73?M2.4?mmcM?kw ，故滿足條件，校驗成立。0.~kw.1cPEP?（3）計算工時。 in14.704526????nflLtm（3.5）3.5.5 工序七 鉆擴(kuò)鉸 φ16 孔 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 25 頁（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機(jī)床： Z5215A 搖臂鉆床。（c）刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭（a） ，φ14 高速鋼麻花鉆、φ15.8 高速鋼擴(kuò)孔鉆、φ16 高速鋼標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 α o＝120°。（2）切削用量查《切削手冊》 ， ，所以，r/m86.0~r/7.?f 325.160??dlmm/r。70.?f按鉆頭強(qiáng)度選擇 mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度選擇 mm/r。5.1f .0f最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 mm/r，經(jīng)校驗 N ，校驗48.0?f 785?fFmax?成功。（a）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5mm～0.8mm，壽命 。in60?T（b）切削速度查《切削手冊》 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10?cv0.1?TVK.1MV.tvK， ， ，故5.1?Kxv.1vapvKmm/r， r/min。c 7.530914.0?dns?查《切削手冊》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速 r/min。2?cn故實際的切削速度 mm/r。 86.190scv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73?M2.4?mmcM?kw ，故滿足條件，校驗成立。0.~kw.1cPEP?（3）計算工時。 in26.074513?????nflLtm 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 共 25 頁（3.6）3.5.6 工序八 鉆孔 φ6，锪孔（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機(jī)床： Z5215A 搖臂鉆床。（c）刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ6 高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 α o＝120°。（2） 切削用量查《切削手冊》 ， ，所以，r/m86.0~r/7.?f 3.167??dl。r/m70.?f按鉆頭強(qiáng)度選擇 ，按機(jī)床強(qiáng)度選擇 。r/5.1f r/m.0f最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 ，經(jīng)校驗 N ，校r/48.0?f 785?fFmax?驗成功。（a）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5mm～0.8mm，壽命 。in60?T（b）切削速度查《切削手冊》 ，修正系數(shù) ， ， ，r/m10?cv.1?TVK.1MV.tvK， ， ，故 ，5.1?Kxv.1vapvKr/5c。in/7.53094.0rdns??查《切削手冊》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速 。 min/452rc?故實際的切削速度 。 /1.80scndv?（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73?M2.14?mmcM?，故滿足條件，校驗成立。Ec PP?kw0.~.1（3）計算工時 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 共 25 頁。min06.74521????nflLtm3.5.7 工序九 鉆 M8 底孔 φ6.6，攻 M8 孔（1）加工條件（a）工件材料： HT200，鑄造。（b）機(jī)床： Z5215A 搖臂鉆床。（c）刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ6.6 高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 α o＝120°。（2）切削用量查《切削手冊》 ， ，所以，r/m86.0~r/7.?f 39.165.??dl。r/m70.?f按鉆頭強(qiáng)度選擇 ，按機(jī)床強(qiáng)度選擇 。r/5.1f r/m.0f最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 ，經(jīng)校驗 N ，校r/48.0?f 785?fFmax?驗成功。（a）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5mm～0.8mm，壽命 。in60?T（b）切削速度查《切削手冊》 mm/r，修正系數(shù) ， ， ，10?cv0.1?TVK.1MV.tvK， ， ，故5.1?Kxv.1vapvKmm/r， r/min。c 7.530914.0?dns?查《切削手冊》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速 r/min。 2?cn故實際的切削速度 mm/r。 36.910scv（c）校驗扭矩功率Nm， Nm，所以 。73?M2.4?mmcM?，故滿足條件，校驗成立。Ec PP?kw0.~.1 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 25 頁（3）計算工時。min06.74521????nflLtm3.5.8 工序十 銑槽 6x1、6x9（1）加工條件工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床： X62A 臥式銑床。刀具：高速鋼圓柱銑刀，深度 apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=3mm， nc=475r/min， Vfc=475mm/s， Vc=8.49m/min， fz=0.16mm/z。（3）計算工時 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 25 頁tm＝4 L/n fz=4 （27+6）/475 0.16=1.73min。 ??（3.8）4 切削用量的確定正確、合理地確定切削用量，對提高切削效率，保證刀具耐用度，保證加工的經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用 [6]。4.1 粗加工時切削用量的確定粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯切削余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）及必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。金屬切除率可以用下式計算： Zw ≈1000 Vfap式中： Zw單位時間內(nèi)的金屬切除量（mm 3/s） ， V 切削速度（m/s） ， f 進(jìn)給量（mm/r） ， ap切削深度（mm） 。提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 25 頁個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的確定是：首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度（ ap） ，其次選擇一個較大的進(jìn)給量度 f，最后確定一個合適的切削速度 V。