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畢業(yè)設(shè)計
題 目：普通車床尾座的工藝規(guī)程
設(shè)計及多向回轉(zhuǎn)式鉆模設(shè)計
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
專業(yè)班級：
指導(dǎo)教師：
完成時間： XXXX 年XX月XX日
摘 要
在機床上加工工件時，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。定位和夾緊的全過程稱為“安裝”。在機床上用來完成工件安裝任務(wù)的重要工藝裝備，就是各類夾具中應(yīng)用最廣泛的“機床夾具”。
機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)，而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。因此，專用夾具的設(shè)計是一項重要生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，每一個從事加工工藝的工裝設(shè)計人員，都應(yīng)該掌握有關(guān)夾具設(shè)計的基礎(chǔ)知識。本文對車床尾架進行了結(jié)構(gòu)和工藝分析，確定了機械加工工藝路線，制訂出了零件的制造工藝方案和機械加工工藝規(guī)程。
關(guān)鍵詞：機械制造；車床尾架；工藝；回轉(zhuǎn)鉆模
Abstract
Processes the work piece when the engine bed, in order to guarantee the processing precision, must correctly install the work piece, causes its relative engine bed cutting forming movement and the cutting tool holds the correct position, this process and so on the gravity is not destroyed the work piece already the correct position which decides, but also must certainly exert to it clamps to be called the installment. Uses for on the engine bed to complete the work piece to install the duty the important craft equipment, is in each kind of jig widely applies the engine bed jig.
Engine bed jig type very many, among the use scope broadest general jig, the specification size are many has standardized, and has especialty the factory to carry on the production. But widely uses in the volume production, specially unit clamp which serves for some work piece processing working procedure, then needs various factoriesin dependently to design the manufacture according to the work piece processing craft. Therefore, the unit clamp design the manufacture according to the work piece processing craft. Therefore, the unit clamp design id an important production preparatory work. each is engaged in the processing craft the work clothes design personnel, all should grasp the elementary knowledge which the related jig design. Lathe tail stand analysis of the structure and to determine the mechanical machining line, develop a parts manufacturing processes of the programme and mechanical machining and components for the turning jig of drill of a milling machine jig.
Keywords: Machinery; Lathe tail stand; Worker one; Turning jig of drill
目 錄
1、 引言 1
