3281 氣門搖桿軸支座加工工藝及關(guān)鍵工裝設(shè)計(jì)

3281 氣門搖桿軸支座加工工藝及關(guān)鍵工裝設(shè)計(jì),氣門,搖桿,支座,加工,工藝,關(guān)鍵,癥結(jié),樞紐,工裝,設(shè)計(jì) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 28 頁11 引言機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的重要保證和重要依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深對(duì)課程基本理論的理解和加強(qiáng)對(duì)解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮極其重要的作用 [1]。利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度；提高生產(chǎn)率、降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且易于實(shí)現(xiàn)多工位加工 [2]。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。1.1 機(jī)械制造業(yè)及其現(xiàn)狀在國民經(jīng)濟(jì)的各條戰(zhàn)線上廣泛使用著大量的機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表等工藝裝備。這些工藝裝備的制造過程總稱為機(jī)械制造，生產(chǎn)這些工藝裝備的工業(yè)即是機(jī)械制造業(yè) [3]。機(jī)械制造業(yè)的主要任務(wù)就是圍繞各種工程材料的加工技術(shù)，研究其工藝，并設(shè)計(jì)和制造各種工藝裝備。機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和支柱，是向其他各部門提供工具、儀器和各種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)裝備部。據(jù)西方工業(yè)國家統(tǒng)計(jì)，機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)造了60%的社會(huì)財(cái)富，完成45%的國民經(jīng)濟(jì)收入。如果沒有機(jī)械制造業(yè)提供質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)的技術(shù)裝備，那么信息技術(shù)、新材料技術(shù)、海洋工程技術(shù)、生物工程技術(shù)、以及空間技術(shù)等新技術(shù)群的發(fā)展將會(huì)受到嚴(yán)重的制約。因此，一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)競爭歸根結(jié)底是機(jī)械制造業(yè)的競爭，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)歷史悠久的產(chǎn)業(yè)，經(jīng)歷了一個(gè)漫長發(fā)展過程。蒸汽機(jī)和電力的兩次工業(yè)革命使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了巨大變革，世界各國都逐漸充分重視、發(fā)展和 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 28 頁2應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)。經(jīng)過建國五十多年的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)已經(jīng)成為我國工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全，具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。改革開放以來，機(jī)械工業(yè)引進(jìn)了大量的國外先進(jìn)技術(shù)，加上國內(nèi)自行研究開發(fā)的成果，使機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)正向合理化方向發(fā)展，對(duì)市場的適應(yīng)能力日益明顯增強(qiáng)。但是，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的機(jī)械制造仍存在階段性的差距。集中表現(xiàn)為制造技術(shù)的落后——在設(shè)計(jì)方法和手段、制造工藝、制造過程自動(dòng)化及管理技術(shù)諸方面都明顯落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國家。制造技術(shù)的落后嚴(yán)重制約了機(jī)械工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使我國機(jī)械傳動(dòng)工業(yè)的技術(shù)來源大部分依賴引進(jìn)國外技術(shù)，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率低，機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量差，可靠性低，缺乏競爭力 [4]。1.2 機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化常規(guī)工藝優(yōu)化的方向是實(shí)現(xiàn)高效化、精密化、強(qiáng)韌化、輕量化，以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗、少（無）污染的先進(jìn)實(shí)用工藝為主要目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)備、輔助工藝、工藝材料、檢測控制系統(tǒng)的成套工藝服務(wù)，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)采用 [5]。1.2.2 新型加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展包括精密加工和超精密加工、微細(xì)加工、特種加工及高密度能加工、新硬材料加工技術(shù)、表面功能性覆蓋技術(shù)和復(fù)合加工，以適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代對(duì)制造工藝提出的更高、更新的制造模式。1.2.3 自動(dòng)化等高新技術(shù)與工藝的精密結(jié)合微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)與工藝及設(shè)備的相結(jié)合，使傳統(tǒng)工藝面貌產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變化，如生產(chǎn)線自動(dòng)控制、在線檢測自適應(yīng)控制、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助裝備工藝設(shè)計(jì)和智能制造系統(tǒng)等。中國的機(jī)械制造工業(yè)任重而道遠(yuǎn)，我們必須不斷開拓進(jìn)取，改進(jìn)制造技術(shù)，使制造業(yè)達(dá)到一個(gè)新的高度。