托盤類零件的工藝工裝設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計

1.緒論機(jī)械制造畢業(yè)設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎(chǔ)課技術(shù)課以及專業(yè)課的綜合，是在學(xué)完包括機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和機(jī)械制造工藝學(xué)在內(nèi)的所有專業(yè)課，并完成畢業(yè)實(shí)習(xí)以后進(jìn)行的一次更重要的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，是我們對所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。本次畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造的基本理論并結(jié)合實(shí)踐中學(xué)到的技能知識，獨(dú)立地分析和解決工藝問題,初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊和圖表等技術(shù)資料以及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，我們應(yīng)該能達(dá)到以下目的：⑴培養(yǎng)我們運(yùn)用機(jī)械制造及有關(guān)課程（工程材料、機(jī)械設(shè)計、互換性與技術(shù)測量，機(jī)械原理、機(jī)械制圖和機(jī)床夾具設(shè)計等）知識的能力，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。⑵能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。⑶培養(yǎng)我們熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、規(guī)范和圖表等技術(shù)資料的能力。⑷進(jìn)一步培養(yǎng)我們識圖、制圖和編寫技術(shù)文件等基本技能。零件的分析2.零件的分析2.1.零件的作用題目所給定的零件為一托盤，托盤中間的和的錐孔用于與軸相配合，托盤端面上兩道深36mm寬50mm的槽用于承載兩個箱體的導(dǎo)軌，端面上28個M6的螺紋孔就是用于裝配箱體的導(dǎo)軌。2.2.零件的工藝分析零件圖專用夾具的托盤共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：⒈以孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：mm的孔及其倒角，的錐孔，錐度1：5，零件的兩個側(cè)面。⒉以端面為基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：上下表面加工，兩個深36寬50的槽，端面上二十八個M6螺紋孔，四個深30mm的M12螺紋孔，槽內(nèi)四個通孔，四個深20mm的M8螺紋孔，三個深30mm的M12螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置關(guān)系，主要是：⒈錐孔中心線與上端面的垂直度公差為0.04mm;⒉錐孔中心線與孔的中心線的同軸度為0.02mm;⒊上下表面的平行度為0.04mm。由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。工藝規(guī)程設(shè)計3.工藝規(guī)程設(shè)計3.1.確定毛坯的制造形式零件材料為HT200灰鑄鐵，該零件為盤類零件，其主要用途是承載放在其上面的兩個箱體，并沒有經(jīng)常承受漸變載荷或者是沖擊力載荷，因此選用鑄造的方式就可以達(dá)到要求了。由于零件年產(chǎn)量為18339件，達(dá)到了大批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用砂型鑄造成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。3.2.定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)（用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)）：用不加工表面作為粗基準(zhǔn)，以保證不加工表面相對于加工表面有較高的位置精度，當(dāng)工件上有幾個不加工表面時，應(yīng)選其中與加工表面相對位置精度要求較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)應(yīng)選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)，且保證各加工表面都有足夠的加工余量應(yīng)選擇平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)，以使工件定位夾緊可靠粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用精基準(zhǔn)（用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)）基準(zhǔn)重合原則，即用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則應(yīng)遵循自為基準(zhǔn)原則，即當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻時，常以加工表面自身為精基準(zhǔn)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確，夾緊可靠的表面作為精基準(zhǔn)輔助基準(zhǔn)：當(dāng)難以用工件上本身的表面作為定位基準(zhǔn)時，可在工件上特意制作出供定位用的表面，或把工件原有表面提高加工精度作為定位基準(zhǔn)3.3.制訂工藝路線零件加工工藝路線的擬定是制定工藝過程總體布局的非常關(guān)鍵的一步，其主要任務(wù)是選擇定位基準(zhǔn)，選擇各個表面的加工方法和加工方案，確定各個表面的加工順序以及整個工藝過程中工序數(shù)目的多少等。