【毕业设计论文】气门摇杆轴支座加工工艺及关键工装设计-说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 气门摇杆轴支座加工工艺及关键工序工 装设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 轴套是某企业产品中的关键零件之一，本课题要求根据企业生产需要和轴套零件 的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之 一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。本机床所用夹具的 通用性强，工件采用液压定位夹紧，快速方便。定位采用一面一心轴的定位方式，夹 紧采用液压加紧，采用这种方式完全能够满足精度要求。而且简易方便，制造成本低， 通用性好。由于轴套的生产量比较大，为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其 加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。 通过设计，综合运用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系，掌 握了运用各项绘图软件进行设计的方法和技巧, 熟悉了工程应用设计。 关键词 轴套 零件分析 工艺路线 夹具设计 组合机床 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 T i t l e T h e M a c h i n e o f A x i l e B u s h P r o c e s s e s C r a f t R e g u l a t i o n s a n d W o r k t o P a k e a D e s i g n A b s t r a c t T h e a x i l e b u s h i s o n e o f t h e k e y p a r t s o f a n e n t e r p r i s e p r o d u c t s , t h i s t e x t e x p o u n d s m a i n l y t h e m a c h i n i n g t e c h n o l o g y a n d t h e d e s i g n o f c l a m p i n g d e v i c e o f t h e c o n n e c t i n g r o d a n d m o d u l a r m a c h i n e t o o l o f t h e a x i l e b u s h . T h e p r e c i s i o n o f s i z e , t h e p r e c i s i o n o f p r o f i l e a n d t h e p r e c i s i o n o f p o s i t i o n , o f t h e c o n n e c t i n g r o d i s d e m a n d e d h i g h l y , a n d t h e r i g i d i t y o f t h e c o n n e c t i n g r o d i s n o t e n o u g h , e a s y t o d e f o r m , s o a r r a n g i n g t h e c r a f t c o u r s e , n e e d t o s e p a r a t e t h e e a c h m a i n a n d s u p e r f i c i a l t h i c k f i n i s h m a c h i n i n g p r o c e s s . R e d u c e t h e f u n c t i o n o f p r o c e s s i n g t h e s u r p l u s , c u t t i n g f o r c e a n d i n t e r n a l s t r e s s p r o g r e s s i v e l y , 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 r e v i s e t h e d e f o r m a t i o n a f t e r p r o c e s s i n g , c a n r e a c h t h e s p e c i f i c a t i o n r e q u i r e m e n t f o r t h e p a r t f i n a l l y . A s t h e o u t p u t o f t h e a x i l e b u s h i s v e r y l a r g e , i t i s n e e d t o m a k e o p t i m a l d e s i g n f o r t h e m a c h i n i n g t e c h n o l o g y a n d u s e m o d u l a r m a c h i n e t o o l f o r p i v o t a l m a c h i n i n g p r o c e s s , t o e n s u r e p r o d u c t q u a l i t y a n d t o i m p r o v e t h e p r o c e s s i n g e f f i c i e n c y . T h r o u g h t h i s d e s i g n , t h e k n o w l e d g e o f m o r e b a s i c a n d s p e c i a l t y w a s s y n t h e t i c a l l y a p p l i t e d . T h e s y s t e m o f k n o w l e d g e w e l e a r n e d w a s i n t e n s i f i e d . C o n