支座零件的加工工藝及銑120左端面專用夾具設計

支座零件的加工工藝及銑120左端面專用夾具設計,支座,零件,加工,工藝,端面,專用,夾具,設計 支座零件的加工工藝及銑120左端面專用夾具設計 摘要 夾具是零件加工的夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。隨著零件的尺寸變化，越來越多的夾具被淘汰了，因此，設計一套專用夾具是十分有必要的。在設計專用夾具時要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設計夾緊機構，夾具的其他組成部分，夾具的結構形式等。 本課題的主要研究內容是支座零件的加工工藝及銑120左端面專用夾具設計。支座是安裝軸承、軸等回轉零件，對回轉零件起支承作用，保持其平衡。 結合零件加工的重點和難點，從零件的結構分析入手，合理的進行定位基準選擇、夾具的設計、各種刀具參數選擇以及切削用量的選擇等。在安排工藝過程時，根據加工要求不同，需要進行粗精加工。另外還確定了切削參數，加工工時，填寫工藝過程卡片和工序卡片。設計了一套銑120左端面的銑床專用夾具。 關鍵詞：支座、加工工藝、120左端面、銑床、專用夾具 Abstract Jig is the clamping device for parts processing, which is an essential device for processing parts. With the change of the size of parts, more and more fixtures are eliminated. Therefore, it is necessary to design a set of special fixtures. When designing the special fixture, we should consider the positioning scheme of the workpiece, the clamping scheme of the workpiece and the design of the clamping mechanism, other parts of the fixture, the structure of the fixture and so on. The main contents of this subject are the processing technology of the bearing parts and the design of the 120 end fixture for milling. Bearing is to install bearings, shaft and other rotary parts, supporting the role of rotating parts, to maintain its balance. Combining with the key and difficult points of parts processing, starting from the structural analysis of parts, reasonable selection of positioning datum, fixture design, various tool parameters selection and cutting parameters selection. When arranging the technological process, rough finishing is required according to different processing requirements. In addition, cutting parameters, machining hours, process process cards and process cards were determined. Designed a set of milling 120 left end milling machine special fixture. Key words: bearing, processing technology, 120 left end face, milling machine, special fixture I 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 機床夾具的概念 1 1.2 機床夾具的分類 1 1.2.1按夾具的通用特性分類 1 1.2.2按夾具的動力源分類 2 1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢 2 第二章 零件的分析 3 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的組成表面、加工要求、形位公差分析 3 2.2.1零件的組成表面 3 2.2.2零件的加工要求 4 2.2.3零件的形位公差 4 第三章 零件的工藝規(guī)程設計 5 3.1 確定零件的生產類型及毛坯的制造形式 5 3.1.1確定零件的生產類型 5 3.1.2確定毛坯的制造形式 5 3.2 基準的選擇與確定 6 3.3 加工工藝路線的確定 7 3.4 加工機床及加工裝備的選擇 8 3.5 確定加工余量 8 3.6 計算切削用量、基本時間及輔助時間 11 第四章 銑120左端面專用夾具設計 31 4.1 定位方案及裝置的確定 31 4.1.1設計定位方案應滿足的要求 31 4.1.2定位方案的確定 31 4.1.3定位元件的確定 31 4.2 夾緊方案及裝置的確定 32 4.2.1夾緊裝置滿足的基本要求 32 4.2.2夾緊方案的確定 32 4.2.4夾緊元件的確定 33 4.3 夾具體的設計 33 4.4 導向裝置確定 34 4.5 銑削力的計算 34 4.6 夾緊力的計算 34 4.7 定位誤差的分析與計算 35 結論 36 致謝 37 參考文獻 38 II 第一章 緒論 1.1 機床夾具的概念 夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。在生產中夾具的用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 1.2 機床夾具的分類 夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。 1.2.1按夾具的通用特性分類 常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。 