CK6133床頭箱加工工藝與夾具設(shè)解讀

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1、柳州職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計題目： 設(shè)計“ CK6133車床”床頭箱加工工藝與工裝設(shè)計 （中批量生產(chǎn)） 姓名： 學號: 專業(yè)： 年級： 肖衍成 20080102125 數(shù)控技術(shù) 2008級數(shù)控（3） 指導教師：韋富基 完成時間：2010.9.1 i 緒論 機械的加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學的全部課程之后， 進 行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用， 使我對專業(yè)知識、 技能有了進一 步的提高， 為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 機械加工工藝是實 現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企 業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)

2、安全、技術(shù)檢測和健全 勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品 更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。 然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成 部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。 因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率， 保證和提高加工精度， 降低生產(chǎn)成本等， 還可以擴大機床的使用范圍， 從而使產(chǎn)品在保證精 度的前提下提高效率、 降低成本。 當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化 的要求 ,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。所以對機械的 加工工藝及夾具設(shè)計具有十分重要的意義。 摘要 本設(shè)計是 CK6133 床頭床頭箱零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的 專用夾具設(shè)計

3、。 CK613I 軸床頭箱零件的主要加工表面是平面及孔。 一般來說，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。 基準的選擇以床頭箱底面的上表 面作為粗基準。先將底面加工出來，然后作為定位基準，在以底面作 為精基準加工孔。 整個加工過程選用數(shù)控機床。 在夾具方面選用專用 夾具?？紤]到零件的結(jié)構(gòu)尺寸簡單，夾緊方式多采用手動夾緊，夾緊 簡單，機構(gòu)設(shè)計簡單，且能滿足設(shè)計要求。 畢業(yè)設(shè)計任務書 內(nèi)容： CK6133 床頭箱，月產(chǎn)量 100 件，毛坯：鑄件、內(nèi)腔各加 工面余量3-5mm,平面加工余

4、量3mm。 目的：能根據(jù)零件的加工要求編寫零件的加工工藝流程， 能根據(jù) 加工工藝設(shè)計相應工位的工裝夾具。 任務： 1.編寫 CK6133 床頭箱加工工藝流程卡 2. 設(shè)計工序夾具（包括繪制夾具圖、刀具尺寸的選擇、切 削力的計算,夾緊元件強度的核算） 設(shè)計銑基準面 C、D 及箱底幾處表面工序的工裝夾具。 3. 編寫夾具設(shè)計說明書 第一章零件分析 一、 零件的作用 題目所給定的零件是床頭箱但是它的功能則是為了軸承的精準 固定而設(shè)計的軸承座，它位于軸承蓋的上部：主要作用是保證軸有足 夠的強度并能滿足精度要求運轉(zhuǎn)； 穩(wěn)定軸承及其所連接的回轉(zhuǎn)軸，確 保軸和軸承內(nèi)圈平穩(wěn)回轉(zhuǎn)避免因承載回轉(zhuǎn)

5、引起的軸承扭動或跳動。 二、 零件的工藝分析 該零件為軸承支架，安裝軸承，形狀并不復雜，精度要求并不是 很高，且該零件的材料為HT20Q灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造 和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良零件的主要技術(shù)要 求分析如下： （1） 軸承座孔叮^iioZ8與孔軸線的同軸度。 （2） 另一端軸承孔要求的加工尺寸為12510.008 （3） 軸承座底面的平面度為0.03。 （4） M 8 1.25的螺紋孔中心距公差為-0.02 （5） 軸承孔軸線與底面平面及底座螺紋孔面的平行度為 0.02。 （6） 兩側(cè)軸承孔具有圓柱度要求均為 0.005其中右側(cè)座孔又與 孔軸線

6、有圓跳動要求為0.01 （7） 軸承孔重要配合面的粗糙度值均為 0.8 （8）、零件要求不能有沙眼、疏松等缺陷，以保證零件的強度、 硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。 第二章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 一、生產(chǎn)綱領(lǐng) 由設(shè)計任務書給出的月產(chǎn)量 100 件，可初步計算本零件的生產(chǎn)綱 領(lǐng)大約為 N=1200 件左右 二、確定生產(chǎn)類型 已知此軸承座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)約為 1200 件/年，該零件的質(zhì)量也 比較輕，查《機械制造工藝與夾具》第 7 頁表 1.1-3，可確定該軸承 座的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)， 所以初步確定工藝安排為： 加工過程劃 分階段、工序適當集中、加工設(shè)備以通用設(shè)

7、備為主，采用專用工裝。 三、確定毛坯 （1）確定毛坯種類 零件材料為HT200，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大， 零件結(jié)構(gòu)又比較簡單， 生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)， 故選擇木摸手工砂型 鑄件毛坯。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第 41 頁表 2.2-5，選用 鑄件尺寸公差等級為CT-12。這對提咼生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。 此外為消除殘余應力還應安排人工時效處理。 第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計 （一） 定位基準的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中重要的工作之一，基面選擇得正 確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，否則就會使加工工藝過 程問題的出現(xiàn)，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法

