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摘 要 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)在零件生產(chǎn)制造中有著很 重要的作用。制定可行的機(jī)械加工工藝路線和設(shè)計(jì)合理的夾具才可確保零 件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容可分為機(jī)械加工工藝規(guī) 程設(shè)計(jì)和機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)兩大部分。先對 B6065 刨床推動架零件進(jìn)行了 詳細(xì)的分析，了解其作用及加工要求。制定了兩套工藝路線，通過分析、 比較，最終確定了工藝路線方案，確定出加工余量和工序尺寸，選擇了合 適的加工設(shè)備，確定出了切削用量，計(jì)算了加工所需的基本工時。又運(yùn)用 夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)的方案，針對零件加工中的銑 槽工序和鉆孔工序設(shè)計(jì)了三套專用夾具。本設(shè)計(jì)的加工工藝合理，夾具可 行、高效、省力，能滿足零件的加工要求，保證其加工質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；工藝規(guī)程；專用夾具；推動架 Abstract The machining process planning design and machine tool fixture design plays a very important role in parts manufacturing. Make feasible machining technology route and design reasonable fixture can ensure machining quality, product qualified. The design of the content can be divided into design for mechanical machining and machine fixture design two parts. First the B6065 planer promote frame parts are analyzed in detail, understanding the role and requirements of the processing, formulation, analysis, comparison and determine the process scheme, machining allowance and the process dimensions were determined, choose suitable processing equipment, to determine the cutting parameters, calculate the basic work processing required. And by using the basic principle and method of fixture design, fixture design scheme proposed, aiming at the slot milling machining process and drilling process three sets of special fixture design. Processing technology of the design is reasonable, feasible, high efficiency, labor saving fixture, can meet the processing requirements of parts, ensure the machining quality. Key Words: Mechanical processing; process planning; special fixture; promote frame 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................................1 ABSTRACT...................................................................................................................................2 目 錄 .............................................................................................................................................3 引 言 .............................................................................................................................................1 1 緒論 ...........................................................................................................................................2 1.1 題目背景和研究意義 ..........................................................................................................2 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況 ..........................................................................................................3 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容 ......................................................................................................6 2 零件的分析 ...............................................................................................................................7 2.1 零件的作用 ..........................................................................................................................7 2.2 零件的工藝分析 ..................................................................................................................8 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................9 3.1 確定毛坯的制造形式 ..........................................................................................................9 3.2 基面的選擇 ..........................................................................................................................9 3.3 制定工藝路線 ......................................................................................................................9 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ................................................................11 3.5 確立切削用量及基本工時 ................................................................................................12 4 