1、本科毕业设计(论文)题目：气门摇杆轴支座零件机械加工工艺及其夹具设计系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 4 月 25 日气门摇杆轴支座零件机械加工工艺及其夹具设计摘 要气门摇杆轴支座是柴油机一个重要零件，是柴油机摇杆座的结合部。本毕业设计在气门摇杆轴支座工艺规程设计过程中，详细的分析了摇杆轴支座的加工工艺，通过工艺方案的比较与分析得到了符合技术要求的工序，形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。并完成了铣削夹具的设计，阐述了定位方案的选择、夹紧方案的确定、夹具体设计，运用 AutoCAD 完成了此典型夹具的装配图和夹具
2、体的零件图。本设计的加工工艺合理，夹具可行、高效、省力，能满足零件的加工要求，保证其加工质量。关键词：气门摇杆轴支座；机械加工；加工工艺；典型夹具全套图纸，加 153893706Bearing Parts Machining Process Valve Rocker Shaft and Its Typical Fixture DesignAbstractValve rocker shaft bearing is an important part of the diesel engine, is a combination of diesel engine rocker seat. This
3、graduation design in valve rocker shaft bearing process design process, a detailed analysis of the process of the rocker shaft bearing, meet the technical requirements of the process was obtained through the comparison and analysis of the process, forming a machining process card and machining proce
4、ss card. And finish milling and turning and drilling fixture design, elaborated the localization scheme selection, clamping scheme, clamp design, AutoCAD is used to complete the assembly drawing of this typical fixture and clamp parts map specific. Processing technology of the design is reasonable,
5、feasible， high efficiency, labor saving fixture, can meet the processing requirements of parts， ensure the machining quality.Key Words: valve rocker shaft bearing; mechanical processing; processing technology; typical jigI目 录1 绪论 .11.1 题目背景及研究意义 .11.2 国内外相关研究情况 .21.3 本课题主要内容和拟采用的研究方案 .32 零件的分析 .52.1
6、 零件的作用 .52.2 零件的结构分析 .52.2 零件的工艺分析 .62.3 零件的生产类型 .63 机械加工工艺规程设计 .83.1 确定毛坯的制造形式 .83.2 定位基准的选择 .83.3 制定机械加工工艺路线 .93.4 工艺方案的比较与分析 .93.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .103.6 选择加工设备及刀、夹、量具 .113.7 确定切削用量及基本工时 .114 铣 50 底面的夹具设计 194.1 铣床夹具设计特点 .194.2 定位部分设计 .204.2.1 问题的提出 204.2.2 定位基准点的选择 204.2.3 定位元件的设计 204.3 切削力及夹
7、紧力的计算 .204.4 定向键与对刀装置设计 .224.5 夹具设计及操作简要说明 .237 结论 29参考文献 .30致谢 .31毕业设计（论文）知识产权声明 .32毕业设计（论文）独创性声明 .33II1 绪论11 绪论1.1 题目背景和研究意义制造业是一个国家的立国之本，是一个国家的民族产业和支柱产业，也是反映一个国家经济实力的重要标志，是为国家创造财富的重要产业。制造技术支持着制造业的发展，当今制造技术的发展使传统制造业革新了他原来的面目，制造工艺与夹具同样取得了较快发展。所谓工艺，是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。进行机械加工工艺设计是保证产品质量、节约能源、降低成本的重
8、要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。机械零件加工精度是机械零件加工质量的核心部分。零件的加工精度是指零件完工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）对理想几何参数的符合程度，符合程度越高。机械加工工艺对加工精度的影响主要体现在加工工艺的受力变形、加工工艺的几何精度以及工艺系统的热变形三个方面。加工精度包括：尺寸精度，形状精度，位置精度。提高加工及高度的措施归纳为：减少误差法；误差补偿法(误差抵消法)；误差转移法；就地加工法；误差平均法 1。夹具的出现可靠地保证加工精度，
9、提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。夹具是制造系统的重要组成部分，是机械制造中的一项重要工艺装备。工件在机床上进行加工时，为了保证加工精度和提高生产效率，必须使工件相对刀具占有正确位置，完成之一功能的辅助装置成为机床夹具。它的主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高