工藝路線方案一工序1.鑄造。工序2.人工時效處理。工序3.粗車下端面。工序4.粗車、半精車、精車上端面。工序5.半精車、精車下端面。工序6.粗鏜、半精鏜、精鏜孔。工序7.粗鏜、半精鏜、精鏜的錐孔，RC1/5。工序8.粗銑、半精銑兩側(cè)面。工序9.鉆、擴(kuò)通孔，鉆、擴(kuò)通孔，鉆的螺紋孔。工序10.鉆螺紋孔，鉆螺紋孔。工序11.鉆螺紋孔。工序12.攻螺紋。工序13.攻螺紋，攻螺紋。工序14.攻螺紋。工序15.去毛刺。2．工藝路線方案二工序1.鑄造。工序2.人工時效處理。工序3.粗車上端面，保證尺寸。工序4.粗車下端面，保證尺寸。工序5.粗鏜孔，尺寸，粗鏜RC1/5錐度的錐孔。工序6.粗銑，半精銑兩側(cè)槽，槽深36，寬50。工序7.熱處理，去應(yīng)力退火。工序8.鉆、擴(kuò)通孔，鉆、擴(kuò)通孔。工序9.鉆的螺紋孔。工序10.半精車，精車上端面，尺寸。工序11.半精車，精車下端面，尺寸。工序12.半精鏜，精鏜孔，半精鏜，精鏜錐孔。工序13.銑兩側(cè)面。工序14.鉆螺紋孔。工序15.鉆螺紋孔。工序16.鉆螺紋孔。工序17.鉆孔。工序18.攻螺紋。工序19.攻螺紋。工序20.攻螺紋。工序21.攻螺紋。工序22.去毛刺。工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先以上下表面互為基準(zhǔn)，粗加工，精加工出上下兩個表面，然后再以已經(jīng)加工好的上端面為基準(zhǔn)加工其他的孔和面，而方案二則不同，是先以上下表面互為基準(zhǔn)，粗加工一次，然后以粗加工過的M面為粗精準(zhǔn)，粗加工其他孔和兩側(cè)的槽，然后經(jīng)過一次熱處理消除加工槽時產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題，熱處理之后在精加工上下面，這樣保證加工槽時產(chǎn)生的應(yīng)力變化不會影響到上下面的精度。兩種方案相比較可以看出，第二中方案中考慮到了加工槽時的應(yīng)力變化問題。另外，第二種方案中在加工螺紋孔時是一種類型的孔就一道工序，沒有考慮到幾種類型的孔在同一表面上的具體情況，第一種方案中把幾種類型的孔幾種在一道工序中加工，這樣可以避免裝夾帶來的位置誤差。兩種方案各有所長，也各有其短，綜合兩種方案，取長補(bǔ)短，確定最終的加工路線如下：工序1.鑄造。工序2.人工時效處理。工序3.粗車上端面，保證尺寸。工序4.粗車下端面，保證尺寸。工序5.粗鏜孔，尺寸，粗鏜RC1/5錐度的錐孔。工序6.粗銑，半精銑兩側(cè)槽，槽深36，寬50。工序7.熱處理，去應(yīng)力退火。工序8.鉆、擴(kuò)通孔，鉆、擴(kuò)通孔，鉆的螺紋孔。工序9.半精車，精車上端面，尺寸。工序10.半精車，精車下端面，尺寸。工序11.半精鏜，精鏜孔，半精鏜，精鏜錐孔。工序12.銑兩側(cè)面。工序13.鉆螺紋孔，鉆螺紋孔。工序14.鉆螺紋孔。工序15.攻螺紋。工序16.攻螺紋，攻螺紋。工序17.攻螺紋。工序18.去毛刺。3.4零件各表面加工順序的確定在選定零件各表面加工時使用的定位基準(zhǔn)和表面的加工方法后，即可劃分加工階段，確定各表面的加工順序。加工階段的劃分機(jī)械加工工藝過程一般可分為粗加工，半精加工和精加工三個階段，當(dāng)有些零件表面要求有很高的精度和很小的表面粗糙度時，需增加光整加工階段。在擬定零件的工藝路線時，一般應(yīng)遵循劃分加工階段這一原則，但具體運(yùn)用時又要靈活掌握，不能絕對化。例如，對于一些毛坯質(zhì)量高，加工余量少，加工精度要求較低而剛性又較好的零件，則不必劃分階段。又如，對于一些剛性好的重型零件，由于裝夾調(diào)運(yùn)費(fèi)工費(fèi)時，往往不劃分階段，而在一次安裝中完成表面的粗，精加工。加工順序的安排安排機(jī)械加工順序時，應(yīng)該遵循先粗后精、先主后次、先基面后其它的原則。對于箱體、支架類零件，應(yīng)該遵循先面后孔的加工原則，即先加工平面，后加工孔。安排加工順序還要考慮到車間設(shè)備的布置情況。當(dāng)設(shè)備呈機(jī)群式布置（把相同類型機(jī)床布置在同一區(qū)域）時，應(yīng)盡量把相同工種的工序安排在一起，避免工件在車間內(nèi)往返流動。當(dāng)機(jī)械加工順序確定后，再在其中合理地安排熱處理工序、檢驗(yàn)工序和其他輔助工序。熱處理工序的安排熱處理工序在工藝路線中的位置，主要取決于熱處理的目的。為了改善工件材料力學(xué)性能和切削加工性能的熱處理（正火、退火、調(diào)質(zhì)）應(yīng)安排在粗加工前后。為了消除工件內(nèi)應(yīng)力的熱處理（如時效處理），安排在粗加工以后，精加工以前；對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，應(yīng)在粗加工前、后都要進(jìn)行時效處理；對于要求很高的零件應(yīng)安排多次時效處理。為了提高工件表面硬度的淬火處理，一般安排在半精加工之后，磨削等精加工之前。氮化，氰化等熱處理工序根據(jù)零件的加工要求一般安排在精磨之后進(jìn)行。檢驗(yàn)工序的安排粗加工全部結(jié)束以后，精加工開始以前零件從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間前后重要工序之后零件加工全部結(jié)束之后5.其它輔助工序的安排其它輔助工序主要有劃線、清洗、防銹、表面處理、去毛刺等。它們一般可作如下安排劃線工序一般安排在機(jī)械加工前油漆工序主要用于鑄造的箱體，床身等基礎(chǔ)零件，在內(nèi)、外表面粗加工及時效處理后，即可安排清理型砂、毛刺，然后涂底漆。去毛刺、倒棱工序安排在機(jī)械加工完成后。特別是經(jīng)過銑削或刨削加工的工件。發(fā)藍(lán)、發(fā)黑及表面涂鍍等表面處理工序，一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。在零件精加工或光整加工之后，最終檢驗(yàn)前應(yīng)安排清洗工序，在零件成品入庫前要安排清洗上油工序。3.5.機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定專用機(jī)床托盤零件材料為HT200灰鑄鐵，硬度為190～210HBS，毛坯重量約為120kg,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下：1.