選用較大的 ap和 f 以后，刀具耐用度顯然也會下降，但要比 V 對刀具耐用度的影響小得多，因此使 V、 f、 ap的乘積盡可能大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大 ap可使走刀次數(shù)減少，增大 f 又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則確定粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的 [7]。4.1.1 切削深度的確定粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量很大，一次不能切完時，應(yīng)考慮分多次走刀 [8]。4.1.2 進(jìn)給量的確定粗加工時限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來確定。選擇進(jìn)給量時應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量 [9]。4.1.3 切削速度的確定粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度 [10]。4.2 精加工時切削用量的確定精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求較粗加工高，加工余量小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。4.2.1 切削深度的確定精加工時的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)背吃刀量較大時，切削力顯著增加，影響加工質(zhì)量 [11]。4.2.2 進(jìn)給量的確定 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 25 頁精加工時限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力增大，表面質(zhì)量下降 [12]。4.2.3 切削速度的確定切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍 [13]。由此可見，精加工時選用較小的背吃刀量 ap和進(jìn)給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求 [14]。5 夾具設(shè)計5.1 夾具的作用夾具是卡緊工件用的。比如機(jī)床加工時，主軸有幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，工件必須要固定好，否則工件飛出傷人后果嚴(yán)重。夾具設(shè)計要合理，即卡緊可靠，又要定位準(zhǔn)確，較少誤差，并保護(hù)好已加工好的表面。才能保證工件質(zhì)量。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下， 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 25 頁夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。為保證工件的加工要求，必須使工件在機(jī)床上處于準(zhǔn)確的位置，夾具就是用來實現(xiàn)這一要求的。夾具的作用有四點：（1）保證加工精度采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。（2）提高生產(chǎn)率、降低成本用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。 （3）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍使用專用夾具可以改變原機(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。（4）減輕工人的勞動強(qiáng)度用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強(qiáng)度。5.1.1 夾具設(shè)計的基本要求一臺優(yōu)良的機(jī)床必須滿足下列基本要求：(1)保證工件的加工精度保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確的選定定位基準(zhǔn)，定位方法和定位元件，必要時還需要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。(2)提高生產(chǎn)效率專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相對應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。(3)工藝性能好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于操作、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等。(4)使用性能好專用夾具的操作應(yīng)簡便，省力，安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機(jī)械化夾具裝置，以減輕操作者的 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 25 頁勞動強(qiáng)度。5.2 定位元件的選擇在設(shè)計夾具的過程中要考慮到工件是否正確定位，保證加工精度，縮短安裝時間，提高勞動生產(chǎn)率，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實現(xiàn)一機(jī)多能，操作方便，可降低對工人的技術(shù)要求，還可減輕工人的勞動強(qiáng)度。夾具包括定位元件裝置，夾緊裝置，對刀—導(dǎo)向元件，連接元件以及其他夾緊裝置和夾具體。常見的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷、錐面定位銷、V 形塊、定位套、錐度心軸等等。本設(shè)計所選用的定位元件是心軸、定位銷。它的優(yōu)點是：在夾緊過程中能保持推動架安裝定位時獲得正確位置；操作方便、省力、安全；結(jié)構(gòu)簡單，是標(biāo)準(zhǔn)化元件。由于所加工零件的基準(zhǔn)和所設(shè)計的基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。5.3 夾緊元件的選擇工件在夾具中定位后一般應(yīng)夾緊，使工件在加工過程中保持以獲得的定位不被破壞。由于工件在加工過程中受切削力，慣性力、夾緊力等的作用，會形成變形或位移，從而影響工件的加工質(zhì)量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個十分重要的問題。為了獲得良好的加工效果，一定要把工件在加工過程中的位移、變形等控制在加工精度所允許的范圍之內(nèi)。夾緊時間的處理有時會比定位的設(shè)計更為困難，從設(shè)計難度上講，夾緊機(jī)構(gòu)往往花費(fèi)設(shè)計人員較多的心血。本夾具所采用的夾緊元件是螺母，用一個螺母加墊片跟心軸固定，從而實現(xiàn)夾緊。5.3.1 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計主要原則（1）夾緊時不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置。（2）夾緊力應(yīng)保證工件位置在整個加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動。（3）使工件不產(chǎn)生過大的變形表面損傷。（4）夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的剛度和強(qiáng)度，手動夾緊機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。（5）夾緊機(jī)構(gòu)必須安全、省力、方便、符合工人操作習(xí)慣。（6）夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。夾緊元件是用以夾緊工件的，用于固定工件以獲得的正確的元件，本設(shè)計所選 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 25 頁用的主要定位元件是心軸，它的優(yōu)點是：在夾緊過程中能保持推動架安裝定位時獲得正確位置；操作方便、省力、安全；結(jié)構(gòu)簡單，是標(biāo)準(zhǔn)化元件。