1、通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應性強、不需要調整或稍加調整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產準備周期，減少夾具品種，從而減低生產成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產中。 2、專用夾具 專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產品相對穩(wěn)定、批量較大的生產中，可獲得較高的生產率和加工精度。 3、可調夾具 夾具的某些元件可調整或可更換，已適應多中工件的夾具，稱為可調夾具。它還分通用可調夾具和成組夾具兩類。 4、組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或專用零部件）組裝成易于連接和拆卸的夾具。根據被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應用在單件，中、小批多品種生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具。 5、自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。 1.2.2按夾具的動力源分類 按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產，手動夾具應有擴力機構與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。 1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢 1、夾具元件多功能模塊化 能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加。如現在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調節(jié)的綜合功能，可以一件單獨使用，也可以幾件組裝在一起使用，T形基礎、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機床的停機時間，最大限度發(fā)揮數控、加工中心機床的高效性能。 2、高強度、高剛性、高精度 為了提高勞動生產率，縮短工件的加工工時，工件的加工已向著高速、大切削量方向發(fā)展，工序高度集中，工件定位夾緊后要依次完成銑、鉆、鏜等多工序的加工。切削力的大小、方向在不斷地變化，這就需要柔性夾具本身要有較高的使用強度和剛度，才能滿足工件的加工精度。 3、專用夾具、組合夾具、成組夾具一體化 現代化加工設備的多功能化，使工藝過程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復使用的組合可調式的夾具系統，它是由一系列統一化、標準化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結構、可重復使用的夾具，供單件或中小批量生產使用。這種夾具系統保留了組合夾具的各種優(yōu)點，組裝又像專用夾具那樣簡單可靠，又有可調整元件，保留了成組夾具的優(yōu)點。 4、工件夾緊快速化、自動化 為縮短工件加工中的輔助時間，減輕工人的勞動強度，工件的裝夾、拆卸也需要機械化、自動化。 39 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 本次設計的零件—支座，支座是安裝軸承、軸等回轉零件，對回轉零件起支承作用，保持其平衡。零件Ф50內孔尺寸精度要求較高。具體結構詳見下圖2.1所示： 圖2.1 支座零件圖 2.2 零件的組成表面、加工要求、形位公差分析 2.2.1零件的組成表面 1、R36圓弧所在表面及端面； 2、Ф54、Ф50、Ф24內孔所在表面及端面； 3、73所在表面及端面；尺寸103所在表面及端面； 4、2-M3螺紋孔所在表面及端面；厚度為8、高度為25加強筋所在表面及端面；尺寸5、12所在表面及上端面； 5、4-Ф9內孔所在表面及上端面；R10圓弧所在表面及上端面； 6、3-M4兩側均布的螺紋孔所在表面及上端面； 7、103X100X5槽所在表面及端面；64所在表面及前后兩端面； 8、鑄造圓角R3-5。 2.2.2零件的加工要求 1、120所在左右兩端面，其表面粗糙度公差為3.2um； 2、Ф50內孔所在表面，其表面粗糙度公差為0.8um； 3、73下端面，其表面粗糙度公差為1.6um； 4、2-M3螺紋孔所在表面，其表面粗糙度公差為6.3um； 5、64前后兩端面，其表面粗糙度公差為3.2um； 6、Ф24內孔所在表面，其表面粗糙度公差為1.6um； 7、3-M4兩側均布的螺紋孔所在表面，其表面粗糙度公差為6.3um； 8、103X100X5槽所在上端面及前后兩端面，其表面粗糙度公差為1.6um； 9、4-Ф9內孔所在表面，其表面粗糙度公差為6.3um； 10、其余未注表面粗糙度公差的表面，均采用不去除材料的方法獲得。 2.2.3零件的形位公差 1、Ф50內孔所在軸線相對于“73下端面”的平行度公差為0.02； 2、Ф24內孔所在軸線相對于“73下端面”的平行度公差為0.05；相對于“Ф50內孔所在軸線”的垂直度公差為0.05； 3、尺寸10前后兩端面相對于“Ф50內孔所在軸線”的對稱度公差為0.02； 第三章 零件的工藝規(guī)程設計 3.1 確定零件的生產類型及毛坯的制造形式 3.1.1確定零件的生產類型 零件的生產類型是指企業(yè)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。 零件生產綱領N可按下式計算： 通過上面的分析，可以根據年生產綱領、查表確定零件支座的生產類型是批量生產。 3.1.2確定毛坯的制造形式 本次設計的零件其材料選用HT200灰鑄鐵。該材料具有良好的鑄造性、鍛造性、吸振性、切削加工性及一定的力學性能，并且價格低廉，生產設備簡單，所以在機械零件材料中占有很大比重，廣泛地用來制作各種軸、軸套、支座、機架、底座等零件。 本次毛坯采用砂型鑄造成型。另外，該零件結構比較簡單，在毛坯制作時，采用毛坯形狀與零件盡量接近。具體結構見圖3.1毛坯圖。 圖3.1 支座毛坯圖 3.2 基準的選擇與確定 基面的選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一，基面的選擇的正確與合理可以使加工的質量得到保證、生產效率得到提高；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。 