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I XX 學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目：箱體加工工藝及典型工序夾具設(shè)計(jì) 系 別 ： 專 業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號(hào)： 起 迄 日 期 : 設(shè) 計(jì) (論 文 )地 點(diǎn) : 指 導(dǎo) 教 師 : 專 業(yè) 教 研 室 負(fù) 責(zé) 人 : 日期: 2014 年 月 日 II 摘 要 本文是在箱體的圖樣分析后進(jìn)行箱體的機(jī)械加工工藝路線的設(shè)計(jì)，同時(shí)按照其 中的加工工序的要求設(shè)計(jì)夾具。 箱體的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長(zhǎng)，加工時(shí)間多，加工成本高， 零件的加工精度要求也高。按照機(jī)械加工工藝要求，遵循先面后孔的原則，并將孔 與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以底面作 為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)，確定了其加工的工藝路線和加工中所 需要的各種工藝參數(shù)。 在零件的夾具設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)， 進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。 確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式。 關(guān)鍵詞:箱體；加工工藝；工序；專用夾具 III Abstract This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture. The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters. In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture. Key words: Headstock; processing; process; special fixtures 1 目 錄 摘 要 .II ABSTRACT.III 目 錄.1 1 緒論.3 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 .3 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 .4 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 .5 2 箱體的圖樣分析.5 2.1 箱體的作用 .5 2.2 箱體的圖樣分析 .6 2.3 工藝分析 .7 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).8 3.1 確定毛坯的制造形式 .8 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .9 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .9 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .10 3.3 擬定工藝路線 .11 3.3.1 劃分加工階段 .11 3.3.2 安排加工順序 .12 3.3.3 擬定加工工藝路線 .13 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .15 3.5 切削用量及工時(shí)定額的確定 .15 4 箱體鏜孔夾具設(shè)計(jì).26 4.1 研究原始質(zhì)料 .26 4.2 定位、夾緊方案的選擇 .26 5.3 切削力及夾緊力的計(jì)算.27 4.4 誤差分析與計(jì)算 .29 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 .30 5 結(jié)論與展望.30 5.1 結(jié)論.30 5.2 不足之處及未來展望.31 2 致 謝.31 參考文獻(xiàn).32 3 1 緒論 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)課知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì) 所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成為機(jī) 械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)， 進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn)行 生產(chǎn)成本核算等。 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品 的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實(shí)現(xiàn)優(yōu) 質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個(gè)主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝 過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加工工 藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個(gè)工序 詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要 零件。 在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題，一直是從事于 機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件 高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。 隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，如何利用 這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè)人員 不斷的努力，開拓創(chuàng)新。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會(huì)市場(chǎng)需要，夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向 發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn) 化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購(gòu)。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就 需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾具在國(guó)內(nèi)外也正 在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組 4 合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以 是今后夾具技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向單位 。 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助 工具” 。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般 可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)自己所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，也是對(duì)四年的學(xué)習(xí)深 度的一個(gè)檢驗(yàn)。