【端蓋零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)10000字（論文）】

端蓋零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)目錄引言 1第1章端蓋零件加工簡述 21.1端蓋零件 21.2零件加工注意點(diǎn) 21.3尺寸和粗糙度的要求 2第2章端蓋零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)分析 42.2零件工藝分析 42.2.1零件結(jié)構(gòu)分析 42.2.2零件技術(shù)要求分析 42.3毛坯的確定 52.4基面的選擇 52.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 52.4.2精基準(zhǔn)的選擇 52.5工藝路線的擬訂 62.5.1加工方法的確定 62.5.2加工階段的劃分 62.5.3加工工藝確定 7第3章零件專用銑床加工設(shè)計(jì)計(jì)算 93.1數(shù)控車床的選擇 93.2刀具的選擇和刀具卡的制定 103.2.1數(shù)控銑刀 103.2.2鉆頭 103.2.3中心鉆 103.2.4鉸刀 113.3確定各工序的切削用量 113.4切削用量的計(jì)算 133.4.1鉆孔工步 133.4.2粗鉸工步 133.4.3精鉸工步 13第4章夾具設(shè)計(jì) 154.1確定夾具的加工方案 154.1.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 154.1.2具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求 154.2夾具的選擇 154.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 154.2.2定位基準(zhǔn)選擇的原則 164.2.3工件裝夾 164.3定位、夾緊方案的選擇 164.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 164.3.2定位、夾緊方案 164.4工件部件的設(shè)計(jì)與選用 164.4.1夾緊裝置的選用 164.4.2鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 174.5確定優(yōu)化夾具的結(jié)構(gòu)方案 194.5.1確定定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置 194.5.2確定夾緊機(jī)構(gòu) 194.5.3確定導(dǎo)向裝置 204.6定位誤差分析 22總結(jié) 23參考文獻(xiàn) 24附錄 26引言數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與高柔性特點(diǎn)的自動(dòng)加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來的巨大利益，已引起了世界各國技術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的數(shù)控機(jī)床用戶感到，數(shù)控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與CAD/CAM集成化自動(dòng)編程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通過對(duì)端蓋零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出端蓋加工工藝規(guī)程；對(duì)于專用夾具的設(shè)計(jì)，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計(jì)專用夾具。本文選擇以加工難度較大的鋁合金薄壁端蓋的機(jī)械加工為例，探討端蓋的機(jī)械加工工藝。第1章端蓋零件加工簡述1.1端蓋零件端蓋零件機(jī)械支撐連接的重要構(gòu)建之一，零件品種繁多有針對(duì)性，生產(chǎn)成本高，效率低。它為典型的端蓋類零件，其加工屬于典型的銑削加工，需仔細(xì)研究加工路線時(shí)期簡單化，降低成本，提高效率適應(yīng)小批量生產(chǎn)要求。考慮到多把刀具加工選用數(shù)控銑床自動(dòng)換刀，提高刀具旋轉(zhuǎn)速度慢速走刀盡量一次性加工完成。本零件屬于典型端蓋類零件，有外表面、圓柱臺(tái)階、通孔沉孔的組成，以銑、鉆、加工為主，可用加工中心、數(shù)控銑數(shù)或控鉆對(duì)零件進(jìn)行加工。再對(duì)零件圖進(jìn)行工藝審查，圖樣上的規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)條件是否合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性能是否好，圖樣上是否缺少必要的尺寸、視圖、或技術(shù)條件。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。1.2零件加工注意點(diǎn)該零件先以外圓作為粗基準(zhǔn)，車端面和鉆中心孔，再以二中心孔為定位基準(zhǔn)粗車外圓，又以粗車外圓為定位基準(zhǔn)加工錐孔，此即為互為基準(zhǔn)原則，使加工有一次比一次精度更高的定位基準(zhǔn)面。