1.1 國內(nèi)外發(fā)展背景及發(fā)展趨勢 1
1.2 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2
1.3 審查零件圖樣的工藝性 3
2、 車床尾座零件的工藝設(shè)計 4
2.1 車床尾座毛坯的選擇 4
2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 5
2.2.1 加工方法的選擇 6
2.2.2 加工方法的分析 6
2.3 工藝路線的設(shè)計 10
2.4 確定切削用量 11
2.4.1 工序30 銑尾座兩側(cè)面 12
2.4.2 工序40 鏜孔Φ75H7mm 15
2.4.3 工序50 鏜孔Φ40mm 15
2.4.4 工序60 鉆孔Φ10mm 16
2.4.5 工序70 鉆孔Φ12mm 16
2.4.6 工序80 鉆孔2-Φ6mm 16
2.4.7 工序90 鉆沉孔2-Φ10深15mm 17
2.4.8 工序100 鉆孔2-Φ13mm 17
2.4.9 工序110 鉆沉孔2-Φ20深12mm 17
2.4.10 工序120 鉆孔2-Φ22mm 17
2.4.11 工序130 鉆沉孔2-Φ45深7mm 18
3、 回轉(zhuǎn)鉆模的夾具設(shè)計 18
3.1 鉆床夾具的介紹 18
3.1.1 鉆床夾具的主要類型 18
3.1.2 鉆床夾具的主要類型 19
3.1.3 鉆模 19
3.2 夾具的設(shè)計 20
3.3 夾具的計算 21
3.3.1 夾具的驗證 23
3.3.2 夾具的制造的注意事項 27
4、結(jié)論 28
5、參 考 文 獻 29
6、致謝 30
1、 引言
材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。
材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制造精度要求更高精度夾具的定位孔距精度也隨著提高，機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。
工業(yè)的模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。迅速發(fā)展對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。與此同時夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。因此，我認(rèn)為加快用高新技術(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)，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑[1]。
1.1 國內(nèi)外發(fā)展背景及發(fā)展趨勢
材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。
技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化[2]。
工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對
機床夾具提出更高的要求。
我國是全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機床進口國。目前正在提高機械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機械加工設(shè)備數(shù)控華率是8％，目前預(yù)計是15－20％之間。 車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機床，數(shù)控機床就是在普通機床上發(fā)展過來的。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機床業(yè)進軍，但機床的硬件方面不行。
國外較早重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。他們特別注重科學(xué)試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。
1.2 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
圖 1 所示為我們所要設(shè)計的零件車床尾座。該產(chǎn)品的年產(chǎn)量為5000件，其設(shè)備利用率為10%，機械加工廢品率為1%，現(xiàn)制定該車床尾座零件的加工工藝規(guī)程。
N =Qn（1+α%+β%）
=5000×1×（1+10%+1%）件/年
=5550件/年
月產(chǎn)量＝Q÷12=462.5(件)
Days=(365-52-14)÷12=24.92天
日產(chǎn)量(一天3班)＝月產(chǎn)量÷Days=18.5件/天
查工藝人員手冊，輕型（100公斤以內(nèi)）零件的生產(chǎn)性質(zhì)：
中批500～5000 大批5000～50000
考慮到保證產(chǎn)品按時定量完成，生產(chǎn)該產(chǎn)品的每一道工序的單件核算時間必須小于生產(chǎn)節(jié)拍，若大于生產(chǎn)節(jié)拍，就會造成完不成年產(chǎn)量[3]。