8、進行。根 據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知基準面 C、D、?110 孔、?125 孔及軸承端面等均需正確的定位才能保證加工要求。 故對基準的選擇 應予以分析。 （1）、粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則為保證不加工面和加工面的位置要求。 應 選擇不加工面為粗基準。 根據(jù)零件圖所示， 故應選軸承底座上表面為 粗基準，以此加工軸承底座底面。 （2）精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合” 原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的工位精基準， 即以軸承座的下底面為精基準。 （二） 工藝路線的擬定 制定工藝路線的出發(fā)點應當是使零件的幾何形狀、 尺寸精度及

9、位 置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。 根據(jù)零件的幾何形狀、 尺寸精 度及位置精度等技術(shù)要求， 以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度， 在生 產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下， 可以考慮采用萬能性機床以專用工卡具， 并 盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以 便使生產(chǎn)成本盡量下降。故選擇零件的加工方法及工藝路線方案如 下: 表 2.1 工藝路線方案一 工 序 號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 設(shè)備 1 粗銃底面 粗銃軸承座下底面，以軸承座的底座上表面 為定位粗基準 金工 X6132 精銃底面 在工序1的基礎(chǔ)上，進一步精加工底面 金工 X6132 2 銃端面

10、 以底座底面為精基準，加工軸承座的端面 金工 X6132 3 銃頂面 以下底面為精基準，加工軸承座的圓柱上表 面 金工 X6132 4 粗鏜 "110H6 +125H6 刪48、? 113 以下底面為基準，粗加工 ①110、①125、 $148、? 113的內(nèi)孔 金工 TP68 半精鏜 ?110H6 ?125H6 以下底面為基準，粗加工 ①110、①125的 內(nèi)孔 金工 TP68 精鏜內(nèi)孔（精細鏜） ?110H6 如25H6 以下底面為基準，粗加工 ①110、①125的 內(nèi)孔 金工 TP68 5 攻4漢M 8螺紋孔 以軸承座下底面為基準

11、 金工 6 鉆①17孔 以軸承座下底面為基準 金工 P Z535 7 擴①17孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 8 鉸孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 9 總①32埋頭孔 以軸承座下底面為基準 金工 :Z535 10 去毛刺、清洗終檢 / / / 表2.1.1工藝路線方案 工 序 號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 設(shè)備 1 粗銃底面 粗銃軸承座下底面，以軸承座的底座上表面 為定位粗基準 金工 X6132 精銃底面 在工序1的基礎(chǔ)上，進一步精加工底面 金工 X6132 粗鏜 *11

12、0H6 *125H6 ?148、? 113 以下底面為基準，粗加工 ①110、①125、 ?148、? 113的內(nèi)孔 金工 TP68 半精鏜 以下底面為基準，半精加工 ①110、①125 金工 TP68  2 承10H6 *125H6 的內(nèi)孔 精鏜內(nèi)孔（精細鏜） 朝10H6 ?125H6 以下底面為基準，精加工 ①110、①125的 內(nèi)孔 金工 TP68 3 銃端面 以底座底面為精基準，加工軸承座的端面 金工 X6132 4 攻4漢M 8螺紋孔 以軸承座下底面為基準 金工 5 鉆①17孔 以軸承座下底面為基準 金工

13、Z535 6 擴①17孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 7 鉸孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 8 總①32埋頭孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 9 銃頂面 以下底面為精基準，加工軸承座的圓柱上表 面 金工 X6132 10 去毛刺、清洗終檢 / / / 表2.1.2工藝路線方案三 工 序 號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 設(shè)備 1 銃頂面 以下底面為粗基準，加工軸承座的圓柱上表 面 金工 X6132 2 粗銃底面 粗銃軸承座下底面，以軸承座的底座上表面 為定位粗基準 金工 X61

14、32 精銃底面 在工序1的基礎(chǔ)上，進一步精加工底面 金工 X6132 3 銃端面 以底座底面為精基準，加工軸承座的端面 金工 X6132 4 粗鏜 斬10H6 *125H6 ?148、? 113 以下底面為基準，粗加工 ①110、①125、 ?148、? 113的內(nèi)孔 金工 TP68 半精鏜孔 ?110H6 ?125H6 以下底面為基準，半精加工 ①110、①125 的內(nèi)孔 金工 TP68 精鏜孔（精細鏜） ?110H6 *125H6 以下底面為基準，精加工 ①110、①125的 內(nèi)孔 金工 TP68 5 攻4 xM 8螺紋孔