t r o l l e d t o m a k e u s e o f v a r i o u s m e t h o d a n d t e c h n i q u e s t h a t t h e p a i n t i n g s o f t w a r e c a r r y o n a d e s i g n , t h e d e s i g n o f e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n w a s k n o w n w e l l . K e y w o r d s A x i l e B u s h P r e c i s i o n P r o c e s s i n g T e c h n o l o g y D e s i g n o f C l a m p i n g D e v i c e M o d u l a r M a c h i n e T o o l 目 录 1 引言1 1 1机械制造业及其现状1 1 2机械制造业的发展趋势2 1 . 3 设计目的 2 2 零件工艺性分析3 2 1零件的作用3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 2零件的工艺分析 3 3 毛坯的选择5 3 1毛坯材料的种类5 3 2确定毛坯是应考虑到的因素5 3 3确定毛坯时的几项工艺措施5 3 4毛坯的确定6 4 工艺规程设计7 4 1工艺规程的作用7 4 2定位基准的选择7 4 3制定工艺路线8 4 4毛坯尺寸的确定与机械加工余量9 4 5确定切削用量及基本工时1 0 5 夹具设计1 5 5 1夹具的概述1 5 5 2夹具的设计及操作简要说明1 7 6 组合机床设计2 0 6 1 组合机床总体设计“三图一卡” 2 0 结束语2 6 致谢 2 7 参考文献2 8 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重 要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产 规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工 工艺来体现，因此工艺规程编制的好坏是生产该产品的重要保证和重要依据。夹具结 构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发 挥极其重要的作用 1 。 利用更好的夹具可以保证加工质量，机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别 是保证被加工工件的加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度；提高生产 率、降低成本，使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工 2 。扩大机床工艺范围，在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范 围。减轻工人劳动强度，保证安全生产。为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强 产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具 专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。 1 . 1 机械制造业及其现状 在国民经济的各条战线上广泛使用着大量的机械、机床、工具、仪器、仪表等工 艺装备。这些工艺装备的制造过程总称为机械制造，生产这些工艺装备的工业即是机 械制造业 3 。机械制造业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其工艺， 并设计和制造各种工艺装备。 机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向其他各部门提供工具、仪器和各种机 械设备的技术装备部。据西方工业国家统计，机械制造业创造了6 0 % 的社会财富，完 成4 5 % 的国民经济收入。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 那么信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术、以及空间技术等新技术 群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根结底是机械制造业的 竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之 一。 机械制造业是一个历史悠久的产业，经历了一个漫长发展过程。蒸汽机和电力的 两次工业革命使机械制造业发生了巨大变革，世界各国都逐渐充分重视、发展和应用 机械制造技术。经过建国五十多年的发展，机械工业已经成为我国工业中产品门类比 较齐全，具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。改革开放以来，机械工业引 进了大量的国外先进技术，加上国内自行研究开发的成果，使机械产品的结构正向合 理化方向发展，对市场的适应能力日益明显增强。 但是，与工业发达国家相比，我国的机械制造仍存在阶段性的差距。集中表现为 制造技术的落后在设计方法和手段、制造工艺、制造过程自动化及管理技术诸方 面都明显落后于工业发达国家。制造技术的落后严重制约了机械工业的进一步发展， 使我国机械传动工业的技术来源大部分依赖引进国外技术，全员劳动生产率低，机械 产品质量差，可靠性低，缺乏竞争力 4 。 1 . 2 机械制造业的发展趋势 1 . 2 . 1 常规工艺的不断优化 常规工艺优化的方向是实现高效化、精密化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、 低耗、少（无）污染的先进实用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工 艺材料、检测控制系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业采用 5 。 