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偏心墊片工藝規(guī)程制定與夾具設(shè)計(jì)
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
偏心墊片零件的工藝規(guī)程及其鉆面上6個(gè)底孔的工裝夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
I
蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
The planning process and fixture design
Abstract
This design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.
Process of eccentric gasket parts and drilling a 6 hole on surface of fixture design process design, including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.
Key words: Technology, process, cutting dosage, clamping, positioning, error.
I
目錄
第1章 緒論 1
1．1引言 1
1．2機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 1
1．3研究方法及技術(shù)路線 2
1．4課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 3
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2．1毛坯的制造形式 5
2. 2零件分析 5
2．3 基面的選擇 5
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 5
2.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則 6
2．4制定工藝路線 6
2．5確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 7
2．6確定切削用量及基本工時(shí) 9
第3章 偏心墊片的夾具設(shè)計(jì) 19
3．1定位基準(zhǔn)選擇 19
3．2切削力及夾緊力的計(jì)算分析 19
3．3誤差分析與計(jì)算 20
3．4鉆套的設(shè)計(jì) 20
3．5夾具操作的簡(jiǎn)要說明 21
結(jié) 論 22
致 謝 23
參考文獻(xiàn) 24
25
第1章 緒論
1．1引言
制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它與當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)代制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)研究和發(fā)展的主題，特別是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個(gè)不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡(jiǎn)單的機(jī)械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡(jiǎn)單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術(shù)水平都非常有限。隨著社會(huì)的發(fā)展，制造技術(shù)的范圍，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平的不斷提高，向文化，藝術(shù)，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術(shù)。到了資本主義和社會(huì)主義社會(huì)，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質(zhì)生活和文明有了很大的提高，對(duì)精神和物質(zhì)有了更高的要求，科學(xué)技術(shù)有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關(guān)系更為密切。蒸汽機(jī)的制造技術(shù)的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)燃機(jī)制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代噴氣客機(jī)和超音速飛機(jī)的發(fā)展，集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步左右了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的水平，納米技術(shù)的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機(jī)械的先河，因此，人類的活動(dòng)與制造密切相關(guān)，人類活動(dòng)的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機(jī)，人造飛機(jī)，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術(shù)的出現(xiàn)，使人類活動(dòng)走出了地球，走向太空 。
1．2機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用
機(jī)械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動(dòng)條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1、 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查
3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4、 制訂工藝路線
5、 進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等。）
1．3研究方法及技術(shù)路線
1. 深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究
在深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)，制造與使用夾具情況等。
2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序
計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準(zhǔn)，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機(jī)床設(shè)備等），進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等），確定工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法，填寫工藝文件。
3. 確定工件的夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)
夾緊力的作用點(diǎn)和方向應(yīng)符合夾緊原則。進(jìn)行夾緊力的分析和計(jì)算，以確定加緊元件和傳動(dòng)裝置的主要尺寸。
4. 確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)形式
如分度裝置，對(duì)刀元件和夾具體等
5. 繪制夾具總裝配圖
在繪制總裝配圖時(shí)，盡量采用1：1比例，主視圖應(yīng)選取面對(duì)操作者的工作位置。繪圖時(shí)，先用紅線或雙點(diǎn)劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實(shí)線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個(gè)假想的透明體，按定位元件，導(dǎo)向元件，夾緊機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)裝置等順序， 畫出具體結(jié)構(gòu)。