15、以軸承座下底面為基準 金工 / 6 鉆①17孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 7 擴①17孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 8 鉸孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 9 總①32埋頭孔 以軸承座下底面為基準 金工 Z535 10 去毛刺、清洗終檢 / / / 三個工藝方案的比較與分析： 方案一：在第一道工序內(nèi)容多，工序集中，操作方便。 方案二：工序分散，基準得不到保證，加工出來的精度低，不符 合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。 方案三：在第一道工序時，選擇的粗基準為底面，這樣不符合粗 基準選擇的原則，即保證不了加工面與不

16、加工面的位置要求， 應選擇 不加工面為粗基準這一原則。 方案一與方案三相比，在銑完底面后，直接在銑床上銑削底面及 頂面，如此，相對來說，裝夾次數(shù)少，可減少機床數(shù)量、操作人員數(shù) 量和生產(chǎn)面積，還可以減少生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作并能提高生產(chǎn)效 率。另外，零件的加工要求就整體來說，其精度并不高，若采用工序 分散（方案二），其加工經(jīng)濟不是很好。但在選擇方案的時候，還應 考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工、夾、量具等。 故本次設(shè)計選擇方案一。 根據(jù)工序方案一制定出詳細的工序劃分如下： 毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應力及改善 機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到

17、毛坯的技術(shù)要求，然 后送到機械加工車間來加工。 工序一：粗銑底座底面，以軸承座的上表面為粗基準， 采用 X6132 臥式銑床加專用夾具。 工序二：精銑底座底面，根據(jù)粗銑機床的實際情況，調(diào)整銑床的 相關(guān)參數(shù)，精加工軸承座的下底面。 工序三：粗、精銑端面 工序四：粗銑頂面 工序五：鏜 ?125 的內(nèi)孔 工序六：鏜 ?110 的內(nèi)孔 工序七：擴 ?148 的內(nèi)孔 工序八：鉆、擴 ?8 的螺紋孔 工序九：去毛刺 工序十：檢驗 （三）、選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ① 機床的選擇 工序一、二、三采用 X6132型銑床 工序五、六、七、八、九 采用 Z535 立式鉆床 工序四采用T

18、P68臥式鏜床 ② 選擇夾具 該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批量生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 ③ 選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。 在鉸孔打"7，由于精度不是很高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀，在鏜孔（軸 承座孔），由于精度要求較高，則采用金鋼鏜刀來進行加工。在軸承 座底面時，由于要求其的平面度，則可以采用硬質(zhì)合金端銑刀（面銑 刀），以保證加工精度。 ④ 選擇量具 加工的孔可采用內(nèi)徑百分表，杠桿百分表。 ⑤ 其他 對垂直度、平行度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專 用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 （四八 機械加工余量、工序尺寸、公差及毛坯尺寸的確定

19、 1、毛坯尺寸及公差的確定 軸承座其材料為HT20Q由于產(chǎn)品的精度要求不高，生產(chǎn)綱領(lǐng)為 中批量生產(chǎn)，所以毛坯選用砂型鑄件。毛坯鑄出后進行退火處理，以 消除鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力。 由文獻表2-2，該種鑄件的尺寸公差等級為IT12級。 由文獻表2-2，可查出鑄件主要尺寸的公差，先將主要毛坯尺寸 及公差所示： 主要尺寸 零件尺寸 總余量 公差I(lǐng)T 底面 25 3 12  側(cè)面C 40 3 12 兩端面 360 3 9 內(nèi)孔?125 ?125 3 11 內(nèi)孔?126 ?126 3 11 內(nèi)孔？148 ?148 3 11 2

20、.確定各工序的加工余量 合理確定加工余量對零件的加工質(zhì)量和整個工藝過程的經(jīng)濟性 都有很大影響。余量過大（材料.工時.機床.刀具）則消耗大；余 量過小，不能去掉加工前道工序存在的誤差和缺陷層， 影響加工質(zhì)量， 造成廢品。 故應在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減小加工余量。 毛坯余量（總 余量）已在畫毛坯圖時確定，這里主要是確定工序余量。差相關(guān)資料 及經(jīng)驗值可得以下各道工序的加工余量、經(jīng)濟精度、粗糙度的值 。 表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經(jīng)濟度、粗糙度 工 序 號 工序內(nèi)容 加工 余量 經(jīng)濟精度 工序基本尺寸 表面粗糙 度 '工序尺寸及偏差 1 粗銃底面

21、 2 IT12 (0.46 ) 183 （距中心 孔） 6.3 183號 精銃底面 1 IT8 (0.072 ) 182 （距中心 孔） 1.6 182 冊.072 1。2_0.072 2 粗銃端面 1.5 IT12 (0.14 ) 361.5 6.3 361.5^14 精銃端面 1.5 IT8 (0.072 ) 360 2.5 360七072 360_0.072  3 銃頂面 3 IT11 (0.22 ) 108 6.3 108篡 粗鏜內(nèi)孔 ? 109、 —-40.22 ① 109°

