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課程設(shè)計(jì)
軸支架加工工藝分析與鉆孔夾具設(shè)計(jì)
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摘要
本文是在軸支座的圖樣分析后進(jìn)行軸支座的機(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。
軸支座的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長，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：軸支座；加工工藝；工序；專用夾具
Abstract
This paper is the design of mechanical machining process route of rocker rocker in pattern analysis after, at the same time according to the design process requirements of the fixture.
The main contents of the rocker is processing surface and the hole. The processing route long processing time, high processing cost, the machining precision is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of the surface after the first hole, and the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. Reference to the bottom as the benchmark crude, the bottom with two holes as a precision technology base, a variety of process parameters to theprocessing technology and processing were determined..
In parts of fixture design, mainly according to the requirements of machining process, analysis of the degrees of freedom should be restricted, and then according to the characteristics of the selected surface parts of the positioning element, then analysis the selected location of components can be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the positioning components also need to select the clamping element, finally, is to determine the structure of fixture.
Keywords: rocker; process; process; special fixture
目 錄
第1 章 緒論 3
第2章 零件的分析 3
2.1 零件的作用 3
2.2 零件的工藝分析 3
第3章 零件的工藝規(guī)程 4
3.1 確定毛坯的制造形式 4
3.2 軸支架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
3.2.1 孔和平面的加工順序 5
2.2.2 孔系加工方案選擇 5
3.3 軸支架加工定位基準(zhǔn)的選擇 6
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 6
3.4 軸支架加工主要工序安排 6
3.5 毛坯尺寸的確定 10
3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備 12
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間 13
5 鉆擴(kuò)三孔夾具設(shè)計(jì) 29
5.1 研究原始質(zhì)料 29
5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 29
5.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 29
5.4 誤差分析與計(jì)算 31
5.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 31
5.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 34
5.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 34
5.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 34
總 結(jié) 36
參考文獻(xiàn) 37
致 謝 38
28
第1 章 緒論
機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
軸支架零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。
（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
題目給出的零件是軸支架。它位于變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求進(jìn)行工作。
2.2 零件的工藝分析
由軸支架零件圖可知。該軸支座形狀、結(jié)構(gòu)比較簡單，通過鑄造毛坯可得到基本形狀，減少了工序加工，又節(jié)約了材料。除了軸支座上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度機(jī)床加工，可通過銑削、鉆床等車床的粗加工就可以達(dá)到要求；而主要工作表面----軸支座上表面加工精度雖然較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件工藝性較好。 現(xiàn)分析如下：
①該零件為鑄件，材料為灰鑄鐵，重量為。
②要求加工￠25.8的孔，￠30、￠35的孔，￠55的精度等級為，粗糙度，且要求與底平面的平行度公差為。
③要求精加工底平面粗糙度，平面度公差為。
④要求加工、粗糙度為。
⑤是錐孔，要求精鉸加工，粗糙度。
⑥對于孔口進(jìn)行锪平加工。
⑦加工螺紋孔。
第3章 零件的工藝規(guī)程
3.1 確定毛坯的制造形式
（1）選擇毛坯
零件材料為HT150，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能良好，考慮到零件加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既沒有變載荷，又屬間歇性工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。
零件的形狀簡單，因此毛坯形狀需要與零件形狀盡量接近，又因內(nèi)花鍵較小，因此不可直接鑄出。
（2)確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量
1.公差等級
由撥叉的功能和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為IT10
2.零件表面粗糙度
由零件圖可知，該撥叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于1.6um
3.機(jī)械加工余量
由鑄件鑄造類型為金屬鑄造，因此加工余量等級選用F
機(jī)械加工余量為3
3.2基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基準(zhǔn)的選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，加工工藝過程中將會出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇 因?yàn)橐ＷC花間道中心線垂直于右端面，所以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇 為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，加工2—M8、Φ5錐孔、18H11槽以零件的左端面和花鍵的中心線為精基準(zhǔn)，銑上頂面以花鍵中心線為精基準(zhǔn)。
3.4 軸支架加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。軸支架加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到軸支架加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合銑床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于軸支架，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
3.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(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)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外好應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將軸支架加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理，去應(yīng)力
30
粗銑底面
40
精銑底面
50
鉆￠25.8的孔
60
鉆￠30、￠35的孔
70
粗鏜￠55的孔
80
擴(kuò)直徑25.8的孔
90
擴(kuò)￠30、￠35的孔
100
半精鏜￠55的孔
110
鉸孔￠25.8的孔并倒角
120
鉸孔￠30、￠35的孔并倒角
130
精鏜￠55的孔
140
鉆孔4-Φ10
150
擴(kuò)孔2-Φ13
160
锪孔2-Φ20
170
鉆孔Φ6
180