10、产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型：1）通用夹具 通用夹具1 绪论2具有一定的通用性。2）专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的某一个工序而专门设计的。3）通用可调整夹具和成组夹具 通用可调整夹具和成组夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。4）组合夹具 组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成的夹具 3。组合夹具的适用范围可以从不
11、同角度来谈: 从产品的批量来看，组合夹具最适于新产品研制、试制、单件和小批量生产。因此，对于产品变化频繁、该型周期短、产品类型多的企业选用组合夹具最为适宜，能收到最显著的经济效果；从加工工序来看，组合夹具应用极为广泛，它可以方便的组成各类机床使用的夹具；从加工工件的几何形状和尺寸看，组合夹具一般不受工件形状的限制。工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质。这次设计使我们能综合运用了械制图学，机械设计，机械制造工程学，互换性与测量技术中的基本理论和方法独立地分析和解决工艺与夹具设计中的问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方
12、法，拟订夹具设计方案，完成家具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件技能的一次中和性实践机会，为今后从事的工作打下良好的基础。1.2 国内外相关研究情况迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夹具、量具、模具) 之一。夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。1.2.1 国内夹具发展史我国国内的夹具始于 20 世纪 60 年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件 800 万件的水平。20 世纪80 年代以后，两厂又各自独立
13、开发了适合 NC 机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少 NC 机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇 5。1.2.2 国外夹具发展史从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而1 绪论3通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的夹具，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价
14、格比的优势，随着我国加入 WTO 和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景 16。1.2.3 国内外机床夹具发展现状研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 34 年就要更新 5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔
15、性制造系统、 （FMS ）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。总体来说现代机床的发展趋势是：1） 、提高标准化通用化程度。2） 、适应多品种、中小批生产企业的特点，发展可调整夹具，力求缩短生产准备周期，提高经济效果。3） 、发展高效率夹具力求提高劳动生产率，减轻劳动强度 4） 、机床夹具
16、的发展应向机床工作台技术转移 18。1.3 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案1.3.1 课题研究主要内容气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部，mm 孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个 1.06213mm 孔用 M12 螺杆与汽缸盖相连，3mm 轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。汽缸盖内每缸四阀使燃烧室充气最佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且1 绪论4气门间隙由液压补偿。这种结构可能减小燃油消耗并改善排放。另外一个优点是减小噪音，这种结构使 3.0 升的 TDI 发动机运转极端平稳。主要研究内容：1)对所给零件进行工艺分析，并建立该零件三维模型，
17、设计该零件毛坯。 2） 、所给零件的工艺分析，计算、编写加工工艺，有数控工序的并编写数控代码。3） 、设计 1-2 个工序的机床夹具，有定位分析（自由度） ，夹具的定位误差计算等内容。4） 、绘制各夹具的装配图及部分零件图；要求各夹具设计合理，符合工程实际。1.3.2 拟采用的研究方案第一步、零件作用分析和工艺分析。第二步、零件工艺规程定性设计，包括毛坯制造方法的确定、基准面选择、工艺路线确定。第三步，零件工艺规程定量设计和计算，包括毛坯尺寸的确定、工艺尺寸、机械加工余量确定、切削用量和基本工时确定。第四步、夹具设计。第五步、绘制零件、夹具及装配二维图。2 零件的分析52 零件的分析2.1 零
18、件的作用气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件，是柴油机摇杆座的结合部。孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个 13mm 孔1.062用 M12 螺杆与汽缸盖相连，3mm 轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。气缸盖内每缸四阀使燃烧室充气最佳，气门由摇杆凸轮机构驱动，摩擦力小且气门间隙由液压补偿。这种结构可以减少燃油消耗并改善排放。零件图见图 2.1图 2.1 气门摇杆轴支座三维建模2.2 零件的结构分析该零件是属于箱体零件，典型通过对该零件的重新绘制，知道了得原图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件上主要加工面为上端面，毕业设计（论文）6下端面，左右端面，213mm 孔和
