摘要減速箱體的零件能夠?qū)崿F(xiàn)軸和齒輪的共同協(xié)作，各種軸和齒輪固定安裝在減速箱中能夠?qū)崿F(xiàn)力矩的傳遞和速度的傳輸，因此減速箱體對于機械系統(tǒng)穩(wěn)定傳輸有著重要作用，因此需要通過更好的工藝分析確定最優(yōu)的加工路線，從而提高減速箱體零件的加工質(zhì)量和加工精度。本文以減速器箱體類零件為研究對象設(shè)計一款能夠方便快速裝夾的夾具工裝以方便零件的快速加工，為了完成所設(shè)計的內(nèi)容，首先通過對零件的作用和工藝類型以及具體生產(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)，從而完成工藝所需要的工藝卡和工序卡等，最后針對所設(shè)計的工序銑面進行分析進而完成相應(yīng)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(zhǔn)確性，提高夾具設(shè)計的可靠性和經(jīng)濟性，并且通過合理設(shè)計夾具，可以有效定位和固定零件，保證其在加工過程中的幾何形狀和尺寸一致性，從而提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，此外對于通過此次設(shè)計在提高自己對知識所學(xué)的同時也為夾具的進一步發(fā)展起到一定的推動。關(guān)鍵詞：工藝類型；加工余量；工藝卡；工序卡；CAD；參數(shù)化設(shè)計；ABSTRACTshaftandgear,allkindsofshaftandgearfixedinstallationinthereducerboxcanachievethetransmissionoftorqueandspeedtransmission,sothereducerboxhasanimportantroleinthestabletransmissionofthemechanicalsystem,soitisnecessarytodeterminetheoptimalprocessingroutethroughbetterprocessanalysis,soastoimprovetheprocessingqualityandprocessingaccuracyofthereducerboxparts.Thispapertakesthereducerboxpartsastheresearchobjecttodesignafixturethatcanfacilitatequickclampingtofacilitatetherapidprocessingofparts.Inordertocompletethedesignedcontent,firstofall,theblankofthepartsisdeterminedbytheroleandprocesstypeofthepartsandthespecificproductiontype.Thenaccordingtothepartsproductionaccuracyandscheduletodeterminethedesignoftheprocessflowandprocesssize,processingallowance,etc.,andaccordingtothedesignprocesstofurthercalculatethecuttingallowanceandcuttingtimerequiredbytheprocess,soastocompletetheprocesscardandprocesscardrequiredbytheprocess,etc.Finally,themillingsurfaceofthedesignedprocessisanalyzedtocompletethecorrespondingfixturedesign,andthepartdrawingandmodelingarecarriedoutthroughcomputersoftwareCADandSolidWorkssoftware.Theparametricdesignimprovestheaccuracyofthedesign,improvesthereliabilityandeconomyofthefixturedesign,andcaneffectivelylocateandfixthepartsthroughreasonabledesign.Ensureitsgeometricshapeandsizeconsistencyintheprocessofprocessing,soastoimprovetheoverallqualityoftheproduct,inadditiontoimprovetheirknowledgeofthedesignbutalsoforthefurtherdevelopmentofthefixturehasplayedacertainrole.KEYWORDS:Processtype;Processingallowance;Processcard;Processcard;CAD;Parametricdesign;目錄TOC\o"1-2"\h\u18405摘要 