定位基準分為粗基準和精基準，用毛坯上未經加工的表面作為定位基準成為粗基準，使用經過加工表面作為定位基準稱為精基準。在制定工藝規(guī)程時，先進行精基準的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準來加工精基準。 1、粗基準的選擇原則 為保證工件某重要表面的余量均勻，應選重要表面為粗基準。應盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。 2、精基準的選擇原則 “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的定位誤差。 “基準統一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。 “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用”互為基準”方法，反復加工。 根據上述定位基準的選擇原則，分析本零件，根據零件圖，本零件是帶有孔比較簡單的零件。 粗基準的選擇：零件下端面作為粗基準。 精基準的選擇：尺寸Ф50內孔及端面作為精基準。 3.3 加工工藝路線的確定 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。在生產綱領已確定為批量生產的條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使用生產成本下降。工藝路線方案如下： 工序1、鑄造； 工序2、熱處理，時效處理； 工序3、銑削73下端面； 工序4、銑削120右端面； 工序5、銑削120左端面； 工序6、銑削64前端面； 工序7、銑削64后端面； 工序8、銑削103X10X5槽； 工序9、鏜削Ф50內孔； 工序10、鏜削Ф24內孔； 工序11、鉆削4-Ф9內孔； 工序12、鉆削前端面3-M4X12螺紋孔； 工序13、鉆削后端面3-M4X12螺紋孔； 工序14、鉆削2-M3螺紋孔； 工序15、磨削Ф50內孔； 工序16、倒角； 工序17、清洗； 工序18、終檢； 工序19、入庫； 3.4 加工機床及加工裝備的選擇 為更好的加工出端面、內孔、螺紋孔等，保證尺寸的同時保證零件的粗糙度。對零件加工之前，需要對使用的機床、采用的刀具、量具和夾具進行相應選擇。 1、銑削加工 選用X6132臥式銑床，零件裝夾在專用夾具上，加工刀具有端面銑刀、三面刃銑刀，測量的工具為游標卡尺。 2、鏜削加工 選用T618臥式鏜床，零件裝夾在專用夾具上，加工刀具有內孔鏜刀，測量的工具為游標卡尺。 3、鉆削加工 選用Z525立式鉆床，零件裝夾在專用夾具上，加工刀具有麻花鉆、擴孔鉆、鉸孔鉆、絲錐鉆，測量的工具為游標卡尺和螺紋量規(guī)。 4、磨削加工 選用M1420-520萬能磨床，零件裝夾在專用夾具上，加工刀具有砂輪，測量的工具為內徑千分表。 3.5 確定加工余量 工序1、鑄造； 工序2、熱處理，時效處理； 工序3、銑削73下端面； 工步1：粗銑73下端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm。 工步2：半精銑73下端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1mm。 工步3：精銑73下端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序4、銑削120右端面； 工步1：粗銑120右端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為2.5mm。 工步2：半精銑120右端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序5、銑削120左端面； 工步1：粗銑120左端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為2.5mm。 工步2：半精銑120左端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序6、銑削64前端面； 工步1：粗銑64前端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為2.5mm。 工步2：半精銑64前端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序7、銑削64后端面； 工步1：粗銑64后端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為2.5mm。 工步2：半精銑64后端面； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序8、銑削103X10X5槽； 工步1：粗銑103X10X5槽； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm。 工步2：半精銑103X10X5槽； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1mm。 工步3：精銑103X10X5槽； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序9、鏜削Ф50內孔； 工步1：粗鏜Ф50內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm（單邊）。 工步2：半精鏜Ф50內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1mm（單邊）。 工步3：精鏜Ф50內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm（單邊）。 工序10、鏜削Ф24內孔； 工步1：粗鏜Ф24內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm（單邊）。 工步2：半精鏜Ф24內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1mm（單邊）。 工步3：精鏜Ф24內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm（單邊）。 工序11、鉆削4-Ф9內孔； 工步1：鉆4-Ф9內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為2.5mm（單邊）。 工步2：擴4-Ф9內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.9mm（單邊）。 