在這次設(shè)計(jì)過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通 過畢業(yè)設(shè)計(jì)能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機(jī)床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備，是 制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生產(chǎn)設(shè)備 和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對(duì)各自產(chǎn)品特點(diǎn)的。機(jī)械加工過程中用來 固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。 夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機(jī)加工方面也有 用，許多時(shí)候，需要裝配幾個(gè)部件并保證其定位準(zhǔn)確的時(shí)候就需要。設(shè)計(jì)工裝夾具要緊扣 產(chǎn)品，因?yàn)楣ぱb夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時(shí)無干涉現(xiàn)象、定位準(zhǔn)確、操 作工操作便捷等。簡(jiǎn)單的說，就是用于工件裝夾的工具。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合 上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段， 夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人 們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾 具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加 工中不可缺少的工藝裝備。 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。 要想達(dá)到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計(jì)算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣 性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計(jì)中所確定的夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計(jì)算， 為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、 5 正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達(dá)到夾具小巧而精用的目的。同時(shí)為了減少工人的勞動(dòng) 強(qiáng)度，提高工件裝夾效率，還需要對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期以最短的夾緊 行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 通過實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，對(duì)箱體的基本結(jié)構(gòu)及作 用有個(gè)大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對(duì)金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī)械設(shè)計(jì)與理論 等相關(guān)知識(shí)充分掌握后，分析箱體的加工工藝，確定箱體各加工表面的加工方法，進(jìn)而形 成箱體的機(jī)械加工工藝路線。并能根據(jù)箱體的加工工序要求，分析箱體的定位方式、金屬 切削加工過程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的相 關(guān)理論知識(shí)，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個(gè)箱體的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定 位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 針對(duì)實(shí)際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計(jì)算 問題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的知識(shí)，設(shè) 計(jì)出一套適合于實(shí)際的箱體加工工藝路線，從而實(shí)現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的 優(yōu)化設(shè)計(jì)。為提高鉆床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動(dòng)，夾 具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)，一般有 H/B11.25，以降 低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺(tái)面。 2 箱體的圖樣分析 2.1 箱體的作用 箱體,如圖 2.1 及圖 2.2 所示，其主要作用是：箱體類零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件， 箱體是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種方向的 移動(dòng)，同時(shí)箱體分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給軸。同時(shí)它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有 關(guān)零件組裝成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地 傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。因而箱體是主傳動(dòng)系中的關(guān)鍵零件。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響 機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。 6 圖 2.1 箱體 2.2 箱體的圖樣分析 在編制箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程之前，首先應(yīng)研究箱體的工作圖樣和產(chǎn)品裝備圖樣，熟 悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確該箱體在產(chǎn)品中的位置和作用；了解并研究各項(xiàng) 技術(shù)條件制定的依據(jù)，找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng) 的措施加以保證。 箱體的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好。傳動(dòng)箱 體需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下： 1）該零件為機(jī)床箱體，主要加工部位為平面和孔系，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求又高，加 工時(shí)應(yīng)注意選擇定位基準(zhǔn)及夾緊力。 2）材料 HT200。 3）鑄件人工時(shí)效處理。 7 2.3 工藝分析 工藝分析的目的主要有兩個(gè)： 一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等 的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工與裝配； 二是通過工藝分析，對(duì)零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，以便制定出合理的工藝規(guī)程。 鑄件必須進(jìn)行時(shí)效處理，以消除應(yīng)力。有條件時(shí)應(yīng)在露天存放一年以上再加工。 