摘 要本設(shè)計(jì)是主軸承蓋零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。主軸承蓋零件的主要加工表面是平面及孔。一般來(lái)說，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)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孔的加工精度?；鶞?zhǔn)的選擇以主軸承蓋外圓面作為粗基準(zhǔn)。先將底面加工出來(lái)，然后作為定位基準(zhǔn)，在以底面作為精基準(zhǔn)加工孔。整個(gè)加工過程選用數(shù)控機(jī)床。在夾具方面選用專用夾具?？紤]到零件的結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)單，夾緊方式多采用手動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且能滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞 加工工藝，夾具，定位，夾緊ABSTRACTThis paper is to design the main bearing cap lever spare parts and some specialized tongs in the process. main bearing cap lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes. The basic choice is to consider outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the machine bed. In the aspects of tongs choosing, specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization design is simple, and can satisfy the design request.Key Words craft proces , tongs, fixed position, tight clip前 言主軸承蓋是單缸柴油機(jī)( 如 S195) 支承曲軸的重要零件 , 此零件加工精度高低, 直接影響柴油機(jī)的性能, 而且前使用的單缸柴油機(jī)的大多是農(nóng)業(yè)機(jī)械, 且生產(chǎn)此產(chǎn)品的廠家大多是縣級(jí)的專業(yè)中型企業(yè), 其資金受到一定的制約, 因此對(duì)提高零件加工精度, 工藝方案顯得尤為重要。本文將對(duì)此零件的加工工藝進(jìn)行討論。工工藝規(guī)程及鉆 6-φ9 鉆孔夾具設(shè)計(jì)的說明書，是根據(jù)《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》上的設(shè)計(jì)過程和步驟編寫的，本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括： 零件的分析，工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)體會(huì)，參考資料等。編寫本設(shè)計(jì)時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)要求，詳細(xì)說明了主軸承蓋的加工工藝規(guī)程，以及每個(gè)參數(shù)的具體計(jì)算。如：零件的分析，工藝路線的制定，切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算。本設(shè)計(jì)在編寫過程中，得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)的大力支持和熱情的幫助，在此表示忠心的感謝。根據(jù)單缸柴油機(jī)大多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械這一特點(diǎn), 制定工藝方案時(shí), 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 , 既要考慮采用先進(jìn)的技術(shù)裝備, 又要考慮生產(chǎn)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品企業(yè)的特點(diǎn), 盡可能采用數(shù)控機(jī)床、專用機(jī)床或通用機(jī)床改裝成專用機(jī)床、配備專用夾具相結(jié)合的經(jīng)濟(jì)型工藝方案, 達(dá)到提高經(jīng)一 零件的分析(一).零件的作用:主軸承蓋，主要用作柴油機(jī)的部件，它的內(nèi)部設(shè)有潤(rùn)滑油孔，在主軸承蓋與機(jī)體結(jié)合面處的油孔的四周設(shè)有卸油槽，用以蓄油并卸油，可起到回油作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能有效地防止漏油現(xiàn)象發(fā)生。(二).零件的工藝分析:從圖可知, 其結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜。主要加工內(nèi)容是外圓、內(nèi)孔和安裝用的螺栓、螺釘孔。精度最高的是!196k6 外圓和!78H7 內(nèi)孔, 其粗糙度為Ra1.6, 其它加工部位精度都 IT8 級(jí)以下。主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是!78H7 內(nèi)孔軸線的端面 D, 孔本身有圓度和對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的同軸度、垂直度要求。6- φ9 和 3-M6 有位置度公差要求, 其公差值為 0.4mm, 要求不是很高?？