卡具設(shè)計(jì) .................................................................................................................................23 4.1 鉆擴(kuò)鉸 Φ16 孔的鉆夾具 ..................................................................................................23 4.2 鉆孔 Φ6，锪孔的鉆床夾具 ..............................................................................................24 4.3 鉆 M8 底孔 Φ6.6，攻 M8 孔的鉆床夾具 .........................................................................25 4.4 銑槽 6X1、6X9 銑床夾具 .................................................................................................26 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................28 致 謝 ...........................................................................................................................................29 1 引 言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們在畢業(yè)設(shè)計(jì)前一次重要的實(shí)踐設(shè)計(jì)，對所學(xué)的基 礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課能很好的進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，也是我們在進(jìn)行畢 業(yè)之前對所學(xué)各畢業(yè)的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí) 際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作 進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后 參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 在些次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì)推動架的加工工藝和工藝器具。在此次 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)期間查閱了大量的資料，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，尤其是 教務(wù)處 老師的親切指導(dǎo)和 老師的大力幫助，在此表示感謝！ 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 2 1 緒論 1.1 題目背景和研究意義 機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生 產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā) 展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的 要求，也就對機(jī)械加工工藝等提出了要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生 產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單 獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝 過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要 合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來 [1]。 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本 的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技 術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平， 加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技 術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝置，它主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、 減輕勞動強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測、展示、運(yùn)輸?shù)?[2]。夾具又是制造系統(tǒng)的重 要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。 因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降 低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前 提下提高效率、降低成本。在當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求下， 企業(yè)對夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求 [3]。 工件的工藝分析及夾具設(shè)計(jì)是工藝工程師必備的專業(yè)素質(zhì)。本課題的 目的是通過完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握機(jī)械加工的流程，對培養(yǎng)學(xué)生盡早 成為合格工藝工程師具有重要的實(shí)踐意義 [4]。 我還認(rèn)為這次“推動架零件機(jī)械加工工藝以及專用夾具的設(shè)計(jì)”的畢 業(yè)設(shè)計(jì)是完成了大學(xué)全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用。 我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我的專業(yè)知識、技能有進(jìn)一步的提高，鍛煉自 己分析問題、解決問題的能力，為自己以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下堅(jiān)實(shí) 3 的基礎(chǔ)。 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況 1.2.1 發(fā)展歷史 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段:第一階段主要表現(xiàn)在夾具 與人 的結(jié)合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是使加工過程加速 和趨于完善。第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生 了變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認(rèn)識到夾具與操作人 員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視。 第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工 中不可缺少的工藝裝備 [5]。 1.2.2 發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢 制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 的迅速發(fā)展，以“ 時間驅(qū)動 ”為特征的市場競爭、產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快、商 品需求的多樣化、用戶素質(zhì)的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別像 推動架這樣不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問題，在現(xiàn)階段像推動架的加 工還沒有達(dá)到現(xiàn)代自動化的水平 [6]。