摘要此次畢業(yè)設(shè)計所選題目為DA20底板零件工藝規(guī)程及夾具設(shè)計。該零件的作用是支撐連接的作。零件的材料為QT50-5。為球鐵材質(zhì)，此材料有較好的抗拉性能及耐磨性能，。該零件的結(jié)構(gòu)相對簡單，根據(jù)本次任務(wù)書要求本次生產(chǎn)批量為5000件，為批量生產(chǎn)。完成該零件設(shè)計需完成以下步驟，1，分析零件的加工工藝性能、形位誤差和尺寸精度，確定各表面的粗糙度；2，根據(jù)零件的精度要求，確定毛坯的選材和余量大小；3，根據(jù)零件的外部形式和加工表面，確定基準的選擇；4，在粗精基準確定之后，初步制定加工工藝路線，并根據(jù)加工的集中以及分散原則，制定多套加工方案，再從中選取最優(yōu)項；5，在加工方案確定之后，根據(jù)工藝流程，選取加工的刀具及加工車床；6，按照已選的刀具及尺寸要求，完成各道工序的加工參數(shù)計算；7，特種加工需要專用夾具的支持，分析特殊表面的定位，完成加工特殊表面的夾具設(shè)計，并計算夾具的各項參數(shù)；8，對所進行的設(shè)計進行一次技術(shù)和心態(tài)上的總結(jié)，分享在設(shè)計過程中的心得及遇到的困難，對后續(xù)生活的展望。關(guān)鍵詞：DA20底板、工藝設(shè)計、夾具設(shè)計。AbstractThisgraduationprojectselectedthetopicforDA20floorpartsprocessregulationsandfixturedesign.Thefunctionofthispartistosupporttheconnection.ThematerialofthepartisQT50-5.Itismadeofductileiron,whichhasgoodtensileandwearresistance.Thestructureofthispartisrelativelysimple.Accordingtothistask,5000piecesareproducedinbatches.Tocompletethedesignofthepart,thefollowingstepsshouldbecompleted:1.Analyzingtheprocessingperformance,shapeandpositionerrorsanddimensionalaccuracyoftheparttodeterminetheroughnessofeachsurface;2.Determiningthematerialselectionandallowancesizeoftheblankaccordingtotheaccuracyrequirementsofthepart;3.Determiningtheselectionofthebenchmarkaccordingtotheexternalformofthepartandtheprocessingsurface;4.Preliminaryformulationoftheprocessingtechnologyafterthedeterminationoftheroughandfinebenchmark.Route,andaccordingtotheprincipleofcentralizationanddecentralizationofprocessing,formulateanumberofprocessingschemes,andthenselectthebestone;5,aftertheprocessingschemeisdetermined,accordingtotheprocessflow,selectthecuttingtoolandprocessinglathe;6,accordingtotheselectedcuttingtoolandsizerequirements,completethecalculationofprocessingparametersofeachprocess;7,specialprocessingneedsthesupportofspecialfixture,andanalyzethespecialtable.Facepositioning,completethefixturedesignforprocessingspecialsurface,andcalculatetheparametersofthefixture;8.Makeatechnicalandpsychologicalsummaryofthedesign,sharetheexperienceanddifficultiesencounteredinthedesignprocess,andoutlookthefollow-uplife.Keywords:DA20bottomplate,processdesign,fixturedesign.