轉(zhuǎn)速器盤機械制造課程設(shè)計

1、<p>　　《機械制造工程原理》</p><p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目: 轉(zhuǎn)速器盤制造工藝及夾具設(shè)計 </p><p>　　設(shè) 計 者 </p><p>　　學(xué) 號

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　機電與信息工程學(xué)院</b></p><p>　　2013 年 5 月 1 日</p><p><b>　　前 言</b></p><p>

3、;　　《機械制造工程原理課程設(shè)計》是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的機械類基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課程之后的一個綜合課程，它是將設(shè)計和制造知識有機的結(jié)合，并融合現(xiàn)階段機械制造業(yè)的實際生產(chǎn)情況和較先進成熟的制造技術(shù)的應(yīng)用，而進行的一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，通過本課程的訓(xùn)練，將有助于我們對所學(xué)知識的理解，并為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及今后的工作打下一定的基礎(chǔ)。</p><p>　　對于我本人來說，希望能通過本次課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，學(xué)會將所學(xué)理

4、論知識和工藝課程實習(xí)所得的實踐知識結(jié)合起來，并應(yīng)用于解決實際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實際生產(chǎn)工藝，而將有利于加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率提高的新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到機器零件的制造中，為改善我國的機器制造業(yè)相對落后的局面探索可能的途徑。</p><p>　　由于所學(xué)知識和實踐的時間以及深度有限，本設(shè)計中會有許多不足，希望各位老師能給予指正。</p><p

5、><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言I</b></p><p>　　第1章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計3</p><p>　　1.1零件的分析3</p><p>　　1.2零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型4</p><p>　　1.3零件的加工工

6、藝分析4</p><p>　　1.4零件主要技術(shù)條件分析及技術(shù)關(guān)鍵問題5</p><p>　　第2章 機械加工工序設(shè)計6</p><p>　　2.1基準的選擇6</p><p>　　2.2表面加工方案的選擇7</p><p>　　2.3制訂機械加工工藝路線8</p><p>　　2

7、.4選擇毛坯10</p><p>　　2.5機床的選擇10</p><p>　　2.6選擇夾具10</p><p>　　2.7選擇刀具11</p><p>　　2.8 選擇量具11</p><p>　　2.10加工量計算表11</p><p>　　2.10工序 加工尺寸&#

8、160;尺寸公差 使用量具12</p><p>　　2.11確定工序尺寸12</p><p>　　第3章 機械加工計算13</p><p>　　3.1粗銑上下端面和上表面13</p><p>　　3.2鉆10和2-6孔13</p><p>　　3.3鉸10和2-6孔15</p>&l

9、t;p>　　3.4精銑上表面16</p><p>　　3.5粗銑前端面和后端面16</p><p>　　3.6精銑前端面16</p><p>　　3.7鉆2-9孔：17</p><p>　　第 4章 夾具的設(shè)計17</p><p>　　4.1工件的加工工藝分析17</p><p&g

10、t;　　4.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案18</p><p>　　4.3繪制夾具總體圖25</p><p><b>　　參考文獻25</b></p><p>　　第1章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計</p><p><b>　　1.1零件的分析</b></p><p>　　1.1.1零

11、件的作用</p><p>　　轉(zhuǎn)速器盤是調(diào)速機構(gòu)。Φ10mm孔裝一偏心軸，此軸一端通過銷與手柄相連，另一端與油門拉桿相連。轉(zhuǎn)動手柄，偏心軸轉(zhuǎn)，油門拉桿即可打開油門或關(guān)小油門。Φ6mm孔裝兩銷，起限位作用，手柄可在120°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)無級調(diào)速。該零件通過Φ9mm孔用M8螺栓與柴油機體連接。</p><p>　　本設(shè)計任務(wù)給定的零件轉(zhuǎn)速器盤，即傳遞運動并保持其他零件正確工作方式和

12、保持互相之間的正確位置。其對加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比較復(fù)雜，不成規(guī)則，故加工過程中需要用到復(fù)雜的夾具。</p><p>　　1.1.2零件的工藝性分析和零件圖的審查</p><p>　　該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高的平面度，某些地方需要較細的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則

13、會影響機器設(shè)備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,加工時需要較復(fù)雜的夾具才能準確的定位，并保持適當?shù)膴A緊力，可以用花盤進行定位加緊，并用墊塊進行輔助定位。</p><p>　　1.2零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型</p><p>　　生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)量。假定該機器年產(chǎn)量為80臺，且每臺機器中僅有一件，由零件的特征可知，它屬于機體類小零件，因此，可以確定其生產(chǎn)類型為單件生產(chǎn)。