1.3 設(shè)計(jì)目的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到：（1） 掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力； 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 28 頁3（2） 掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力；（3） 掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力；（4） 學(xué)會(huì)使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會(huì)繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 28 頁42 零件工藝性分析2.1 零件的作用氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部，?20 孔裝搖桿軸，軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿，搖桿座通過兩個(gè) ?13mm 孔用 M12 螺桿與汽缸蓋相連，3mm 軸向槽用于鎖緊搖桿軸，使之不轉(zhuǎn)動(dòng)。2.2 零件的工藝分析由附圖 1 得知，其材料為 HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為上端面、下端面，左、右端面，2-φ13mm 孔和 φ20mm 以及 3mm 軸向槽的加工。φ20mm 孔的尺寸精度與下端面 0.05mm 的平行度與左右兩端面孔的尺寸精度，直接影響到進(jìn)氣門與排氣門的傳動(dòng)精度及密封，2—?13mm 孔的尺寸精度，以上下兩端面的平行度 0.05mm。因此，需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面，再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面，再把下端面作為精基準(zhǔn)，最后加工 φ20mm 孔與左右兩端面時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn)，以保證孔軸線與兩端面相對(duì)下端面的位置精度。由參考文獻(xiàn)[1]中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 28 頁53 毛坯的選擇3.1 毛坯的種類毛坯的種類主要有碳鋼、合金鋼、不銹鋼與耐熱鋼、鑄鐵與黃銅、青銅、鋁合金；在選擇毛坯的制造方法時(shí)，首先考慮材料的工藝特性，如鑄鐵不能鍛造，這類材料只能選擇鑄造；高碳鋼的鑄造性和焊接性都較差，一般都采用鍛造。3.2 確定毛坯是應(yīng)考慮到的因素在確定毛坯時(shí)應(yīng)考慮以下因素：(1)零件的材料及其力學(xué)性能當(dāng)零件的材料選定之后，毛坯的類型就大體確定了。例如，材料為鑄鐵的零件，自然應(yīng)選擇鑄造毛坯；而對(duì)于重要的鋼質(zhì)零件，力學(xué)性能要求高時(shí)，可選擇鍛造毛坯。(2)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸形狀復(fù)雜的毛坯常采用鑄件，但對(duì)于形狀復(fù)雜的薄壁件，一般不能采用砂型鑄造；對(duì)于一般用途的階梯軸，如果各段直接相差不大，力學(xué)性能要求不高時(shí)，可選擇棒料做毛坯，倘若各段直徑相差較大，為了節(jié)省材料，應(yīng)選者鍛件 [6]。(3)生產(chǎn)類型當(dāng)零件的生產(chǎn)批量較大時(shí)，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，這時(shí)毛坯制造增加的費(fèi)用可由材料費(fèi)減少的費(fèi)用以及機(jī)械加工減少的費(fèi)用來補(bǔ)償。(4)現(xiàn)有生產(chǎn)條件選擇毛坯類型時(shí)，要結(jié)合本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實(shí)際水平和能力，外協(xié)的可靠性等。(5)充分考慮利用新技術(shù)，新工藝和新材料的可靠性為了節(jié)約材料和能源，減少機(jī)械加工余量，提高經(jīng)濟(jì)效益，只要有可能，就必須盡量采用精密鍛造，精密鑄造，冷擠壓。粉末冶金和工程塑料等新工藝，新技術(shù)和新材料 [7]。3.3 確定毛坯時(shí)的幾項(xiàng)工藝措施 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 28 頁6實(shí)現(xiàn)少切削，無切削加工，是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。但是，由于毛坯制造技術(shù)的限制，加之現(xiàn)代機(jī)器對(duì)精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，為了保證機(jī)械加工能達(dá)到質(zhì)量要求，毛坯的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯時(shí)，由于一些零件形狀特殊，安裝和加工不大方便，必須采取一定的工藝措施才能進(jìn)行機(jī)械加工。3.4 毛坯的確定零件材料是 HT15-33。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機(jī)器造型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 28 頁74 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)器中的某一零件，可以采用多種不同的工藝過程完成。在特定條件下，總存在一種相對(duì)而言最為合理的工藝規(guī)程，將這個(gè)工藝規(guī)程用工藝文件的形式加以規(guī)定，由此得到的工藝文件統(tǒng)稱工藝規(guī)程 [8]。4.1 工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件，也是工廠和車間進(jìn)行設(shè)計(jì)或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和格式進(jìn)行，并隨技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。(1)根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備） 。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如，關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究；刀、夾、量具的設(shè)計(jì)、制造或采購；設(shè)備改裝與新設(shè)備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程來展開。(2)機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。(3)新建或擴(kuò)建車間(或工段),起原始依據(jù)也是機(jī)械加工工藝規(guī)程，根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程確定機(jī)床的種類和數(shù)量，確定機(jī)床的布置和動(dòng)力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證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盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時(shí)間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。加工左右兩端平面時(shí)，為了保證位置度求，采用一面兩孔定位，限制六個(gè)自由度，用下端面與兩 φ13 孔作為定位基準(zhǔn)。鏜削 ?20mm 孔的定位夾緊方案為：用一菱形銷 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 28 頁8加一圓柱銷定位兩個(gè) ?13mm 的孔，再加上底面定位實(shí)現(xiàn)，兩孔一面完全定位，這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。