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寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）
分 類 號
密 級
寧寧波大紅鷹學(xué)院
設(shè)計
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
誠 信 承 諾
我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：沈玉萍
年 月 日
33
摘 要
本設(shè)計的內(nèi)容首先通過分析蝸輪箱體，了解到蝸輪在蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)中的作用。運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)及相關(guān)課程的一些知識，解決蝸輪箱體在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排等方面的相關(guān)問題，確定相關(guān)的工藝尺寸及選擇合適的機(jī)床和刀具，保證零件的加工質(zhì)量。其次，依據(jù)蝸輪箱體毛坯件和生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求及各加工方案的比較，制定出切實可行的加工工藝規(guī)程路線。最后，根據(jù)被加工零件的加工要求，參考機(jī)床夾具設(shè)計手冊及相關(guān)方面的書籍，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計的方案，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理并且能保證加工質(zhì)量的夾具。
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工、工藝規(guī)程、專用夾具、蝸輪箱體
Abstract
The content of this design through the analysis of worm gear worm gear box, to understand the role of the worm gear mechanism. Use of machinery manufacturing technology and related courses of some knowledge, solve the worm gear case in the process of localization, clamp as well as craft route arrangement and other related issues, to identify the relevant process and choose a suitable size and machine tools, spare parts processing quality assurance. Secondly, on the basis of worm gear box body blank and the requirements of the production program and the comparison of processing schemes, formulate feasible manufacturing process line. Finally, according to the requirements of the processing parts processing, machine tool fixture design reference manual and related aspects of the books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, energy saving, economic and reasonable to ensure the quality of processing fixture.
Key Words: Mechanical processing, process, special fixture, worm gear box
目 錄
摘 要 3
Abstract 4
目 錄 5
第1章 緒 論 6
1.1課題背景及目的 7
1.2 國內(nèi)外研究狀況 7
1.3課題研究方法 8
1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 8
第2章 零件分析 8
2.1 零件的特點、作用 8
2.2工藝分析 9
2.2.1零件圖樣分析 9
2.2.2零件工藝分析 10
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 10
3.1機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 10
3.1.1生產(chǎn)過程與機(jī)械加工工藝過程 10
3.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類 11
3.3制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料 11
4 銑底面夾具設(shè)計 25
4.1設(shè)計要求 25
4.2夾具設(shè)計 25
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 25
4.2.2 切削力及夾緊力的計算 26
4.3 定位誤差的分析 28
4.4 零、部件的設(shè)計與選用 28
4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 31
致 謝 32
參考文獻(xiàn) 32
第1章 緒 論
加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)專業(yè)知識的一次鞏固，是在進(jìn)行社會實踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。 機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)！本設(shè)計是有關(guān)蝸輪箱體工藝步驟的說明和機(jī)床夾具設(shè)計方法的具體闡述。工藝設(shè)計是在學(xué)習(xí)機(jī)械制造技術(shù)工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計后，在生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識對零件進(jìn)行加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機(jī)床夾具的設(shè)計，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。
1.1課題背景及目的
本課題是基于UG CAD/CAM的箱體wl制造，箱體零件的加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝也相對比較復(fù)雜，通常都是采用鑄鐵材料。一般先將材料鑄造成毛坯，然后經(jīng)過時效處理后在進(jìn)行加工，大多采用先面后孔的加工路線。
箱體零件加工具有典型性，對于我們機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的學(xué)生來說，通過這次畢業(yè)設(shè)計，不僅能夠復(fù)習(xí)、運(yùn)用在這四年里所學(xué)過的知識，而且還能讓我們把所學(xué)到的所有知識都統(tǒng)一起來，融會貫通。這讓我們更全面的了解箱體類零件加工工藝過程和夾具設(shè)計等。