采用了二中心孔為定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合及基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。車內(nèi)錐時(shí)，一端用卡爪夾住，一端搭中心架，亦是以外圓作為精基準(zhǔn)。半精加工、精加工外圓時(shí)，采用了錐堵，以錐堵中心孔作為精加工該軸外圓面的定位基準(zhǔn)。為保證工件外圓的磨削精度，熱處理后須安排研磨中心孔的工序，并要求達(dá)到較細(xì)的表面粗糙度。外圓磨削時(shí)，影響工件的圓度主要是由于二頂尖孔的同軸度，及頂尖孔的圓度誤差。螺紋一般不允許淬硬，所以在工件中的螺紋部分的直徑和長度上必需留去碳層。對(duì)于內(nèi)螺紋，在孔口也應(yīng)留出3mm去碳層。1.3尺寸和粗糙度的要求尺寸精度：精度要求較高的尺寸主要有8-Ф6孔。對(duì)于尺寸精度要求，主要通過在加工過程中的精確對(duì)刀；正確選用刀具的磨損量和正確選用合適的加工工藝等措施來保證。表面粗糙度：主要的表面粗糙度有中間孔內(nèi)粗糙度最低為1.6ūm，兩側(cè)孔壁最低粗糙度為3.2ūm，其余為12.5ūm。對(duì)于表面粗糙度要求，主要通過選用正確的粗、精加工路線，選用合適的切削用量等措施來保證。第2章端蓋零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)分析2.2零件工藝分析2.2.1零件結(jié)構(gòu)分析制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程之前，對(duì)零件進(jìn)行工藝性分析。首先應(yīng)熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件，搞清楚各項(xiàng)技術(shù)要求對(duì)零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要的和關(guān)鍵的技術(shù)要求，然后對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析。如圖2-1所示零件便面由柱面，圓端蓋零件，順圓弧構(gòu)成，孔復(fù)雜其中多個(gè)直徑尺寸由較高的精度，表面粗糙，零件圖尺寸編注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛胚為ф50mm×80mm。圖2-1端蓋零件加工樣圖（45#棒材Φ25×50）該工件尺寸標(biāo)注完整、正確、尺寸、基準(zhǔn)統(tǒng)一、有利于定位基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。零件輪廓描述清楚，無熱處理及硬度要求。零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具有一定的加工難度。該零件的加工精度要求較高，加工精度等級(jí)為IT7（高精度）；表面粗糙度要求相對(duì)較高：直徑為20mm的圓柱部分粗糙度為Ra3.2，其余部分均為Ra1.6。2.2.2零件技術(shù)要求分析小批量生產(chǎn)條件編程，不準(zhǔn)用砂布和銼刀修飾平面，這是對(duì)平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB01804-m處理，零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷，銳邊倒角為C0.5未注粗糙度部分光潔度按Ra6.3。整體式硬質(zhì)合金刀可以加工要求較高零件的較小部位，這樣加工可以取得較高的加工精度。整體硬質(zhì)合金刀具成本較高，在使用時(shí)注意刀具伸長不能太大，否則刀具會(huì)出現(xiàn)讓刀量大、易磨損等情況，因此也會(huì)出現(xiàn)折斷的危險(xiǎn)。立統(tǒng)刀在統(tǒng)削零件周邊輪廓時(shí)候，注意刀具半徑要和零件輪廓的最小曲率半徑匹配。只能小，不能大。粗加工時(shí)可以選擇大的，精加工時(shí)一定要小。2.3毛坯的確定對(duì)于端蓋零件的毛坯主要根據(jù)零件的材料、形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、及生產(chǎn)批量等因索來選擇。直徑較小的情況下，應(yīng)該選擇棒料，也可以選擇實(shí)心鑄件。當(dāng)需要大批量成產(chǎn)是，還可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)毛坯制造工藝，可在毛坯精度的提高基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)率。根據(jù)圖2-2工件的材料、形狀機(jī)構(gòu)以及尺寸等相關(guān)要點(diǎn)因素，本課題選擇φ25×50MM的棒料。圖2-2端蓋毛坯簡圖2.4基面的選擇2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時(shí)要明確哪一方面的要求是主要的。選擇端蓋零件孔Φ20mm的外圓面和端蓋零件類頭右端面作為粗基準(zhǔn)。因此端蓋零件以自為基準(zhǔn)原則選擇上頂面為粗基準(zhǔn)，下底面為精基準(zhǔn)。