14、</p><p>　　1.3零件的加工工藝分析</p><p>　　轉(zhuǎn)速器盤共有九個機械加工表面，其中，兩個直徑為Φ9mm的螺栓孔與Φ10mm孔有位置要求；120°圓弧端面與Φ10mm孔的中心線有位置度要求?，F(xiàn)分述如下：</p><p>　?、艃蓚€直徑為Φ9mm的螺栓孔</p><p>　　兩個直徑為Φ9mm的螺栓孔的表面粗糙度為

15、Ra6.3，螺栓孔中心線與底平面的尺寸要求為18mm；兩個螺栓孔的中心線距離為mm；螺栓孔與直徑為Φ10mm的孔中心線距離為mm；與柴油機機體相連的后平面，其表面粗糙度為Ra6.3。</p><p>　　⑵Φ10mm的孔及120°圓弧端面</p><p>　　Φ10mm的孔尺寸為Φ10mm，表面粗糙度為Ra3.2，其孔口倒角0.5×45°，兩個Φ6mm的孔表

16、面粗糙度為Ra3.2，120°圓弧端面相對Φ10mm孔的中心線有端面圓跳動為0.2mm的要求，其表面粗糙度為Ra6.3。</p><p>　　從以上分析可知，轉(zhuǎn)速器盤的加工精度不是很高。因此，可以先將精度低的加工面加工完后，再以加工過的表面為定位基準加工精度較高的Φ10mm和Φ6mm孔。</p><p>　　1.4零件主要技術(shù)條件分析及技術(shù)關(guān)鍵問題</p><

17、p>　　從轉(zhuǎn)速器盤的各個需要加工的表面來分析：后平面與機體相連，其長度尺寸精度不高，而表面質(zhì)量較高；兩個Φ9mm的螺栓孔，因需要裝配螺栓進行連接，還要用于夾具 定位，其加工精度可定為IT9級；Φ25mm圓柱上端面和120º圓弧端面位置精度要求不高；兩個Φ6mm的孔需要裝配定位銷，表面質(zhì)量要求高；Φ10mm孔需要裝配偏心軸，其表面質(zhì)量要求高；各加工面之間的尺寸精度要求不高。</p><p>　　從以

18、上分析可知，該零件在大批量生產(chǎn)條件下，不需要采用專用的機床進行加工，用普通機床配專用夾具即可保證其加工精度和表面質(zhì)量要求。因此，該零件的加工不存在技術(shù)難題。為提高孔的表面質(zhì)量，在孔加工工序中采用鉸削對其進行精加工。</p><p>　　第2章 機械加工工序設(shè)計</p><p><b>　　2.1基準的選擇</b></p><p>　　本零件是

19、有精度較高要求的孔的盤狀零件，平面和孔是設(shè)計的基準，也是裝配和測量的基準，在加工時，應(yīng)盡量以大平面為基準。</p><p>　　先銑出下表面，以下表面為基準，加工出上端面和上表面，再以上端面為基準加工下端面，以上端面為基準鉆出I,II,III 3個孔；加工前后端面時，先以上端面和I,II,為基準，在銑床上銑出后端面，再以后端面為基準，加工出2個Φ9的孔的前端面。 由于扇形部分的表面比較不易加工，首先以加工出

20、來的下端面為基準加工出I,II,III孔處的各個上端面，再以上端面為基準，加工出I孔處的下端面；零件的2個Φ9孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準的。</p><p><b>　　如圖2</b></p><p>　　2.2表面加工方案的選擇</p><p><b>　?、藕笃矫?lt;/b></p><p&

21、gt;　　表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑；</p><p>　?、痞?8mm圓柱端面</p><p>　　表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT11，加工方案確定為：粗銑；</p><p><b>　?、铅?mm螺栓孔</b></p><p>　　表面粗糙度為Ra12.5，經(jīng)濟精

22、度為IT9，加工方案確定為：鉆削→鉸孔；</p><p>　?、圈?5mm圓柱上端面</p><p>　　表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑；</p><p><b>　?、搔?0mm孔</b></p><p>　　表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削→粗鉸

23、→精鉸→孔倒角；</p><p>　?、?20º圓弧端面</p><p>　　表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑；</p><p><b>　　⑺Φ6mm孔</b></p><p>　　表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削→鉸孔。</p>