22、①110 ? 124、 ■40.22 ① 1240 ① 148、 ① 125、 2 IT11 (0.22 ) ①113 ①148 6.3 一 c -40.22 ① 113° ①113 ■40.22 ① 148 0 半精鏜內(nèi) 109.5、 —-40.14 ① 109.5 0 孔 ① 110、 0.5 IT10 (0.14 ) 124.5 3.2 書.14 ① 124.5 0 4 ①125 精鏜內(nèi)孔

23、 ? 109.9、 -6.035 ① 109.9 0 ① 110、 0.4 IT7 (0.035 ) 124.9 1.6 "，小 七.035 ① 124.9 0 ①125 精細鏜 0.1 IT6 (0.022 ) ? 110、 ? 125 0.8 七.022 ① 1100 ① 110、 壬書.022 ① 125 0 ①125 攻 4xM8 $ 126± 0.2 5 螺紋孔 / IT7 ? 126 3.2 6

24、 鉆1* 17孔 2 IT12 (0.18 ) 15.75 6.3 ■40.18 ① 15.75 0 7 擴? 17孔 1 IT12 (0.18 ) ? 16.75 3.2 ① 16.75 嚴18 0 8 較1* 17孔 0.25 IT8 (0.027 ) 帖7 1.6 并彳七.027 ①170 五、確定主要工序的切削用量及基本時間（機動時間） 1、粗銑底座底面 底面由粗銑和精銑兩次加工完成， 采用硬質(zhì)合金面銑刀，銑刀的 規(guī)格為？80X36,機床的型號X6132 刀具：YG6硬質(zhì)合金面銑刀。由于銑刀在工作時，是斷續(xù)切削， 刀齒受

25、很大的機械沖擊，在選擇幾何角度時，應保證刀齒具有足夠的 強度。由于金屬切削原理與刀具可取 Yo=-5 °?入=-15 ° K=60 ° a o=1O°。 加工要求：粗銑軸承座的下底面。 1） 確定每齒進給量 由《切削用量簡明手冊》表3.5，取每齒粗銑的進給量為0.1mm/Z 取精銑加工每齒的進給量為0.2mm/Z粗銑走刀一次ap=2mm精銑走 刀一次 ap=1mm 2） 計算切削用量 由表3.16，取粗銑、精銑的主軸轉(zhuǎn)速分別為 300r/min和 500r/min，由前面選擇的刀具直徑？80mm故相應的切削速度分別為： V粗二 Vc= vc二 don =3-14 300 80 m

26、/min=75.36m/min 1000 1000 vc^don = 3.14 500 80 m/min=125.6m/min 1000 1000 Vf 粗二af.乙n=0.1X10X300=300 m/min Vf 精二af. z.n=0.2X10X500=1000 m/min 3） 校核改機床功率（只需校核粗基加工即可）。 4） 校驗機床功率 根據(jù)《切削手冊》表3.24,近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明 書，主軸允許功率 Pcm=4.5X0.75kw=3.375kw>Pc c。故校驗合格。最 終確定粗銑時：ap=2.0mm , nc=300r/min , V 粗

27、=300 m/min , Vc=75.36m/min, fz=0.1mm/z。 精銑時:ap=1.0mm , nc=1000r/min , V 粗=500 m/min , vc=125.6m/min, fz=0.2mm/z。 5) 計算基本工時 tm粗=L/ vf, L=l+ y+ △ l=360mm. 查《切削手冊》表3. 26,入切量及超切量為：y+A = 2mm,貝卩: tm 粗=2X(L/ V f)=2X(360+12)/300=2.48min。(兩邊) tm 精=2X(L/ V f)=2X(360+12)/1000=0.744min。(兩邊) 2、兩端面的加工 兩端面

28、的加工由銑削來完成，此時： 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，刀具不變，機床不變。工序單邊總 余量由毛坯圖與零件圖可知為 3mm由于本工序為粗加工，尺寸精度 和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量來提高 加工效率。由《切削用量簡明手冊》表 3.5可知ap=2mm f=0.1mm/z 由表3.16可得n=600rmin 則就可以確定相應的切削的速度：故 ■d n Vc= 1000 = =3.14 600 80 m/min=150.72m/min 1000 計算切削工時 tm粗=L/ vf, L=l+ y+ △ l=264mm. 查《切削手冊》表3. 26,入切量及

