機械制造技術(shù)課程設(shè)計-撥叉831002工藝及車60內(nèi)孔夾具設(shè)計

摘要夾具是基于對傳統(tǒng)機床輔助加工的工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，夾具能夠提升機床加工效率、提高作業(yè)生產(chǎn)力的輔助工具，對于機械零件的加工有著重要的意義，本文基于此以方頭軸類零件為研究對象設(shè)計一款能夠方便快速多工位裝夾的夾具工裝，首先通過對零件的作用和工藝分析以及具體生產(chǎn)類型確定零件的毛坯，然后根據(jù)零件生產(chǎn)精度和進度安排確定本次設(shè)計的工藝流程和工序尺寸、加工余量等，并根據(jù)所設(shè)計工序進行進一步計算從而計算工序所需要的切削余量和切削時間等參數(shù)，最后針對所設(shè)計的工序車床夾具進行分析和進行具體的夾具設(shè)計，通過計算機軟件CAD和SolidWorks軟件對零件圖進行繪制和建模，參數(shù)化設(shè)計提高設(shè)計的準確性，并采用采用有限元分析方法對夾具進行優(yōu)化分析，提高夾具設(shè)計的可靠性和經(jīng)濟性，通過本次設(shè)計在提高自己對知識所學(xué)的同時為多工位的快速夾具設(shè)計提供一定的借鑒依據(jù)。關(guān)鍵詞：工藝分析；加工余量；CAD；參數(shù)化設(shè)計；夾具工裝；ABSTRACTJigisbasedonthetraditionalmachineauxiliaryprocessingtoolingstructuredesign,fixturecanimprovemachiningefficiency,improveworkproductivitytools,isofgreatsignificanceformechanicalpartsprocessing,thisarticleisbasedontheIsraeliheadshaftpartsastheresearchobjectcandesignaconvenientandfasttransfertheclampingfixturetooling,Firstthroughanalyzingpartsaswellasthespecificproductiontypedeterminethepartsoftheblank,andthenaccordingtotheproductionofprecisionpartsandscheduletodeterminethedesignofprocessflowandprocesssize,machiningallowance,etc.,andfurtheriscalculatedaccordingtothedesignprocessandcalculatingtherequiredcuttingcushionandcuttingparameterssuchastime,Finallybasedonthedesignedprocessmillingflatclampwereanalyzedandthespecificdesign,throughthecomputersoftwareofCADandSolidWorkssoftwaretodrawingpartsdrawingandmodeling,parametricdesigntoimprovetheaccuracyofthedesign,andusingthefiniteelementanalysismethodisadoptedtofixtureoptimizationanalysis,improvethereliabilityoffixturedesignandeconomicalefficiency,Throughthisdesigntoimprovetheirknowledgeoflearningatthesametimeforthemulti-stationrapidfixturedesigntoprovideacertainreference.KEYWORDS:Processanalysis;Processingallowance;CAD;Parametricdesign;Fixturetooling;目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 1ABSTRACT 21緒論 51.1課題背景及研究意義 51.1.1研究背景 51.1.2研究意義 51.2機床夾具國內(nèi)外的現(xiàn)狀與分析 51.2.1夾具設(shè)計 51.2.2夾具定位誤差 61.2.3夾具有限元分析 61.3研究的內(nèi)容 62零件分析和工藝規(guī)程的制定 82.1零件作用 82.2零件工藝分析 82.3確定毛坯形式和余量 92.3.1確定毛坯形式 92.3.2毛胚的機械加工余量 92.4基準選擇 102.4.1定位基準的選擇 102.4.2粗基準的選擇 102.4.3精基準的選擇 102.4.4零件加工階段的劃分 112.4.5工序的集中與分散 112.5生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的計算 122.5.