精基準(zhǔn)的選擇：主要考慮基準(zhǔn)重合問題，氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。?20 孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。4.3 制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本 [9]。4.3.1 工藝路線方案一工序Ⅰ 鑄造工序Ⅱ 涂漆工序Ⅲ 車上端面工序Ⅳ 鉆兩 φ13 通孔工序Ⅴ 精銑下端面工序Ⅵ 銑右端面工序Ⅶ 鉆通孔￠18mm工序Ⅷ 鏜孔 φ20mm，孔口角 1×45 度工序Ⅸ 銑左端面工序Ⅹ 銑軸向槽工序Ⅺ 檢驗(yàn)工序Ⅻ 入庫4.3.2 工藝路線方案二工序Ⅰ 鑄造工序Ⅱ 時(shí)效工序Ⅲ 涂漆工序Ⅳ 銑上端面工序Ⅴ 粗,精銑下端面 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 28 頁9工序Ⅵ 鉆兩 φ13 通孔工序Ⅶ 銑右端面工序Ⅷ 鉆通孔 φ18工序Ⅸ 鏜孔到 φ20，孔口倒角 1×45 度工序Ⅹ 銑左端面工序Ⅺ 銑軸向槽工序Ⅻ 檢驗(yàn)工序ⅩⅢ 入庫4.3.3 工藝方案的比較與分析因左右兩端面均對(duì) φ20mm 孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。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，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上 φ20mm 孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改動(dòng)銑削加工。工序 05 應(yīng)在工序 06 前完成，使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì) 2—?13mm 通孔加工精度的影響。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表１和附表 2，機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。4.4 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量由于本零件材料為灰鑄鐵，由《工藝手冊(cè)得》 ，毛坯為雙側(cè)加工， MA 為 G，加工精度為 8 到 10 級(jí)，這里選取 9 級(jí)。則，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表 2.2-4 得：零件延軸線方向的加工余量為：2x2.5mm=5mmФ 100 徑向加工余量為 6mm，軸向加工余量為 2x2.5mm=5mmФ 90 徑向加工余量為 2x2.5mm=5mm，軸向加工余量為 2x2.5mm=5mmФ 45 徑向加工余量為 2x2.5mm=5mm 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 共 28 頁10由《機(jī)械零件工藝性手冊(cè)》表：2-64 得： Ф 100， Ф 90 柱體圓角為： R=2mm；右端 Ф 45 的圓角為： R=4mm；鑄件上的過渡部分尺寸確定為：R=5mm， C=3mm， H=15mm。由以上資料得出毛坯尺寸圖。4.5 確定切削用量及基本工時(shí)在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量 asp(即切削深度 ap、進(jìn)給量 f 及切削速度 Vc 。(2)確定方法是：確定切削深度——>確定進(jìn)給量——>確定切削速度．(3)具體要求是：①由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除在中等功率機(jī)床上一次走刀 ap可達(dá) 8mm～10mm。②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對(duì)粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。③可用查表法或計(jì)算法得出切削速度 Vc 查 ，用公式換算出查或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速 nc 查 ，根據(jù) Vc 查 在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速 n 機(jī) 作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用換算出實(shí)際的切削速度 Vc 機(jī) 填入工藝文件中。對(duì)粗加工，選取實(shí)際切削速度 Vc 機(jī) 實(shí)際進(jìn)給量 f 機(jī) 和背吃刀量 asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。工序 1 鉆 2 個(gè) φ 13mm 孔(1)加工條件工件材料：HT200 正火， бb =220MPa，190～220HBS加工要求：鉆擴(kuò)孔 φ 13mm機(jī)床選擇：選用立式鉆床 Z525（見《工藝手冊(cè)》表 4.2-14）(2)確定切削用量及基本工時(shí)選擇 φ 13mm 高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見《工藝手冊(cè)》P84）d=13 L=238mm L1=140mmf 機(jī) =0.48mm/r (見《切削手冊(cè)》表 2.7 和《工藝手冊(cè)》表 4.2-16)Vc 查 =13m/min （見《切削手冊(cè)》表 2.15）按機(jī)床選取 n 機(jī) =195r/min（按《工藝手冊(cè)》表 4.2-15）所以實(shí)際切削速度： m/min.14.3v? 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 共 28 頁11基本工時(shí):l=80mm l2=1mm～4mm(取 4mm)按《工藝手冊(cè)》表 6.2-5 公式計(jì)算 1.24（min）工序 2 粗、精銑左右端面(1) 粗銑(a) 選擇刀具：根據(jù)《工藝手冊(cè)》表 3.1-27，選擇用一把 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑 d0=100mm，銑刀齒數(shù) Z=10。(b)確定銑削深度 a p：單邊加工余量 Z=2±0.27，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則： a =２mm(C)確定每齒進(jìn)給量 fz:根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為 4.5kw 的 X51 銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量 fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)?。篺z=0.18mm/z(d） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.0mmm～1.5mm，現(xiàn)取 1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.8 銑刀直徑 d0=100mm 的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。(e） 確定切削速度 Vc：根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.16 可以查 Vc：由ap=２mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V?