由以上可知，該零件為大批生產(chǎn)，所以工藝安排應(yīng)考慮工序適當(dāng)集中，考慮零件成批生產(chǎn)，產(chǎn)量比較大，綜合經(jīng)濟與生產(chǎn)效率等因素，確定加工設(shè)備為通用機床，采用專用夾具。車床尾座的年產(chǎn)量為5550件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機械。
1.3 審查零件圖樣的工藝性
尾架是車床的重要的部件之一，它在車床加工中起到了重要作用。尾架體安裝在機床的右端導(dǎo)軌上，尾架套筒可以安裝頂尖，以支承較長的工件的右端、安裝鉆頭、鉸刀，進行加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓柱牙套螺紋工具加工內(nèi)、外螺紋。尾架體可以沿尾座導(dǎo)軌作縱向調(diào)整移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現(xiàn)對工件的頂緊、松開或?qū)ぜM行切削的縱向進給[4]。
車床尾座零件如圖1所示：圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全?；鶞?zhǔn)孔Φ75H7的粗糙度要求Ra=1.6，基準(zhǔn)面底面的粗糙度要求為Ra=1.6。本零件的2個斷面及各個孔的加工需要用到組合夾具回轉(zhuǎn)鉆模來提高生產(chǎn)量。
圖1: 車床尾座零件
2、車床尾座零件的工藝設(shè)計
2.1 車床尾座毛坯的選擇
尾架廣泛應(yīng)用于機械加工設(shè)備中，比如車床、銑床、鏜床、磨床等。它是是機床的重要組成部分，是機床功能的擴展，是不可或缺的，要求具有一定的強度。該零件的材料為HT150，輪廓尺寸不大，形狀復(fù)雜，生產(chǎn)批量很大，綜合考慮經(jīng)濟性，生產(chǎn)率，技術(shù)要求，尺寸精度等各方因素。我們選擇適宜大批量生產(chǎn)，精度等級CT9，生產(chǎn)率高對工人水平要求不太高的金屬模機械砂型鑄造，如圖2所示。
圖2: 車床尾座毛坯圖
2.2 定位基準(zhǔn)的選擇
本零件是一個車床尾座類零件，孔Φ75和底面是其設(shè)計基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差，主要選擇孔Φ75和底面為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，就選Φ75和底面作為精基準(zhǔn)。
零件在加工過程中定位基準(zhǔn)的選擇不僅對保證加工精度和確定加工順序有很大的影響，而且還決定了工藝裝備設(shè)計制造的周期與費用，正確的選擇各工序的定位基準(zhǔn)是制訂工藝規(guī)程的一個重要問題。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點是為后續(xù)的工序提供合理的定位精基準(zhǔn)，保證各加工表面的余量足夠并分配合理，由于粗基準(zhǔn)是對毛坯進行第一次機械加工的定位基準(zhǔn)，因此與毛坯的狀況關(guān)系很大，確定粗基準(zhǔn)時應(yīng)按：
①用零件非加工表面為粗基準(zhǔn)，可保證零件的加工表面與非加工表面的相互位置關(guān)系，且能在一次安裝中盡可能加工較多的表面。
②用零件的重要表面為粗基準(zhǔn)，優(yōu)先保證了重要表面的余量和表面組織性能的一致。
③應(yīng)選面積大、形狀簡單、加工量大的表面為粗基準(zhǔn)，使切削總量最少。
④應(yīng)選毛坯精度高，余量小的表面為粗基準(zhǔn)，易保證各加工表面的余量足夠，分配合理。
⑤應(yīng)選定位精度高，夾緊可靠的表面為粗基準(zhǔn)。
⑥粗基準(zhǔn)原則上是在第一道工序中使用一次并盡量避免重復(fù)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實現(xiàn)，以及定位安裝的準(zhǔn)確方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循以下的原則：
基準(zhǔn)重合原則：
確定精基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以消除基準(zhǔn)不重合誤差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。
統(tǒng)一基準(zhǔn)原則：
擬定工藝路線時，各個工序應(yīng)盡可能用同一個定位基準(zhǔn)來精加工各個表面，以保證各表面間的相互位置精度，并且還減少了夾具的數(shù)量和工件的裝夾次數(shù)，降低了成本，提高了生產(chǎn)率。
互為基準(zhǔn)原則：
可逐步提高兩相關(guān)表面的位置精度。
自為基準(zhǔn)原則：
可使加工余量均勻，保證加工面自身形狀精度，而位置精度則由前面的工序保證。
同時，精基準(zhǔn)選擇時，一定要保證工件的夾、壓穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單及操作簡便[5]。
2.2.1 加工方法的選擇
