常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作 者： XX 學(xué) 號(hào)： XXXXXXXXX 系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 題 目： 數(shù)控加工工藝及工裝設(shè)計(jì) （4102T-030006 飛輪殼底面） 校內(nèi)指導(dǎo)教師： XXX企業(yè)指導(dǎo)教師 XXX評(píng)閱者：2016 年 04 月 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 中 文 摘 要本次設(shè)計(jì)課題是 4102T-030006 飛輪殼底面零件加工工藝與夾具設(shè)計(jì)。首先確定設(shè)計(jì)方案，收集相關(guān)資料，再進(jìn)行零件圖的分析，對(duì)零件圖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理;再明確了加工要求，確定了各表面的加工方案，選擇毛坯并確定毛坯尺寸，繪制了毛坯圖。明確各機(jī)械加工內(nèi)容，選擇底面加工所用刀具與輔助工具（包括刀桿、刀片、刀柄、接桿等）；確定底面加工工序尺寸；選擇相應(yīng)的切削用量；選擇量檢具, 制定了相應(yīng)的機(jī)械加工過(guò)程卡片、機(jī)械加工工序卡片（底面加工），數(shù)控加工刀具卡片（底面加工）確定底面加工定位與夾緊方案，并繪制夾具總圖與零件圖，最后完成了說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。關(guān)鍵詞: 飛輪殼底面，設(shè)計(jì)方案，毛坯，工序，切削目錄第 1 章 緒 論 11.1 選題背景和目的意義 .11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .21.3 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容 .2第 2 章 4102T-030006 飛輪殼的制造工藝分析 .32.1 飛輪殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求 .32.1.1 飛輪殼的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 32.1.2 分析飛輪殼的技術(shù)要求 32.1.3 審查飛輪殼的工藝性 42.2 飛輪殼毛坯及制造工藝 .42.2.1 選擇毛坯 42.2.2 分析毛坯制造工藝 42.2.3 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 42.3 加工的工藝規(guī)程 .52.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 52.3.2 加工階段的劃分 52.3.3 工序的集中 52.3.4 工序順序的安排 52.3.5 確定工藝路線 62.4 加工工序過(guò)程 .7第 3 章 銑底面夾具設(shè)計(jì) 133.1 研究原始質(zhì)料 .133.2 定位、夾緊方案的選擇 .133.2.1 定位方案 .133.2.2 夾緊方案 .133.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 133.4 誤差分析與計(jì)算 .153.5 對(duì)刀塊設(shè)計(jì)與選用 .153.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 16結(jié) 論 18參考文獻(xiàn) 19致 謝 201第 1 章 緒 論1.1 選題背景和目的意義飛輪殼是汽銑發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要部件，它是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的主要零件。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能。在飛輪殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工部位除了前后端面及孔之外，在周邊，不同的角度上有平面加工和孔的加工。工藝設(shè)計(jì)是工藝規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造的重要紐帶。產(chǎn)品的制造可以采用幾種工藝方案，零件加工也可以采用不同設(shè)備、不同的加工方法。不同的工藝方案。同樣一個(gè)產(chǎn)品，使用不同的工藝方法進(jìn)行加工，就會(huì)產(chǎn)生不同的質(zhì)量、不同的成本。飛輪殼的主要功能是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的有效聯(lián)接，通過(guò)它的變化，同一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)可以搭載不同型號(hào)的汽銑，飛輪殼大多采用灰鑄鐵鑄造毛坯，材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是壁厚不均勻，加工的部位多，加工難度大，各個(gè)加工面和加工孔均要求較高的精度。其與發(fā)動(dòng)機(jī)及離合器連接的兩個(gè)面面積較大，壓鑄容易產(chǎn)生變形，并且變形量不容易控制，兩個(gè)面連接孔必須進(jìn)行機(jī)械加工 [2]。飛輪殼是發(fā)動(dòng)機(jī)上一個(gè)重要的基礎(chǔ)件，作用是連接發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器，承擔(dān)發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器的部分重量，保護(hù)離合器和飛輪，而且還是發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐部件。該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形似盆狀，薄壁，盆底定位面有 1/3 懸空，工件的剛性差，加工時(shí)易變性，屬難加工零件。