24、;<p>　　2.3制訂機械加工工藝路線</p><p>　　制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。</p><p><b>　　工藝路線一：</

25、b></p><p>　　工序1：鉗工劃線；以上邊緣面為粗基準，劃下表面的加工線。</p><p>　　工序２：銑，以上端面為定位粗基準，粗銑出零件下表面。</p><p>　　工序3：銑，在以下表面為基準，粗銑出I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 </p><p>　　工序4：銑，以上端面為定位基準，粗銑出零件下端面&

26、lt;/p><p>　　工序5：精銑，以下端面為基準，對上端面進行精銑，使表面粗糙度達到R6.3的要求。 </p><p>　　工序6：鉆孔，以下端面為基準，預(yù)鉆出I,II,III孔，留出1mm左右的加工量；</p><p>　　工序7 ：鉸，在鉸床上進行鉸孔，粗鉸Φ10孔I；粗鉸2個Φ6孔；倒角。</p><p>　　工序8： 銑，以

27、I為基準，對上表面進行精銑，使表面粗糙度達到R6.3的要求。</p><p>　　工序9：銑，以I,和下表面為基準，銑出前端面</p><p>　　工序10：精銑Φ9孔前端面</p><p>　　工序11：銑，以前端面為基準，銑出后端面。 </p><p>　　工序12：鉆，以I,和下表面為基準，鉆出2個Φ9孔。</p><

28、;p>　　工序13：鉗工去毛刺。</p><p><b>　　工序１4：終檢。</b></p><p>　　工序１5：涂油入庫。</p><p><b>　　工藝路線二：</b></p><p>　　工序1：鉗工劃線；以上表面為粗基準，劃下表面的加工線。</p><p>

29、;　　工序２：以上端面為定位粗基準，粗銑出零件下表面；在以下表面為精基準，粗銑出２個Φ9孔的上端面，以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 </p><p>　　工序３：以下表面為基準，對這３個孔的上端面進行精銑，使表面粗糙度達到R6.3的要求。</p><p>　　工序４：以Φ10孔的上表面為基準，精銑Φ10孔I的下端面。</p><p>　　工序

30、５：以下表面為基準，在鉸床上粗銑或半精銑出后端面，再以后端面為基準，加工出2個Φ9的孔的前端面。</p><p>　　工序６：鉆孔，以后表面為基準，預(yù)鉆出I,II,III孔，留出1mm左右的加工余量；再以下端面為基準，預(yù)鉆出2個Φ9孔，留出1mm的加工余量、 工序７：在鉸床上進行鉸孔，粗鉸Φ10孔I；粗鉸2個Φ9孔；倒角。</p><p>　　工序８：精鉸Φ6孔II,III，使粗

31、糙度達到R3.2的要求</p><p>　　工序９：鉗工去毛刺。</p><p><b>　　工序１０：終檢。</b></p><p><b>　　工藝路線三: </b></p><p>　　工序1：鉗工劃線；上表面為粗基準，劃下表面的加工線。</p><p>　　

32、工序２：銑，以上端面為定位粗基準，粗銑出零件下表面； </p><p>　　工序3：在以下表面為精基準，粗銑出２個Φ9孔的前端面，以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。</p><p>　　工序4：以Φ10孔的上端面為基準，銑Φ10孔I的下端面</p><p>　　工序5：鉸，以下表面為基準，在鉸床上粗銑或半精銑出Φ9后端面。</p>

33、<p>　　工序6：銑，以Φ9后端面為基準，銑出2個Φ9的孔的前端面。</p><p>　　工序7：以Φ10孔下端面為基準，預(yù)鉆出I,II,III孔，留出1mm左右的加工余量</p><p>　　工序8：以Φ9后端面為基準，預(yù)鉆出2個Φ9孔，留出1mm的加工余量</p><p>　　工序9：精銑，以下表面為基準基準，對這３個孔的上端面進行精銑，使表面粗糙度

34、達到R6.3的要求。</p><p>　　工序10：鉸，鉸床上進行鉸孔，粗鉸Φ10孔I；粗鉸2個Φ9孔；倒角。</p><p>　　工序11：精鉸Φ6孔II,III，使粗糙度達到R3.2的要求</p><p>　　工序12：鉗工去毛刺。</p><p><b>　　工序１3：終檢。</b></p><