5.3.2 切削力及夾緊力的計算（1）定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇一端面和孔 φ32 和孔 φ32 為定位基準(zhǔn)面，保證加工的基準(zhǔn)和設(shè)計的基準(zhǔn)重合，再使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。（2）切削力和夾緊力計算本步加工按鉆削估算夾緊力。實際效果可以保證可靠的夾緊。鉆削軸向力：N19802.01670 ????zfyfFidkC扭矩 Nm68..35. ?tztT夾緊力為 N2?f取系數(shù) S1=1.5S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 f=S1 S2 S3 S4 F=24.1N?使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu) [15]。6 組合機(jī)床設(shè)計組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專用機(jī)床。組合機(jī)床能對工件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。組合機(jī)床可分為具有 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 25 頁固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類。6.1 組合機(jī)床總體設(shè)計----“三圖一卡”繪制組合機(jī)床“三圖一卡” ，就是針對具體，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡等 [16]。6.1.1 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機(jī)床（或自動線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計研究合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件工序圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括：（1）被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。本工序加工部位用粗實線表示，其余部位用細(xì)實線表示。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。（2）本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支撐、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計。（3）本工序所選用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基地直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不符時，必須對加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對稱公差換算為對稱公差。對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。當(dāng)本工序有特殊要求時必須注明。（4）注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量 [17]。6.1.2 加工示意圖（1）加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的，是表達(dá)工 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 25 頁藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖；是設(shè)計刀具，輔具，夾具，多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力件，繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程，工件、夾具、刀具及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸，主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度。（2）繪制加工示意圖的注意事項加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，按比例用細(xì)實線畫出工件外形、加工部位，加工表面畫粗實線，必須使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡化設(shè)計，同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸（即指加工表面，所用刀具及導(dǎo)向，主軸及接桿等規(guī)格尺寸，精度完全相同時，只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注與工件孔號相對應(yīng)的軸號） 。一般主軸的布置不受真實距離的限制，當(dāng)主細(xì)彼此間很近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時，必須以實際中心距嚴(yán)格按比例畫，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向裝置等是否相互干涉 [18]。（3）選擇刀具、導(dǎo)向裝置及切削用量、轉(zhuǎn)矩、進(jìn)給力、功率和有關(guān)聯(lián)系尺寸的計算。（a）刀具的選擇選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求。只要條件允許，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。本工序是粗銑，選用硬質(zhì)合金鉆頭。刀具尺寸應(yīng)滿足加工要求。（b）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇導(dǎo)向裝置的作用：保證刀具相對工作的正確位置，保證刀具間正確的位置，提高刀具系統(tǒng)的支撐剛性。本工序的切削速度最大不過 V =50m/min。（c）確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向力和切削功率確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向力和切削功率是為了分別確定主軸及其他傳動件尺寸、選擇滑臺、主電動機(jī)提供依據(jù)。（d）確定聯(lián)系尺寸其中最重要的聯(lián)系尺寸是工件端面到軸箱端面之間的距離，它等于刀具懸伸長度、主軸外伸長度之和，再減去加工端面的厚度。為了使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量使工件端面至軸箱距離最小。因此首先從所有刀具中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具， 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 25 頁使其接桿最短，以獲得加工終了時軸箱前端面到工件端面之間所需的最小距離，并據(jù)此確定全部刀具、接桿（或卡頭） 、導(dǎo)向托架及工件之間的聯(lián)系尺寸。主軸端部須標(biāo)注外徑和孔徑（ D／ d） 、外伸長度 L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸須標(biāo)注直徑和長度；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)標(biāo)注直徑、長度、配合；工件至夾具之間的尺寸須標(biāo)注工件離導(dǎo)套端面的距離；還須標(biāo)注托架與夾具之間的尺寸 [19]。6.1.