1488ABSTRACT 223643目錄 378011緒論 5253271.1課題背景及研究意義 5142271.2機床夾具國內(nèi)外的現(xiàn)狀與分析 5195231.3研究的內(nèi)容 6113402零件分析和工藝規(guī)程的制定 7286922.1零件作用 7323892.2零件工藝分析 7300882.3確定毛坯形式和余量 8231442.4基準(zhǔn)選擇 9315492.5生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的計算 11252982.6工藝方案的比較和選擇 12257312.7選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 13128213工序的加工計算 1575823.1粗銑底面 15147723.2鉆底面4-Ф9孔、锪平臺4-Ф20孔 16304843.3粗銑頂面 18166403.4粗銑Φ70內(nèi)部凸臺面 18307873.5粗銑Φ50左側(cè)面、粗銑Φ40右側(cè)面 184643.6粗鏜Ф52、Ф40孔 18194193.7粗鏜Ф54、Ф47孔 1970653.8精鏜Ф52、Ф40孔 19155963.9精鏜Ф54、Ф47孔 2163303.10銑左側(cè)4個U型槽 23127153.11鉆頂部4-M5螺紋孔 24242503.12鉆Ф58處的3-M5螺紋孔 26146193.13鉆Ф62右側(cè)面上3-M5螺紋孔 27270684夾具設(shè)計 30110674.1夾具功能和設(shè)計步驟 30298334.2切削力和夾緊力計算 3059954.3誤差分析與計算 32311874.4夾具體的設(shè)計 33233274.5機床夾具設(shè)計 348351總結(jié) 3519235致謝 3629947參考文獻 371緒論1.1課題背景及研究意義1.1.1研究背景機械零件的工藝主要就是通過一系列的機械加工手段從而完成零件的毛坯到最終零件尺寸的成型，其主要包括常見的機械加工步驟車、銑、鉆、磨等，其能夠通過機械的加工工序完成對零件加工后的具體外形尺寸要求，并且在加工過程后能夠使得所設(shè)計的零件具有一定的精度、尺寸要求，對機械的工藝分析主要就是通過選擇合適的工序從而完成零件的完成加工其主要的完成步驟包括工藝規(guī)程的制定、工藝工序的計算、夾具的分析和最終的設(shè)計等。夾具其主要是完成零件在具體車床、銑床以及其他復(fù)雜的數(shù)控車床中的固定裝夾工具，其在機械設(shè)計的加工行業(yè)主要分為焊接夾具、固定夾具、裝配夾具以及其他的輔助夾具等，夾具的設(shè)計出現(xiàn)是人類進步的標(biāo)志，其在上世紀(jì)末期出現(xiàn)以來一直是機械加工的重要工具，經(jīng)過長時間的發(fā)展其對于改善零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等都有著重要作用，其對于現(xiàn)在機械自動化的發(fā)展有著重要的意義，因此夾具也是代表一個國家自動化發(fā)展水平的一個重要標(biāo)志，隨著機床的發(fā)展自動化的夾具也勢必將會應(yīng)該新的發(fā)展趨勢。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(yán)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國外研究現(xiàn)狀夾具最早的出現(xiàn)是在18世紀(jì)的后期，隨著自動化的工業(yè)革命的發(fā)展，各類型的零件的加工使用開始逐漸的普及，從最初的手工輔助加工制作到后期與機床之間進行聯(lián)系的配合加工，機床夾具已成為零件加工比不可少的一個重要輔助工具，對于還記得發(fā)展以及與機床的對接，其包含很多重要元件如對刀裝置、鉆套裝置、夾具體等并且在夾具的發(fā)展過程為了提高夾具的設(shè)計使用效率，夾具的零件也形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)性零件，為了能夠提高夾具的設(shè)計效率以及標(biāo)準(zhǔn)化的零件設(shè)計也能夠提高夾具的生產(chǎn)加工中的經(jīng)濟性，標(biāo)準(zhǔn)批量化的設(shè)計對于機床夾具的發(fā)展也能夠提高到更高的水平。目前減速器箱體零件其主要用在一些特殊的傳動結(jié)構(gòu)上，在國外以及歐洲、美國為主的國家對于傳動零件在加工方面的夾具發(fā)展比較好，其工業(yè)自動化的開展程度比較早，夾具在發(fā)展設(shè)計上開始逐漸朝著自動化的批量上進行生產(chǎn)設(shè)計，在夾具的設(shè)計使用上更加注重對零件的批量化加工盡可能的實現(xiàn)一機多用同時加工，并且對于夾具與新時代的智能制造的理念進行結(jié)合，從而實現(xiàn)夾具在后期的使用中能夠更好的實現(xiàn)與其他工序的配合加工，從而實現(xiàn)零件從毛坯到原材料的一體式發(fā)展設(shè)計。