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 122.5.2生產(chǎn)類型 122.6工藝方案的比較和選擇 132.7選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 143工序的加工計算 163.1銑90*32面 163.2銑Φ42兩側(cè)面 163.3銑M22上頂面 173.4鉆、擴、鉸Φ25mm孔 173.5粗、精車圓弧兩端面 203.6粗、精車圓弧內(nèi)側(cè)面 233.7鉆、攻M22螺紋孔 253.8銑斷成兩件 273.9銑16mm槽 274夾具設(shè)計 304.1夾具功能和設(shè)計步驟 304.1.1夾具功能 304.1.2設(shè)計步驟 304.2銑面切削力和手動螺紋把手夾緊力 314.2.1車削切削力計算 314.2.2手動螺紋夾緊 314.3誤差分析和計算 324.3.1定位誤差介紹 324.3.2定位誤差計算 334.4夾具體的設(shè)計 344.5機床夾具設(shè)計 35總結(jié) 37致謝 38參考文獻 391緒論1.1課題背景及研究意義1.1.1研究背景自動化的技術(shù)在不斷發(fā)展促使著各行各業(yè)都在飛速的進步，傳統(tǒng)的以能源消耗為主的加工已經(jīng)不能夠滿足社會時代的要求，新型的自動化加工肯定以各種新材料、新工藝為主，并且對于批量性零件的加工傳統(tǒng)單一作業(yè)已經(jīng)難以滿足使用需要，采用自動、高效、高精度的智能設(shè)備加工已經(jīng)成為工廠改革的方向，在新技術(shù)的使用下，若能改變零件的加工方式使其能夠極大減少傳統(tǒng)單一作業(yè)的情況，勢必能夠提高加工效率加工速度，因此批量加工的研究主題已然成為新時代的研究方向。機械制造行業(yè)離不開金屬切削機床的使用，而對應(yīng)機床夾具的使用則可以保證機械加工的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強度、降低對工人技術(shù)的過高要求，是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可或缺的重要工藝裝備之一。如今機械生產(chǎn)過程中對批量生產(chǎn)的零件加工時為了提高工作效率和產(chǎn)品的加工精度，都會設(shè)計對應(yīng)工序的專用加工夾具。1.1.2研究意義通過以上資料可以發(fā)現(xiàn)，完善的夾具設(shè)計能夠極大提高零件的加工質(zhì)量以及零件的加工生產(chǎn)速度，并且能夠減少零件的裝夾使用時間，以此能夠提高加工生產(chǎn)的工作效率，特別對于中批量或者大批量的零件加工，提高夾具的裝夾數(shù)量能夠有效減少加工能源的消耗，在如今國際環(huán)保發(fā)展日臻嚴重的今天，夾具已經(jīng)與機床的設(shè)計融為了一個整體，因此對于夾具的選擇對于車床后期的維護以及使用都有著重要作用和意義。1.2機床夾具國內(nèi)外的現(xiàn)狀與分析1.2.1夾具設(shè)計夾具是隨著機械加工制造逐步發(fā)展起來的一個重要學(xué)科，其發(fā)展主要可分為如下幾個階段：第一，夾具的基本作用能夠保證制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的零件能夠固定，方便設(shè)備的加工制造，此時夾具功能比較單一只是滿足零件固定，隨著機械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)零件加工的好壞以及精度或者質(zhì)量的影響，夾具占據(jù)主要因素，夾具設(shè)計的完善性能夠直接影響零件加工的表面質(zhì)量，此時在工裝設(shè)備中夾具已經(jīng)是其重要的組成元素，隨著如今自動化的飛速發(fā)展，夾具不僅能夠?qū)α慵鸬焦潭ǖ淖饔枚疫€能夠成為工藝裝配的一個重要環(huán)節(jié)，更是能夠成為節(jié)約能源批量加工生產(chǎn)的一個重要方式，新型夾具的生產(chǎn)特點能夠進行一次裝夾多個零件，同統(tǒng)一零件的統(tǒng)一工序能夠批量加工并且加工精度表面質(zhì)量表面粗糙度都能夠滿足零件工藝要求，不僅如此在更多的發(fā)達國家，夾具的發(fā)展朝著更高更好的方面，比如能夠通過一次裝夾改變夾具的固定方式，柔性的加工零件的各個工作面，此方式能夠極大減少零件的裝夾次數(shù)和裝夾使用時間有利于加工生產(chǎn)速度。1.2.2夾具定位誤差定位誤差其主要是將實際測量的尺寸與理想尺寸之間的位置變動量做檢測，其能夠代表夾具設(shè)計所允許的極限尺寸值，在實際加工或定位組裝過程如果被加工的實際尺寸誤差超過所設(shè)計的定位誤差值，則說明夾具的定位不準，無法保證零部件的準確加工。所謂定位誤差，定位誤差的產(chǎn)生主要包括夾具或者定位裝置在機床上安裝不準確所引起的加工誤差，定位誤差產(chǎn)生后，其直接影響工件的加工精度和加工后的零件尺寸，在定位誤差范圍內(nèi)其是所允許的尺寸變動的最大極限值，若加工后的零件尺寸在所被加工的定位誤差范圍內(nèi)，則說明書加工具有一定的可靠性，其加工后的零件能夠滿足設(shè)計要求。1.2.3夾具有限元分析有限元分析主要通過離散化的模型分析，將實體模型進行單元格的劃分，并且對具體單元格進行載荷分析，以驗證其在作用力下所產(chǎn)生的位移和強度值，并且根據(jù)所選材料的要求進行分析比較，從而近似化的分析零件師傅能夠滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，有限元分析是近幾年快速發(fā)展起來的一門重要學(xué)科，其對于航空航天的發(fā)展應(yīng)用有著巨大的幫助不僅在靜力學(xué)方面，在流體力學(xué)、動力學(xué)仿真等都有著不可估量的作用。