傮w來(lái)說, 該零件的加工難度不是很大, 關(guān)鍵是如何保證同軸度、垂直度和位置度公差要求。二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一).確定毛坯的制造形式根據(jù)零件的工作情況，零件的材料為 HT200，由于零件為盤類零件， 主要起到支承與密封作用、沖擊載荷等，所以毛坯形式采用鑄件，其晶粒細(xì)小，較均勻、致密，可以保證零件的工作可靠。(二).基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇。由于該零件為普通的盤套類零件，故選內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇，選外圓與端面作為精基準(zhǔn)。(三).工藝路線的制訂制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)使零件的幾何形狀精度、 尺寸精度、位置精度等技術(shù)要求得到保證。 在生產(chǎn)綱領(lǐng)成批生產(chǎn)的條件下， 可以考慮采用通用機(jī)床和專用夾具盡量使工序集中而提高生產(chǎn)率，除此還應(yīng)考慮，經(jīng)濟(jì)效果使成本最低。2.1 現(xiàn)有的工藝方案山東某企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較大, 其設(shè)備條件、技術(shù)力量比較好。采用了數(shù)控車床、加工中心組成的生產(chǎn)線。其主要加工路線是: 以 φ78H7 底孔和左端面為粗基準(zhǔn), 在數(shù)控車床上粗車右端面、φ95 外圓和 D 平面→以!195 外圓和 D 端面為基準(zhǔn), 用數(shù)控車床粗加工 φ90、φ87、φ80 孔和左端面→在專用鉆床上鉆!6.5 孔→以 φ195 外圓和 D 端面為基準(zhǔn), 用數(shù)控車床精加工 φ90、φ87、φ80 孔→ 以 φ78H7 底孔和左端面為精基準(zhǔn), 在數(shù)控車床上精車 φ195k6 外圓和 D 平面→以 φ78H7 底孔和左端面為精基準(zhǔn), 在加工中心上加工 6- φ20、6- φ9、3-M6 等孔和內(nèi)螺紋。整個(gè)生產(chǎn)需 4 臺(tái)數(shù)控車床、2 臺(tái)專用鉆床、1 臺(tái)立式加工中心。這種工藝方案比較先進(jìn), 零件精度能得到可靠的保證, 但投資比較大, 一般企業(yè)難以實(shí)現(xiàn), 其經(jīng)濟(jì)效益并不是很好。而江蘇某縣級(jí)企業(yè)規(guī)模不大, 技術(shù)條件也不是很好。其工藝過程是: 采用普通車床粗、精車 φ195k6、φ78H7、φ87H9、φ190H8 外圓、內(nèi)孔,用搖臂鉆床鉆 6- φ20 、6- φ9、3-M6 等螺栓、螺釘孔。整個(gè)工藝過程使用了普通車床、搖臂鉆床等通用機(jī)床組成的流水線。這種工藝方案生產(chǎn)效率較低, 加工精度也很難提高。2.2 經(jīng)濟(jì)型工藝方案及分析2.2.1 經(jīng)濟(jì)型工藝方案筆者認(rèn)為, 可以采用經(jīng)簡(jiǎn)單改造普通車床、數(shù)控車床、專用鉆床和專用夾具相結(jié)合的工藝方案。其主要工藝過程為: 以 φ78H7 鑄造孔定位(專用夾具) 粗車 φ195k6 、D 端面; 以前道工序加工好的外圓、端面定位, 粗加工 φ78H7、φ80H9、φ190H8 等孔經(jīng)分析比較，方案二更容易保證零件圖上面各項(xiàng)技術(shù)要求,因些說可以確定選后面一種加工方案.(四).機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定該零件的材料為 HT200，硬度為 HB220--250， 生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，根據(jù)上述原始資料及加工工藝，用查表法分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。毛坯直徑的確定：工件直徑 Φ195，公差為 0.015，機(jī)械加工總余量為：2×(2.6+0.5+0.3) ＝2×3.4∴毛坯尺寸為 Φ212mm。工件直徑 Φ87，公差 0.013，機(jī)械加工總余量：2×(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) ＝2×3.11∴毛坯尺寸為 Φ94mm2.毛坯長(zhǎng)度 L 的確定：查《工藝手冊(cè)》表(1-52)可知Φ195 的長(zhǎng)度方向的加工余量為 2.0 mm∴L 1=36 mmΦ87 及以后的外圓長(zhǎng)度方向的加工余量為 2 mm∴L 2＝10∴總長(zhǎng) L＝36 +10 =46 mm拔模斜度為 7°。查（《工藝手冊(cè)》表 1-51）3.毛坯過渡圓角的確定查（《工藝手冊(cè)》表 1-51）毛坯圓角半徑 R＝2-5mm∴毛坯的外圓角半徑取 3mm。(五).加工余量的確定：查表《工藝手冊(cè)》表 1--27 加工表面 余 量Φ195 外圓精車 Φ195 mm 2Z＝0.60mm半精車 Φ195.6mm 2Z＝1.0mm粗車 Φ196mm 2Z＝5mm毛坯 Φ201mmΦ87 外圓精車 Φ87mm 2Z＝0.60mm半精車 Φ87.6mm 2Z＝0.90mm粗車 Φ88.5mm 2Z＝5.18mm毛坯 Φ94mm內(nèi)孔 Φ190鉆孔 Φ187.7mm粗車 Φ190 mm 2Z＝2.3mm內(nèi)孔 Φ78擴(kuò)孔 Φ76mm粗鏜 Φ74.5mm 2Z＝1.5mm精鏜 Φ74mm 2Z＝0.50mm通孔 Φ9鉆孔 Φ8mm擴(kuò)孔 Φ9mm 2Z＝1mm（六）.確定切削用量及基本工時(shí)車端面，鉆中心孔，粗車各外圓（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示《切削用量手冊(cè)》的車削用量選擇）1. 