上下表面：在托盤零件上其上下表面尺寸為mm，表面粗糙度值要求為。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），需要粗加工、半精加工和精加工。上下表面粗加工余量Z取5mm,半精加工余量Z取1.2mm，精加工余量Z取0.5mm，毛坯尺寸為2．孔和錐孔：在托盤零件上其尺寸分別為和，錐孔的錐度為RC1/5，表面粗糙度值要求為。查《工藝手冊》需要粗鏜、半精鏜和精鏜加工。孔粗加工余量2Z=9mm,半精加工余量2Z=2mm，精加工余量2Z=0.5mm，毛坯尺寸為，錐孔，錐度為RC1/5粗加工余量2Z=9mm,半精加工余量2Z=2mm，精加工余量2Z=0.5mm，毛坯尺寸為。3．兩側(cè)槽：在托盤零件圖上，槽深為36mm，槽寬為50mm，槽底面的粗糙度值要求為，槽側(cè)面的粗糙度值為，查《工藝手冊》，需要粗車和半精車，粗車槽底的余量Z=4mm，粗車側(cè)面的余量2Z=6mm，半精加工槽底的余量Z=1mm，半精加工側(cè)槽的余量2Z=1mm.毛坯尺寸為深31mm，寬43mm。4．兩側(cè)面：在零件圖上，側(cè)面尺寸為452mm,側(cè)面的粗糙度值為Ra6.3，銑側(cè)面，加工余量為2Z=8mm，毛坯尺寸為460mm。5．通孔：保證孔內(nèi)壁的粗糙度為Ra12.5，參照《工藝手冊》確定工序尺寸及余量：鉆孔：擴(kuò)孔：2Z=2mm6．螺紋孔：螺紋孔mm，螺紋孔，螺紋孔，螺紋孔。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設(shè)計規(guī)定的零件為中批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)該調(diào)整法加工方式予以確定。上下端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖：由圖可知：毛坯名義尺寸：毛坯最大尺寸：毛坯最小尺寸：上下面粗車后最大尺寸：上下面粗車后最小尺寸：上下面半精車后最大尺寸：上下面半精車后最小尺寸：上下面精車后尺寸與零件尺寸相符，即最后將上述計算的工序間尺寸及公差整理成表，如下：鑄造毛坯上下端面粗車二端面半精車二端面精車二端面加工前尺寸最大95.483.5181.543最小91.483.2981.457加工后尺寸最大95.483.5181.54380.015最小91.483.2981.45779.925加工余量（單邊）5最大7.113.0530.618最小2.892.7470.442加工公差（單邊）20.220.0860.03加工余量計算表（mm）3.6確定切削用量及基本工時工序3.：以下端面為基準(zhǔn)，粗車上端面，保證尺寸。加工條件工件材料：HT200灰鑄鐵，砂型鑄造。加工要求：粗車上端面，保證尺寸。機(jī)床：C5116立式車床。刀具：硬質(zhì)合金端面車刀，刀片材料YT15，刀桿尺寸。（參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》），切削液參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表1-9-5選取乳化液作為冷卻液。計算切削用量.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時取⑵．計算切削速度按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式（壽命選T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28，即：，，，，。所以=73.9（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。被切削層長度：，刀具切入長度：，刀具切出長度：，行程次數(shù)：工序4.粗車下端面，保證尺寸。⒈加工條件工件材料：HT200灰鑄鐵，砂型鑄造。加工要求：粗車下端面，保證尺寸。機(jī)床：C5116立式車床。刀具：硬質(zhì)合金端面車刀，刀片材料YT15，刀桿尺寸。（參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》），切削液參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表1-9-5選取乳化液作為冷卻液。計算切削用量.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時取⑵．計算切削速度按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式（壽命選T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28，即：，，，，。所以=73.9（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，工序5.粗鏜孔，尺寸，粗鏜RC1/5錐度的錐孔。⒈加工條件加工要求：粗鏜孔，粗鏜的錐孔機(jī)床：C5116立式車床。刀具：硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料：。（參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》），切削液參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表1-9-5選取乳化液作為冷卻液。⒉計算切削用量a）粗鏜孔.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時?、疲嬎闱邢魉俣劝础肚邢魇謨浴繁?.27，切削速度的計算公式：=73.9（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，b)粗鏜的錐孔.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，工件直徑為554mm時取⑵．計算切削速度按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式：=73.9（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，工序6.