工步3：鉸4-Ф9內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.1mm（單邊）。 工序12、鉆削前端面3-M4X12螺紋孔； 工步1：鉆前端面3-M4X12螺紋孔底孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm（單邊）。 工步2：鉆前端面3-M4X12螺紋孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm（單邊）。 工序13、鉆削后端面3-M4X12螺紋孔； 工步1：鉆后端面3-M4X12螺紋孔底孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm（單邊）。 工步2：鉆后端面3-M4X12螺紋孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.5mm（單邊）。 工序14、鉆削2-M3螺紋孔； 工步1：鉆2-M3螺紋孔底孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為1.25mm（單邊）。 工步2：鉆2-M3螺紋孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.25mm（單邊）。 工序15、磨削Ф50內孔； 依據相關加工資料，決定其加工余量為0.01mm（單邊）。 工序16、倒角； 工序17、清洗； 工序18、終檢； 工序19、入庫； 3.6 計算切削用量、基本時間及輔助時間 工序1、鑄造； 工序2、熱處理，時效處理； 工序3、銑削73下端面； 工步1：粗銑73下端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=103，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑73下端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=90m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=103，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑73下端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=100m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=103，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序4、銑削120右端面； 工步1：粗銑120右端面； （1）切削深度2.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=72，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑120右端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=90m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=72，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序5、銑削120左端面； 工步1：粗銑120左端面； （1）切削深度2.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=72，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑120左端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=90m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=72，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序6、銑削64前端面； 工步1：粗銑64前端面； （1）切削深度2.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=36，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑64前端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=90m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=36，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序7、銑削64后端面； 工步1：粗銑64后端面； （1）切削深度2.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=36，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑64后端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=90m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=36，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序8、銑削103X10X5槽； 工步1：粗銑103X10X5槽； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=103，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑103X10X5槽； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=90m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=103，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑103X10X5槽； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=100m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=103，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序9、鏜削Ф50內孔； 