35、p>　　工序１4：涂油入庫。</p><p>　　工藝方案的比較與分析</p><p>　　在加工過程中，也可以用車床或刨床來加工表面，用鉸床來鉸孔。但是由于工件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用車床或刨床加工的話會給加工帶來很大的困難，給工人增加很大的工作難度；如果用鉸床來鉸孔，也是可以的，但是本設(shè)計給的零件的孔要求的精度不是非常高，用普通的鉆床就可以加工達到設(shè)計的要求。選擇工藝路線一比較合理！&l

36、t;/p><p>　　以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。</p><p><b>　　2.4選擇毛坯</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速器盤是一個結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200，鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了

37、得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進行調(diào)質(zhì)處理，淬火，同時為了消除內(nèi)應(yīng)力對工件的影響，可進行適當?shù)娜斯r效處理。</p><p>　　由于零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進行鑄造，最好用成型鑄造法，以減少加工余量和保證零件的結(jié)構(gòu)準確性。</p><p><b>　　2.5機床的選擇</b></p><p&

38、gt;　　(1)工序２，３，４，5和9，10，11，12用的是銑床，分別進行粗銑，精銑。用普通的臥銑床X62W型萬能臥銑床即可。</p><p>　　(2)工序７和工序８是鉸孔工序，分別是粗鉸和半精鉸。使用普通的鉸床即可。</p><p>　　(3)工序６，13加工一個Φ10孔，2個Φ6孔，2個Φ9孔，采用花盤加緊，在立式鉆床即可?？蛇x用Z518型立式鉆床。</p><

39、p><b>　　2.6選擇夾具</b></p><p>　　本零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不成規(guī)則，故夾緊定位比較困難，可采用花盤以及專用夾具來定位，并可以使用一些墊塊來輔助定位加緊。</p><p>　　例如，在加工上端面時，扇形部分下部分懸空，需要用一些輔助支撐，然后加緊，以防零件加緊時發(fā)生變形。在加工前后端面時，用花盤或壓板都可以加緊。</p><

40、;p><b>　　2.7選擇刀具</b></p><p>　　(1)在工序２，３，４，７銑平面時，銑刀可以選擇直齒或錯齒的端銑刀和周銑刀，工序中有粗銑和精銑，在粗銑后，要留有一定的加工余量，供精銑工序加工。</p><p>　　(2)鉆孔有Φ10, Φ6,Φ9三種孔，需要留一定的加工余量，可用Φ5, Φ8麻花鉆直接鉆出來。</p><p>

41、;　　(3)鉸孔需要鉸三種孔Φ10, Φ6和Φ9，有粗鉸和精鉸，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。</p><p><b>　　2.8 選擇量具</b></p><p>　　本零件是單件大批量生產(chǎn)，故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法的極限誤差來選擇。在這里選的是第一種方法。</p>&l

42、t;p>　　2.8.1選擇平面的量具：</p><p>　　由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴格，其最小不確定度為0.2mm，選用分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺就行了，因為其不確度為0.02mm，顯然滿足要求。</p><p>　　2.8.2選擇內(nèi)孔的量具：</p><p>　　此零件對孔的精度要求較高，其中例如I孔的下偏差

43、要求在0.013之內(nèi)，故可選用分度值為0.01mm，測量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺，其不確定度為0.008，滿足測量精度的要求。</p><p>　　2.10加工量計算表</p><p>　　2.10工序 加工尺寸 尺寸公差 使用量具    </p><p>　?。?） 28 0.

44、5 分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺  </p><p>　?。?）12 0.2 分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺    </p><p>　　（3）14 --- 分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺  

45、  </p><p>　?。?）Φ10 0.013 分度值為0.01mm，測量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺 Φ6 0.030 Φ9 --- 分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺  </p><p>　　注：本零件要求測量的尺寸并不是很復(fù)雜，故只要這兩種量具就足夠了。</p

46、><p>　　2.11確定工序尺寸</p><p>　　工序2，3，4主要是加工端面，如圖L1，L11,L12,L13,L14,L15,L16是各個端面之間的相互位置，其中工序３，４的L15,L16,是精加工的尺寸鏈，即加工I,II,III孔的上端面的尺寸。</p><p>　　L1是零件下表面到最上面的端面的距離，L11是下表面到Φ9孔中心的距離，L12是Φ9孔中心到