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)對于夾具的設(shè)計其設(shè)計理念和生產(chǎn)制造比較晚也就在21世紀(jì)國家開始陸續(xù)增加了國標(biāo)的設(shè)計手冊開始對所設(shè)計的夾具進行實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的零件設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計能夠?qū)A具設(shè)計使用過程的常用元件、定位軸、定位銷、定位鍵、對刀槽等進行標(biāo)準(zhǔn)批量化設(shè)計從而實現(xiàn)夾具的加工和制造更具有經(jīng)濟性和一定的成本性。目前國內(nèi)外對于夾具的發(fā)展都格外重視，都在將所設(shè)計的夾具作為提高自身加工能力的一個重要標(biāo)志，對于夾具的發(fā)展伴隨這計算機的發(fā)展應(yīng)用也在朝著更好要求的系統(tǒng)集成化的上面進行設(shè)計，通過一整套的完備設(shè)計系統(tǒng)，將夾具的設(shè)計與自動化的全套生產(chǎn)工藝進行結(jié)合從而更好更快的提高夾具的生產(chǎn)加工制造。1.3研究的內(nèi)容本次設(shè)計針對減速器箱體零件，通過對其零件分析和工藝看的制定，進而對切削參數(shù)和切削用量以及機床轉(zhuǎn)速進行設(shè)計計算從而完成本次零件的工藝計算，最后對所選定的工序進行夾具定位方案的分析，對夾具所設(shè)計的定位以及夾緊力和切削力進行分析計算從而完成本次夾具設(shè)計的全部內(nèi)容，其的的內(nèi)容步驟可參照以下幾個方面：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2.1零件作用減速箱箱體零件在整個傳動系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用。其內(nèi)部齒輪組件是其核心，通過不同大小的齒輪相互嵌合，實現(xiàn)輸入輸出速度和扭矩的有效轉(zhuǎn)換。內(nèi)部是可以設(shè)置安裝相應(yīng)的傳動軸，軸的連接和傳遞作用確保各零件之間協(xié)同工作，保證動力的順暢傳遞。同時，減速箱上需要安裝相應(yīng)的軸承，軸承的支持功能降低摩擦，提高整個系統(tǒng)的效率和壽命，減速箱是所有零件的安裝基準(zhǔn)件，因此對于整個減速傳動系統(tǒng)有著重要的作用。2.2零件工藝分析零件工藝分析是對機床夾具的設(shè)計有著非常重要的作用，通過對零件工藝的深入研究和分析，設(shè)計人員能夠更好地理解零件的制造特性和加工難點。主要包括對零件的材料選擇、加工工藝、工序順序等方面的考慮，從而為機床夾具的設(shè)計提供有力的依據(jù)。具體而言，零件工藝分析可以幫助確定夾具所需的夾持點和夾持方式，確保在加工過程中零件能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確地被夾持。同時，分析還能更好的了解零件加工中可能遇到的挑戰(zhàn)，如加工難度大、易變形或?qū)Ρ砻尜|(zhì)量要求較高等問題。這樣的洞察可以指導(dǎo)夾具設(shè)計的方向，使其更符合零件加工的實際需求。本次對于減速箱箱體的零件分析需要根據(jù)機械夾具設(shè)計手冊中的設(shè)計原則從加工精度、表面粗糙度以及其他要求等方面對零件進行分析：綜上方面此零件的分析后的重要零部件內(nèi)容如下：1、Φ52和Φ40、Φ54、Φ47孔精度要求比較高采用粗鏜和精鏜工；2、Φ9和Φ20的孔采用鉆削加工；3、U型槽采用銑削加工；4、M5的孔采用鉆削加工；5、其余重要的結(jié)合面、安裝面粗糙度不高Ra6.3mm采用粗加工處理；2-1零件示意圖2.3確定毛坯形式和余量2.3.1確定毛坯形式由于零件的外形較為復(fù)雜，為了更有效地滿足其復(fù)雜幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的要求，最終選擇采用鑄造處理作為毛坯的制造工藝。鑄造工藝具有靈活性強、能夠生產(chǎn)復(fù)雜形狀零件的特點，這對于滿足零件設(shè)計的要求至關(guān)重要。通過鑄造，可以在較大程度上保持零件的整體一體性，減少后續(xù)的加工工序，提高生產(chǎn)效率。此外，鑄造還能夠應(yīng)對零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，確保其整體性能和質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此，鑄造處理為解決零件外形復(fù)雜特點提供了可行而有效的制造解決方案，具體材料結(jié)合本次零件分析采用HT200灰鑄鐵，關(guān)于鑄鐵的材料性能可如下所示：表3.1HT200的力學(xué)性能極限抗拉強度/MPa屈服強度/MPa伸長率（%）壓縮屈服強度/MPa剪切強度/MPa990580146106552.3.2毛胚的機械加工余量機械毛坯加工余量是指在零件加工中，為了確保零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量滿足設(shè)計要求，預(yù)留的額外材料量。