泵體機(jī)械加工工藝及銑左端面夾具設(shè)計(jì)

泵體機(jī)械加工工藝及銑左端面夾具設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,端面,夾具,設(shè)計(jì) 目錄 摘 要 I 1前言 1 1.1 泵體簡(jiǎn)介 1 1.2 機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 AutoCAD軟件簡(jiǎn)介 1 2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1 2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型 1 2.1.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 1 2.1.2生產(chǎn)類型 2 2.2零件分析 2 2.2.1零件的作用 2 2.2.2零件的工藝分析 2 2.3毛坯及加工余量的選擇 3 2.3.1毛坯的選擇 3 2.3.2毛坯的制造形式 3 2.3.3毛坯余量的確定 4 2.4定位基準(zhǔn)的選擇 5 2.4.1精基準(zhǔn)的選擇 5 2.4.2粗基準(zhǔn)的選擇 5 2.5制定工藝路線 6 2.5.1表面加工方案選擇 6 2.5.2工序的集中與分散 6 2.5.3機(jī)械加工順序的安排 7 2.5.4工藝路線的確定 7 2.6工序內(nèi)容設(shè)計(jì) 8 2.6.1加工設(shè)備選擇 8 2.6.2切削用量選擇 8 3專用銑床夾具的設(shè)計(jì) 11 3.1設(shè)計(jì)任務(wù)分析 11 3.2工件定位、夾緊方案的確定 11 3.3定位誤差分析與計(jì)算 11 3.4夾緊力的計(jì)算 13 3.5夾具體的設(shè)計(jì)及與機(jī)床的聯(lián)接 14 3.8夾具體的裝配要求 14 總結(jié)與體會(huì) 1 ii 摘 要 對(duì)大批生產(chǎn)的泵體進(jìn)行了工藝規(guī)程的制訂和專用夾具的設(shè)計(jì)。工藝方案采用了“一面兩孔”的定位方式，將加工過(guò)程劃分為粗加工。并按照工序集中安排其加工順序，編寫工序卡，主要選擇了專用機(jī)床和工裝。采用AutoCAD對(duì)銑端面的工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)繪制二維裝配圖。銑端面專用夾具采用了A型定位銷和B型定位銷、對(duì)刀塊、壓板夾緊工件、并設(shè)計(jì)了單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 本說(shuō)明書主要包括三大部分，第一部分是前言、泵體機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，第二部分是專用夾具的設(shè)計(jì)，第三部分是總結(jié)與體會(huì)、致謝和參考文獻(xiàn)。 關(guān)鍵詞：專用夾具、銑削、生產(chǎn)效率、工藝工序設(shè)計(jì) Abstract The process specification and the design of special fixture for the mass production pump body are made. The process plan adopts the positioning mode of "one side and two holes", and divides the processing process into rough machining. And according to the process of centralized arrangement of its processing sequence, the preparation of the process card, the main choice of special machine tools and tooling. Using the special fixture design of AutoCAD for milling the end face to draw the two-dimensional assembly drawing. The special fixture for milling face adopts A-type locating pin and B-type locating pin, tool setting block and pressing plate to clamp workpiece, and a single screw clamping mechanism is designed. This manual mainly consists of three parts: the first part is the foreword, the formulation of pump body machining process specification, the second part is the design of special fixture, and the third part is the summary and experience, thanks and references. Key words: Special fixture, milling, production efficiency, process design II 1前言 1.1 泵體簡(jiǎn)介 泵體，又稱為動(dòng)力輸出器。