目錄TOC\o"1-3"\h\u14222摘要 191Abstract 230535第一章緒論 5202791.1概述 5161921.2本文主要研究內(nèi)容 5158211.3研究方法和手段 6295941.4研究目標 69601第二章零件分析 778942.1繪制零件兩維圖 7109922.2零件結(jié)構(gòu)及作用分析 7283582.3零件技術(shù)要求分析 714728第三章加工工藝的確定 8272363.1毛坯的確定 8267743.2底板毛坯余量的確定 9120613.3加工基準的選用 9322253.3.1粗基準選擇 10147203.3.2精基準選擇 1087223.4加工方案的擬定 107295第四章切削參數(shù)計算 12157404.1設(shè)備、刀具及工序尺寸的確定 12255084.1.1加工設(shè)備的選用 12266264.1.2刀具的選用 13327324.1.3工序尺寸的確定 14279354.2切削參數(shù)計算 1423507第五章專用夾具設(shè)計 25116285.1夾具定位基準的確定 25235405.2夾具自由度的限制 25125635.3夾具夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計 25285435.4夾具組成部件設(shè)計 2669255.4.1夾具體設(shè)計 26172495.4.2定位元件設(shè)計 27274225.5定位誤差分析 27278195.6切削力及夾緊力估算 28115015.6.1切削力計算 28204405.6.2夾緊力估算 29257775.7繪制夾具裝配圖 3029517總結(jié) 3020023致謝 317852參考文獻 32第一章緒論1.1概述通過這次設(shè)計，熟悉了加工零件的流程，了解了機床的工作特點以及夾具設(shè)計是要注意的問題。為以后的工作中了解了更多的知識。由于學(xué)習(xí)能力有限，設(shè)計仍有欠缺的地方，希望各位老師批評指導(dǎo)。機床作為制造業(yè)中廣泛使用的加工裝置，不光在工業(yè)更是在我們的生活中要用到的一些生活用品都需要機床來完成加工。夾具是機床不可缺少的部件，借助于夾具，機床在加工零件時，使用夾具固定零件，這樣就能保證加工后的垂直度、平行、位置精度滿足要求。經(jīng)過制造業(yè)的不斷發(fā)展，夾具主要分為手動夾具和自動夾具，手動夾具成本低，同時裝夾夾具的效率也低。夾具在現(xiàn)代機床加工零件中應(yīng)用的相當廣泛，對于不同的機床有不同的夾具，比如銑床加工有銑床專用的夾具，車床加工有車床專用的夾具。對于造型比較普通的零件在機床加工時用通用夾具就可以完成要求，就不用設(shè)計專用的夾具了。機床加工時夾具起固定作用，也保證夾緊機床。保證加工位置是為了保證加工工件上孔、面和槽的位置要求，夾緊的目的是為了在加工過程中零件不會晃動，保證工件的加工精度。我們通過兩側(cè)面兩定位銷及底面支撐塊定位對面兩螺栓旋進使工件與兩定位銷貼緊，上有兩螺母與壓板最終壓緊工件在本次設(shè)計的過程中，把以前所學(xué)的知識有機的結(jié)合起來，并利用軟件對產(chǎn)品進行零件及夾具裝配圖的繪制，既是對四年來所學(xué)知識的復(fù)習(xí)，又能學(xué)到新的知識。在本次設(shè)計的題目中要求設(shè)計加工零件某一工序的夾具，通過查閱書籍可以了解到夾具的一些知識。夾具在加工過程中起到固定的作用，為了把零件能更好地固定在機床上，有些機床上會帶有通用的夾具，比如虎鉗。但是本次設(shè)計要求學(xué)生設(shè)計加工零件時的專用夾具。既然要設(shè)計夾具就要知道在哪種機床上進行加工，并且對加工的機床要有一定的了解。1.2本文主要研究內(nèi)容根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計要求可知本次設(shè)計需完成以下設(shè)計，具體如下：（1）完成零件的兩維零件圖的繪制；（2）明確零件的毛坯的制造形式，確定零件毛坯尺寸；（3）設(shè)計零件的加工工藝，確定零件加工工藝規(guī)程；（4）計算相應(yīng)的加工工藝參數(shù)；（5）設(shè)計零件專用夾具，畫夾具裝配圖及非標零件圖，計算定位誤差及夾緊力。1.3研究方法和手段現(xiàn)在有很多的研究方法；例如：（1）調(diào)查法：通過比較系統(tǒng)地、全面地搜集關(guān)于礦樣分選系統(tǒng)零件的歷史情況和現(xiàn)實情況的資料，然后根據(jù)材料對零件進行分析與設(shè)計；（2）文獻法：通過調(diào)查閱覽文獻來收獲資料，進一步全面地、正確地了解掌握有關(guān)零件加工工藝的同類研究情況；（3）行動法：在完全符合實際的操作環(huán)境中，按照一定的步驟、技巧、經(jīng)驗，運用各種研究手段與技術(shù)，用于解決現(xiàn)實中遭遇的實際問題；（4）數(shù)學(xué)方法：計算零件的切削用量、加工余量、受力情況等；（5）類比法：通過具體分析零件的功能以及要求編制幾種不同的工藝方案，將多種工藝方案進行對比分析得到加工質(zhì)量最好、加工效率最快的工藝方案，最終確定零件的加工工藝方案；1.4研究目標（1）明確該工件的主要三視圖、加工前的工序尺寸、生產(chǎn)數(shù)量等；（2）確定底板零件的全部工藝路線；（3）確定各個工序的工序尺寸和加工設(shè)備；（4）確定某道工序的夾具結(jié)構(gòu)；（5）確定完整的夾具裝配圖以及其中一個夾具體的零件圖。第二章零件分析2.1繪制零件兩維圖零件分析包含零件的結(jié)構(gòu)技術(shù)書要求，前提要繪制零件的兩維圖，通過繪制零件圖對零件結(jié)構(gòu)及尺寸進一步了解，所以本次設(shè)計首先根據(jù)給定的文件利用繪圖軟件繪制零件圖紙，具體如下圖1.1底板零件圖：圖1.1零件兩維圖2.2零件結(jié)構(gòu)及作用分析通過對零件兩維圖紙的繪制，可知本次零件為長方形結(jié)構(gòu)，通過零件名稱可知本次為底板零件，主要作用為在機器中起到支撐及連接作用。