鉆孔M6的螺紋孔
190
對孔M6的螺紋孔攻絲
200
去毛刺
210
檢驗(yàn)入庫
工藝路線二：
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理，去應(yīng)力
30
粗銑底面
40
精銑底面
50
鉆￠25.8的孔
60
鉆￠30、￠35的孔
70
鉆￠55的孔
80
擴(kuò)直徑25.8的孔
90
擴(kuò)￠30、￠35的孔
100
擴(kuò)￠55的孔
110
鉸孔￠25.8的孔并倒角
120
鉸孔￠30、￠35的孔并倒角
130
鉸￠55的孔
140
鉆孔4-Φ10
150
擴(kuò)孔2-Φ13
160
锪孔2-Φ20
170
鉆孔Φ6
180
鉆孔M6的螺紋孔
190
對孔M6的螺紋孔攻絲
200
去毛刺
210
檢驗(yàn)入庫
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，
方案一與方案二主要區(qū)別在于￠55的孔的加工選擇方面，方案一選擇的是鏜床加工，方案二采用的是鉆床加工，由于￠25.8的孔、￠30、￠35的孔采用的鉆床加工，這孔無法采用鏜床加工，故為了統(tǒng)一機(jī)床，采用方案二
以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案二：
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理，去應(yīng)力
30
粗銑底面
40
精銑底面
50
鉆￠55的孔
60
擴(kuò)￠55的孔
70
鉸￠55的孔并倒角
80
鉆￠30、￠35的孔
90
擴(kuò)￠30、￠35的孔
100
鉸孔￠30、￠35的孔并倒角
110
鉆￠25.8的孔
120
擴(kuò)￠25.8的孔
130
鉸孔￠25.8的孔并倒角
140
鉆孔Φ6
150
鉆孔M6的螺紋孔
160
對孔M6的螺紋孔攻絲
170
鉆孔4-Φ10
180
擴(kuò)孔2-Φ13
190
锪孔2-Φ20
200
去毛刺
210
檢驗(yàn)入庫
3.5 毛坯尺寸的確定
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類
形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
（1）面的加工余量。
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
表1.6 加工余量、工序尺寸及偏差確定
序號
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
表面粗糟度
尺寸及偏差
1
底平面
粗銑
精銑
細(xì)精銑
2
￠25.8的孔，￠30、￠35的孔，￠55
鉆
擴(kuò)鉆
鉆
精鉸
3
锪孔
深；
深；
深；
4
鉆孔
深
擴(kuò)孔
5
鉆孔
深
粗鉸錐孔
精鉸錐孔
6
鉆螺紋孔
深
攻絲
7
鉆
深
3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備
機(jī)床的選用
查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》可得：
立式銑床，主要用于銑加工。
搖臂鉆床，可用于鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲。
刀具的選用
查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》可得：
高速鋼端面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度?。?
鉆頭：直柄麻花鉆
直柄短麻花鉆
直柄長麻花鉆
直柄擴(kuò)孔鉆
錐柄擴(kuò)孔鉆
锪鉆：帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆
鉸刀：硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀 ￠25.8，￠30、￠35，￠55
錐鉸刀：公制/莫氏4號錐直柄鉸刀，刀具材料：
其他設(shè)備的選用
夾具：夾具采用專用的銑、鉆夾具
量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標(biāo)卡尺
輔助設(shè)備：銼刀、鉗子等
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間
切削用量包括背吃刀量a、進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。
工序30：粗、精銑底面
機(jī)床：銑床X52K
（1）粗銑軸支架底面 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率5～10Kw，工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在的條件下選取。銑削速度為。有公式 可以得到：。
由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為，所以，實(shí)際銑削速度為：。
基本時(shí)間t：根據(jù)面銑刀平面（對稱銑削、主偏角）的基本時(shí)間計(jì)算公式：。其中，，，取，。則有：
。
（2）精銑
銑削深度：
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表3.3，按表面粗糙度為的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為。
銑削速度的計(jì)算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，，的條件選取，銑削速度v為。由公式可以求得銑刀轉(zhuǎn)速。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中4-15的X51立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式。可以求得：
。
基本時(shí)間的確定：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對稱銑削、主偏角）的基本時(shí)間公式，可以求得該工序的基本時(shí)間，其中，，取，，，得：
。
工序2 鉆側(cè)面三孔
① 鉆、擴(kuò)、鉸孔￠25.8的孔，￠30、￠35的孔，￠55的切削用量及工時(shí)定額
鉆孔加工
鉆孔￠55：由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：進(jìn)給量,切削速度，；由式1.5得，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取
由式1.6得，實(shí)際切削速度
被切削層長度：
刀具切入長度： 式（1.10）
刀具切出長度： 取
根據(jù)資料[5]《機(jī)械制造工藝學(xué)》表可得
式（1.11）
同理：鉆孔
由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得： ，，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根據(jù)式1.11可得
同理：鉆孔
由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：，，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根據(jù)式1.11可得
擴(kuò)孔加工
擴(kuò)孔：由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取， ，切削深度，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
由式1.10得，
刀具切出長度： 取
根據(jù)式1.11可得：
同理：擴(kuò)孔
由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取， ，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根據(jù)式1.11可得：
同理：擴(kuò)孔
由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取， ，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根據(jù)式1.11可得：
鉸孔加工
鉸孔：由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：
根據(jù)式1.11可得：
同理：鉸孔
由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：
根據(jù)式1.11可得：
同理：鉸孔
由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊》表得：
根據(jù)式1.11可得：
工序3：鉆頂面四孔
鉆頂面四孔（其中包括鉆孔，和擴(kuò)孔，鉸孔，以及锪孔，）
機(jī)床：
刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211和E101
帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）
公制/莫式4號錐直柄鉸刀 刀具材料：
⑴．鉆孔，以及的錐孔
鉆孔時(shí)先采取的是鉆到在擴(kuò)到，所以，另外的兩個(gè)錐孔也先鉆到。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
式（1.8）
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間： 式（1.9）
⑵．?dāng)U孔
鉆孔時(shí)先采取的是鉆到再擴(kuò)到，所以，
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間，由式（1.9）有：
⑶．锪孔
切削深度：，
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表查得：進(jìn)給量,切削速度；取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為2
機(jī)動時(shí)間，由式（1.5）有：
⑷．锪孔
切削深度：，
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表查得：進(jìn)給量,切削速度；取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間，由式（1.5）有：