為了滿足各種礦樣采集裝備的需求，泵體亦相應(yīng)的在結(jié)構(gòu)、規(guī)格上進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)。泵體是一個(gè)重要的零件。它可以使機(jī)器中的軸類零件、套類零件、齒輪、軸承等保持正確的相對(duì)位置關(guān)系，并組成一個(gè)整體，進(jìn)而按照其傳動(dòng)關(guān)系傳遞動(dòng)力或者運(yùn)動(dòng)?？梢哉f(shuō)，加工質(zhì)量會(huì)直接影響泵體的精度、性能、壽命等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，響應(yīng)“一帶一路”倡議的國(guó)家越來(lái)越多，顯而易見的是，礦樣采集裝備應(yīng)用涉及的行業(yè)范圍將越來(lái)越廣，泵體行業(yè)的前景也越來(lái)也光明。 1.2 機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 制造業(yè)的發(fā)展水平很大程度上決定了國(guó)家綜合國(guó)力水平。制造業(yè)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，更是與國(guó)人的生活息息相關(guān)，小到圓珠筆頭的制造，大到航母、火箭等國(guó)之重器的制造。自從進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，信息科技發(fā)展浪潮愈來(lái)愈洶涌，制造行業(yè)與信息科技的融合也進(jìn)一步加深，智能制造的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)也愈來(lái)愈突出，自動(dòng)化水平越來(lái)越高，極大的解放了生產(chǎn)力，推動(dòng)了生產(chǎn)制造領(lǐng)域的革新與發(fā)展。 1.3 AutoCAD軟件簡(jiǎn)介 AutoCAD是美國(guó)Autodesk公司于1982年12月推出的CAD通用軟件包，其主要功能包括繪圖功能、三維造型功能、圖形輸出功能、二次開發(fā)功能。由于AutoCAD的實(shí)用性及其很高的普及率，使其已成為實(shí)際上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，作為現(xiàn)代工程技術(shù)人員，必須要掌握它。 2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型 2.1.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和年產(chǎn)量計(jì)劃。一般情況下，機(jī)械零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)除了該產(chǎn)品在計(jì)劃周期內(nèi)的產(chǎn)量以外，還包括了一定的備品率和平均廢品率。故零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算： N零=N?n(1+α+β) (2.1) 式中 N零—機(jī)器零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)； N—機(jī)器產(chǎn)品在計(jì)劃時(shí)間中的產(chǎn)量； n—每臺(tái)機(jī)器產(chǎn)品中該零件的數(shù)量； α—備品率； β—平均廢品率。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)中，新建中型企業(yè)泵體年產(chǎn)量為15000件，備品率為3%，平均廢品率為2%。 故泵體生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N零=N?n(1+α+β) =15000×1（1+3%+2%） =15750（件） 2.1.2生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型按生產(chǎn)專業(yè)化程度的不同進(jìn)行分類，可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)三種不同的類型。在成批生產(chǎn)中，按照生產(chǎn)零件的產(chǎn)量的大小和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，又能分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1-1 各種生產(chǎn)類型的劃分依據(jù)可知，泵體的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 大批生產(chǎn)的特點(diǎn)有：生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品數(shù)量多，加工對(duì)象固定不變，廣泛采用專用裝備、專用夾具、專用刀具和量具，采用調(diào)整法自動(dòng)加工。 