主要根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、零件的年產(chǎn)量、機床的加工精度以及工廠實際情況來選擇加工方法，零件機械加工方法的選擇應(yīng)遵循如下原則：
1)選加工方法的經(jīng)濟精度及表面粗糙度要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應(yīng)。
2)加工方法要能確保加工表面所要求的精度和粗糙度。
3)加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。
4)加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。
5)加工方法要與工件的形狀和尺寸相適應(yīng)。
6)加工方法要求與工件生產(chǎn)廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件相適應(yīng)。
選擇加工方法時，應(yīng)首先確定主要表面的最終加工方法，再依次向前確定各準(zhǔn)備準(zhǔn)工序的加工方法。對整個零件的加工方法，應(yīng)綜合考慮，先選主要表面的加工方法，再確定次要表面的加工方法，以達到良好的效益，提高生產(chǎn)率，降低勞動強度[6]。
2.2.2 加工方法的分析
（一）加工階段的劃分
1)劃分加工階段的目的是逐步減少和消除在加工過程中產(chǎn)生加工誤差的因素對加工精度和表面質(zhì)量的影響，使零件逐漸達到提高加工質(zhì)量的目的和要求，同時要妥善的解決質(zhì)量，生產(chǎn)率，經(jīng)濟性三者的矛盾。
2)加工性質(zhì)和加工目的不同，整個工藝過程可分為以下幾個階段：
粗加工階段：
高效率地切除毛坯上大部分的加工余量使其盡快地接近需加工零件的形狀和尺寸。
半精加工階段：
使主要表面的精度和表面粗糙度能為精加工工作出必要的準(zhǔn)備完成將要表面的全部加工，使之符合圖紙的要求。
精加工階段：
使各主要表面達到圖紙所規(guī)定的要求。
（二）工序的集中與分散
工序的集中和分散主要是根據(jù)生產(chǎn)類型設(shè)備的高效自動化程度，零件的結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)要求等進行組合的。在確定了表面的加工方法和工藝方案、劃分了加工階段后，零件加工各工步的內(nèi)容也就被確定了。從而可將同一階段中的各加工表面的加工組成若干工序，運用工序集中與分散的原則，進行合理的組合與分散，決定工序的數(shù)目，工序的內(nèi)容繁簡程度。
1．工序集中原則：
使用較少的機床設(shè)備，將零件的加工的各部工步盡可能地集中在較少集的工序內(nèi)完成，它可使工件的裝夾次數(shù)少，保證了各個加工表面的相互位置精度，減少了工件的裝卸的輔助時間以及夾具的數(shù)量，同時減少了機床數(shù)量和操作工人數(shù)量，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，但是機床設(shè)備和工藝裝備的成本高，調(diào)整、維修困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長。在一個工序內(nèi)完成，提高了工件的位置精度，提高了生產(chǎn)率，節(jié)約了裝卸時間，降低了工人的勞動強度。
2．工序分散原則：
使用較多的機床設(shè)備，將大量工步分散為單個工序，使工序數(shù)目增多，工藝路線增長，每一個工序所含加工內(nèi)容少，機床設(shè)備與工藝裝備簡單，維修調(diào)整容易，適應(yīng)產(chǎn)品變換能力強，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量小，對工人技術(shù)要求高，而且機床設(shè)備與工藝裝備數(shù)量大，工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，生產(chǎn)周數(shù)長。錫林軸承座、錫林軸承蓋及其結(jié)合件的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)，因此工序需要適當(dāng)?shù)募泻头稚ⅰ?
（三）工序順序排列
1．切削加工工序原則：
（1）先粗后精原則：
各表面的加工順序按粗加工——半精加工——精加工的過程依次排列，逐步提高零件的精度和減少表面粗糙度。
（2）先主后次原則：
裝配表面和工作表面的精度要求高，應(yīng)當(dāng)考慮予以加工自由表面，螺紋孔及光孔等表面，精度要求較低，可適當(dāng)安排后續(xù)的工序中加工，主要表面有相互位置要求的表面一般這要半精加工后，配合關(guān)系和相互位置關(guān)系要求很高的表面還需放在裝配工藝中進行配合加工。
（3）基面先行原則：
只有一個精基準(zhǔn)時，先把該基準(zhǔn)加工出來。若定位面有若干個，則從最終加工工序所需的精基準(zhǔn)開始，依次向前排列為保證這些基準(zhǔn)面的轉(zhuǎn)換次序把這些基準(zhǔn)面的加工依排列，得到零件加工工序的順序。
（4）先面后孔原則：
為了定位安裝穩(wěn)定和減少總的切削量，故應(yīng)該先加工平面后加工孔，使后續(xù)工序有一個穩(wěn)定可靠的平面作為定位基準(zhǔn)面，且在光滑平整的表面上加工孔，可使加工容易，提高孔的精度。