2.3零件技術(shù)要求分析通過零件技術(shù)要求可知，本次零件材料為QT50-5，該材料為球墨鑄鐵，該材料牌號標注為老牌號，對應(yīng)新國標牌號為QT500-7，此材料有較好的抗拉性能及耐磨性能，通過圖紙可知本次零件結(jié)構(gòu)相對規(guī)則、簡單，主要加工面有平面教工、孔加工等組成，針對具體表現(xiàn)如下：零件外圍輪廓加工，尺寸要求為150.8x104mm，表面粗糙度為Ra=6.3；零件上、下端面加工，厚度尺寸要求為46mm，粗糙度為Ra=0.4~3.2；兩平面度均為0.01mm；零件端面孔3x?22mm加工，孔端沉孔3x?34.8H11mm深度為2.9mm，粗糙度為底面Ra=1.6，孔端為Ra=3.2；零件端面6x?18mm(通）加工，其中左端兩孔表面锪平面直徑為?26mm，深度至上端面距離為18mm，粗糙度為Ra=6.3；零件端面2x?4mm（通）加工，粗糙度為Ra=6.3；孔?7mm加工，深度要求為6mm，粗糙度為Ra=6.3；零件左端孔?30mm、?29.5mm、?28mm、?20mm加工，要求孔中心距底面距離為22.5慢慢，粗糙度為Ra=3.2~6.3；根據(jù)圖紙描述該處孔均為同心結(jié)構(gòu)。第三章加工工藝的確定3.1毛坯的確定工廠中采用的毛坯有非常多種，每一種的加工方式、適用場合都不同，常用的毛坯大體可分為以下幾種：（1）、鑄造毛坯鑄造現(xiàn)多為砂型鑄造，其能鑄出各種形狀復(fù)雜的零件。（2）、鍛造毛坯鍛造毛坯擁有均勻的金屬組織分布，故其擁有較好的力學(xué)性能多適用于受力復(fù)雜的零件上。（3）、型材毛坯型材大體可分為板材、線材等，根據(jù)其加工方法不同，又可分為熱軋和冷拉兩種，熱軋精度較低，尺寸較大，用于一般零件；冷拉精度較高，尺寸較小，用于精度較高的零件之中；（4）、焊接毛坯焊接件的優(yōu)點很明顯，制作簡單，周期短，節(jié)省材料；多適用于單件小批量生產(chǎn)中。（5）、其它毛坯包含有沖壓毛坯，冶金毛坯，塑料壓制毛坯。毛坯的選擇應(yīng)滿足以下條件：（1）、零件材料的力學(xué)性能要求。（2）、底板零件的工作環(huán)境及加工要求。（3）、工廠流水線的要求。（4）、現(xiàn)今已有技術(shù)的支持。（5）、思考是否能引進新能源、新技術(shù)。此半軸零件的毛坯材料為QT50-5,即球墨鑄鐵，其最大的抗拉強度為500Mpa，綜上所述，此次加工采用鑄造毛坯。3.2底板毛坯余量的確定底板的材料為球墨鑄鐵，介于本零件的簡單，根據(jù)本次設(shè)計任務(wù)書該零件的生產(chǎn)形式為：批量生產(chǎn)。由于此底板零件為板類零件，我采用機械砂型鑄造，能較快的提高制造速度，趕上加工流水線，此方法的鑄造等級為8～10，由此可得半軸套毛坯的余量，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》取鑄件的加工余量為2mm；為避免浪費材料，對于小于18mm的孔采用實心鑄造，大于18mm的孔采用預(yù)留余量的形式進行鑄造，這樣就能省下大部分材料，實現(xiàn)成本減少。3.3加工基準的選用定位基準的選擇是否合理，直接影響工件的位置精度和加工效率。選擇基準的原則就是盡可能的使加工基準、設(shè)計基準及裝配基準統(tǒng)一性。3）1)基準重合原則：就是盡可能選用設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設(shè)計不重合而引起的定位誤差。查閱參考文獻[1]所得。2)基準統(tǒng)一原則：盡可能選擇統(tǒng)一的基準，進行加工；3)自為基準原則：表面要求較高的加工面盡可能選用自身定位完成加工；4)互為基準原則：根據(jù)圖紙了解各尺寸間的位置關(guān)系，相互為加工基準；5)保證定位基準可靠、方便的原則。（2）、粗基準的選擇1)選擇非加工表面為粗基準。2)選擇要求加工余量均勻的表面為粗基準。3)對于所有表面都要加工的零件，應(yīng)選擇余量和公差最小的表面作粗基準，以避免余量不足而造成廢品。4)選取光潔，平整，面積足夠大，裝夾穩(wěn)定的表面為粗基準。查閱參考文獻[15]所得。5)在第一道工序中粗基準只能使用一次，不能第2次使用。3.3.1粗基準選擇粗基準的選擇：根據(jù)本次零件的結(jié)構(gòu)特點，首先利用零件輪廓定位利用端面定位加工零件右端面至尺寸，保證厚度。3.3.2精基準選擇精基準的選擇：粗加工后進行利用零件輪廓定位完成端面孔的加工，后續(xù)工序加工均采用兩銷一面定位加工，即本次精加工的基準為端面兩孔（其中?18mm與底面）。3.4加工方案的擬定制定工藝路線的主要內(nèi)容，除了基準的選擇外，還應(yīng)包括加工面加工方法的選擇、加工精短的劃分、設(shè)備及刀具的選用等。（1）、表面加工方法的選擇根據(jù)零件表面的精度要求，選擇正確的方法，首先熟悉零件的表面要求精度等級等，其次還需考慮一下幾點：1）工件材料的性質(zhì)；2）工件的形狀和尺寸；3）生產(chǎn)的類型及經(jīng)濟性問題和生產(chǎn)率的考慮；4）具體生產(chǎn)條件，機床選擇的合理性；5）充分考慮利用新工藝，新技術(shù)的可能性，提高工藝水平。（2）、加工順序的安排1）、機械加工工序的安排原則：①首先要對基準面進行加工，在初始加工過程中要安排選定的表面作為精基準，以便為后續(xù)加工過程盡快提供精基準。②分加工階段，工件加工質(zhì)量要求較高，應(yīng)分階段進行。一般分為粗加工—半精加工—精加工三個階段。粗加工是從毛坯上去除較多的余量，所達到的精度和表面質(zhì)量較低。半精加工階段是在粗加工之后精加工之前進行。