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I XX 學院 畢 業(yè) 設 計 論 文 升降螺母加工工藝規(guī)程及制訂銑鍵槽夾具設計 所 在 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指 導 老 師 年 月 日 II 摘 要 升降螺母零件加工工藝設計是包括零件加工的工藝設計 工序設計以及切削用量 設計三部分 在工藝設計中要首先對零件進行分析 了解零件的工藝再設計出毛坯的 結構 并選擇好零件的加工基準 設計出零件的工藝路線 接著對零件各個工步的工 序進行尺寸計算 關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量 關鍵詞 工藝 工序 切削用量 III Abstract Bearing through cover parts processing technology design including machining process design process design and cutting design in three parts In the design process should first of all parts for analysis to understand the parts of the process to design the structure of the blank and select good parts processing base design parts of the process route and then the various parts of process dimension calculation is the key to decide each work order process equipment and cutting parameters Key words process process cutting parameters IV 目 錄 摘 要 II 目 錄 IV 第 1 章 序 言 1 第 2 章 零件的分析 2 2 1 零件的作用 2 2 2 零件的工藝分析 2 第 3 章 工藝規(guī)程設計 3 3 1 確定毛坯的制造形式 3 3 2 基面的選擇 3 3 3 制定工藝路線 3 3 3 1 工藝路線方案一 4 3 3 2 工藝路線方案二 4 3 3 3 工藝方案的比較與分析 5 3 4 選擇加工設備和工藝裝備 6 3 4 1 機床選用 6 3 4 2 選擇刀具 6 3 4 3 選擇量具 6 3 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 3 6 確定切削用量及基本工時 8 第 4 章 銑鍵槽夾具的設計 17 4 1 問 題 的 提 出 17 4 2 夾 具 設 計 17 4 2 1 定位基準的選擇 17 4 2 2 切削力和夾緊力計算 17 4 3 零 件 加 工 誤 差 分 析 19 4 4 確 定 夾 具 體 結 構 尺 寸 和 總 體 結 構 20 4 5 夾 具 設 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 21 V 第 5 章 銑鍵槽工序刀具設計說明書 23 第 6 章 銑鍵槽工序量具設計說明書 24 總 結 25 致 謝 27 參 考 文 獻 28 1 第 1 章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品 并把它們裝備成機械 裝備的行業(yè) 機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用 也可以為其它行業(yè)的生產提 供裝備 社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品 我們的生活離不開制造業(yè) 因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè) 是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支 柱 從某中意義上講 機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學 技術水平的重要指標 升降螺母零件加工工藝及鉆床夾具設計是在學完了機械制圖 機械制造技術基礎 機械設計 機械工程材料等的基礎下 進行的一個全面的考核 正確地解決一個零件 在加工中的定位 夾緊以及工藝路線安排 工藝尺寸確定等問題 并設計出專用夾具 保證尺寸證零件的加工質量 本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力 因此本次設 計綜合性和實踐性強 涉及知識面廣 所以在設計中既要注意基本概念 基本理論 又要注意生產實踐的需要 只有將各種理論與生產實踐相結合 才能很好的完成本次 設計 本次設計水平有限 其中難免有缺點錯誤 敬請老師們批評指正 2 第 2 章 零件的分析 2 1 零件的作用 題目所給的是升降螺母 其主要作用是升降螺母定位 跟其他零件配合實現(xiàn)整個機 構的升降作業(yè) 達到這個機構的上升和下降運動 圖 3 升降螺母零件圖 2 2 零件的工藝分析 零件的材料為錫青銅 灰鑄鐵生產工藝簡單 鑄造性能優(yōu)良 但塑性較差 脆性 高 不適合磨削 零件的主要技術要求分析如下 1 由零件圖可知 零件的底座底面 內孔 端面及軸承座的頂面有粗糙度要求 