填料箱壓蓋的工藝及鉆夾具設(shè)計(jì)[鉆13.5孔]【課設(shè)】
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目錄
摘要 1
1 緒論 2
1.1 機(jī)械制造的發(fā)展情況 3
1.2 夾具的發(fā)展形勢(shì) 3
2 填料箱蓋的結(jié)構(gòu)及工藝性分析 3
2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)條件 4
2.2 零件的分析 4
2.2.1 零件的作用 4
2.2.2 零件的工藝分析 5
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6
3.1 毛坯的制造形式 6
3.2 基準(zhǔn)面的選擇 6
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 6
3.3 制訂工藝路線 7
3.3.1 工藝線路方案一 7
3.3.2 工藝路線方案二 8
3.3.3 工藝方案的比較與分析 8
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.5 確定切削用量及基本工時(shí) 11
3.5.1 工序Ⅰ 車削端面、外圓 11
3.5.2 工序Ⅱ 粗車Ф65, Ф80, Ф75, Ф100外圓及倒角 13
3.5.3 工序Ⅲ 切槽ф91 0 -0.054及倒角 17
3.5.4 工序Ⅵ 鉆Ф25孔、擴(kuò)Ф32孔、锪Ф43孔 17
3.5.5 工序Ⅴ 鉆6—Ф13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24 19
3.5.6 工序Ⅵ 精車Φ65的外圓及與Φ80相接的端面 21
3.5.7 工序Ⅶ 精、粗、細(xì)鏜Ф60+0.048 0孔 23
3.5.8 工序Ⅷ 銑Φ60 孔底面 24
3.5.9 工序Ⅸ 鏜Φ60孔底溝槽 25
3.5.10 工序Ⅹ 磨Φ60孔底面 25
3.5.11 工序XI 研磨Φ60孔底面 25
3.5.12 工序XII 去毛刺，終檢 25
4 指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 26
4.1 問(wèn)題的指出 26
4.2 夾具設(shè)計(jì) 26
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 26
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 26
4.3 定位誤差的分析 27
4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 28
總結(jié) 30
致謝 31
參考文獻(xiàn) 32
摘要
此次設(shè)計(jì)的零件為填料箱蓋，它位于汽車填料箱中，其主要作用是對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：
第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)填料箱蓋的工藝分析，整理出其所需要的主要技術(shù)要求，并確定毛坯的制造形式為鑄造成型。在綜合了零件的技術(shù)要求，基準(zhǔn)的選擇及加工階段的劃分后制定了兩套工藝路線，并進(jìn)行對(duì)比選擇了一套最符合實(shí)際要求的工藝路線，最后確定了毛坯余量，并對(duì)切削用量及基本工時(shí)進(jìn)行了計(jì)算。
第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。由于需要對(duì)加工工序中某一道工序中的專用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此選擇對(duì)鉆12孔的專用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)問(wèn)題的提出和零件的重點(diǎn)技術(shù)分析來(lái)對(duì)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定，方案中包括了定位基準(zhǔn)的選擇，定位方式及元器件的選擇，加緊方式及元器件的選擇等內(nèi)容。然后進(jìn)行了定位誤差的分析，制定夾具的操作說(shuō)明和夾具的保養(yǎng)和維護(hù)。此外，設(shè)計(jì)夾具時(shí)要力求簡(jiǎn)單，操作方便、省力和安全。
關(guān)鍵詞： 加工工藝 填料箱蓋 夾具
1 緒論
機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)名經(jīng)濟(jì)最重要的部門之一，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水平和國(guó)防實(shí)力。機(jī)械制造工業(yè)是制造農(nóng)業(yè)機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械，礦山機(jī)械中的重要環(huán)節(jié)。機(jī)械制造工業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)程度，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的好壞則取決于制造過(guò)程中工藝水平的高低。
將設(shè)計(jì)圖樣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，離不開(kāi)機(jī)械制造工藝與夾具，因而它是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)，是生產(chǎn)高科技產(chǎn)品的保障。離開(kāi)了它，就不能開(kāi)發(fā)制造出先進(jìn)的產(chǎn)品和保證產(chǎn)品質(zhì)量，不能提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期。機(jī)械制造工藝技術(shù)是在人類生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生并不斷發(fā)展。機(jī)械制造工藝的內(nèi)容極其廣泛，包括零件的毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理和產(chǎn)品的裝配等。
填料箱蓋是汽車的重要零件，其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料、水封環(huán)、填料筒、填料壓蓋、水封管組成。填料箱的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不使泵內(nèi)的水流不流到外面來(lái)也可阻止外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)，始終保持水泵內(nèi)的真空。當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻。本篇詳細(xì)介紹了其加工方法的擬定和確立，并對(duì)加工中鉆12孔所采用的專用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。從工藝與專用夾具的方向進(jìn)行了探討，填料箱蓋零件如圖1-1。
圖1-1 填料箱蓋零件
1.1 機(jī)械制造的發(fā)展情況
