定位支座机械加工工艺及铣宽18mm槽夹具设计

定位支座机械加工工艺及铣宽18mm槽夹具设计,定位,支座,机械,加工,工艺,18,mm,夹具,设计 黄河交通学院课程设计说明书 目 录 （学生要按照目录内容做设计说明书） 章节标题 …………………………………………………………………页码 序言 ……………………………………………………………………… 第1章 ××零件的工艺分析…………………………………………… 1.1 零件的功用…………………………………………………………… 1.2零件的工艺分析…………………………………………………………… 第2章 ××零件的工艺路线的拟订…………………………………………… 2.1 毛坯的选择……………………………………………………………… 2.2 定位基准的选择……………………………………………………… 2.3 表面加工方法的选择…………………………………………………… 2.4 工艺路线的拟订………………………………………………………… 第3章 主要工序设计………………………………………………………… （分工序说明各工序的具体内容） 3.1 ××工序设计………………………………………………………… 3.2 ××工序设计………………………………………………………… 第4章 夹具设计……………………………………………………………… 4.1 任务与要求……………………………………………………………… 4.2定位方案设计………………………………………………………… 1.定位基准的选择 2.定位元件的布置 3.定位误差分析与计算 4.3 夹紧方案的设计……………………………………………………… 1. 夹紧力计算 2. 夹紧元件设计与校核 4.4 夹具操作使用说明……………………………………………… 结束语………………………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………… 书写格式如下： [1] 主编姓名. 书名[M]. 出版地：出版社，出版年份. [2] [3] 如：任小中. 机械制造技术基础[M]. 北京：科学出版社，2015.  序 言 囊括了对全文的概述，总体方案的对比设计与选择，X、Y向进给传动系统的计算及校核，电机的选型计算以及电机的校核。其中总体方案的设计包括了传动系统的选择，伺服系统的选择和传动方式的选择，以基本的零部件结构设计为起点，将数控铣床中一些司空见惯的机械结构形式，布局方式，设计计算方法，装配配合关系，以及各部分的功能和作用等内容融入全文，在内容和排版上突出了重点，各部分相对独立，方便读者按需取舍，提高阅读和获取内容的效率，同时也兼顾了知识系统化的特点，提升了阅读的体验和感受。 （注：序言单独占1页，小四宋体，内容自己写） （以下各章，每一章都要另起一页，各章标题为三号黑体，各节标题为四号黑体，内容为小四宋体。建议用格式刷） 第1章 ××零件的工艺分析 §1.1 零件的功用 数控铣床作为一种集多项高新技术为一体的典型产品，其包含了机械传动、液压传动、电气控制、气动布局、微电子技术和现代化信息技术等多项技术，它能够加工精密复杂的机械零件，满足加工的精度要求，同时可以做到连续高效的运转，具有高的可靠性能，在国内乃至世界其他国家的机械行业都有大量的应用， 由此不难窥见其在未来巨大的发展潜力。纵观世界各国的高新技术领域，无一不与高端数控装备的进步与发展有关，小到惠及民生的医药卫生领域，大到关系国家命运的国防航天领域，处处都有它们的身影。国外掌握了高端数控的关键技术的国家，为了遏制我国高端制造业和国防工业的发展，在核心技术方面对我国进行了长期的技术封锁，使我国长期依赖于进口价格高昂的国外数控装备，在生产作业和机床使用方面被迫受到厂商的监管和限制，这使得我国发展真正属于自己的高端数控设备已迫在眉睫。 §1.2 零件的工艺分析 §1.2.1 国内数控技术发展现状 我国的数控技术自发展以来经历了多个不同的阶段，从最初封闭式的发展逐渐向开放式发展转化。从最初价格高昂的技术引进，消化磨合逐渐到自主研发，设计创新。从受制于人到自力更生，这一路走来使我国逐渐形成了自己的发展体系和科研队伍，在建立完成自己的研发生产基地的同时也使我国孕育出一批科技人才的种子，此后便逐渐涌现出大量出类拔萃的研究学者，使我国在数控技术发展的长远道路上再次迈出了稳健扎实的一步，为我国数控产业未来的发展埋下了希望的种子，促使国内涌现出一批初具规模的数控企业，研发设计了真正属于自己的数控装备。国内数控企业在之后的几年中不断的发展与壮大，其自主开发的系统在加工控制精度和机床可靠性等方面的性能都得到了不小的提升，研发体系不断完善，再加上其相对国外而言低廉的价格，开始逐渐取得国内用户的认可和青睐，在国内的数控市场上逐渐有了自己的一席之地。从长远的角度来看，国产系统和产品暂时还无法与国外成熟的技术相抗衡，我们还有诸多的缺陷和不足需要改进，在今后的发展道路中还应继续完善创新发展的大环境，自身发展的同时带动中、小型企业发展，帮助它们实现技术转型。 第2章 总体方案计 §2.1 传动系统选择 电机与丝杆之间的传动方式有三种不同的方式可供选择：一种是采用联轴器直接连接，第二种是采用同步齿形带来传动，第三种是采用精密的齿轮来作传动。 精密齿轮传动的特点有： 1. 小模数的传动的使用较为广泛。 2. 在运动传递的准确性方面有较高的要求，即传动精度与回转误差。 3. 具有高的传动效率，其包括平均和瞬时两个方面。 4. 一般而言其转动惯量不会太大。 5. 采用这种传动方式时其整体结构不宜复杂。 同步齿形带传动的特点： 1. 其通过齿轮的啮合来传动，这样以来就不会出现相对滑动的现象,保证其能做到传动的同步。 2. 