粗銑，半精銑兩側(cè)槽，槽深36mm，寬50mm。⒈加工條件加工要求：粗銑，半精銑兩側(cè)槽。機(jī)床：X2010C龍門銑床刀具：硬質(zhì)合金直齒三面刃銑刀，直徑，切削液參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表1-9-5選取乳化液作為冷卻液。⒉計算切削用量a)粗銑兩側(cè)槽時⑴．進(jìn)給量：mm/齒（參考《金屬切削手冊》），則進(jìn)給量。⑵．切削速度：背吃刀量，則有：=54.8(m/min)⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與48.8r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為60r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時計算：，，，b)半精銑兩側(cè)槽時⑴．進(jìn)給量：mm/齒（參考《金屬切削手冊》），則進(jìn)給量。⑵．切削速度：背吃刀量，則有：=54.8(m/min)⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與48.8r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為60r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時計算：，，，工序8.鉆、擴(kuò)通孔，鉆的螺紋孔。⒈鉆、擴(kuò)通孔，鉆、擴(kuò)通孔機(jī)床：刀具：硬質(zhì)合金直柄麻花鉆頭。刀具材料：。⑴．鉆孔進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-53，取確定主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：，取實(shí)際切削速度：切削工時計算：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為i=1⑵．?dāng)U通孔進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-52，取切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-53，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：切削工時計算：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為：⒉鉆的螺紋孔進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，，取切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：切削工時計算：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)：工序9.半精車，精車上端面，尺寸。⒈加工條件工件材料：HT200灰鑄鐵，砂型鑄造。加工要求：半精車，精車上端面，尺寸。機(jī)床：C5116立式車床。刀具：硬質(zhì)合金端面車刀，刀片材料YT15，刀桿尺寸。（參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》），切削液參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表1-9-5選取乳化液作為冷卻液。計算切削用量a)半精車M面時.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時?、疲嬎闱邢魉俣劝础肚邢魇謨浴繁?.27，切削速度的計算公式（壽命選T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28，即：，，，，。所以=84.8（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，b)精車上端面時.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時取⑵．計算切削速度按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式：=96.7（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為60r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，工序10.半精車，精車下端面，尺寸。⒈加工條件工件材料：HT200灰鑄鐵，砂型鑄造。加工要求：半精車，精車下端面，尺寸。機(jī)床：C5116立式車床。刀具：硬質(zhì)合金端面車刀，刀片材料YT15，刀桿尺寸。（參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》），切削液參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表1-9-5選取乳化液作為冷卻液。計算切削用量a)半精車下端面時.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時?、疲嬎闱邢魉俣劝础肚邢魇謨浴繁?.27，切削速度的計算公式（壽命選T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28，即：，，，，。所以=84.8（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，b)精車M面時.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時?、疲嬎闱邢魉俣劝础肚邢魇謨浴繁?.27，切削速度的計算公式：=96.7（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與42.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為60r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，工序11.