在現(xiàn)代的中小批量生產(chǎn)中，它的加工 工藝還需用人工畫線的方法來保證其精度，而對工件的裝夾也是通過人工 的方法進(jìn)行的。因此目前我國對推動架加工還處于效率低、成本高的階段 [7]。 a. 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助 工程分析(CAE) 和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，已實(shí)現(xiàn)了底層(車間 層)的自動化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動引導(dǎo)小車 (AGV)等．近 10 余年來，發(fā)達(dá)國家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自 4 動化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、 智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等 [8]。 (1) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) 它是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)及其 軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活動所需的各種分散的自動化系統(tǒng)有機(jī)地集成起 來，是適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的制造系統(tǒng)。 首先在功能上，它包含了一個工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營活動，即從市場預(yù)測、 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工工藝、制造、管理至售后服務(wù)以及報(bào)廢處理的全部活 動．因此它比傳統(tǒng)的工廠自動化的范圍要大得多，是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)， 是工廠自動化的發(fā)展方向 [9]。其次，在集成上，它涉及的自動化不是工廠 各個環(huán)節(jié)自動化的簡單疊加，而是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫支持下的 有機(jī)集成。這種集成主要體現(xiàn)在以信息和功能為特征的技術(shù)集成，即信息 集成和功能集成。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是 CAD/CAM 技術(shù)。 (2) 智能制造系統(tǒng) (IMS) 是指將專家系統(tǒng)、模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)應(yīng)用到制 造系統(tǒng)中，以解決復(fù)雜的決策問題，提高制造系統(tǒng)的水平和實(shí)用性。人工 智能的作用是要代替熟練工人的技藝，學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知 識，并用于解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題，從而將工人、工程技術(shù)人員多年來積 累起來的豐富而又寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)保存下來，在實(shí)際的生產(chǎn)中長期發(fā)揮作 用。智能制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是人工智能。 (3) 并行工程 (CE) 又稱同步工程或同期工程，是針對傳統(tǒng)的產(chǎn)品串行開發(fā)過程而提出的 概念和方法．并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)各種過程的系 統(tǒng)方法。該方法要求開發(fā)人員從設(shè)計(jì)開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所 有因素，包括產(chǎn)品制造工藝、質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求等。并行 工程通過組成多學(xué)科的產(chǎn)品開發(fā)群組協(xié)同工作，利用各種計(jì)算機(jī)輔助工具 等手段，使產(chǎn)品開發(fā)的各個階段，既有一定的時序又能并行，同時采用上、 下游的各種因素共同決策產(chǎn)品開發(fā)各階段工作的方式，在產(chǎn)品開發(fā)的早期 就能及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)全過程中的問題，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn) 5 品質(zhì)量，降低成本，增加企業(yè)競爭能力．并行工程強(qiáng)調(diào)在集成環(huán)境下的并 行工作，因此，它是 CIMS 進(jìn)一步發(fā)展的方向 [10]。 (4) 敏捷制造 (AM) 又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練 掌握生產(chǎn)技能和知識的勞動力與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活 管理集成在一起，通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對迅速改變或無法預(yù)見的 消費(fèi)者需求和市場時機(jī)作出快速響應(yīng) [11]。敏捷制造的基本原理是采用標(biāo)準(zhǔn) 化和專業(yè)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以分布式結(jié)構(gòu)連接各類企 業(yè)，構(gòu)成虛擬制造環(huán)境，以競爭合作為原則，在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動態(tài)選擇 合作伙伴，并通過組成虛擬企業(yè)來適應(yīng)持續(xù)多變、無法預(yù)料的市場變 化．敏捷制造的核心是虛擬公司，虛擬公司映射為虛擬制造系統(tǒng)，虛擬制 造系統(tǒng)是敏捷制造的關(guān)鍵．敏捷制造是一種戰(zhàn)略決策，它是能使各合作伙 伴既保證各自的利益，又能獲得共同利益的一種全新的生產(chǎn)組織模式和制 造模式。目前，敏捷制造仍在發(fā)展研究中 [12]。 b.機(jī)械加工工藝的未來發(fā)展趨勢 (1) 集成化發(fā)展趨勢 隨著機(jī)械自動化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的逐漸推廣，機(jī)械制造工藝不斷 趨向于集成化，原本分散型的加工模式也逐漸向集成化靠攏，機(jī)械制造開 始具備連續(xù)性和規(guī)模性。目前在機(jī)械制造業(yè)中集成化的利用主要是連續(xù)性 加工和機(jī)電一體化，它們主要是針對零件加工的一次性完成，而集成化今 后的發(fā)展趨勢則 是使整個成品集體化生產(chǎn) [13]。 (2) 微納化發(fā)展趨勢 在機(jī)械制造工藝中提高加工材料的性能，對加工工藝過程進(jìn)行優(yōu)化是 促進(jìn)機(jī)械制造工藝發(fā)展的主要途徑，對加工進(jìn)行精密化更是提高加工零件 使用壽命的關(guān)鍵，納米技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)械制造工藝已逐步趨向于微觀化。 (3) 自動化發(fā)展趨勢 自動化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的運(yùn)用使得機(jī)械制造工藝有了很大的改善， 6 無論是加工質(zhì)量還是加工效率都有了大幅度的改觀。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的腳 步加快，提高機(jī)械制造生產(chǎn)線的自動化程度就變得尤為重要，而自動化技 術(shù)也將成為機(jī)械制造業(yè)今后發(fā)展的必然趨勢，同時這也是建立自動化制造 工廠的必要條件。 (4) 數(shù)字化發(fā)展趨勢 數(shù)字化作為機(jī)械制造工藝發(fā)展的一個重要方向，它決定了生產(chǎn)的準(zhǔn)確 性和系統(tǒng)的工作效率，對機(jī)械制造工藝進(jìn)行數(shù)字化還體現(xiàn)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和生 產(chǎn)過程當(dāng)中，數(shù)字化的設(shè)計(jì)使得整個機(jī)械制造工藝過程更加完整高效。