從而能夠彌補機械加工中可能存在的誤差、變形或工藝不確定性。機械毛坯加工余量的設(shè)定涉及到工藝技術(shù)、材料性質(zhì)和加工設(shè)備等多個因素，在實際生產(chǎn)中，合理設(shè)置機械毛坯加工余量是保障零件質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要步驟，能夠有效避免因加工過程中產(chǎn)生的誤差而影響零件的使用性能，根據(jù)機械設(shè)計加工手冊所設(shè)計的毛坯余量如下：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Φ5247mmG2.5mmΦ4035mmG2.5mmΦ5449mmG2.5mmΦ4944mmG2.5mmΦ99mmG4.5mmM55mmG2.5mm2.4基準(zhǔn)選擇2.4.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇在工程設(shè)計中具有關(guān)鍵意義。選擇合適的基準(zhǔn)可有效確保零件或裝配體的正確組裝和定位。通常，選擇基準(zhǔn)應(yīng)考慮到零件的功能、制造成本和裝配要求。功能上，基準(zhǔn)應(yīng)與零件的關(guān)鍵特征或功能相對應(yīng)，確保其性能和精度。在制造成本方面，選擇經(jīng)濟實用的基準(zhǔn)可以降低生產(chǎn)成本。2.4.2粗基準(zhǔn)的選擇夾具粗基準(zhǔn)的選擇在機械加工領(lǐng)域中具有重要的意義。粗基準(zhǔn)的選用直接影響到工件在夾具中的定位準(zhǔn)確性和加工精度。專業(yè)上，選擇夾具粗基準(zhǔn)應(yīng)考慮工件的幾何形狀、表面特征以及加工工藝的要求。對于復(fù)雜形狀的工件，通常會選擇具有多點支撐的夾具粗基準(zhǔn)，以確保工件在夾持過程中具有足夠的穩(wěn)定性和剛性。此外，根據(jù)工藝的需要，還需考慮夾具與工件之間的相對位置關(guān)系，確保夾具的粗基準(zhǔn)能夠有效地引導(dǎo)工件，使其達到預(yù)期的位置和姿態(tài)。綜合考慮夾具的剛性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性，選擇合適的夾具粗基準(zhǔn)對于提高加工效率、保障零件質(zhì)量至關(guān)重要。2.4.3精基準(zhǔn)的選擇夾具精基準(zhǔn)的選擇在機械加工領(lǐng)域中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到工件的定位精度和加工質(zhì)量。專業(yè)上，夾具精基準(zhǔn)的選用需綜合考慮工件的幾何特征、表面要求以及所采用的加工工藝。對于高精度要求的工件，通常會選擇能夠提供精確定位的夾具精基準(zhǔn)，以確保工件在夾持狀態(tài)下能夠保持精準(zhǔn)的位置和姿態(tài)。在選擇精基準(zhǔn)時，需注意夾具與工件之間的接觸面和定位元件的設(shè)計，以最大程度地減小定位誤差和變形。此外，考慮到工藝中可能存在的溫度變化和切削力等因素，還需要確保夾具精基準(zhǔn)具有良好的穩(wěn)定性和抗變形能力。通過合理選擇夾具精基準(zhǔn)，不僅可以提高工件的加工精度，還能有效保障零件的表面質(zhì)量和尺寸精度，滿足高要求的工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)。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(zhǔn)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)在一定的周期內(nèi)對所生產(chǎn)加工的產(chǎn)品進行的批量性分析，根據(jù)機械夾具設(shè)計手冊計算公式可得如下：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)的發(fā)小分析，零件的生產(chǎn)批量分為三個不同批次：單件生產(chǎn)、中批生成和大批生產(chǎn)等，具體每個批量的情況如下表2-1。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：件/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零件工藝路線的制定需要根據(jù)不同方案進行比較，從而選擇更具經(jīng)濟效益和更好加工質(zhì)量的方法。