19、 mm 以及 3mm 轴向槽的加工。1.062mm 孔的尺寸精度以及下端面与 20mm 孔的中心轴线的平行度为1.060.05mm 与左右两端面孔的尺寸精度等，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封，以及 213mm 孔的尺寸精度，和上下两端面的平行度 0.05mm。2.3 零件的工艺分析由零件毛坯图 2.2 得知，其材料为 HT200，该材料为灰铸铁，具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，213mm 孔和mm 以及 3mm 轴向槽的加工。 mm 孔的尺寸精度以及下端面1.06 1.0620.05mm 的平面
20、度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封，2- 13mm 孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度 0.05mm。因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工 mm 孔时以下端面为定位基准，以保1.062证孔轴相对下端面的位置精度。零件毛坯图如图 2.2 所示图 2.2 气门摇杆轴支座毛坯图2.4 零件的生产类型banQN1毕业设计（论文）7（2.1）依设计题目知：Q=6000 台 /年，n=2 件/台；结合生产实际，备品率 a 和废品率 b 都为 4%。带入公式得该零件的生产纲领 12960%41260N从此结果可
21、知，该零件生产类型为大批生产。毕业设计（论文）83 机械加工工艺规程设计3.1 确定毛坯的的制造形式由零件图可知，其材料为 HT200，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件外形结构较复杂，因此确定毛坯为铸件，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。零件上主要加工面为上端面，下底面，左右两端面，213 孔， 孔以及 3mm 宽的轴向槽。其中 孔的尺寸精1.062 1.062度以及下端面相对于 孔轴线的平行度及左右端面的尺寸精度，直接影响.到进气孔与排气门的转动精度和密封性。因此，需要先以上端面为粗基准加工下
22、端面，再以下端面为精基准加工上端面，最后加工 时以下端面为定位1.06基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献17中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知，上述要求是可以达到的零件结构的工艺性也是可行的。根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的类型为大批量生产，故毛坯的铸造方法用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。由参考文献17 查得该种铸造公差等级为 CT1011，加工余量等级 MA 选择 H级。3.2 定位基准的选择在机械加工过程中，定位基准的选择合理与否决定零件质量的好坏，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都
23、有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。定位基准有粗基准和精基准之分。零件开始加工时，所有的面均为加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准；以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过的表面作为定位基准的称为精基准。3.2.1 精基准的选择气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则。 孔及左右两端面都采用底面做基准，这1.062使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。毕
24、业设计（论文）93.2.2 粗基准的选择选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证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尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。3.3 制定机械加工工艺路线制定工艺路线时，必须充分考虑采用确保产品质量，并以最经济的办法达到所要求的生产纲领的必要措施，即应该做到：技术上先进，经济上合理，并有良好、安全的劳动条件。（1） 、工艺路线方案一：工序 1：铸造工序 2：时效工序 3：粗车、精车 50 底面工序 4：粗车上端面工序 5：钻 18 的孔，扩孔至 19.8、铰孔至 20，倒角工序 6：粗车、半精车、精车
25、左右两 32 端面工序 7：铣轴向槽工序 8：钻 12 的孔，扩孔至 12.8、铰孔至 13工序 9：清洗去毛刺工序 10：验收工序 11：入库（2） 、工艺路线方案二：工序 1：铸造工序 2：时效工序 3：粗、精铣 50 底面工序 4：粗铣上端面工序 5：钻 18 的孔，扩孔至 19.8、铰孔至 20，倒角工序 6：钻 12 的孔，扩孔至 12.8、铰孔至 13工序 7：铣轴向槽工序 8：粗车、半精车、精车左右两 32 端面工序 9：清洗去毛刺工序 10：验收工序 11：入库以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡综合片”毕业设计（论文）103.4 工艺方案的比较与分析上述前两个工艺方案的特点在
26、于：两个加工方案都是按先加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一用车削的方法加工上下底面，由于工件形状和尺寸原因本工件在车床上车削时比较困难，故改用铣床加工。且把钻 213 孔放的相对靠前，这样做为后面工序的加工提供了定位基准，节约了夹具设计的时间，提高了生产效率，因此，选用方案二是比较合理的。最后确定工艺方案如下表 3.1:表 3.1 加工工艺路线工序号 工序内容 简要说明1 一箱多件沙型铸造2 进行人工时效处理 消除内应力3 粗、精铣 50 底面 先加工面4 粗铣上端面5 钻 18 的孔，扩孔至 19.8、铰孔至 20，倒角6 钻 12 的孔，扩孔至 12.8、铰孔至 137 铣轴向槽8 粗
