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設(shè)計說明書
題目：套盤零件的工藝規(guī)程及銑寬8槽的工裝夾具設(shè)計
學 生：
學 號：
專 業(yè)：
班 級：
指導老師：
摘 要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
套盤零件的加工工藝規(guī)程及其銑寬8槽的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)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(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目 錄
序言…………………………………………………………………1
一. 零件分析 ……………………………………………………2
1.1 零件作用 ………………………………………………2
1.2零件的工藝分析 …………………………………………2
二. 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………3
2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………3
2.2基面的選擇傳 ……………………………………………3
2.3制定工藝路線 ……………………………………………3
2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………4
2.5確定切削用量及基本工時………………………………4
三 夾具設(shè)計……………………………………………………15
3.1問題的提出………………………………………………15
3.2切削力及夾緊力計算……………………………………15
3.3定位誤差分析……………………………………………17
3.4定向鍵和對刀塊裝置的設(shè)計……………………………18
3.5夾具設(shè)計及操作簡要說明………………………………21
總 結(jié)………………………………………………………………24
致 謝………………………………………………………………25
參考文獻 …………………………………………………………26
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(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)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(chǔ)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(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。
套盤零件的加工工藝規(guī)程及其銑寬8槽的夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。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(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
一、 零件的分析
二、
1.1 零件的作用
套盤的作用，待查
1.2 零件的工藝分析
套盤有2組加工面他們之間沒有任何要求
這2組加工面的分別為
1，以外圓為基準的加工面，這組加工面包括，外圓自身，左右端面，Φ32及Φ14的孔
2：一個是以Φ32的孔為基準的加工面，這組加工面包括，Φ24的凸臺面，3-Φ12孔，Φ12孔，Φ8孔，寬8的槽
二. 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料為HT150，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。
2.2 基面的選擇的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。
粗基準的選擇：對套盤這樣的回轉(zhuǎn)體零件來說，選擇好粗基準是至關(guān)重要。對回轉(zhuǎn)體零件我們通常以外圓作為粗基準。
精基準的選擇：精基準 的選擇要考慮基準重合的原則，設(shè)計基準要和工藝基準重合。因此我們采用Φ30H7的孔作為精基準
2.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下工藝方案：
工序Ⅰ：準備鑄件毛坯
工序Ⅱ：洗去上面的砂粒及塵土
工序Ⅲ：在套盤表面涮上油漆
工序Ⅳ：車工件左端面
工序Ⅴ：車工件右端面
工序Ⅵ：鉆Φ14的孔，擴、鉸Φ32H7的孔
工序Ⅶ：銑Φ24的凸臺
工序Ⅷ：鉆Φ108面上的3-Φ12孔
工序Ⅸ：鉆Φ24凸臺上的Φ12孔
工序X：鉆Φ8孔
工序XI：銑寬8的槽
工序XII：檢驗合格后，交付裝配
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
套盤零件材料為HT150，
生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。
1.套盤的外圓，左右端面，Φ32的孔
套盤的外圓，左右端面，Φ32孔的精度要求為12.5、25，3.2相對較低，查《機械制造工藝學與夾具設(shè)計參考資料》，表2-12得，Z=1.0mm
2、套盤Φ24的小凸臺
套盤Φ24的小凸臺，粗糙度為25，查《機械制造工藝學與夾具設(shè)計參考資料》，表2-12得，Z=1.0mm
3. 套盤Φ14，3-Φ12，Φ12，Φ8的孔
因為孔的直徑最大才有14mm,很難直接鑄造出，所以采用實心鑄造
2.5 確定切削用量及基本工時
工序I：準備鑄件毛坯
工序II：洗去上面的砂粒及塵土
工序III：在套盤表面涮上油漆
工序IV：車工件左端面
1.加工條件
工件材料：灰口鑄鐵HT150，σb=145MPa，鑄造。
加工要求：車工件左端面
刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 rE=0.5 Kr=90 n=15
（1）已知加工余量為1.0mm。實際最大加工余量為1.0mm，故分一次加工
（2）進給量的確定，根據(jù)《機械加工工藝是手冊》，當?shù)稐U尺寸為16mmX25mm，車削深度ap≤0.7時，以及工件的尺寸為Φ58mm，得f=0.5—0.7mm/ｒ，按CA6140車床說明書,取f=0.6 mm/ｒ
由于存在間歇加工所以進給量乘以K=0.75—0.85，所以實際進給量:
f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r
按CA6140 車床說明書 f＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）計算切削速度 切削速度的計算公式為（壽命選T=60min，刀具材料為YG6）
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表27—12加工外形：外圓縱車（kr>00）、刀具材料YG6、進給量f > 0.40可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Kv：
kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81
Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按CA6140 車床說明書?。睿?00 r／min
所以實際切削速度V=40.8m/min
（5）切削工時
由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準備
Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=51/200x0.53=0.481（min）
L=50mm L1=1.0. L2=0. L3=0
工序Ⅴ：車工件右端面
1.加工條件
工件材料：灰口鑄鐵HT150，σb=145MPa，鑄造。
加工要求：車工件左端面
刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 rE=0.5 Kr=90 n=15
（1）已知加工余量為1.0mm。實際最大加工余量為1.0mm，因為臺階面，故兩次加工完成
（2）進給量的確定，根據(jù)《機械加工工藝是手冊》，當?shù)稐U尺寸為16mmX25mm，車削深度ap≤0.7時，以及工件的尺寸為Φ58mm，得f=0.5—0.7mm/ｒ，按CA6140車床說明書,取f=0.6 mm/ｒ
由于存在間歇加工所以進給量乘以K=0.75—0.85，所以實際進給量:
f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r
按CA6140 車床說明書 f＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）計算切削速度 切削速度的計算公式為（壽命選T=60min，刀具材料為YG6）
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表27—12加工外形：外圓縱車（kr>00）、刀具材料YG6、進給量f > 0.40可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Kv：
kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81
Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按CA6140 車床說明書?。睿?00 r／min
所以實際切削速度V=40.8m/min
（5）切削工時
由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準備
Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=109/200x0.53=1.028（min）
L=108mm L1=1.0. L2=0. L3=0
總的工時：T=2t=2.056min
工序Ⅵ：鉆Φ14的孔，擴、鉸Φ32H7的孔
工步一：鉆Φ14的孔
工步一鉆φ14孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ14孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：擴孔
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步三：鉸孔
根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，，實際切削速度。
切削工時：，，，則機動工時為
工序Ⅶ：銑Φ24的凸臺
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因為加工余量不大，精度要求不高，故一次加工完成
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝1300
當＝1300r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
工序Ⅷ：鉆Φ108面上的3-Φ12孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ12孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3080機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
總的工時：T=3t=0.581min
工序Ⅸ：鉆Φ24凸臺上的Φ12孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ12孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3080機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工序X：鉆Φ8孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ12孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3080機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工序XI：銑寬8的槽
選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因為加工余量不大，故可在二次走刀內(nèi)銑完，則
5） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為1.1kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?975
當＝1975r/min時
按機床標準選取
6） 計算工時
切削工時：l=22 ，，則機動工時為
總的工時：T=2t=0.137min
工序XII：檢驗合格后，交付裝配
三、 夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
由指導老師的分配工序XI：銑寬8的槽的銑床夾具。
3.1問題的提出
本夾具主要用于銑寬8的槽，和其他面沒有任何位置度要求，因此我們選用已經(jīng)加工好的Φ14和Φ12孔及工件右端面來定位，也就是經(jīng)典的“一面兩銷”
3.2切削力和夾緊力的計算
（1）刀具： 采用端銑刀 φ8mm z=4
機床： x51立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
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(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（2）夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=15mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
3.3定位誤差分析
一面兩銷定位誤差
(1)移動時基準位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
3.4定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
14
-0.011
-0.027
20
8
3
10
3.5
14
0.018
4
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是用來銑套盤寬8的槽，故選用直角對刀塊
圖 3.4 對刀塊圖
對刀塊尺寸如下
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
2
-0.014
0.25
3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明
使用一面兩銷定位，采用鉸鏈壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用直角對刀塊對刀，保證銑刀位置的正確性，這樣我們就省去了很多對刀的時間、降底了對工人的技術(shù)要求，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)
裝配圖附圖如下：
夾具體附圖如下
總 結(jié)
設(shè)計即將結(jié)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(shè)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(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，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(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。
設(shè)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(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次設(shè)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(chǔ)。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(jīng)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(shè)計。
這次設(shè)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，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)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。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(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(guān)懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她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。
參 考 文 獻
1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983年
4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術(shù)出版社出版，1990年
5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981年10月
6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年
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