同步齿形带可用于高速传动，因其在经过特殊的制造后具备了轻量、高强度的特点。 3. 由于齿形带传动的性质并非摩擦传动，所以其能够以较大的传动比做单级传动。 4. 同步齿形带的传动效率较高，因其没有特别张紧，所以在轴上所受的力较小。 联轴器的连接： 1. 能够对相连两轴轴线的相对偏移量给予补偿功能的为挠性联轴器，其同时对由垂直度等原因引起的干涉也能起到补偿作用。 2. 无法对相连两轴轴线的相对偏移量给予补偿功能的为刚性联轴器，其同时也不具备减震缓冲的功能。 螺杆、滚子和螺母共同组成了滚珠丝杠螺母副。滚珠丝杠的功能促使其螺母副内部的滚子、滚道得到更深层次的发展，其之所以能够在国内各机械行业中得到大量的使用，正是因为其内部结构的变化改变了摩擦的性质，滚子的加入使滚动摩擦代替了原有的滑动摩擦，这在减小内部摩擦阻力的同时有效提升了丝杠的传动精度。 。 §2.3 传动方式选择 对于传动方式来说，这里有两种传动方式：一种是将丝杆与工作台通过轴承连接在一起，把螺母副与螺母座连接为一体后再把他们固定于静导轨之上，这样通过电机带动了丝杠转动从而再带动工作台移动。第二种方式是将丝杆通过轴承与静导轨固定在一起，而螺母副与X向的工作台或Y向的滑座 固定在一起，丝杠将动力传递给螺母后使得螺母度带动工作台和滑座移动，我们采用了第一种方法。 第3章 进给系统设计 §3.1 铣削力的计算 §3.1.1 主要设计参数 以已有数控铣床的各项数据作为参照，具体数据如下表3-1给出: 表3-1 数控铣床设计参数 §3.1.2 工作台尺寸及重量估算 (1) 工作台尺寸：X =900(mm) Y =420(mm) X向拖板尺寸：1300mm×550mm×50mm X向拖板重量：1300×550×50×10-3×7.8×10-2 =2788.5 N 上导轨座重量：1300×550×5×10-3×7.8×10-2 =278.85 N X向总重量：Gx =2788.5＋278.85 =3067.35 N (2) Y向拖板尺寸：900mm×420mm×50mm Y向拖板重量： 导轨座重量： 夹具及工件重量约为：150N X-Y工作台运动部分的总重量为：Gx-y =12547.086 N 铣削力与刀具材料、工件、刀具进给量有关。铣刀为硬质合金圆柱铣刀，铣削材料为45钢,铣削力计算公式为 (3-1) 式中：—主铣削力(N)； —铣削接触弧深度，=4(mm)； —铣刀齿数， =6； —铣削深度，=20(mm)； —每齿进给量， =0.1(mm/齿)； —铣刀直径， =50(mm)； 主铣削力Fc = 1020×40.88×0.10.75×50-0.87×20×6 = 2451.83 N 逆铣： FH/Fc =1.2 FH =2942.19 N Fve/Fc =0.3 Fve =735.55 N 顺铣： FH/Fc =0.9 FH =2206.64 N Fve/Fc =08 Fve =1961.46 N 水平面内走到抗力 FH =2942.19 N、最大垂直分Fve =1961.46 N §3.2 滚珠丝杠设计计算 §3.2.1 计算进给牵引力 丝杠所承受的进给牵引力数值的大小会因其导轨类型的不同而不同，之所以这样是因为这个牵引力是由工作台等移动部件的重量和铣削加工时刀具的走刀抗力以及由这两个力在静导轨上引起的摩擦力的总和所构成的。 本次设计的数控铣床X向的导轨类型为燕尾形导轨则X向丝杠牵引力： （3-2） = 2942.19+1.414×0.04×3067.35 = 3115.679N 本次设计的数控铣床Y向的导轨类型为燕尾形导轨则Y向丝杠牵引力： （3-3） = 2942.19+1.414×0.04×12547.086 = 3651.85N Y向滚珠丝杠螺母几何参数计算如表3-3所示： 表3-3 Y向丝杠螺母副几何参数 名称 符号 计算结果 公称直径 d0 50mm 螺距 L 10mm 钢球直径 dq 5.953mm 螺距法面半径 R 3.096mm 表3-3 Y向丝杠螺母副几何参数 (续） 偏心距 e 0.085 螺纹升角 γ 螺杆外径 48.5mm 螺杆内径 42.978mm 螺母螺纹外径 56.022mm 螺母内径 48.8094mm §3.3 传动效率的计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率： （3-7） 式中： φ—摩擦角，滚珠丝杆副中滚动体的摩擦系数 ，其摩擦角； γ—滚珠丝杠的螺纹升角； ηx =ηy =tanγ/tan（γ+φ） = tan4°10′/tan(4°10+10′)= 0.963 §3.4 刚度校核 如若滚珠丝杠的轴向刚度不满足要求则会使丝杠产生轴向变形，如果丝杆发生了变形那么数控机床运转的平稳性和机加工的定位精度将会受到很大的影响。为了避免此种情况的发生，这里对丝杠的刚度进行校核。 由铣床工作负载所引起的丝杠导程的变化量计算如下： （3-8） 式中：—滚珠丝杠的导程的变化量（在加工负荷Fm的影响下）； —滚珠丝杠收到的进给牵引力(N)； —滚珠丝杠导程(mm)； —材料弹性模量，对于钢； —滚珠丝杠横截面积（按丝杠内径计算）(cm2)； §3.6.2 联轴器类型的选择 图3-1梅花形弹性联轴器 弹性联轴器是具有一定弹性的，如图3-1为梅花形弹性联轴器，拥有缓解冲击和减缓震动的功能，其适宜的工作温度范围为负三十摄氏度到正八十摄氏度，能够对所连两轴轴线相对的偏移量给予一定的补偿，拥有高的灵敏度和高刚性，在中、小功率的轴系传动中得到了广泛的运用。对于长期使用来说，其具有免维护，抗油污和耐腐蚀的优点，这使得它在国内众多的伺服控制系统中都得到了应用。 在这里我们选择了梅花形弹性联轴器来连接电机和丝杠的传动。 第4章 电机的选型 §4.1 X向进给传动系统伺服电机的选择 1. 