采用Φ30mm外圓面定位加工內(nèi)孔，可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋零件類頭右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。在銑床上加工標(biāo)準(zhǔn)節(jié)端蓋零件時(shí)，以15.8mm內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)。滿足粗基準(zhǔn)的選擇原則。2.4.2精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該端蓋零件類零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇端蓋零件類頭左端面和叉軸孔的軸線作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于端蓋零件類件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，選用端蓋零件類頭左端面作為精基準(zhǔn)，夾緊力可作用在端蓋零件類頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。該零件加工時(shí)，采用15.8mm內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)來加工端蓋零件類前后兩側(cè)面。2.5工藝路線的擬訂2.5.1加工方法的確定確定端蓋零件各表面的加工方法，如表2-1所示。表2-1端蓋零件各表面加工方案工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1熱處理——退火2粗銑端蓋左右端面、方形端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺3精銑端蓋左右端面、方形端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺4粗車、半精車φ75外圓CA6140外圓車刀游標(biāo)卡尺5車3X0.5倒角CA6140端面車刀6鉆-擴(kuò)-鉸φ25孔四面組合鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7鉆φ4孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)8鉆-鉸-精鉸φ10孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)9鉆φ9孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)10鉆φ14孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸卡尺、塞規(guī)11銑R33圓弧數(shù)控銑床立銑刀游標(biāo)卡尺12去毛刺鉗工臺(tái)平銼13清洗清洗機(jī)14終檢塞規(guī)、卡尺、百分表等2.5.2加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段：（1）粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大[1]。一般粗加工的公差等級(jí)為IT11～I(xiàn)T12。粗糙度為Ra80～100μm。（2）半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9～I(xiàn)T10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm[2]。（3）精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保證零件的形狀位置幾精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后，可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為Ra10～1.25μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。2.5.3加工工藝確定怎么樣制作這個(gè)端蓋，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)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果。切削加工順序的安排：基準(zhǔn)面先行：先加工出作精基準(zhǔn)的表面，后加工以精基面定位的表面。先面后孔：先加工定位平面和孔的端面，后加工孔以利于工件定位夾緊穩(wěn)定可靠、保證孔與平面的位置精度、減少刀具磨損。先粗后精：先安排粗加工（如有必要中間可半精加工），后安排精加工。先主后次：先安排主要表面的加工（如裝配基面、工作表面），后安排次要表面的加工（如鍵槽、緊固用的螺紋孔）；一般主要表面的半精加工之后，精加工之前進(jìn)行。結(jié)合上述零件圖結(jié)構(gòu)工藝性分析、工序劃分的原則、加工順序安排原則初步擬定方案如下：銑上頂面—銑下底面—鉆中心孔—鉆削兩側(cè)孔—銑兩側(cè)Φ22孔—鉆中間孔—擴(kuò)中間孔—粗鉸中間孔—精鉸中間孔—去毛刺。第3章零件專用銑床加工設(shè)計(jì)計(jì)算3.1數(shù)控車床的選擇加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越，有一個(gè)自動(dòng)換刀的伺服系統(tǒng)，對(duì)于工序復(fù)雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時(shí)候可以減少很多輔助時(shí)間，很方便，而且能夠加工更加復(fù)雜的曲面等工件。