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新工藝和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高效率和低成本的方向發(fā)展。電火花、超聲波、激光、電子束和離子束加工等工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工的材料，復(fù)雜的型面和某些特殊的要求零件。
1.2 夾具的發(fā)展形勢(shì)
夾具設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的一項(xiàng)重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)與制造需要大量的工時(shí)和金屬材料的消耗。目前，基于特征參數(shù)化技術(shù)已在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)階段得到廣泛的應(yīng)用，夾具設(shè)計(jì)也必須向標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。
夾具是機(jī)械加工中不可缺少的部件，在機(jī)床向著高速、高效、精密、復(fù)合、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精度、高效率、模塊化、組合化、通用性、經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。
2 填料箱蓋的結(jié)構(gòu)及工藝性分析
規(guī)定零件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件，稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。工藝規(guī)程的內(nèi)容主要有零件加工的工藝路線、各工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、時(shí)間定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備。只聽(tīng)工藝規(guī)程的步驟如下；
① 研究零件圖和產(chǎn)品裝配圖，進(jìn)行工藝分析；
② 明確生產(chǎn)類型；
③ 確定毛坯種類，包括選擇毛坯類型及其制造方法；
④ 擬定工藝路線，包括選擇定位基準(zhǔn)和各表面加工方法，確定加工順序，工序劃分等內(nèi)容，這是制定工藝路線最重要的一步；
⑤ 確定加工余量和工序尺寸及其公差，確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；
⑥ 確定切削用量和工時(shí)定額；
⑦ 確定各工序的設(shè)備、刀、夾、量具及輔助工具；
⑧ 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案；
⑨ 填寫(xiě)工藝文件。
2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)條件
（1） 生產(chǎn)條件
生產(chǎn)綱領(lǐng)
產(chǎn)品（或零件）的生產(chǎn)綱領(lǐng)，是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)計(jì)劃生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量。對(duì)于零件而言，除了制造機(jī)器所需的數(shù)量外，還應(yīng)包括一定數(shù)量的備品和廢品。
零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算：
N=Qn(1+a%+b%)
式中 N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)；
Q——產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；
n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量；
a%——備品的百分率；
b%——廢品的百分率。
生產(chǎn)類型
生產(chǎn)類型是指工廠或車間生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。根據(jù)產(chǎn)品的大小及生產(chǎn)綱領(lǐng)的不同，可以將生產(chǎn)分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種類型。
本零件的生產(chǎn)條件
填料箱蓋零件應(yīng)用于填料箱上，用量比較大，故屬于大批量生產(chǎn)。
2.2 零件的分析
2.2.1 零件的作用
題目所給定的零件是汽車的填料箱蓋如圖2.1所示，其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料箱的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不使泵內(nèi)的水流不流到外面來(lái)也可阻止外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空。當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻，保持水泵的正常運(yùn)行。
圖2-1 填料箱蓋
2 .2 .2 零件的工藝分析
填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：
① 以ф65 0 -0.013軸為中心的加工表面
包括：尺寸為ф65 0 -0.013的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為ф80的與ф65 0 -0.013相接的肩面, 尺寸為ф100-0.009 -0.036與ф65 0 -0.013同軸度為0.025的面， 尺寸為ф60+0.048 0與ф65 0 -0.013同軸度為0.025的孔。
② 以ф60+0.048 0孔為中心的加工表面
尺寸為78與ф60+0.048 0垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。
③ 以ф60+0.048 0孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。
④ 其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求。
有以上分析可知，對(duì)于這些加工表面而言，可以按先粗后精、先主后次等原則分段進(jìn)行加工，并保證它們之間的相互位置精度。
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件材料及機(jī)械性能要求、結(jié)構(gòu)形狀與尺寸、生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小及材料成本和加工成本等,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。
3.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)；為了保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)；若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上通常只允許使用一次）。
綜上所述，填料箱蓋零件應(yīng)取￠84外圓表面作為粗基準(zhǔn)。
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝夾方便。