在選材中，了解其加工工藝，并在工藝設(shè)計(jì)中，合理安排加工工序，設(shè)計(jì)合理的夾具，對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有十分重要的意義 [1]。夾具廣泛應(yīng)用于各種制造過(guò)程中，用以將工件定位并牢固的夾持在一定的位置，以便按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)定完成要求的制造過(guò)程，一個(gè)好的夾具不論在傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)在知道系統(tǒng)，都起著十分重要的作用，夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本有直接的影響。保證加工精度，采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確的確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高，提高了生產(chǎn)率。用夾具裝夾工件，可以迅速定位夾緊。擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和曠達(dá)機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。用夾具裝夾工件，無(wú)需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。針對(duì) 4102T-030006 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼零件進(jìn)行加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本 [3]。除根據(jù) 4102T-030006 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼確定參數(shù)，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼的工藝設(shè)計(jì)2外，根據(jù)飛輪殼的工作條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的確定的材料性能，進(jìn)行該飛輪殼毛坯和機(jī)械加工的工藝路線和加工方法的設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì)。同時(shí)，該設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，以及分析和解決問(wèn)題的能力。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)飛輪殼產(chǎn)品是從 2003 年開(kāi)始，比如康明斯、道依茨、卡特彼勒、水星等一些公司已經(jīng)在中國(guó)尋找供應(yīng)商，他們?cè)谥袊?guó)設(shè)立了負(fù)責(zé)供應(yīng)商目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)飛輪殼的廠子不是很多，年產(chǎn)量一般不超過(guò) 40 萬(wàn)件。市場(chǎng)分散造就資源的分散，無(wú)法形成規(guī)模效益，所以誰(shuí)先能創(chuàng)新，誰(shuí)先能投入新的工藝，誰(shuí)就可能形成新的發(fā)展趨勢(shì)，才能占領(lǐng)新的市場(chǎng)。目前現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)與需求。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，每隔三四年就要更新很多專用夾具。而夾具的實(shí)際磨損僅為 10～20﹪左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了許多新的要求例如能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾一些特征的工件；提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。夾具是機(jī)械加工不可或缺的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。1.高精隨著機(jī)床加工精度的提高。2.高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。3.模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。4.通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性 [4]。1.3 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼的工藝規(guī)程編制、典型工序夾具設(shè)計(jì)及夾具的繪制。具體內(nèi)容歸納如下：1．4102T-030006 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼加工方案設(shè)計(jì)；2．4102T-030006 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼工藝卡片的編制；3．專用夾具工藝設(shè)計(jì)；4．零件及鉆床夾具的流程設(shè)計(jì)；5．誤差計(jì)算。3第 2 章 4102T-030006 飛輪殼的制造工藝分析2.1 飛輪殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求2.1.1 飛輪殼的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)飛輪殼安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，外接曲軸箱、啟動(dòng)機(jī)、油底殼，內(nèi)置飛輪總成，起到連接、防護(hù)和載體的作用。