其余的表面精度要求并不高 也就是說其余的表面不需要加工 只需按照鑄造時的精 度即可 底座底面的精度為 Ra6 3 內孔 端面及內孔的精度要求均為 12 5 在工作 時 靜力平衡 2 鑄件要求不能有砂眼 疏松等缺陷 以保證零件的強度 硬度及疲勞度 在靜 力的作用下 不至于發(fā)生意外事故 3 第 3 章 工藝規(guī)程設計 3 1 確定毛坯的制造形式 零件材料為錫青銅 生產批量為中等批量 鑄件的特點是液態(tài)成形 其主要優(yōu)點是 適應性強 即適用于不同重量 不同壁厚的鑄件 也適用于不同的金屬 還特別適應 制造形狀復雜的鑄件 考慮到零件在使用過程中起連接作用 分析其在工作過程中所 受載荷 最后選用鑄件 以便使金屬纖維盡量不被切斷 保證零件工作可靠 年產量 已達成批生產水平 而且零件輪廓尺寸不大 可以采用砂型鑄造 這從提高生產效率 保證加工精度 減少生產成本上考慮 也是應該的 3 2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一 基面選擇的正確與合理 可以使加工 質量得到保證 生產效率得以提高 否則 不但使加工工藝過程中的問題百出 更有 甚者 還會造成零件大批報廢 使生產無法正常進行 粗基準的選擇 對像升降螺母這樣的零件來說 選好粗基準是至關重要的 對本零 件來說 如果以 外圓的端面做基準 則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形50 不對稱 按照有關粗基準的選擇原則 即當零件有不加工表面時 應以這些不加工表面 做粗基準 若零件有若干個不加工表面時 則應以與加工表面要求相對應位置精度較 高的不加工表面做為粗基準 零件圖中給出了以中心軸線為基準 加工時零件繞基準 軸線作無軸向移動旋轉一周時 最后選取 外圓做為粗基準 利用三爪卡盤卡住這50 個面做主要定位面 對于精基準而言 主要應該考慮基準重合的問題 當設計基準與工序基準不重合時 應該進行尺寸換算 這在以后還要專門計算 此處不在重復 3 3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點 應當是使零件的幾何形狀 尺寸精度及位置精度等技術要 求能得到合理的保證 在生產綱領已經確定為成批生產的條件下 可以考慮采用萬能 性機床配以專用夾具 并盡量使工序集中來提高生產率 除此以外 還應當考慮經濟 效果 以便使生產成本盡量下降 4 3 3 1 工藝路線方案一 0 備料 鑄造毛坯 5 熱處 理 時效處理 10 粗車 粗車 50 外圓 48 外圓以及端面 倒角為 0452 15 粗車 掉頭 粗車 53 外圓以及端面倒角為 0 20 半精 車 半精車 50 外圓 48 外圓 25 車 車 2 處寬度為 3mm 的退刀槽 30 車 車 M48X1 5 的外螺紋 35 半精 車 粗鏜 半精鏜 的內孔 32 40 鉆 精鏜 內孔 45 車 車 Tr39X6 內螺紋 50 銑 銑鍵槽 55 鉗 去毛刺 60 檢 終檢 65 入庫 入庫 3 3 2 工藝路線方案二 0 備料 鑄造毛坯 5 熱處理 時效處理 10 粗車 粗車 50 外圓 48 外圓以及端面 倒角為 0452 15 粗車 掉頭 粗車 53 外圓以及端面倒角為 0 20 半精車 粗鏜 半精鏜 的內孔 32 5 25 鏜 精鏜 內孔 32 30 半精車 半精車 50 外圓 48 外圓 35 車 車 2 處寬度為 3mm 的退刀槽 40 車 車 M48X1 5 的外螺紋 45 車 車 Tr39X6 內螺紋 50 銑 銑鍵槽 55 鉗 去毛刺 60 檢 終檢 65 入庫 入庫 3 3 3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于 方案一的定位和裝夾等都比較方便 但是要更換多臺設 備 加工過程比較繁瑣 而且在加工過程中位置精度不易保證 方案一減少了裝夾次 數(shù) 但是要及時更換刀具 因為有些工序在車床上也可以加工 鏜 鉆孔等等 需要 換上相應的刀具 選擇方案一 0 備料 鑄造毛坯 5 熱處 理 時效處理 10 粗車 粗車 50 外圓 48 外圓以及端面 倒角為 0452 15 粗車 掉頭 粗車 53 外圓以及端面倒角為 0 20 半精 車 半精車 50 外圓 48 外圓 25 車 車 2 處寬度為 3mm 的退刀槽 30 車 車 M48X1 5 的外螺紋 35 半精 車 粗鏜 半精鏜 的內孔 32 6 40 鉆 精鏜 內孔 32 45 車 車 Tr39X6 內螺紋 50 銑 銑鍵槽 55 鉗 去毛刺 60 檢 終檢 65 入庫 入庫 3 4 選擇加工設備和工藝裝備 3 4 1 機床選用 工序 和工序 是粗車 粗鏜和半精車 半精鏜 各工序的工步數(shù)不多 成批 量生產 故選用臥式車床就能滿足要求 本零件外輪廓尺寸不大 精度要求屬于中等 要求 選用最常用的 CA6140 型臥式車床 參考根據(jù) 機械制造設計工工藝簡明手冊 表 工序 是鉆孔 選用 Z525 搖臂鉆床 工序 是銑銑鍵槽 這兩個面的要求精度不高 從經濟角度看 采用 X52K 3 4 2 選擇刀具 在車床上加工的工序 一般選用硬質合金車刀和鏜刀 加工刀具選用 YG6 類硬質 合金車刀 它的主要應用范圍為普通鑄鐵 冷硬鑄鐵 高溫合金的精加工和半精加工 為提高生產率及經濟性 可選用可轉位車刀 GB5343 1 85 GB5343 2 85 鉆孔時選用高速鋼麻花鉆 參考 機械加工工藝手冊 主編 孟少農 第二卷 表 10 21 47 及表 10 2 53 可得到所有參數(shù) 3 4 3 選擇量具 本零件屬于成批量生產 一般均采用通常量具 選擇量具的方法有兩種 一是按計 量器具的不確定度選擇 