1 . 2 . 2 新型加工方法的不断出现和发展 包括精密加工和超精密加工、微细加工、特种加工及高密度能加工、新硬材料加 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 工技术、表面功能性覆盖技术和复合加工，以适应机械产品更新换代对制造工艺提出 的更高、更新的制造模式。 1 . 2 . 3 自动化等高新技术与工艺的精密结合 微电子、 计算机和自动化技术与工艺及设备的相结合， 使传统工艺面貌产生显著、 本质的变化，如生产线自动控制、在线检测自适应控制、计算机辅助工艺过程设计、 计算机辅助夹具设计、计算机辅助装备工艺设计和智能制造系统等。 中国的机械制造工业任重而道远，我们必须不断开拓进取，改进制造技术，使制 造业达到一个新的高度。 1 . 3 设计目的 现代机械制造工艺设计是机械类专业学生在学完了机械制造技术基础等技术 基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内 容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程 及工艺装备设计，学生应达到： （1 ） 掌握零件机械加工工艺规程设计的能力； （2 ） 掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力； （3 ） 掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力； （4 ） 学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、 夹具总装图，标注必要的技术条件等。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 零件工艺性分析 2 . 1 零件的作用 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部，? 2 0孔装摇 杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个 ? 1 3 m m 孔用 M 1 2 螺杆与汽缸盖相 连，3 m m 轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。 2 . 2 零件的工艺分析 由附图 1得知，其材料为 H T 2 0 0 。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减 振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 该零件上主要加工面为上端面、下端面，左、右端面，2 - 1 3 m m孔和2 0 m m以 及 3 m m 轴向槽的加工。2 0 m m 孔的尺寸精度与下端面 0 . 0 5 m m 的平行度与左右两端面 孔的尺寸精度，直接影响到进气门与排气门的传动精度及密封，2 ? 1 3 m m 孔的尺寸精 度，以上下两端面的平行度 0 . 0 5 m m 。因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再 以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工2 0 m m 孔与左右两 端面时以下端面为定位基准，以保证孔轴线与两端面相对下端面的位置精度。 由参考文献 1 中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求 可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 毛坯的选择 3 . 1 毛坯的种类 毛坯的种类主要有碳钢、合金钢、不锈钢与耐热钢、铸铁与黄铜、青铜、铝合金； 在选择毛坯的制造方法时，首先考虑材料的工艺特性，如铸铁不能锻造，这类材料只 能选择铸造；高碳钢的铸造性和焊接性都较差，一般都采用锻造。 3 . 2 确定毛坯是应考虑到的因素 在确定毛坯时应考虑以下因素： ( 1 ) 零件的材料及其力学性能 当零件的材料选定之后，毛坯的类型就大体确定了。例如，材料为铸铁的零件， 自然应选择铸造毛坯；而对于重要的钢质零件，力学性能要求高时，可选择锻造毛坯。 ( 2 ) 零件的结构和尺寸 形状复杂的毛坯常采用铸件， 但对于形状复杂的薄壁件， 一般不能采用砂型铸造； 对于一般用途的阶梯轴，如果各段直接相差不大，力学性能要求不高时，可选择棒料 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 做毛坯，倘若各段直径相差较大，为了节省材料，应选者锻件 6 。 ( 3 ) 生产类型 当零件的生产批量较大时，应采用精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，这时 毛坯制造增加的费用可由材料费减少的费用以及机械加工减少的费用来补偿。 ( 4 ) 现有生产条件 选择毛坯类型时，要结合本企业的具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和 能力，外协的可靠性等。 ( 5 ) 充分考虑利用新技术，新工艺和新材料的可靠性 为了节约材料和能源，减少机械加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须 尽量采用精密锻造，精密铸造，冷挤压。粉末冶金和工程塑料等新工艺，新技术和新 材料 7 。 3 . 3 确定毛坯时的几项工艺措施 实现少切削，无切削加工，是现代机械制造技术的发展趋势。但是，由于毛坯 制造技术的限制，加之现代机器对精度和表面质量的要求越来越高，为了保证机械加 工能达到质量要求，毛坯的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯时，由于一些零件 形状特殊，安装和加工不大方便，必须采取一定的工艺措施才能进行机械加工。 3 . 4 毛坯的确定 零件材料是 H T 1 5 - 3 3 。零件年产量是大批量, 而且零件加工的轮廓尺寸不大, 在考 虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为砂模机器造型。