飛輪殼的前端面與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)箱聯(lián)結(jié)與飛輪蓋配合，飛輪飛輪殼內(nèi)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。飛輪在高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，飛輪殼起到連接、防護(hù)和載體的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度且應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性，以適應(yīng)飛輪殼的工作條件。2.1.2 分析飛輪殼的技術(shù)要求4102T-030006 飛輪殼選用的材料為 HT250，珠光體灰鑄鐵。該材料強(qiáng)度、硬度相對(duì)較高，具有良好的減振性，對(duì)機(jī)械振動(dòng)起緩沖作用，從而阻止振動(dòng)能量的傳播；具有優(yōu)良的耐磨性，缺口敏感性小，外來(lái)缺口對(duì)灰鑄鐵的疲勞強(qiáng)度影響甚微，從而增加了零件工作的可靠性。因此被廣泛地用來(lái)制作各種承受壓力和要求消振性的床身、機(jī)架、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體、殼體。4102T-030006 飛輪殼形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，屬殼體類零件。為實(shí)現(xiàn)飛輪殼連接、防護(hù)和載體的作用，其后端面內(nèi)孔與飛輪蓋的配合，因此加工精度要求較高。飛輪殼在工作過(guò)程中需要有良好的耐磨性，為增強(qiáng)其切削加工性能，去除內(nèi)應(yīng)力，該工件要求經(jīng)過(guò)退火處理，硬度范圍 175～225HBS [5]。前端面的平面度 0.12mm 直接影響飛輪殼與發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的接觸精度及密封，且前端面中心線與后端面孔中心線的垂直度要求為 0.15mm。后端面的平面度 0.15mm 以及與前端面的平行度 0.25mm 保證了其與其他零件和接觸精度；與內(nèi)孔的圓跳動(dòng) 0.25mm 則保證了飛輪在飛輪殼內(nèi)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。表 2.1 飛輪殼零件技術(shù)要求表加工表面/mm尺寸及偏差/mm公差及精度等級(jí)表面粗糙度/mm飛輪殼前端面 105±0.2 0.2，IT9 3.2飛輪殼后端面 105±0.2 0.2，IT9 3.2前端面孔 4- 17?17IT11 12.5周邊螺孔 4-M12 M12 IT11 12.54后端面螺孔10-M10-7H M10 IT9 6.3前端面孔 2- 13?13 IT11 12.5前端面馬達(dá)螺孔2-M12-7H M12 IT9 6.3周邊面螺孔4-M6-7H M6 IT11 12.5綜上所述，該飛輪殼的各項(xiàng)技術(shù)要求制訂的合理，符合該零件在工作中的功用。2.1.3 審查飛輪殼的工藝性分析零件圖可知，飛輪殼前后兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相臨表面，這樣既減少了加工面積，又提高了工作時(shí)飛輪殼端面的接觸剛度；表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。2.2 飛輪殼毛坯及制造工藝2.2.1 選擇毛坯由飛輪殼的技術(shù)要求分析可知，其材料為 HT250，故毛坯選擇鑄件。由于要求鑄件精度高、具有良好表面質(zhì)量與機(jī)械性能，所以選擇砂型鑄造中的金屬模機(jī)器造型，其生產(chǎn)效率較高，適用于大批大量生產(chǎn) [6]。2.2.2 分析毛坯制造工藝飛輪殼的材料 HT250 為珠光體灰口鐵。其特性是該材料能承受較大的應(yīng)力（抗拉強(qiáng)度達(dá) 200MN/ ；抗彎強(qiáng)度達(dá) 400MN/ ）。其金相組織結(jié)構(gòu)為鐵素體和滲碳體組2m2m成的機(jī)械混合物，由于它是硬的滲碳體和軟的鐵素體相間組成的混合物，所以其機(jī)械性能介于鐵素體和滲碳體之間，故強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性，從金相組織顯微來(lái)看，鑄鐵中化合碳正好等于 0.77%，珠光體中的鐵素體與滲碳體一層層交替間隔，呈片狀排列，而其余的碳是以片狀石墨狀態(tài)存在，使切削過(guò)程中切屑不能連續(xù)成形。由于灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓?；诣T鐵的焊接性能很差，如焊接區(qū)容易出現(xiàn)白口組織，裂紋的傾向較大。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。由于飛輪殼尺寸較大，形狀較為復(fù)雜，毛坯宜用鑄件。此外，灰鑄鐵一般不需要熱處理，但消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排時(shí)效處理。2.2.3 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量查加工工藝手冊(cè)大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級(jí)知：砂型鑄造機(jī)器造型和殼型5灰鑄鐵的公差等級(jí) CT 為 8～12，故取 CT 為 10。查加工工藝手冊(cè)毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)知：砂型鑄造機(jī)器造型和殼型灰鑄鐵的要求的機(jī)械加工余量等級(jí)為 E～G，故取為 G。2.3 加工的工藝規(guī)程2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇1.