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編號：
沈陽工學院
畢業(yè)設計(論文)
題 目：上殼體工藝規(guī)程及夾具設計
院 （系）： 機電工程系
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名：
學 號：
指導教師：
職 稱：
2015 年 5月 10 日
40
沈陽工學院畢業(yè)設計（論文）
摘 要
本設計上殼體零件加工過程的基礎上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔表面?？准庸て矫娣置黠@的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。的基礎上，通過輸入輸出底面作一個良好的基礎過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程中的第一個，然后進行平面和孔定位技術支持上加工孔。整個過程是一個組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機構(gòu)，因此，更高的生產(chǎn)力，對于大批量，滿足設計要求。
關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
Abstract
Based on this design process of shell parts. The main processing part is plane and hole machining. In general, it is easy to ensure precision machining holes than guarantee. Therefore, the design principle is the first processing surface after machining hole surface. Phase plane hole machining obvious to ensure the accuracy of machining and rough machining hole. On the basis of the foundation, through the input and output of the bottom surface as a good basis for the process. The main process is supported in the positioning hole in the process of the first, and then the processing hole plane and hole positioning technology support. The whole process is a combination of selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, higher productivity, in large quantities, meet the design requirements.
Key words: process, process, cutting, clamping, positioning, error
目 錄
摘 要 II
Abstract III
1 序言 1
2 零件的分析 2
2.1 零件的形狀 2
2.2 零件的工藝分析 2
3 工藝規(guī)程設計 4
3.1 確定毛坯的制造形式 4
3.2 基面的選擇 4
3.3 制定工藝路線 4
3.3.1工藝路線方案一 5
3.3.2 工藝路線方案二 5
3.3.3 工藝方案的比較與分析 6
3.4 選擇加工設備和工藝裝備 7
3.4.1機床選用 7
3.4.2選擇刀具 7
3.4.3選擇量具 7
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
3.6 確定切削用量及基本工時 9
4 設計鉆底面孔夾具 22
4.1設計分析 22
4.2設計方案論證 22
4.3切削力及夾緊力的計算 22
4.4 設計及操作的簡要說明 23
4.5 結(jié)構(gòu)分析 23
4.6 夾具的公差 25
4.7 工序精度分析 26
5 銑側(cè)面夾具設計 27
5.1 問題的提出 27
5.2 夾具設計 27
5.2.1夾具體設計 27
5.2.2定位基準的選擇 27
5.2.3定位方案和元件設計 28
5.2.4定位誤差的計算 28
5.2.5夾緊力計算 29
5.2.6夾緊機構(gòu)的設計 31
5.2.7定向鍵與對刀裝置設計 32
5.2.8確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 34
5.2.9夾具設計及操作的簡要說明 35
總 結(jié) 36
參考文獻 37
致 謝 38
1 序言
機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。
而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。
而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是：
⑴ 完成零件加工工藝規(guī)程的制定；
⑵ 完成專用夾具的設計。
通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切削力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。
2 零件的分析
2.1 零件的形狀
題目給的零件是上殼體零件，主要作用是起連接作用。
零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。
2.2 零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為HT20-40，該材料為灰鑄造，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。
上殼體零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值3.2。3. 車外圓，表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。
上殼體共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
(1)．底部端面的加工表面：
? ? 這一組加工表面包括：端面，內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。
(2).端面的加工表面：
這一組加工表面包括：端面，粗糙度為3.2；的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，內(nèi)圓直接在車床上做鏜工就行了。
3 工藝規(guī)程設計
本上殼體假設年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。
該零件材料為HT20-40，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領
N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT20-40，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件。考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
粗基準的選擇，對像上殼體這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。
對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。
3.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1工藝路線方案一
10 鑄造 鑄造
20 時效 時效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗銑 粗銑底部大端面
50 精銑 精銑底部大端面
60 粗銑 粗銑頂部凸臺端面
70 精銑 精銑頂部凸臺端面
80 鉆擴鉸 鉆擴鉸底部2-φ11孔, 2-φ13孔，鉆,14-φ11孔
90 銑削 銑削中間凹槽兩端面
100 銑削 銑削兩側(cè)面
110 鉆孔 鉆凸臺φ26
120 鉆攻絲 鉆M16螺紋孔并攻絲
130 鉆擴鉸 鉆擴鉸左側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
140 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
150 鉆 鉆左側(cè)4-φ9.6孔 機加工
160 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側(cè)φ8.5、φ9、φ12臺階孔
170 去毛刺 去毛刺
180 檢查 檢查
3.3.2 工藝路線方案二
10 鑄造 鑄造
20 時效 時效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗銑 粗銑底部大端面
50 精銑 精銑底部大端面
60 粗銑 粗銑頂部凸臺端面
70 精銑 精銑頂部凸臺端面
90 銑削 銑削中間凹槽兩端面
100 銑削 銑削兩側(cè)面
110 鉆孔 鉆凸臺φ26
80 鉆擴鉸 鉆擴鉸底部2-φ11孔, 2-φ13孔，鉆,14-φ11孔
120 鉆攻絲 鉆M16螺紋孔并攻絲
130 鉆擴鉸 鉆擴鉸左側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