機(jī)械制造技術(shù)設(shè)計是培養(yǎng)機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生應(yīng)職應(yīng)崗能力的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生能全面綜合地運(yùn)用所學(xué)的理論和實踐知識，進(jìn)行零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和工藝裝備的設(shè)計。其基本目的是：
（1） 培養(yǎng)工程意識。
（2） 訓(xùn)練基本技能。
（3） 培養(yǎng)質(zhì)量意識。
（4） 培養(yǎng)規(guī)范意識。
1.2 國內(nèi)外研究狀況
“十五、十一五”期間，由于國家采取了積極穩(wěn)健的財政貨幣政策，固定資產(chǎn)投資力度加大，特別是基礎(chǔ)建設(shè)的投資，使冶金、電力、水泥、建筑、建材、能源等加快了發(fā)展，因此，對減速機(jī)的需求也逐步擴(kuò)大。隨著國家對機(jī)械制造業(yè)的重視，重大裝備國產(chǎn)化進(jìn)程的加快以及城市化改造進(jìn)程的加快，減速機(jī)行業(yè)仍將保持快速發(fā)展態(tài)勢，尤其是齒輪減速機(jī)的增長將會大幅度提高，這與進(jìn)口設(shè)備大多配套采用齒輪減速機(jī)有關(guān)。因此，業(yè)內(nèi)專家希望企業(yè)抓緊開發(fā)制造齒輪減速機(jī)，尤其是大、中、小功率硬齒面減速機(jī)，以滿足市場的需求。
目前，國內(nèi)外動力齒輪傳動正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化、小振動、低噪聲的方向發(fā)展。
1.3課題研究方法
本課題的主要研究箱體對象是小型蝸輪減速器，因此，在著手研究時，先要對這種減速器的箱體結(jié)構(gòu)、特點有一個大致的了解。
蝸輪減速器箱體類零件的主要結(jié)構(gòu)特點是：有一對和數(shù)對要求嚴(yán)、加工難度大的軸承支承孔；有一個或數(shù)個基準(zhǔn)面及一些支承面；結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，壁薄且壁厚不均勻；有許多精度要求不高的緊固用孔。
蝸輪減速器箱體類零件的主要技術(shù)要求是對孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支撐孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；孔與孔的軸線之間的相互位置精度（平行度、垂直度）；裝配基準(zhǔn)面與加工時的定位基準(zhǔn)面的平面度和表面粗糙；各支承孔軸線和平面基準(zhǔn)面的尺寸精度、平行度和垂直度。這些技術(shù)要求是保證機(jī)器與設(shè)備的性能與精度的重要措施
1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容
能構(gòu)成一篇完整的論文必須要有好幾部分組成，其中包括畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告、文獻(xiàn)綜述、圖紙及相關(guān)資料、畢業(yè)設(shè)計（論文）正本、外文資料譯文與原文等。
本篇論文所要研究的內(nèi)容就是關(guān)于蝸輪減速器的箱體的零件結(jié)構(gòu)特點，這類零件的工藝規(guī)程設(shè)計，夾具的設(shè)計及其定位方案等等。其中在這類箱體零件的工藝規(guī)程設(shè)計這一塊，就需要研究很多方面。
完成一篇論文需要查閱很多資料，要從研究的課題的各個方面收集相關(guān)資料，從而完善課題研究的內(nèi)容，更好的完成論文。
第2章 零件分析
2.1 零件的特點、作用
箱體類零件，其形狀較為復(fù)雜，有比較多的平面與曲面且有內(nèi)表面。各個面的精度要求不一樣。在進(jìn)行機(jī)械加工工藝制訂的時候需要充分考慮工件的正確裝夾與定位。
論文所給定的零件是蝸輪減速器箱體。由它將機(jī)器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運(yùn)動.常見的蝸輪減速器箱體零件有:各種形式的機(jī)床主軸箱.減速箱和變速箱等.各種蝸輪減速器箱體類零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點。
2.2工藝分析
2.2.1零件圖樣分析
1）?180+0.035 0mm孔軸心線對基準(zhǔn)軸心線B的垂直度公差為0.06mm。
2）?180+0.035 0mm兩孔同軸度公差為?0.06mm。
3）?90+0.027 0mm兩孔同軸度公差為?0.05mm。
4）箱體內(nèi)部做媒油滲漏檢驗。
5）鑄件人工時效處理。
6）非加工表面涂防銹漆。
7）鑄件不能有砂眼、疏松等缺陷。
8）材料HT200。
2.2.2零件工藝分析
1）在加工前，安排劃線工藝是為了保證工件壁厚均勻，并及時發(fā)現(xiàn)鑄件的缺陷，減少廢品。
2）該工件體積小，壁薄，加工時應(yīng)該注意夾緊力的大小，防止變形。例如：精鏜前要求對工件壓緊力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也是確保加工精度的一種方法。
3）?180+0.035 0mm與?90+0.027 0mm兩孔的垂直度0.06mm要求，由T68機(jī)床分度來保證。
4）?180+0.035 0mm與?90+0.027 0mm兩孔孔距100±0.12mm，可采用裝心軸的方法檢測。
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
3.1機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
3.1.1生產(chǎn)過程與機(jī)械加工工藝過程
生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運(yùn)輸、保管于準(zhǔn)備，產(chǎn)品的技術(shù)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯的制造、零件的機(jī)械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗調(diào)試、油漆包裝、以及產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)等。
機(jī)械工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為零件的全過程。
機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。
規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：
1.機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。
2.機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進(jìn)度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。
3.機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術(shù)文件。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所須機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機(jī)床的平面布置，各部門的安排