精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該飛輪殼零件的技術(shù)要求和裝配要求，選用飛輪殼前端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵擄w輪殼在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外，由于飛輪殼零件抗拉強(qiáng)度低、韌性差，容易產(chǎn)生變形，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力不能作用在后端面上。選用飛輪殼前端面作精基準(zhǔn)，夾緊可作用在飛輪殼的前端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。2.粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。故在本次設(shè)計(jì)中選擇飛輪殼的后端面外圓面作為粗基準(zhǔn)?？杀ＷC孔的壁厚均勻；采用飛輪殼后端面作粗基準(zhǔn)加工前端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn) [7]。2.3.2 加工階段的劃分該飛輪殼加工質(zhì)量要求較高，可將加工粗加工和精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（飛輪殼前端面和前端面定位孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度的要求；然后粗銑周邊兩端面。在半精加工階段，完成飛輪殼后端面和后端面孔的精銑加工，以及各孔的鉆、鉸、攻絲加工。2.3.3 工序的集中本設(shè)計(jì)選用工序集中原則安排飛輪殼的加工工序。該飛輪殼的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面與孔，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求 [8]。2.3.4 工序順序的安排2.3.4.1 機(jī)械加工工序1．遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——飛輪殼前端面和前端面定位孔2. 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。63. 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——飛輪殼前端面與前端面定位孔后加工次要表面——周邊平面。4. 遵循“先面后孔”原則，先加工飛輪殼的各端面、平面，再加工飛輪殼前后端面，周邊平面上的孔與螺孔。2.3.4.2 熱處理工序鑄造成型后，進(jìn)行退火處理，去除內(nèi)應(yīng)力，硬度范圍 175～225HBS；為改善工件材料的切削性能，在粗加工前安排時(shí)效處理。2.3.4.3 輔助工序每道工序完成后，安排去毛刺工序；在半精加工后，安排清理、去尖角、毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該飛輪殼工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工 [9]。2.3.5 確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表 2.4 列出了飛輪殼的工藝路線。表 2.4 飛輪殼工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具1 粗銑前端面 TK7640 密齒刀盤 游標(biāo)卡尺、深度卡尺2 粗銑后端面、孔 TK7640 銑刀游標(biāo)卡尺、深度卡尺、塞規(guī)3 精銑前端面 TK7640 銑刀 游標(biāo)卡尺、深度卡尺4鉆前端面孔鉆鉸定位孔 TK7640錐柄麻花鉆鉸刀游標(biāo)卡尺、深度卡尺塞規(guī)5 精銑后端面孔 TK7640 銑刀 游標(biāo)卡尺、塞規(guī)6 精銑后端面 TK7640 銑刀 游標(biāo)卡尺、深度卡尺7 銑周邊平面 TK7640 銑刀 游標(biāo)卡尺8 粗鏜馬達(dá)孔 TK7640 銑刀 游標(biāo)卡尺、深度卡尺9 精鏜馬達(dá)孔 TK7640 銑刀游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑量表校表環(huán)規(guī)、塞規(guī)10 馬達(dá)孔倒角 TK7640 銑刀 游標(biāo)卡尺11 鉆周邊孔 TK7640錐柄麻花鉆直柄麻花鉆锪刀游標(biāo)卡尺、深度卡尺 12 周邊孔攻絲 TK7640 錐柄麻花鉆 螺紋塞規(guī)7直柄麻花鉆機(jī)用絲攻13 鉆后端面孔 TK7640 直柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺14锪后端面2-φ35TK7640 锪刀 游標(biāo)卡尺15 后端面孔攻絲 TK7640锪刀錐柄麻花鉆機(jī)用絲攻螺紋塞規(guī)16鉆前端面馬達(dá)螺孔 TK7640 直柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺17 前端面孔攻絲 TK7640錐柄麻花鉆機(jī)用絲攻 螺紋塞規(guī)18清理、去尖角、毛刺、打標(biāo)記三角刮刀細(xì)平銼6 號(hào)鋼字碼19 成檢游標(biāo)卡尺、深度卡尺高度游標(biāo)卡尺螺紋塞規(guī)、塞規(guī)內(nèi)徑量表、校表環(huán)規(guī)20 清洗 清洗機(jī)21油封、包裝、入庫(kù)2.4 加工工序過(guò)程2.4.1 工序 1 粗銑前端面背吃刀量的確定：該工步的背吃刀量等于前端面的毛坯總余量減去工序 3 的背吃刀量，即背吃刀量 =4－ 1=3mmpa進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度 =100mm/minf?切削速度的計(jì)算：根據(jù)公式（2.1）計(jì)算：n= ×1000 dv?（2.1）式中 d——刀具（或工件）直徑（mm）；v——切削速度（m/min）。由加工工藝手冊(cè)查得銑削速度 =100m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)?8速 n=1000×100m/min /630mm =50.56r/min，參照單柱立銑（2HX–W1–630A）主軸?轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=52r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度 =n d/1000=52r/min× ×630mm/1000=102.87 r/min。??