工步1：粗鏜Ф50內孔； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=50m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=250r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=120，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精鏜Ф50內孔； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=60m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=360r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=120，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精鏜Ф50內孔； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=70m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=400r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=120，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序10、鏜削Ф24內孔； 工步1：粗鏜Ф24內孔； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=50m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=400r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=64，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精鏜Ф24內孔； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=60m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=500r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=64，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精鏜Ф24內孔； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為HT200，查詢手冊，取=70m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=600r/min， 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=64，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序11、鉆削4-Ф9內孔； 工步1：鉆4-Ф9內孔； （1）采用的麻花鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，取； 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：擴4-Ф9內孔； （1）采用的擴孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：鉸4-Ф9內孔； （1）采用的鉸孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，?。? 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序12、鉆削前端面3-M4X12螺紋孔； 工步1：鉆前端面3-M4X12螺紋孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：鉆前端面3-M4X12螺紋孔； （1）采用的絲錐鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序13、鉆削后端面3-M4X12螺紋孔； 工步1：鉆后端面3-M4X12螺紋孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：鉆后端面3-M4X12螺紋孔； （1）采用的絲錐鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序14、鉆削2-M3螺紋孔； 工步1：鉆2-M3螺紋孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，取； 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=7，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：鉆2-M3螺紋孔； （1）采用的絲錐鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數值在下面： 。 （2）根據相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸轉速，查主軸轉速表，?。? 得 （4）基本時間 根據切削資料，其基本時間為： 式中：l=7，則 （5）輔助時間 根據切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序15、磨削Ф50內孔； （1）磨削深度的確定：取0.01mm； （2）切削速度的確定 通過一般資料的查看，在這里確定砂輪的切削速度為=27.5m/min 主軸轉速，查主軸轉速表，取，計算實際切削速度，。 （3）進給量的確定 通過相關資料的查閱，取0.2mm/r。 （4）基本時間的確定 機加工時間計算公式： 主軸轉速n=950r/min；進給量；磨削長度L=120mm 。 （5）輔助時間的確定 輔助時間計算公式： 主軸轉速n=950r/min；進給量；=7mm 。 