在此次設(shè)計中采用首先對銑床夾具進行設(shè)計計算，然后通過Solidworks軟件對夾具進行建模。并通過Solidworks中的SolidWorksSimulation模塊對整個夾具進行有限元分析（如受力分析、靜力學(xué)分析等）。通過對零件的分析結(jié)果對整個夾具設(shè)計進行總體評估。1.3研究的內(nèi)容本次設(shè)計的內(nèi)容為基于SolidWorks的銑床夾具設(shè)計及有限元分析,主要研究了零件的工藝編制、毛胚的選取、機床加工參數(shù)的計算、專用夾具的設(shè)計及計算等，最后對夾具進行建模及有限元分析并畫出零件圖，及裝配圖。具體步驟分為:1、零件的加工工藝分析及確定；2、各工序機加工參數(shù)的計算；3、專用夾具的設(shè)計及夾具主體結(jié)構(gòu)的確定；4、分析夾具限制自由度的方法并及時其受力；5、繪制夾具三維圖紙；6、利用軟件進行夾具的有限元分析；7、繪制夾具工程圖紙；8、撰寫說明書；2零件分析和工藝規(guī)程的制定2.1零件作用CA6140是一種中國制造的車床，撥叉是車床的一個重要部件，它在車床的操作中起到關(guān)鍵作用。撥叉的主要作用是實現(xiàn)車床的進給運動和返回運動之間的切換，從而使工件能夠在車床上進行加工。當車床需要將工具沿著工件進行切削或加工時，撥叉會使主軸旋轉(zhuǎn)，使工具沿著工件表面前進，實現(xiàn)進給運動。這是加工工件的主要過程之一，撥叉是車床中的一個關(guān)鍵部件，它使車床能夠?qū)崿F(xiàn)工件的進給和返回運動，從而實現(xiàn)切削和加工操作。這對于制造業(yè)中的金屬加工等應(yīng)用非常重要。2.2零件工藝分析通過零件圖分析看出它是長度大于直徑的回轉(zhuǎn)體零件，需要加工的表面眾多，包括圓柱面、圓錐面、螺紋、溝槽、孔等。在我們進行工藝設(shè)計時，應(yīng)當選擇合適的定位基準和相應(yīng)的加工方式并且根據(jù)零件分析，其主要的加工技術(shù)有以下幾個方面，這些加工要求在工藝路線制定時需要保證：（1）加工精度。叉形件的加工精度主要包括結(jié)構(gòu)要素的尺寸精度、形狀精度和位置精度。尺寸精度。主要指結(jié)構(gòu)要素的直徑和長度的精度。形狀精度。主要指軸頸的圓度、圓柱度等，因軸的形狀誤差直接影響與之配合的零件接觸質(zhì)量和回轉(zhuǎn)精度，因此限制在直徑公差范圍內(nèi)。位置精度。包括兩叉內(nèi)、外端對表面C的垂直度，孔對表面A的垂直度及位置度要求，具體參閱零件圖。（2）表面粗糙度。軸類零件的主要工作表面粗糙度根據(jù)其運轉(zhuǎn)速度和尺寸精度等級決定。本零件中主要表面的表面粗糙度Ra為1.6-0.4，次要表面的表面粗糙度Ra為12.5-3.2。其他要求為了保證整個軸體在工作時的加工性能與切削工作的綜合性能，我們需要對其進行相應(yīng)的熱處理，保證整個結(jié)構(gòu)在使用時的安全性與剛度大小。2-1零件示意圖2.3確定毛坯形式和余量2.3.1確定毛坯形式在擬訂機械加工工藝規(guī)程時，毛坯選擇得是否正確，不僅直接影響毛坯的制造工藝及費用，而且對零件的機械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時的消耗都有很大影響。毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機械加工的難易、工序數(shù)量的多少有直接影響。因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。在毛坯選擇時，應(yīng)充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性，以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的種類包括：鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。根據(jù)零件的材料HT200，本次設(shè)計對于毛坯采用鑄造工藝。2.3.2毛胚的機械加工余量由下表可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。該鍛件的尺寸公差等級為IT7-13級。加工精度要求高的地方，例如：粗，h10,IT9-IT10(6.3-3.2)；精，h8IT7-IT8,(1.6-0.8)。根據(jù)該零件的各加工精度要求，經(jīng)過查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加工余量2mm，圓柱保留加工余量為2mm。表2-1加工余量加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值25mmG12.5mm55mmG2.5mm兩側(cè)面60mmG2.5mm22mmG11mm90*32側(cè)面44mmH2mm2.4基準選擇2.4.1定位基準的選擇基準選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。2.4.2粗基準的選擇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。