圖3-1VMC850立式加工中心此畢業(yè)設(shè)計(jì)要求加工圖所示的零件，此零件必須使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，在加工過程種不需要更換機(jī)床和加工工作地點(diǎn)，該零件可以在車床上通過一次裝夾就能完成加工。本文選擇操做系統(tǒng)為VMC850立式數(shù)控加工機(jī)床。機(jī)床的主要規(guī)格和參數(shù)見表:表3-1VMC850立式加工中心詳細(xì)參數(shù)工作臺(tái)面尺寸（長×寬）405×1307（mm）主軸錐孔/刀柄形式24ISO40/BT40（MAS403）工作臺(tái)最大縱向行程650mm主配控制系統(tǒng)FANUC0iMate-MC工作臺(tái)最大橫向行程450mm換刀時(shí)間（s）6.5s主軸箱垂向行程500mm主軸轉(zhuǎn)速范圍60—6000(r/min)工作臺(tái)T型槽（槽數(shù)-寬度×間距）5-16×60mm快速移動(dòng)速度10000（mm/min）主電動(dòng)機(jī)功率5.5/7.5（kw）進(jìn)給速度5—800（mm/min）脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）0.001工作臺(tái)最大承載(kg)700kg機(jī)床外形尺寸(長×寬×高)(mm)2540mm×2520mm×2710mm機(jī)床重量(

kg)4000kg3.2刀具的選擇和刀具卡的制定3.2.1數(shù)控銑刀選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)；同時(shí)根據(jù)不同的工件材料和加工精度要求選擇不同參數(shù)的銑刀進(jìn)行加工。加工較大的平面、較大的臺(tái)階面應(yīng)選擇面銑刀；加工平面零件周邊輪廓、凹槽、較小的臺(tái)階面應(yīng)選擇立銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面應(yīng)應(yīng)選擇模具銑刀；加工封閉的鍵槽應(yīng)選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選擇鼓形銑刀；加工立體型面和變斜角輪廓外形常采用球頭銑刀、鼓形銑刀；加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔應(yīng)選擇成型銑刀。該零件所用銑刀主偏角取90°銑刀直徑的選擇：面銑刀直徑主要根據(jù)工件寬度選擇，同時(shí)要考慮機(jī)床的功率、刀具的位置和刀齒與工件接觸形式等，也可將機(jī)床主軸直徑作為選取的依據(jù)。面銑刀直徑可按D=1.5d(d:主軸直徑)選取。一般，面銑刀的直徑應(yīng)比切寬大20%~50%。銑刀直徑D=80mm，長度L=220mm立銑刀直徑的選擇主要應(yīng)考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機(jī)床額定功率范圍內(nèi)。小直徑立銑刀，就主要考慮機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速能否達(dá)到刀具的最低切削速度要求。選取立銑刀（GB1110-85），立銑刀直徑D=10mm，長度L=72mm。3.2.2鉆頭標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆：切削部分有兩個(gè)主切削刃，兩個(gè)副切削刃、一個(gè)橫刃和兩個(gè)螺旋槽組成。在加工中心上鉆孔，因無夾具鉆模導(dǎo)向，受兩切削刃上切削力不對(duì)稱的影響，容易引起鉆孔偏斜，故要求鉆頭的兩切削刃必須有較高的刃磨精度。此處選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆（GB1436-85）直徑D=13mm，長度L=151mm；硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆（GB1438-85）直徑D=38mm，長度L=349mm；硬質(zhì)合金錐柄擴(kuò)孔鉆（GB1141-84）直徑D=39.6mm，長度L=349mm。3.2.3中心鉆主要用于孔的定位，由于切削部分的直徑較小，故中心鉆鉆孔時(shí)應(yīng)選取較高的轉(zhuǎn)速。A型不帶護(hù)錐的中心鉆：加工直徑d=1-10mm的中心孔時(shí)，通常采用A型；B型帶護(hù)錐的中心鉆：加工直徑d=1-10mm中心孔時(shí)工序較長、精度要求較高的工件，為避免60度定心錐被損壞，一般采用B型；C型：帶螺紋的中心鉆；R型弧形中心鉆：加工直徑d=1-10mm中心孔時(shí)的定位精度要求較高的軸類零件(如圓拉刀)，則采用R型。該零件選取A型不帶護(hù)錐直徑為D=2mm，長度L=220mm中心鉆。3.2.4鉸刀多用于加工中心。鉸孔的加工精度可達(dá)IT9~IT8級(jí)，表面粗糙可以達(dá)到1.6~0.8μm。錐柄鉸刀直徑為10~32mm,直柄鉸刀直徑為6~20mm；小孔直柄鉸刀直徑為1~6mm；套式鉸刀直徑為1~6mm此處選硬質(zhì)合金莫氏錐柄機(jī)用鉸刀（GB4252-2004），直徑D=40mm.