車端面（1）.加工條件工作材料：HT200加工要求：車兩端面，打中心孔，粗車各外圓表面機(jī)床：C620-1 臥式車床刀具：刀片材料 YT15 ， 刀桿尺寸 16×25mm Kr＝90°, r 0＝10°,α。＝12°, λ s＝0°,r ε ＝1.0mm.（2）.計(jì)算切削用量a.粗車 Φ87 端面，用計(jì)算法切削深度：加工總余量＝2.0mm，留余量 0.5mm，單邊余量 0.75mm，一次走刀，a p＝0.75mm進(jìn)給量：根據(jù)表 4 選 f＝0.6-0.9mm/r。按 C620-1 機(jī)床說明書選 f=0.52mm/r 表 26計(jì)算切削速度：見表 21根據(jù)表 10，車刀耐用度 t＝60minV＝（ 1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv式中 Cv=242，x v＝0.15，y v＝0.35，m＝0.20Kv＝K Mv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv其中 Ktv＝1.0（表 21-6），Kk rv＝0.81（表 21-7），K SV＝0.8（表 21-5），KTv＝1.0（表 11），K Kv＝1.24（表 21-9），K Mv＝0.637/σ b＝0.637/0.735＝0.87（表 21-1）∴v=（242/60 1-0.2×36000.2×0.750.15×0.520.35）×0.87×1.0×0.81×0.8×1.0×1.24＝1.623m/s確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：ns＝1000v/πdw ＝1000×1.623/(3.14×107)＝4.83r/s（290r/min）按 C620-1 機(jī)床說明書（表 26），與 269r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為305r/min，現(xiàn)選 nw＝305r/min，所以實(shí)際切削速度V＝n W×dw×π/1000 ＝305×107×3.14/1000＝70.56r/min（1.176r/s）切削工時(shí)《工藝手冊(cè)》表 7-1：T 左 ＝L＋l 1＋l 2/n×f 式中 L＝107/2＝53.5，l 1＝4，l 2＝0∴T 左 ＝53.5+4+0/0.52×305＝0.36min（21.75s）T 右 ＝L＋l 1＋l 2/n×f， 式中 L＝107-81/2＝13，l 1＝4，l 2＝0∴T 右 ＝13+4+0/0.52×305＝0.107min（6.4s）b.車 Φ195 端面：切削深度： 加工總余量＝ 2mm，留余量 0.5mm，單邊余量 1.5mm，一次走刀，a p＝1.5mm主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量：為了提高生產(chǎn)率，在不影響加工質(zhì)量的情況下，取與車 Φ87 端面時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。即 n＝305r/min，f＝0.52mm/r。所以實(shí)際切削速度:V＝πd wns/1000＝3.14×39×305/1000＝25.71m/min（0.43m/s）切削工時(shí)《工藝手冊(cè)》表 7-1：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝39/2＝19.5，l 1＝4，l 2＝0T＝19.5＋4＋0/0.52×305＝0.15min（8.9s）2.車外圓粗車 Φ87 外圓。要求校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給強(qiáng)度切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?Z＝2.75mm，一次走刀。a p＝2.75mm，進(jìn)給量：查表 4，f＝0.6-0.9mm/r。按機(jī)床說明書取 f=0.6mm/r。計(jì)算切削速度：按表 21V＝（ 1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv，式中Cv=242，x v＝0.15，y v＝0.35，m＝0.20，Kv＝K Mv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv其中 Ktv＝1.0（表 21-6），Kk rv＝0.81（表 21-7），K SV＝0.8（表 21-5），KTv＝1.0（表 11），K Kv＝1.0（表 21-9），K Mv＝0.637/σ b＝0.637/0.735＝0.87（表 21-1）V＝（242/60 1-0.2×36000.2×2.760.15×0.60.35）×0.87×1.0×0.81×0.8×1.0×1.0＝1.03m/s（61.8m/min）確定主軸轉(zhuǎn)速：ns＝1000v/πdw ＝1000×61.8/3.14×107＝183.94r/min按機(jī)床選取 n＝230r/min，所以實(shí)際切削速度V＝n W×dw×π/1000 ＝3.14×107×230/1000 ＝77.28m/min （1.29m/s）校驗(yàn)機(jī)床功率：由表 22 中查得：P m＝F zV×10-3KW,式中 Fz可由表 13 查出，當(dāng)σ b＝0.569-0.951GPa，a p＜2.0mm，f≤0.6mm/r，V＜1.66m/s 時(shí)，F(xiàn) z＝2350N，切削力 Fz的修正系數(shù)為 KKrFz＝0.89，Kr0Fz＝1.0（表 22-3）故 Fzc＝2350×0.89=2091.5N∴P mc＝ FzV×10-3＝ 2091.5×1.16×10-3＝ 2.43kw,按機(jī)床說明書，當(dāng)n＝230r/min 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率 PE＝5.9kw，因 Pmc＜ PE故所選切削用量可在 C620-1 車床上進(jìn)行。