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。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。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。④選作粗基準的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。⑤粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選擇鑄造后的零件表面為粗加工的定位基準面。2.4.3精基準的選擇選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。①用設(shè)計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。②當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。③當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”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”、反復(fù)加工的原則。⑤有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準。根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設(shè)計基準與工藝基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，本題目以Φ22H7孔及Φ40端面為定位精基準，滿足要求。2.4.4零件加工階段的劃分一般在加工這些較為復(fù)雜的零件時，需要將整個加工工序分為三個部分：（1）粗加工階段：任何加工的工件都需要經(jīng)過粗加工這一步，通過這一步將整個工件從毛坯加工成為半成品，方便后續(xù)的加工過程。在本次設(shè)計的粗加工階段，我們通過車削將整個工件的長度切削為72，并對毛坯外圓進行粗車，銑槽，鉆孔等。（2）半精加工階段：在經(jīng)過粗加工后，有些加工工藝路線較為復(fù)雜的加工路線需要經(jīng)過半精加工這一過程對零件的精度進行再一次的修正，為后續(xù)的精加工做準備。在本次設(shè)計中，需要對外圓進行進一步的車削加工。（3）精加工階段：在經(jīng)過半精加工之后，對零件再一次進行精加工，確保整個零件的各向尺寸要按照設(shè)計圖紙的要求的尺寸大小與公差帶要求。使得零件最終被加工出來。在本次的精加工的工序中，需要對零件進行精車外圓，鏜孔，表面處理等工序，使得整個零件的尺寸與表面粗糙度要求符合設(shè)計預(yù)期。所以通過上述不同種的加工工序，我們對整個零件加工的工藝路線劃分為：毛坯粗加工半精加工精加工。2.4.5工序的集中與分散為了使得加工的效率與質(zhì)量可以達到最佳的工序設(shè)計，我們需要將整個工序過程進行不同的設(shè)計，不同的工序要求中，對工序進行合理設(shè)計。工序集中的特點1.工序數(shù)目少，工序內(nèi)容復(fù)雜：(1)減少了工序的數(shù)目，使得整個工序的劃分變得簡潔；(2)工序數(shù)目減少，工人所需要移動的次數(shù)減少；(3)減少了工件在車床夾具上的拆裝次數(shù)，提升了加工效率；(4)工序集中有利于提升整個生產(chǎn)效率，并且可以采用更加先進的機器進行生產(chǎn)；(5)整體的設(shè)備成本會大大提升。2.工序分散的特點工序數(shù)目多，加工內(nèi)容簡單(1)每道工序都很簡單，方便加工；(2)生產(chǎn)工序簡單，加工需要的技術(shù)門檻低；(3)需要多個設(shè)備進行加工，整個加工的時間較長。2.5生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的計算2.5.1生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計算。式中：N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）Q——機器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）a——備品百分率——廢品百分率2.5.2生產(chǎn)類型根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型：1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專用設(shè)備和修配件的制造等。2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。3.大量生產(chǎn)：當一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復(fù)性地進行相同的工序。生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點，具體情況見表1-1。