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則），對(duì)于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：
①當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來(lái)代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來(lái)保證定位精度。
②采用錐堵或錐套心軸。
③精加工外圓亦可用該外圓本身來(lái)定位，即安裝工件時(shí)，以支承軸頸本身找正。
綜上所述，當(dāng)粗車外圓時(shí)應(yīng)選￠155的外圓為精基準(zhǔn)；
當(dāng)鏜孔時(shí)應(yīng)取￠65 0 -0.013外圓為精基準(zhǔn)。
3.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬(wàn)能量具。部分采用專用刀具和專一量具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1 工藝線路方案一
工序Ⅰ 銑削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф80，ф75，ф155,ф100外圓及倒角。
工序Ⅲ 切槽ф91及倒角。
工序Ⅳ 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅴ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅵ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅶ 粗、精、細(xì)鏜ф60+0.048 0孔。
工序Ⅷ 銑ф60孔底面
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 研磨ф60孔底面。
工序XII 去毛刺，終檢。
3.3.2 工藝路線方案二
工序Ⅰ 車削左右兩端面及ф155外圓。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф80，ф75，ф100外圓及倒角。
工序Ⅲ 切槽ф91及倒角。
工序Ⅳ 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅴ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜ф60+0.048 0孔。
工序Ⅶ 銑ф60孔底面。
工序Ⅷ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅸ 磨ф60孔底面。
工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。
工序XII 去毛刺，終檢。
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和ф60+0.048 0孔。；方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來(lái)可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng)車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。
但是仔細(xì)考慮，在線路二中，工序Ⅴ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面。
然后工序Ⅺ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。
這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會(huì)引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：
工序Ⅰ 車削左右兩端面及ф155外圓。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф80，ф75，,ф100外圓及倒角。
工序Ⅲ 切槽ф91及倒角。
工序Ⅳ 鉆ф25孔、擴(kuò)ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅴ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅵ 精車65外圓及與80相接的端面.
工序Ⅶ 粗、精、細(xì)鏜ф60+0.048 0孔。
工序Ⅷ 銑ф60孔底面
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 研磨ф60孔底面。
工序XII 去毛刺，終檢。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片”和“機(jī)械加工工序卡”。
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“填料箱蓋”零件材料為HT200，硬度為HBS190-241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。
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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
（1）外圓表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)
考慮到尺寸較多且相差不大，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為ф84、ф104、ф160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除ф65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求,以ф155為例,2Z=5mm已能滿足加工要求。
（2）外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差
查《機(jī)械制造工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱工藝手冊(cè)）表2.2-3，鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100-160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為 mm，其余量值規(guī)定為3.0-3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。
同理可得，兩臺(tái)階面余量值2.0-2.5mm,現(xiàn)取為2mm。
（3）內(nèi)孔
毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為6.3,鉆——擴(kuò)即可滿足要求，參照《工藝手冊(cè)》表2.3-8及2.3-12確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：ф25mm
擴(kuò)孔：Φ32mm 2Z=7mm
锪孔：Ф43mm 2Z=11mm
（4）內(nèi)孔ф60+0.048 0
要求以外圓面ф65 0 -0.013定位，鑄出毛坯孔ф55。參照《工藝手冊(cè)》確定孔的加工余量分配：
粗鏜ф59.5 2Z=4.5
精鏜ф59.9 2Z=0.4
細(xì)鏜ф60+0.048 0 2Z=0.1
(5) ф60+0.048 0孔底面加工.