時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間 =420s，輔助時(shí)間 =（0.15～0.2）jtft=0.2× =84s，其他時(shí)間（ ）=6%×（ + ）=6%×504=30.24s，單件時(shí)間jtjt xb?jf=420s+84s+30.24s=534.24s。dj2.4.2 工序 2 粗銑后端面及孔該工序包含以下 4 個(gè)工步：工步 1 是粗銑后端面；工步 2 是粗銑后端面孔；工步3 是第二次銑后端面；工步 4 是第二次銑后端面孔。1. 工步 1 粗銑后端面背吃刀量的確定：背吃刀量 =2.2mmpa進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度 =40mm/minf?由加工工藝手冊(cè)查得切削速度 =55m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀速度 n=1000×55m/min /450mm =38.93r/min，參照立式銑床 C518–2 主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)?速 n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=n d/1000=60r/min× ×450mm/1000=84.78 r/min。??2. 工步 2 粗銑后端面孔背吃刀量的確定：背吃刀量 =2.2mmpa進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度 =40mm/minf?由加工工藝手冊(cè)查得切削速度 =55m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀速度 n=1000×55m/min /416mm =42.11r/min，參照立式銑床 C518–2 主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)?速 n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=n d/1000=60r/min× ×416mm/1000=78.37 r/min。??3. 工步 3 第二次銑后端面背吃刀量的確定：背吃刀量 =0.8mmpa進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度 =40mm/minf?由加工工藝手冊(cè) =70m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀速度?n=1000×70m/min /450mm =41.28r/min，參照立式銑床 C518–2 主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速?n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=n d/1000=60r/min× ×450mm/1000=84.78 r/min。??94. 工步 4 第二次銑后端面孔背吃刀量的確定：背吃刀量 =0.8mmpa進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度 =40mm/minf?由加工工藝手冊(cè)查得切削速度 =70m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀速度 n=1000×70m/min /416mm =53.59r/min，參照立式銑床 C518–2 主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)?速 n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=n d/1000=60r/min× ×416mm/1000=78.37 r/min。??時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間 =360s，輔助時(shí)間 =0.2× =72s，其他時(shí)間（jtftjt） =6%×（ + ）=6%×432=25.92s，單件時(shí)間xbt?jtf=360s+72s+25.92s=457.92s。dj2.4.3 工序 3 精銑前端面背吃刀量的確定： =1mmpa進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度 =30mm/minf?由加工工藝手冊(cè)查得切削速度 =90m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀速度 n=1000×90m/min /450mm =63.69r/min，參照立式銑床 C518–2 主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)?速 n=100r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=n d/1000=100r/min× ×450mm/1000=141.3 r/min。??時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間 =540s，輔助時(shí)間 =0.2× =108s，其他時(shí)間（jtftjt） =6%×（ ＋ ）=6%×648=38.88s，單件時(shí)間xbt?jtf=540s+108s+38.88s=686.88s。dj2.4.4 工序 4 鉆前端面孔、鉆鉸定位孔該工序分 6 個(gè)工步，工步 1 鉆孔 2-φ26mm（通）；；工步 3 鉆定位孔 2- 11mm?深 20mm；工步 4 是定位孔倒角 1.25×45°；工步 5 粗鉸定位孔 2- 11.7 mm 深064.38?20mm；工步 6 精鉸定位孔 2- 12 mm 深 20mm。?064.38?工步 6 鉆孔攻絲 12-M12 螺絲孔工步 1 鉆孔 2-φ26mm（通）；；工步 3 鉆定位孔 2- 11mm 深 20mm；工步 4 是?定位孔倒角 1.25×45°；工步 5 粗鉸定位孔 2- 11.7 mm 深 20mm；工步 6 精鉸定064.38?