為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，該零件主要定位基準(zhǔn)，集中在 D 面和 W 面 上。 鏜孔時(shí)，在可能的條件下盡量采用“支承鏜削”方法，以增加鏜桿的剛性，提高加 工精度。對(duì)直徑較小的孔、應(yīng)采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法。 為保證在同一軸上各孔的同軸度，可采用在已加工孔上，安裝導(dǎo)向套再加工其他孔的 方法。 為提高孔的加工精度，應(yīng)將粗鏜、半精鏜和精鏜分開進(jìn)行。 孔的尺寸精度檢驗(yàn)，使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測(cè)量。軸內(nèi)孔之間距離的測(cè) 量可以通過孔與孔之間壁厚進(jìn)行間接測(cè)量。 同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗(yàn)心軸進(jìn)行檢驗(yàn)。 各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度，均應(yīng)通過檢驗(yàn)心 軸進(jìn)行測(cè)量。 箱體作為主傳動(dòng)系的支承零件，各傳動(dòng)軸間要求一定的位置精度，因此，加工此箱體 的主要任務(wù)是保證各孔系間的相互位置精度。在此箱體的加工中保證各孔正確位置是靠 T68 坐標(biāo)鏜床手動(dòng)控制坐標(biāo)來完成的，為更好地保證加工質(zhì)量，單件小批量生產(chǎn)也可采用 組合夾具、專用鏜模進(jìn)行加工，批量較大時(shí)，應(yīng)采用專用鏜模進(jìn)行加工。 根據(jù)箱體零件圖可知，其主要加工面是進(jìn)行導(dǎo)軌面的加工、表面加工、孔加工、鉆孔、 攻絲，孔的精度要求高。該零件年生產(chǎn)屬小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)加工零件所需要的專用夾具是 為了提高勞動(dòng)效率、降低成本。 8 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用、零件生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，而且也與零件的 機(jī)械加工工藝和質(zhì)量密切相關(guān)。故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 毛坯選擇時(shí)，應(yīng)全面考慮以下因素： 1）零件的材料及機(jī)械性能要求； 2）零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸； 3）生產(chǎn)類型，它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性； 4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件； 5）充分考慮利用新工藝、新材料、新技術(shù)的可能性。 長(zhǎng)期使用經(jīng)驗(yàn)證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸 震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是 HT200400，當(dāng)載荷較大時(shí)，采用 HT300540 高強(qiáng)鑄鐵。 9 箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄 件（受鑄造能力的限制）時(shí)，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的 方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄焊、鑄煅焊、煅焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用 小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對(duì)各種組合件進(jìn)行粗 加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。 毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實(shí)效處理， 對(duì)某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時(shí)效處理。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工 面要求更高。重要的箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。 該零件為箱體類，且外型尺寸較大，材料為 HT200，零件的形狀較復(fù)雜，因此不能用 鍛造，只能用鑄件，采用砂型鑄造毛坯，如圖 3.1 箱體毛坯圖所示。采用小批量造型生產(chǎn)。 根據(jù)零件主要的加工表面的粗糙度查參考文獻(xiàn)機(jī)械制造工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)確定各表面加工 余量。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱 體壁厚盡量均勻，箱體澆鑄后應(yīng)安排時(shí)效或退火工序。 該箱體的材料是 HT200，單件小批生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。為了提 高箱體加工精度的穩(wěn)定性，采用時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力。 3.2 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)選擇正確、合理，可以 保證零件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，使生產(chǎn)無法進(jìn) 行。 箱體定位基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到箱體上各個(gè)平面與平面之間、孔與平面之間、孔與 孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。在選擇基準(zhǔn)時(shí)，首先要遵守“基準(zhǔn)統(tǒng)一” 和“基準(zhǔn)重合”的原則，同時(shí)必須考慮生產(chǎn)批量的大小、生產(chǎn)設(shè)備、特別是夾具的選用等 因素。 該箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，剛性不好，而加工精度要求又高，故箱體重要加工表 面都要?jiǎng)澐执?、精加工兩個(gè)階段，這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和 切削熱對(duì)加工精度的影響，有利于保證箱體的加工精度。 10 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求， 并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則： 重要表面原則 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。 不加工表面原則 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。 余量最小原則 如果零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以避免 該表面在加工時(shí)因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 使用一次原則 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn) 生較大的誤差。 平整光潔原則 以便工件定位可靠、夾緊方便。 