二是按計量器的測量方法極限誤差選擇 采用其中的一種方 法即可 3 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 升降螺母 零件材料為錫青銅 查 機械加工工藝手冊 以后簡稱 工藝手冊 7 表 2 2 17 計算零件毛坯的重量約為 2 kg 表 3 1 機械加工車間的生產性質 同類零件的年產量 件 生產類別 重型 零件重 2000kg 中型 零件重 100 2000kg 輕型 零件重 100kg 單件生產 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產 5 100 10 200 100 500 中批生產 100 300 200 500 500 5000 大批生產 300 1000 500 5000 5000 50000 大量生產 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù) 該零件的月工序數(shù)不低于 30 50 毛坯重量 2 120 250 6 04 0 頂 側面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇 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 3 6 確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度 進給量及切削速度三項 確定方法是先是確定切削深 度 進給量 再確定切削速度 現(xiàn)根據(jù) 切削用量簡明手冊 第三版 艾興 肖詩綱 編 1993 年機械工業(yè)出版社出版 確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以 號 與 機械制造設計工工藝簡明手冊 的表區(qū)別 3 6 1 工序 粗車 50 外圓 48 外圓以及端面 倒角為 0452 機床 CA6140 普通車床 工件用爪卡盤固定 3 6 1 1 確定粗車左端面的切削用量 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 1 由于 C620 1 機床的中心高為 200 表 1 30 故選刀桿尺寸 刀mHB m2516 片厚度為 選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面 前角 后角5 4 0V 主偏角 副偏角 刃傾角 刀尖圓弧半徑 0 6vK09 vK01s 0sr8 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 可在一次走刀內完成 故 3 1 pm75 3 確定進給量 f 根據(jù) 切削加工簡明實用手冊 可知 表 1 4 9 刀桿尺寸為 工件直徑 400 之間時 m1625 pam4 10 進給量 0 5 1 0fr 按 CA6140 機床進給量 表 4 2 9 在 機械制造工藝設計手冊 可知 0 7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求 故需進行校驗根據(jù)表 1 30 C620 1 機床進給機構允許進給力 3530 maxFN 根據(jù)表 1 21 當強度在 174 207 時 HBSp4 f75 0rmrK 時 徑向進給力 950 045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 17 表 1 29 2 故實際f rofKsFf krFfK 進給力為 950 1111 5 3 f17 N 2 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力 故所選 可用 frm7 0 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù) 切削用量簡明使用手冊 表 1 9 車刀后刀面最大磨損量取為 車刀5 1 壽命 Tmin60 確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算 也可直接有表中查出 根據(jù) 切削用量簡明使用手冊 表 1 11 當 硬質合金刀加工硬度 200 2196YG 的鑄件 切削速度 HBSpa4 frm75 Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 1 0 0 92 0 8 1 0 1 0 見表tvKvsvKTvKv 1 28 故 tVv 63 3 0 0 184 920 1 3 min48 120 3 nDc 1127 ir 4 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 1250nmir 這時實際切削速度 為 cV 10 3 cV10cDn 01257 min 5 校驗機床功率 切削時的功率可由表查出 也可按公式進行計算 由 切削用量簡明使用手冊 表 1 25 HBS160245pam3 f 切削速度 時 rm75 0min50V CPKW7 1 切削功率的修正系數(shù) 0 73 0 9 故實際切削時間的功率為 krcPcr0 1 7 1 2 3 3 6 根據(jù)表 1 30 當 時 機床主軸允許功率為 故所nmi125r EPKW9 5C EP 選切削用量可在 CA6140 機床上進行 最后決定的切削用量為 3 75 paf7 0ni125rsr08 Vmin0 倒角 為了縮短輔助時間 