47、上端面的距離，L13是Φ9孔中心到Φ10孔下表面的距離，L14是Φ10孔兩個端面的距離，L15是Φ10孔上端面到Φ6孔的上端面的距離，L16是下表面到Φ10孔的上端面的距離。  工序６，７，８主要是加工孔的尺寸鏈。 L21是Φ9孔兩個端面的距離，L22是后端面板的厚度，L23是后端面到孔I的距離。</p><p>　　L31是兩個Φ9孔之間的距離，L32是左邊的Φ9到Φ10孔的水平距離，L3

48、3是Φ10孔到兩個Φ6孔的水平距離，L34是Φ10孔到零件下表面的斜面底端的距離。</p><p>　　第3章 機械加工計算</p><p>　　3.1粗銑上下端面和上表面</p><p>　　參考文獻[2]表2.3-21查得加工余量為Z=2mm ，Z=2mm。已知上端面的總余量為Z=5.7mm，則上表面總加工的余量為：Z=2.5mm。</p><

49、;p>　　參考文獻[1]表4-29取粗銑的每齒進給量f=0.2mm/Z</p><p>　　粗銑走刀一次，a=1mm</p><p>　　取主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min，則：</p><p>　　V===94.25m/min</p><p>　　校核機床功率 </p><p>　　銑削時的切削功率為：

50、 </p><p>　　取Z=10 ，n= =2.5r/s ，，=0.2mm/Z ，=1 ，代入：</p><p>　　從機床X52K的參數(shù)的機床的功率為7.5kw，機床的傳動效率取0.75—0.85，取=0.85</p><p>　　則機床電動機所需功率</p><p>　　P===6.48<7.5kw，則主軸的轉(zhuǎn)速合理。<

51、/p><p>　　3.2鉆10和2-6孔</p><p>　　鉸的余量為0.5（單邊）?？滓蚴且淮毋@出，故鉆削的余量為：（10/2-0.5）=4.5mm, （6/2-0.5）=2.5mm. </p><p>　　各工步余量和工序尺寸公差/mm</p><p>　　參考文獻[1]表4-70、4-76，取鉆9的進給量為f

52、=0.3mm/r，切削速度V=22m/min</p><p><b>　　由此算出轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　n===700r/min</p><p>　　按鉆床實際轉(zhuǎn)速取n=630r/min</p><p><b>　　則實際切削速度為：</b></p><p>

53、　　V==19.79m/min</p><p><b>　　查有關(guān)資料得：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　M=9.81</b></p><p>　　則鉆2-6孔的和M如下：</p><p><b>

54、　　==1599N</b></p><p><b>　　M=7.86N.m</b></p><p>　　已取鉸孔進給量=0.08mm/r（參考文獻[1]表4-91），取=4m/min，則：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速n==</b></p><p>　　按鉆床的實際轉(zhuǎn)速取n=125r

55、/min</p><p><b>　　實際切削術(shù)度為：</b></p><p>　　3.3鉸10和2-6孔</p><p>　　粗鉸以后的孔徑為10mm。</p><p>　　各工步余量和工序尺寸公差/mm</p><p>　　鉸以粗加工后的下端面為定位基準。因為10孔和下端面在粗、精加工時互為基

56、準，即可以互相校正10孔與下端面的垂直度。</p><p>　　鉸孔時因余量為0.3mm，故</p><p>　　取進給量=0.2mm/r</p><p><b>　　因為: </b></p><p>　　取 </p><p><b>　　則：</b>&l

57、t;/p><p><b>　　鉸6孔</b></p><p>　　取機床的效率為0.85，則機床所需的功率為kw﹤1.5kw，故機床功率足夠。</p><p><b>　　3.4精銑上表面</b></p><p>　　n=300r/min</p><p><b>　　走

58、刀一次</b></p><p>　　3.5粗銑前端面和后端面</p><p>　　參考文獻[2]表2.3-21查得加工余量為Z=2mm ，Z=2mm。已知上端面的總余量為Z=4mm，則前端面總加工的余量為：Z=2mm。</p><p>　　參考文獻[1]表4-29取粗銑的每齒進給量f=0.2mm/Z</p><p>　　粗銑走刀一

59、次，a=1mm</p><p>　　取主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min，則：</p><p>　　V===94.25m/min</p><p>　　校核機床功率 </p><p>　　銑削時的切削功率為： </p><p>　　取:Z=10 ，n= =2.5r/s ，，=0.2mm/Z ，=1 ，</