長度L=329mm。3.3確定各工序的切削用量背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度和主軸轉(zhuǎn)速的確定。選擇切削用量時(shí)要在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提條件下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能使切削效率最高，加工成本最低。當(dāng)?shù)毒邏勖欢〞r(shí)切削速度對(duì)生產(chǎn)率影響最大，進(jìn)給量次之，被吃刀量最小；故切削用量選擇原則：首先選擇盡量大的背吃刀量，其次選擇最大的進(jìn)給量，最后選擇最大的切削速度（1）背吃刀量的選擇：根據(jù)加工余量確定，切削加工一般為粗加工、半精加工和精加工幾道工序，各工序有不同的選擇方法。粗加工時(shí)（表面粗糙度≥12.5），在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量。中等功率機(jī)床，背吃刀量可達(dá)8~10mm，但是對(duì)加工余量，一次走刀會(huì)造成機(jī)床功率或刀具強(qiáng)度不夠，或加工余量不均勻引起振動(dòng)，或刀具受沖擊嚴(yán)重出現(xiàn)打刀等情況，則需要采用多次走刀；如分兩次走刀，則第一次背吃刀量盡量取大，一般為加工余量的2/3~3/4左右；第二次背吃刀量盡量取小，一般為加工余量的1/4~1/3左右。（2）進(jìn)給量選擇：根據(jù)零件材料硬度，刀具進(jìn)行查表選擇。確定銑刀每齒進(jìn)給量后，進(jìn)給速度可按下式計(jì)算：式中：為每齒切削量，為銑刀的齒數(shù)，為轉(zhuǎn)速。（3）切削速度的選擇：確定了背吃刀量、進(jìn)給量和刀具耐用度，查表確定切削速度。（4）主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)切削速度確定：式中：為切削速度,單位；為刀具直徑,單位。綜上選取各工序的切削用量如下：銑基準(zhǔn)面選擇加工中心虎鉗夾具硬質(zhì)合金端面銑刀Ap=4mmf=40mm/minVc=70m/minnc=180r/min1.鉆13的孔選擇加工中心虎鉗夾具13的鉆頭Ap=23mmf=30mm/minVc=20m/minnc=500r/min2.銑上表面選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金端面銑刀Ap=5mmf=40mm/minVc=70m/minnc=180r/min3.銑60外圓選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金立銑刀Ap=0.5mmf=25mm/minVc=70m/minnc=360r/min4.鉆40的孔選擇加工中心一面兩孔定位13的鉆頭Ap=41mmf=40mm/minVc=23m/minnc=200/min銑40的孔選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金立銑刀Ap=0.5mmf=25mm/minVc=70m/minnc=360r/min5.銑22的沉槽選擇加工中心一面兩孔定位硬質(zhì)合金立銑刀Ap=0.5mmf=25mm/minVc=70m/minnc=360r/min精鏜40的孔選擇加工中心一面兩孔定位40的鏜孔刀Ap=41mmf=40mm/minVc=74m/minnc=600r/min3.4切削用量的計(jì)算3.4.1鉆孔工步1）背吃刀量的確定取ap=9.8mm.2)進(jìn)給量的確定由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。3）切削速度的計(jì)算由表5-22，按鑄鐵硬度為200~241HBS計(jì)算，切削速度v選取為12m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=389.96r/min,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=392r/min,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=12.06m/min。3.4.2粗鉸工步1）背吃刀量的確定取ap=0.16mm。2)進(jìn)給量的確定由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。3）切削速度的計(jì)算由表5-31，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=63.95r/min,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=3.0m/min。3.4.3精鉸工步1）背吃刀量的確定取ap=0.04mm。2)進(jìn)給量的確定由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。3）切削速度的計(jì)算由表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=127.4r/min,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=4.4m/min。第4章夾具設(shè)計(jì)4.1確定夾具的加工方案4.1.