校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：根據(jù) C620-1 機(jī)床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許走刀力 Fmax3530N,由表 16，當(dāng) σ b＝0.669-0.794GPa，a p＜2.8mm，f＜0.75mm/r，V＜1.66m/s，Kr＝90°時(shí)，走刀力 Fxc＝760N。切削時(shí) Fx的修正系數(shù)為 Kr0Fx＝1.0，Kλ sFx＝1.0，K KrFx＝1.17（表 22-3）故實(shí)際走刀力為 Fxc＝760×1.0×1.0×1.17＝889.2N，則所選f＝0.6mm/r 的進(jìn)給量可用。切削工時(shí)《工藝手冊(cè)》表 7-1：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝12，l 1＝4，l 2＝3∴T＝12+4+3/230×0.6＝0.138min（8.3s）考慮到該零件臺(tái)階面較多，如若各臺(tái)階面都采用不同的轉(zhuǎn)速和不同的進(jìn)給量，則效率不高，故在不影響加工質(zhì)量的情況下， 粗車該軸時(shí)，采用主軸轉(zhuǎn)速 230r/min，粗車進(jìn)給量 f＝0.6mm/r。粗車 Φ195 外圓切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?3mm，二次走刀，a p＝1.5mm進(jìn)給量 f=0.6mm/r主軸轉(zhuǎn)速 n=230r/min，所以實(shí)際切削速度V＝n W×dw×π/1000=3.14×81×230/1000=58.5m/min（0.97m/s）切削工時(shí)：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝120，l 1＝4，l 2＝0∴T＝120+4/230×0.6=0.9min半精車各外圓（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示《切削手冊(cè)》的車削用量選擇）半精車 Φ87 外圓選擇刀具：刀片材料 YT15 ， 刀桿尺寸 16×25mm Kr＝45° r0＝10°，α。＝7°， λ s＝3° r ε ＝1.0mm切削深度 ap＝0.5mm進(jìn)給量：因表面粗糙度 Ra=6.3，r ε =1.0mm。查表6，f=0.55～0.65mm。按機(jī)床說明書取 f=0.55mm。計(jì)算切削深度：根據(jù)表 21Vc=（C v/601-mTmapXvfyv）×K v， 式中Cv=242，X v=0.15，y v=0.35，m=0.2。Kv＝K Mv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 。其中 KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kk rv=1.0，K sv=0.8，K Tv=1.0，K Kv=1.0∴V c=（242/60 1-0.2×36000.2×0.50.15×0.550.35）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝1.70m/s（102m/min）確定主軸轉(zhuǎn)速：ns＝1000v/πdw ＝1000×102/3.14×107＝304r/min按機(jī)床選取 n＝370r/min，所以實(shí)際切削速度V＝n W×dw×π/1000 ＝3.14×107×370/1000＝124.31m/min （2.07m/s）校驗(yàn)機(jī)床功率：由表 22 中查得：P m＝F zV×10-3KW，式中 Fz可由表 13 查出，當(dāng)σ b＝0.569-0.951GPa，a p＜2.0mm，f＜0.6mm/r，V＜3.0m/s 時(shí)，F(xiàn)z＝1470N，切削力 Fz的修正系數(shù)為 KKrFz＝1.0，Kr 0Fz＝1.0（表 22-3），故 Fzc＝1470N∴P mc＝ FzV×10-3＝1470×1.75×10 -3＝2.573kw按機(jī)床說明書，當(dāng) n＝370r/min 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率 PE＝6.4kw，因 Pmc＜ PE，故所選切削用量可在 C620-1 車床上進(jìn)行。校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：根據(jù) C620-1 機(jī)床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許走刀力 Fmax=3530N由表 16，當(dāng) σ b＝0.669-0.794GPa，a p＜2.0mm，f＜0.75mm/r，V＜2.58m/s，Kr＝45°時(shí)，走刀力 Fxc＝630N。切削時(shí) Fx的修正系數(shù)為 Kr0Fx＝1.0，Kλ sFx＝1.0，K KrFx＝1.0（表 22-3），故實(shí)際走刀力 Fxc＝630N。則所選 f＝0.6mm/r 的進(jìn)給量可用。切削工時(shí)《工藝手冊(cè)》表 7-1：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝12，l 1＝4，l 2＝3∴T＝12+4+3/370×0.55＝0.09min（5.6s）考慮到該零件臺(tái)階面較多，如若各臺(tái)階面都采用不同的轉(zhuǎn)速和不同的進(jìn)給量，則效率不高，故在不影響加工質(zhì)量的情況下， 半精車該軸時(shí)，采用主軸轉(zhuǎn)速 n=370r/min，進(jìn)給量 f＝0.55mm/r。半精車 Φ195 外圓切削深度 ap＝0.45mm進(jìn)給量：因表面粗糙度 Ra=0.8，r ε =1.0mm。