除 此之外，對生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)字化管理也是生產(chǎn)的一個基礎(chǔ)條件，它可以引 導(dǎo)企業(yè)逐漸走上科學(xué)發(fā)展道路 [14]。 隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)張，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的 要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流。為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的 這種發(fā)展趨勢，必然對機(jī)床夾具提出了更高的要求。特別像推動架零件的 加工還處于落后的階段。在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具、 半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。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)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精度、高效、 模塊組合、通用、經(jīng)濟(jì)等方向發(fā)展 [15]。 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是推動架零件機(jī)械加工工藝以及專用夾具設(shè)計(jì)，詳 細(xì)討論推動架從毛坯到成品的機(jī)械加工工藝過程，分析總結(jié)推動架零件的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要加工表面，并制定相應(yīng)的機(jī)械加工工藝規(guī)程；針對推動架 零件的主要技術(shù)要求，設(shè)計(jì)專用夾具。 7 2 零件的分析 2.1 零件的作用 該零件為 B6050 刨床推動架，是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的零件（如附圖 1） ， Φ32+0.027 0 孔安裝在進(jìn)給絲杠軸，靠近 Φ32+0.027 0 孔左端處裝一棘輪。在 棘輪上方即為 Φ16+0.03 0 孔裝棘輪。Φ16+0.03 0 孔通過銷與杠連接。把從電 動機(jī)創(chuàng)來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過偏心輪杠桿使零件繞 Φ32+0.027 0 軸心線擺動。同時， 棘輪撥動棘輪，使絲杠轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)工作臺自動進(jìn)給。 圖 1-1 8 2.2 零件的工藝分析 推動架共有二組加工表面，其相互有一定關(guān)聯(lián)要求。分析如下： （1）以 φ32 為中心的一組加工表面 這一組加工表面包括：45、60、φ16 孔 （2 是 φ16 孔為中心的一組加工表面 這一組加工表面包括：40、25、6x1 槽、6x9 槽孔、M8 孔 經(jīng)過分析，為了保證加工精度和降低加工成本，將 φ32 孔和 φ16 作 為定位基準(zhǔn)，以他為工藝基準(zhǔn)能很好保證其他各個尺寸要求，完全可以達(dá) 到圖紙要求。 由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工第一組表面，再以第一組加工后表 面為精基準(zhǔn)加工另外一組加工面。 9 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200，考慮零件受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故 選擇鑄件毛坯。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理 可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問 題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。 而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較 高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。為了使基準(zhǔn)統(tǒng)一， 先選擇 φ32 孔和 φ16 孔作為基準(zhǔn). 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮 采用通用機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之 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 工藝路線方案一 工序一 備毛坯 工序二 熱處理 10 工序三 銑面 A、B、C （見工藝卡片） 工序四 銑面 E、F （見工藝卡片） 工序五 擴(kuò)孔 φ32，孔口倒角 工序六 車端面，鉆孔 φ10，車孔 φ16，孔口倒角 工序七 鉆擴(kuò)鉸 φ16 孔 工序八 鉆孔 φ6，锪孔 工序九 鉆 M8 底孔 φ6.6，攻 M8 孔 工序十 銑槽 6x1、6x9 工序十一 檢查 工序十二 入庫 3.3.2 工藝路線方案二 工序一 備毛坯 工序二 熱處理 工序三 銑面 A、B、C （見工藝卡片） 工序四 銑面 E、F （見工藝卡片） 工序五 擴(kuò)孔 φ32，孔口倒角 工序六 車端面，鉆孔 φ10，車孔 φ16，孔口倒角 工序七 銑槽 6x1、6x9 工序八 鉆擴(kuò)鉸 φ16 孔 工序九 鉆孔 φ6，锪孔 11 工序十 鉆 M8 底孔 φ6.6，攻 M8 孔 工序十一 檢查 工序十二 入庫 3.3.3 工藝路線分析比較 工藝路線一與工藝路線二的差別在于對 φ16 銷孔和銑槽 6x1、6x9 的 加工安排的不同，工藝路線一將 φ16 銷孔基準(zhǔn)，加工槽 6x1、6x9，準(zhǔn)統(tǒng) 一，能很好的保證槽 6x1、6x9 的精度要求，所以此次設(shè)計(jì)依據(jù)工藝路線 一來開展設(shè)計(jì)。 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 推動架，零件材料為 HT200，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： 3.4.1 內(nèi)孔和外圓的加工余量及公差 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表 2.2～2.5，取 φ32 內(nèi)孔單邊加工余量為 2. 3.4.2 銑削加工余量為： 粗銑 1.5mm 精銑 0.5mm 3.4.3 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì) 12 算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 3.5 確立切削用量及基本工時 3.5.1 工序三 銑面 A、B、C （見工藝卡片） （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：XA6132 臥式銑床 刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度 apPcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 a p1=1.8mm，a p2=0.2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 計(jì)算基本工時 tm＝2xL/ n*f z=2x(100+60)/475x0.16=4.2min。 3.5.2 工序四 銑面 E、F （見工藝卡片） （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：XA6132 臥式銑床 刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度 apPcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 a p1=1.8mm，a p2=0.2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 計(jì)算基本工時 tm＝2xL/ n*f z=2x(50+35+60)/475x0.16=3.8min。 3.5.3 工序五 擴(kuò)孔 φ32，孔口倒角 （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：C6116 車床。 刀具：擴(kuò)孔麻花鉆，倒角車刀. （2）車切削用量 查《切削手冊》 所以，rmf/86.0~7.? 325.140??dl rmf/70.? 15 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rmf/5.1? rmf/63.0? 