29、超切量為：y+A = 8mm,貝卩: tm 粗=4XL/ Vf=(264+18)/300=3.76min。(四刀銑完) 4、頂圓面的加工 頂面的加工由銑削來完成，工序余量為 2mm上表面精度要求不 高，故上表面可一次性加工完成。由于表面較小，可采用端銑刀加工， 刀具不變，這樣也可以避免了換刀的時間，提高了工作效率。故刀具 仍可用刀具直徑為？80的YG6硬質(zhì)合金面銑刀?？扇=0.1mm/z 表 3.16可去n=600r/min則相應的切削速度為 nd n 3.14 漢 600 漢 80 Vc=1000= 1000 m/min=150.72m/m in 同理可計算得到切削工

30、時相應的值 5、鏜孔 (1)粗鏜軸承座孔125H6 機床：臥式鏜床TP68 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：YT5 切削深度aP=2mm毛坯孔徑D =125mm 進給量f :根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-51，刀桿 伸出長度取290mm，切削深度為ap=2mm(留有1mm的半精加工、 精加工的余量)。因此確定進給量Vf = 0.2 ~ 0.4，根據(jù)機床說明則 取進給為0.2mm/r 切削速度V :據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51取 V^12~25m/min根據(jù)機床參數(shù)要求，則選擇 V』23m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速n: n =1000v/P =1000 2

31、3/125； =579/min 按照參考文獻取n "Or/min 實際切削速度V: VJ(「：D n)/(1000 60) =(3.14 125 60)/(1000 60) =0.39m/s 工作臺每分鐘進給量 fm 二 Vf = 0.2 60mm/s = 12mm/min 18 # 切削工時計算: 被切削層長度1 :由毛坯尺寸可知l=71mm 刀具切入長度： ap 2 l1 ——(2 ~ 3) 2 4mm tan tan 45 (其中、為鏜刀的主偏角由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-1查的) 刀具切出長度l2 :查《金屬機械加工工藝

32、人員手冊》表 15-14 取 l2 ^1 (3~5)mm 則取 5mm 走刀次數(shù)為i " tj I h I2 fm 71 4 5 12 二 6.67 min (2)粗鏜軸承座孔113 同樣的機床、刀具 切削深度ap=3mm毛坯孔徑D =113mm 進給量f :根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-51，刀桿 伸出長度取290mm，切削深度為ap=3mm(因為該孔要求的精度不 高，經(jīng)過一次粗銑即可達到尺寸、精度要求，據(jù)《機械制造技術(shù) 19 基礎(chǔ)》可知粗鏜孔時，表面粗糙度可達到 5~2°?血，精度可達12 至13級）。因此確定進給量Vf =°.6~1 ,根據(jù)

33、機床說明則取進給為 °.8mm/r 切削速度V :據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51取 VT2?25m/min根據(jù)機床參數(shù)要求，則選擇 V^23m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速n: n =1°°°v/二D =100° 23/113: - 64.8r / min 按照參考文獻取n =65r/min 實際切削速度v: V^C：Dn)/(1°°° 6°) =(3.14 113 65)/(100° 6°) = 0.384m/s 工作臺每分鐘進給量fm : fm = Vf = 0.8 65mm/s = 52mm/min # # 切削工時計算: 被切削層長度

34、1 :由毛坯尺寸可知22°4mm 刀具切入長度： ap 3 l1 (2 ~ 3) 2 5mm tan、 tan 45 （其中 ' 為鏜刀的主偏角由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-1查的） 刀具切出長度|2 :查《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-14 取 |2 -1 （3?5）mm 則取 5mm 走刀次數(shù)為i =1 l l1 l2 ■ 2°1 1=4.12min 52  (3)粗鏜軸承座孔110H6 同樣的機床、刀具 機床：臥式鏜床TP68 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：YG3X 切削深度aP=2mm毛坯孔徑D =110mm 進給量f :根據(jù)《金

35、屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51，刀桿 伸出長度取290mm，切削深度為ap=2m(留有1mm勺半精加工、精 加工的余量)。因此確定進給量Vf =0.2~0.4 ,根據(jù)機床說明則取進 給為 0.2mm/r 切削速度V :據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51取 V^12~25m/mi n根據(jù)機床參數(shù)要求，則選擇n 機床主軸轉(zhuǎn)速n: n =1000v/「D =1000 23/110恵=66.6r/min 按照參考文獻取n =65r/min 實際切削速度V ： V、(二D n”(1000 60) =(3.14 110 65)/(1000 60)=0.374m/s 工作臺

36、每分鐘進給量fm : fm 二 Vf = 0.2 60mm/s = 12mm/min 切削工時計算: 被切削層長度丨：由毛坯尺寸可知"65mm 刀具切入長度: l1 1 (2~3) - 2 4mm tan、 tan 45 (其中、為鏜刀的主偏角由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-1查的) 刀具切出長度12 :查《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-14 取 12 ^1 (3~5)mm 則取 5mm 走刀次數(shù)為i " 65 4 5 1 =6.17min 12 半精鏜軸承孔 ①125H6 ①110H6 (1)半精鏜軸承孔 ①125H6 同樣的機床、刀具 切