60、p><p><b>　　代入：</b></p><p>　　從機床X52K的參數(shù)的機床的功率為7.5kw，機床的傳動效率取0.75—0.85，取=0.85</p><p>　　則機床電動機所需功率</p><p>　　P===6.48<7.5kw，則主軸的轉(zhuǎn)速合理。</p><p><b&

61、gt;　　3.6精銑前端面</b></p><p>　　后端面因為要求不高，所以可以一次銑出，其工序余量即等于總余量2mm。定位和尺寸基準為粗加工后的前面。</p><p>　　=4mm 取粗銑每齒進給量=0.2mm/z n=150r/min</p><p>　　粗后端面的切削用量都和粗銑前端面的一樣，但小于粗銑A面的值，所以機床功率

62、足夠。</p><p><b>　　3.7鉆2-9孔：</b></p><p>　?。▍⒖嘉墨I[1]表4-70）</p><p>　　取鉆床實際轉(zhuǎn)速，則實際切削速度</p><p>　　第 4章 夾具的設(shè)計</p><p>　　設(shè)計工件工序70——鉆、鉸削加工Φ10F9mm的孔并锪倒角0.5

63、15;45°的鉆床夾具。該夾具用于Z525立式鉆床，并配上Φ9.8H12mm的高速鋼麻花鉆、Φ9.96H10mm的高速鋼錐柄機用鉸刀、Φ10F9mm的高速鋼錐柄機用鉸刀，按工步對孔進行加工。</p><p>　　4.1工件的加工工藝分析</p><p>　　轉(zhuǎn)速器盤需要加工的Φ10mm孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值為Ra6.3，并且Φ10F9為淺孔。在機械加工工藝規(guī)程

64、中，分鉆、粗鉸、精鉸、倒角0.5×45°進行加工。依靠所設(shè)計的夾具來保證加工表面的下列位置尺寸精度：</p><p>　?、俅庸た爪?0F9和已加工孔Φ9H11的中心距離尺寸為72±0.1mm；</p><p>　?、诖庸た爪?0F9和后平面的距離尺寸為56±0.1mm。</p><p>　　由以上可知，該孔的位置尺寸精度

65、要求不高，但是，兩個相差120°筋板不利于夾緊工件，會給加工帶來一定困難，在鉆孔的時候，工件的筋板會受到鉆頭軸向力的作用產(chǎn)生微小變形，影響孔的加工精度。因此，在設(shè)計夾具時應(yīng)注意解決這個問題。</p><p>　　4.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　?、?確定定位方案，設(shè)計定位元件</p><p>　　該孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，

66、但是為增強加工時零件的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。</p><p>　　由于工件在鉆Φ10mm孔時兩筋板的剛性較差，從保證工件定位穩(wěn)定的觀點出發(fā)，采用“一面兩孔”定位，即以已加工的后平面和兩個Φ9mm孔為定位基準，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準重合原則。為實現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：圓柱銷和菱形銷在后平面和Φ9mm

67、孔定位，可以限制工件的五個不定度，Φ25mm外圓柱下端面使用薄壁圓柱孔支承，限制工件沿Z軸的移動不定度，從而達到完全定位。</p><p>　　⑵ 確定夾緊方式和設(shè)計夾緊機構(gòu)</p><p>　　兩個Φ9mm孔中的圓柱銷和菱形銷共同承受鉆孔時的切削扭矩。在鉆Φ9.8H12mm孔時，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確定夾緊方式時就可以不考慮軸向切削力的影

68、響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切削力。但由于切削扭矩會使工件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來克服切削扭矩。為便于操作和提高機構(gòu)效率，采用壓板夾緊機構(gòu)，其力的作用點落在靠近加工孔的120º圓弧端面上。</p><p><b>　　⑶ 夾緊力計算</b></p><p>　　計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中的

69、切削力可以分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計算夾緊力時可以不計算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力，即：</p><p>　　其中，查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-1得：、、1.15、、、、，</p><p>　　所以，= 2.691。</p><p>

70、;　　查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-7得：</p><p>　　查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-8得：</p><p>　　由于鉆頭的直徑為d = Φ9.8mm，所以，</p><p><b>　　(N· mm)。</b></p><p>　　因此，實際所需要的夾緊力為：</p><p&g

71、t;<b>　　(N· mm)。</b></p><p>　　夾緊機構(gòu)采用壓板機構(gòu)，機構(gòu)的傳動效率為，螺母產(chǎn)生的夾緊力為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-20，得： = 6.22mm，查表1-2-21，得：= 3.675mm，，查表1-2-22，得，。