按照《工藝手冊(cè)》表2.3-1，確定孔的加工余量分配：
研磨余量 Z=0.010-0.014 取Z=0.010
磨削余量 Z=0.2-0.3 取Z=0.3
銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69
(6)底面溝槽
采用鏜削，經(jīng)過(guò)底面研磨后鏜可保證其精度，取Z=0.5
(7) 6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔
其均為自由尺寸精度要求，加工余量如下：
①6—孔可一次性直接鉆出。
②攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8.5的孔
鉆孔 ф8.5 ，攻螺紋 M10。
3.5 確定切削用量及基本工時(shí)
3.5.1 工序Ⅰ 車削端面、外圓
本工序采用計(jì)算法確定切削用量、加工條件。
工件材料：HT200，鑄造。
加工要求：粗車ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圓，表面粗糙度值Ra為6.3。
機(jī)床：C620—1臥式車床。
刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,kr=90°,r0=15°0=12，rR=0.5mm。
計(jì)算切削用量。
（1） 粗車ф65、ф155兩端面
確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,ap=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí)，取。
確定進(jìn)給量f,當(dāng)?shù)稐U16mm×25mm, ap<=2mm時(shí),以及工件直徑為ф160時(shí)。
f=0.5-0.7mm/r
按C620—1車床說(shuō)明書(shū)取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度:
切削速度的計(jì)算公式為
V=(m/min) 3.1
式中, =1.58, xv=0.15, yv=0.4,m=0.2。修正系數(shù)kv見(jiàn),即
k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97
所以
V=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
n===253(r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)與253r/min相近的機(jī)床
轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min?，F(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min，
則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=80m/min
計(jì)算切削工時(shí)，取
L==42mm， L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.59(min)
（2） 粗車ф160端面
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===133(r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)與133r/min相近的機(jī)床
轉(zhuǎn)速有120r/min及150r/min?，F(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min，
則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=75.4m/min
計(jì)算切削工時(shí)，取
L==80mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==2.21(min)
（3） 粗車160與104連接之端面
L==28mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.82(min)
3.5.2 工序Ⅱ 粗車Ф65, Ф80, Ф75, Ф100外圓及倒角
車床：C630-1
切削深度:先84車至80以及104車至100。
進(jìn)給量:
V=(m/min)
=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===204(r/min)
按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度
V===75.1 m/min
檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力
Fc=CFCafvCk 3.2
式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
Fc=900
切削時(shí)消耗功率
P=
C630-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知, C630-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力Fc=598N,徑向切削力Fp
Fp=CFafVk 3.3
式中: CFp=530, x=0.9, y=0.75, n=0
k=(
k=0.5
所以
F=530
而軸向切削力
F=CFafvk
式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, nF=0
k=(
k=1.17
軸向切削力
F=450
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N,故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時(shí)：
t=
式中： l=105mm, l1=4mm, l2=0
所以
t=
（1） 粗車￠65外圓
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時(shí)，取
L=17mm, L=3mm, L=0mm
t=
（2） 粗車￠75外圓
取 n=305r/min
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時(shí) t=0.564min
（3） 粗車￠100外圓
取 n=305r/min
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時(shí)： t=0.104min
3.5.3 工序Ⅲ 切槽ф91 0 -0.054及倒角
車床：C630-1
車槽，采用切槽刀r=0.2mm
取 f=0.25mm/r
n=305r/min
計(jì)算切削工時(shí)： t=0.08min
3.5.4 工序Ⅵ 鉆Ф25孔、擴(kuò)Ф32孔、锪Ф43孔
轉(zhuǎn)塔車床：C365L
（1） 鉆孔
f=0.41mm/r
r=12.25m/min[5]
按機(jī)床選?。?