27、车、半精车、精车左右两 32 端面9 清洗去毛刺10 验收11 入库3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“气门摇轴支座 ”零件材料 HT200，毛坯的重量约为 1.4kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、50 底面，表面粗糙度为 Ra6.3，查参考文献6表 2-8 得，单边总余量Z=2.0粗铣 单边余量 Z=1.5精铣 单边余量 Z=0.52、上端面，表面粗糙度为 Ra12.5，查参考文献6表 2-8 得，单边总余量Z=2.0粗铣 单边余量 Z=1.5精铣 单边余量 Z=0.5毕业设计（论文）113、2 13 孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造4、轴向槽，
28、因尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造5、32 端面，表面粗糙度为 Ra1.6，查参考文献6表 28 得，单边总余量 Z=2.0粗车 单边余量 Z=1.5半精车 单边余量 Z=0.4精车 单边余量 Z=0.16、20 孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造7、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。3.6 选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。粗铣 50 底面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择 X51 立式铣床，刀
29、具为直径 D 为 60mm 立铣刀，专用夹具及游标卡尺。精铣 50 底面：采用上述相同的机床与铣刀，专用夹具及游标卡尺。粗铣上端面：采用上述相同的机床，刀具为直径 D 为 30mm 立铣刀，专用夹具和游标卡尺。钻孔至 18：采用立式钻床选择 Z525 立式钻床，刀具为直柄麻花钻，专用夹具和游标卡尺扩 18 孔至 19.8：采用立式钻床选择 Z525 立式钻床，刀具为扩孔钻，专用夹具和游标卡尺铰 19.8 孔至 20：采用立式钻床选择 Z525 立式钻床，刀具为铰刀，专用夹具和游标卡尺钻孔至 12：采用立式钻床选择 Z525 立式钻床，刀具为直柄麻花钻，专用夹具和游标卡尺扩 12 孔至 12.8
30、：采用立式钻床选择 Z525 立式钻床，刀具为扩孔钻，专用夹具和游标卡尺铰 12.8 孔至 13：采用立式钻床选择 Z525 立式钻床，刀具为铰刀，专用夹具和游标卡尺铣轴向槽：采用卧式铣床选择 X62 卧式铣床，刀具为直径 D 为 80mm 锯片铣刀，专用夹具和游标卡尺。粗车左右两 32 端面：采用车床选择 CA6140 车床，刀具为端车刀，专用毕业设计（论文）12夹具和游标卡尺。半精车左右两 32 端面：采用上述相同的机床与车刀，专用夹具及游标卡尺。精车左右两 32 端面：采用上述相同的机床与车刀，专用夹具及游标卡尺。3.7 确定切削用量及基本工时工序 3：粗、精铣 50 底面工步一：粗铣
31、50 底面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用 YG8， ， ， 。map5.1d60min/85v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对较高，故分两次（即粗铣、精铣）完成，则 map5.12）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfz:min/2.4516081rdvns 按机床标准选取 475wi/r i/.89i/170v3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml25l5.1ml32in1.0.47fntw工步二：精铣 50 底面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用 YG8， ， ，
32、 。map5.0d60min/85v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对较高，故分两次（即粗铣、精铣）完成，则毕业设计（论文）13map5.02）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0fzmin/2.4516081rdvns 按机床标准选取 475wmi/r i/.89i/170v3） 计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l25l5.1l32min047fntwm工序 4：粗铣上端面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用 YG8， ， ， 。map0.2d30in/85mv4z2. 决定铣削用
33、量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故一次加工即可完成，则ap0.22）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzmin/3.902851rdvns 按机床标准选取 900wi/r i/8.4i/103v3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml45l.21ml2in78.0.9345fntw工序 5：钻 18 的孔，扩孔至 19.8、铰孔至 20，倒角毕业设计（论文）14工步一：钻孔至 18确定进给量 ：根据参考文献 6表 2-7，当钢的 ，f MPab80时， 。由于本零件在加工 18 孔时属于低刚
34、度md180rm/47.039.零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rmf /35.29.75.0根据 Z525 机床说明书，现取 rf/切削速度：根据参考文献6表 2-13 及表 2-14，查得切削速度所以min/18v in/5.31801rdvnws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为min/275rin/5.101vw切削工时： ， ， ，则机动工时为l42l9l32min785.0.75941fntwm工步二：扩孔 8.19利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用8.9量可根据钻孔的切削用量选取 rmff/7.05. 75.06.1212钻根据机床说明书，选取 f