2.2零件分析 2.2.1零件的作用 題目要求的零件是專用礦樣采集裝備泵體，泵體的主要作用是支承各傳動(dòng)軸及部件，保持各零件相對(duì)的正確位置，并使各個(gè)軸之間的平行度和中心距達(dá)到要求，通過(guò)轉(zhuǎn)矩的傳遞以及轉(zhuǎn)速的改變來(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)，讓其有一個(gè)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)、精準(zhǔn)的基礎(chǔ)部件。因此，泵體的加工質(zhì)量會(huì)直接影響泵體的各方面性能、精度和使用壽命。 2.2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，泵體各端面的粗糙度要求為Ra6.3， Φ35系列孔和Φ70孔表面粗糙度Ra1.6，并達(dá)到IT9級(jí)精度。螺紋孔和沉頭孔一次加工完成。 該零件為整體式泵體，為整體鑄造，制坯和加工困難，但是裝配精度高。其形狀復(fù)雜，具有較復(fù)雜的截面形狀和加強(qiáng)肋；具有一定形狀的空腔，壁薄容易變形；具有精度要求高的孔和平面，孔多為軸承的支承孔，平面多為裝配的基準(zhǔn)面，它們?cè)诒砻娲植诙?、形位公差、尺寸精度要求高，并且直接影響泵體的裝配精度和使用性能。 零件圖如下圖所示 圖2.1 零件結(jié)構(gòu)示意圖 2.3毛坯及加工余量的選擇 2.3.1毛坯的選擇 泵體零件具有復(fù)雜的內(nèi)腔，所以應(yīng)該盡量選用便于成型的材料和制造方法。泵體類的材料通常選擇為鑄鐵，因?yàn)殍T鐵容易成形，價(jià)格便宜，材料結(jié)構(gòu)較之其他種類的材料切削性能好，方便切削，且擁有良好的減震性能和耐磨性能。由于泵體零件材料為HT200，故鑄件材料為HT200，加工方法選用鑄造。 2.3.2毛坯的制造形式 在加工過(guò)程中，一般根據(jù)零件生產(chǎn)的批量，來(lái)確定相應(yīng)精度的鑄件毛坯。通過(guò)查閱《材料成型技術(shù)基礎(chǔ)》、《工程材料與成型工藝》，比較各種毛坯鑄造方法優(yōu)缺點(diǎn)之后，最后決定采用金屬型鑄造。金屬型鑄造與砂型鑄造相比之下，尺寸精度更高，表面粗糙度低、導(dǎo)熱速度快。另外，金屬型鑄件的表面質(zhì)量和力學(xué)性能好于砂型鑄件，表面粗糙度可以達(dá)到Ra12.5，尺寸精度能夠達(dá)到IT12。同時(shí)，金屬型鑄造能夠?qū)崿F(xiàn)“一型多鑄”，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。這種鑄造方法主要適用于大批大量生產(chǎn)。毛坯鑄造出來(lái)后要進(jìn)行人工時(shí)效處理，目的是把鑄件時(shí)形成的內(nèi)應(yīng)力減小，降低毛坯的變形程度。 為了使模樣方便從鑄型取出，制造模樣的時(shí)候應(yīng)該設(shè)置一定的斜度，即拔模斜度。設(shè)置拔模斜度為1°。值得注意的是，設(shè)計(jì)鑄件的時(shí)候，要考慮到圓弧過(guò)渡，可以防止鑄件轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生黏砂和由于鑄造應(yīng)力太大產(chǎn)生裂紋，還能避免鑄型尖角損壞而產(chǎn)生砂眼的缺陷Error! Reference source not found.。 查閱《工程材料與成型工藝》表8-7鑄件的最小鑄出孔（毛坯孔）直徑可知。對(duì)于泵體上小于Φ12的孔，不必鑄造出來(lái)。一方面是技術(shù)上的可行性，另一方面是經(jīng)濟(jì)的合理性。這樣既可以節(jié)約金屬材料，減少機(jī)械加工工作量，降低成本，還能減少縮孔、縮松等缺陷的出現(xiàn)。 2.3.3毛坯余量的確定 毛坯余量，又稱為機(jī)械加工余量（RMA），通常是指為了達(dá)到要求的尺寸和精度，而從被加工毛坯的表面切下的金屬層部分?，F(xiàn)在主要對(duì)毛坯余量進(jìn)行分析選取，查閱《簡(jiǎn)明金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中的表2-9大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)，表2-11鑄件機(jī)械加工余量的選擇可知： （1） 確定毛坯公差等級(jí)CT為10級(jí)； （2） 確定加工余量等級(jí)為G級(jí)； （3） 根據(jù)零件最大輪廓尺寸，查的RMA為1.4。 列出泵體泵體毛坯尺寸，見表2.1。 