在編制工藝規(guī)程時，嚴(yán)格遵循上述原則，合理安排加工順序，提高工件效率。
2.熱處理工序的安排：
熱處理工序的安排在零件加工的工藝過程中有重要地位，通過熱處理可以提高零件材料的物理機械性能和改善工件的切削加工性能，消除毛坯制造和切削加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，所以，為穩(wěn)定組織以及穩(wěn)定零件的形狀及尺寸，防止變形和開裂，零件在機加工前必須進行消除內(nèi)應(yīng)力的時效處理。
3.表面處理工序的安排：
為了提高零件的表面抗蝕能力，增加耐磨性，也為了使表面美觀，在零件全部加工完后應(yīng)對零件表面涂漆（未加工表面）。
4.檢驗工序與輔助工序：
檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施之一,也是工藝過程中不可缺少的內(nèi)容。檢驗的內(nèi)容有：外觀檢驗，看零件的表面是否有毛刺。檢驗表面粗糙度，進行尺寸檢驗，看是否符合圖紙要求。
在工藝規(guī)程中，還安排有裝配軸承蓋與軸承座的工序，劃線工序，打毛刺工序，涂漆工序等，這些都屬于為保證零件的質(zhì)量，零件的美觀而必不可少的輔助工序[7]。
2.3 工藝路線的設(shè)計
工
序
號
工
序名稱
工 序 內(nèi) 容
加 工
車 間
10
鑄
鑄造毛坯
鑄造車間
20
熱
實效處理
熱處理車間
30
銑
銑尾座兩側(cè)至370mm
金工
40
鏜
鏜孔Φ75H7mm
金工
50
鏜
鏜孔Φ40mm
金工
60
鉆
鉆孔Φ10mm
金工
70
鉆
鉆孔Φ12mm
金工
80
鉆
鉆孔2-Φ6mm
金工
90
鉆
鉆沉孔2-Φ10深15mm
金工
100
鉆
鉆孔2-Φ13mm
金工
110
鉆
鉆沉孔2-Φ20深12mm
金工
120
鉆
鉆孔2-Φ22mm
金工
130
鉆
鉆沉孔2-Φ45深7mm
金工
140
檢
檢驗
檢測車間
150
庫
入庫
庫房
2.4 確定切削用量
正確的選擇切削用量，對保證零件的加工精度、提高生產(chǎn)率、降低刀具的損耗以及降低工藝成本都有很大的意義。切削用量的選擇與下列因素有關(guān)：
1生產(chǎn)率
2加工質(zhì)量（主要指表面光潔度）
3切削力所引起的機床―夾具―工件―刀具工藝系統(tǒng)的彈性變形
4工藝系統(tǒng)的振動
5刀具的耐用度，v越大，耐用度越低
選用原則：
a. 先盡量選取大的ap值
b. 其次盡量取大的s值
c. 最后取合適的v值
（一）切深ap的選擇
一般平面的加工分為粗加工—半精加工—精加工的切深一般等于它的加工余量，而粗加工在留有精加工余量外，應(yīng)盡量取較大的切深，以一次加工切削其加工余量的為最佳。在本次設(shè)計中所有的切深均等于其加工余量，其走刀次數(shù)也因而全部為一次走刀。
（二）進給量s的確定
在切深確定后，其進給量s應(yīng)盡量取大值，但應(yīng)保證兩個基本要求：
a. 因切削力所引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形不至于使工件的加工尺寸超出公差范圍。
b. 表面光潔度要求
粗加工時，主要是工藝系統(tǒng)變形限制s，而光潔度的要求不高；
精加工時，光潔度要求限制s，而工藝系統(tǒng)變形是次要的，s可根據(jù)切深ap、光潔度要求，加工方法從工藝人員手冊中查出。
（三）切削速度v的選擇
切削速度v的選擇根據(jù)能最大發(fā)揮刀具的切削性能（不使刀具磨損太快），盡可能發(fā)揮機床的性能（機床的功率）。并且可以很好地保證加工質(zhì)量（主要是加工表面的粗糙度要求）和降低加工成本（從提高生產(chǎn)率和減小刀具損耗的角度考慮）。
一般的加工方法，如鉆、擴、鉸、銑、鏜的切削用量均可以從手冊中查出其范圍，再由具體的加工環(huán)境，加工方法等確定其具體數(shù)值。而大量生產(chǎn)中所應(yīng)用的流水線的切削用量的選擇則有其自身的特點：
1．比普通機床的切削用量約低30％，以減少換刀時間，和機床調(diào)整次數(shù)，
一般取刀具的耐用度為：
硬質(zhì)合金銑刀 200分
鉆頭 300分
擴孔鉆 60分
鉸刀 70分
鏜刀 60分
絲錐 90分
2. 在服從機床本身某一參數(shù)下（多數(shù)為每分進給量，因組合專用機床的動力頭的運動為一定的），兼顧同時工作的不同刀具的合理要求，如孔的一般加工為鉆、擴、鉸，鉆孔的v較高，而擴、鉸的略低，但由于機床動力頭的運動是一定的，因而可以適當(dāng)降低鉆頭的v，而擴、鉸的可以適當(dāng)增加，以求得最高的生產(chǎn)率。
3. 切削用量的選擇應(yīng)使每道工序的時間與流水線節(jié)拍相等或小于流水線節(jié)拍，并使各道工序的時間定額相接近[8]。
2.4.1 工序30 銑尾座兩側(cè)面
工件材料：HT150。
加工要求：粗銑尾座兩側(cè)面、精銑尾座兩側(cè)面。
機床：數(shù)控銑床X52K，機床功率是7.5Kw。
刀具：高速鋼面銑刀，選擇銑刀直徑為80mm，齒數(shù)z=3。
Ⅰ 粗銑尾座兩側(cè)面
(1) 背吃刀量 由于此道工序中粗銑的加工余量為2mm，故可以在一次加工完成，取ap=2mm。