位孔 2- 12 mm 深 20mm。?064.38?刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。10⑴先鉆 孔。9?切削深度 ：pa4.5m?進(jìn)給量 ：取 。frf/30切削速度 取 。V.8s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10.4659.3/in317vnrd????按照文獻(xiàn)，取 0/ir?所以實(shí)際切削速度 ：v.14760.5/dms????切削工時(shí) 被切削層 ：l42m刀具切入 ：117(~)105.962rDlctgkctg???????刀具切出 ： 取l42 ml32走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.jLfn?⑵ 擴(kuò)孔 .7?刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。片型號(hào)：E403切削深度 ：pa1.35m?進(jìn)給量 ：取 。f06/fr切削速度 ：取 。V.4s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.2.78/in319vnrD????按照文獻(xiàn)取 50/ir所以實(shí)際切削速度 ：v3.149.50.2/6dms????切削工時(shí)被切削層 ：l42m刀具切入 有：11 19.7(~)20.863rDdlctgkctg?????????刀具切出 ： ，取2l4ml3走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt0.16in.5jLfn??11⑶ 鉸孔 12?刀具：選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。切削深度 ： ，且 。pa0.5m?12D?進(jìn)給量 ： 取 。f r/~rmf/0.切削速度 ：取 。Vs32.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.65.7/in14nrD????按照文獻(xiàn)取 5/ir實(shí)際切削速度 ：v3.14206.3/nms????切削工時(shí)被切削層 ：l42m刀具切入 ，101 019.7(~)20.9rDdlctgkctg????????刀具切出 ： 取2l4ml3走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt2.90.7in15jLnf?該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 ：jt2.1607.48minj???工步 6 鉆孔攻絲 12-M12 螺絲孔機(jī)床：加工中心 VMC850刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆切削深度 ：pam4.2?進(jìn)給量 ：根據(jù)《工藝手冊(cè)》取f rmf/25.0?切削速度 ：參照《工藝手冊(cè)》取VsV43機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/967.8110d??? min/80r?實(shí)際切削速度 ： ? sn.05.0?被切削層 ：lm2?刀具切入 ：1 ctgctgkDr 5.421.8)2~1(????刀具切出 ：2l0走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt min12.0825.41??fnlj12進(jìn)給量 ：由于其螺距 ,因此進(jìn)給量f mp5.1?rmf/5.1?切削速度 ：參照《工藝手冊(cè)》取V in8/4.0sV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取ni23.380rd??? i/20絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0in/25rn實(shí)際切削速度 ： ? sm/1.061054.0?被切削層 ：lm1?刀具切入 ： f.3)~(?刀具切出 ： （盲孔）2l0機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt in1.025.1405.02121 ??????fnlflj工序 10: 鉆頂平面 2-Φ5mm 孔機(jī)床：加工中心 VMC850刀具：根據(jù)參照文獻(xiàn)選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭切削深度 ：pa2.5m?根據(jù)文獻(xiàn)：進(jìn)給量 ,切削速度 。0/frsmV/36.0?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10.36147/in5Vnd????按照文獻(xiàn)，取 。/ir?實(shí)際切削速度 ：v.60.5/0Dns???切削工時(shí)被切削層 ：l3m刀具切入 ：1(1~2)0242rctgkctgm?????刀具切出 ： 取 。2l4l3加工基本時(shí)間 ： jt12.1in.6jLfn??13第 3 章 銑底面夾具設(shè)計(jì)3.1 研究原始質(zhì)料本論文要做的是銑底面夾具，除了滿足粗糙度的加工要求，最關(guān)鍵的是要找到一個(gè)定位基準(zhǔn)。同時(shí)，我們必須考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 定位、夾緊方案的選擇圖中顯示的組件：利用反面等粗定位參考設(shè)計(jì)的夾具，使得它的尺寸公差。據(jù)“手冊(cè)夾具”上述定位基準(zhǔn)必須與同一工件在每個(gè)進(jìn)程中參考步驟重合是用相同的定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。因此，我們必須根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，精密零件，以確保這一觀點(diǎn)的要求，合理選擇定位基準(zhǔn)。這個(gè)數(shù)字是不是較高技術(shù)要求的一部分，有沒(méi)有要求更高的并行性和對(duì)稱性，所以我們應(yīng)該考慮如何提高效率，勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加工精度。