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/48.0? 校驗(yàn)成功。max7085Ff?? 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in60?T 切削速度 查《切削手冊》 修正系數(shù) rmvc/10?0.1?TVK0.1MV0.1?tvK 故 。5x.1vapvKrc/15?min/7.53094.0rxdns ?? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/452rc? 故實(shí)際的切削速度 ndvsc /7.10?? 校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc73?N2.4mcM? 故滿足條件，校驗(yàn)成立。EPkwP?0.2~1 （3）計(jì)算工時 in3.0745212????xnflLtm 3.5.4 工序六 車端面，鉆孔 φ10，車孔 φ16，孔口倒角 16 （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：CA6140 車床。 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后 角 α o＝120°，45 度車刀。 （2）鉆孔切削用量 查《切削手冊》 所以，rmf/86.0~7.?36.210??dl rmf/70.? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/. 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/48.0? 校驗(yàn)成功。max7085Ff?? 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in60?T 切削速度 查《切削手冊》 修正系數(shù) rmvc/10?0.1?TVK0.1MV0.1?tvK 故 。5x.1vapvKrc/15?min/7.53094.0rxdns ?? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/452rc? 17 故實(shí)際的切削速度 rmndvsc /7.120?? 校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc73?N.4mcM? 故滿足條件，校驗(yàn)成立。EPkwP?0.2~1 （3）計(jì)算工時 min14.074526????nflLtm 3.5.5 工序七 鉆擴(kuò)鉸 φ16 孔 （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：Z5215A 搖臂鉆床 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ14 高速鋼麻花鉆、φ15.8 高速鋼擴(kuò)孔 鉆、φ16 高速鋼標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 α o＝120°。 （2）切削用量 查《切削手冊》 所以，rmf/86.0~7.?325.160??dl rmf/70.? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/.0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/48.0? 校驗(yàn)成功。max7085Ff?? 18 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．min60?T 切削速度 查《切削手冊》 修正系數(shù) rmvc/10?0.1?TVK0.1MV0.1?tvK 故 。5x.1vapvKrc/15?min/7.53094.0rxdns ?? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/452rc? 故實(shí)際的切削速度 ndvsc /86.190?? 校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc73?N2.4mcM? 故滿足條件，校驗(yàn)成立。EPkwP?0.2~1 （3）計(jì)算工時 in26.074513????xnflLtm 3.5.6 工序八 鉆孔 φ6，锪孔 （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：Z5215A 搖臂鉆床 19 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ6 高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃磨 法，后角 α o＝120°。 （2）切削用量 查《切削手冊》 所以，rmf/86.0~7.?3.167??dl rmf/70.? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/.0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/48.0? 校驗(yàn)成功。max7085Ff?? 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in60?T 切削速度 查《切削手冊》 修正系數(shù) rmvc/10?0.1?TVK0.1MV0.1?tvK 故 。5x.1vapvKrc/15?min/7.53094.0rxdns ?? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/452rc? 故實(shí)際的切削速度 ndvsc/1.80?? 校驗(yàn)扭矩功率 20 所以 NmMc73?N2.14?mcM? 故滿足條件，校驗(yàn)成立。EPkwP?0.2~1 （3）計(jì)算工時 min06.7452????nflLtm 3.5.7 工序九 鉆 M8 底孔 φ6.6，攻 M8 孔 （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：Z5215A 搖臂鉆床 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，φ6.6 高速鋼麻花鉆，鉆頭采用雙頭刃 磨法，后角 α o＝120°。 （2）切削用量 查《切削手冊》 所以，rmf/86.0~7.? 39.165.??dl rmf/70.? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/.0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/48.0? 校驗(yàn)成功。max7085Ff?? 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in60?T 21 切削速度 查《切削手冊》 修正系數(shù) rmvc/10?0.1?TVK0.1MV0.1?tvK 故 。5x.1vapvKrc/15?min/7.53094.0rxdns ?? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/452rc? 故實(shí)際的切削速度 ndvsc/36.910?? 校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc73?N2.4mcM? 故滿足條件，校驗(yàn)成立。EPkwP?0.2~1 （3）計(jì)算鉆工時 min06.7452????nflLtm 3.5.8 工序十 銑槽 6x1、6x9 （1）加工條件 工件材料：HT200,鑄造。 機(jī)床：X62A 臥式銑床 刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度 apPcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 a p=3mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=8.49m/min， fz=0.16mm/z。 （3）計(jì)算基本工時 tm＝4xL/ n*f z=4x(27+6)/475x0.16=1.73min。 23 24 4 卡具設(shè)計(jì) 經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第七、八、九、十共四道工序的工裝卡 具。 4.1 鉆擴(kuò)鉸 φ16 孔的鉆夾具 4.1.1 問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮尺寸 60，由于公差要求 較低，因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 4.1.2 卡具設(shè)計(jì) （1）定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔 φ32 和端面為基準(zhǔn)定 位，側(cè)面加定位銷輔助定位，使工件完全定位。