取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 srn28 3 換車刀手動進給 計算基本工時 3 nflt 7 由 切削用量簡明使用手冊 表 1 26 車削時的入切量及超切量 y 則 m1 3 mt7 01258 in46 8 3 6 2 工序 掉頭 粗車 53 外圓以及端面倒角為 0452 本工序仍為粗車 已知條件與工序相同 車端面及倒角 可采用工序 相同的可轉 位車刀 11 采用工序 確定切削用量的方法 得本工序的切削用量及基本時間如下 a 2 5 f 0 65 n 3 8 v 50 4 T 56pmrmsrminis 3 6 3 工序 半精車 50 外圓 48 外圓 3 6 3 1 確定半精車切削用量 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 1 由于 CA6140 機床的中心高為 200 表 1 30 故選刀桿尺寸 刀片mHB m2516 厚度為 選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面 前角 后角 m5 4 0V0 主偏角 副偏角 刃傾角 刀尖圓弧半徑 06vK09 vK01s 0sr8 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 可在一次走刀內完成 故5 2 p m251 確定進給量 f 根據(jù) 切削加工簡明實用手冊 可知 表 1 4 刀桿尺寸為 工件直徑 400 之間時 m1625 pa4 10 進給量 0 5 1 0frm 按 C620 1 機床進給量 表 4 2 9 在 機械制造工藝設計手冊 可知 0 7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求 故需進行校驗根據(jù)表 1 30 C620 1 機床進給機構允許進給力 3530 maxFN 根據(jù)表 1 21 當強度在 174 207 時 HBSp4 f75 0rmrK 時 徑向進給力 950 045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 17 表 1 29 2 故實際f rofKsFf krFfK 進給力為 950 1111 5 由f17 N 于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力 故所選 可用 frm7 0 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù) 切削用量簡明使用手冊 表 1 9 車刀后刀面最大磨損量取為 車刀5 1 壽命 Tmin60 確定切削速度 0V 12 切削速度可根據(jù)公式計算 也可直接有表中查出 根據(jù) 切削用量簡明使用手冊 表 1 11 當 硬質合金刀加工硬度 200 21915YT 的鑄件 切削速度 HBSpam4 fr75 0Vmin63 切削速度的修正系數(shù)為 1 0 0 92 0 8 1 0 1 0 見表tvKmvsvKTvKv 1 28 故 tVv 63 3 0 0 184 920 1 12 in48 120 3 nDc 127 mir 13 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 1250nir 這時實際切削速度 為 cV 3 1cD 01257 min 14 校驗機床功率 切削時的功率可由表查出 也可按公式進行計算 由 切削用量簡明使用手冊 表 1 25 HBS160245pam3 f 切削速度 時 rm75 0min50V CPkw7 1 切削功率的修正系數(shù) 0 73 0 9 故實際切削時間的功率為 rcPcrK0 1 7 1 2 3 k 根據(jù)表 1 30 當 時 機床主軸允許功率為 故所ni125EPkw9 5C EP 選切削用量可在 CA6140 機床上進行 最后決定的切削用量為 1 25 pamfr7 0nmi125rsr08 Vmin0 計算基本工時 3 flt 15 13 式中 m127Lly l 由 切削用量簡明使用手冊 表 1 26 車削時的入切量及超切量 y 則 m1 126 128 mt7 0125 in4 3 6 3 2 確定半精鏜精鏜 內孔的切削用量3 所選用的刀具為 YG6X 硬質合金圓形鏜刀 主偏角為 K 45 直徑為 16mm 的圓形V0 鏜刀 其耐用度為 60 Tmin 確定切削深度 a p25 根據(jù)表 1 5 當半精鏜鑄料 鏜刀直徑為 a 鏜刀伸出長度 m16p2 時 進給量為 m80rf1 0 確定切削速度 按表 1 27 的計算公式確定 V 3 16 式中 C 189 8 m 0 2 X 0 15 Y 0 20 v vvmin60 T V 124 6 in 選擇 CA6140 機床轉速 n n 1200 20inrsr 實際切削速度為 v 2 08 m 確定基本時間 確定半精鏜孔的基本時間 50s 3 6 5 工序 45 車 Tr39X6 內螺紋 1 選擇刀具 選擇螺紋車刀 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 可在 4 次走刀內切完ap vyxpKfaTCMi13045 6210 14 2 進給量 f 依據(jù) 根據(jù)表 1 6 加工材料為碳鋼 當表面粗糙度為 切 削 用 量 簡 明 手 冊 預計 時 1 6aRm 0 5 10 minrv 0 1 6 fmr 依據(jù) 根據(jù) CJK6140 車床的使用說明書選擇 切 削 用 量 簡 明 手 冊 1 fr 