=385mm/z根據(jù) X1632 型立銑床說明書（表 4.2-35） nc=255 r/min Vc=400 mm/min (橫向)(f） 計(jì)算基本工時(shí)： l=47mm l2=2 T=0.14min (2)精銑(a) 選擇刀具：根據(jù)《工藝手冊(cè)》表 3.1-27，選擇用一把 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù) Z=10(b) 確定銑削深度 ap：由于單邊加工余量 Z=1，故一次走刀內(nèi)切完，則： a p= 1 mm(c) 確定每齒進(jìn)給量 fz： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 28 頁12由《切削手冊(cè)》表 3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為 4.5kw 的 X51 銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量 fz=0.14 mm/z～0.24mm/z，半精銑取較小的值。現(xiàn)?。篺z=0.14mm/z(d) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.0mm～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.8 銑刀直徑 d0=100mm 的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。(e) 確定切削速度 Vc：根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.16 可以查 Vc：由ap≤4mm ?z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V?=394mm/z根據(jù) X1632 型立銑床說明書（表 4.2-35） nc=380 r/min V?c=400 mm/min (橫向)(f) 計(jì)算基本工時(shí)： l=40 mm l2 =2mm所以本工序的基本時(shí)間為： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min工序 3 粗鏜 φ 18 工序φ 18 粗鏜余量參考文獻(xiàn)[1]表 3－83 取粗鏜為 1.8mm，粗鏜切削余量為 0.2mm,鉸孔后尺寸為 20H8?？纵S線到底面位置尺寸為 60mm，精鏜后工序尺寸為 20.02±0.08mm，與下底面的位置精度為 0.05mm，與左右端面的位置精度為 0.06mm，且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06mm 跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。工序 4 鉆孔 φ18mm選擇 φ18mm 高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見《工藝手冊(cè)》P84）d=18 L=238mm L1=140mmf 機(jī) =0.48mm/r (見《切削手冊(cè)》表 2.7 和《工藝手冊(cè)》表 4.2-16)Vc 查 =13m/min （見《切削手冊(cè)》表 2.15）按機(jī)床選取 n 機(jī) =195r/min（按《工藝手冊(cè)》表 4.2-15）所以實(shí)際切削速度：基本工時(shí)：l=80mm l2=1mm～4mm(取 4mm)按《工藝手冊(cè)》表 6.2-5 公式計(jì)算 1.10min粗鏜孔時(shí)因余量為 1mm,故 ap=1mm, 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 28 頁13查文獻(xiàn)[1]表 2.4-8取 V=0.4m/s=24m/min取進(jìn)給量為 f=002mm/rn=1000V/πd=1000×24/3.14×20=380r/min查文獻(xiàn)[1]得pm=FzV×10-3CF2=180, XFz=1Yfz=0.75nFz=0Rfz=9.81×60°×180×2.75ˊ×0.2×0.75×0.4°×1=1452 NP=0.58 kw取機(jī)床效率為 0.850.78×0.85=0.89kw>0.58kw故機(jī)床的功率足夠。下面計(jì)算工序 09 的時(shí)間定額粗鏜時(shí)：L/(f×n)=45/0.2×380=7.5s精鏜時(shí)：f 取 0.1mm/sL/(f×n)=45/0.1×380=15s 總機(jī)動(dòng)時(shí)間：T=7.5+15=0.38min 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 28 頁145 夾具的設(shè)計(jì)5.1 夾具的概述5.1.1 機(jī)床夾具的基本組成部分(1)定位元件及定位裝置,它與工件的定位基準(zhǔn)相接處，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)之間的相對(duì)正確位置。(2)對(duì)刀及引導(dǎo)元件,這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置，用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對(duì)刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件，稱為引導(dǎo)元件 [10]。(a)夾緊裝置,用于加緊工作,在切削時(shí)使使工件在夾具中保持既定位置。(b)聯(lián)接元件,用以確定夾具在機(jī)床上的位置并于機(jī)床相連接(c)夾具體,用以聯(lián)接夾具各元件或裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過它將夾具安裝在機(jī)床上。(d)其他聯(lián)接或裝置,除上述元件或裝置以外的元件或裝置。如某些夾具上的分度裝置、防錯(cuò)裝置、安全保護(hù)裝置、為便于拆下工件而設(shè)置的頂出器等。5.1.2 機(jī)床夾具的作用(1)保障加工質(zhì)量使用機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面互相之間的位置精度。使用機(jī)床夾具后,這種精度主要是靠夾具和機(jī)床來保證,不再依賴于工人的技術(shù)水平。(a)提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，而且易實(shí)現(xiàn)多件、多工位加工。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 28 頁15現(xiàn)代機(jī)床夾具中廣泛采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)動(dòng)夾緊裝置,可使輔助時(shí)間進(jìn)一步減少。(b)擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍在機(jī)床上使用可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如，在車床或鉆床上使用鏜膜，可以代替鏜床鏜孔。又如,使用靠模夾具，可在車床或銑床上進(jìn)行仿形加工。(c)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。5.1.3 機(jī)床夾具的分類按機(jī)床夾具的使用范圍，可劃分為 5 種類型(1)通用夾具，如車床上常用的三爪自定心卡盤、頂尖，銑床上常用的平口鉗、分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等均屬此類夾具。該類夾具由于具有較大的通用性，故得其名。通用夾具一般以標(biāo)準(zhǔn)化，并有專門的專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)附件提供給用戶。(2)專用夾具，這類夾具是針對(duì)某一工件的某一工序而專門設(shè)計(jì)的，因其用途專一而得名。專用夾具廣泛用于批量生產(chǎn)中。(3)可調(diào)整夾具和成組夾具，這類夾具的特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同的零件的加工。用于相似零件成組加工的夾具，通常稱為成組夾具。