半精鏜，精鏜孔，半精鏜，精鏜錐孔⒈加工條件加工要求：半精鏜，精鏜孔，半精鏜，精鏜錐孔。機(jī)床：C5116立式車床。刀具：硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料：。（參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》），切削液參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表1-9-5選取乳化液作為冷卻液。⒉計算切削用量a）半精鏜孔⑴.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時?、疲嬎闱邢魉俣劝础肚邢魇謨浴繁?.27，切削速度的計算公式：=87.2（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與49.95r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，b)精鏜孔.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，工件直徑為554mm時取⑵．計算切削速度按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式：=107.3（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與61.5r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為60r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，c）半精鏜錐孔⑴.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25mm×25mm，以及工件直徑為554mm時?、疲嬎闱邢魉俣劝础肚邢魇謨浴繁?.27，切削速度的計算公式：=87.2（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與49.95r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為45r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，d)精鏜錐孔.進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）（以下簡稱《簡明手冊》）表1.4，工件直徑為554mm時?、疲嬎闱邢魉俣劝础肚邢魇謨浴繁?.27，切削速度的計算公式：=107.3（m/min）⑶．確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按照機(jī)床說明書，與61.5r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為60r/min,故選擇。所以實(shí)際切削速度為。⑷．切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。，，，工序12.銑兩側(cè)面。mm/齒（參考《切削手冊》表3-3）切削速度：參考有關(guān)手冊，確定即。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=20。則現(xiàn)采用XA6132臥式銑床，根據(jù)機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取，故實(shí)際切削速度：當(dāng)時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查機(jī)床說明書，剛好有，故直接選用該值。切削工時計算：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，銑刀的行程，則機(jī)動工時：工序13.鉆螺紋孔，鉆螺紋孔⒈鉆的螺紋孔進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，，取切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：切削工時計算：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)：⒉鉆的螺紋孔進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，，取切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：切削工時計算：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)：工序14.鉆螺紋孔。鉆的螺紋孔進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-39，，取切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：切削工時計算：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)：工序15.攻螺紋。加工要求：攻螺紋機(jī)床：S4012A按機(jī)床選取：，則。機(jī)動工時：，，工序16.攻螺紋，攻螺紋。按機(jī)床選?。?，則機(jī)動工時：攻螺紋：，，攻螺紋：，，工序17.攻螺紋。按機(jī)床選?。?，則機(jī)動工時：，，夾具設(shè)計4夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，在加工托盤零件時需要設(shè)計專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計加工工藝孔夾具及銑兩側(cè)槽夾具各一套。其中加工N面上的螺紋孔和的螺紋孔的夾具將用于搖臂鉆床上，銑兩側(cè)槽夾具將用于X2010C的龍門銑床上。4.1．鉆孔夾具設(shè)計⒈提出問題本夾具主要用來鉆工N面上的螺紋孔和的螺紋孔，的螺紋孔之間有精確的位置要求，在加工孔時，中心孔已經(jīng)加工完成，可以以中心孔的中心線為基準(zhǔn)加工。在本道工序加工時，既要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，孔與孔之間的位置精度也是主要問題。