在精加工階段，工件去除余量較小，提高了精度和表面質(zhì)量。2）、劃分加工階段的標準：①保證加工質(zhì)量；②有利于合理使用設(shè)備；③有利于安排熱處理工序，從而使冷、熱加工工序能夠更好的配合；④便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷；根據(jù)以上各方面的分析，結(jié)合實際情況，該零件的毛坯形狀與零件的尺寸差別很小，因此其加工階段可分為：粗加工-半精加工-精加工。（3）、熱處理工序的安排：最終熱處理的目的是提高力學(xué)性能，根據(jù)零件的圖紙要求及使用過程，其次根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)提點，選取處理的功德安排。（4）、輔助工序的安排輔助工藝有很多種，包括檢查，去毛刺，倒棱，清洗，防銹，退磁及平衡等。查閱參考文獻[2]所得檢查工序應(yīng)安排在：①粗加工階段后；②重要工序前后；③加工前后送到外車間，如熱處理工序前后；④全部加工工序完成后。通過上面對工藝過程設(shè)計的標準及注意事項，結(jié)合本次零件的結(jié)構(gòu)特點，制定本次“底板”機械加工流程如下：工序10：備料，鑄造零件毛坯；工序20：銑，銑零件A面，保證尺寸為106mm，粗糙度為Ra=6.3；工序30：銑，銑零件B面，保證尺寸為104mm，粗糙度為Ra=6.3；工序40：銑，銑零件C面，保證尺寸為152.8mm，粗糙度為Ra=6.3；工序50：銑，銑零件D面，保證尺寸為150.8mm，粗糙度為Ra=6.3；工序60：銑，粗銑零件上端面，保證厚度為49.25mm，粗糙度為Ra=6.3；工序70：銑，粗銑零件下端面，保證厚度為46.5mm，粗糙度為Ra=6.3；工序80：磨，磨削兩端面至尺寸，保證厚度為46mm，粗糙度為Ra=0.4~3.2；工序90：鉆，1、鉆孔4x?18mm（通）；2、鉆孔2x?17.5mm（通）；3、鉆孔3x?22mm(通）；4、鉸孔2x?18H7mm（通）；5、沉孔3x?34.8H11mm，深度為2.9mm；工序100：車，1、車孔直徑?20mm（通）；2、粗車孔?26mm深度保證64.5mm至左端面；孔?27.5mm，深度49.5mm至左端面；孔?28mm，深度34.5mm至左端面；3、半精車孔?29.5mm、?29mm、?27.5mm，深度分別為34.9mm、49.9mm、64.9mm至右端面；4、精車孔?30mm、?29.5mm、?28mm，深度分別為35mm、50mm、65mm至左端面，粗糙度為Ra=3.2；5、車空刀底徑保證?32mm，寬度為4mm，根部圓弧R1.2，左端斜角為25°；工序110：鉆，1、鉆孔2x?4mm（通）；2、鉆孔直徑?7mm，深度保證6mm；工序120：锪平，锪孔2x?26mm，深度18mm至上端面；工序130：清理，去除尖角毛刺、清銑、刷油；工序140：檢驗，按零件圖紙檢驗各加工尺寸。第四章切削參數(shù)計算4.1設(shè)備、刀具及工序尺寸確定通常在確定切削相關(guān)參數(shù)之前，首先要對其加工的工藝等進行詳細的方案設(shè)計，從前述分析設(shè)計中我們已經(jīng)討論確定完成。不僅方案，加工所需要的的數(shù)控機床裝備與加工所需要的刀具等也是設(shè)計的關(guān)鍵，那么在本節(jié)中將對相關(guān)參數(shù)進行詳細設(shè)計。4.1.1加工設(shè)備的選用在對制品進行加工前，最重要的就是選擇好所需要的機器設(shè)備，其次在每一個工序工藝都不相同，那么在以下表列出來了相關(guān)工序設(shè)備：表4.1工序加工設(shè)備表工序名稱設(shè)備20銑X6230銑X6240銑X6250銑X6260銑X5170銑X5180磨M713090鉆VMC850100車CJK6132A110鉆Z3040120锪平Z30404.1.2刀具選擇對于每一個工序也要求使用相應(yīng)的刀具，那么詳細如下：表4.2工序刀具表工序名稱加工方式刀具表20銑銑削端面銑刀30銑銑削端面銑刀40銑銑削端面銑刀50銑銑削端面銑刀60銑銑削端面銑刀70銑銑削端面銑刀80磨磨削砂輪90鉆鉆、鉸鉆頭?18mm、?17.5mm、?22mm、?12mm立式銑刀100車車內(nèi)徑車刀、專用R1.2內(nèi)徑切槽刀110鉆鉆鉆頭?4mm、?7mm120锪平鉆削專用锪刀?26mm4.1.3工序尺寸確定由制造工程學(xué)可以知道，對于相關(guān)工序的尺寸大小設(shè)計前，首先需要做的是求出所對應(yīng)的加工余量，只有確定了這點，才可以對加工尺寸進行一個比較精準的把握。再根據(jù)相關(guān)材料與文獻，我們可以查得加工余量詳細如下：表4.3端面相關(guān)加工余量工藝余量/mm精度尺寸和偏差/mm表面粗糙度毛坯2.0±0.5163x10850.0銑2.0IT12158.8x1046.3表4.4上下相關(guān)加工余量工藝余量/mm精度尺寸和偏差/mm表面粗糙度毛坯3.00±0.552±0.550.0粗銑2.75±0.246.5±0.212.5磨0.25IT1046.03.2表4.5?18mm孔的相關(guān)加工余量工藝余量/mm精度尺寸及偏差/mm表面粗糙度毛坯實心50.0鉆9.0±0.2?18±0.26.3表4.6?4孔的相關(guān)加工余量工藝余量/mm精度尺寸和偏差/mm表面粗糙度毛坯實心50.0鉆2.0IT12?46.3表4.7?7孔的相關(guān)加工余量工藝余量/mm精度尺寸和偏差/mm表面粗糙度毛坯實心50.0鉆3.5IT12?76.34.2切削參數(shù)計算工序20：對端面進行銑加工其條件為：對于此工序的端面進行一個銑削操作，那么選擇銑削的刀具，其直徑尺寸大小為63毫米較為合適，刀具的齒數(shù)為4。