工藝路線方案一05粗銑底面10鉆底面4-Ф9孔、锪平臺4-Ф20孔（定位）15粗銑頂面20粗銑Φ70內(nèi)部凸臺面25粗銑Φ50左側(cè)面、粗銑Φ40右側(cè)面30粗鏜Ф52、Ф40孔35粗鏜Ф54、Ф47孔40精鏜Ф52、Ф40孔45精鏜Ф54、Ф47孔50銑左側(cè)4個U型槽55鉆頂部4-M5螺紋孔60鉆Ф58處的3-M5螺紋孔65鉆Ф62右側(cè)面上3-M5螺紋孔70去毛刺、清洗75檢驗入庫工藝路線方案二05粗銑底面10粗銑Φ70內(nèi)部凸臺面15粗銑頂面20粗銑Φ50左側(cè)面、粗銑Φ40右側(cè)面25鉆底面4-Ф9孔、锪平臺4-Ф20孔（定位）30粗鏜Ф52、Ф40孔35粗鏜Ф54、Ф47孔40精鏜Ф52、Ф40孔45精鏜Ф54、Ф47孔50銑左側(cè)4個U型槽55鉆頂部4-M5螺紋孔60鉆Ф58處的3-M5螺紋孔65鉆Ф62右側(cè)面上3-M5螺紋孔70去毛刺、清洗75檢驗入庫通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，工藝路線一在與加工底面完成后就開始進行相應(yīng)定位孔的設(shè)計鉆削，其能夠方便對后面工序進行裝夾和定位，從而提高減速箱體的加工質(zhì)量和加工精度，因此根據(jù)方案比較后，方案一更能方便零件的裝夾以及后期的定位。2.7選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備①機床的選擇工序銑削采用X51K銑床工序鉆削采用Z525鉆床工序車削采用CA6140車床工序磨削采用M114W磨床工序鏜削采用T68鏜床②選擇夾具對于工序加工選擇專用夾具。③選擇刀具在在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀。在車床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金車刀。在鉆床上加工的各工序，采用麻花鉆。在磨床上加工的各工序，采用砂輪。④選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。加工的面或者直徑和采用游標(biāo)卡尺。加工的螺紋可采用螺紋規(guī)。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粗銑底面1）刀具：圓柱銑刀直徑，齒數(shù)。根據(jù)參考文獻選擇銑刀的基本形狀，。2）機床選用臥式銑床。2.切削用量1）切削深度：；2）銑刀根據(jù)設(shè)計手冊可查得磨損量為，耐用度。3）確定切削速度：硬質(zhì)合金銑刀直徑，齒數(shù)，銑削寬度，銑削深度，耐用度時，查參考文獻，切削速度v取。機床主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)型臥式銑床主軸轉(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，以及X51銑床的具體參數(shù)可知，本次設(shè)計工序每齒進給量，現(xiàn)取，則根據(jù)計算可知：5）校驗機床功率：根據(jù)所選機床功率查詢，所選擇機床能夠滿足使用要求；6）基本時間被切削層長度l：刀具切入長度：刀具切出長度：取所以切削時間：3.2鉆底面4-Ф9孔、锪平臺4-Ф20孔工步一：鉆Φ9mm孔刀具參數(shù)為d=9mm，切削過程降低溫度使用切削液，機床具體型號Z525。1）切削深度:；2）麻花鉆根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參數(shù)磨損量，耐用度；3）確定切削速度：查的切削速度取。機床主軸轉(zhuǎn)速:根據(jù)鉆床床主軸轉(zhuǎn)速表查取，則實際切削速度：5）確定進給量，進給速度，根據(jù)參考文獻，，孔深和孔徑比，l/d=90/9=10>7。則6）基本時間被切削層長度：；刀具切入長度： 刀具切出長度：所以切削時間：6）校驗機床功率根據(jù)所選擇機床其功率能夠滿足本次切削加工。工步二：锪Φ20mm孔根據(jù)設(shè)計選擇锪刀直徑切削液鉆床選擇。1）:，;2）锪刀根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊查得磨損量：，耐用度3）確定切削速度標(biāo)準(zhǔn)機床轉(zhuǎn)速查表取。機床主軸轉(zhuǎn)速:根據(jù)鉆床選擇合適的機床轉(zhuǎn)速則實際切削速度：4）確定進給量，進給速度根據(jù)機床的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參數(shù)可查得：，取。