3.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類
機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機(jī)床完成的工序，還有機(jī)床調(diào)整卡片。
機(jī)械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。
機(jī)械加工工序卡片是每個工序詳細(xì)制訂時，用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。
3.3制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料
制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：
1.產(chǎn)品的全套技術(shù)文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。
2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應(yīng)研究毛坯圖，了解毛坯余量，結(jié)構(gòu)工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。
3.車間的生產(chǎn)條件。即了解工廠的設(shè)備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產(chǎn)面積；工人的技術(shù)水平；專用設(shè)備；工藝裝備的制造性能等。
4.各種技術(shù)資料。包括有關(guān)的手冊、標(biāo)準(zhǔn)、以及國內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)等。
第4章 選擇加工方法，制定工藝路線
4.1機(jī)械加工工藝設(shè)計
4.1.1基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
4.1.2粗基面的選擇
對一般的箱體零件來說，以底面作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，蝸輪箱體以側(cè)面作為粗基準(zhǔn)。
4.1.3精基面的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇底面作為精基準(zhǔn)。
4.2制定機(jī)械加工工藝路線
4.2.1工藝路線方案一
工序1 銑底面。選用X62W臥式銑床
工序2 鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔。選用鉆3025臺式鉆床。
工序3 粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面。
工序4 銑前后Φ65的凸臺面。選用X62W臥式銑床。
工序5 銑Φ36凸臺面。選用X52K立式銑床。
工序6 粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔。
工序7 鉆擴(kuò)絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°。選用Z3025立式鉆床加工。
工序8 精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。
工序9 精擴(kuò)絞Φ18H7孔。選用Z3025立式鉆床加工
工序10 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H。選用Z3025立式鉆床加工。
工序11 鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。
工序12 鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。
4.2.2工藝路線方案二
工序1 銑底面。選用X62W臥式銑床
工序2 鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔。選用鉆3025臺式鉆床。
工序3 粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面。
工序4 銑前后Φ65的凸臺面。選用X62W臥式銑床。
工序5 銑Φ36凸臺面。選用X52K立式銑床。
工序6 鉆擴(kuò)絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°。選用Z3025立式鉆床加工。
工序7 粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔。
工序8 精銑Φ98凸臺的左側(cè)面和工件的左側(cè)面。
工序9 精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。
工序10 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H。選用Z3025立式鉆床加工。
工序11 鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。
工序12 鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H。選用Z3025立式鉆床加工。
4.3工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原則進(jìn)行加工的。方案一是先加工Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，Φ132孔。，然后以底面為基準(zhǔn)經(jīng)過尺寸鏈換算找正Φ18的中心線再來加工孔Φ18H7孔°，而方案二則與此相反，先鉆、擴(kuò)、鉸φ18mm,倒角45°，然后以孔的中心線為基準(zhǔn)找正Φ74孔的中心線來加工孔，這時的垂直度和精度容易保證，并且定位和裝夾都很方便。因此，選擇方案二是比較合理的。
4.4確定工藝過程方案
表 4.1 擬定工藝過程
工序號
工序內(nèi)容
簡要說明
010
一箱多件沙型鑄造
020
進(jìn)行人工時效處理
消除內(nèi)應(yīng)力
030
涂漆
防止生銹
040
銑底面
先加工面
050
鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔
060
粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面
先粗加工
070
銑前后Φ65的凸臺面
080
銑Φ36凸臺面
090
鉆擴(kuò)絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°
0100
粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔
0110
精銑Φ98凸臺的左側(cè)面和工件的左側(cè)面
后精加工
0120
精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔
0130
鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H
后加工孔
0140
鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H
0150
鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H
0160
檢驗
0170
入庫
第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具
由于生產(chǎn)類型為中批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成.