為了保證質(zhì)量，查表6，f=0.2～0.3mm，按機(jī)床說明書取 f=0.25mm/r。計(jì)算切削速度：根據(jù)表 21Vc=（C v/601-mTmapXvfyv）×K v， 式中Cv=291，X v=0.15，y v=0.2，m=0.2。Kv＝K Mv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 。其中 KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kk rv=1.0，K sv=0.8，K Tv=1.0，K Kv=1.0∴V c=（291/60 1-0.2×36000.2×0.450.15×0.250.35）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝2.21m/s（132.6m/min）確定主軸轉(zhuǎn)速：ns＝1000v/πdw ＝1000×132.6/3.14×81＝519r/min按機(jī)床選取 n＝610r/min，所以實(shí)際切削速度V＝n W×dw×π/1000 ＝3.14×81×610/1000＝155m/min （2.59m/s）切削工時(shí)：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝64，l 1＝4，l 2＝0∴T＝42+4+0/610×0.25＝0.316min（18.1s）鉆 Φ78、Φ195，鉆擴(kuò)通孔 Φ9（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示《切削手冊(cè)》的孔加工削用量選擇）鉆孔 Φ9mm。要求校驗(yàn)機(jī)床的功率和扭矩。選擇鉆頭：選莫氏錐柄麻花鉆，其直徑 d0=8mm，鉆頭幾何形狀（表 1及表 2）：雙錐修磨橫刃、棱帶，β=30°，2φ=118°，2φ 1=70°，α 0=10°，ψ=50°。切削用量：進(jìn)給量：根據(jù)表 5，當(dāng) σ b＜0.784GPa，d=9m 時(shí)，f=0.35～0.43mm/r，按機(jī)床取 f=0.43mm/r.切削速度：根據(jù)表 11，σ b=0.735GPa 的 HT200 加工性屬 7 類。由表10，當(dāng)加工性為第 7 類，f≤0.49mm/r，雙橫刃磨的鉆頭，d 0=19mm 時(shí)，Vt=0.30m/s（18m/min），切削速度的修正系數(shù)：K TV=1.0（表 10），KCV=1.0（表 23），K lv=1.0（表 23），K tv=1.0（表 21-6）。故 V=0.30主軸轉(zhuǎn)速：n=1000V/πdw ＝1000×18/3.14×19＝301.7r/min按機(jī)床說明書去取 nW=400r/min，所以實(shí)際切削速度為：V＝n W×dw×π/1000 ＝3.14×19×400/1000＝23.86m/min （0.4m/s）校驗(yàn)機(jī)床功率及扭矩：根據(jù)表 17，當(dāng) f＜0.51mm/r，d 0＜21mm 時(shí)，M t=76.81N·m。扭矩的修正系數(shù) KMM=1.11，K WM=1.0，故 Mc=76.81×1.1=85.26N·m。根據(jù)鉆床說明書，當(dāng) n=400r/min 時(shí)，M m=115.8N·m。據(jù)表 19，當(dāng)σ b=0.667～0.804GPa，d 0=19mm，f＜0.38mm/r，V＜0.29m/s 時(shí)，Pm=1.7Kw。根據(jù)鉆床說明書，P E=4.5×0.81=3.645Kw。由于Mc＜M m，P m＜P E，故選擇的切削用量可用。切削工時(shí)：T=L/n·f， 式中 L=l+y+Δ，l=130，由表 22 查得 y+Δ=7mm∴T=130+7/400×0.43=0.8min（47.8s）鉆 M8底孔 mm選擇鉆頭：選莫氏錐柄麻花鉆，其直徑 d0=6.8mm 。切削用量：進(jìn)給量：根據(jù)表 5，當(dāng)鋼的 σ b＜0.784GPa，d=6.8m 時(shí)，f=0.39～0.47mm/r，由于 l/d=80/40=2，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù) Klf=0.95，則f=（0.39～0.47）×0.95=0.371～0.447mm/r，按機(jī)床取 f=0.43mm/r。主軸轉(zhuǎn)速：取與鉆 Φ9 孔時(shí)相同，即 n=400r/min，所以實(shí)際切削速度為：V＝n W×dw×π/1000 ＝3.14×40×400/1000＝50.24m/min （0.84m/s）切削工時(shí)：T=L/n·f， 式中 L=l+y+Δ，l=80，由表 22 查得 y+Δ=9mm∴T=80+9/400×0.43=0.517min（31.05s）擴(kuò)孔 Φ9mm查表 27 查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔 Φ9mm 時(shí)，進(jìn)給量 f=0.6～0.7mm/r，按機(jī)床取 f=0.57mm/r。切削速度：由表 29v=（C vd0Zv/601-mTmapXvfyv）·Kv 式中Cv=20.6，Zv=0.6，x v=0.2，y v=0.3，m=0.25，修正系數(shù)Kv0=0637/0.735=0.87，T=1800s（表 28）∴v=（20.6×17 0.6/601-0.25×18000.25×0.50.2×0.570.3）×0.87=0.95m/s（57m/min）主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/πd=1000×57/3.14×9=907.64r/min按機(jī)床取 n=1100r/min，所以實(shí)際切削速度為：V＝ndπ/1000 ＝3.14×9×1100/1000＝68.08m/min （0.98m/s）切削工時(shí)：T=L/n·f， 式中 L=l+y+Δ，l=50，由表 22 查得 y+Δ=10mm∴T=50+10/1100×0.57=0.096min（5.74s）車 Φ190、Φ78 孔及其倒角1.