=136r/min所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)計(jì)算： t=1.441min
（1） 擴(kuò)孔￠32mm
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
f=（1.2-1.3）
v=（）
公式中、為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量
得 =0.56mm/r
=19.25m/min
并令： f=1.35
=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4=7.7m/min
按照機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)計(jì)算： t=1.22min
（3） 锪孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹，擴(kuò)孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2-1/3，故
按機(jī)床取f=0.21mm/r
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時(shí)計(jì)算： t=1.56min
3.5.5 工序Ⅴ 鉆6—Ф13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24
搖臂鉆床：Z3025
（1） 鉆6-13.5
f=0.35mm/r， V=17mm/min
所以，
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時(shí)計(jì)算： t=0.157min
t1=6t=6×0.157=0.942min
（2） 鉆2底孔Φ8.5
f=0.35mm/r，v=13m/min
所以
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時(shí)計(jì)算
， ， 則：
t=0.216min
（3） 4深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=0.35mm/r， v=13m/min
所以
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時(shí)
， ， 則：
t=0.16min
（4） 攻螺紋孔2
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選取
則實(shí)際切削速度
計(jì)算工時(shí)
， ， 則：
t=0.067min
（5） 攻螺紋4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選取
則實(shí)際切削速度
計(jì)算工時(shí)
， ， 則：
t=0.083min
3.5.6 工序Ⅵ 精車Φ65的外圓及與Φ80相接的端面
車床：C616
（1） 精車端面
Z=0.4mm, ,
計(jì)算切削速度，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=90min）
式中修正系數(shù)=
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)與1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。
所以實(shí)際切削速度
計(jì)算切削工時(shí)
l=12.5mm， ， ， 則：
t=0.48min
（2） 精車Φ65外圓
2Z=0.3, Z=0.15， f=0.1mm/r
式中， ,修正系數(shù)
所以實(shí)際切削速度
計(jì)算切削工時(shí)
， ， 則：
（3） 精車外圓Φ100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
取
實(shí)際切削速度
計(jì)算切削工時(shí)
， ， 則：
t=0.6min
3.5.7 工序Ⅶ 精、粗、細(xì)鏜Ф60+0.048 0孔
金剛鏜床
（1） 粗鏜孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm則Z=2.25mm
查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無(wú)級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
， ， 則：
t=1.64min
（2） 精鏜孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
計(jì)算切削工時(shí)
， ， 則：
（3） 細(xì)鏜孔至￠60+0.048 0mm
由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。
， f=0.1mm/r， =425r/min， V=80m/min
3.5.8 工序Ⅷ 銑Φ60 孔底面
銑床：X63
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)，確定v=15m/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)
取 =475r/min
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，剛好有故直接選用該值。
計(jì)算切削工時(shí)
L=（60mm-30mm）=30mm
倒角1x45°采用90°锪鉆。
3.5.9 工序Ⅸ 鏜Φ60孔底溝槽
內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm。
3.5.10 工序Ⅹ 磨Φ60孔底面
①．選擇磨床：
選用MD1158（內(nèi)圓磨床）
②．選擇砂輪：
結(jié)果為A36KV6P 20×6×8mm
③．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 ，m/s
軸向進(jìn)給量
徑向進(jìn)給量
④．切削工時(shí)計(jì)算：
當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí)
式中 L：加工長(zhǎng)度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：?jiǎn)挝患庸び嗔? =0.2mm
K： 系數(shù) K=1.1
r： 工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）
：工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
： 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
則
3.5.11 工序XI 研磨Φ60孔底面
采用手工研具進(jìn)行手工研磨：Z=0.01mm。
3.5.12 工序XII 去毛刺，終檢
4 指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
在機(jī)械加工中，為了保證加工精度，固定工件，使之占有正確的位置以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備，稱為夾具。夾具的功能主要有兩個(gè)：一是定位（確定工件在夾具中正確位置的過(guò)程）；二是夾緊（工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中不受切削力、離心力、沖擊、震動(dòng)等外力影響而變動(dòng)位置）。根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中通用特性可分為通用夾具、專用夾具（是指為零件某一道工序的加工專門設(shè)計(jì)和制造的）、可調(diào)夾具、組合夾具、自動(dòng)線夾具。
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)ф13.5鉆孔的鉆床專用夾具。
本夾具將用于Z3025搖臂鉆床，刀具為麻花鉆。
4.1 問(wèn)題的指出