根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn) 時(shí)，由于毛坯精度高，可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生 產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時(shí)，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準(zhǔn)，往往 會(huì)造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進(jìn)行第一道 的工序加工，即以主軸孔及中心線為粗基準(zhǔn)對(duì)毛坯進(jìn)行劃線和檢查，必要時(shí)予以糾正，糾 正后孔的余量應(yīng)足夠，但不應(yīng)定均勻。 該箱體為單件小批量生產(chǎn)，在單件小批量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度低，所以以劃線找正 法安裝。劃線時(shí)先找正主軸孔中心，然后以主軸孔為基準(zhǔn)找出其他需加工平面的位置。加 工該箱體時(shí)，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)的是以主軸孔作為粗基準(zhǔn)。 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮保證加工精度和工件裝夾方便可靠。一般應(yīng)考慮以下原則： 1) 基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重 11 合誤差。 2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 3) 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自 為基準(zhǔn)原則。 4) 互為基準(zhǔn)原則 5) 便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便。 為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度， 箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。小批生產(chǎn)時(shí)一般采 用基準(zhǔn)重合原則，即以裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高箱體 上各表面間的相互位置精度。大批生產(chǎn)時(shí)常采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即一面兩孔定位，可避免 由于基準(zhǔn)變換而帶來的累積誤差。 該零件以三面定位，箱體上的裝配基準(zhǔn)為平面，而它們又是箱體上其他要素的設(shè)計(jì)基 準(zhǔn)，因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高箱體各 主要表面的相互位置精度。有零件圖可知：D 面、 W 面為精基準(zhǔn)。 3.3 擬定工藝路線 3.3.1 劃分加工階段 零件的技術(shù)要求較高時(shí)，零件在進(jìn)行加工時(shí)都應(yīng)劃分加工階段，按工序性質(zhì)不同，可 劃分如下幾個(gè)階段： 粗加工階段 此階段的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形狀和 尺寸接近與成品，所能達(dá)到的加工精度和表面質(zhì)量都比較低。 半精加工階段 此階段要減少主要表面粗加工中留下的誤差，使加工面達(dá)到一定的精度并留有一定的 加工余量，并完成次要表面的加工（鉆、攻絲、銑鍵槽等） ，為精加工做好準(zhǔn)備。 精加工階段 12 切除少量加工余量，保證各主要表面達(dá)到圖紙要求，所得精度與表面質(zhì)量都比較高。 所以此階段主要目的是全面保證加工質(zhì)量。 光整加工階段 此階段主要針對(duì)要進(jìn)一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6 級(jí)以上）的表面。一般不 用于提高形狀、位置精度。 根據(jù)加工階段劃分的要求及零件的批量，該箱體的加工劃分為 3 個(gè)階段：粗加工階段 （粗銑各個(gè)平面、孔端面及各主軸孔粗鏜） 、半精加工階段（半精鏜各主軸孔，完成各次 要孔等）和精加工階段（磨各平面、精鏜各主軸孔） 。 3.3.2 安排加工順序 復(fù)雜工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序，如何將這些工 序安排在一個(gè)合理的加工順序中，生產(chǎn)中已總結(jié)出一些指導(dǎo)性的原則，先述如下。 切屑加工工序順序的安排原則 1）先粗后精 各表面加工順序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的順序進(jìn)行，目的是逐步 提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量。 2）先主后次 零件的主要加工表面（一般是指設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面、主要工作面、裝配基面等）應(yīng)先加工， 而次要表面（鍵槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最終精度加工之前進(jìn)行 加工。 3）先面后孔原則 對(duì)于箱體類、支架類、機(jī)體類等零件，平面輪廓尺寸較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠， 故應(yīng)先加工平面，后加工孔。這樣，不僅使后續(xù)的加工有一個(gè)穩(wěn)定可靠的平面作為定位基 準(zhǔn)面，而且在平整的表面上加工孔，加工變得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。 4）先基準(zhǔn)后其他 作為精基準(zhǔn)的表面要首先加工出來。 該箱體的加工和裝配大多以平面為基準(zhǔn)，按照加工順序安排的原則，采用先面后孔的 加工順序。先加工平面，可以為加工精度較高的支承孔提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，有利于提 高加工精度。另外，先加工平面可以將鑄件不平表面切除，可減少鉆孔時(shí)鉆頭引偏和刀具 13 崩刃等現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)刀和調(diào)整也較為方便。加工孔系時(shí)應(yīng)遵循先主后次的原則，即先加 工主要平面或孔系，這也符合切削加工順序的安排原則。 3.3.3 擬定加工工藝路線 擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)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。還要考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 綜合以上加工階段和加工順序的分析，可以初步得出箱體的加工藝路線。 初擬箱體加工工藝路線方案一如表 3-1 所示。 表 3-1 工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 10 鑄造 20 時(shí)效 30 涂底漆 40 粗銑前端面 50 精銑前端面 60 粗銑后端面 70 精銑后端面 80 銑削頂部面 90 銑削頂部面 100 粗鏜前端面 200、250 孔系 110 精鏜前端面 200、250 孔系 120 粗鏜后端面 90、78、100、88、200 孔系 130 精鏜后端面 100、90 孔系 140 鉆孔攻絲前端面 5-M12、4-M16 螺紋孔 150 鉆孔攻絲頂部端面 10-M12 螺紋孔 160 鉆 K 向端面 20 孔 170 鉆孔攻絲底部端面 G3/6 180 去毛刺 14 190 檢查 表 3-1 工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 10 鑄造 20 時(shí)效 30 涂底漆 40 粗銑前端面 50 精銑前端面 60 粗銑后端面 70 精銑后端面 80 銑削頂部面 90 銑削頂部面 100 鉆孔攻絲前端面 5-M12、4-M16 螺紋孔 110 鉆孔攻絲頂部端面 10-M12 螺紋孔 120 鉆 K 向端面 20 孔 130 粗鏜前端面 200、250 孔系 140 精鏜前端面 200、250 孔系 150 粗鏜后端面 90、78、100、88、200 孔系 160 精鏜后端面 100、90 孔系 170 鉆孔攻絲底部端面 G3/6 180 去毛刺 190 檢查 方案一在鏜孔時(shí)，把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，滿足了粗精分開的原則，可 以有效避免因粗精不分給工件帶來的加工應(yīng)力無法釋放的危害，有效地保證了零件的加工 精度。