則5）基本時間：：刀具切入長度： 刀具切出長度：所以切削時間：3.3粗銑頂面參照上述銑床粗加工計算方式可得主軸轉(zhuǎn)速70rad/min，切削速度13.1m/min，車床進給量0.5，切削用量2mm，走到次數(shù)2次，切削時間0.81；3.4粗銑Φ70內(nèi)部凸臺面參照上述銑床粗加工計算方式可得主軸轉(zhuǎn)速70rad/min，切削速度13.1m/min，車床進給量0.5，切削用量2mm，走到次數(shù)2次，切削時間0.81；3.5粗銑Φ50左側(cè)面、粗銑Φ40右側(cè)面參照上述銑床粗加工計算方式可得主軸轉(zhuǎn)速70rad/min，切削速度13.6m/min，車床進給量0.5，切削用量2mm，走到次數(shù)6次，切削時間5.07；3.6粗鏜Ф52、Ф40孔工步一粗鏜精鏜Ф52所選刀具為硬質(zhì)合金鏜刀確定切削深度確定進給量：根據(jù)相關(guān)參考文獻，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為、，鏜刀伸出長度為時，，按T68機床的進給量，選擇確定切削速度，按切削設(shè)計手冊計算公式確定：式中，,,,,則:按T68機床上的轉(zhuǎn)速，選擇基本時間：選鏜刀的主偏角，則，，，，根據(jù)以上設(shè)計過程本次設(shè)計參數(shù)具體選擇：,，，所以切削時間：工步三：粗鏜孔至參照上述鏜床粗加工計算方式可得主軸轉(zhuǎn)速100rad/min，切削速度107.76m/min，車床進給量0.27，切削用量2.7mm，走到次數(shù)1次，切削時間0.09；3.7粗鏜Ф54、Ф47孔工步一：粗鏜至參照上述鏜床粗加工計算方式可得主軸轉(zhuǎn)速720rad/min，切削速度120.7m/min，車床進給量0.27，切削用量2.2mm，走到次數(shù)1次，切削時間0.12；工步二：粗鏜孔至參照上述鏜床粗加工計算方式可得主軸轉(zhuǎn)速800rad/min，切削速度114m/min，車床進給量0.27，切削用量0.8mm，走到次數(shù)1次，切削時間0.183；3.8精鏜Ф52、Ф40孔工步二：精鏜Φ52所選刀具為YT5硬質(zhì)合金圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量：鏜刀、，鏜刀伸出長度為時，，按T68機床的進給量，選擇；3）確定切削速度，按切削設(shè)計手冊的計算公式確定：式中，,,,,則按T68機床上的轉(zhuǎn)速，選擇4）基本時間，選鏜刀的主偏角，則，，，，根據(jù)以上設(shè)計過程本次設(shè)計參數(shù)具體選擇：,，，所以切削時間：工步三：精鏜所選刀具為YT5硬質(zhì)合金圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量：鏜刀直徑、，鏜刀伸出長度為時，按T68機床的進給量，選擇；3）確定切削速度：按計算公式確定式中，，，，，，代入如下計算公式可得：按T68機床上的轉(zhuǎn)速，選擇：4）基本時間：選鏜刀的主偏角，則，，，，,，;所以切削時間：3.9精鏜Ф54、Ф47孔工步一：精鏜孔所選刀具為YT5硬質(zhì)合金圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量：鏜刀直徑、，鏜刀伸出長度為時，，按T68機床的進給量，選擇；3）確定切削速度，按切削設(shè)計手冊的計算公式確定：式中，,,,,則按T68機床上的轉(zhuǎn)速，選擇4）基本時間，選鏜刀的主偏角，則，，，，根據(jù)以上設(shè)計過程本次設(shè)計參數(shù)具體選擇：,，，所以切削時間：工步三：粗鏜孔至所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀。確定切削深度確定進給量：根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為、，鏜刀伸出長度為時，按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇確定切削速度，按表1.27的計算公式確定：式中，，，，，則：按T68機床上的轉(zhuǎn)速，選擇：基本時間，選鏜刀的主偏角，則，，，，，，所以切削時間：工步二：精鏜孔所選刀具為YT5硬質(zhì)合金圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為、，鏜刀伸出長度為時，，按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇3）確定切削速度：按表1.27的計算公式確定式中，，，，，則：按T68機床上的轉(zhuǎn)速，選擇：4）基本時間：選鏜刀的主偏角，則，，，，，，3.10銑左側(cè)4個U型槽1）切削深度：；2）選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)參考文獻，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，銑削寬度，銑削深度，耐用度時，查參考文獻查的切削速度取。機床主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取：；則實際切削速度：5）確定每齒進給量，進給量，進給速度：根據(jù)參考文獻所知，以及X51銑床的具體參數(shù)可知，本次設(shè)計工序每齒進給量，現(xiàn)取。