為了能夠在本工序加工范圍內(nèi)符合具體參數(shù)，那么可知表面加工的余量和粗糙度分別為2毫米、6.3.最后滿足此工序的加工機器，經(jīng)過分析設(shè)計我們決定選X62的銑床最合適。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；再由如下的設(shè)計運算公式可以求出來實際的速度大?。?；接下來，我們再由如下的設(shè)計運算式可以求出來設(shè)計加工的時候單位時間里面的刀具進給速度：那么有：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行切削的長度尺寸大小162毫米，又已知所用到的銑刀的尺寸大小為63毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；又有；將相關(guān)數(shù)值代進去就可以得到：；工序30：對端面進行銑加工其條件為：對于此工序的端面進行一個銑削操作，那么選擇銑削的刀具，其直徑尺寸大小為63毫米較為合適，刀具的齒數(shù)為4。為了能夠在本工序加工范圍內(nèi)符合具體參數(shù)，那么可知表面加工的余量和粗糙度分別為2毫米、6.3。最后滿足此工序的加工機器，經(jīng)過分析設(shè)計我們決定選X62的銑床最合適。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；接下來，我們再由如下的設(shè)計運算式可以求出來設(shè)計加工的時候單位時間里面的刀具進給速度：那么有：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行切削的長度尺寸大小162毫米，又已知所用到的銑刀的尺寸大小為63毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；又有；將相關(guān)數(shù)值代進去就可以得到：；工序40：對端面進行銑加工其條件為：對于此工序的端面進行一個銑削操作，那么選擇銑削的刀具，其直徑尺寸大小為63毫米較為合適，刀具的齒數(shù)為4。為了能夠在本工序加工范圍內(nèi)符合具體參數(shù)，那么可知表面加工的余量和粗糙度分別為2毫米、6.3。最后滿足此工序的加工機器，經(jīng)過分析設(shè)計我們決定選X62的銑床最合適。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；接下來，我們再由如下的設(shè)計運算式可以求出來設(shè)計加工的時候單位時間里面的刀具進給速度：那么有：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行切削的長度尺寸大小104毫米，又已知所用到的銑刀的尺寸大小為63毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；又有；將相關(guān)數(shù)值代進去就可以得到：；工序50：對端面進行銑加工其條件為：對于此工序的端面進行一個銑削操作，那么選擇銑削的刀具，其直徑尺寸大小為63毫米較為合適，刀具的齒數(shù)為4。為了能夠在本工序加工范圍內(nèi)符合具體參數(shù)，那么可知表面加工的余量和粗糙度分別為2毫米、6.3。最后滿足此工序的加工機器，經(jīng)過分析設(shè)計我們決定選X62的銑床最合適。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；接下來，我們再由如下的設(shè)計運算式可以求出來設(shè)計加工的時候單位時間里面的刀具進給速度：那么有：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行切削的長度尺寸大小53毫米，又已知所用到的銑刀的尺寸大小為63毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；又有；將相關(guān)數(shù)值代進去就可以得到：；工序60：對上部端面進行銑加工其條件為：對于此工序的端面進行一個銑削操作，那么選擇銑削的刀具，其直徑尺寸大小為120毫米較為合適，刀具的齒數(shù)為10。為了能夠在本工序加工范圍內(nèi)符合具體參數(shù)，由一次銑削+磨削便可以，那么可知表面加工的余量、粗糙度和平面度大小分別為3毫米、0.4、0.01毫米。在上述加工完后需要進一步磨削，那么給其所留的余量大小為0.25毫米，那么這個工序中總的切削余量應(yīng)該是兩個余量相減:3-0.25=2.75mm。最后滿足此工序的加工機器，經(jīng)過分析設(shè)計我們決定選X51的銑床最合適。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；接下來，我們再由如下的設(shè)計運算式可以求出來設(shè)計加工的時候單位時間里面的刀具進給速度：那么有：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行切削的長度尺寸大小為159毫米，又已知所用到的銑刀的尺寸大小為120毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；又有；將相關(guān)數(shù)值代進去就可以得到：；工序70：對下部端面進行銑加工其條件為：對于此工序的下部端面進行一個銑削操作，那么選擇銑削的刀具，其直徑尺寸大小為120毫米較為合適，刀具的齒數(shù)為10。