表1-1：生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系生產(chǎn)類型重型（零件質(zhì)量大于2000kg）中型（零件質(zhì)量為100-2000kg）輕型（零件質(zhì)量小于100kg）單件生產(chǎn)小于等于5小于等于20小于等于100小批生產(chǎn)5-10020-200100-500中批生產(chǎn)100-300200-500500-5000大批生產(chǎn)300-1000500-50005000-50000大量生產(chǎn)大于1000大于5000大于50000依設(shè)計題目知：臺/年，件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和廢品率分別取為和。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。2.6工藝方案的比較和選擇在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂二個加工工藝路線方案。工藝路線方案一10鑄造零件毛坯外形15自然時效處理20銑90*32面25銑Φ42兩側(cè)面30銑M22上頂面35鉆、擴、鉸Φ25mm孔40粗、精車圓弧兩端面45粗、精車圓弧內(nèi)側(cè)面50鉆、攻M22螺紋孔55銑斷成兩件60銑16mm槽65檢驗零件尺寸70入庫工藝路線方案二10鑄造零件毛坯外形15自然時效處理20銑90*32面25鉆、擴、鉸Φ25mm孔30銑M22上頂面35銑Φ42兩側(cè)面40粗、精車圓弧兩端面45粗、精車圓弧內(nèi)側(cè)面50鉆、攻M22螺紋孔55銑斷成兩件60銑16mm槽65檢驗零件尺寸70入庫通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，方案二還沒有加工完面就開始鉆25mm孔做定位，雖然能夠為后續(xù)工序定位起到一定的方便性，但25mm孔加工過程缺少一定精度，而且工藝路線也不符合先面后孔的定位基準，因此本次設(shè)計選擇工藝路線一更適合本次設(shè)計的加工路線。。2.7選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備①機床的選擇工序20、30、40、55、60采用X51銑床工序25、50采用Z525鉆床工序40、45采用Z525鉆床②選擇夾具該CA6140撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。③選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。④選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)、面采用游標卡尺。⑤其他對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。3工序的加工計算3.1銑90*32面工步一：粗銑（1）選擇刀具，刀具選取面銑刀，，，，。（2）決定銑削用量，銑削深度，（3）決定每次進給量及切削速度，根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取當時3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為由于一個毛胚同時加工兩個零件則需要兩次進給，則總時間為：3.2銑Φ42兩側(cè)面工步一：粗銑（1）選擇刀具，刀具選取面銑刀，，，，。（2）決定銑削用量，銑削深度，（3）決定每次進給量及切削速度，根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取當時3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為由于一個毛胚同時加工兩個零件則需要兩次進給，則總時間為：3.3銑M22上頂面（1）選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，，，。（2）決定銑削用量：決定銑削深度（3）決定每次進給量及切削速度：根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度，根據(jù)表查出：按機床標準選取當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時，切削工時：，，，則機動工時為3.4鉆、擴、鉸Φ25mm孔工步一：鉆mm孔刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑使用切削液，選用Z535立式鉆床。（1）切削深度:（2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(jù)參考文獻，鉆頭后刀面最大磨損量為耐用度（3）確定切削速度查參考文獻，查的切削速度取機床主軸轉(zhuǎn)速n:根據(jù)Z535鉆床床主軸轉(zhuǎn)速表查取則實際切削速度：（4）確定進給量進給速度，由于孔徑和深度都很大，，取。則（5）基本時間被切削層長度：刀具切入長度：由選擇的刀具得。刀具切出長度：取所以工步二：擴孔刀具選用高速鋼直柄擴孔鉆，直徑使用切削液，選用Z535立式鉆床。（1）切削深度:（2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(jù)參考文獻，鉆頭后刀面最大磨損量為耐用度（3）確定切削速度查參考文獻，查的切削速度取機床主軸轉(zhuǎn)速n:根據(jù)Z535鉆床床主軸轉(zhuǎn)速表查取則實際切削速度：（4）確定進給量進給速度，由于孔徑和深度都很大，，取。