則：6）基本時間：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：，取所以切削時間：3.11鉆頂部4-M5螺紋孔工步1鉆底孔對于鉆孔刀具可以選擇普通高速鋼，具體直徑大小為：，切削過程采用乳化液進行切削冷卻，機床選擇立式鉆床.1）切削深度:；2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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：根據(jù)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，根據(jù)參考文獻，，孔深和孔徑比，,取，則根據(jù)具體計算公示如下：5）基本時間：被切削層長度：；刀具切入長度： 刀具切出長度：工步二：攻螺紋刀具：高速鋼機動絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照參考文獻機械設(shè)計工藝學(xué)可查的相應(yīng)的主軸參數(shù)表，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：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所以切削時間：3.12鉆Ф58處的3-M5螺紋孔工步1鉆底孔對于鉆孔刀具可以選擇普通高速鋼，具體直徑大小為：，切削過程采用乳化液進行切削冷卻，機床選擇立式鉆床.1）切削深度:；2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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：根據(jù)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，根據(jù)參考文獻，，孔深和孔徑比，,取，則根據(jù)具體計算公示如下：5）基本時間：被切削層長度：；刀具切入長度： 刀具切出長度：工步二：攻螺紋刀具：高速鋼機動絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照參考文獻機械設(shè)計工藝學(xué)可查的相應(yīng)的主軸參數(shù)表，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：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所以切削時間：3.13鉆Ф62右側(cè)面上3-M5螺紋孔工步1鉆底孔對于鉆孔刀具可以選擇普通高速鋼，具體直徑大小為：，切削過程采用乳化液進行切削冷卻，機床選擇立式鉆床.1）切削深度:；2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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：根據(jù)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，根據(jù)參考文獻，，孔深和孔徑比，,取，則根據(jù)具體計算公示如下：5）基本時間：被切削層長度：；刀具切入長度： 刀具切出長度：工步二：攻螺紋刀具：高速鋼機動絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照參考文獻機械設(shè)計工藝學(xué)可查的相應(yīng)的主軸參數(shù)表，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：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所以切削時間：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來銑上頂面工序，要滿足對稱度要求以及其兩邊的平行度要求。在銑銑上頂面工序時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)，保證能夠完成快速裝夾，從而提高加工生產(chǎn)效率。4.1.2設(shè)計步驟1、定位方案的確定此次設(shè)計的為銑面工序，銑上頂面時定位基準(zhǔn)采用前兩步工藝加工后的面和鉆削后的孔，并采用一面兩銷定位方式，配合手動螺紋夾緊。2、定位元件的選取定位元件的選取對于設(shè)計的成功實現(xiàn)具有重要意義，本次設(shè)計選擇了圓柱銷和菱形銷作為定位元件。這兩種定位元件在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有其獨特的優(yōu)勢和適用場景。圓柱銷因其簡單的幾何形狀和易于加工的特點，常用于要求較高精度的定位場合。其在裝配過程中提供了高度的穩(wěn)定性和重復(fù)定位精度，有助于確保零件之間的精準(zhǔn)對位。另，菱形銷的采用則考慮到其具有更大的承載能力和對于扭轉(zhuǎn)的優(yōu)越性能。這使得在需要承受一定負(fù)載并保持較好定向性的場景中，菱形銷成為了理想的選擇。其在防止零件相對移動和提供額外支撐方面發(fā)揮著積極的作用。