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（1）確定定位元件根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用一面雙銷定位方案，長定位銷與工件定位孔配合，限制四個(gè)自由度，定位銷軸肩與工件定位端接觸，限制一個(gè)自由度，削邊銷與工件一通孔接觸限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件正確定位。定位孔與定位銷的配合尺寸取25。對(duì)于工序尺寸20mm取工件右端作為工序基準(zhǔn)不便于裝夾，而且精度要求較低，故選擇工件左端為定位基準(zhǔn)。（2）確定導(dǎo)向裝置本工序要求被加工孔依次進(jìn)行鉆、鉸等2個(gè)工步的加工，最終達(dá)到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。（3）確定夾緊機(jī)構(gòu)此夾具選用螺栓夾緊機(jī)構(gòu)。4.1.2具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求（1）確定元件之間的尺寸，定位銷與削邊銷中心距尺寸無公差要求。標(biāo)注尺寸為55mm。（2）根據(jù)工序簡圖上規(guī)定的被加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面（軸間）之間的尺寸取為38mm。（3）鉆套中心線對(duì)定位銷中心線的位置公差取0.03mm。（4)定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取為0.02mm。（5)注關(guān)鍵件的配合尺寸：φ10F7、φ15g6、φ22r6、φ25f6、φ8n6、φ20r6、φ9F7。4.2夾具的選擇4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇在數(shù)控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機(jī)床相同。工件的裝夾方法影響工件的加工精度和效率，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的工作特點(diǎn)，在裝夾工件時(shí)，應(yīng)考慮以下幾種因素：（1）盡可能采用通用夾具，必須時(shí)才設(shè)計(jì)制造專用夾具；（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足精度要求；（3）易于定位和裝夾；（4）易于切削的清理；（5）抵抗切削力由足夠的剛度；4.2.2定位基準(zhǔn)選擇的原則（1）基準(zhǔn)重復(fù)原則。為了避免基準(zhǔn)不重復(fù)誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。（2）便于裝夾原則。所選的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位精度、可靠、定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡單、易操作、敞開性好，能夠加工盡可能多的表面王文娟，呂武，林福嚴(yán)．CAD技術(shù)發(fā)展趨勢與機(jī)械制造企業(yè)對(duì)策[J]．《CAD/CAM與制造業(yè)信息化》．2005，2.15-18。王文娟，呂武，林福嚴(yán)．CAD技術(shù)發(fā)展趨勢與機(jī)械制造企業(yè)對(duì)策[J]．《CAD/CAM與制造業(yè)信息化》．2005，2.15-18（3）便于對(duì)刀原則。批量加工時(shí)在坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)到的可能性和方便性。4.2.3工件裝夾該零件的毛坯選用直徑為45mm、長100mm的45鋼棒料。該零件是一個(gè)實(shí)心軸，軸的長度為100mm，因此采用工件的端面、外圓進(jìn)行定位。在進(jìn)行工件裝夾時(shí)采用三爪自定心卡盤來實(shí)現(xiàn)工件的夾緊[1]。4.3定位、夾緊方案的選擇4.3.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，叉口兩端面對(duì)15.8孔有位置度要求。為了達(dá)到夾緊定位要求，應(yīng)該選擇15.8孔作為主要定位基準(zhǔn)面，同時(shí)以叉口兩內(nèi)側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。由零件圖可知：在對(duì)孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工[6]。選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，還有一擋銷定位于大頭孔外端，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來夾緊?？灼浼庸づc孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鏜模，從而保證其尺寸公差要求。4.3.2定位、夾緊方案選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，還有一擋銷定位于大頭孔外端，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來夾緊。