6. 標(biāo)注各部分主要尺寸，公差配合，和技術(shù)要求
7. 標(biāo)注零件編號(hào)及編制零件明細(xì)表
在標(biāo)注零件編號(hào)時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)件可直接標(biāo)出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。明細(xì)表要注明夾具名稱，編號(hào)，序號(hào)，零件名稱及材料，數(shù)量等。
8. 繪制家具零件圖
拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。
1．4課題背景及發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，沖鋒發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)技術(shù)措施。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中也應(yīng)該注意一些重要方法，我們必須深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究，因?yàn)?，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細(xì)閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術(shù)要求，該件在機(jī)械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準(zhǔn)面的選擇狀況，可用的機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)——夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設(shè)計(jì)，我也要了解并注意設(shè)計(jì)夾具出現(xiàn)的問題，對(duì)夾具最基本的要求是：工件的定位準(zhǔn)確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān)。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學(xué)計(jì)算求得。在采取提高定位精度的措施時(shí)，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機(jī)床上的定位精度，和刀具在夾具上的導(dǎo)向精度也不應(yīng)忽視。夾具在機(jī)床上的定位精度，主要與定位元件表面與機(jī)床配合處的位置精度。夾具與機(jī)床連接處的配合間隙等因素有關(guān)。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時(shí)，應(yīng)采用調(diào)整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時(shí)找正定位表面的準(zhǔn)確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機(jī)床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導(dǎo)向精度通常利用導(dǎo)向元件或?qū)Φ对肀ＷC。因此影響刀具在夾具上的導(dǎo)向精度的因素有：導(dǎo)套中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時(shí)，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過定位元件與定位基準(zhǔn)的配合間隙等辦法來解決。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2．1毛坯的制造形式
零件材料為20鋼，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造成型，鍛造精度為9級(jí)，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2. 2零件分析
要對(duì)該零件的外圓面、平面、螺紋和孔進(jìn)行加工。具體加工要求如下：
Φ24外圓面 粗糙度25
Φ24端面 粗糙度Ra3.2
Φ42外圓面 粗糙度25
Φ42端面 粗糙度3.2
2-Φ3.2孔 粗糙度6.3
2-Φ6孔 粗糙度6.3
Φ6.6孔 粗糙度25
Φ11孔 粗糙度25
Φ8.5孔 粗糙度6.3
M6螺紋
2．3 基面的選擇
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，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
由以上及零件知，選用Φ42外圓面及其端面的毛坯作為定位粗基準(zhǔn)。
2．3．2精基準(zhǔn)選擇的原則
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
1） 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2） 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
3） 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
5） 有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。
由上及零件圖知，選用Φ42外圓面及其端面作為定位精基準(zhǔn)。
2．4制定工藝路線
該偏心墊片具備較高的強(qiáng)度與抗沖擊能力，毛坯件為鍛件，材料為20鋼，公差等級(jí)為CT9級(jí)，零件的外形尺寸及技術(shù)要求參考零件圖，由零件圖知，該零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工序較多，在安排在零件工藝路線的過程中，主要考慮以下幾個(gè)方面：
1、Φ42外圓面及其端面為精基準(zhǔn)，同時(shí)也是粗基準(zhǔn)。根據(jù)“先面后孔”和“基面先行”的原則，首先加工Φ24外圓面及其端面、Φ42外圓面及其端面。
2、偏心墊片加工表面中Φ42端面、Φ24端面精度最高，一切工序都是圍繞保證該端面的精度來安排。根據(jù)“先主后次”的原則，Φ42端面、Φ24端面應(yīng)安排在工藝路線的前面進(jìn)行，但不能一次加工到尺寸要求，否則在后續(xù)工序中利用該表面定位時(shí)，可能受到損傷。
3、“先粗后精”是針對(duì)整個(gè)工藝路線而言的，而并非針對(duì)某一表面而言。對(duì)于Φ42端面、Φ24端面，它是其他次要表面加工的基準(zhǔn)，必須先加工。
4、正確進(jìn)行工序劃分。在制訂工藝路線時(shí)，要經(jīng)過充分比較，認(rèn)證，選擇其中一種最佳的方案。同樣，在選擇加工方式及局部工藝路線時(shí)，也要對(duì)不同方案進(jìn)行分析，確定最佳。
最終工藝方案如下：
工序01鍛造
工序02調(diào)質(zhì)處理
工序03粗車Φ24外圓面及其端面；倒角0.345°
工序04粗車Φ42外圓面及其端面；精車Φ42端面；倒角0.845°
工序05精車Φ24端面；倒角0.845°
工序06劃出所有加工孔的中心
工序07鉆M6螺紋底孔Φ5；鉆2-Φ3.2孔深6；鉆2-Φ6孔；鉆Φ6.6孔
工序08锪沉孔Φ8.5深2；锪沉孔Φ11深4；攻M6螺紋
工序092-Φ6孔兩端倒角0.545°
工序10去毛刺
工序11檢驗(yàn)至圖紙要求
工序12入庫
2.5確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差
1. Φ24外圓面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25得鍛件的單邊加工余量Z=1.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級(jí)，表面粗糙度Ra為25，加工余量為MA-E級(jí)。一步車削即可滿足其精度要求。
2. Φ24端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25得鍛件的單邊加工余量Z=1.1mm, 鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為3.2，加工余量為MA-E級(jí)。一步車削（即粗車——精車）即可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0