37、削深度ap=0.5mn,毛坯孔徑D=125mm 進給量f :根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51，刀桿 伸出長度取290mm，切削深度為ap=0.5mm留有0.5mm的半精加工、 精加工的余量)。 因此確定進給量Vf =0.2~0.4 ,根據(jù)機床說明則 取進給為0.4mm/r 切削速度V :據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51取 V、12?25m/min根據(jù)機床參數(shù)要求，則選擇 3=25口/"n 機床主軸轉(zhuǎn)速n: n =1000v/~D =1000 25/125； - 63.7r/min 按照參考文獻取n =65r/min 實際切削速度V : V、(二Dn

38、)/(1000 60) =(3.14 125 65”(1000 60) = 0.43m/s 工作臺每分鐘進給量fm : fm =Vf =0.4 60mm/s = 24mm/min 23 # 切削工時計算: 被切削層長度1 :由毛坯尺寸可知 心71mm 刀具切入長度： a p 0 5 h p (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、 tan 45 (其中、為鏜刀的主偏角由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-1查的) 刀具切出長度!2 :查《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-14 取 12 二1 (3~5)mm 則取 5mm 走刀次數(shù)為i =1

39、 二 3.27 min tj」h * “71 2.5 5 1 ⑵半精鏜軸承孔①1 ?0h6 同樣的機床、刀具 切削深度aP=0.5mm毛坯孔徑D=110mm 進給量f :根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51，刀桿 伸出長度取290mm，切削深度為aP=0.5mm(留有0.5mm的半精加工、 精加工的余量)。因此確定進給量Vf = 0.2 ~ 04，根據(jù)機床說明則取進 給為 0.4mm/r 切削速度V :據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51 取  V'=12?25m/min根據(jù)機床參數(shù)要求，則選擇 V' = 25m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速n: n =10

40、00v/-D =1000 25/110m =72.3r/min 按照參考文獻取 n = 75r / min 實際切削速度v: V'=(「：D n〃(1000 60) =(3.14 110 75)心000 60)=0.43m/s 工作臺每分鐘進給量fm : fm =Vf = 0.4 60mm/s = 24mm/min 切削工時計算： 被切削層長度1 :由毛坯尺寸可知，65mm 刀具切入長度： ap 0.5 I, — (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、 tan 45 (其中' 為鏜刀的主偏角由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-1查的) 刀具切出長度|2

41、:查《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-14 取|2才(3?5)mm則取5mm 走刀次數(shù)為i二1 tj I I1 I fm 65 2.5 5 1 24 =3.02 min 精鏜軸承孔 ①125H6 ①110H6 (1)精鏜軸承孔①125H6 同樣的機床、刀具 切削深度aP=0.5mm毛坯孔徑D=125mm 進給量f :根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51，刀桿伸 出長度取290mm，切削深度為ap=0.5mm因此確定進給量Vf = 0.2 ~ 0.4， 根據(jù)機床說明則取進給為0.4mm/r 切削速度V :據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51

42、取 V'=12~25m/min根據(jù)機床參數(shù)要求，則選擇 V-25m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n : n =1000v/二D =1000 25/125“：-63.7r/min ， 按照參考文獻取n =65「/加n 實際切削速度v: V'*Dn〃(1000 60) =(3.14 125 65)/(1000 60)=0.43m/s 工作臺每分鐘進給量fm : fm =Vf =0.4 60mm/s = 24mm/min 切削工時計算: 被切削層長度丨：由毛坯尺寸可知丨=71mm 刀具切入長度： ap 0.5 l1 — (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、 tan 45

43、 (其中' 為鏜刀的主偏角由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-1 查的) 刀具切出長度l2 :查《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-14取 l2 =1 (3~5)mm 則取 5mm 走刀次數(shù)為i可 71 2?5 5 1=3.27min 24 (2)精鏜軸承孔 ①110H6 同樣的機床、刀具 切削深度ap=0.5mn,毛坯孔徑D=110mm 進給量f :根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-51，刀桿伸 出長度取290mm，切削深度為ap=0.5mm因此確定進給量Vf = 0.2 ~ 0.4， 根據(jù)機床說明則取進給為0.4mm/r 切削速度V :據(jù)《金屬機械加

44、工工藝人員手冊》表 14-51取 V、12~25m/min根據(jù)機床參數(shù)要求，則選擇V^25m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速 n : n =1000v/二D =1000 25/11^ -72.3r/min， 按照參考文獻取n =75r/min 實際切削速度v: CD n〃(1000 60) =(3.14 110 75) /(1000 60)=0.43m/s 工作臺每分鐘進給量 fm =Vf = 0.4 60mm/s = 24mm/min 切削工時計算: 被切削層長度丨：由毛坯尺寸可知"65mm 刀具切入長度： ap 0.5 l1 — (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、