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖（1）機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內(nèi)容（a）機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的，是用來表示機(jī)床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運(yùn)動關(guān)系和操作方位的總體布局圖，用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供主要依據(jù)；它可以看成是機(jī)床總體外觀簡圖，由其輪廓尺寸，占地面積、操作方式等可以檢驗是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境 [20]。（b）機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的內(nèi)容：表明機(jī)床的配置型式和總布局。以適當(dāng)數(shù)量的視圖（—般至少兩個視圖，主視圖應(yīng)選擇機(jī)床實際加工狀態(tài)） ，用同一比例畫出各主要部件的外廓形狀和相對位置。表明機(jī)床基本型式（臥式、立式或復(fù)合式、單面或多面加上、單工位或多工位）及操作者位置等。完整齊全地反各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動部件的運(yùn)動極限位置及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機(jī)的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專用零部件，不得遺漏。（2）繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容（a）選擇動力部件動力部件的選擇主要是確定動力箱（或各種工藝切削頭）和動力滑臺。傳動裝置選擇 TD25-A 系列傳動，三軸主軸箱，和 1HY-25 液壓滑臺（b）確定機(jī)床裝料高度 H裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。在確定機(jī)床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性；對于流水線要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度，以便 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 25 頁允許內(nèi)腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求?？紤]剛度、結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素，裝料高度為 1370mm。（c）確定工作臺依據(jù)工序內(nèi)容，選擇 1HY-25 型多工位移動工作臺。6.1.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計機(jī)床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等的技術(shù)文件。通過其可以分析所擬定的方案是否滿足要求。（1）理想生產(chǎn)率 Q=50000/2300= 21（件/h） ，式中 為年生產(chǎn)綱領(lǐng)取 50000 件， 單班制ktAQ?Akt取 2300h。（2）實際生產(chǎn)率 1min86.39.27???切切切T件/h86.3061切Q實際生產(chǎn)率大于理想生產(chǎn)率。因此本設(shè)計滿足要求。（3）機(jī)床負(fù)荷率 ?857.0211???機(jī)床負(fù)荷率不大于 0.86～0.90。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 25 頁結(jié)束語由本文的論述，我們了解到，通過推動架的加工設(shè)備及工藝的研究與應(yīng)用，在機(jī)床、夾具、刀具、工藝流程等方面進(jìn)行合理設(shè)計和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了加工適應(yīng)范圍，提高了可靠性，具備一定的先進(jìn)性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為解決此類多孔同時加工問題舉了一件實例。本機(jī)床所用夾具的通用性強(qiáng)，工件采用液壓定位夾緊，快速方便。定位采用一面一心軸的定位方式，夾緊采用液壓加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。在專用組合機(jī)床的設(shè)計中，我設(shè)計的是小端面鉆削加工的專用組合鉆床。切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率是專用組合鉆床設(shè)計的基礎(chǔ)，求出以上鉆床核心部位——鉆頭就可以確定了，之后的設(shè)計圍繞鉆頭和工件的相對位置及其一些關(guān)鍵件尺寸來選擇其它部件并確定它們的相對位置。通過本工藝改進(jìn)，支座體小端面加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設(shè)計要求。則在直接經(jīng)濟(jì)效益方面，節(jié)省了大量加工工時。由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師批評指正！ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 共 25 頁致 謝經(jīng)過近四個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作學(xué)習(xí)的同學(xué)、朋友們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師王栓虎副教授和吳晟老師。王栓虎副教授雖然工作繁忙，但是每周都不辭辛苦抽出時間由南京過來到這里親自指導(dǎo)和檢查督促我們做畢業(yè)設(shè)計，吳晟老師平日也是工作繁忙，但是在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設(shè)計草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細(xì)設(shè)計，裝備草圖等等整個過程中兩位老師都給予我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩老師的專業(yè)水平以外，王教授治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，吳晟老師科學(xué)研究的精神是永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學(xué)習(xí)。通過畢業(yè)設(shè)計，使我對機(jī)械加工工藝這門課程進(jìn)一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當(dāng)?shù)木嚯x，還需進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和實踐。本設(shè)計由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設(shè)計上不很周詳，許多應(yīng)該考慮的因素可能沒有體現(xiàn)出來。在設(shè)計過程中，我得到了老師的精心指導(dǎo)和各方面的幫助，才得以順利進(jìn)行，在這里再次表達(dá)我的謝意。最后感謝王栓虎副教授，吳晟老師和學(xué)院對我提供的硬件和軟件條件！ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 共 25 頁參 考 文 獻(xiàn)[1] 裘愉弢. 組合機(jī)床[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.[2] 金振華. 組合機(jī)床及其調(diào)整與使用[M]. 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