3、加緊方案的確定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、對刀元件的選擇銑刀塊是一種可以引導(dǎo)工件上銑刀的原件對刀工具。以確定刀位的具體位置，以免在加工過程中不會出錯，使其準(zhǔn)確到達，確保了加工的精確精度。在銑面設(shè)計中，需要考慮工件的外形結(jié)構(gòu)、定位結(jié)構(gòu)和夾緊原件的布置，同時所設(shè)計的銑面夾具需要滿足易于使用和制造，對于本次設(shè)計可選擇標(biāo)準(zhǔn)90°對刀塊作為設(shè)計的對刀元件。4.2切削力和夾緊力計算4.2.1切削力計算刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金）刀具有關(guān)幾何參數(shù)：，，，，，，，，。由參考文獻[5]表1～2～9，可查的夾具切削參數(shù)為：則計算結(jié)果如下：根據(jù)工件受力分析，實際切削力需要考慮一定的切削安全系數(shù)，即：安全系數(shù)K可按下式計算：式中：為切削力計算過程中需要考慮的系數(shù)：由此可得：所以: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)。4.2.2夾緊力計算根據(jù)上述計算切削力不大，因此采用手動螺紋夾緊即可滿足設(shè)計使用需求：根據(jù)設(shè)計手冊對于參數(shù)取，，螺旋夾緊力可根據(jù)設(shè)計計算公式：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：根據(jù)上述計算結(jié)果分析，所設(shè)計的夾緊力能夠滿足使用需求。4.3誤差分析與計算4.3.1定位誤差介紹夾具定位誤差是指在工件夾持和加工過程中，由于夾具設(shè)計、制造或使用中的不精確性而引起的零件定位偏差。這種誤差可能源于夾具元件制造的精度限制、裝配過程中的松動、磨損以及工藝變化等因素。夾具定位誤差對于工件的加工精度和裝配質(zhì)量具有直接影響，因為它可能導(dǎo)致零件相對于夾具的位置不準(zhǔn)確，從而影響最終產(chǎn)品的尺寸、形狀和功能。減小夾具定位誤差對于提高加工精度和確保產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。采用精密的夾具制造工藝、定期檢查和維護夾具元件、以及在夾具設(shè)計中考慮加工工藝和材料的變化，都是減小夾具定位誤差的關(guān)鍵因素。通過有效的控制和管理夾具定位誤差，可以提高生產(chǎn)效率、減少廢品率，并確保工件在加工和裝配過程中能夠達到設(shè)計要求的精度標(biāo)準(zhǔn)。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131.24。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。夾具安裝在機床上其誤差可用符號然后根據(jù)設(shè)計計算手冊公式：由參考文獻可得：兩定位銷的定位誤差：其中：,,,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：根據(jù)設(shè)計分析，所設(shè)計的夾具內(nèi)容能夠滿足使用需求。圖4轉(zhuǎn)角定位誤差示意圖根據(jù)上圖夾具的定位誤差計算方式：根據(jù)以上分析所設(shè)計的夾具能夠滿足最終的使用需求。4.4夾具體的設(shè)計夾具體的作用是對所設(shè)計的夾具其他元件進行固定、支撐和定位工件的裝置。夾具體的設(shè)計需要考慮所安裝的工件的形狀、尺寸和材料，以確保穩(wěn)固的夾持，并且要滿足生產(chǎn)或加工過程的需求，此外還需要要考慮夾具的結(jié)構(gòu)、夾持力的分布、夾持方式（如機械夾緊、氣動夾緊或液壓夾緊等）以及自身的可調(diào)的方便性和使用過程中的快捷性。此外對于夾具體的設(shè)計需要考慮所選材料的成本性和經(jīng)濟性，以保證所設(shè)計的零部件能夠使得產(chǎn)品具有更強的競爭力。4.5機床夾具設(shè)計使用菱形銷和定位銷定位，定位方便裝夾快速，并且夾具整體結(jié)構(gòu)操作比較簡單，能夠提高零件加工的同時提高加工效率。圖4-1夾具裝配圖總結(jié)零件工藝分析和夾具設(shè)計在制造領(lǐng)域具有至關(guān)重要的作用，其重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：提高生產(chǎn)效率：零件工藝分析可以不斷優(yōu)化加工方法、加工工藝，從而提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)周期，降低制造成本；保證產(chǎn)品質(zhì)量：通過深入分析零件的特性和加工要求，可以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，減少缺陷和廢品率。降低生產(chǎn)成本：通過零件工藝分析