45、 tan 45 (其中 ' 為鏜刀的主偏角由《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-1查的) 刀具切出長度l2 :查《金屬機械加工工藝人員手冊》表 15-14 取 12 (3~5)mm 則取 5mm 走刀次數(shù)為i " tj 二 l l1 l2 65 2?5 5 1=3.02min 24 第四章銑基準平面C、D的夾具設(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，在加工此 零件時需要設(shè)計專用夾具。 根據(jù)本設(shè)計任務內(nèi)容的要求，需要設(shè)計銑基準平面 C、D的專用 夾具，本夾具適用于X6132臥式鏜床。刀具為：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。 一、 問題的提出 本夾具主要用來

46、銑軸承座的基準平面 C D,本到工序是加工 改零件的第一道工序，該到工序在整個加工的過程中占據(jù)著重要的 地位，雖然在零件圖上顯示它的技術(shù)要求不是很高， 但是這道工序 加工出來的基準面，將作為后面幾道加工工序的加工基準， 因此要 保證加工精度的要求，所以，本道工序加工時，主要應該考慮如何 提咼該基準面的精度，在此基礎(chǔ)上在一定程度上提咼勞動生產(chǎn)率， 降低勞動強度。 二、 夾具設(shè)計 夾具上實現(xiàn)夾緊的夾緊機構(gòu)是否正確合理，對于保證加工質(zhì)量、 提高生產(chǎn)效率、 減輕工人勞動強度有很大的影響。 則工件夾緊應滿足 以下基本要求： （ 1） 夾緊時不能破壞工件定位時所活動的正確位置 （2） 夾緊應可靠

47、和適當。 既要保證加工過程中工件不 能發(fā)生松動或振動， 又不允許工件產(chǎn)生不適當?shù)淖冃魏捅砻?損傷。 （ 3） 夾緊操作應方便、省力、安全。 （ 4） 夾緊機構(gòu)應有良好的結(jié)構(gòu)工藝性， 盡量使用標準 件。 1、定位基準的選擇 考慮工件的加工結(jié)構(gòu)， 可以采用六個支承釘來定位。 如果以零 件的外頂圓作為定位基準， 在加工時由于在切削力的作用下會使工 件上下轉(zhuǎn)動， 使基準面的平面度和垂直度無法得到保證， 這樣后面 工序的精度就無法得到保證。 因此本道工序以底面的上表面做為定 位基準，加工基準面 C 和 D。 2、 定位元件及夾緊元件的選擇 本道工序為銑基準平面， 只用限制工件的在 X 方向的轉(zhuǎn)

48、動， Y 方向的轉(zhuǎn)動及 Z 方向的移動即可，但是由于工件的毛坯是鑄件， 它的表面不一定很平， 采用三個固定的支承釘來定位就能達到定位 的目的，到時工件在銑床上加工受的切削力比較大， 且伴隨著振動。 為了減小工件在加工時產(chǎn)生的振動， 提高夾具的剛度， 所以在用粗 基準定位時，再加三個可調(diào)支承釘來定位 為了提高生產(chǎn)率，減輕工人的工作強度，所以在 ZOY面上還 要用兩個距離較遠的支承釘來起限位的作用，在Z 0Y面也用兩個 輔助支承釘來定位，以達到減小振動和提高剛性的作用。 3、 切削力及夾緊力的計算 (1)、切削力的計算 工件在加工時的受力情況如 b圖所 示 加工時，工件受到切屑合力 F

49、1的作 用，F(xiàn)1可分解為水平和垂直方向的切屑 分力FH和FV, FH和FV可通過切向銑削 力FZ分別乘一個系數(shù)來得到。由經(jīng)驗值可知： FH=( 1~1.2 ) *FZ FV= (0.2~0.3)*FZ 由《銑削刀具技術(shù)手冊》中表 2-4可知銑削力計算公式為： FZ=CFZ*ap*af 叫 ae°'86*dO^'86*Z*KFZ 由表 2-1 和 2-4 以知 ae=43、ap=2、af=°.15、do=8°、Z=12、 CFZ=612 0.3 0.3 (6 、 f 1120 由表 2-5 得 KFZ= =l 0 =1.18 10.638丿 10.638 丿 所以 KZ=6

50、12*2* 0.150.72 * 430.86 * 80^'86 *12*1.1=2407 N 水平分力： FH=1.1*FZ=1.1*2407=2647 N FV=0.3*FZ=0.3*2407=722 N 垂直分力:  由于工件主定位面是：工件底面的上表面（設(shè)為 A面）,故選擇 夾緊力的作用方向為水平方向作用于 A面上，當夾緊力水平作用于 A 面上時，所需要計算的夾緊力 J0為：J0二FH+（FV/f） =2647+ （ 722/0.15） =7460 N 實際所需夾緊力與計算夾緊力之間關(guān)系為 J=K*JO（K為安全系 數(shù)） J=2.5*7491 = 18650 N