表2.1 泵體毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 （單位：mm） 項(xiàng)目 加工余量 零件尺寸 毛坯尺寸 銑150×90的底端面 3 150×90×171 150×90×174 鉆4-Φ11的孔，锪孔Φ20 實(shí)心 4-Φ11 實(shí)心 銑右端面 3 Φ45×R10 Φ45×R10×3 銑左端面 3 2-Φ112×55 2-Φ112×55×3 粗精車Φ70的一系列內(nèi)孔 3 Φ70 Φ64 車Φ70的內(nèi)孔 3 Φ70 Φ64 鉆6-M10的螺紋孔（通孔） 實(shí)心 6-M10 實(shí)心 鉆2-M10的螺紋孔（深20mm） 實(shí)心 2-M10 實(shí)心 鉆2-M10的螺紋孔（C向通孔） 實(shí)心 2-M10 實(shí)心 銑寬2.75的槽（數(shù)控） 實(shí)心 2.75 實(shí)心 銑2-Φ28的端面 3 2-Φ28×171 2-Φ28×174 鉆2-Rc3/8螺紋孔，至18mm 實(shí)心 2-Rc3/8 實(shí)心 鉆2-Φ11的孔 實(shí)心 2-Φ11 實(shí)心 毛坯零件綜合圖如下所示： 圖2.2 毛坯零件綜合示意圖 2.4定位基準(zhǔn)的選擇 2.4.1精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)的時(shí)候，要盡量保證了保證加工的精度以及裝夾的準(zhǔn)確方便。查閱《機(jī)械制造工藝學(xué)》工藝過(guò)程設(shè)計(jì)部分可知，精基準(zhǔn)的選擇原則有四個(gè)，分別是“基準(zhǔn)重合”原則、“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則、“自為基準(zhǔn)”原則和“互為基準(zhǔn)”原則。 對(duì)于該泵體零件，選擇底端面和底端面上距離最遠(yuǎn)的四個(gè)Φ11孔作為精基準(zhǔn)，即一面兩孔，符合“基準(zhǔn)重合”原則、“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 2.4.2粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于分配各加工面的加工余量、不加工面與加工面之間的位置度都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。查閱《機(jī)械制造工藝學(xué)》定位基準(zhǔn)的選擇部分可知，粗基準(zhǔn)的選擇原則包括：以不加工平面作為粗基準(zhǔn)；保證重要平面余量均勻，以該平面作為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)平面應(yīng)平整；粗基準(zhǔn)只能用一次，不能夠重復(fù)使用。結(jié)合以上原則，分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，Φ45的端面為未加工表面，表面平整，無(wú)澆口、冒口、飛邊等缺陷。作為粗基準(zhǔn)能夠保證加工余量和位置要求。所以，通過(guò)以上分析，選擇零件的Φ45的端面作為粗基準(zhǔn)。 2.5制定工藝路線 2.5.1表面加工方案選擇 按照零件圖上各加工表面上標(biāo)注的表面粗糙度和尺寸精度，查《簡(jiǎn)明金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)》里的表4-7孔加工方案和表4-8平面加工方案可知，平面加工方案和孔加工方案所能達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度的加工方法，如表2.2所示。 表2.2 泵體各表面加工方法 加工表面 精度等級(jí)（IT） 表面粗糙度（Ra） 加工方案 銑150×90的底端面 13 6.3 粗銑 鉆4-Φ11的孔，锪孔Φ20 13 6.3 鉆-锪 銑右端面 13 6.3 粗銑 銑左端面 13 6.3 粗銑 粗精車Φ70的一系列內(nèi)孔 9 1.6 粗車—精車 車Φ70的內(nèi)孔 13 6.3 粗車 鉆6-M10的螺紋孔（通孔） 13 6.3 鉆-攻 鉆2-M10的螺紋孔（深20mm） 13 6.3 鉆-攻 鉆2-M10的螺紋孔（C向通孔） 13 6.3 鉆-攻 銑寬2.75的槽（數(shù)控） 13 6.3 粗銑 銑2-Φ28的端面 13 6.3 粗銑 鉆2-Rc3/8螺紋孔，至18mm 13 6.3 鉆-攻 鉆2-Φ11的孔 13 6.3 鉆 2.5.2工序的集中與分散 工序的集中與分散，各有特點(diǎn)，在選擇時(shí)需根據(jù)零件的產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及技術(shù)要求等方面綜合分析，進(jìn)而選擇哪一種原則。在本次設(shè)計(jì)中，泵體為大批、大量生產(chǎn)，采用的是高效率的專用裝備和工藝裝備。所以應(yīng)該采用工序集中，能夠減少裝夾次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，有利于提高生產(chǎn)效率。 2.5.3機(jī)械加工順序的安排 （1）機(jī)械加工工序 為了使零件表面的精度達(dá)到要求，滿足相互之間的位置要求，就需要合理安排各表面的加工順序，遵循一定的原則。 （2）熱處理工序 工藝過(guò)程中合理安排熱處理工序，可以提高零件加工質(zhì)量和材料使用性能。對(duì)于該工件，其為鑄件，不消除殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致工件的變形，降低零件的質(zhì)量和性能。所以應(yīng)該進(jìn)行時(shí)效處理，消除殘余應(yīng)力。 （3）輔助工序 輔助工序一般包括中間檢驗(yàn)、洗滌、防銹、特種檢驗(yàn)和表面處理等。