在制備過(guò)程的第一步是選擇定位基準(zhǔn)線。定位日期選擇要合理，否則會(huì)直接制定規(guī)劃過(guò)程的一部分，并影響最終的加工零件的質(zhì)量。參考不正確的選擇往往會(huì)增加路由過(guò)程或不合理或夾具的設(shè)計(jì)使得它更難以達(dá)到甚至更少精密部件（尤其是位置精度）的要求。3.2.1 定位方案采用底面、左側(cè)面及上頂面 3 個(gè)面進(jìn)行定位。左側(cè)面有 2 個(gè)定位塊進(jìn)行定位，可控制零件的 Y 移動(dòng)、X 轉(zhuǎn)動(dòng)、Z 轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)自由度，上頂面有 1 個(gè)定位塊進(jìn)行定位，可控制零件的 Z 移動(dòng)、Y 轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度，底面通過(guò)夾具體凸臺(tái)進(jìn)行定位，可控制零件的 X 移動(dòng) 1 個(gè)自由度。3.2.2 夾緊方案采用螺栓壓緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓緊，即采用用螺栓推動(dòng)壓緊塊，壓零件的側(cè)面。3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015??001?頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5??''30rK?0Dm6d2.5Lm2Z.8/famzap.2從資料五中表格 5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：140.981.0.1235pzFafDBzn??有： 8.1.0.12524836.2()N??????根據(jù)勞動(dòng)力切削力夾緊力的情況下，找出夾緊最不利的時(shí)間過(guò)程中，按靜力平衡原理來(lái)計(jì)算理論夾緊力。最后，可靠的夾緊，然后由一個(gè)安全系數(shù)乘以如果需要的夾緊力的實(shí)際值，即確保：FKW??安全系數(shù) K 算式如下：6543210式子里： 為安全系數(shù)，找出資料五 1～2～1 可知其公式參數(shù)：~123456.,.0,1.,3KK??由此可得： 0.31.056???所以 82415()KWFN?由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 ??FKf???21其中 f=夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 5.0F= +G G 為工件自重zPNfN4.3121????夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí)MPaB06???MPaBs4801??螺釘疲勞極限： B9263.2.1 ??極限應(yīng)力幅： akma7.51li????許用應(yīng)力幅： ??MPSa3.li?15螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ??s???[s]=2.5~4 取[s]=4得 ??MPa120??滿足要求???8.24cHdF???aNc153.檢查后：滿足強(qiáng)度的要求，程序，安全，可靠，快速的快速手動(dòng)夾緊螺釘定位機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，可以指定一個(gè)可靠的夾緊力。3.4 誤差分析與計(jì)算1 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj????其中接觸變形位移值：mSNcHBKRkmnZaZy 014.8.9])[(1????cos0.3j???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj??5.⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.965jwm???從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.5 對(duì)刀塊設(shè)計(jì)與選用刀塊的具體位置，這是沒(méi)有必要的，它的作用是使打一個(gè)標(biāo)桿，因?yàn)橄嗷ゴ怪钡臉?biāo)準(zhǔn)刀座飛機(jī)，這樣你就可以檢查垂直加工表面比較快速和準(zhǔn)確的工具刀刀塊裝置包括一個(gè)塞尺和組合物，以確定在工具和電樞的相對(duì)位置。因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程完成這個(gè)過(guò)程，所以使用刀座飛機(jī)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]中選擇沿垂直于刀片夾具。塞尺選用平塞尺，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖如下： 16圖 3.10 平塞尺(GB2244-80)3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體設(shè)計(jì)的基本要求(1) 應(yīng)該有相應(yīng)的精度和尺寸穩(wěn)定性重要的曲面，在夾具，如安裝定位器，安裝該工具或指南元件表面的表面，以及細(xì)節(jié)的安裝基礎(chǔ)，應(yīng)該有適當(dāng)?shù)拇笮『托螤罹龋咧g的正確位置。夾具大小保持穩(wěn)定，鑄造夾具體到時(shí)效工藝，焊接和鍛造機(jī)組冷卻。(2) 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度為了確保在過(guò)程中沒(méi)有夾緊力、 切削力、 變形和不允許的振動(dòng)等外力的作用，在底面夾具的厚度應(yīng)該有充足的剛性不足可適當(dāng)添加加強(qiáng)筋。