(2) 確定每齒的進給量 根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》4-28，查得每齒進給量f=0.2~0.3mm/z,取f=0.2mm/z。
(3) 確定銑削速度Vc及刀具轉(zhuǎn)速
根據(jù)表4-58及4-59可以查得銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的最大限度為1.8mm,銑刀壽命為60min。根據(jù)已知條件，查表4-31可得，Vc=90m/min。由于零件的形狀比較特殊，故需要對查表得來的切削速度進行修正。再查表4-57，查得與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)：速度修正系數(shù)為1.0；與毛坯性質(zhì)和表面狀態(tài)有關(guān)的修正參數(shù)：速度修正參數(shù)為0.9；與加工性質(zhì)有關(guān)的修正參數(shù)：速度修正參數(shù)為1.0。經(jīng)過修正后的銑削速度：
計算出刀具轉(zhuǎn)速n和進給速度f
根據(jù)機床說明書取n=860r/min,Vf=500mm/min。此時，實際的銑削速度Vc=81m/min,每齒的進給量f=0.19mm/z。
(4) 確定切削工時
由于此零件的輪廓形狀屬于不規(guī)則體，在進行計算銑刀的走刀長度來說有一定的困難，現(xiàn)在所采取的辦法是估算的方法?，F(xiàn)估算出來的走刀長度為700mm左右，所以，可以確定出其工時為：
Ⅱ 半精銑尾座兩側(cè)面
(1) 背吃刀量 由于此道工序中粗銑的加工余量為1.5mm，故可以在一次加工完成，取ap=1.5mm。
(2) 確定每齒的進給量 根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》4-28，查得每轉(zhuǎn)進給量f=0.5~2.2mm/z,取f=0.5mm/r。
(3) 確定銑削速度Vc及刀具轉(zhuǎn)速
根據(jù)表4-58及4-59可以查得銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的最大限度為1.2mm,銑刀壽命為60min。根據(jù)已知條件，查表4-31可得，Vc=100m/min。由于零件的形狀比較特殊，故需要對查表得來的切削速度進行修正。再查表4-57，查得與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)：速度修正系數(shù)為1.0；與毛坯性質(zhì)和表面狀態(tài)有關(guān)的修正參數(shù)：速度修正參數(shù)為0.9；與加工性質(zhì)有關(guān)的修正參數(shù)：速度修正參數(shù)為1.0。經(jīng)過修正后的銑削速度：
計算出刀具轉(zhuǎn)速n和進給速度f
根據(jù)機床說明書取n=960r/min,Vf=470mm/min。此時，實際的銑削速度Vc=90.4m/min,每轉(zhuǎn)的進給量f=0.49mm/r。
(4) 確定切削工時
由于此零件的輪廓形狀屬于不規(guī)則體，在進行計算銑刀的走刀長度來說有一定的困難，現(xiàn)在所采取的辦法是估算的方法?，F(xiàn)估算出來的走刀長度為700mm左右，所以，可以確定出其工時為：
Ⅲ 精銑側(cè)面
(1) 背吃刀量 由于此道工序中粗銑的加工余量為1mm，故可以在一次加工完成，取ap=1mm。
(2) 確定每齒的進給量 根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》4-28，查得每轉(zhuǎn)進給量f=0.3~1.5mm/z,取f=0.4mm/r。
(3) 確定銑削速度Vc及刀具轉(zhuǎn)速
根據(jù)表4-58及4-59可以查得銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的最大限度為1.2mm,銑刀壽命為60min。根據(jù)已知條件，查表4-31可得，Vc=110m/min。由于零件的形狀比較特殊，故需要對查表得來的切削速度進行修正。再查表4-57，查得與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)：速度修正系數(shù)為1.0；與毛坯性質(zhì)和表面狀態(tài)有關(guān)的修正參數(shù)：速度修正參數(shù)為0.9；與加工性質(zhì)有關(guān)的修正參數(shù)：速度修正參數(shù)為1.0。經(jīng)過修正后的銑削速度：
計算出刀具轉(zhuǎn)速n和進給速度f
根據(jù)機床說明書取n=1200r/min,Vf=420mm/min。此時，實際的銑削速度Vc=113m/min,每轉(zhuǎn)的進給量f=0.4mm/r。
(4) 確定切削工時
由于此零件的輪廓形狀屬于不規(guī)則體，在進行計算銑刀的走刀長度來說有一定的困難，現(xiàn)在所采取的辦法是估算的方法?，F(xiàn)估算出來的走刀長度為700mm左右，所以，可以確定出其工時為：
2.4.2 工序40 鏜孔Φ75H7mm
Ⅰ 粗鏜孔至φ74mm，單邊余量z=0.2mm，一次鏜去全部余量，ap=0.2mm。
進給量f=0.4mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊，確定鏜削的切削速度為v=36m/min。則