與成組夾具相比，可調(diào)整夾具的加工對(duì)象不很明顯，適用范圍更廣一些。(4)組合夾具，這類家具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝而成，不同元件的不同組合和聯(lián)接可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)和用途的夾具。夾具用完以后，元件可以拆卸重復(fù)使用。這類夾具特別適合于新產(chǎn)品試制和小批生產(chǎn)。(5) 隨行夾具，這是一種在自動(dòng)線或柔線制造系統(tǒng)中使用的夾具。工件安裝在隨行夾具上，除完成對(duì)工件的定位和夾緊外，還裝載著工件隨輸送裝置送往各機(jī)床，并在機(jī)床上被定位夾緊。為提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用的夾具。根據(jù)我們所需加工的零件，由于其結(jié)構(gòu)較為特殊，一般機(jī)床的通用夾具較難以定位及夾緊，因此每道工序都運(yùn)用專用夾具來加工，加工本零件所需的專用夾具為四個(gè)。5.1.4 夾具設(shè)計(jì)的基本要求一臺(tái)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)， 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 28 頁16定位方法和定位元件，必要時(shí)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(duì)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(duì)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(shí)間，提高生產(chǎn)效率 [11]。(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(yàn)、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(dòng)、液壓等機(jī)械化夾具裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。5.1.5 夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化的意義研究夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化程序的主要目的在于：(1)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量主要表現(xiàn)在(a)設(shè)計(jì)方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性；(b)高位設(shè)計(jì)與定位副設(shè)置的相容性；(c)夾具設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性；(d)精度控制項(xiàng)目的完備性以及各種控制項(xiàng)目公差數(shù)值規(guī)定的合理性；(e)夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性；(f)家具制造成本低經(jīng)濟(jì)型。有了規(guī)范的設(shè)計(jì)程序，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員有步驟、有計(jì)劃、有條理的進(jìn)行工作，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期。(2)有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有了規(guī)范化的設(shè)計(jì)程序，就可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。有利于計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，除了進(jìn)行精度設(shè)計(jì)之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限對(duì)零件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計(jì)過程的全部計(jì)算機(jī)控制。(3)有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計(jì)的方法。近年來，關(guān)于夾具設(shè)計(jì)的理論、研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)已日漸完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來的夾具規(guī)范化設(shè)計(jì)程序，使初級(jí)夾具設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提高到了一個(gè)新的科學(xué)化水平 [12]。5.2 夾具的設(shè)計(jì)及操作簡要說明5.2.1 問題的提出本夾具用來鉆 Ф4 的孔，有一定的公差要求，但同時(shí)應(yīng)考慮提高生產(chǎn)率；因此 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 28 頁17設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)本夾具有一定的形位要求，還應(yīng)裝夾方便。本夾具使用在 Z525 型搖臂鉆床上，選用偏心輪夾緊。5.2.2 夾具設(shè)計(jì)如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采用活動(dòng)手柄，以便裝卸，夾具體底面上的一對(duì)定位槽可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置，以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。為了保證零件加工精度，我們采用可換定位銷來進(jìn)行定心加緊。夾具體底面上的一對(duì)定位槽與銑床工作臺(tái)的 T 型槽相連接，保證夾具與銑床縱向進(jìn)給方向相平行的位置，使夾具在機(jī)床工作臺(tái)上占有一正確加工位置。此外，為了把夾具緊固在銑床工作臺(tái)上，夾具體兩端設(shè)置供 T 型螺栓穿過夾具用的兩個(gè) U 型耳座。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。(1)定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知孔 Ф4 對(duì)于 Ф90 右端面有公差要求，經(jīng)過尺寸鏈計(jì)算，選用Ф100 左端面作為基準(zhǔn)；采用偏心輪夾緊便于裝卸。切削力及夾緊力計(jì)算(2)切削力的計(jì)算：軸向力：F=9.81 CFd0ZfyKF(N) 其中：C F=42.7 d0=4 f=0.22 KF=0.9（新的鉆頭）Z F=1.0 yF=0.8 則： 49.382N?扭矩: M=9.81CMd0fykmM其中： Zm=2.0 Ym=2.8 KM=0.87.1c則： N·m84?(3)夾緊力的計(jì)算：由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1-2-20，查得：當(dāng) D=32， d=8， e=1.7，Ⅲ型，得夾緊力為 wo=3680N5.2.3 切削力與夾緊力比較 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 28 頁18刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀(見《切削手冊(cè)》表 3.28)其中：CF=54.5， ap=4.5， XF=0.9， fZ=0.18， YF=0.74， ae=28， UF=1.0， d0=100， qF=1.0， n=255， WF=0， Z=10∴ F=54.5×4.50.9×0.180.74×28×10/(100×2550)≈166.1(N)水平分力： FH=1.1F 實(shí) ≈182.7(N)垂直分力： FV=0.3F 實(shí) ≈49.8(N)在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù): K=K1K2K3K4。