(3) 它應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)和可用性?shī)A具尺寸較大和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)之間的相互作用表面和較高的位置精度應(yīng)因此特別注意其結(jié)構(gòu)應(yīng)工藝零件加工過(guò)程中，夾具和易于維護(hù)。在剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減輕重量、 降低音量，簡(jiǎn)單。(4) 應(yīng)該很容易排除切屑在加工過(guò)程中會(huì)根據(jù)芯片繼續(xù)積累著澆口，如果不消除、 熱積累可能損壞切割?yuàn)A具精度、 拉削芯片元件繞組位置，它也會(huì)破壞的準(zhǔn)確性或安全事件。因此，工藝芯片不會(huì)在很多情況下可以提高定位元件工作表面和固定到增加的芯片空間之間的距離: 需要削減更多在過(guò)程中，通常在應(yīng)設(shè)置長(zhǎng)笛夾具。(5) 在這臺(tái)機(jī)器必須安裝在一個(gè)穩(wěn)定和可靠安裝在機(jī)床夾具是通過(guò)夾具必須安裝相應(yīng)的接觸表面在機(jī)器上或在有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)和基礎(chǔ)上。夾具安裝上表機(jī)床、 夾具的重力低至可能，支持地區(qū)應(yīng)足夠大，安裝時(shí)基地應(yīng)具備較高的精度，以確保穩(wěn)定和安全的部署。夾具底部是一般中空、 大鉗17環(huán)或起吊孔。確定夾具結(jié)構(gòu)和尺寸，然后繪制家具的總體布局。畫(huà)出夾具裝配繪圖。3.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明當(dāng)安裝工件，首先需要定位每個(gè)塊吹干凈的表面，然后定位塊定位面鍵合相，內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊螺栓。18結(jié) 論本次的設(shè)計(jì)除了專業(yè)知識(shí)的收獲外，對(duì)于即將參加工作的自己來(lái)說(shuō)，心態(tài)上的收獲同樣重要。以前只有在課程設(shè)計(jì)中做過(guò)一些夾具方面的作業(yè)而這一次是加工工藝和夾具放在了一起。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，更深刻地了解了加工工藝和夾具方面的知識(shí)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)學(xué)習(xí)加工工藝和夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的機(jī)會(huì)，通過(guò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)舊知識(shí)的溫習(xí)以及對(duì)新知識(shí)的吸收，使自己對(duì)機(jī)械專業(yè)知識(shí)的掌握更加的全面和系統(tǒng)。此外，因?yàn)檫@一次的設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)，比以前的設(shè)計(jì)更接近于實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中強(qiáng)化了自己的專業(yè)態(tài)度，對(duì)今后從事機(jī)械行業(yè)受益非淺。本次設(shè)計(jì)的夾具為鉆 4102T-030006 飛輪殼后端面孔的鉆模設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的過(guò)程從最初的學(xué)習(xí)夾具設(shè)計(jì)，到零件的工藝分析，在到定位、夾緊、對(duì)定、方案的確定和工作原理的確定，零件的設(shè)計(jì)再到校核，最后確定夾具設(shè)計(jì)合理。設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循夾具設(shè)計(jì)的原則和步驟，查閱了大量相關(guān)的資料，并有老師的細(xì)心指導(dǎo)，因此本設(shè)計(jì)是可以應(yīng)用于實(shí)際工程問(wèn)題的。19參考文獻(xiàn)[1]劉玉梅，飛輪殼工藝方案分析及典型夾具設(shè)計(jì)[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2008.5.[2]陳明，機(jī)械制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1.[3]李洪，機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京出版社，2007.8.[4]肖繼德，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[5]徐圣群，簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1991.[6]孟少龍，機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 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謝通過(guò)兩個(gè)月多月的辛勤努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于如期完成了。在指導(dǎo)老師朱榮福老師的耐心幫助和悉心指導(dǎo)下，我學(xué)會(huì)了查閱相關(guān)資料，總結(jié)設(shè)計(jì)要求，最終形成整個(gè)設(shè)計(jì)框架和整體設(shè)計(jì)思想。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，出現(xiàn)了不少理論和實(shí)踐中的錯(cuò)誤，在老師的耐心指正下才得以到解決。他以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高度的責(zé)任心，給我在生活和工作中以很大的影響。在此致以表示感謝，感謝指導(dǎo)老師朱榮福老師的幫助，以及感謝室友和給予我關(guān)心和幫助的其他老師和同學(xué)。