零件形状 并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 工艺规程设计 对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总 存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这个工艺规程用工艺文件的形式加以规 定，由此得到的工艺文件统称工艺规程 8 。 4 . 1 工艺规程的作用 工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要 技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须 严格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善。 ( 1 ) 根据机械加工工艺规程进行生产准备 （包括技术准备） 。 在产品投入生产以前， 需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，关键技术的分析与研究；刀、夹、量 具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工作都必须根据机 械加工工艺规程来展开。 ( 2 ) 机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。 ( 3 ) 新建或扩建车间( 或工段) , 起原始依据也是机械加工工艺规程，根据机械加工 工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小 和工人的数量。 4 . 2 定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合 理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出， 更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。在 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，此外，还 要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。加 工左右两端平面时，为了保证位置度求，采用一面两孔定位，限制六个自由度，用下 端面与两1 3 孔作为定位基准。镗削 ? 2 0 m m 孔的定位夹紧方案为：用一菱形销加一圆 柱销定位两个 ? 1 3 m m 的孔，再加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合 于大批生产类型中。 精基准的选择：主要考虑基准重合问题，气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准 又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则。? 2 0 孔及左右两端 面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比 较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 4 . 3 制定工艺路线 制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面 质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以 考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑 经济效果，以便降低生产成本 9 。 4 . 3 . 1 工艺路线方案一 工序 铸造 工序 涂漆 工序 车上端面 工序 钻两1 3 通孔 工序 精铣下端面 工序 铣右端面 工序 钻通孔 1 8 m m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 工序 镗孔2 0 m m ，孔口角 1 4 5 度 工序 铣左端面 工序 铣轴向槽 工序 检验 工序 入库 4 . 3 . 2 工艺路线方案二 工序 铸造 工序 时效 工序 涂漆 工序 铣上端面 工序 粗, 精铣下端面 工序 钻两1 3 通孔 工序 铣右端面 工序 钻通孔1 8 工序 镗孔到2 0 ，孔口倒角 1 4 5 度 工序 铣左端面 工序 铣轴向槽 工序 检验 工序 入库 4 . 3 . 3 工艺方案的比较与分析 因左右两端面均对2 0 m m 孔有较高的位置要求， 故它们的加工宜采用工序集中原 则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工 后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端面上2 0 m m 孔放后面加工。初步拟订加工 路线方案一。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值 得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们 惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削容易引 起工艺系统的震动，故改动铣削加工。工序 0 5 应在工序 0 6 前完成，使上端面在加工 后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对 2 ? 1 3 m m通孔加工精度 的影响。 通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加 工路线。该工艺过程详见附表和附表 2 ，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡 片。 4 . 4 毛坯尺寸的确定与机械加工余量 由于本零件材料为灰铸铁，由工艺手册得 ，毛坯为双侧加工，M A 为 G ，加工 精度为 8到 1 0级，这里选取 9级。则，由机械制造工艺设计简明手册表 2 . 2 - 4 得： 零件延轴线方向的加工余量为：2 x 2 . 