精車 單邊余量Z=0.1
3. Φ42外圓面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25得鍛件的單邊加工余量Z=1.0mm, 鑄件尺寸公差為CT9級(jí)，表面粗糙度Ra為25，加工余量為MA-E級(jí)。一步車削即可滿足其精度要求。
4. Φ42端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25得鍛件的單邊加工余量Z=1.1mm, 鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為3.2，加工余量為MA-E級(jí)。一步車削（即粗車——精車）即可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0
精車 單邊余量Z=0.1
2-Φ3.2孔 粗糙度6.3
2-Φ6孔 粗糙度6.3
Φ6.6孔 粗糙度25
Φ11孔 粗糙度25
Φ8.5孔 粗糙度6.3
M6螺紋
5. 2-Φ3.2孔的加工余量
因孔的尺寸不大于30，故采用實(shí)心鑄造。
6. 2-Φ6孔的加工余量
因孔的尺寸不大于30，故采用實(shí)心鑄造。
7. Φ6.6孔的加工余量
因孔的尺寸不大于30，故采用實(shí)心鑄造。
8. Φ11孔的加工余量
因孔的尺寸不大于30，故采用實(shí)心鑄造。
9. Φ8.5孔的加工余量
因孔的尺寸不大于30，故采用實(shí)心鑄造。
10. M6螺紋螺紋的加工余量
因螺紋的尺寸小于30，故采用實(shí)心鑄造。
2．6確定切削用量及基本工時(shí)
工序01鍛造
工序02調(diào)質(zhì)處理
工序03粗車Φ24外圓面及其端面；倒角0.345°
工步一：粗車Φ24外圓面及其端面
1） 車削深度， ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(6.1+30+1.0)/（4750.16）min=0.488min。
工步二：倒角0.345°
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。
檢驗(yàn)機(jī)床功率
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按CA6140車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
車削功率檢驗(yàn)按有關(guān)手冊(cè)
當(dāng)C=0.3?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
功率公式:
ＰC＝McVc/30C=61.817/300.3=116.7W=0.117KW
按CA6140車床 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求
工序04粗車Φ42外圓面及其端面；精車Φ42端面；倒角0.845°
工步一：粗車Φ42外圓面及其端面
1） 車削深度， ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(8.6+21+1.0)/（4750.16）min=0.403min。
工步二：精車Φ42端面
1） 車削深度， ap=0.1mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=0.1mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(21+0.1)/（4750.16）min=0.278min。
工步三：倒角0.845°
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。
檢驗(yàn)機(jī)床功率
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按CA6140車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
車削功率檢驗(yàn)按有關(guān)手冊(cè)
當(dāng)C=0.8?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
功率公式:
ＰC＝McVc/30C=61.817/300.8=43.8W=0.044KW
按CA6140車床 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求
工序05精車Φ24端面；倒角0.845°
工步一：精車Φ24端面
1） 車削深度， ap=0.1mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=0.1mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(12+0.1)/（4750.16）min=0.159min。
工步二：倒角0.845°
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。
檢驗(yàn)機(jī)床功率
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按CA6140車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
車削功率檢驗(yàn)按有關(guān)手冊(cè)
當(dāng)C=0.8?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
功率公式:
ＰC＝McVc/30C=61.817/300.8=43.8W=0.044KW
按CA6140車床 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求
工序06劃出所有加工孔的中心
工序07鉆M6螺紋底孔Φ5；鉆2-Φ3.2孔深6；鉆2-Φ6孔；鉆Φ6.6孔
工步一：鉆M6螺紋底孔Φ5
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ5孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3025機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：鉆2-Φ3.2孔深6
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ3.2孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3025機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三：鉆2-Φ6孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ6孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3025機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四：鉆Φ6.6孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ6.6孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3025機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序08 锪沉孔Φ8.5深2；锪沉孔Φ11深4；攻M6螺紋
工步一：锪沉孔Φ8.5深2
1、加工條件
加工材料: 20鋼，鍛件。
工藝要求：孔徑d=8.5mm，深2，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z3025鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀（如圖3所示），其直徑d=8.5mm
3．選擇切削用量
（1）選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.7，。
（2）計(jì)算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.15， , 時(shí)，。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故
=