為了能夠在本工序加工范圍內(nèi)符合具體參數(shù)，由一次銑削+磨削便可以，那么可知表面加工的余量、粗糙度和平面度大小分別為3毫米、3.2、0.01毫米。在上述加工完后需要進一步磨削，那么給其所留的余量大小為0.25毫米，那么這個工序中總的切削余量應(yīng)該是兩個余量相減:3-0.25=2.75mm。最后滿足此工序的加工機器，經(jīng)過分析設(shè)計我們決定選X51的銑床最合適。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；接下來，我們再由如下的設(shè)計運算式可以求出來設(shè)計加工的時候單位時間里面的刀具進給速度：那么有：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行切削的長度尺寸大小為159毫米，又已知所用到的銑刀的尺寸大小為120毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；又有；將相關(guān)數(shù)值代進去就可以得到：；工序80：對前兩個工序所預(yù)留的上下部分端面進行磨加工其條件為：對于此工序需要進行一個上下部分端面的磨削操作，那么我們在刀具的選擇上為砂輪，它在工作時的轉(zhuǎn)速大小為每分鐘3000轉(zhuǎn)。又可以知道此工序的切削范圍大小是159x104mm，根據(jù)相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗和文獻，我們選擇M7130磨床較為合適一些。工序90：鉆孔其條件為：對于加工件上面的孔形通常在加工時要能夠保證其尺寸大小性能與精度等要求，不能隨意加工。那么我們決定采取加工可靠性較高的數(shù)控中心機工，選擇型號為VMC850。通常對于不同的大小，不同形式的孔我們采用合適的加工刀具來進行加工，那么本次工序中分別采取鉆、鉸和銑刀工具進行加工，設(shè)計運算過程為：鉆尺寸?22mm的孔：本步鉆孔操作，我們選擇一個可以進行轉(zhuǎn)位的鉆頭，其尺寸大小為22毫米較為合適，加工時的切削余量具體為如下計算方式（22-16）/2=3mm.；相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出f=0.2-0.3mm/r，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：f=0.2mm/r再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行鉆的深度尺寸大小46毫米，又已知所用到的過切值大小和入切值數(shù)量都是3，具體量大小皆為10毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；鉆尺寸大小為?18mm的4個孔：本步鉆孔操作，我們選擇一個可以進行轉(zhuǎn)位的鉆頭，其尺寸大小為18毫米較為合適，加工時的切削余量具體為如下計算方式18/2=9mm；相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出f=0.2-0.3mm/r，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：f=0.2mm/r再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行鉆的深度尺寸大小46毫米，又已知所用到的過切值大小和入切值數(shù)量都是4，具體量大小皆為10毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；鉆直徑尺寸大小為?17.5mm的兩個孔：本步鉆孔操作，我們選擇一個可以進行轉(zhuǎn)位的鉆頭，其尺寸大小為17.5毫米較為合適，加工時的切削余量具體為如下計算方式17.5/2=8.75mm；相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出f=0.2-0.3mm/r，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：f=0.2mm/r再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行鉆的深度尺寸大小46毫米，又已知所用到的過切值大小和入切值數(shù)量都是4，具體量大小皆為10毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；鉸直徑尺寸大小為?18mm的兩個孔：本步鉸孔操作，我們選擇一個硬質(zhì)合金材料的的鉸刀，其尺寸大小為18.0毫米較為合適，加工時的切削余量具體為如下計算方式17-17.5/2=0.25mm；相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出f=0.3-0.5mm/r，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：f=0.36mm/r再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行鉸的深度尺寸大小46毫米，又已知所用到的過切值大小和入切值數(shù)量都是2，具體量大小皆為10毫米，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；銑直徑尺寸大小為?34.8mm的3個孔：本步銑孔操作，有上述步驟已經(jīng)對孔進行了鉆操作，其中加工后孔的尺寸大小為22毫米，制造的孔位置尺寸大小為34.8毫米，則加工時的切削余量具體為如下計算方式（34.8-22）/2=6.4mm，選擇一個硬質(zhì)合金材料的的銑刀，其尺寸大小為12毫米較為合適.