额定转速的选择 （4-1） 式中： －X向最大进给速度，； －滚珠丝杠螺距，； －传动比，初选i=2； 取额定转速； 2. 折算到电机轴上的转动惯量JZ的选择 在实际的生产工程中，我们通常使用飞轮的转矩GDZ2来进行计算。 （4-2） 式中： —伺服电机轴上的飞轮转矩（N·m2）； —经换算后作用在伺服电机轴上的总飞轮转矩（N·m2）； —实际负载飞轮转矩（N·m2）； ＝1.1～1.2（中间转动轴越多，值越大）； 若以加速时间最短为约束条件则： GDM2 = GDL2 GDL2 = 4W（Δr/2π×103）2 GDZ2 = （δ+i2）4W（Δr/2π×103）2 式中： W —重力，W =2788.5 (N)； Δr —转动半径，Δr =B/i=10×2=20 (mm)； 取δ=1.2； 则： GDL2 = 4W（Δr/2π×103）2 =4×2788.5×（20/2π×103）2 =0.113 N·m2 GDZ2 = （δ+i2）4W（Δr/2π×103）2 =（1.2+1/4）×0.113 =0.134 N·m2 根据转动惯量和飞轮的转矩的关系可知： （4-3） 式中： JZ —转动惯量（Kg·m2）； G —重力加速度（9.8m/s2）； JZ = GDZ2/4g=0.134/（4×9.8）=3.42×10-3 Kg·m2 3. 负载惯量的选择 JN ≥ JZ 取 JN=90.1×10-4 Kg·m2 GD2N =4g·JN =3.532×10-3 Kg·m2 式中: GD2N —额定飞轮转矩(Kg·m2）； 4. 额定转矩MN的选择 负载转矩： =（0.3728+0.19）×1300/（375×0.2） = 9.755N·m 加速转矩为： Mma = ML+Ma=11.07+9.755=20.825N·m﹤MN =48 N·m 减速转矩为： Mmd = ML－Ma=11.07-9.755=1.315 N·m﹤MN =48 N·m 满足要求 Mma﹤MN 及 Mmd﹤MN 3. 连续工作电动机转矩的计算 连续工作时电动机应有的转矩是： M = = = 6.74 N·m ﹤MN = 48 N·m 结束语（占一页） 本次课程设计 ，通过此次的学习实践，让我切身体会了实际的设计过程与操作过程，在设计的各个阶段中都面临着诸多的困难和疑惑，在一步步的实际操作中深刻体会到了一个正真满足各方需求的合格产品，在实际设计过程中的复杂程度，认识到自己所欠缺的专业知识和能力，看到了在长期实践的考验下自己已学知识体系的缺失部分，不过在老师长期耐心细致的辅导下，最终完成了毕业设计任务。 本着严肃认真的态度和求实创新的精神及价值观，现就本次设计与已有结果的比较及其中依然存在的问题和进一步研究的建议作出以下总结：与现有数控铣床的结构相比其在总体结构的受力，悬臂梁的设计，和部分细小零件的选用方面可能存在着欠缺和不足，同时在各传动件的受力和布局方面还能做更深一步的分析和优化，在今后进一步的研究过程中还能更加完善其相应的辅助设施和零部件的设计，使其更具完整性和实用性。 参考文献（占一页） [1] 杜国臣. 机床数控技术[M]. 机械工业出版社, 2015. [2] 吴宗泽. 机械设计实用手册[M]. 化学工业出版社，2001. [14] 蔡兰. 机械零件工艺性手册[M]. 北京：机械工业出版社，2007. [15] 李静. 机械设计基础[M]. 北京：电子工业出版社，2007. [16] 朱龙根. 简明机械零件设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，1997. [17] 高俊婷. 机械制图[M]. 第二版. 北京：高等教育出版，2003. 致 谢（占一页） 24 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位支座 零件名称 定位支座 共 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 9 铣 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 X51 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 铣宽18的槽 铣刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位支座 零件名称 定位支座 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣底端面 X51 专用夹具，铣刀，游标卡尺 4 铣 铣Φ60顶端面 X51 专用夹具，铣刀，游标卡尺 5 钻 钻Φ40的孔 Z525 专用夹具，麻花钻，千分尺 6 铣 铣R18的孔 X51 专用夹具，铣刀，游标卡尺 7 钻 钻Φ18的孔 Z525 专用夹具，麻花钻，千分尺 8 铣 铣两端R7槽 X51 专用夹具，铣刀，游标卡尺 9 铣 铣宽18的槽 X51 专用夹具，铣刀，游标卡尺 10 检验 检验 11 入库 入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 设计说明书 题目：定位支座的工艺规程及铣宽18槽的夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 定位支座加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 录 ABSTRCT 3 序 言 1 一 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二 