35、 min/46123312vv钻则主轴转速为 ，并按机床说明书取 ，实际in/46.5rn i/68rw切削速度为 in/2.41068.9dvw切削工时： ， ， ，则机动工时为ml42l.1ml32in184.57.06892fntw毕业设计（论文）15工步三：铰 孔m10.62根据参考文献6表 2-25， ， ，得rmf/4.02min/128vin658.9ns查参考文献12 表 4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取 ，rf/0.，实际切削速度 。i/198rnwi/3.v切削工时： ， ， ，则机动工时为ml42l10l2min78.0.9842fntw工步四：倒角工序 6：钻
36、 12 的孔，扩孔至 12.8、铰孔至 13工步一 ：钻孔至 12确定进给量 ：根据参考文献 6表 2-7，当钢的 ，f MPab80时， 。由于本零件在加工 12 孔时属于低刚度md120rm/47.039.零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rmf /35.29.05.根据 Z525 机床说明书，现取 rf/切削速度：根据参考文献12表 2-13 及表 2-14，查得切削速度所以min/18v in/8.471201rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为min/48rnin/1.810vw切削工时： ， ， ，则机动工时为l78l5.1l5.2min683.02.421fnt
37、wm工步二：扩孔 8.利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用.1量可根据钻孔的切削用量选取 rmff/87.05. 75.06.22钻毕业设计（论文）16根据机床说明书，选取 rmf/57.0min/46123312vv钻则主轴转速为 ，并按机床说明书取 ，实际in/46.5rn i/68rw切削速度为 in/7.21068.dvw切削工时： ， ， ，则机动工时为ml78l21ml32in14.57.068fntw工步三：铰 孔13根据参考文献6表 2-25， ， ，得rf/.2mi/28vmin6548.9ns查参考文献12 表 4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取
38、，rf/10.，实际切削速度 。mi/198rnwi/3.v切削工时： ， ， ，则机动工时为l7l1l2in4.60.98521fntw工序 7：铣轴向槽1.选择刀具刀具选取锯片铣刀，刀片采用 YG8， ， ， 。map0.3d80min/75v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则ap0.32）决定每次进给量及切削速度根据 X62 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzmin/6.2980751rdvns 按机床标准选取 275wi/r毕业设计（论文）17min/1.69102758dnvw当 275r
39、/min 时wn rznfwm /20754.按机床标准选取 r/203）计算工时切削工时： ， ，则机动工时为l451l2min90.27541fntwm工序 8：粗车、半精车、精车左右两 32 端面工步一：粗车左右两 32 端面1） 车削深度，表面粗糙度为 Ra1.6，故可以选择 ap=1.5mm，三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度。2）机床功率为 7.5kw。查参考文献17f=0.140.24mm/z。选较小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查参考文献17 表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查参考文献17 表 3.8，寿命 T=180mi
40、n4） 计算切削速度 按参考文献17，查得 Vc 98mm/s，n=439r/min，V f=490mm/s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择 nc=475r/min，V fc=475mm/s则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查参考文献17Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min，V fc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）
41、计算基本工时tmL/ V f=(16+1.5+3)/（475 0.16）=0.2697min。总的工时：T=2 t m =0.539min工步二：半精车左右两 32 端面毕业设计（论文）181） 车削深度，表面粗糙度为 Ra1.6，故可以选择 ap=0.4mm，三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度。2）机床功率为 7.5kw。查参考文献17f=0.140.24mm/z。选较小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查参考文献17 表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查参考文献17 表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按参考文献17，查得
42、 Vc 98mm/s，n=439r/min，V f=490mm/s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择 nc=475r/min，V fc=475mm/s则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查参考文献17Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min，V fc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(16+0.