5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備
5.1.1 選擇夾具
本零件除銑，鏜及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。
5.1.2 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具
1.銑刀依據(jù)資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為
d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。
2.鉆φ32mm的孔選用錐柄麻花鉆。
3.鉆φ10mm和鉆、半精鉸φ16mm的孔。倒角45°，選用專用刀具。
4.車φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面并鉆孔。刀具：選擇高速鋼麻花鉆，
do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝120°，45度車刀。
5.鉆螺紋孔φ6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機(jī)用絲錐。
6.拉溝槽R3選用專用拉刀。
5.1.3 選擇量具
本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關(guān)資料，選擇如下：
1.選擇加工面的量具
用分度值為0.05mm的游標(biāo)長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。
2.選擇加工孔量具
因為孔的加工精度介于IT7～I(xiàn)T9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內(nèi)徑千分尺即可。
5.2確定工序尺寸
5.2.1面的加工（所有面）
根據(jù)加工長度的為60mm，毛坯的余量為3mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)《機(jī)械工藝手冊》表2.3-21加工的長度的為60mm、加工的寬度為60mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。
5.2.2孔的加工
1. φ132mm.
毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
粗鏜：φ130.4mm 2z=1.6mm
精鏜：φ132H8
2. φ74mm.
毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
粗鏜：φ73mm 2z=1.0mm
精鏜：φ74H8
3. φ18H7mm的孔
毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT6～I(xiàn)T7之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ16mm 2z=2mm
粗鉸：φ17.6mm 2z=0.4mm
精鉸：φ18H7
4. 鉆4-Φ13.5锪平Φ24的孔
毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝
手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：4-φ6.5mm 2z=3.5mm
擴(kuò)孔：4-φ12.5mm 2z=0.5mm
鉸孔：4-φ13.5mm
锪平: 4-φ24mm
5. 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H
毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝
手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔： Φ 10.2-6H 2z=0.9mm
孔口倒角：2X45°
攻絲: M12-6H
6. 鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H
毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝
手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ8.5mm 2z=0.75mm
攻絲：M10
7. 鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H
毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝
手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：4-φ6.7mm 2z=0.65mm
攻絲：4-M8-H7
第6章 確定切削用量
6.1 工序10切削用量
本工序為銑底面。已知工件材料為HT200，選擇硬質(zhì)合金端面銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,B=63mm，d=60mm，已知銑削寬度a=60mm，銑削深度a=3mm故機(jī)床選用X62W臥式銑床。
1.確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，X62W型臥式銑床，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量f=0.2-0.5mm/z、現(xiàn)取f=0.3mm/z。
2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑D=200mm，耐用度T=300min。
3.確定切削速度
根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=200mm，齒數(shù)z=10，銑削深度a=3mm，耐用度T=300min時查參考文獻(xiàn)〔1〕表3.1-74取主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min,故相應(yīng)的切削速度為：
Vc =
Vc==94.2m/min
4.校驗機(jī)床功率
參考文獻(xiàn)〔1〕表2.4-96,得切削功率為:
取z=10個齒，n=150/60=2.5r/s，=60mm，=3mm，=0.3mm/z，=1
將他們帶入式中得：
kw
又由文獻(xiàn)〔1〕表3.1-73得機(jī)床功率為7.5kw，若取效率為0.85，則7.5X0.85=6.375kw＞2.78kw
故機(jī)床功率足夠。
6.2 工序20切削用量
本工序為鉆4-φ13.5mm的孔和锪4-φ24的沉頭孔。選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=50mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=35mm故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。
1.確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，查得每齒進(jìn)給量f=0.20～0.30mm/z、現(xiàn)取f=0.20mm/z。
2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。
3.確定切削速度和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。
根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。
則實際切削：
Vc =
Vc==23.55m/min
實際進(jìn)給量：
f=
f==0.23mm/z
4.校驗機(jī)床功率
依據(jù)上道工序校驗的方法，根據(jù)資料所知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知機(jī)床功率能夠滿足要求。
t==4.3 min
6.3工序30和工序80切削用量
工序30為粗銑Φ98的左右側(cè)面和工件的左側(cè)面，工序80精銑Φ98凸臺的左側(cè)面和工件的左側(cè)面，所選刀具為高速鋼端面銑刀其直徑為D=100mm，齒數(shù)z=10。