5 m m = 5 m m 1 0 0 径向加工余量为 6 m m ，轴向加工余量为 2 x 2 . 5 m m = 5 m m 9 0 径向加工余量为 2 x 2 . 5 m m = 5 m m ，轴向加工余量为 2 x 2 . 5 m m = 5 m m 4 5 径向加工余量为 2 x 2 . 5 m m = 5 m m 由机械零件工艺性手册表：2 - 6 4得：1 0 0 ，9 0柱体圆角为：R = 2 m m ；右 端 4 5 的圆角为：R = 4 m m ；铸件上的过渡部分尺寸确定为：R = 5 m m ，C = 3 m m ，H = 1 5 m m 。 由以上资料得出毛坯尺寸图。 4 . 5 确定切削用量及基本工时 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。 ( 1 ) 切削用量指：背吃刀量 as p( 即切削深度 ap、进给量 f 及切削速度 V c 。 ( 2 ) 确定方法是：确定切削深度 确定进给量 确定切削速度 ( 3 ) 具体要求是： 由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除 在中等功率机床上一次走刀 ap可达 8 m m 1 0 m m 。 按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面 粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度。 可用查表法或计算法得出切削速度 V c查，用公式 换算出查或计算法所得的转 速 nc 查， 根据 V c查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速 n机作为实际的 转速，再用 换算出实际的切削速度 V c机填入工艺文件中。 对粗加工，选取实际切削速度 V c机实际进给量 f机和背吃刀量 as p之后，还要校验 机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。 工序 1 钻 2 个1 3 m m 孔 ( 1 ) 加工条件 工件材料：H T 2 0 0 正火，b = 2 2 0 M P a ，1 9 0 2 2 0 H B S 加工要求：钻扩孔1 3 m m 机床选择：选用立式钻床 Z 5 2 5 （见工艺手册表 4 . 2 - 1 4 ） ( 2 ) 确定切削用量及基本工时 选择1 3 m m 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册P 8 4 ） d = 1 3 L = 2 3 8 m m L1= 1 4 0 m m f机= 0 . 4 8 m m / r ( 见切削手册表 2 . 7 和工艺手册表 4 . 2 - 1 6 ) V c查= 1 3 m / m i n （见切削手册表 2 . 1 5 ） 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 按机床选取 n机= 1 9 5 r / m i n （按工艺手册表 4 . 2 - 1 5 ） 所以实际切削速度：141.3v = m / m i n . 基本工时: l = 8 0 m m l2= 1 m m 4 m m ( 取 4 m m ) 按工艺手册表 6 . 2 - 5 公式计算 1 . 2 4 （m i n ） 工序 2 粗、精铣左右端面 ( 1 ) 粗铣 ( a ) 选择刀具： 根据工艺手册表 3 . 1 - 2 7 ，选择用一把 Y G 6 硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀 外径 d0= 1 0 0 m m ，铣刀齿数 Z = 1 0 。 ( b ) 确定铣削深度 a p： 单边加工余量 Z = 2 0 . 2 7 ，余量不大，一次走刀内切完，则：a = m m ( C ) 确定每齿进给量 f z : 根据切削手册表 3 . 5 ，用硬质合金铣刀在功率为 4 . 5 k w 的 X 5 1 铣床加工时， 选择每齿进给量 f z = 0 . 1 4 0 . 2 4 m m / z ，由于是粗铣，取较大的值。现取：f z = 0 . 1 8 m m / z ( d ） 选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 3 . 7 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1 . 0 m m m 1 . 5 m m ，现取 1 . 2 m m ，根据切削手册表 3 . 8铣刀直径 d0= 1 0 0 m m的硬质合金端铣刀的耐用度 T = 1 8 0 m i n 。 ( e ） 确定切削速度 V c ： 根据切削手册表 3 . 1 6 可以查 V c ：由 ap= m m f z = 0 . 1 8 m m / z ，查得 V c = 7 7 m m / z n = 2 4 5 m m / z V?= 3 8 5 m m / z 根据 X 1 6 3 2型立铣床说明书（表 4 . 2 - 3 5 ）nc= 2 5 5 r / m i n V c = 4 0 0 m m / m i n ( 横 向) 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( f ） 计算基本工时：l = 4 7 m m l2= 2 T = 0 . 1 4 m i n ( 2 ) 精铣 ( a ) 选择刀具： 根据 工艺手册 表 3 . 1 - 2 7 ， 选择用一把 Y G 6 硬质合金端铣刀， 铣刀外径 d0= 1 0 0 m m ， 铣刀齿数 Z = 1 0 ( b ) 确定铣削深度 ap： 由于单边加工余量 Z = 1 ，故一次走刀内切完，则：a p= 1 m m ( c ) 确定每齿进给量 f z ： 由切削手册表 3 . 5 ，用硬质合金铣刀在功率为 4 . 5 k w 的 X 5 1 铣床加工时，选 择每齿进给量 f z = 0 . 1 4 m m / z 0 . 2 4 m m / z ，半精铣取较小的值。现取：f z = 0 . 1 4 m m / z ( d ) 选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 3 . 