精銑C6150車(chē)床主軸箱箱體上端面工序及夾具的設(shè)計(jì)

1、應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)綜合訓(xùn)練報(bào)告（論文）前 言課題介紹在機(jī)械制造工藝過(guò)程中，在機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上占有正確的位置，然后通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)使工件的正確位置固定不動(dòng)，這一任務(wù)就是由夾具完成。機(jī)床夾具為機(jī)床的一種附加裝置，安裝工件后使之獲得相對(duì)于機(jī)床或刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。課題背景及發(fā)展趨勢(shì)夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員

2、改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。它主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）加強(qiáng)機(jī)床夾具的三化工作為了加速新產(chǎn)品的投產(chǎn)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，加速工藝裝備的準(zhǔn)備工作，以獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，必須重視機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化工作。（2）大力研制推廣實(shí)用新型機(jī)床夾具在單件，小批生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中，應(yīng)推廣使用組合夾具和半組合夾具

3、。在多品種，中小批生產(chǎn)中，應(yīng)大力推廣使用可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。（3）提高夾具的機(jī)械化，自動(dòng)化水平近十幾年來(lái)，高效，自動(dòng)化夾具得到了迅速的發(fā)展。主要原因是：一方面由于數(shù)控機(jī)床，組合機(jī)床及其它高效自動(dòng)化機(jī)床的出現(xiàn)，要求夾具能適應(yīng)機(jī)床的要求，才能更好的發(fā)揮機(jī)床的作用。另一方面，如采用氣動(dòng)、電動(dòng)等自動(dòng)化夾具夾緊，避免了手工操作用劃線等方法來(lái)定位工件，縮短了安裝工件的時(shí)間，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率。1 C6150車(chē)床主軸箱零件的分析1.1 零件的作用題目給出的零件是c6150車(chē)床主軸箱體，主軸箱體起著支持和固定軸系零件,保證軸系運(yùn)轉(zhuǎn)精度和良好潤(rùn)滑及密封等重要作用。主軸箱是C6150車(chē)床的關(guān)

4、鍵零件。一旦主軸箱的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值也將大打折扣。1.2 車(chē)床主軸箱的主要技術(shù)要求1.2.1 尺寸精度和表面粗糙度 圖1主軸箱零件圖Fig.1 Spindle box parts diagram車(chē)主軸箱的內(nèi)孔和安裝平面是決定工件精度的關(guān)鍵表面，其精度要求最高，一般不低于IT8級(jí)；車(chē)主軸箱內(nèi)孔的圓度直接影響加工工件的軸承孔精度，故要求較高，其誤差不大于尺寸的。1.3 工藝過(guò)程分組車(chē)主軸箱結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，精度要求也較高，在批量的生產(chǎn)條件下，車(chē)主軸箱的機(jī)械加工工藝過(guò)程有三組加工表面。第一階段：以毛坯面為基準(zhǔn)，銑上平面和銑左右端平面。第二階段：以下平面為基準(zhǔn)，鉆各螺紋孔及鏜軸承孔。232

5、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，由于零件年生產(chǎn)量為8000件，已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大。故采用鑄造成型 。它的毛坯精度較高，加工余量較小，對(duì)提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基準(zhǔn)的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：一般箱體類零件的粗基準(zhǔn)都用它上面的重要孔和另一個(gè)相距較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)，以保證孔加工時(shí)余量均勻。該車(chē)床主軸箱最先加工的是主軸箱底面和上表面。精基準(zhǔn)

6、的選擇：常以車(chē)床主軸箱零件的裝配基準(zhǔn)或?qū)ｉT(mén)加工的一面兩孔定位，使得基準(zhǔn)統(tǒng)一。該工件有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；孔軸線之間也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。為了保證以上幾項(xiàng)要求，加工車(chē)床主軸箱上表面時(shí)，應(yīng)以底面為精基準(zhǔn)，使上表面加工時(shí)的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合；加工孔時(shí)，仍以底面為主要定位基準(zhǔn)，并與底面上的兩孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣，孔的加工，其定位基準(zhǔn)既符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，也符合基準(zhǔn)重合的原則，有利于保證孔軸線與底面（裝配基準(zhǔn)面）的尺寸精度和平行度。基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面或其組合,在機(jī)器零件的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中,按不同要求選擇哪些點(diǎn)