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求 故需進行校驗 依據(jù) 根據(jù) CJK6140 車床的使用說明書 其進給機構允許的 切 削 用 量 簡 明 手 冊 進給力為 3530N maxF 查 根據(jù)表 1 21 當鋼的強度 切 削 用 量 簡 明 手 冊 570 6bMPa 100m min 預計 時 進給力為 375N 2 0p 26 fr045k cv fF 依據(jù) 根據(jù)表 1 29 2 切削時 的修正系數(shù)為 切 削 用 量 簡 明 手 冊 fF1 0vofk 故實際進給力為1 sFfk 0krFf 3751 095N 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力 故所選 的進0 15 fmr 給量可用 3 車刀磨鈍標準及耐用度 T 依據(jù) 根據(jù)表 1 9 車刀的后刀面最大磨損量取為 切 削 用 量 簡 明 手 冊 0 5mm 0 4 0 6 車刀的壽命 T 60min 4 確定切削速度 cv 依據(jù) 根據(jù)表 1 28 可查得切削速度的修正系數(shù)為 切 削 用 量 簡 明 手 冊 1 0tvk 故1 0krv 8sv1 0Tvk kv1 8Mv 0 94Mtrs 依據(jù) 根據(jù)表 1 27 切削速度的計算為 切 削 用 量 簡 明 手 冊 vcmxyCkTapf 故 224m min0 2 150 29946c r min in7vnrD 15 依據(jù) 根據(jù) CJK6140 車床的使用說明書 選擇 切 削 用 量 簡 明 手 冊 120 cnrm 這時實際切削速度 為cv 120m min3120 in10cD 最后決定的車削用量為 2 5 mi 120 inp camfrnrv 工序 銑鍵槽 機床 銑床 KX 刀具 錯齒三面刃銑刀 粗銑 8 槽 切削深度 7 5pa 根據(jù)參考文獻 3 表 查得 進給量 根據(jù)參考文獻 1 表2 476 0 6 famz 查得切削速度 302 minV 機床主軸轉速 n 102 1 in3 45rd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 取 7 實際切削速度 v 0 5 106nms 進給量 fV 8 1 3ffaZ 工作臺每分進給量 m 8 infVs 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 20lm 刀具切入長度 1 0 5 lD 63mm 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt120631 05min8jmlf 精銑 8 槽 16 切削深度 pa2 0m 根據(jù)參考文獻 3 表 查得 進給量 根據(jù)參考文獻 1 表476 0 8 famz 查得切削速度 302 3 inV 機床主軸轉速 n 10245 in 160rd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 取 7 實際切削速度 v3 0 nms 進給量 fV0 824 5 61 39ffaZ 工作臺每分進給量 m8 infVs 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 0lm 刀具切入長度 1 81mm0 5 2 lD 刀具切出長度 取2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt12081 23min 6jmlf 本工序機動時間 125 ijjtt 17 18 第 4 章 銑 鍵 槽 夾 具 的 設 計 設計工序 銑 16 槽的夾具的設計 4 1 問 題 的 提 出 本夾具要用于銑 8 槽的設計夾具精度等級為 IT12 級 粗糙度為 12 5 本道工序只 精銑一下即達到各要求 因此 在本道工序加工時 我們應首先考慮保證銑 8 槽的設計 夾具設計的各加工精度 如何提高生產效率 降低勞動強度 4 2 夾 具 設 計 4 2 1 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準 定位基準的選擇必須合理 否則將直接影 響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量 基準選擇不當往往會增加工序 或使工藝路線不合理 或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度 特別是位 置精度 要求 因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求 從保證零件的加工精度要求出發(fā) 合理選擇定位基準 此零件圖沒有較高的技術要求 也沒有較高的平行度和對稱度要求 所以我們應考慮如何提高勞動效率 降低勞動強度 提高加工精度 19 的孔和其兩端 面都已加工好 為了使定位誤差減小 選擇已加工好的 19 孔和其端面作為定位精基準 來設計本道工序的夾具 以兩銷和兩已加工好的 19 孔的端面作為定位夾具 為了提高加工效率 縮短輔助時間 決定用簡單的螺母作為夾緊機構 4 2 2 切削力和夾緊力計算 1 刀具 YG6 銑刀 機床 銑床 由 3 所列公式 得 FV zwqueyXpFndafC0 查表 9 4 8 得其中 修正系數(shù) 1 vk 19 30 FC83 Fq0 1 FX z 24 65 yuPaFw 