則（5）基本時間被切削層長度：刀具切入長度：由選擇的刀具得。刀具切出長度：取所以工步三：鉸孔刀具選用高速鋼鉸刀，直徑使用切削液，選用Z535立式鉆床。（1）切削深度:（2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(jù)參考文獻，鉆頭后刀面最大磨損量為耐用度（3）確定切削速度查參考文獻，查的切削速度取機床主軸轉(zhuǎn)速n:根據(jù)Z535鉆床床主軸轉(zhuǎn)速表查取則實際切削速度：（4）確定進給量進給速度，由于孔徑和深度都很大，，取。則（5）基本時間被切削層長度：刀具切入長度：由選擇的刀具得。刀具切出長度：取所以3.5粗、精車圓弧兩端面工步1粗車Φ82外圓1.加工條件機床：臥式車床刀具：采用刀片材料為，刀桿尺寸,,=,,2.切削用量（1）切削深度，單邊余量一次切除，即。（2）進給量查閱參考文獻表格，根據(jù)工件材質(zhì)為、刀桿尺寸為、以及工件直徑為時，對于切削進給量可選擇：結(jié)合車床性能參數(shù)選取值為：；（3）刀具磨鈍標準根據(jù)加工工藝和刀具型號查表可知后刀面最大磨損標準為。刀具壽命為。（4）切削速度通過查閱《切削用量手冊》可知當被加工材料硬度為，進給量為時，可選取切削速度范圍為此處?。?）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床說明書可知與相近的機床轉(zhuǎn)速為。所以實際切削速度：（6）檢驗機床功率主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算其中，，，，切削時消耗功率：由《實用機械加工工藝手冊》中機床說明書可知，主電機功率為.轉(zhuǎn)速為時主軸傳遞的最大功率為所以機床功率足夠，可以正常加工。（7)切削工時：其中所以工步二：精車圓弧兩斷面孔1.加工條件機床：臥式車床刀具：采用刀片材料為，刀桿尺寸,,=,,2.切削用量（1）切削深度單邊余量一次切除，即。（2）進給量查閱參考文獻表格，根據(jù)工件材質(zhì)為、刀桿尺寸為、以及工件直徑為時，對于切削進給量可選擇：結(jié)合車床性能參數(shù)選取值為：；（3）刀具磨鈍標準根據(jù)加工工藝和刀具型號查表可知后刀面最大磨損標準為。刀具壽命為。（4）切削速度通過查閱《切削用量手冊》可知當被加工材料硬度為，進給量為時，可選取切削速度范圍為此處取通過查閱《切削用量手冊》可知當被加工材料硬度為200HB，進給量為f=0.1mm/r時，可選取切削速度范圍為此處取m/min（5）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床說明書可知與相近的機床轉(zhuǎn)速為。所以實際切削速度：（6）檢驗機床功率主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算其中，，，，切削時消耗功率：由《實用機械加工工藝手冊》中機床說明書可知，主電機功率為.轉(zhuǎn)速為時主軸傳遞的最大功率為所以機床功率足夠，可以正常加工。（7）切削工時：其中所以3.6粗、精車圓弧內(nèi)側(cè)面工步一：粗車內(nèi)圓面（1）切削深度，單邊余量一次切除，即。（2）進給量，查閱參考文獻表格，根據(jù)工件材質(zhì)為、刀桿尺寸為、以及工件直徑為時，結(jié)合車床性能參數(shù)選取值為：；（3）切削速度通過查閱《切削用量手冊》可知當被加工材料硬度為，進給量為時，可選取切削速度（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8)與相近的機床轉(zhuǎn)速為。所以實際切削速度：（5）檢驗機床功率主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算其中：，，，，切削時消耗功率：由《實用機械加工工藝手冊》表7-4中機床說明書可知，主電機功率為.轉(zhuǎn)速為時主軸傳遞的最大功率為.所以機床功率足夠，可以正常加工。（6）切削工時：其中，所以工步二：精車內(nèi)圓面1.加工條件機床：臥式車床刀具：采用刀片材料為，刀桿尺寸,,=,,2.切削用量（1）切削深度單邊余量一次切除，即。（2）進給量查閱參考文獻表格，根據(jù)工件材質(zhì)為、刀桿尺寸為、以及工件直徑為時，對于切削進給量可選擇：結(jié)合車床性能參數(shù)選取值為：；（3）刀具磨鈍標準根據(jù)加工工藝和刀具型號查表可知后刀面最大磨損標準為。刀具壽命為。（4）切削速度通過查閱《切削用量手冊》可知當被加工材料硬度為，進給量為時，可選取切削速度范圍為此處取通過查閱《切削用量手冊》可知當被加工材料硬度為200HB，進給量為f=0.1mm/r時，可選取切削速度范圍為此處取m/min（5）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床說明書可知與相近的機床轉(zhuǎn)速為。所以實際切削速度：（6）檢驗機床功率主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算其中，，，，切削時消耗功率：由《實用機械加工工藝手冊》中機床說明書可知，主電機功率為.轉(zhuǎn)速為時主軸傳遞的最大功率為所以機床功率足夠，可以正常加工。