車 Φ190 孔切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?Z=0.94mm，a p=0.94mm進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速：與半精車 Φ74 時(shí)相同，即 f=0.25mm/r，n=610r/min所以實(shí)際切削速度：v=ndπ/1000 ＝3.14×60×610/1000=114mm/min切削工時(shí)：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝44，l 1＝4，l 2＝0∴T＝44+4+0/610×0.25＝0.30min（17.4s）2.車 Φ78 孔切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?Z=1.15mm，a p=1.15mm進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速：與粗車時(shí)相同，即 f=0.6mm/r，n=230r/min所以實(shí)際切削速度：v=ndπ/1000 ＝3.14×78×230/1000=28.9mm/min切削工時(shí)：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝36，l 1＝4，l 2＝0∴T＝36+4+0/230×0.6＝0.29min（17.4s）鉆 3-M6 底孔，6-Φ20 锪平。（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示《切削手冊(cè)》的孔加工削用量選擇）1. 3-ΦM6 底孔：進(jìn)給量：根據(jù)表 5 查得 f=0.25～0.31mm/r，按機(jī)床說明書選 f=0.25mm/r，計(jì)算切削速度：由表 23v=（Cv·d 0Zv/601-mTmfyv）·Kv， 式中 Cv=11.1，Zv=0.4，yv=0.5，m=0.2，T=2700s（表 9）v=（11.1×15 0.4/601-0.2×27000.2×0.250.5）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0=0.35m/s主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/πd=1000×21/3.14×5=445.9r/min，按機(jī)床取 n=530r/min。所以實(shí)際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×5×530/1000=24.96m/min（0.42m/s）切削工時(shí)：T＝（l+y+Δ/n·f）·i，式中 l＝26，根據(jù)表 19，y+Δ=6mm，i=4∴T＝（7+6/530×0.25）×4＝0.39min（23.5s）3-Φ20 锪平：進(jìn)給量：根據(jù)表 5 查得 f=0.25～0.31mm/r，按機(jī)床說明書選 f=0.25mm/r，計(jì)算切削速度：由表 23v=（Cv·d 0Zv/601-mTmfyv）·Kv， 式中 Cv=11.1，Zv=0.4，yv=0.5，m=0.2，T=2700s（表 9）v=（11.1×20 0.4/601-0.2×27000.2×0.250.5）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0=0.3m/s主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/πd=1000×18 /3.14×10=513r/min，按機(jī)床取 n=530r/min。所以實(shí)際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×20×530/1000=16.64m/min（0.31m/s）切削工時(shí)：T＝（l+y+Δ/n·f）·i，式中 l＝26，根據(jù)表 19，y+Δ=6mm，i=4∴T＝（7+6/530×0.25）×4＝0.97min（58.2s）精車 Φ871.刀具：刀片材料 YG15 ， 刀桿尺寸 16×25mm Kr＝45° r0＝10°，α。＝7° λ s＝3° r ε ＝1.0mm2.切削用量切削深度 ap＝0.3mm進(jìn)給量：因表面粗糙度 Ra=6.3，r ε =1.0mm。查《工藝手冊(cè)》表 3-14，f=0.45～0.8mm，機(jī)床說明書取 f=0.45mm。計(jì)算切削深度：根據(jù)表 21Vc=（C v/601-mTmapXvfyv）×K v， 式中Cv=242，X v=0.15，y v=0.35，m=0.2。Kv＝K Mv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 。其中 KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kk rv=1.0，K sv=0.8，K Tv=1.0，K Kv=1.0∴V c=（242/60 1-0.2×36000.2×0.30.15×0.450.35）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝1.96m/s（117.6m/min）確定主軸轉(zhuǎn)速：ns＝1000v/πdw ＝1000×117.6/3.14×103.75＝115r/min按機(jī)床選取 n＝120r/min，所以實(shí)際切削速度V＝ndπ/1000 ＝3.14×103.75×120/1000＝39.093m/min （0.652m/s）切削工時(shí)：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝10，l 1＝4，l 2＝3，∴T＝10+4+3/120×0.45＝0.32min（18.9s）采用主軸轉(zhuǎn)速 n=460r/min，進(jìn)給量 f＝0.45mm/r。