=505.8r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-12）可選擇n=500r/mm，。
4．計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式
式中，，l=2mm，入切量及超切量由《切削用量手冊(cè)》表2.29查出，計(jì)算得，
L=（2+6）mm=8mm
故有： t==0.040min
工步二：锪沉孔Φ11深4
1、加工條件
加工材料: 20鋼，鍛件。
工藝要求：孔徑d=11mm，深4，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z3025鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀（如圖3所示），其直徑d=8.5mm
3．選擇切削用量
（1）選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.7，。
（2）計(jì)算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.15， , 時(shí)，。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故
=
=390.8r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-12）可選擇n=400r/mm，。
4．計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式
式中，，l=4mm，入切量及超切量由《切削用量手冊(cè)》表2.29查出，計(jì)算得，
L=（4+6）mm=10mm
故有： t==0.063min
工步三：攻M6螺紋
選擇M6高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
V=15m/min（《切削》表2.15）
按機(jī)床選取
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序09： 2-Φ6孔兩端倒角0.545°
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。
檢驗(yàn)機(jī)床功率
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw
按Z3025鉆床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
車削功率檢驗(yàn)按有關(guān)手冊(cè)
當(dāng)C=0.5?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
功率公式:
ＰC＝McVc/30C=61.817/300.5=70.0W=0.07KW
按Z3025鉆床 主電機(jī)功率Ｐ＝1.1ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求
工序10 去毛刺
工序11 檢驗(yàn)至圖紙要求
工序12 入庫
第3章 偏心墊片的夾具設(shè)計(jì)
對(duì)于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機(jī)床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，亦可部分采用通用夾具。本加工工藝規(guī)程中，所用夾具均為專用夾具，需專門設(shè)計(jì)、制造，這里針對(duì)鉆削面上6個(gè)底孔的夾具進(jìn)行分析。
3.1定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。我們采用已加工過的Φ42外圓及其端面作為定位基準(zhǔn)，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用固定V型與活動(dòng)V型塊組成的夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。
3.2切削力及夾緊力的計(jì)算
查表4得切削力計(jì)算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5
孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
3.3 誤差分析
(1)分析計(jì)算孔的定位誤差：
用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是V形塊對(duì)稱面，定位基準(zhǔn)是外圓中心線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時(shí)其中心線在V形塊對(duì)稱面上上下移動(dòng)。定位誤差計(jì)算如下：
△jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011
△db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016
△dw=△db-△jb=0.005
（1） 分析計(jì)算孔中心線與側(cè)板中心線的重合度誤差：
△jb=0
△db=0
△dw=0
3.4鉆套的設(shè)計(jì)
因被加工的六個(gè)孔位置太小，不能使用標(biāo)準(zhǔn)鉆套，需自行設(shè)計(jì)鉆套，也就是俗稱的特殊鉆套，用定位銷確定鉆套位置。鉆套如圖3.4.1和3.4.2所示。
圖3.4.1 特殊鉆套1
圖3.4.2 特殊鉆套2
3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了固定V型與活動(dòng)V型塊組成的夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂@削余量小，鉆削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。裝配圖如圖3.5.1所示
圖3.5.1 裝配圖
總 結(jié)
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
致 謝
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
1， 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8
2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2
3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12
4， 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京： 北京出版社 1990，12
5， 鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000
6， 黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7
7， 丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社 1997
8， 儲(chǔ)凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)出版社 1997，12
9， 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京： 中國(guó)計(jì)量出版社 2000，1
10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12
11，李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1983，4
12，陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1986，4
13， 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 貴州：貴州人民出版社 1983，7
14，龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7
15，李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7
16, 周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京： 中國(guó)建材工業(yè)出版社 2002,12