本夾具主要用來(lái)鉆13.5孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2 夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，12孔中，6—￠13.5在圓周上均勻分布,2—M10-6H，4—M10-6H也為對(duì)稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以￠65外圓面作為定位基準(zhǔn)。
為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對(duì)12孔進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為￠13.5。
則軸向力：見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表28.4
F=CFdfk……………………………………3.1
式中： CF=420， ZF=1.0, yF=0.8, f=0.35
kF=(
轉(zhuǎn)矩
T=CdfkT
式中: CT=0.206, ZT=2.0, yT=0.8
功率 Pm=
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=K 1K2K3K4
式中 K1—基本安全系數(shù)，1.5;
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K3—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K4—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則
氣缸選用￠100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿D=￠25mm。
N>F
鉆削時(shí) T=17.34 N.M
切向方向所受力:
取f=0.1
FF> F1
所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
4.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為 0 -0.013，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢(shì)必要增大氣缸直徑，而這將使整個(gè)夾具過(guò)于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5Mpa增至0.6 Mpa）以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。
鉆床夾具的裝配圖、零件圖及三維圖分別見(jiàn)圖4-1、圖4-2、圖4-3。
圖4-1 鉆床夾具裝配圖
圖4-2 夾具體零件圖
圖4-3 鉆床夾具三維圖
總結(jié)
通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械工業(yè)有感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外的機(jī)械工業(yè)的發(fā)展也有了了解。根據(jù)國(guó)家機(jī)械工業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)狀及近幾年的動(dòng)態(tài)，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具體情況，機(jī)械工業(yè)的技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)在提高生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度及其相當(dāng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。
經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)的理論和實(shí)際知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并使所學(xué)的知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展；通過(guò)設(shè)計(jì)，使我掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；學(xué)會(huì)從機(jī)器的功能要求出發(fā)，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型，制定設(shè)計(jì)方案，正確計(jì)算零件的工作能力，確定零件的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。
當(dāng)然在設(shè)計(jì)中也碰到了不少的問(wèn)題。在同學(xué)及自身的努力下克服了這些困難，最后順利地完成了整個(gè)設(shè)計(jì)。由于本人缺乏經(jīng)驗(yàn)及水平有限，設(shè)計(jì)中仍存在一些問(wèn)題，望老師給予指正。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)自己所學(xué)幾乎所學(xué)專業(yè)知識(shí)的綜合考驗(yàn)，作畢業(yè)設(shè)計(jì)給了自己更大的思維空間，可以把自己的設(shè)計(jì)思路與所學(xué)的專業(yè)知識(shí)巧妙的結(jié)合起來(lái)，同時(shí)也更好地鍛煉自己思索分析問(wèn)題的能力。自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)畢竟只是書(shū)本上空洞的理論，而無(wú)太大的實(shí)際收貨，把它們與實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)更進(jìn)一步加深了自己對(duì)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用把握，對(duì)今后自己步入工作崗位從事一線生產(chǎn)加工是很有幫助的。做畢業(yè)設(shè)計(jì)就是要學(xué)以致用，提高自己看問(wèn)題分析問(wèn)題的綜合能力。
希望老師對(duì)自己設(shè)計(jì)中存在的漏洞提出寶貴意見(jiàn)與指導(dǎo)。
致謝
本次設(shè)計(jì)得到了郭威老師的全過(guò)程的耐心指導(dǎo)大力支持，使得設(shè)計(jì)能夠順利地完成。同時(shí)還得到其他老師的熱情幫助，也得益于在校實(shí)訓(xùn)期間所在實(shí)習(xí)車間里師傅的指導(dǎo)，使自己增加了一定的實(shí)踐知識(shí)，僅此表示由衷的感謝。同時(shí)也非常感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我許多支持和幫助的同學(xué)。
隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)了一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)。我對(duì)設(shè)計(jì)有了一個(gè)比較清楚的認(rèn)識(shí)，也使我能夠把所學(xué)的知識(shí)成功的運(yùn)用在設(shè)計(jì)方面，也從另一方面說(shuō)也使我對(duì)機(jī)械行業(yè)的知識(shí)有個(gè)更深層次的了解。
總之，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，又讓本人領(lǐng)略到掌握知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)的重要性，由于設(shè)計(jì)任務(wù)比較繁重，時(shí)間倉(cāng)促，資料不夠全面，本人水平有限，設(shè)計(jì)過(guò)程中存在問(wèn)題在所難免，望各位老師能夠指示并改正，本人在此深表感謝！
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