1.確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料，查得粗銑和精銑每齒進(jìn)給量fz=0.10～0.35mm/z，現(xiàn)取fz=0.20mm/z。
2.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)資料，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為2.0mm，耐用度T=130min。
3.確定切削速度和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。
根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=255r/min,Vfc=300mm/s。
則實際切削：
Vc =
Vc==80.1m/min
4.校驗機(jī)床功率
參考文獻(xiàn)〔1〕表2.4-96,得切削功率為:
取z=10個齒，n=255/60=4.25r/s，=100mm，=2.5mm，=0.2mm/z，=1
將他們帶入式中得：
kw
又由文獻(xiàn)〔1〕表3.1-73得機(jī)床功率為7.5kw，若取效率為0.85，則7.5X0.85=6.375kw＞4.95kw
故機(jī)床功率足夠。
6.4 工序40切削用量
本工序為銑前后Φ65的凸臺面。所選刀具為端面銑刀，銑刀直徑D=80mm，根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀d=27mm，L=36mm,Z=10，已知銑削寬度a=65mm，銑削深度a=3mm故機(jī)床選用X62W臥式銑床。
1.確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量f=0.10～0.35mm/z、現(xiàn)取f=0.30mm/z。
2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為2.0mm，耐用度T=120min。
3.確定切削速度和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=80mm，銑削寬度a=65mm，銑削深度a =3mm，耐用度T=120min時。
根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min。
則實際切削：
Vc =
Vc==75.36m/min
4.校驗機(jī)床功率
參考文獻(xiàn)〔1〕表2.4-96,得切削功率為:
取z=10個齒，n=300/60=5r/s，=80mm，=3mm，=0.3mm/z，=1
將他們帶入式中得：
kw
又由文獻(xiàn)〔1〕表3.1-73得機(jī)床功率為7.5kw，若取效率為0.85，則7.5X0.85=6.375kw＜7.5kw
故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速為235r/min,則:
Vc ===59m/min
將其帶入公式得:
=5.8kw＜6.375kw
故機(jī)床功率夠。
6.5工序50切削用量
本工序為銑Φ36凸臺面，加工條件為：工件材料為HT200,選用X52K機(jī)床。刀具選擇：選擇高速鋼端面銑刀，D=50mm。
1.確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量f=0.10～0.35mm/z、現(xiàn)取f=0.30mm/z。
2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)資料所知，用端面銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為2.0mm，耐用度T=110min。
3.確定切削速度和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑D=50mm，銑削寬度a=36mm，銑削深度a =3.5mm，耐用度T=100min時。
根據(jù)X52K型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min。
則實際切削：
Vc =
Vc==47.1m/min
4.校驗機(jī)床功率
參考文獻(xiàn)〔1〕表2.4-96,得切削功率為:
取z=8個齒，n=235/60=3.9r/s，=36mm，=3.5mm，=0.3mm/z，=1
將他們帶入式中得：
kw
又由文獻(xiàn)〔1〕表3.1-73得機(jī)床功率為7.5kw，若取效率為0.85，則7.5X0.85=6.375kw＞3.06kw
故機(jī)床功率夠。
6.6 工序60的切削用量
本工序為鉆擴(kuò)絞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=16mm，擴(kuò)孔鉆和Φ18的鉸刀，使用切削液
1.鉆Φ16的底孔
參考文獻(xiàn)1表2.4-38，并參考鉆床說明書，取鉆孔時進(jìn)給量f=0.45mm/r，
參考文獻(xiàn)1表2.4-41，用插入法求得鉆孔的切削速度v=0.35m/s=21m/min，由此算出轉(zhuǎn)速為：
417.9r/min
2.擴(kuò)Φ17.6的孔
參考文獻(xiàn)1表2.4-50，并參考機(jī)床實際進(jìn)給量，取f=0.99mm/r，
參考文獻(xiàn)4表3-54，擴(kuò)孔的切削速度為（1/2—1/3）V鉆，故取：
由此算出轉(zhuǎn)速： 。按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速取n=190r/min。
3.鉸Φ18H7孔
參考文獻(xiàn)1表2.4-58，鉸孔的進(jìn)給量取f=1.6mm/r。
參考文獻(xiàn)1表2.4-60，取鉸孔的切削速度為v=0.121m/s=7.26m/min，由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速取128r/min。
6.7工序70和工序90的切削用量
工序70為粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗鏜Φ132孔。工序90為精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。查文獻(xiàn)2表3.2-10，得粗鏜以后的孔為Φ73和Φ130.4，故兩孔的精鏜余量Za=0.8mm和Zb=0.5mm。鏜孔時要保證孔與Φ18H7孔的垂直度要求，鏜孔時的孔中心線要由Φ18H7的中心線來保證。
粗鏜Φ132H7孔時
粗鏜Φ132孔時因余量為4.2mm，故=4.2mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)1表2.4-180查取v=0.6m/s=36m/min。進(jìn)給量f=1mm/r。
r/min
取機(jī)床轉(zhuǎn)速為86r/min。
2. 精鏜Φ132H7孔時
粗鏜Φ132孔時因余量為0.8mm，故=0.8mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)1表2.4-180查取v=1.2m/s=72m/min。進(jìn)給量f=0.15mm/r。
r/min
取機(jī)床轉(zhuǎn)速為174r/min。
3. 粗鏜Φ74H7孔時
粗鏜Φ74孔時因余量為3.5mm，故=3.5mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)1表2.4-180查取v=0.7m/s=42m/min。進(jìn)給量f=1mm/r。
r/min
取機(jī)床轉(zhuǎn)速為178r/min。
4. 精鏜Φ74H7孔時
粗鏜Φ74孔時因余量為0.5mm，故=0.5mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)1表2.4-180查取v=1.4m/s=84m/min。進(jìn)給量f=0.15mm/r。
r/min
取機(jī)床轉(zhuǎn)速為361r/min。
6.8 工序100的切削用量
本工序為鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2X45°，攻螺紋M12-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6mm,以及機(jī)用絲錐。鉆床選用Z525立式鉆床，使用切削液。