工序16、倒角； 工序17、清洗； 工序18、終檢； 工序19、入庫； 第四章 銑120左端面專用夾具設計 4.1 定位方案及裝置的確定 4.1.1設計定位方案應滿足的要求 工件在夾具中定位的任務是：使需要加工的工件的所有相同的工序，在夾具中都能擁有相同的正確位子，不能滿足加工的技術要求的全部是不正確的，雖然不能保證100%一致，但是所有工件的誤差必須保證要在所要求的誤差之內。 4.1.2定位方案的確定 1、支座定位方案的確定 利用73下端面和支承板上端面進行定位，限制3個方向自由度。利用Ф120右端面和定位夾緊座進行定位，限制2個方向自由度。在零件100X12前端面插入工件插銷，限制2個方向自由度。實現零件的完全定位。 2、定位夾緊座定位方案的確定 采用的定位方案是”一面兩銷”。 3、對刀塊定位方案的確定 采用的定位方案是”一面兩銷”。 4.1.3定位元件的確定 1、支座定位元件的確定 其定位元件有支承板、定位夾緊座、工件插銷。 2、定位夾緊座定位元件的確定 其定位元件有圓柱銷和菱形銷。 3、對刀塊定位元件的確定 其定位元件有圓柱銷和菱形銷。下圖4.1為夾具裝配圖。 圖4.1 夾具裝配圖 4.2 夾緊方案及裝置的確定 4.2.1夾緊裝置滿足的基本要求 為了確保工件的加工質量和提高生產率，對夾緊裝置提出“正、牢、簡、快”的基本要求，如下： 1、“正”就是在夾緊過程中應保持工件原有的正確定位。 2、“牢”就是夾緊力要可靠、適當，既要把工件壓緊夾牢，保證工件不位移、不抖動；又不因為夾緊力過大而使工件表面損傷或變形。 3、“簡”就是結構簡單、工藝性能好、容易制造。只有在生產批量較大的時候，才考慮相應增加夾具夾緊機構的復雜程度和自動化程度。 4、“快”就是夾緊機構的操作應安全、迅速、方便、省力。 設計夾緊裝置時，首先要合理選擇夾緊力的方向，再確定其著力點和大小，并確定夾緊力的傳遞方式和相應的機構，最后選用或設計夾緊裝置的具體結構，來保證實現上述基本要求。 4.2.2夾緊方案的確定 1、支座夾緊方案的確定 利用定位夾緊座、V型夾緊塊、方頭螺栓、夾緊板對工件進行夾緊。 2、定位夾緊座夾緊方案的確定 在對角線方向上采用內六角螺栓對其進行夾緊。 3、對刀塊夾緊方案的確定 在對角線方向上采用內六角螺栓對其進行夾緊。 4.2.4夾緊元件的確定 1、支座夾緊元件的確定 其夾緊元件有定位夾緊座、V型夾緊塊、方頭螺栓、夾緊板。 2、定位夾緊座夾緊元件的確定 其夾緊元件有2個內六角螺栓。 3、對刀塊夾緊元件的確定 其夾緊元件有2個內六角螺栓。 4.3 夾具體的設計 本次設計采用HT200的灰鑄鐵來作為夾具的材料，其制造形式采用鑄造的方式獲得。具體構造見圖4.2： 圖4.2 夾具體零件圖 4.4 導向裝置確定 本次夾具設計的要求是要對支座120左端面進行銑削加工，最后才能實現圖上所要求的加工要求，在夾具的前方設置一對刀塊用作刀具的導向元件。 4.5 銑削力的計算 刀具：端面銑刀；機床：X6132臥式銑床 由所列公式 得 查切削手冊得其中：修正系數，，，，，，，z=24，。代入上式，可得 F=823.1N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。 安全系數 K= 其中：為基本安全系數1.5；為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1； 為斷續(xù)切削系數1.1 所以 4.6 夾緊力的計算 夾緊力的計算由于受多方面工藝因素的影響，計算起來比較復雜，一般只能粗略計算。為了簡化計算，在設計夾緊裝置時可假定工藝系統是剛性的，只考慮切削力的切削力矩對夾緊力的影響。 。 其中：為基本安全系數，取1.5；為加工性質系數，取1.1； 為刀具鈍化系數，取1.1；為繼續(xù)切削系數，取1.1； 為夾緊力穩(wěn)定系數，取1.3；為手動夾緊手柄位置系數，取1.0。 所以=2.6 實際夾緊力應為：。 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數，，（見《機床夾具設計手冊》） 所以 取螺栓預緊力。 選方頭螺栓M16粗牙螺紋，材料為45#鋼。 則，遠遠小于45#鋼的許用拉應力。故可以采用方頭螺栓M16粗牙螺紋。 4.7 定位誤差的分析與計算 所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。 1、定位元件的確定 主要定位元件為支承板、定位夾緊座和工件定位銷。 2、定位誤差的確定 （1）工件定位銷誤差的確定 由徑向尺寸可以確定 （2）支承板、定位夾緊座誤差的確定 支承板、定位夾緊座誤差只與支承板、定位夾緊座的制造精度和定位誤差有關，故滿足即可，不需計算。 通過對零件圖的分析，其加工精度不高，因此上述定位誤差在范圍內。 結論 通過本次畢業(yè)設計，發(fā)現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。讓我認識到了仔細認真的重要性。我這次進行的小設計，是入大學以來一次較為正式，知識面涉及較廣的設計。學校安排這樣一次實踐項目，就是要讓我們對之前所學的東西進行一次鞏固和深化，重新把各科的知識匯總梳理了一遍。這對我們今后的學習以及將來踏上社會工作是很有好處的。書本上的理論知識可能掌握了，但是關鍵是要如何吸納為自己的東西，并投入到實踐創(chuàng)新中去，做到能融會貫通，舉一反三，能實實在在地解決實際問題。 通過本次設計我掌握了夾具設計的一套流程，零件作用、材料以及技術要求的分析；零件圖、毛坯圖的繪制；加工工藝路線的選擇、比較、分析與確定；切削用量以及加工工時的計算；專用夾具定位方案、元件，夾緊方案、元件的選擇，切削力以及夾緊力等等。 當然，本次設計也遇到了很多困難，比如在參考資料的尋找、獨立完成制圖以及對說明書的嚴謹的排版等等。整個設計也還有諸多不足之處及遺忘之處，將來可以引以為戒，會成為以后的學習及工作中寶貴的財富。 致謝 首先要謝謝的，就是指導老師。老師人比較隨和，不過在對待學術上是非常嚴厲的。在平時的聊天里面，我們就像是朋友一樣，不過只要一涉及到夾具設計，老師絕對不會對我手下留情，都是嚴格要求的。從一開始選擇零件，到后來寫夾具設計、CAD圖形的繪制、說明書的編寫、修改，潤色等等，老師都給了我很多的幫助，在遇到問題的時候，老師總是對我說不要著急，慢慢去找設計資料，針對問題去尋找解決的辦法。說明書能夠這么快寫好了，跟我的指導老師的幫助是分不開的。 除了老師，我的同學們，我也要謝謝你們，因為有你們，我的設計過程才能如此的難忘，馬上就要結束設計了，今后我們一起大步向前去奮斗，希望各位都能有更好的明天。 參考文獻 [1] 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2001. 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