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 4321K 其中 為基本安全系數(shù) 1 5 為加工性質系數(shù) 1 12 為刀具鈍化系數(shù) 1 13 為斷續(xù)切削系數(shù) 1 14K 所以 NF7 15 2 夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 FKf 21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù) 取 25 01 f F G G 為工件自重zP NfN4 321 夾緊螺釘 公稱直徑 d 20mm 材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6 8 級 MPaB06 MPaBs4801 螺釘疲勞極限 B9263 2 1 極限應力幅 akma7 51li 許用應力幅 MPSa3 li 螺釘?shù)膹姸刃：?螺釘?shù)脑S用切應力為 s s 2 5 4 取 s 4 得 Pa120 20 滿足要求 8 24cHdF MPaNc153 2 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 4 3 零 件 加 工 誤 差 分 析 工件在車床夾具上加工時 加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 夾具D 誤差 夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響 J A G 如夾具圖所示 在夾具上加工時 尺寸的加工誤差的影響因素如下所述 注 V 型塊夾角 90 21 基準位移誤差 工件以外圓柱面在 V 型塊定位 由于工件定位面外圓直徑有公差 D 因此對一批 工件來說 當直徑由最小 D D 變大到 D 時 工件中心 即定位基準 將在 V 型塊 的對稱中心平面內上下偏移 左右不發(fā)生偏移 即工件由 變大到 其變化量1O2 即基準位移誤差 從圖 a 中的幾何關系退出 1O2 Y 12 SIn 基準不重合誤差 從圖 b 中設計基準與定位基準不重合 假設定位基準 不動 當工件直徑由1O 最小 D D 變到最大 D 時 設計基準的變化量為 即基準不重合誤差 B 2 D2 D 從圖 c 中可知 設計基準為工件的下母線 即 上述方向由 a 到 a 與定位基準 變到 的方向相反 故其定位誤差 D是 Y與 B之差 1O2 D Y B 0 207 D 0 207 0 01 0 002072 SIn D 0 00207 T 即滿足要求31 4 4 確 定 夾 具 體 結 構 尺 寸 和 總 體 結 構 夾具體設計的基本要求 1 應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面 如安裝定位元件的表面 安裝對刀塊或導向元件的表面以 及夾具體的安裝基面 應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?它們之間應有適當?shù)奈恢镁?度 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定 鑄造夾具體要進行時效處理 焊接和鍛造夾具體要 進行退火處理 2 應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力 切削力等外力的作用而產生不允許的變形和 振動 夾具體應有足夠的壁厚 剛性不足處可適當增設加強筋 3 應有良好的結構工藝性和使用性 22 夾具體一般外形尺寸較大 結構比較復雜 而且各表面間的相互位置精度要求高 因此應特別注意其結構工藝性 應做到裝卸工件方便 夾具維修方便 在滿足剛度和 強度的前提下 應盡量能減輕重量 縮小體積 力求簡單 4 應便于排除切屑 在機械加工過程中 切屑會不斷地積聚在夾具體周圍 如不及時排除 切削熱量 的積聚會破壞夾具的定位精度 切屑的拋甩可能纏繞定位元件 也會破壞定位精度 甚至發(fā)生安全事故 因此 對于加工過程中切屑產生不多的情況 可適當加大定位元 件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間 對于加工過程中切削產生較多的情 況 一般應在夾具體上設置排屑槽 5 在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或 配合實現(xiàn)的 當夾具在機床工作臺上安裝時 夾具的重心應盡量低 支承面積應足夠 大 安裝基面應有較高的配合精度 保證安裝穩(wěn)定可靠 夾具底部一般應中空 大型 夾具還應設置吊環(huán)或起重孔 確定夾具體的結構尺寸 然后繪制夾具總圖 詳見繪制的夾具裝配圖 4 5 夾 具 設 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 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 本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式 本工序為精銑切削余量小 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 23 第 5 章 銑 鍵 槽 工 序 刀 具 設 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銑鍵槽端面必須垂直 因此選 90 度閉 孔鏜刀 2 