其中： K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1∴ F／ =KFH=（1.5×1.1×1.1×1.1）×182.7=364.8 (N)實(shí)際加緊力為 F 加 = KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中 U1 和 U2 為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025螺母選用 M16X1.5 細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為 W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（ D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此時(shí)螺母的加緊力 W 已大于所需的 729.6 的加緊力 F 加，故本夾具可安全工作。(a) 心軸取材料為 Q235(b) 查表得 Q235 的許用彎曲應(yīng)力為： 158Mpa(c) 彎曲應(yīng)力= M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4?32?0.028/[3.14?0.022?2]=2.67<< 許用彎曲應(yīng)力 158Mpa。5.2.4 夾具圖（見附圖）5.2.5 操作說明如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用） ；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，有利于銑削加工。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 28 頁196 組合機(jī)床組合機(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(duì)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(duì)工件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工。組合機(jī)床可分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類 [13]。6.1 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)----“三圖一卡”繪制組合機(jī)床“三圖一卡” ，就是針對(duì)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(jì)。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(jì)算卡等。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(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)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(jì)研究合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)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(dòng)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(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 28 頁20和尺寸。本工序加工部位用粗實(shí)線表示,其余部位用細(xì)實(shí)線表示。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，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(jì)。(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(duì)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(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對(duì)加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對(duì)稱公差換算為對(duì)稱公差。對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析。當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。(4)注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。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)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖；是設(shè)計(jì)刀具，輔具，夾具，多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力件，繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)是對(duì)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[14]。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(duì)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(xiàng)加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，按比例用細(xì)實(shí)線畫出工件外形、加工部位，加工表面畫粗實(shí)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(jì)，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(shí)，只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)的軸號(hào))。一般主軸的布置不受真實(shí)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(shí)，必須以實(shí)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 [15]。(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(jì)算。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 28 頁21(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)合金銑刀配合通用銑刀桿。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(duì)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 [16]。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(dòng)件尺寸、選擇滑臺(tái)、主電動(dòng)機(jī)提供依據(jù)。