140 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
150 鉆 鉆左側(cè)4-φ9.6孔 機加工
160 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側(cè)φ8.5、φ9、φ12臺階孔
170 去毛刺 去毛刺
180 檢查 檢查
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加工，需要要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：
10 鑄造 鑄造
20 時效 時效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗銑 粗銑底部大端面
50 精銑 精銑底部大端面
60 粗銑 粗銑頂部凸臺端面
70 精銑 精銑頂部凸臺端面
80 鉆擴鉸 鉆擴鉸底部2-φ11孔, 2-φ13孔，鉆,14-φ11孔
90 銑削 銑削中間凹槽兩端面
100 銑削 銑削兩側(cè)面
110 銑削 銑削凸臺φ26
120 鉆攻絲 鉆M16螺紋孔并攻絲
130 鉆擴鉸 鉆擴鉸左側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
140 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
150 鉆 鉆左側(cè)4-φ9.6孔 機加工
160 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側(cè)φ8.5、φ9、φ12臺階孔
170 去毛刺 去毛刺
180 檢查 檢查
3.4 選擇加工設備和工藝裝備
3.4.1機床選用
①.工序是粗銑、和精銑。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用銑床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的X52K銑床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。
3.4.2選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
3.4.3選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“上殼體” 零件材料為HT20-40，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT20-40密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級
鑄造方法
公差等級CT
灰鑄造
砂型手工造型
11~13
砂型機器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級 6
澆注時位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側(cè)面
底 面
鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。
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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
3.6 確定切削用量及基本工時
切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。
工序10、20、30：鑄造 時效處理無切削加工，無需計算
工序40、50：粗銑、精銑底部大端面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：,取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序60、70：粗銑、精銑頂部凸臺端面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取：取銑削速度
每齒進給量：取，取銑削速度
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序80：鉆擴鉸底部2-φ11孔, 2-φ13孔，鉆,14-φ11孔
機床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進給量：取。
切削速度取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。
片型號：E403
切削深度：
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序90：銑削中間凹槽兩端面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取：取銑削速度
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序100：銑削兩側(cè)面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取：取銑削速度
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序120：鉆M16螺紋孔并攻絲
機床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進給量：取。
切削速度取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。
片型號：E403
切削深度：
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序130鉆擴鉸左側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
本工序采用計算法。
表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途
標準號
類型
直徑范圍（mm）
用途
GB1436-85
直柄麻花鉆
2.0～20.0
在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔
GB1437-85
直柄長麻花鉆
1.0～31.5
在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1438-85
錐柄麻花鉆
3.0～100.0
在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔
GB1439-85
錐柄長麻花鉆
5.0～50.0
在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔
選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。
表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80～13.20
151
101
表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～60
表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度
（1）后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0（mm）
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5～0.8
（2）單刃加工刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0（mm）
11～20
鉆頭（鉆孔及擴孔）
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
60
鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.確定進給量
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。
②.確定切削速度
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。
V=12=10.32 （3-17）
則 = =131 （3-18）
查表4.2-12可知， 取 n = 150
則實際切削速度 = = =11.8
工序140：鉆擴鉸右側(cè)4-φ16、φ20臺階孔
機床：立式鉆床Z525
切削深度：
進給量：取。
切削速度取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
⑵ 擴孔刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。
片型號：E403
切削深度：
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序160：鉆擴鉸右側(cè)φ8.5、φ9、φ12臺階孔
機床：立式鉆床Z525
切削深度：
進給量：取。
切削速度取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
⑵ 擴孔刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。
片型號：E403
切削深度：
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
4 設計鉆底面孔夾具
設計在成批生產(chǎn)條件下,在專用立式鉆床上設計鉆孔夾具.