精車 Φ195切削深度 ap＝0.3mm進(jìn)給量：因表面粗糙度 Ra=0.8，r ε =1.0mm。查《工藝手冊(cè)》表 3-14，f=0.17～0.2mm。按機(jī)床說明書取 f=0.18mm。計(jì)算切削深度：根據(jù)表 21Vc=（C v/601-mTmapXvfyv）×K v， 式中Cv=291，X v=0.15，y v=0.2，m=0.2。Kv＝K Mv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 。其中 KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kk rv=1.0，K sv=0.8，K Tv=1.0，K Kv=1.0∴V c=（291/60 1-0.2×36000.2×0.30.15×0.180.2）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝2.512m/s（150.72m/min）確定主軸轉(zhuǎn)速：ns＝1000v/πdw ＝1000×150.72/3.14×74.92＝648.68r/min按機(jī)床選取 n＝770r/min，所以實(shí)際切削速度V＝ndπ/1000 ＝3.14×74.92×770/1000＝119m/min （2 m/s）切削工時(shí)：T＝L＋l 1＋l 2/n×f，式中 L＝40，l 1＝4，l 2＝0，∴T＝40+4+0/770×0.18＝0.32min（19.05s）三.夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)：1.夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。2.專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對(duì)性。3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來(lái)保證。4.夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具可以減少?gòu)U品率。因此，夾具設(shè)計(jì)要保證以下幾個(gè)條件：1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。在機(jī)械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具設(shè)計(jì)過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢(shì)：1.發(fā)展通用夾具的新品種由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。2.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。3.加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。4.大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來(lái)設(shè)計(jì)和制造夾具。本設(shè)計(jì)屬于工藝夾具設(shè)計(jì)范圍，機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計(jì)中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用。設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)在成批生產(chǎn)條件下,在專用立式鉆床上鉆 6-φ9 孔的鉆床夾具.根據(jù)該零件具體結(jié)構(gòu)及老師給的設(shè)計(jì)要求,我設(shè)計(jì)了一套專用的鉆孔夾具.1、6-φ9 可一次鉆削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以鉆套的中心線的，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以內(nèi)孔與端面. 上圖 是鉆 6-φ9 的工裝。該工裝連接在通用鉆床上,將通用鉆床改裝成一次鉆 6-φ9 孔的多軸鉆床。下部分是夾具, 安裝在通用鉆床工作臺(tái)上。該夾具選用止口平面、φ80H7 孔和 M8 底孔作定位基準(zhǔn)。定位柱與工件內(nèi)孔配合并通過端面定位, 通過壓緊手柄保持其上、下轉(zhuǎn)動(dòng)。兩定位銷與平面實(shí)現(xiàn)工件的完全定位。鉆模板與夾具體通過四個(gè)螺釘聯(lián)接。該夾具的主要要求是保證 6 個(gè)孔的位置度要求。采取的措施是: 采用基準(zhǔn)重合原則;采用一面兩孔定位 對(duì)鉆套提出垂直度、位置度相應(yīng)較高的位置公差要求。通過實(shí)踐, 此夾具完全能保證加工要求。當(dāng)鉆模板接觸工件時(shí), 此時(shí)鉆頭離工件有適當(dāng)距離, 鉆頭工進(jìn), 直至鉆孔完畢, 轉(zhuǎn)動(dòng)后柄, 帶動(dòng)墊塊下移, 取出工件。2、定位基準(zhǔn)的選擇工序結(jié)合面是已加工過的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。因此，選擇結(jié)合面與內(nèi)孔作為定位比較合理。