銑削轉(zhuǎn)矩、軸向力和切削功率根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第二版》第 1 卷（王先逵主編 機(jī)械工業(yè)出版社）P1-61 表 1.6-10 可得：粗銑周向力為 3883.1N 功率為 1.476kW,銑削轉(zhuǎn)矩為 310N·mm(d)確定主軸類型及相關(guān)尺寸主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進(jìn)給力和主軸、刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主軸軸頸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)切削轉(zhuǎn)矩 T 來確定。強(qiáng)度條件下 45 鋼質(zhì)主軸的直徑為 =13mm??33T826.1d????剛度條件下 45 鋼質(zhì)主軸的直徑為 =9mm44298.G0??因此粗銑時(shí)主軸直徑至少為 13mm。查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表 5-16 可確定使用的銑削頭為 1TX25 型頂置式齒輪傳動(dòng)銑削頭。該銑削頭縱向總尺寸為 750mm。(e)銑刀刀桿尺寸的確定銑刀刀桿直徑至少為 65mm，但不能過大，否則強(qiáng)度不夠。銑刀刀桿伸出長度至少為 53mm，但也不能過長否則影響加工精度。這里銑刀刀桿直徑取 48mm，銑刀刀桿伸出長度取 100mm。(f)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 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 28 頁22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，使其接桿最短，以獲得加工終了時(shí)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。本設(shè)計(jì)中工件端面到銑削頭端面之間的距離定為 125mm.(g)標(biāo)注切削用量粗銑小端面 n=45.36 r/min Vf=23.7879m/min fr=0.15mm/r(h)動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原位的動(dòng)作過程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)作。有時(shí)還有中間停止，多次往復(fù)進(jìn)紿，跳躍進(jìn)給，擋鐵停留等特殊要求 [17]。工作進(jìn)給長度 L，應(yīng)等于加工部位長度 與刀具切入長度 和切出長度 之和。1L2L3L即 mm?？焖龠M(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位135321????L置,其長度按具體情況確定.工件離銑削頭端面最大距離為:125mm,快速進(jìn)給長度定為100mm?？焖偻嘶亻L度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長度之和。快退長度 L=113mm。動(dòng)力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離(即前備量)和刀具裝卸以及刀桿同刀具一起從主軸孔中取出時(shí)，動(dòng)力部件需后退的距離(即后備量)。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。前備量取 20mm；后備量取 110mm；總行程為 143mm。6.1.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖機(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(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖，用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)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 [18]； 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 28 頁23它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)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(yàn)是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境。(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(gè)視圖，主視圖應(yīng)選擇機(jī)床實(shí)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(duì)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(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及各滑臺(tái)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(hào)和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)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 [19]。(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(dòng)力部件動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱（或各種工藝切削頭）和動(dòng)力滑臺(tái)。下圖中是根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置型式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式單面單工位液壓傳動(dòng)組和機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱銑面主軸。動(dòng)力滑臺(tái)的選擇，銑削小端面，考慮到立式加工，因此選用1HY25MⅠ型液壓滑臺(tái)，以及相配套的 1CL25M 型立柱，1CD251M 型立座側(cè)底座。動(dòng)力箱的選擇，在不需要精確計(jì)算主軸箱功率可按下列簡化公式進(jìn)行估算： 式?/切P?中， ——消耗于主軸的切削功率的總和，單位為 kw , ——主軸箱的傳動(dòng)效率，切P ?工黑色金屬時(shí)取 0.8——0.9，加工有色金屬時(shí)取 0.7——0.8。粗銑小端面切削功率： =1.39kw，總功率：P=1.39/0.8=1.74kw。因此 1TX25切P型置頂式齒輪傳動(dòng)銑削頭滿足要求。(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 [20]。在確定機(jī)床裝料高度時(shí),首先要考慮工人操作的方便性；對(duì)于流水線要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度，以便允許內(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。考慮剛度、結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素，裝料高度為 1000mm。(c)確定夾具輪廓尺寸 本工序夾具尺寸已知長 759mm ,寬 310mm ,高 183mm 。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 共 28 頁24(d)確定工作臺(tái)依據(jù)工序內(nèi)容，及相應(yīng)的 1CL25M 型立柱，1CD251M 型立座側(cè)底座的尺寸選擇1AYU63Ⅲ型多工位移動(dòng)工作臺(tái)。