刀具設計參數(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 s 4 度 o 15 度 o 8 度 o 6 度 r 90 度 r 56 度 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 5m o1 5 度 br1 0 045 qn 2 5 過渡刃 表 2 13 ap 0 5mm 過渡刃和修光刃 b 0 18 7 外型結構尺寸 表 3 5 刀具設計手冊 3 刀具工作草圖 24 第 6 章 銑 鍵 槽 工 序 量 具 設 計 說 明 書 設計鍵槽的塞規(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準得上 偏差 ES 0 021mm 下偏差 EI 0mm 公差等級為 IT7 1 量具類型確定 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 20 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 鍵槽用塞規(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 25 4 極限量具結構設計 總 結 畢業(yè)設計即將結束了 時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的 通過這次的 設計使我們不再是只知道書本上的空理論 不再是紙上談兵 而是將理論和實踐相結 合進行實實在在的設計 使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領 使我們更好的利用圖書館的資料 更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和 26 AUTOCAD 等制圖軟件 為我們踏入社會打下了好的基礎 畢業(yè)設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的 還應該更好的做到 理論和實踐的結合 因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導 使我們學到了很多 也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會 它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵 一步 27 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小 為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎 但是 查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時 數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊 由于經 驗不足 在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題 不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出 寶貴的意見 在我遇到難題時給我指明了方向 最終我很順利的完成了畢業(yè)設計 這次畢業(yè)設計成績的取得 與指導老師的細心指導是分不開的 在此 我衷心感 謝我的指導老師 特別是每次都放下他的休息時間 耐心地幫助我解決技術上的一些 難題 她嚴肅的科學態(tài)度 嚴謹?shù)闹螌W精神 精益求精的工作作風 深深地感染和激 勵著我 從題目的選擇到項目的最終完成 他都始終給予我細心的指導和不懈的支持 多少個日日夜夜 他不僅在學業(yè)上給我以精心指導 同時還在思想 生活上給我以無 微不至的關懷 除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外 他的治學嚴謹和科學研究的精神也 是我永遠學習的榜樣 并將積極影響我今后的學習和工作 在此謹向指導老師致以誠 摯的謝意和崇高的敬意 28 參 考 文 獻 1 東北重型機械學院 洛陽農業(yè)機械學院 長春汽車廠工人大學 機床夾具設計手 冊 M 上海 上海科學技術出版社 1980 2 張進生 機械制造工藝與夾具設計指導 機械工業(yè)出版社 1995 3 李慶壽 機床夾具設計 機械工業(yè)出版社 1991 4 李洪 機械加工工藝手冊 北京出版社 1996 5 上海市金屬切削技術協(xié)會 金屬切削手冊 上海科學技術出版社 2544 6 黃如林 劉新佳 汪群 切削加工簡明實用手冊 化學工業(yè)出版社 2544 7 余光國 馬俊 張興發(fā) 機床夾具設計 M 重慶 重慶大學出版社 1995 8 周永強 高等學校畢業(yè)設計指導 M 北京 中國建材工業(yè)出版社 2542 9 劉文劍 曹天河 趙維 夾具工程師手冊 M 哈爾濱 黑龍江科學技術出版社 1987 10 王光斗 王春福 機床夾具設計手冊 上?？茖W技術出版社 2542 11 東北重型機械學院 洛陽農業(yè)機械學院 長春汽車廠工人大學 機床夾具設計手 冊 上?？茖W技術出版社 1984 12 李慶壽 機械制造工藝裝備設計適用手冊 M 銀州 寧夏人民出版社 1991 13 廖念釗 莫雨松 李碩根 互換性與技術測量 M 中國計量出版社 2540 9 19 14 王光斗 王春福 機床夾具設計手冊 M 上?？茖W技術出版社 2540 15 樂兌謙 金屬切削刀具 機械工業(yè)出版社 2545 4 17