直接選取速度n=200r/min。
切削工時：
Ⅱ 精鏜孔至φ75H7mm，單邊余量z=0.1mm，一次鏜去全部余量，ap=0.1mm。
進給量f=0.2mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊，確定鏜削的切削速度為v=40m/min。
直接選取轉(zhuǎn)速n=200r/min
切削工時：
2.4.3 工序50 鏜孔Φ40mm
Ⅰ 粗鏜孔至φ39mm，單邊余量z=0.2mm，一次鏜去全部余量，ap=0.2mm。
進給量f=0.4mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊，確定鏜削的切削速度為v=32m/min
直接選取轉(zhuǎn)速n=300r/min
切削工時：
Ⅱ 精鏜孔至φ40mm，單邊余量z=0.1mm，一次鏜去全部余量，ap=0.1mm。
進給量f=0.2mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊，確定鏜削的切削速度為v=60m/min。
直接選取轉(zhuǎn)速n=500r/min
切削工時：
2.4.4 工序60 鉆孔Φ10mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.5mm/r。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
按機床取n=2000r/min，故v=53.4m/min。
切削工時
2.4.5 工序70 鉆孔Φ12mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機床取n=1500r/min，故v=50.2m/min。
2.4.6 工序80 鉆孔2-Φ6mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機床取n=2500r/min，故v=50.2m/min。
2.4.7 工序90 鉆沉孔2-Φ10深15mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.4mm/r。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機床取n=2000r/m，故v=51.3m/min。
切削工時：
2.4.8 工序100 鉆孔2-Φ13mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.5mm/r。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
按機床取n=1500r/min，故v=53.4m/min。
切削工時
2.4.9 工序110 鉆沉孔2-Φ20深12mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機床取n=800r/min，故v=50.2m/min。
切削工時：
2.4.10 工序120 鉆孔2-Φ22mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.6mm/r。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機床取n=800r/min，故v=56.5m/min。
切削工時：
2.4.11 工序130 鉆沉孔2-Φ45深7mm
根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)手冊》中表9-12，可以查得f=0.5mm。根據(jù)表9-14，可以查得Vc=50m/min。
主軸轉(zhuǎn)速：
按機床取n=500r/min，故v=53.4m/min。
切削工時：
3、回轉(zhuǎn)鉆模的夾具設(shè)計
回轉(zhuǎn)式鉆模主要用來加工圍繞一定的回轉(zhuǎn)軸線（立軸、臥軸或傾斜軸）分布的軸向或徑向孔系以及分布在工件幾個不同表面上的孔。工件在一次裝夾中，靠鉆模回轉(zhuǎn)可依次加工各孔，因此這類鉆模必須有分度裝置?；剞D(zhuǎn)式鉆模按所采用的對定機構(gòu)的類型，分為軸向分度式回轉(zhuǎn)鉆模和徑向分度式回轉(zhuǎn)鉆模[9]。
3.1 鉆床夾具的介紹
鉆夾具（俗稱鉆模）是用來在鉆床上鉆孔、擴孔、鉸孔的機床夾具，通過鉆套引導(dǎo)刀具進行加工是鉆模的主要特點。
鉆夾具的結(jié)構(gòu)形式主要決定于工件被加工孔的分布位置情況，如有的孔系是分布在同一平面上、或分布在幾個不同表面上、或分布在同意圓周上，還有的是單孔等等。因此鉆模的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有以下幾種[10]。
3.1.1 鉆床夾具的主要類型
鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。
（1）固定式鉆模在使用中，這類鉆模在機床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。
（2）回轉(zhuǎn)式鉆模這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。