72、</p><p>　　== 2810.23(N)</p><p>　　則作用在壓板上的夾緊力為：</p><p>　　夾緊機構(gòu)受力如圖2所示。</p><p>　　圖4 夾緊機構(gòu)受力示意圖</p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　在工件上的夾緊

73、力作用點到鉆頭在工件上加工時作用點的距離為49mm。因此，夾緊力產(chǎn)生的扭矩為： </p><p><b>　　(N· mm)。</b></p><p>　　工件受力如圖3所示。</p><p>　　圖5 工件受力示意圖</p><p>　　因＜，故該鉸鏈機構(gòu)能滿足鉆孔加工要求。</p><p

74、><b>　?、?加工誤差分析</b></p><p>　　用工件的“一面兩孔”定位，使設(shè)計基準和工序基準重合，即遵守“基準重合”和“基準統(tǒng)一”原則，以減少定位誤差，所采用的定位元件為定位銷和菱形銷，考慮薄壁圓柱孔支承形狀，將支承和夾具體鑄成整體，即把支承鑄成薄壁凸臺。工件定位如圖4所示。</p><p>　　圓柱銷和菱形銷的設(shè)計計算：</p>&

75、lt;p><b>　　①兩定位銷中心距L</b></p><p><b>　　L= L</b></p><p>　　式中，L ——工件兩基準孔的中心距。</p><p>　　L= L= 28mm。</p><p>　?、趦啥ㄎ讳N中心距公差</p><p><b&g

76、t;　　=</b></p><p>　　式中，——工件兩基準孔的中心距公差。</p><p>　　圖6 工件定位示意圖</p><p>　　=== 0.025(mm)。</p><p><b>　?、蹐A柱銷最大直徑</b></p><p>　　= 9mm，公差取g6，所以，圓柱銷直徑為

77、Φmm。</p><p><b>　?、苎a償值</b></p><p><b>　　(mm)</b></p><p>　　式中，——第一基準孔與圓柱銷間最小配合間隙(mm)。</p><p><b>　　(mm)</b></p><p><b>

78、;　　⑤菱形銷寬度B，b</b></p><p><b>　　根據(jù)表8：</b></p><p>　　B = D－2 = 9－2 = 7(mm)；</p><p><b>　　B = 4mm。</b></p><p>　　表8 菱形銷尺寸表</p><p>　　

79、⑥菱形銷與基準孔的最小配合間隙</p><p><b>　　=(mm)</b></p><p>　　式中，——第二基準孔最小直徑。</p><p>　?、吡庑武N最大直徑（公差取h6）</p><p>　　=－= 9－0.108 = 8.892(mm)</p><p>　　所以，菱形銷直徑為Φmm。

80、</p><p><b>　　⑧轉(zhuǎn)角誤差</b></p><p>　　式中，——工件定位孔的直徑公差；</p><p>　　——圓柱定位銷的直徑公差(mm)；</p><p>　　——菱形定位銷的直徑公差(mm)；</p><p>　　——圓柱定位銷與孔間的最小間隙(mm)；</p>

81、<p>　　——菱形定位銷與孔間的最小間隙(mm)；</p><p>　　L ——中心距(mm)。</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　需要加工的孔的公差mm，由該誤差引起的定位誤差為8= 80.0036</p><p>　　= 0.028，該誤差小于工件誤差，即0.028＜0.0

82、36，方案可行。</p><p>　?、?鉆套、鉆模板設(shè)計</p><p>　　為進行鉆、鉸加工，采用快換鉆套，其孔徑尺寸和公差如下：</p><p>　　①鉆Φ9.8H12孔：麻花鉆的最大極限尺寸為Φ9.8+0.15mm，則鉆孔時所配的鉆套取規(guī)定的公差為F8，即鉆套尺寸為：Φ9.95mm，圓整后可寫成Φ10mm。</p><p>　?、诖帚q

83、Φ9.96H10孔：鉸孔選用GB1133-84中的標準鉸刀改制而成，其尺寸為Φ9.96mm，按規(guī)定取鉸孔時鉆套的尺寸公差為Φ9.96+0.044G7，即鉆套尺寸為：Φ10.004mm，圓整后可寫成Φ10mm。</p><p>　?、劬qΦ10F9孔：鉸孔選用GB1133-84中的標準鉸刀，其尺寸為Φ10mm，按規(guī)定取鉸孔時鉆套的尺寸公差為Φ10+0.023G6，即鉆套尺寸為：Φ10.023mm，圓整后可寫成Φ10