4.1設計分析
1、可一次鉆削保證.該孔在軸線方向的設計基準是以鉆套的中心線.徑線的設計基準是以軸承孔與另一端面.
2、面銑結(jié)合面是前一工序已完成的尺寸
3、專用鉆床的最大鉆孔直徑為φ18mm.主軸端面到工作臺面的最大距離H=700mm,工作臺面尺寸為375x500mm2, 其空間尺寸完全滿足夾具的布置和加工范圍的要求。
4、本工序是對孔進行加工，采取移動的夾具，鉆模板選用旋式；使用快換鉆套。
4.2設計方案論證
1、定位基準的選擇
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φ19mm的設計基準，按照基準重合原則選擇它作為定位基準是比較恰當?shù)摹Ｈ舳ㄎ辉捎忙?10的軸承孔，則基準不重合。因此，選擇結(jié)合面與軸承端面作為定位比較合理。
2、夾緊結(jié)構(gòu)的確定
當定位心軸水平放置時，在專用鉆床上鉆φ13 mm孔的鉆前力和扭矩力均由重力與外力來承擔，這時工件的夾緊可以有兩種方案：
（1） 在箱體的底面上，采用壓板壓緊，夾緊力與切削力處于平行狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)復雜，裝卸工件比較麻煩。
（2） 在箱體的底面上采用螺紋夾緊裝置，加緊力與切削力平行，這種結(jié)構(gòu)簡單。裝卸工件比較容易。
4.3切削力及夾緊力的計算
刀具：麻花鉆，dw=13mm,
則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》)
查表得：d0=13mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以：
F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷19=79401N
查表可得，銑削水平分力，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=63521N
FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N
FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N
在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1
K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1
K2—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—板夾緊機構(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=52841N
4.4 設計及操作的簡要說明
在設計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應設法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。
4.5 結(jié)構(gòu)分析
按設計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導向元件再進一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，加工時操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問題使整個夾具設計形成一個整體。
夾具體是夾具的基本組成部分，為了滿足加工要求，特定的文件夾應該有足夠的剛度和強度，以及更好的結(jié)構(gòu)的過程。
由于鑄造工藝性好，幾乎沒有零件的尺寸，形狀，同時限制重量和結(jié)構(gòu)的復雜性，良好的減振器，抗壓能力好，因此鑄造選擇材料HT200鑄件后，時效處理，以消除應力。
對夾具體的設計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
在加工過程中夾具體不允許因夾緊力和切削力等外力變形，夾具應有足夠的厚度，適當加固剛度。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。
1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設置鑄件凸臺。
2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側(cè)面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。
3、為了便于裝卸零件，夾具采用了鉸鏈式的鉆模板結(jié)構(gòu)。以保證鉆套的位置精度，用瑣緊螺釘鎖緊。
4.6 夾具的公差
1、制訂夾具公差的基本原則和方法
（1）滿足誤差不等式并有精度儲備的的原則
零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產(chǎn)生一定的誤差，設除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內(nèi)應留出允許的磨損公差為△m.因此，夾具的制造誤差應當保證被加工工件的尺寸誤差在考慮上述兩項誤差之后。仍在允許的尺寸公差范圍之內(nèi)于是就有不等式
（2）、基本尺寸按工件相應尺寸的平均值標注并采用雙向?qū)ΨQ偏差的原則。
為了便于尺寸計算和誤差分析，并盡可能避免計算中的錯誤，凡是夾具上與被加工主件尺寸相應的尺寸，其基本尺寸均應按工件尺寸的平均尺寸標注，其公差取工件尺寸公差的1/2~1/5標注。底面與結(jié)合面的尺寸為160，選用尺寸偏差時為160±0.36mm.