（7）切削工時：其中所以3.7鉆、攻M22螺紋孔工步一：鉆底孔刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑，使用切削液，選用Z535立式鉆床。（1）切削深度:，（2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度，其選擇選擇根據(jù)設(shè)計手冊刀具其允許的磨損量標準值范圍：，使用壽命可滿足：；（3）確定切削速度，查參考文獻，查的切削速度取。機床主軸轉(zhuǎn)速:根據(jù)鉆床鉆床轉(zhuǎn)速標準選型查詢，結(jié)合本工序轉(zhuǎn)速選擇比較合適的機床轉(zhuǎn)速；則實際切削速度：（4）確定進給量，進給速度,根據(jù)參考文獻，，由于孔徑和深度都很大，，取。（5）基本時間被切削層長度：刀具切入長度：由選擇的刀具得刀具切出長度：取工步二：攻螺紋機床：組合攻絲機刀具：高速鋼機動絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照參考文獻《機械加工工藝手冊》，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式有：絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度，由式有：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間，由式有：3.8銑斷成兩件1.選擇刀具：，直徑刀具選取三面刃銑刀切削參數(shù)，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度：2）決定每次進給量及切削速度：根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度，根據(jù)表查出：，則按機床標準選取當時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為3.9銑16mm槽粗銑16*40槽1.加工條件（1）刀具選擇，選擇直柄銑刀，直徑，齒數(shù)。根據(jù)參考文獻選擇銑刀的基本形狀，，。（2）機床選擇立式銑床。2.切削用量（1）切削深度：；銑削寬度；（2）選擇銑刀磨損標準及耐用度，根據(jù)參考文獻所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為，耐用度。（3）確定切削速度依據(jù)銑刀直徑，齒數(shù)，銑削寬度，銑削深度，耐用度時，查參考文獻，切削速度取。機床主軸轉(zhuǎn)速:根據(jù)銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，則實際切削速度：（4）確定每齒進給量，進給量，進給速度根據(jù)參考文獻所知，型臥式銑床的功率為，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查參考文獻每齒進給量，現(xiàn)取，則根據(jù)計算可知：則(5)校驗機床功率根據(jù)參考文獻所知，銑削時的功率（單位kw）為:當，，，時由切削功率的修正系數(shù)，則，。根據(jù)銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率因此機床功率能滿足要求。(6)基本時間被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取刀具分兩次進給：所以4夾具設(shè)計4.1夾具功能和設(shè)計步驟4.1.1夾具功能利用本夾具主要用車撥叉內(nèi)孔60mm面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的平行度要求。在車孔加工過程，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.1.2設(shè)計步驟1、定位方案的確定此次設(shè)計的為車孔工序，首先根據(jù)已定的設(shè)計工藝和工序，確定本次設(shè)計的定位基準，根據(jù)工藝和工序分析，本次設(shè)計銑36下端面定位可采用36上斷面和兩端面進行夾緊定位。2、定位元件的選取機床中選取定位元件需要有對工件確保足夠的精度，好的耐磨性，適合的工藝性和強度保證不變形等等這些優(yōu)點。結(jié)合這些定位元件的作用及優(yōu)點，由于定位芯軸能更好地保證相連件的同心，本次定位主要對零件的外平面進行固定定位因此對于平面定位元件主要可選擇：可調(diào)定位銷和支撐銷作為本次設(shè)計定位的主要元件。3、加緊方案的確定夾緊機構(gòu)可以通過夾緊工件來保證工件定位位置不改變。一種結(jié)構(gòu)簡單的夾緊動力裝置，對于大生產(chǎn)量的配流盤零件來說是很重要的。選用制作簡單又廣泛使用的手動夾緊，能準確定位，安全性高，不會破壞定位，還能確保工件的不變形。本道工序夾具的夾緊元件選用要符合經(jīng)濟性，而且要選擇操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低且拆卸裝配速度快的夾緊元件，根據(jù)本次設(shè)計的中小批量其夾具的設(shè)計選擇可選擇手動螺紋夾緊更能符合本次工序設(shè)計內(nèi)容。4、車床平衡塊的設(shè)計車床平衡塊的選擇是關(guān)鍵的，它直接影響到車床的穩(wěn)定性和加工質(zhì)量。