在本次工序安排中，用到的是檢驗(yàn)，放在最后一道工序。 2.5.4工藝路線的確定 在根據(jù)以上機(jī)械加工工序順序的安排 1 鑄造 鑄造 2 處理 時(shí)效處理 3 銑 銑150×90的底端面 4 鉆 鉆4-Φ11的孔，锪孔Φ20 5 銑 銑右端面 6 銑 銑左端面 7 車 粗精車Φ70的一系列內(nèi)孔 8 車 車Φ70的內(nèi)孔 9 鉆 鉆6-M10的螺紋孔（通孔） 10 鉆 鉆2-M10的螺紋孔（深20mm） 11 鉆 鉆2-M10的螺紋孔（C向通孔） 12 銑 銑寬2.75的槽（數(shù)控） 13 銑 銑2-Φ28的端面 14 鉆 鉆2-Rc3/8螺紋孔，至18mm 15 鉆 鉆2-Φ11的孔 16 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 17 入庫(kù) 入庫(kù) 工藝方案均采用“一面兩銷”定位方案，以泵體底面為定位面，4×Φ11孔分別用圓柱銷和菱形銷，限制工件6個(gè)方向的自由度，完全定位，其中底端面限制了X、Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和Z方向的移動(dòng)，圓柱銷限制了X、Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，菱形銷和圓柱銷一起限制了Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 2.6工序內(nèi)容設(shè)計(jì) 2.6.1加工設(shè)備選擇 （1）機(jī)床的選擇 對(duì)于機(jī)床選擇的時(shí)候，應(yīng)該遵循：機(jī)床的加工范圍與零件外形尺寸相匹配；機(jī)床的精度可以達(dá)到工序加工要求的精度；機(jī)床的生產(chǎn)效率要適應(yīng)零件的生產(chǎn)類型；要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，充分利用現(xiàn)有設(shè)備；合理選擇先進(jìn)制造裝備。 查閱《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1-2 各種生產(chǎn)類型的特點(diǎn)和要求可知，由于該零件是大批生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)采用專用設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線，所以機(jī)床選用專用機(jī)床。 （2）夾具的選擇 夾具的選擇，同機(jī)床的選擇一樣，也要和零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)，由于該零件是大批生產(chǎn)，各道工序所采用的機(jī)床夾具，主要采用氣動(dòng)或者液動(dòng)的專用機(jī)床夾具。 （3）刀具的選擇 刀具的選擇要從各道工序采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件的材料、所要求的表面粗糙度和加工精度、生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行綜合的考量?，F(xiàn)對(duì)指定工序進(jìn)行刀具選擇。 銑端面使用銑刀，鉆孔使用麻花鉆，鏜孔使用鏜刀 （3）量具的選擇 常用量具主要有游標(biāo)卡尺、百分尺、百分表等。對(duì)于該零件來(lái)說(shuō)，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，宜采用極限量規(guī)、高生產(chǎn)率的專用檢具。 2.6.2切削用量選擇 在選擇切削用量的時(shí)候，要保證零件的加工精度以及表面粗糙度；要盡量提高生產(chǎn)效率；要充分發(fā)揮機(jī)床的性能；要讓刀具保證恰當(dāng)?shù)氖褂脡勖，F(xiàn)在，對(duì)指定5道工序的切削用量進(jìn)行選擇，以及計(jì)算各道工序的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。 工序：粗銑底端面 背吃刀量ap的確定：查閱《簡(jiǎn)明金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P421可知，背吃刀量選擇5mm。 進(jìn)給量的確定：查閱《機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明速查手冊(cè)》表6.26硬質(zhì)合金端銑刀、盤銑刀加工平面和臺(tái)階時(shí)的進(jìn)給量fz可知，fz=0.14mmz。進(jìn)給量可按下式進(jìn)行計(jì)算： fm=fz?z （2.3） 式中 fm—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量； fz—每齒進(jìn)給量； z—銑刀齒數(shù)。 由公式（2.3）可知進(jìn)給量為： fm=fz?z ＝0.14×12 ＝1.68（mmr） 切削速度vc的確定：查閱《簡(jiǎn)明金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7-31各種常用工件材料的銑削速度推薦范圍可知，由于該工件材料為灰鑄鐵，且為粗銑。