（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8～f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件應(yīng)小于10kg為宜。
（4）蓋板式鉆模這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10kg。
（5）滑柱式鉆?；姐@模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣[11]。
3.1.2 鉆床夾具的主要類型
鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。
（1）固定式鉆模在使用中，這類鉆模在機床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。
（2）回轉(zhuǎn)式鉆模這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。
（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8～f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件應(yīng)小于10kg為宜。
（4）蓋板式鉆模這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10kg。
（5）滑柱式鉆?；姐@模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣[12]。
3.1.3 鉆模
1．鉆 套
鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來確定工件上加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進行加工，提高加工過程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類。
（1）固定鉆套
（2）可換鉆套
（3）快換鉆套
（4）特殊鉆套
2．鉆模板
鉆模板用于安裝鉆套，確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上，
常見的鉆模板有：
（1）固定式鉆模板
（2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板
（3）可卸（分離）式鉆模板
（4）懸掛式鉆模板
3.2 夾具的設(shè)計
確定夾具方案的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)簡單合理，操作省力高效，制造成本低廉，根據(jù)以上原則進行方案比較，確定合理的最佳方案。
定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外,還要承受被加工零件的生量和夾壓力,有時還要取受切削力。
定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支了和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被子加工零件有一定位置的元件。輔助支承是公用作增加被加工零件在加工過程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件[13]。
由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被子加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計時必須注意以下的問題：
（a）合理布置支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置對準(zhǔn)定位支承元件。當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實現(xiàn)時，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近夾壓力的作用線，并使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。
（b）提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。應(yīng)力求使定位元件（如定位銷）不要受力。
（c）提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。
（d）可靠地?zé)犭姀S除定位支承部位的切屑。使用權(quán)切屑不堵塞和粘創(chuàng)刊在定位支承系統(tǒng)上，對保證定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大的影響。因此設(shè)計時應(yīng)盡可能不使用權(quán)切屑落到定位支承系統(tǒng)上。當(dāng)切屑有可能落在其上時，必須采取有效的熱電廠屑和清理措施。
本次設(shè)計采用的定位元件為：平面A為定位板，左端面為一個支承釘，孔
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