51、 滿足夾緊力水平作用要求的加緊裝置結(jié)構(gòu)方案，可以用圖（ c） 的形式。圖（c）為擰螺母試加緊機構(gòu)。 選定11=12，根據(jù)表3.3查得當螺桿螺紋公稱直徑 M=12時, Q=5620N夾緊機構(gòu)所能產(chǎn)生的加緊力J1 =Q （l1 l2）X2 （用兩個壓板） 1 1 其中： n——夾緊機構(gòu)效率取0.9 ; Q 螺栓的許用加緊力5620N 所以 J1 =2Q葉 X2=2x5620x0.9=20232N 因為 J1 >J故加緊方案可行 圖（C） 4、 夾緊裝置的設(shè)計 夾緊裝置的設(shè)計實際上是一個綜合性的問題， 確定夾緊力的大 小、方向和作用點時，必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)、工藝

52、方法、定位 元件的結(jié)構(gòu)與布置因數(shù)。它要求： 夾緊裝置動作迅速，操作安全省力，結(jié)構(gòu)簡單、易于制作并且 體積小、剛性好，有足夠的夾緊行程和裝卸工件的間隙。 常見的夾 緊機構(gòu)有斜楔機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、偏心機構(gòu)等，同時也可以采用技工 夾緊（如：液壓、氣動夾緊等） 因為螺旋機構(gòu)其結(jié)構(gòu)簡單，自鎖性好，擴大比打大且夾緊行程 不受限制，考慮到本到工序（銑基準面）采用結(jié)構(gòu)簡單的裝置就可 以實現(xiàn)，所以本道工序的夾緊機構(gòu)采用螺旋夾緊機構(gòu)， 并配合使用 聯(lián)動裝置時操作者操作起來更加的方便，提高了生產(chǎn)率。 5、 定位誤差分析 該夾具以支承釘來定位，要求保證基準平面的行位公差（平行 度、垂直度）。為了滿足工序的加工要

53、求，必須使工序中誤差總和 等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 在銑C面時，以工件的底面的上表面作為粗基準時，不存在 基準不重合誤差和基準位移誤差， 所以該夾具定位誤差為零，因此 該夾具滿足加工精度的要求。 6、 本夾具的特點 本夾具結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。壓板下面采用了彈簧來支撐，這樣就 使操作者在裝夾時更省力等。 7、 夾具設(shè)計操作的簡要說明 如前所述，由于本次設(shè)計任務是中批量生產(chǎn)，故采用手動夾緊 即可滿足要求。由于本工序處于加工的第一道工序，它加工出來的 平面將作為后面工序的基準，故對它的精度也有較高的要求，必須 保證刀具與工件的相對位置精度。 夾具設(shè)有限位裝置，可以使夾具在一批

54、零件的加工之前很好的 起到對刀的作用；夾具底面設(shè)有 U型槽，通過T型塊可以使夾具體 在機床中固定。同時，夾具沒有采用封閉的面來定位也是為了更好 的排屑和工件的安裝，通過浮動壓板來夾緊，有利于工件的安裝和 拆卸，也減輕了操作者的工作強度。 同時，夾具體采用三個固定的支承釘和三個可調(diào)支承釘來定位， 這樣既解決了定位時由于鑄造件表面不平帶來的問題，同時通過調(diào) 節(jié)三個可調(diào)支承可以減少工件加工時產(chǎn)生的振動。 銑床夾具的裝配圖及夾具零件圖分別見附圖。 設(shè)計心得體會 時至今日，幾個禮拜的畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個句號了， 但是 現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜， 不過樂趣盡

55、在其中呀！沒有接受任務以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年 來所學知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有 點太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗， 而且也是對自己能力的一種提高。但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己 的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗， 而 且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計讓我在收獲知識的 同時，也收獲了成熟；同時，使我明白了自己原來知識還比較欠缺。 自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東 西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長 期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習

56、，努力提高 自己知識和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學關(guān)系更進一步了，同學之間 互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更 好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 在此要感謝我的指導老師韋富基對我悉心的指導，感謝老師給我 的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗 和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不 少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng) 了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后 的學習工作生活有非常重要的影響。 通過自己不懈的努力，同時培養(yǎng) 了自己獨立思考的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的 是，在這次設(shè)計過程中，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最 實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實 踐，再學習、再實踐。 主要參考文獻 : 1、《金屬機械加工工藝人員手冊》 2 、 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 切削手冊》 3、《切削用量簡明手冊》 4、 37