所以選擇切削速度為1ms。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定： 查閱《機(jī)床制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P21可知，主軸轉(zhuǎn)速公式如下： ns=1000vcπdw （2.4） 式中 ns—主軸轉(zhuǎn)速； vc—切削速度； dw—銑刀直徑。 由公式（2.4）可知主軸的轉(zhuǎn)速為： ns=1000vcπdw =1000×60π×200 ≈ 96（rmin） 工序：鉆4×Φ11孔 背吃刀量ap的確定：查閱《機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明速查手冊(cè)》表8.4鉆銷要素可知： ap=d02 （2.5） 式中 ap—背吃刀量； d0—鉆頭直徑。 由公式（2.5）可知： ap=d02 =10.42 =5.2（mm） 進(jìn)給量和鉆削速度的確定：查閱《機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明速查手冊(cè)》表8.6硬質(zhì)合金的鉆削速度vc和進(jìn)給量f可知，選擇鉆削速度為1ms，進(jìn)給量0.5mmr。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定： 由公式（2.4）可知主軸的轉(zhuǎn)速為： ns=1000vcπdw =1000×60π×11 ≈ 1737（rmin） 工序：銑左端面 背吃刀量ap的確定：查閱《簡(jiǎn)明金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P421可知，背吃刀量選擇5mm。 進(jìn)給量的確定：查閱《機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明速查手冊(cè)》表6.26硬質(zhì)合金端銑刀、盤銑刀加工平面和臺(tái)階時(shí)的進(jìn)給量fz可知，fz=0.15mmz。 由公式（2.3）可知進(jìn)給量為： fm=fz?z ＝0.15×10 ＝1.5（mmr） 切削速度vc的確定：查閱《簡(jiǎn)明金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7-31各種常用工件材料的銑削速度推薦范圍可知,選擇切削速度為1.5ms。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定： 由公式（2.4）可知主軸的轉(zhuǎn)速為： ns=1000vcπdw =1000×1.5×60π×160 ≈ 180（rmin） 3專用銑床夾具的設(shè)計(jì) 3.1設(shè)計(jì)任務(wù)分析 生產(chǎn)類型決定著生產(chǎn)率、夾具結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性。在本次設(shè)計(jì)中，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，故需要采用專用夾具。設(shè)計(jì)專用夾具的時(shí)候，要仔細(xì)研究零件圖和工序圖。在本次設(shè)計(jì)中，指定工序：銑左端面，進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，這套夾具應(yīng)該從夾緊的方向考慮來(lái)提高效率。對(duì)于此工序來(lái)說(shuō)，主要是銑左端面，需要保證孔的同軸度要求和表面粗糙度等要求，合理安排對(duì)刀塊的形式、導(dǎo)向支架的布置形式，以及如何引刀。 3.2工件定位、夾緊方案的確定 分析工序簡(jiǎn)圖可知，采用的定位方案為一面兩銷定位。定位基準(zhǔn)面為（底面），兩銷分別為固定式圓柱定位銷和固定式菱形定位銷，裝在工件的兩個(gè)定位孔中。底端面限制三個(gè)自由度，其中圓柱定位銷限制兩個(gè)自由度，菱形定位銷限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件定位精確。平面定位元件選擇了B型支承板，一方面是該元件所定位的底端面是已經(jīng)加工過(guò)的平面。 夾緊動(dòng)力裝置一般分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊，其中機(jī)動(dòng)夾緊又分為氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)等方式。由于在本次設(shè)計(jì)中工件是大批生產(chǎn)，在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)選用機(jī)動(dòng)夾緊中的手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，這是因?yàn)槭謩?dòng)夾緊的夾緊力基本穩(wěn)定；夾緊動(dòng)作迅速，能夠減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；操作方便而且操作省力，可以極大的減工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.3定位誤差分析與計(jì)算 在本次銑床夾具設(shè)計(jì)中，工件在夾具中采用一面兩孔定位，工件底端面（為第一定位基準(zhǔn)，工件上的兩個(gè)定位孔分別為第二和第三定位基準(zhǔn)。