而且四個(gè)是孔同時(shí)進(jìn)行加工的，不僅可以保證各主軸孔間的相互位置精度，而且還 有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 考慮到機(jī)械加工順序安排原則及零件的生產(chǎn)成本等因素，其優(yōu)越性在于把粗鏜、半精 鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，符合切削加工工序順序的先粗后精安排原則，而且各軸孔加工順 15 序按照粗加工、半精加工、精加工進(jìn)行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量， 可以逐漸提高各個(gè)軸孔的質(zhì)量要求，可以提高各軸孔間的相互位置精度和各自的尺寸精度， 保證箱體零件的技術(shù)要求，確定其為此零件的加工工藝路線。 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 箱體體的材料是 HT200，單件小批生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸與毛 坯尺寸如下： 頂面 根據(jù)其加工長(zhǎng)度和加工寬度的大小及尺寸公差等級(jí)，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 2.2-4 鑄件機(jī)械加工余量，可得頂面 B 長(zhǎng)度方向的單邊加工余量如下： 精加工余量：Z 2 =2.5mm 粗加工余量：Z 1 =5.5mm 毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm 兩側(cè)面根據(jù)其加工長(zhǎng)度和加工寬度的大小及尺寸公差等級(jí)，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.2-4 鑄件機(jī)械加工余量，可得兩側(cè)面 A、C 長(zhǎng)度方向的單邊加工余量如下： 精加工余量：Z 2 =2.5mm 粗加工余量：Z 1=5.5mm 毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm 前后端面 根據(jù)其加工長(zhǎng)度和加工寬度的大小及尺寸公差等級(jí)，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 2.2-4 鑄件機(jī)械加工余量，可得平面 D、W 長(zhǎng)度方向的單邊加工余量如下： 精磨余量： Z4=1.0mm 粗磨余量： Z3=1.5mm 半精刨余量：Z 2 =3.5mm 粗刨余量： Z1=5.0mm 毛坯余量： Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm 16 3.5 切削用量及工時(shí)定額的確定 受論文篇幅所限，只選取部分工序及加工內(nèi)容進(jìn)行工藝計(jì)算，還請(qǐng)諒解。 工序 30 粗銑前端面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機(jī)床：X52K 立式銑床。 查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 30-34 選擇工藝裝備及確定切削用量。 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YTmD08Z 此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm。 所以銑削深度 ： 。pam2 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 表 2.4-75，取 。f Zmaf/10. 取銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 30-34，取 。V sv2 由式 3-1 得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n1014.36210dV 按照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 3.1-74 可以查得機(jī)床與之接近的轉(zhuǎn)速為 。30/minr 實(shí)際銑削速度 ：v smn/73.1601.0 進(jìn)給量 ： 。 fZaff 4/38. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： 。 m in/28.svf 銑削寬度 ：根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 表 2.4-81，取 。 ma60 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 。l 60lm 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 (3.2)210.5()(13lDa2.60)1m 17 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)： =249/(37.53)=2.21min。1t 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 2.5-45 可查得銑削的輔助時(shí)間 。41.0ft 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)切削工時(shí)： =249/(37.53)=2.21min。2t 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 2.5-45 可查得銑削的輔助時(shí)間 。.2ft 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺(tái)的總工時(shí)： 2121fftt min42.510. 工序 40 精銑前端面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機(jī)床： X52K 立式銑床。 查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 30-34 選擇工藝裝備及確定切削用量。 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： ， ，齒數(shù) 12，此為細(xì)齒15YTmD0 銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1mm 。 銑削深度 ： 。pam0.1 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 3031，取 。f Zmaf/08. 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 3031，取 。v sv32 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（3.1）有：n100.3261/in14Vrd 按照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 3.1-74 可以查得機(jī)床與之接近的轉(zhuǎn)速為 。75/minr 實(shí)際銑削速度 ：v smn/4.06175.30 進(jìn)給量 ，由式（2.3）有： 。fV sZnavff /25.612. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： 。mf in/35/2.sf 18 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 。l ml210 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí) 。1Dl1 刀具切出長(zhǎng)度 ：取 。2l 走刀次數(shù)為 1 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)： =249/(37.53)=2.21min。1t 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 2.5-45 可查得銑削的輔助時(shí)間 。41.0ft 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)切削工時(shí)： =249/(37.53)=2.21min。