1.確定進(jìn)給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進(jìn)給。
2.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。
3.確定切削速度V
參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1表2.4-38，取鉆底孔Φ10.2的切削速度為v=0.36m/s=21.8m/min，由此算出轉(zhuǎn)速：n =。取攻絲時的切削速度為：0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速去n=272r/min。
6.9 工序110的切削用量
本工序為鉆4-M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H，攻螺紋M12-6H，刀具選用錐柄麻花鉆，直徑d=10mm,以及機(jī)用絲錐。鉆床選用Z3025立式鉆床，使用切削液。
1.確定進(jìn)給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進(jìn)給。
2.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。
3.確定切削速度V
參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1表2.4-38，取鉆底孔Φ8.5的切削速度為v=0.28m/s=16.81m/min，由此算出轉(zhuǎn)速：n =。取攻絲時的切削速度為：0.21m/s=12.56m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n =。
6.10 工序120的切削用量
本工序為鉆4-M8-H7螺紋底孔，攻螺紋4-M10-7H°，攻螺紋M12-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=8mm,以及機(jī)用絲錐。鉆床選用Z3025立式鉆床，使用切削液。
1.確定進(jìn)給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進(jìn)給。
2.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。
3.確定切削速度V
參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1表2.4-38，取鉆底孔Φ6.7的切削速度為v=0.35m/s=21m/min，由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速去n=1000r/min。取攻絲時的切削速度為：0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n =。按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速去n=400r/min。
4 銑底面夾具設(shè)計
4.1設(shè)計要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。下面即為銑底面的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。
4.2夾具設(shè)計
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。
由零件圖可知：在對銑底面進(jìn)行加工前，
方案：選反面平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單，選擇手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
4.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
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：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
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(xiàn)[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表 可得：
所以
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，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.3 定位誤差的分析
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)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
（1）中心線對定位件中心線位置精度
. 取.
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
4.4 零、部件的設(shè)計與選用
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進(jìn)給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷，加強(qiáng)加工夾具牢固。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖2.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：
表5.4 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
14
～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5.3所示：
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動螺旋夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費(fèi)時費(fèi)力。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動螺旋夾緊方式。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)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(jìn)行調(diào)整換取。
寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）
致 謝
首先感謝母校，是她給我一個難得的學(xué)習(xí)機(jī)會，讓我在即將畢業(yè)之際學(xué)到了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的畢業(yè)設(shè)計，使我在理論和動手能力上都有了進(jìn)一步的提高。
作為一名即將完成學(xué)業(yè)，離開學(xué)校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個學(xué)習(xí)的機(jī)會，創(chuàng)造了美好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，讓我在這里學(xué)到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學(xué)和朋友，是他們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！
經(jīng)過這次設(shè)計，提高了我很多的能力，比如實驗水平、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助我將無法順利完成這次設(shè)計。
參考文獻(xiàn)
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