由于工件在夾具中定位時(shí)，底端作為第一定位基準(zhǔn)面，工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)位置誤差；因?yàn)槎ㄎ豢妆容^淺，所以由內(nèi)孔與底面垂直度誤差而引起其內(nèi)孔中心線的基準(zhǔn)位置誤差也可忽略不計(jì)。但是兩個(gè)定位孔由于與定位銷的配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差引起的基準(zhǔn)位置誤差不能忽略，需要計(jì)算出來(lái)。此時(shí)產(chǎn)生的定位誤差應(yīng)該包括兩方面：一是工件在兩定位孔連心線上的位置誤差，二是兩定位孔連心線上的轉(zhuǎn)角誤差Error! Reference source not found.。 如圖3.2所示，位置誤差產(chǎn)生的原因是定位孔與定位銷為間隙配合，孔的中心線與銷的中心線不會(huì)重合，所以工件會(huì)發(fā)生移動(dòng)。由于圓柱銷孔的配合間隙會(huì)一直小于菱形銷的削邊量，而工件在兩孔連心線上的基準(zhǔn)極限位置，只會(huì)受到圓柱銷孔配合間隙的限制。 圖3.2 位置誤差示意圖 所以位置誤差可采用如下公式： δ位置=TD1+Td1+?1min （3.1） 式中 TD1—工件內(nèi)孔O1的公差； Td1—夾具上圓柱銷的公差； ?1min—工件上定位孔O1與圓柱銷的最小配合間隙。 定位銷的尺寸為Φ11-0.027-0.016mm ，定位孔是按7級(jí)精度加工出來(lái)的，其尺寸為Φ11 0+0.018mm，所以由公式（3.1）可知δ位置=0.018+0.011+0.016=0.045mm。而工件上兩定位孔中心距的尺寸為140±0.08mm，其公差為0.16mm。該位置誤差小于工件兩定位孔中心距尺寸公差的1/3，滿足該工序的加工精度要求。 如圖3.3所示，轉(zhuǎn)角誤差產(chǎn)生的原因是工件兩定位孔的中心連線會(huì)繞著Z軸旋轉(zhuǎn)，這同樣是是由孔銷的配合間隙所導(dǎo)致的。 圖3.2 轉(zhuǎn)角誤差示意圖 所以轉(zhuǎn)角誤差可采用如下公式： δ角度=2tan-1TD1+Td1+?1min+TD2+Td2+?2min2L （3.2） 式中 TD1—工件內(nèi)孔O1的公差； TD1—夾具上圓柱銷的公差； ?1min—工件上定位孔O1與圓柱銷的最小配合間隙。 TD2—工件內(nèi)孔O2的公差； Td2—夾具上菱形銷的公差； ?2min—工件上定位孔O2與菱形銷的最小配合間隙。 由公式（3.2）可得： δ角度=2tan-1TD1+Td1+?1min+TD2+Td2+?2min2L =2tan-10.018+0.011-0.005+0.018+0.011-0.0052×140 =36″ 工件上兩定位孔中心距尺寸的轉(zhuǎn)動(dòng)公差為5′。該轉(zhuǎn)角誤差小于工件兩定位孔中心距尺寸轉(zhuǎn)角公差的1/3，滿足該工序的加工精度要求。 3.4夾緊力的計(jì)算 夾緊力的計(jì)算需要先確定計(jì)算銑刀進(jìn)給時(shí)的銑削力，查閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)冊(cè)》表1-2-3銑削力的計(jì)算公式可知，切削力Fc的計(jì)算公式為 Fc=902ts0.75Kp （3.3） 式中 t—切削深度； s—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量； Kp—修正系數(shù)。 其中修正系數(shù)Kp可由公式（3.4）計(jì)算。 Kp=KmpKφpKγpKλpKΥp （3.4） 式中 Kmp—考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù)； Kφp、Kγp、Kλp、KΥp—考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。 查閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-4Kmp值、表1-2-5指數(shù)n值、表1-2-6系數(shù)Kφp、Kγp、Kλp、KΥp值，結(jié)合公式（3.4）進(jìn)行修正系數(shù)Kp的計(jì)算。 Kp=KmpKφpKγpKλpKΥp = 2001500.4×1×1.1×1×1 =1.23 由公式（3.3）得 Fc=902ts0.75Kp =902×0.20.75×1.2×1.23 =399.5（N） 根據(jù)《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》可知夾緊力計(jì)算公式為 P=KFcμ1+μ2 （3.5） 式中 K—安全系數(shù)，一般K=1.5~3； μ1—夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù)； μ2—工件與定位面間得到摩擦系數(shù)。 