⒉夾具設(shè)計⑴．定位基準(zhǔn)的選擇本工序?qū)λ@螺紋孔之間有精確的位置要求，由于需要加工的孔比較多，而且都在同一個平面內(nèi)，所以采用蓋板式鉆模比較適合。為了使定位誤差為零，選擇孔中心線為定位基準(zhǔn)，限制4個自由度，同時選擇內(nèi)脹器自動定心夾具。再選擇螺紋孔所在的N面作為定位基準(zhǔn)，限制1個自由度。⑵．切削力及夾緊力計算a)當(dāng)加工螺紋孔時：查資料《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表可得：切削力公式：式中查表得：即：實(shí)際所需夾緊力：《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：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《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表可得：所以：由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，，螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：：式中《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可查得：其中：由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：原動力計算公式：由上述計算易得：因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。b)當(dāng)加工螺紋孔時：查資料《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表可得：切削力公式：式中查表得：即：實(shí)際所需夾緊力：《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：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《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表：所以由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，，螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力：式中參數(shù)查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》：其中：由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：原動力計算公式：由上述計算易得：因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。⑶．定位誤差分析工件在夾具中定位產(chǎn)生的定位誤差，其值一般應(yīng)控制在工件的相應(yīng)尺寸或位置公差的，為此需要對每一項(xiàng)工序加工要求都要逐一進(jìn)行判斷。在零件圖上螺紋孔中心線到基準(zhǔn)孔中心線的距離尺寸，在夾具設(shè)計時確定工序尺寸。查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》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)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.2．銑槽夾具設(shè)計⒈提出問題本夾具主要用來粗銑、半精銑兩側(cè)槽，從零件圖的尺寸標(biāo)注知道，兩側(cè)槽的設(shè)計基準(zhǔn)是中心孔的中心線。在加工側(cè)槽前，中心孔已經(jīng)粗加工過一次，而兩側(cè)槽的位置要求不是重點(diǎn)，可以選擇中心孔的中心線為工藝基準(zhǔn)加工側(cè)槽。在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。⒉夾具設(shè)計⑴．定位基準(zhǔn)的選擇從零件圖的尺寸標(biāo)注知道，兩側(cè)槽的設(shè)計基準(zhǔn)是中心孔的中心線。在加工側(cè)槽前，中心孔已經(jīng)粗加工過一次，而兩側(cè)槽的位置要求不是重點(diǎn)，可以選擇中心孔的中心線為工藝基準(zhǔn)，限制四個自由度，在以M面為基準(zhǔn)，限制一個自由度，然后以一個側(cè)面為基準(zhǔn)，限制一個自由度。⑵．切削力及夾緊力計算刀具：硬質(zhì)合金直齒三面刃銑刀，，(見《切削手冊》表3.28)其中：,，，，，（在加工面上測量的近似值），，，，所以：當(dāng)用兩把刀銑削時，查《金屬切削刀具》表1-2可得：水平切削力：垂直分力：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)。其中：為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.1；為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：式中參數(shù)參考《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可查得：其中：螺旋夾緊力：易得：經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。⑶．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)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費(fèi)時費(fèi)力。由于該工件體積大，工件材料易切削，切削力較大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。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，支承釘和V形塊采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。