2.與加工要求沒有直接關系的加具尺寸公差的制訂
與加工要求無直接關系的尺寸是指不直接與零件加工尺寸相對應的夾具尺寸。他們的尺寸公差無法從工件上相對應的尺寸來確定。但他們的公差也并非對加工精度沒有影響。
屬于這種夾具公差的多為夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)配合尺寸公差，如定位元件與夾具體、可換鉆套與襯套、導向套與刀具、鉸鏈連接的軸與孔、夾具機構(gòu)上各零件的配合尺寸公差等。這類尺寸公差主要是根據(jù)零件的功用和裝配要求，直接根據(jù)國家標準規(guī)定的公差配合來選用的。如夾具中起導向作用并相對滑動的連接副一般選用;有相對活動而無導向作用的連接副一般選用、；鉸鏈連接則按基軸制選用、等間隙配合。
4.7 工序精度分析
在夾具設計中，當結(jié)構(gòu)方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。
影響原始尺寸18的各項誤差分析
1、重合,故產(chǎn)生定位誤差。定位尺寸160mm定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，這里I的方向與加工方向是一致的，所以=0.2mm,因為平面定位。所以
故
2、垂直度所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸18的影響均小，既可以忽略不計。
3、 面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一，。
4、 通常不超過0.005mm.。
5、 偏移
用概率法相加總誤差為：
0. 098137mm<0.2mm
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
5 銑側(cè)面夾具設計
5.1 問題的提出
為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。對于銑側(cè)面夾具設計，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。
5.2 夾具設計
5.2.1夾具體設計
設計夾具，首先要仔細分析加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進一步考慮零件間的連接關系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設計合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)個零部件間的相對運動；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應的材料。
完成鉆床夾具的所有設計后，用AutoCAD進行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標注相關尺寸及技術要求，最后進行論文撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設計。
5.2.2定位基準的選擇
在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，滑鞍上的裝配基準為平面，而它們又是滑鞍上其他要素的設計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高滑鞍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。
5.2.3定位方案和元件設計
根據(jù)以上零件的結(jié)構(gòu)分析以及定位基準的選擇，可得定位基準為平面，因此可選擇定位元件為支承板,如圖4.1定位支承板所示。
圖4.1 定位支承板
根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析，本道工序需限制4個自由度，為了增加定位的可靠行，實際限制了其6個自由度。本夾具采用6點定位原則，用兩個固定的支撐板作為一大平面即D面，限制了工件的兩個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度；用W面作為一小平面，限制了工件的一個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度；用一個底面C來限制了工件上下移動自由度。
5.2.4定位誤差的計算
⑴ 定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
5.2.5夾緊力計算
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夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：
圖4.1受力簡圖
由表得：原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
5.2.6夾緊機構(gòu)的設計
采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構(gòu)，統(tǒng)稱螺旋夾緊機構(gòu)。由于這類夾緊機構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大，故在機床夾具中得到廣泛運用。它的主要缺點是夾緊和松開工件時比較費力。
本夾具采用移動壓板進行夾緊，同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求。同時，由于移動壓板標準件，可直接購買，降低了夾具的制造成本。
夾緊力的計算
單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按下列計算：
式中： W0——單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）；
Q ——原始作用力（N）；
L——作用力臂（mm）；
——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定，參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-20；
——螺桿端部與工件間的摩擦角（°）；
——螺紋中徑之半（mm）；
——螺旋升角（°），參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-21；
——螺旋副的當量摩擦角（°）， 式中為螺旋副的摩擦角（°），β為螺紋牙型半角（°），參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-22。
5.2.7定向鍵與對刀裝置設計
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。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖4.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表4.4：
表4.4 定向鍵
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
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
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。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖4.3所示：
圖4.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表4.5：
表4.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
5.2.8確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復雜的基礎件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以考慮。
夾具體設計的基本要求
（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。
（2）應有足夠的強度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。
（3）應有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應便于排除切屑
在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。
（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠
夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。
工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機構(gòu)所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
5.2.9夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
沈陽工學院畢業(yè)設計（論文）
總 結(jié)
在設計過程中，我們讀到一些技術資料和設計手冊，在機械領域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設計不僅要加強自己的理解和知識，和他們的知識，拓寬。此外，該拉延工藝的設計，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時間，手繪，所有這些因素都使我們學到更多的知識，圖像識別和提高我們的繪圖能力。
本課題是上殼體的加工工藝及夾具設計，主要是確定的工藝設計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機構(gòu)可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設計過程中，假設出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設計的準確性。在夾具設計中，由于定位基準的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過努力，這些問題都一一解決方案。
沈陽工學院畢業(yè)設計（論文）
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[12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．8．
致 謝
本課題是在XX老師指導下完成，非常感謝XX老師的耐心指導幫助。畢業(yè)設計是大學知識，相關的專業(yè)知識的綜合運用，是知識在實踐中的應用。通過本次畢業(yè)設計，使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎上，就離不開老師和同學的幫助。設計的分析是在老師的指導下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設計和分析使我覺得更多的設計思路，提高的學習能力，和討論的問題的分析，有一個更清楚的了解，使我受益不淺。
說實話，畢業(yè)設計真是有點累了。然而，明確其自身的設計結(jié)果，畢業(yè)設計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的畢業(yè)設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多畢業(yè)，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。