2t 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 2.5-45 可查得銑削的輔助時(shí)間 。.2ft 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺(tái)的總工時(shí)： 2121fftt min42.510. 工序 60 粗銑后端面切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇帚?。已知加工材料?HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 X6120 型萬能升降臺(tái)銑 床，工件裝在專用夾具中。 刀具：YG8 硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.4-63，可選 銑刀直徑 =220mm,齒數(shù) Z=6。wd 1）確定背吃刀量 ap： m5. 2）確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.4-15，可查得 =0.200.29mm/z。選擇zf =0.20mm/z，故 zf rmZfz /.160. 3）確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.4-25，可選擇 =50m/min。cv in/41.850910rdvnwcs 19 按 X6120 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：min/10rnw in/08.692dv 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： i/1220.Mz mnfw 按 X6120 機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給量表，選擇 =130mm/min。Mzf 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為： zznfw/2.0163 工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min85.213048521 iflMzj 式中： =485mm， 取 l1=86mm，l 取 ， ， 。m532l42 in/fmz 2 工序 70 精銑后兩端面切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫?。已知加工材料?HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 X6120 型萬能升降臺(tái)銑 床，工件裝在專用夾具中。 刀具：YG8 硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.4-63，可選 銑刀直徑 =220mm,齒數(shù) Z=6。wd 1、確定背吃刀量 ：pa m5.2 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.4-15，可查得 f=0.40.6mm/z。選擇 f=0.52mm/z，故 rmzf/087.65. 3、確定切削速度 v： 100.53,.5lccd 20 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.4-25，可選擇 。min/68vc in/4.980610rdvnwcs 按 X6120 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：min/r in/08.69102vw 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： i/54.Mz mnfw 按 X6120 機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給量表，選擇 。in/60fmz 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為： zznfwM/1.06 工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min17.926048521 iflMzj 式中： =485mm， 取 =86mm，l dccdl 05.3.,5.001 1l 取 ，m3242 。2in/54mfz 工序 110 精鏜 90、78、100、88、200 階梯孔切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇昼M。已知加工材料為 HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床，工 件裝在組合夾具中。 刀具：硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀。 確定背吃刀量 ：pa )(5.128單 邊 余 量bp Zm 確定進(jìn)給量 f： 21 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.31.0mm/r。 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.74mm/r。 確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.3-14，可查得 =4080m/min,選擇cv 。min/65vc min/01.85610min/10rrdvnws 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：i/2 in/2.710nvw 工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min39.01274.0521ifnlwj 式中： ， =3mm， =5mm，ml501l2l =0.74mm/r， ， =1。f i/0r 工序 120 粗鏜后端面 100、90 孔系切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇昼M。已知加工材料為 HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床，工 件裝在組合夾具中。 刀具：硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀。 1、確定背吃刀量 ：pa mp9.0218. 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.20.8mm/r。 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.52mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.3-14，可查得 =60100m/min,選擇cv 22 =85m/min。cv min/41.298510rdvnwcs 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 =250r/min，所以實(shí)際切削速度 v： in/63.92105nvw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min45.0125.021ifnlwj 式中： =50mm， =3mm， =5mm，l1l2l =0.74mm/r， =250r/min， =1。 f i 工序 130 精鏜后端面 100、90 孔系切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫M。已知加工材料為 HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床，工件裝 在組合夾具中。 刀具：硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀。 1、確定背吃刀量 ：pa mp1.02891 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.150.50mm/r。 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.37mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.3-14，可查得 =5080m/min,選擇cv =70m/min。