再使用快速螺旋 卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 （2）切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： NdfkCFzfyi 2580.1017???? 扭矩 MfTtyzt ??68.00 .35. 卡緊力為 NFf42?? 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=16.77N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即 可指定可靠的卡緊力。 （3）定位誤差分析 25 本工序采用孔 φ32 和端面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基 準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 （4）卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用 螺紋卡緊機(jī)構(gòu)。 4.2 鉆孔 φ6，锪孔的鉆床夾具 4.2.1 問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮孔 φ6 與孔 φ32 的端 面的位置尺寸 15. 4.2.2 卡具設(shè)計(jì) （1）定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇一端面和孔 φ32 以及 φ16 為定位基準(zhǔn)，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，再使用快速螺旋卡 緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 （2）切削力和加緊力的計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： NdfkCFzfyi 5.1029.0170 ???? 扭矩 MfTtyzt ??68.00 .35. 卡緊力為 NFf142?? 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=28.4N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即 26 可指定可靠的卡緊力。 （3）定位誤差分析 由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。 （4）卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快 速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 4.3 鉆 M8 底孔 φ6.6，攻 M8 孔的鉆床夾具 4.3.1 問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮 M8x 螺紋孔的位置相關(guān) 尺寸。 4.3.2 卡具設(shè)計(jì) （1）定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇一端面和孔 φ32 和孔 φ32 為定位基準(zhǔn)面，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，再使用快速螺旋 卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 （2）切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： NdfkCFzfyi 19802.01670 ???? 扭矩 MfTtyzt ??68.00 .35. 卡緊力為 NFf12?? 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即 27 可指定可靠的卡緊力。 （3）定位誤差分析 由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。 （4）卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用 快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 4.4 銑槽 6x1、6x9 銑床夾具 4.4.1 問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮 M18x1.5 螺紋孔的位置 相關(guān)尺寸。 4.4.2 卡具設(shè)計(jì) （1）定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇一端面和孔 φ32 和孔 φ32 為定位基準(zhǔn)面，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，再使用快速螺旋 卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 （2）切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： NdfkCFzfyi 19802.01670 ???? 扭矩 MfTtyzt ??68.00 .35. 卡緊力為 NFf12?? 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 28 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即 可指定可靠的卡緊力。 （3）定位誤差分析 由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。 （4）卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用 快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 29 參考文獻(xiàn) [1] 趙家其. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 [M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004. 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[18] 廖念釗，古瑩蓭，莫雨松. 互換性技術(shù)與測量 [M] . 北京：中國計(jì)量出版社， 2007.6. 30 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(jì)，使我在理論和實(shí)踐能 力上都有了進(jìn)一步的提高。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要在姚老師指導(dǎo)下,在此對姚老師致以崇高的敬意和 衷心的感謝。姚老師讓我對所學(xué)的知識進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí),并根據(jù)畢業(yè)設(shè) 計(jì)要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計(jì)過程中受到姚敏茹老師無微不至的關(guān)心與耐 心指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)展。在姚老師幫助下我解決了很多 以前解決不了的問題。姚老師淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的 工作作風(fēng)、誨人不倦的高尚師德，對我產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。老師不僅讓我 學(xué)到了許多知識、方法，更重要的是教我做人做事。這會使我受益終生。 本次設(shè)計(jì)每一步都在老師指導(dǎo)下完成，傾注了老師大量的心血，特別感謝 姚老師。 同時，還要感謝周圍的同學(xué)們，我們一起研究，一起討論。你們幫我 檢查糾正，使我少走了許多彎路。在這里也表示衷心的感謝。 最后，再一次感謝老師和同學(xué)們的幫助！ 31 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我 所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包 含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人已申請學(xué)位或其他用途使 用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中 作了明確的說明并表示了致謝。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期：