⑸．鉸孔
切削深度：，
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間，由式（1.9）有：
工序4：鉆側(cè)面兩孔
鉆側(cè)面兩孔（其中包括鉆的孔和的螺紋孔）
機(jī)床：
⑴．鉆
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表查得：進(jìn)給量,切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時(shí)間，由式（1.5）有：
⑵．鉆螺孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間，由式（1.5）有：
③、攻螺紋孔
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：高速鋼機(jī)動絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間，由式（1.5）有：
鉆頂面四孔的機(jī)動時(shí)間：
這些工序的加工機(jī)動時(shí)間的總和是：
1.9 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該軸支架的年產(chǎn)量為5000件。一年以255個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于22.8min。
參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為：
（大量生產(chǎn)時(shí)） 式（1.10）
因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：
式（1.11）
其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動時(shí)間）
—輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間
—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
1.9.1 粗、精銑底面
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-48，
單間時(shí)間定額，由式（1.11）有：
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
1.9.2 鉆側(cè)面三孔
⑴、鉆側(cè)面的三孔
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-39，
單間時(shí)間定額，由式（1.11）有：
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
⑵、半精鉆側(cè)面的三孔（，，）
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-39，
單間時(shí)間定額，由式（1.11）有：
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
⑶、精鉆側(cè)面的三孔
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-39，
單間時(shí)間定額，由式（1.11）有：
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
1.9.3 鉆頂面四孔
鉆頂面四孔（其中包括鉆和、擴(kuò)鉆，鉸孔以及锪孔和）
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-43，
單間時(shí)間定額，由式（1.11）有：
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求
鉆左側(cè)面兩孔（其中包括鉆的孔和的螺孔）
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-43，
單間時(shí)間定額，由式（1.11）有：
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求
的螺紋孔攻絲
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照鉆孔輔助時(shí)間，取裝卸工件輔助時(shí)間為，工步輔助時(shí)間為。則
：參照鉆孔值，取
單間時(shí)間定額，由式（1.11）有：
因此布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
2.3 鉆孔夾具設(shè)計(jì)
2.3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆加工孔。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔的位置公差要求。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)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。
2.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）。選擇左端面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個(gè)側(cè)面來限制六個(gè)自由度。
2.3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算
由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》查表可得：
切削力由式2.11得：
式中
查資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表得：
即：
切削扭矩由式2.12得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由式2.13得：
取，，
即：
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力由式2.6得：
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。受力簡圖如下：
圖2.2 受力簡圖
由表得：原動力計(jì)算由式 2.14得，
即：
由上述計(jì)算易得：
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
2.3.4 誤差分析與計(jì)算
該夾具以底面、側(cè)面和頂面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。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)定的工序公差。
孔與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由資料[6]《互換性與技術(shù)測量》表可知：
取（中等級）即 ：尺寸偏差為、
由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可得：
① 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故
② 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即：
③ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
④ 夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即
誤差總和：
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。
4.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。
為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定式鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
2.3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
本夾具用于在搖臂鉆床上加工軸支座的底孔、錐孔。工件以底平面、側(cè)面和頂端為定位基準(zhǔn)，在支承釘和支承板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。
結(jié) 論
通過本次的課程設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析，對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)提高了我了思考問題，解決問題的能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，懇請老師批評指導(dǎo)
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1．
[3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．
[4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000．
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[6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4
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[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007
[12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8．
致 謝
在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會做得很困難。
這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！
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