cv min/09.186.701rdvnwcs 23 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：min/250rnw in/23.7518.9dv 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min78.0237.021ifnlwj 式中： =50mm， =3mm， =5mm，l1l2l =0.37mm/r， =200r/min， =1。f i 粗鏜 78 的孔 機(jī)床：臥式鏜床 。618T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 。5YT 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pa2.0m07dm 進(jìn)給量 ：根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取 ，切削深f m20 度為 =2.0mm。因此確定進(jìn)給量 。F .2/fr 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 2.4-9 取V 1.9/5/inVs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，101548.32/min3.7Vrd 按照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 3.1-41 取 。60 實(shí)際切削速度 ： 。v.4.9/10ns 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ： 。 mf0.21inf 被切削層長(zhǎng)度 ： 。l65 刀具切入長(zhǎng)度 ： 。 1 .(3)5.40pramtgktg 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取 。2lm5l2 行程次數(shù) ： 。i1 24 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 。1jt1265.40.96minjmlf 查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 2.5-37 工步輔助時(shí)間為：2.61min。 工序 140 鉆、攻前端面 4-M16 孔，保證尺寸公差要求切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@孔。已知加工材料為 HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 Z525 型搖臂鉆床，工件 裝在組合夾具中。由于內(nèi)孔直徑較小，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)可知毛坯上不預(yù) 留孔，為實(shí)心件。 刀具：高速鋼麻花鉆 1、確定背吃刀量 ：pa m7 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.2-13，可查得 f=0.32mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.2-13，可查得 =2434m/min，選擇cv =30m/min。cv min/40.15301rdvnwcs 按 Z525 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：min/4r in/89.210vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min29.01432.0521 ifnlwj 式中： =30mm， 取 =5mm， =14mm 取 =2mm，l 21rctgKdl 1l2l2l =0.32mm/r， =400r/min， =1。f i 工序 120 鉆孔攻絲頂部端面 10-M12 螺紋孔切削用量及基本時(shí)間的確定 25 本工序?yàn)榭坠ソz頂部端面 10-M12 螺紋孔。已知加工材料為 HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 Z5250 型搖臂鉆床，工件裝在組合夾具中。 刀具：高速鋼鉆頭 1、確定背吃刀量 ：pa m5 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.2-32，可查得 f=1.01.2mm/r。按 Z35Z3063X20 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=1.0mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.2-34，可查得 =2030m/min,選擇cv =25m/min。cv min/04.3218.510rdvnwcs 按 Z35Z3063X20 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：i/n in/53.2410.vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min1.035.121ifnlwj 式中： =30mm， 取 =3mm， =14mm 取 =3mm，l 1rctgKdDl l2l2l =1.0mm/r， =315r/min， =1。f i 工序 120 鉆 K 向端面 20 孔切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@ K 向端面 20 孔。已知加工材料為 HT200 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 Z525 型搖 臂鉆床，工件裝在組合夾具中。 刀具：高速鋼鉆頭 26 1、確定背吃刀量 ：pa mp03.294.5 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.2-43，可查得 f=0.150.25mm/r。按 Z525 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.16mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)第 2 版，表 3.2-43，可查得 =815m/min,選擇cv 。min/10vc min/38.1275010rdvwcs 按 Z35Z3063X20 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：i/n in/27.1021vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min31.2016.321ifnlwj 式中： =30mm， 取 =3mm， =13mm，l 1rctgKdDl l2l =0.16mm/r， =200r/min， =1。f i 27 4 箱體鏜孔夾具設(shè)計(jì) 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工鏜階梯孔，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔 軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞 動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對(duì)鏜階梯孔加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工因此，定位、夾緊 方案有： 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。據(jù)夾具手冊(cè) 知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基 準(zhǔn)進(jìn)行加工。該零件以三面定位，箱體上的裝配基準(zhǔn)為平面，而它們又是箱體上其他要素 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提 高箱體各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側(cè)面為定位基 準(zhǔn)。 