6.1.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)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。理想生產(chǎn)率 QQ=A/Tk=50000/2300= 21（件/h）式中 A 為年生產(chǎn)綱領(lǐng)取 50000 件, T k單班制取 2300h實(shí)際生產(chǎn)率 Q1T 單 =T 切 +T 輔 =1.27+1.916=3.186minQ1=60/T 單 =60/3.186=18 件/h實(shí)際生產(chǎn)率大于理想生產(chǎn)率。因此本設(shè)計(jì)滿足要求。機(jī)床負(fù)荷率 ?η =Q1/Q=18/21=0.857機(jī)床負(fù)荷率不大于 0.86～0.90。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 共 28 頁25結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和參考過程.回顧這次畢業(yè)設(shè)計(jì),從選題到定稿,從理論到實(shí)踐,在這段畢業(yè)設(shè)計(jì)期間里,可以說得是苦多于甜.通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì),不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí),而且學(xué)到了很多在書本上沒有學(xué)到過的知識(shí).對(duì)我來說,收獲最大的是方法和能力-----那些反系和解決問題的方法和能力.在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,我發(fā)現(xiàn)我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒有感性的認(rèn)識(shí),空有理論知識(shí),有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).此次設(shè)計(jì)需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識(shí)都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進(jìn).通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的-----只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會(huì)服務(wù),從而提該自己的實(shí)際動(dòng)手能力. 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 26 頁 共 28 頁26在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說是困難重重.在設(shè)計(jì)的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處:對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解的不夠深刻,掌握的不夠牢固.通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后,有把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故.這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺,為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)而良好的基礎(chǔ).在此衷心感謝各位老師的幫助和指導(dǎo).致 謝經(jīng)過近四個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)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(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師王教授和吳老師。王教授雖然工作繁忙，但是每周都不辭辛苦抽出時(shí)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(jì)，吳老師平日也是工作繁忙，但是在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從開題報(bào)告到查閱資料，從設(shè)計(jì)草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝備草圖等等整個(gè)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(huì)一直積極影響我今后的工作和學(xué)習(xí)。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 27 頁 共 28 頁27其次我要感謝我的父母和與我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們。父母給了我強(qiáng)大的精神動(dòng)力，同學(xué)們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中勤奮工作克服許多困難來完成此次設(shè)計(jì)，并分擔(dān)了許多工作。如果沒有他們的支持和努力，此次設(shè)計(jì)的過程將變得非常困難。我還要感謝的是學(xué)校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可以參考，查閱。還要感謝四年以來所有的老師，為我打下了機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)感謝所有的同學(xué)們，正因?yàn)橛辛四銈兊闹С郑敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械加工工藝這門課程進(jìn)一步加深了理解。對(duì)于各方面知識(shí)之間的相互聯(lián)系有了實(shí)際的體會(huì)。同時(shí)也深深感到自己初步掌握的知識(shí)與實(shí)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(shí)踐。本設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊和對(duì)知識(shí)掌握的程度有限，在設(shè)計(jì)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(jì)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)我對(duì)王教授和吳老師的謝意。最后感謝學(xué)院四年來對(duì)我的培養(yǎng)！參 考 文 獻(xiàn)[1] 裘愉弢. 組合機(jī)床[M].第一版，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].第一版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.[3] 沈延山.生產(chǎn)實(shí)習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計(jì)［D］.第一版，大連：大連理工大學(xué)出版社，1989.[4] 上海市大專院校機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].福建科學(xué)技術(shù)出版社，1996.[5] 張進(jìn)生.機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 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