84、mm。</p><p>　?、茔@套形狀尺寸在《機床夾具設(shè)計手冊》中查取。為了安裝快換鉆套，確定選取固定襯套與之相配合使用。</p><p>　?、菰O(shè)計鉆模板：將鉆套用襯套安裝在鉆模板上，鉆模板通過銷子和螺栓與夾具體連接。鉆模板的尺寸與形狀自行設(shè)計。</p><p><b>　?、?夾具精度分析</b></p><p>　

85、　機械加工中，保證加工出合格零件的必要條件是：加工誤差不大于被加工零件相應(yīng)的公差。加工誤差來源于兩大方面：一方面是與機床有關(guān)的誤差稱加工方法誤差；另一方面是與夾具有關(guān)的誤差，而此誤差可分為零件在夾具中的定位誤差、夾具的對刀或?qū)蛘`差及夾具的制造及在機床上的安裝誤差。根據(jù)誤差的隨機性的特點，按概率原理合成，根據(jù)生產(chǎn)實際情況，與夾具有關(guān)的誤差占加工誤差的絕大部分，故按機率相等的原理，取零件公差的3/4作為判別依據(jù)得到保證加工零件合格的條件是

86、：≤（——零件相應(yīng)加工尺寸的公差），因為加工方法誤差取決于機床精度，所以只進行夾具精度的分析計算。滿足上述條件，認為夾具精度滿足加工要求，否則精度不足。</p><p>　　鉆孔夾具產(chǎn)生導(dǎo)向誤差有五個因素：其一是鉆模板底孔至定位基準尺寸誤差，取其公差；其二、三是鉆套、襯套內(nèi)外圓同軸度誤差 ；其四是鉆套與襯套的配合間隙；其五是鉆套與鉆頭配合間隙，于是得：</p><p>　　鉆套垂直度誤差對

87、孔位置影響折算為：</p><p>　　心軸底面平行度誤差對孔位置影響折算為：</p><p>　　夾具精度的計算和判別：</p><p>　　夾具精度分析簡圖如圖5所示。</p><p>　　圖7 夾具精度分析示意圖</p><p>　　定位誤差：基準重合。</p><p><b>

88、;　　，（基準不重合）</b></p><p>　　mm（定位銷與孔配合最大間隙）</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　導(dǎo)向誤差：最后是鉸刀，故按鉸刀計算。</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　，（同軸度誤差忽略

89、）</p><p><b>　　(mm)</b></p><p><b>　　(mm)</b></p><p><b>　　=(mm)</b></p><p>　　安裝誤差：H = 26，h = 7，B = 8mm，t= 0.025mm，t= 0.008mm，L = 50mm。

90、</p><p><b>　　0.014(mm)</b></p><p><b>　　因此，夾具精度：</b></p><p><b>　　=≤=</b></p><p>　　綜上所述，此夾具能滿足加工要求。</p><p>　　4.3繪制夾具總體圖&l

91、t;/p><p>　　當上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。</p><p>　　繪圖時先用雙點劃線（細線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機構(gòu)以及鉆套、鉆模板，最后把各個元件連在一起，就形成了夾具體。為了節(jié)省夾具材料，減少加工時間和降低成本，夾具在機床上的安裝可以不設(shè)計耳座，而采用壓板螺釘夾緊裝置將夾具固定在鉆床上。按要求標注與夾具有關(guān)

92、的尺寸、公差和技術(shù)要求。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王先逵.機械制造工藝學(xué)[M],第2版.北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[2] 丁殿忠,姜鴻維.金屬工藝學(xué)課程設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997.6～14.</p><p>　　[3] 馬智賢.

93、實用機械加工手冊[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2002年</p><p>　　[4] 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社,1999年</p><p>　　[5] 張福潤,徐鴻本,劉延林.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].武昌:華中科技大學(xué)出版社,2000.288～320.</p><p>　　[6] 趙家齊.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].機械工業(yè)出版社

94、，1997.60～61.</p><p>　　[7] 顧崇銜等.機械制造工藝學(xué)[M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1990.4～58.</p><p>　　[8] 王啟平.機床夾具設(shè)計[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1996.1～134,207～249.</p><p>　　[9] 王小華.機床夾具圖冊[M].機械工業(yè)出版社,1992.36～37,40～41.</p&g