43、4+3)/（475 0.16）=0.2553min。总的工时：T=2 t m =0.511min工步三：精车左右两 32 端面1） 车削深度，表面粗糙度为 Ra1.6，故可以选择 ap=0.1mm，三次走刀（粗车、半精车、精车）即可完成所需长度。2）机床功率为 7.5kw。查参考文献17f=0.140.24mm/z。选较小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查参考文献17 表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查参考文献17 表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按参考文献17，查得 Vc 98mm/s，n=439r/min，V f=490mm/
44、s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择 nc=475r/min，V fc=475mm/s则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。毕业设计（论文）195)校验机床功率 查参考文献17Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min，V fc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(16+0.1+3)/（475 0.16）=0.2513
45、min。总的工时：T=2 t m =0.503min工步四：倒角4 铣 50 底面的夹具设计204 铣 50 底面的夹具设计4.1 铣床夹具设计特点4.1.1 铣床夹具的主要类型及结构形式铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动，按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种类型。（1）直线进给式铣床夹具这类铣床用得最多。夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。根据工件质量、结构及生产批量，将夹具设计成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式，有时还要采用分度机构，均为了提高生
46、产效率。（2）圆周进给式铣床夹具圆周进给铣削方式在不停车的情况下装卸工件，一般是多工位，在有回转工作台的铣床上使用。这种夹具结构紧凑，操作方便，机动时间与辅助时间重叠，是高效铣床夹具，使用于大批量生产。（3）靠模铣床夹具这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动。按主动进给方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。4.1.2 铣床夹具的设计要点由于铣削加工切削用量及切削力较大，又是多刃断续切削，加工时易产生振动，因此设计铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的安装要准确可靠，即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置；
47、夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理。定向键也称定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般用两个，安在一条直线上，其距离越远，导向精度越高，用螺钉紧固在夹具体上。定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻镗床夹具也常使用。定向键有矩形和圆形两种。毕业设计（论文）21定向精度要求高或重型夹具不宜采用定向键，而是在夹具体上加工出一窄长面作为找正基面来校正夹具的安装位置。4.2 定位部分设计4.2.1 问题的提出 本夹具主要用于粗、精铣 50 底面，属于工序 3。4.2.2 定位基准的选择以上端面
48、作为定位基准，工件的 2R10 外圆面作为辅助基准，来实现工件的完全定位。4.2.3 定位元件的设计定位基准为上端面及工件 2R10 外圆面，对应该的定位元件分别为：夹具体表面，固定 V 型块，活动 V 型块。4.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具：采用端铣刀 60mm 机床：X51 立式铣床由公式得： FVzwqueyXpFndafC0查表得其中： 修正系数 .1vk30F83.Fq.1FXz=24 65.y.uPa0Fw代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K= 4321K毕业设计（论文）22其中： 为基本安全系数 1.51K为加工性质系数 1.12为刀具钝化系数 1.13为断续切削系数 1.14K所以 NF7.15（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKf21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 25.01fF= +G G 为工件自重zPNfFN4