毛坯的确定 3 2.1确定毛坯的制造形式 3 2.2毛坯形状及尺寸 3 三 拟定加工工艺路线 4 3.1 基准的选择 4 3.1.1粗基准选择 4 3.1.2 精基准的选择 5 3.2 制定工艺路线 6 四 切削用量及工时计算 8 4.1工序1设计 8 4.2工序2设计 8 4.3工序3设计 8 4.4工序4设计 9 4.5工序5设计 10 4.6工序9设计 11 五 夹具设计 13 5.1问题的提出 13 5.2定位基准的选择 13 5.3切削力及夹紧力计算 13 5.4定位误差分析 15 5.5夹具设计及操作简要说明 16 总 结 18 致 谢 20 参 考 文 献 21 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 定位支座的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 一 零件的分析 1.1 零件的作用 定位支座的作用：定位和支撑的作用。 1.2 零件的工艺分析 定位支座的工艺有2组加工面的分别为 1：以顶端面和外圆为基准的加工面，这组加工面包括铣底端面和钻Φ40的孔。 2：以底端面和Φ40的孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他的孔和端面。 二 毛坯的确定 2.1确定毛坯的制造形式 定位支座零件的材料HT200，HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法　因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。 2.2毛坯形状及尺寸 毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。 三 拟定加工工艺路线 3.1 基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 3.1.1粗基准选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取外圆和端面为定位基准，利用V型块为定位元件。 3.1.2 精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： 1)为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为精基准。 　2)为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为精基准。 　3)为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。 　4)为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无铸造飞边和铸造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。 　5) 精基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大，如果二次装夹使用同一精基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。 以φ40孔和底端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 3.2 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案： 方案一 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣底端面 4 铣 铣Φ60顶端面 5 钻 钻Φ40的孔 6 铣 铣R18的孔 7 钻 钻Φ18的孔 8 铣 铣两端R7槽 9 铣 铣宽18的槽 10 检验 检验 11 入库 入库 方案二 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 钻 钻Φ40的孔 4 铣 铣底端面 5 铣 铣Φ60顶端面 6 铣 铣R18的孔 7 钻 钻Φ18的孔 8 铣 铣两端R7槽 9 铣 铣宽18的槽 10 检验 检验 11 入库 入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案二先钻孔，再铣端面，违背了先面后孔的原则，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工艺的基本原则，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一。 具体的工艺路线如下 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣底端面 4 铣 铣Φ60顶端面 5 钻 钻Φ40的孔 6 铣 铣R18的孔 7 钻 钻Φ18的孔 8 铣 铣两端R7槽 9 铣 铣宽18的槽 10 检验 检验 11 入库 入库 四 切削用量及工时计算 4.1工序1设计 铸造 4.2工序2设计 时效处理 4.3工序3设计 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 2） 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7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝750 当＝750r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时：，，，则机动工时为 4.4工序4设计 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 5） 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7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝750 当＝750r/min时 按机床标准选取 6） 计算工时 切削工时：，，，则机动工时为 . 