4.4工件部件的設(shè)計(jì)與選用4.4.1夾緊裝置的選用該夾緊裝置選用移動(dòng)壓板，其參數(shù)如下表：表4-1移動(dòng)壓板參數(shù)公稱直徑L645208196.67M654.4.2鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。圖4-1可換鉆套的三維圖圖4-2可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表4-2：表4-2鉆套dHD公稱尺寸61212+0.018+0.007221810490.518襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖4-3固定襯套圖4-4固定襯套的三維圖其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表4-3：表4-3固定襯套dHDC公稱尺寸允差公稱尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52鉆模板選用固定式鉆模板，用4個(gè)沉頭螺釘和2個(gè)錐銷定位于夾具體上[5]。4.5確定優(yōu)化夾具的結(jié)構(gòu)方案4.5.1確定定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用—面兩銷定位方案如圖5所示。加工換擋叉鎖銷孔，孔的軸線對(duì)孔的軸線垂直度公差為0.15mm，距離B面的尺寸為。從基準(zhǔn)的重合原則和定位的穩(wěn)定性、可靠性出發(fā)，選擇B面為主要定位基準(zhǔn)面，并選擇孔軸線和工件叉口面為另外兩個(gè)定位基準(zhǔn)面[6]。定位元件采用帶肩長定位銷與工件定位孔配合，限制4個(gè)自由度，定位銷軸肩小環(huán)面與工件定位端面接觸，限制一個(gè)自由度，且保證工序尺寸，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，定位誤差為零。削邊銷與工件叉口接觸，限制一個(gè)自由度，保證尺寸，實(shí)現(xiàn)工件完全定位。孔徑尺寸由刀具直接保證，位置精度由鉆套位置保證[7]。圖4-5一面兩銷定位方案圖4.5.2確定夾緊機(jī)構(gòu)鋼套的軸向剛度比徑向剛度好，因此夾緊力應(yīng)指向限位臺(tái)階面。選用偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，如圖4-6所示，各零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件，可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。圖4-6偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)4.5.3確定導(dǎo)向裝置孔要求進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸3個(gè)工步的加工，生產(chǎn)批量大，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。快換鉆套查表26，鉆套用襯套查表27，鉆套螺釘查表28。查表29，確定鉆套高度，排屑空間，取，，如圖4-7所示。圖4-7導(dǎo)向裝置簡圖圖4-8優(yōu)化后端蓋零件夾具的結(jié)構(gòu)如上所述，本設(shè)計(jì)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長，升角又小，所以螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動(dòng)夾緊中用得最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件FL=F=式中:F——夾緊力(N)F——作用力(N)L——作用力臂(mm)d——螺桿直徑α——螺紋升角——螺紋處摩擦角.——螺桿端部與工件間的摩擦角.——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑(mm)所以有F====3075.73N顯然F=3075.73N>982.7N=F.故本夾具可安全工作。4.6定位誤差分析夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板尺寸與公差都是選取的標(biāo)準(zhǔn)件，其公差由標(biāo)準(zhǔn)件決定，并且在夾具裝配后的技術(shù)要求統(tǒng)一磨削加工，支撐板的定位表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；定位銷選取標(biāo)準(zhǔn)件，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.01。夾具的主要定位元件為短定位銷限制了兩個(gè)自由度，另一端面限制三個(gè)自由度，繞銑刀軸線旋轉(zhuǎn)方向的自由度無須限制。因零件對(duì)形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用標(biāo)準(zhǔn)件，故定位誤差在此可忽略?？偨Y(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是完成端蓋零件的機(jī)械加工工藝過程。通過對(duì)端蓋零件的初步分析，了解其零