相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為：f=0.08mm/z再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；接下來，我們再由如下的設(shè)計運算式可以求出來設(shè)計加工的時候單位時間里面的刀具進給速度：那么有：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序中需要進行一個圓弧的銑削操作，由相關(guān)要求知道其尺寸大小為28.8毫米，需要銑削的地方數(shù)量為3，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；工序100：車孔至尺寸對于加工件上面的孔形通常在加工時要能夠保證其尺寸大小性能與精度等要求，不能隨意加工。那么我們決定采取加工可靠性較高的數(shù)控中心機工，選擇型號為CJK6132A。在加工刀具的選擇上，我們決定選內(nèi)徑式的車刀和內(nèi)徑式的切槽刀比較合適，切削余量在2~5mm范圍內(nèi)；粗車內(nèi)徑：本步粗車操作，根據(jù)相關(guān)材料與文獻我們選擇一個高尺寸大小為20x20毫米的機床較為合適，刀具的刀桿的選用上尺寸大小為25x25mm較為合適；由于粗車，那么由相關(guān)材料與文獻可以查出使用硬質(zhì)合金材料的YT15刀片比較好一些。再由上述材料文獻中可以查出加工時切削量≦3mm，當我們需要切削尺寸大小在10~60mm范圍內(nèi)時，此時進給量范圍在，那么我們決定設(shè)計為：；再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：已知有計算式：。那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；半精車內(nèi)經(jīng)：本步半精車操作，根據(jù)相關(guān)材料與文獻我們選擇一個高尺寸大小為20x20毫米的機床較為合適，刀具的刀桿的選用上尺寸大小為25x25mm較為合適；由于半精車，那么由相關(guān)材料與文獻可以查出使用硬質(zhì)合金材料的YT15刀片比較好一些。再由上述材料文獻中可以查出加工時切削量≦3mm，當我們需要切削尺寸大小在10~60mm范圍內(nèi)時，此時進給量范圍在，那么我們決定設(shè)計為：；再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：已知有計算式：。那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；精車內(nèi)徑：本步精車操作，根據(jù)相關(guān)材料與文獻我們選擇一個高尺寸大小為20x20毫米的機床較為合適，刀具的刀桿的選用上尺寸大小為25x25mm較為合適；由于精車，那么由相關(guān)材料與文獻可以查出使用硬質(zhì)合金材料的YT15刀片比較好一些。再由上述材料文獻中可以查出加工時切削量≦3mm，當我們需要切削尺寸大小在10~60mm范圍內(nèi)時，此時進給量范圍在，那么我們決定設(shè)計為：；再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：已知有計算式：。那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；工序110：鉆尺寸大小為?4mm的兩個孔與一個尺寸大小為?7mm的孔其條件為：我們決定采取加工可靠性較高的搖臂鉆床，其型號具體為Z3040。由相關(guān)材料與文獻可以查出使用硬質(zhì)合金材料的鉆頭比較好一些，具體的尺寸大小為?4mm、?7mm比較合適；鉆尺寸大小為?4mm的孔：本步鉆操作，我們決定選取材料為硬質(zhì)合金的鉆頭，它的相關(guān)尺寸大小為4毫米，選取切削余量4/2=2mm。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出f=0.1-0.3mm/r，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為f=0.1mm/r；再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序為一個鉆孔操作，由相關(guān)要求知道其尺寸大小為10毫米，數(shù)量為2，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；鉆尺寸大小為?7mm的孔：本步鉆操作，我們決定選取材料為硬質(zhì)合金的鉆頭，它的相關(guān)尺寸大小為7毫米，選取切削余量為7/2=3.5mm。