7 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1 . 0 m m 1 . 5 m m ，现取 1 . 2 m m ，根据切削手册表 3 . 8铣刀直径 d0= 1 0 0 m m的硬质合金端铣刀的耐用度 T = 1 8 0 m i n 。 ( e ) 确定切削速度 V c ： 根据切削手册表 3 . 1 6 可以查 V c ：由 ap4 m m ? z = 0 . 1 4 m m / z ，查得： V c = 1 1 0 m m / z n = 3 5 2 m m / z V?= 3 9 4 m m / z 根据 X 1 6 3 2 型立铣床说明书（表 4 . 2 - 3 5 ）nc= 3 8 0 r / m i n V?c = 4 0 0 m m / m i n ( 横向) ( f ) 计算基本工时：l = 4 0 m m l2 = 2 m m 所以本工序的基本时间为：T = t1+ t2= 0 . 1 4 + 0 . 1 2 = 0 . 2 6 m i n 工序 3 粗镗1 8 工序 1 8 粗镗余量参考文献 1 表 3 8 3 取粗镗为 1 . 8 m m ， 粗镗切削余量为 0 . 2 m m , 铰孔 后尺寸为 2 0 H 8 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 孔轴线到底面位置尺寸为 6 0 m m ，精镗后工序尺寸为 2 0 . 0 2 0 . 0 8 m m ，与下底面的 位置精度为 0 . 0 5 m m ，与左右端面的位置精度为 0 . 0 6 m m ，且定位夹紧时基准重合，故 不需保证。0 . 0 6 m m 跳动公差由机床保证。 工序 4 钻孔1 8 m m 选择1 8 m m 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册P 8 4 ） d = 1 8 L = 2 3 8 m m L1= 1 4 0 m m f机= 0 . 4 8 m m / r ( 见切削手册表 2 . 7 和工艺手册表 4 . 2 - 1 6 ) V c查= 1 3 m / m i n （见切削手册表 2 . 1 5 ） 按机床选取 n机= 1 9 5 r / m i n （按工艺手册表 4 . 2 - 1 5 ） 所以实际切削速度： 基本工时： l = 8 0 m m l2= 1 m m 4 m m ( 取 4 m m ) 按工艺手册表 6 . 2 - 5 公式计算 1 . 1 0 m i n 粗镗孔时因余量为 1 m m , 故 a p = 1 m m , 查文献 1 表 2 . 4 - 8 取 V = 0 . 4 m / s = 2 4 m / m i n 取进给量为 f = 0 0 2 m m / r n = 1 0 0 0 V / d = 1 0 0 0 2 4 / 3 . 1 4 2 0 = 3 8 0 r / m i n 查文献 1 得 p m = F z V 1 0 - 3 C F 2 = 1 8 0 , X F z = 1 Y f z = 0 . 7 5 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 n F z = 0 R f z = 9 . 8 1 6 0 1 8 0 2 . 7 5 0 . 2 0 . 7 5 0 . 4 1 = 1 4 5 2 N P = 0 . 5 8 k w 取机床效率为 0 . 8 5 0 . 7 8 0 . 8 5 = 0 . 8 9 k w 0 . 5 8 k w 故机床的功率足够。 下面计算工序 0 9 的时间定额 粗镗时：L / ( f n ) = 4 5 / 0 . 2 3 8 0 = 7 . 5 s 精镗时：f 取 0 . 1 m m / s L / ( f n ) = 4 5 / 0 . 1 3 8 0 = 1 5 s 总机动时间：T = 7 . 5 + 1 5 = 0 . 3 8 m i n 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 夹具的设计 5.1 夹具的概述 5 . 1 . 1 机床夹具的基本组成部分 ( 1 ) 定位元件及定位装置, 它与工件的定位基准相接处，用于确定工件在夹具中的 正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动之间的相对正确位置。 ( 2 ) 对刀及引导元件, 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置，用于确 定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行 加工的元件，称为引导元件 1 0 。 ( a ) 夹紧装置, 用于加紧工作, 在切削时使使工件在夹具中保持既定位置。 ( b ) 联接元件, 用以确定夹具在机床上的位置并于机床相连接 ( c ) 夹具体, 用以联接夹具各元件或装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安 装在机床上。 ( d ) 其他联接或装置, 除上述元件或装置以外的元件或装置。如某些夹具上的分度 装置、防错装置、安全保护装置、为便于拆下工件而设置的顶出器等。 5 . 1 . 2 机床夹具的作用 ( 1 ) 保障加工质量 使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 面之间以及被加工表面互相之间的位置精度。使用机床夹具后, 这种精度主要是靠夹 具和机床来保证, 不再依赖于工人的技术水平。 ( a ) 提高生产效率, 降低生产成本 使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，而且易实现多件、多工位加工。现 代机床夹具中广泛采用气动、液压等机动夹紧装置, 可使辅助时间进一步减少。 ( b ) 扩大机床工艺范围 在机床上使用可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。例如，在车床或钻 床上使用镗膜，可以代替镗床镗孔。又如, 使用靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿 形加工。 ( c ) 减轻工人劳动强度，保证安全生产。 5 . 1 . 3 机床夹具的分类 按机床夹具的使用范围，可划分为 5 种类型 ( 1 ) 通用夹具，如车床上常用的三爪自定心卡盘、顶尖，铣床上常用的平口钳、 分度头、回转工作台等均属此类夹具。该类夹具由于具有较大的通用性，故得其名。 通用夹具一般以标准化，并有专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用 户。 ( 2 ) 专用夹具，这类夹具是针对某一工件的某一工序而专门设计的，因其用途专 一而得名。专用夹具广泛用于批量生产中。 ( 3 ) 可调整夹具和成组夹具，这类夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分 装置可以调整，以适应不同的零件的加工。用于相似零件成组加工的夹具，通常称为 成组夹具。与成组夹具相比，可调整夹具的加工对象不很明显，适用范围更广一些。 ( 4 ) 组合夹具，这类家具有一套标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成， 不同元件的不同组合和联接可构成不同结构和用途的夹具。夹具用完以后，元件可以 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 拆卸重复使用。这类夹具特别适合于新产品试制和小批生产。 ( 5 ) 随行夹具，这是一种在自动线或柔线制造系统中使用的夹具。工件安装在随 行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还装载着工件随输送装置送往各机床，并 在机床上被定位夹紧。 为提高生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。根据我 们所需加工的零件，由于其结构较为特殊，一般机床的通用夹具较难以定位及夹紧， 因此每道工序都运用专用夹具来加工，加工本零件所需的专用夹具为四个。 5 . 1 . 4 夹具设计的基本要求 一台优良的机床必须满足下列基本要求： ( 1 ) 保证工件的加工精度, 保证加工精度的关键，首先在于正确的选定定位基准， 定位方法和定位元件，必要时还需要进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零件的 结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 ( 2 ) 提高生产效率, 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相对应，应尽量采用各种快 速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率 1 1 。 ( 3 ) 工艺性能好, 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于操作、装配、调整、检 验、维修等。 ( 4 ) 使用性能好, 专用夹具的操作应简便，省力，安全可靠。在客观条件允许且又 经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹具装置，以减轻操作者的劳 动强度。 5 . 1 . 5 夹具设计规范化的意义 研究夹具设计规范化程序的主要目的在于： ( 1 ) 保证设计质量，提高生产效率，夹具设计质量主要表现在 ( a ) 设计方案与生产纲领的适应性； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( b ) 高位设计与定位副设置的相容性； ( c ) 夹具设计技术经济指标的先进性； ( d ) 精度控制项目的完备性以及各种控制项目公差数值规定的合理性； ( e ) 夹具结构设计的工艺性； ( f ) 家具制造成本低经济型。 有了规范的设计程序，可以指导设计人员有步骤、有计划、有条理的进行工作， 提高设计效率，缩短设计周期。 ( 2 ) 有利于计算机辅助设计，有了规范化的设计程序，就可以利用计算机进行辅 助设计，实现优化设计，减轻设计人员的负担。有利于计算机进行辅助设计，除了进 行精度设计之外，还可以寻找最佳夹紧状态，利用有限对零件的强度、刚度进行设计 计算，实现包括绘图在内的设计过程的全部计算机控制。 ( 3 ) 有利于初学者尽快掌握夹具设计的方法。近年来，关于夹具设计的理论、研 究和实践经验总结已日渐完备，在此基础上总结出来的夹具规范化设计程序，使初级 夹具设计人员的设计工作提高到了一个新的科学化水平 1 2 。 5 . 2 夹具的设计及操作简要说明 5 . 2 . 1 问题的提出 本夹具用来钻 4 的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设 计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在 Z 5 2 5型摇臂钻床 上，选用偏心轮夹紧。 5 . 2 . 2 夹具设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用活 动手柄，以便装卸，夹具体底面上的一对定位槽可使整个夹具在机床工作台上有正确 的安装位置，以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。 为了保证零件加工精度，我们采用可换定位销来进行定心加紧。夹具体底面上的 一对定位槽 与铣床工作台的 T 型槽相连接，保证夹具与铣床纵向进给方向相平行的位置，使 夹具在机床工作台上占有一正确加工位置。此外，为了把夹具紧固在铣床工作台上， 夹具体两端设置供 T 型螺栓穿过夹具用的两个 U 型耳座。 夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺 配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正 确的安装位置，以有利于铣削加工。 ( 1 ) 定位基准的选择 由零件图可知孔 4 对于 9 0 右端面有公差要求，经过尺寸链计算，选用 1 0 0 左端面作为基准；采用偏心轮夹紧便于装卸。 切削力及夹紧力计算 ( 2 ) 切削力的计算： 轴向力：F = 9 .