在選擇平衡塊時，需要考慮車床的型號、工件的尺寸和重量、切削工藝等因素。平衡塊的重量和位置必須精確調(diào)整，以確保車床在高速運轉(zhuǎn)時不產(chǎn)生振動和不穩(wěn)定性，從而保證工件的精度和表面質(zhì)量。同時，平衡塊的質(zhì)量和制造工藝也很重要，應(yīng)選擇高質(zhì)量的平衡塊，以確保其耐用性和可靠性。綜合考慮這些因素，可以確保車床在加工過程中達到最佳性能和精度。4.2銑面切削力和手動螺紋把手夾緊力4.2.1車削切削力計算（1）刀具：車刀由[3]所列公式得查表9.4—8得其中：修正系數(shù)z=24代入上式，可得F=889.4N因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=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4.2.2手動螺紋夾緊由計算可知所需實際夾緊力不是很大，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構(gòu)。取，，查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：，，，其中：，，螺旋夾緊力：由上述計算易得:因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：，，，其中：，螺旋夾緊力：由表得：原動力計算公式即：由上述計算易得：由計算可知所需實際夾緊力不是很大，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構(gòu)。4.3誤差分析和計算4.3.1定位誤差介紹1、定位誤差是指—批工件的工序基準在加工工序尺寸方向上的最大變動范圍,其大小是判斷夾具定位方案是否合理的重要依據(jù)。2、定位誤差是指在調(diào)整法加工中工件定位時工序基準在工序尺寸方向上的最大可能位移.定位誤差的計算方法按原理可分為二種一種是根據(jù)定位誤差的定義進行計算。3、在方式中,定位誤差是指控制對象從某一位置A點出發(fā),經(jīng)過充分的時間到達目標位置B點與理論位置之差,稱作E.經(jīng)反復(fù)多次運行E值的頻數(shù)大致呈正態(tài)分布.也有分別以E的均值e、標準方差6來表示定位誤差或用進行標定的。4、定位誤差是指—批工件的工序基準在加工要求方向上位置的最大變動量，這種數(shù)據(jù)庫程序往往需要一個龐大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持對用戶的軟、硬件要求較高。5、導(dǎo)致工件被加工尺寸的定位基準(或工序基準)在安裝過程中,相對理想位置產(chǎn)生了一定的位置變動,從而引起被加工尺寸的加工誤差,工件上被加工尺寸的工序基準相對于定位元件工作表面在加工尺寸方向上的最大變化范圍稱為定位誤差。6、定位誤差與尺寸鏈的聯(lián)系在定位誤差理論中,定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件,由于定位所造成的工件加工面相對于工序基準在加工尺寸要求方向上的最大位置變動量。7、定位誤差就是指工件在夾具中定位時由于工件的位置偏離了理想位置而引起的加工誤差.工件在夾具中的定位實際上是以定位元件、工件的定位基準面來代替夾具原理中的“定位原理"所決定的點、線、面。4.3.2定位誤差計算該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：由參考文獻可得：=1\*GB2⑴兩定位銷的定位誤差：其中：,,,⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15根據(jù)相關(guān)計算公式并且查詢相關(guān)切削加工參數(shù)可得到以下具體數(shù)值：,,,。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：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。圖4轉(zhuǎn)角定位誤差示意圖由圖可知這時的一面兩銷定位的轉(zhuǎn)角定位誤差為：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。4.4夾具體的設(shè)計夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，并且對夾具體的設(shè)計的基本要求因滿足以下幾個方面：（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。4.5機床夾具設(shè)計機床夾具的總體形式。、確定夾具體，夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設(shè)計成平板式，保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、夾緊機構(gòu)和聯(lián)合體，并于機床可靠聯(lián)結(jié)。、確定聯(lián)接體：聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體連接的工件，設(shè)計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給