相關(guān)進給和切削時工具的速度設(shè)計運算：由相關(guān)設(shè)計材料和文獻，我們可以查出f=0.1-0.3mm/r，在這個取值范圍里面較為合適一些，那么決定設(shè)計為f=0.1mm/r；再由相關(guān)材料與文獻查得切削速度；有如下的設(shè)計運算式子，可以求出來轉(zhuǎn)速，我們將對應(yīng)的參數(shù)代進去：；然后我們再由具體的實際設(shè)計要求取得：；計算實際切削速度：；最后再設(shè)計計算出本次工序所要用到的切削時間長短：由上述相關(guān)分析和設(shè)計運算，可以得知本工序為一個鉆孔操作，由相關(guān)要求知道其尺寸大小為6毫米，切入量為10毫米，數(shù)量為1，那么就能知道設(shè)計的切削大小應(yīng)為：；將相關(guān)數(shù)值代進下面的式子中就可以得到：；第五章專用夾具設(shè)計夾具設(shè)計的主要目的就是通過設(shè)計一個適當?shù)亩ㄎ谎b置或元件，使其與零件的定位基準相接觸，能夠限制住工件的自由度，從而實現(xiàn)定位。在夾具設(shè)計過程中，首先要保證設(shè)計的夾具能夠滿足零件的加工精度和表面粗糙度的加工要求。其次，設(shè)計的夾具能夠提高工作效率。最后，在質(zhì)量和工作效率都能夠保障的的前提下最好能夠降低工件的生產(chǎn)成本。當然，我們同時也需要考慮到夾具的操作是否安全方便，適用性是否強等各個方面的問題。根據(jù)本次設(shè)計要求設(shè)計工序90：鉆孔專用夾具的設(shè)計，首先確定夾具定位方式、夾具結(jié)構(gòu)、夾緊方式及計算相關(guān)得誤差等，具體設(shè)計過程如下：5.1夾具定位基準的確定根據(jù)加工工藝和零件圖，夾具設(shè)計工藝位于整個工藝加工的第8道工序。。本次夾具設(shè)計采用輪廓定位方式進行定位，即零件周邊結(jié)合底面。其中輪廓確定零件的位置及旋轉(zhuǎn)自由度；，端面限制零件端面位置度。5.2夾具自由度的限制本次夾具采用零件周邊及底面定位，其中周邊定位限制Z、Y、X三個自由度（旋轉(zhuǎn)及移動）；底面定位限制Z向位置度及X、Y旋轉(zhuǎn)自由度，滿足六點定位原則，實現(xiàn)全定位；5.3夾具夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計本次夾具采用手動鎖緊，主要元件采用JB/T8006.3-1999M32固定手柄螺釘及JB/T8009.1-1999M32光面壓塊配合實現(xiàn)本次夾具的鎖緊及松開，具體見下圖圖5.3鎖緊結(jié)構(gòu)圖：圖5.3夾具鎖緊結(jié)構(gòu)圖其中1為夾具主體；2為固定手柄螺釘；3為圓柱銷；4為支座；5為光面壓塊；6為被加工工件。5.4夾具組成部件設(shè)計5.4.1夾具體設(shè)計夾具體是一個夾具的主體，它的主要作用是將定位件、工件、鎖緊件等附屬部件聯(lián)系在一起組成一個整體；夾具體同時還承受一定的支撐力及相對于刀具帶來的切削力一般夾具體材料選用灰鐵材質(zhì)，該材料具有耐磨、不易變形等優(yōu)點，本次零件采用HT200材質(zhì)鑄造獲得。具體結(jié)構(gòu)見下圖圖5.4.1夾具體設(shè)計：圖5.4.1夾具體零件設(shè)計5.4.2定位元件設(shè)計本次定位采用周邊輪廓及底面定位，定位方式均采用點定位完成，其中側(cè)面采用支板及支撐限位銷完成，支板及定位銷結(jié)構(gòu)見下圖圖5.4.2后、右支板結(jié)構(gòu)圖，圖5.4.3支撐限位銷結(jié)構(gòu)圖：圖5.4.2后、右支板結(jié)構(gòu)圖圖5.4.3支撐限位銷結(jié)構(gòu)圖5.5定位誤差分析根據(jù)本次夾具的定位方式采用輪廓及底面定位，本次誤差存在于支撐限位銷的長度尺寸及零件輪廓的尺寸精度。通過上圖可知本次支撐限位銷長度尺寸為±0.02mm，即本次銷定位的誤差在±0.02mm以內(nèi)；關(guān)于零件本身存在的尺寸誤差，根據(jù)圖紙本次輪廓沒有具體的要求，查閱相關(guān)資料的按照標準的出數(shù)據(jù)為公差為±0.2mm，綜合本次定位公差為±0.22mm，結(jié)合圖紙分析，本次零件尺寸標注為孔中心距為±0.2mm，針對外圍尺寸沒有具體詳細描述，關(guān)于中心距的保證本次采用數(shù)控加工，設(shè)備精度在0.02mm范圍內(nèi)，所以本次夾具可以滿足零件要求。5.6切削力及夾緊力估算5.6.1切削力計算已知加工零件的材料為QT500-5材質(zhì)，屬于球鐵材料。進給量：參照《實用機械加工工藝手冊第2版》表14-30,14-34，取根據(jù)本次材料特性，材料為QT500-5，查相關(guān)材料得：本次材料抗拉強度為≧500Mpa，根據(jù)本次切削方式可知本次為鉆孔加工。根據(jù)公式計算本次加工受力情況如下：①、切削力矩：根據(jù)公式計算得：其中M為切削力矩（M/N)；D為鉆頭直徑；為每轉(zhuǎn)進給速度（mm）；Kp為修正系數(shù)（查表）；根據(jù)工藝內(nèi)容已知本次加工孔徑為22mm，即本次鉆頭直徑D=22mm；根據(jù)前章分析切削參數(shù)本次進給速度為0.2mm/r，即本次進給速度為；根據(jù)資料得取修正系數(shù)Kp=1，即本次計算切削力矩為：；②、鉆削力計算：根據(jù)公式計算得：鉆削切削力的計算公式如下，進給量計算孔的切削力，帶入得：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)，取安全系數(shù)為1.5；-為加工性質(zhì)系數(shù)，取加工性質(zhì)系數(shù)為1.1；-為刀具鈍化系數(shù)，取刀具鈍化系數(shù)為1.1；-為斷續(xù)切削系數(shù)，取斷續(xù)切削系數(shù)為1.1；所以：。5