3、切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：麻花鉆，d w=9mm,則 F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δF z (《切削手冊(cè)》)查表得：d 0=9mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δF z =1.06 所以：F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×15×1.06) ÷20=79401N查表可得，鉆削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53故 FL=0.8 FE =0.8×79401=63521NFV=0.6 FE=0.6×79401=47640NFX =0.53 FE=0.53×79401=42082N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K=K1K2K3K4 式中：K 1 —基本安全系數(shù)，2.5K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1則 F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521=211366N選用螺旋壓頭夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力fN=1/2 F/f 為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25則 N=0.5×211366÷0.25=52841N4、工序精度分析在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。影響設(shè)計(jì)尺寸的各項(xiàng)誤差分析1、重合,故產(chǎn)生定位誤差 。定位尺寸公差 =02mm，在加工尺寸方wd.?I?向上的投影，的方向與加工方向是一致的，所以 =0.2mm,因?yàn)槠矫娑ㄎ?。bj.所以 0.??yj故 mbjwd2.2、垂直度所引起的夾具安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小，既 可a以忽略不計(jì)。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一， 。m02.?通常不超過 0.005mm.。偏移 t?mHSBtxs0795. )230(3. )(2????用概率法相加總誤差為： AT089137. 079504. 222???098137mm0.2mm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。當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。上圖是精加工 φ195k6 和端面 D 的夾具。此夾具主要是保證加工面 D 對(duì) φ78H7 軸線的垂直度要求。由于工件定位孔精度較高, 故夾具采用彈性定心夾緊機(jī)構(gòu)。彈簧瓣 2 與夾具體 1 采用過盈配合, 并用鎖緊釘 5 鎖緊, 工件以 φ78H7 孔在彈簧瓣外表面上定位, 工件端面與彈簧瓣 2 臺(tái)階面接觸, 共限制 5 個(gè)自由度。采用氣動(dòng)夾緊,通過氣缸活塞桿拉動(dòng)拉桿 4, 使外錐體 3 左移。由于錐度關(guān)系, 使簧瓣 2 直徑擴(kuò)大, 將工件夾緊。松開時(shí), 活塞使拉桿右移, 由簧瓣自身彈性恢復(fù)而松開。夾具體通過錐度與數(shù)控車床主軸配合, 并用螺釘固定。安裝時(shí),要保證簧瓣定位表面與機(jī)床主軸同軸度不大于 φ0.01mm。由于工件與夾具是無(wú)間隙配合, 故完全能保證 100 ∶0.03 的垂直度要求。設(shè)計(jì)體會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)三年學(xué)習(xí)的一次總結(jié)，是對(duì)畢業(yè)生的一次考核，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以看出一個(gè)大專畢業(yè)生在起專業(yè)方面是否合格，同時(shí)也是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行的廣而深的復(fù)習(xí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是與實(shí)際緊密聯(lián)系在一起的，是一次理論聯(lián)系實(shí)際的有機(jī)結(jié)合。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，不在是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們的以后的工作打下了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝史紅老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。所學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)有限，在該設(shè)計(jì)中的某些方面還存在一些問題，希望在今后的工作中加以改善和解決，并敬請(qǐng)參閱本書的各位專家、讀者給予批評(píng)指正。此次設(shè)計(jì)，自始至終離不開 xxx 老師的精心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝！參 考 資 料[1] 許曉旸，專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì) [M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，2003。[2] 孫已德，機(jī)床夾具圖冊(cè) [M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 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