4.5工序5设计 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ40 1)进给量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)确定机床主轴转速　　 ns== 238r/min 与238r/min相近的机床转速为240r/min。现选取=240r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 t=i ;其中l=72mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=5(min) 4.6工序9设计 1.选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 7） 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 8） 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7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝1450 当＝1450r/min时 按机床标准选取 9） 计算工时 切削工时： ，，则机动工时为 五 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计工序铣宽18槽的铣床夹具。 5.1 问题的提出 本夹具主要用于铣宽18槽，本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 5.2 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。我们采用外圆和底面为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 5.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用端铣刀 φ31mm z=24 机床： x51立式铣床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系数 z=24 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= 其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 5.4定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 式中： ———— 圆柱销孔的最大偏差 ———— 圆柱销孔的最小偏差 ————圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 代入得： == (2) 转角误差 式中： ———— 圆柱销孔的最大偏差 ———— 圆柱销孔的最小偏差 ———— 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 ———— 削边销孔的最大偏差 ———— 削边销孔的最小偏差 ———— 削边销定位孔与定位销最小配合间隙 其中： 则代入得： 则： 经检验合格 5.5夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑，夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。 总 结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,铸炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。 这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！ 致 谢 这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。 这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献 1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年 3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年 4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年 5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月 6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年 第 21 页 共 25 页