5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 鏜刀材料： （硬質(zhì)合金鏜刀）5YT 刀具的幾何參數(shù)： 60粗K90精10s8 由參考文獻(xiàn)5查表 可得：321 圓周切削分力公式： 0.75.14CpcPFafvK 式中 0.4pam./fr rpsopkKK 查5表 得： 查5表 取 21()736nmb1250.6b.75n 28 由表 可得參數(shù)： 62194.0pkK 0.1op.spK0.1rp 即： 74.8()CFN 同理：徑向切削分力公式 ： 0.9750.3238PpcPFafv 式中參數(shù)： 7.0pkK .1op.sK.1rp 即： 32.4()PFN 軸向切削分力公式 ： 0.5.4326fpcPFafv 式中參數(shù)： 1.pkK .o.1spK0.rp 即： 605.48()fFN 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀 態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際 所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表 可得： 6 12.01.301.56CK 12522.3P .f 所以有： 193.08()KCWFN 76P 5.()Kf 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： )(210 tgtQLWz 29 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 6.2.76zr90105229 其中： 3()Lm)(8NQ 螺旋夾緊力： 04.W 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下： 163 圖 4.1 移動(dòng)壓板受力簡(jiǎn)圖 由表 得：原動(dòng)力計(jì)算公式 261001KLWl 即： 0478.23.932.75()KWLNl 由上述計(jì)算易得： K 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用 手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 4.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一個(gè)平面和和 4 個(gè)側(cè)面定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序 的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由5和6可得： 1 定位誤差： 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) minDWd 30 2DdW 通過分析可得： 0.5Dm1dmin 因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 0.63DW 2 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： SNcHBKRkmnZaZy 014.8.9)(1cos0.3jy 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj05. 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取ADm1. 誤差總和： 0.965jw 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，該工件為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式 （螺旋夾緊機(jī)構(gòu)） 。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛 的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾 緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 31 5 結(jié)論與展望 5.1結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的是箱體工藝工裝及夾具設(shè)計(jì)，該箱體是車床的重要基礎(chǔ)件，其加工部位 多，加工精度要求高，加工所需要的時(shí)間長(zhǎng)，零件的生產(chǎn)成本相對(duì)較高。通過對(duì)該箱體 零件的工藝工裝設(shè)計(jì)，我了解了大多箱體類零件的加工工藝路線及工裝設(shè)計(jì)的一般原則， 加深了對(duì)機(jī)械制造工裝工藝的認(rèn)識(shí)，使我對(duì)一般的機(jī)械零件的生產(chǎn)和工裝的設(shè)計(jì)有了較 深的了解。 在夾具的設(shè)計(jì)過程中，我了解夾具的作用，掌握了一般設(shè)計(jì)原則，其適合于現(xiàn)代數(shù) 控機(jī)床的加工，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以適合不同的零件生產(chǎn)，因此適用面更廣。 通過對(duì)箱體零件的參數(shù)化繪制，大大提高了繪圖速度，節(jié)省了大量時(shí)間和避免了不 必要的重復(fù)勞動(dòng)，同時(shí)做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。 5.2不足之處及未來展望 由于本人水平有限，現(xiàn)有的加工工藝路線達(dá)不到理想的精度要求，而且選擇的定位 基準(zhǔn)使得平行度的公差達(dá)不到要求，影響零件的加工過程，降低零件的加工質(zhì)量，生產(chǎn) 效率有待提高。 在普通機(jī)床上進(jìn)行加工的專用夾具設(shè)計(jì)，并沒有設(shè)計(jì)適合于現(xiàn)代機(jī)床加工的更為高 效的快速專用夾具，如液壓和氣動(dòng)夾具，因液壓和氣動(dòng)傳動(dòng)，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，能 實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好，不會(huì)因環(huán)境變化影響傳動(dòng)及控制性 能。阻力損失和泄漏較小，不會(huì)污染環(huán)境。 在這里我分享一下對(duì)箱體進(jìn)行加工的工藝和箱體在普通機(jī)床上進(jìn)行加工的夾具設(shè)計(jì) 思路，希望以后的同學(xué)能繼續(xù)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床液壓與氣動(dòng)夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并結(jié)合現(xiàn)代工 業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適合現(xiàn)代金屬切削加工中的快速、高效的夾具。 32 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)剛開始有許多疑點(diǎn)，經(jīng)過 XX 老師的分析與指導(dǎo)，才能順利地完成這項(xiàng)任務(wù)。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師 XX 老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我們的幫助。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)更進(jìn)一步的交流與探討，同學(xué)之間互相幫助，有什 么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)、解決問題有很好的推 動(dòng)效果，所以在這里要感謝同學(xué)的幫助。 當(dāng)遇到棘手的問題時(shí)，通過查閱資料，瀏覽各種各樣的書籍，對(duì)順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 起到了很大的作用。在此感謝各資料、書籍的作者為我們創(chuàng)作出如此優(yōu)秀的刊物。 無論是老師還是同學(xué)或者是書刊作者，不管是當(dāng)面的還是間接的，對(duì)順利完成畢業(yè)設(shè) 計(jì)都有不可忽視的作用。真誠(chéng)地感謝他們! 最后，很感謝閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的人們。感謝你們抽出寶貴的時(shí)間來閱讀這篇畢業(yè)設(shè) 計(jì)。 33 參考文獻(xiàn) 1 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