查閱《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》（第二版）表4-21典型夾緊形式實(shí)際所需的夾緊力的計(jì)算可得，K=2，μ1=0.2，μ2=0.16。則所需夾緊力為 P=KFcμ1+μ2 =2×399.50.2+0.16 = 2219.4（N） 3.5夾具體的設(shè)計(jì)及與機(jī)床的聯(lián)接 夾具體是夾具中最大、最復(fù)雜的基礎(chǔ)件，夾具體上的重要表面要有的精度和尺寸穩(wěn)定性。由于該零件為大批生產(chǎn)，所以?shī)A具體的毛坯結(jié)構(gòu)采用鑄造結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于工藝性好，具有良好的抗振、抗壓性能。為了減輕重量，夾具體采用框性薄壁結(jié)構(gòu)，壁厚均勻。由于承受力較大，在夾具體內(nèi)部相應(yīng)位置設(shè)置加強(qiáng)筋。放置楔塊的位置為夾具體內(nèi)部凸臺(tái)，其下部需要設(shè)置加強(qiáng)筋提高剛度。該凸臺(tái)可以通過(guò)活塊鑄造的方式鑄造出來(lái)。對(duì)于夾具體表面上放置鏜模支架等零件的地方，設(shè)置了小凸臺(tái)。這樣的做的目的是，可以減少加工面積，降低加工時(shí)間，還能保證其平面度。 為了提高效率，減少輔助時(shí)間。其找正方式不是在夾具體上設(shè)置找正基面，而是通過(guò)樣棒。樣棒不僅可以保證同軸度，還可以輔助鏜模的安裝。另外，由于夾具體質(zhì)量較大，所以我設(shè)置了吊環(huán)螺釘，方便夾具體的吊裝。 由于采用了專用機(jī)床，所以?shī)A具體與機(jī)床的聯(lián)接方式是螺紋聯(lián)接以及兩銷釘進(jìn)行定位。該銷釘不采用菱形銷的原因是：夾具體為單件生產(chǎn)，安裝一次，而且銷釘配作。 3.8夾具體的裝配要求 先將鉸鏈支座旋入夾具體中，再將三角板裝入，插入銷釘。最后再將鉸鏈支座和三角板用銷釘連接。鉸鏈支座下必須要有墊圈，該墊圈的主要目的是調(diào)整鉸鏈支座的位置，從而可以使得支座、三角板以及銷釘三者的連接得以保證。 1 總結(jié)與體會(huì) 寫到這個(gè)部分時(shí)候，意味著本次畢業(yè)設(shè)計(jì)即將進(jìn)入尾聲。在這一個(gè)學(xué)期中，我認(rèn)認(rèn)真真的做畢業(yè)設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)了不足的地方，也收獲了很多干貨，同時(shí)也對(duì)這四年所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次全面的鞏固，大抵算得了一次小小的鍛煉。 在剛開始接觸畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，很多東西都不了解，心里是慌張的，尤其是當(dāng)蘇老師拿出那一堆A0零件圖。當(dāng)我拿到我的零件圖時(shí)，真的是苦笑不得，圖紙的年齡和我年齡也差不多。剛看到零件的時(shí)候，覺得圖紙比較復(fù)雜，心里總是害怕完不成完成任務(wù)，感覺很難。經(jīng)過(guò)蘇老師的指導(dǎo)，漸漸的熟悉了設(shè)計(jì)思路。其實(shí)，只要我們按照老師的指導(dǎo)，把畢業(yè)設(shè)計(jì)分解成一個(gè)又一個(gè)的子任務(wù)，每周把每周的任務(wù)認(rèn)認(rèn)真真的按時(shí)做完，到最后，就能完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)了很多的不足之處。在考慮問(wèn)題的時(shí)候，不夠全面。在進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮到后面的加工工藝性沒有給夾具體上放置鏜模支架、對(duì)刀塊支架處，設(shè)置凸臺(tái)，直接加工整個(gè)平面的話，精度低，成本高。比如，在設(shè)計(jì)偏心讓刀機(jī)構(gòu)的時(shí)候，沒有考慮軸向定位，使兩個(gè)偏心輪的位置固定。還有就是對(duì)以前所學(xué)習(xí)的知識(shí)，掌握的不夠牢靠。有時(shí)候蘇老師提出問(wèn)題后，我卻無(wú)法回答，可以說(shuō)是很慚愧了。這些不足之處的指出，會(huì)激勵(lì)我繼續(xù)向前，同時(shí)不斷補(bǔ)充完善這些不足之處。 必須承認(rèn)的是，畢業(yè)設(shè)計(jì)真的很鍛煉人，它讓我提高了查閱資料和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的能力，同時(shí)可以將以前的知識(shí)相互聯(lián)系起來(lái)，還讓我更多的考慮細(xì)節(jié)問(wèn)題。哪怕是以前再怎么對(duì)專業(yè)知識(shí)的不了解，來(lái)回的查閱、交流、討論會(huì)讓你熟悉起來(lái)，大抵是“最熟悉的陌生人”吧。比如在我們的專業(yè)設(shè)置中，對(duì)于鑄造相關(guān)的知識(shí)講的很少，通過(guò)在圖書查閱相關(guān)書籍，豐富了我的知識(shí)和眼界。另外，還應(yīng)該擺正學(xué)習(xí)態(tài)度，不能只知道玩，這是對(duì)自己的不負(fù)責(zé)任。