7、、線、面作為基準(zhǔn),是直接影響零件加工工藝性和表面間尺寸、位置精度的主要因素之一。定位基準(zhǔn)的選擇與工藝過(guò)程的制訂有密切的關(guān)系，故有必要多設(shè)想幾種定位方案比較他們的優(yōu)缺點(diǎn)，周密地考慮定位方案與工藝過(guò)程的關(guān)系，尤其對(duì)加工精度的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證加工精度和確保加工順序都有決定性的影響，基準(zhǔn)的選擇其實(shí)就是基面的選擇。根據(jù)作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：零件設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。這是設(shè)計(jì)人員從零件的工作條件、性能要求出發(fā)，適當(dāng)考慮加工工藝性而選定的。一個(gè)零件圖上可以有一個(gè)也可以有多個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)：零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，成為工藝基準(zhǔn)。其中又包

8、括工藝基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，現(xiàn)分析如下。1） 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)就是在零件設(shè)計(jì)圖紙上用來(lái)確定其他點(diǎn)、線和面的位置的基準(zhǔn)。即零件圖紙上標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)。2） 工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)是在加工裝配過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。根據(jù)用途的不同可分為：定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)。（1）定位基準(zhǔn):工件在機(jī)床上或夾具中進(jìn)行加工時(shí)用作定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。當(dāng)加工主軸頸時(shí)，其位置是由夾具上定位相接的面確定的，故該接觸面即是本道工序的定位基準(zhǔn)。（2）工序基準(zhǔn):在工序圖中，用來(lái)確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。應(yīng)對(duì)各工序中的工件加工面作具體分析、確定某面或線作為該工序的基準(zhǔn)

9、。工序基準(zhǔn)采用工件上實(shí)際表面的點(diǎn)、線、面以外，還可以是工件表面的幾何中心、對(duì)稱面或?qū)ΨQ線等。（3） 測(cè)量基準(zhǔn):在測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。根據(jù)不同工序要求測(cè)量已加工平面位置時(shí)使用不同的測(cè)量基準(zhǔn)，如測(cè)量曲軸總長(zhǎng)時(shí)應(yīng)以曲軸兩端面為測(cè)量基準(zhǔn)。2.2.1 零件表面加工方法的選擇零件表面的加工方法，首先取決于加工表面應(yīng)有的技術(shù)要求。但應(yīng)注意，這些技術(shù)要求不是一定就是零件圖所規(guī)定的要求，有時(shí)還可能由于工藝上的原因而在某些方面高于零件圖上的要求。如果由于基準(zhǔn)不重合而提高對(duì)某些表面的加工要求，或由于被作為精基準(zhǔn)而可能對(duì)其提出更高的加工要求。當(dāng)明確了各加工表面的技術(shù)要求后，即可據(jù)此選擇能保證該要求的最終

10、加工方法，并確定需幾個(gè)工步的加工方法。所選擇的加工方法，應(yīng)滿足零件的質(zhì)量、良好的加工經(jīng)濟(jì)性和高的經(jīng)濟(jì)效率的要求。為此，選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮以下各因素：任一種加工方法比如能獲得的加工精度和表面粗糙度都有一個(gè)相當(dāng)大的范圍，但只有在某一個(gè)較窄的范圍才是經(jīng)濟(jì)的，這個(gè)范圍的加工精度就是經(jīng)濟(jì)加工精度。為此，在選擇加工方法時(shí)，應(yīng)選擇相應(yīng)的能獲得經(jīng)濟(jì)加工精度的加工方法。例如，公差為IT7級(jí)的和表面粗糙度為Ra0.4外圓表面，通過(guò)精心車(chē)削可以達(dá)到精度要求，但不如采用摸削經(jīng)濟(jì)。各種加工方法可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，可參閱工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中的有關(guān)資料。要考慮工件材料的性質(zhì)例如，對(duì)淬火鋼應(yīng)采用磨削加工，但對(duì)有色金

11、屬采用磨削加工就會(huì)發(fā)生困難，所以一般采用金剛鏜削或高速精細(xì)車(chē)削加工。要考慮工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小例如，回轉(zhuǎn)工件可以用車(chē)削或磨削等加工孔，而殼體上IT7級(jí)公差的孔，一般就不宜采用車(chē)削或磨削，而通常采用鏜削或鉸削加工。孔徑小的宜采用鉸孔，孔徑大或長(zhǎng)度較短的孔宜采用鏜孔。要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的銑、刨和鏜孔等加工方法。甚至可以從根本上改變毛坯的制造方法，以減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量。要考慮工廠或車(chē)間的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)條件。選擇加工方法時(shí)應(yīng)充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，挖掘企業(yè)的潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性。但也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方

12、法和設(shè)備，采用新技術(shù)和提高工藝水平，此外還應(yīng)考慮設(shè)備負(fù)荷的平衡。2.2.2 加工順序的安排零件表面的加工方法確定之后，就要安排加工的先后順序，同時(shí)還要安排熱處理、檢驗(yàn)等其他工序在工藝過(guò)程中的位置。零件加工順序安排的是否合適，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率率和經(jīng)濟(jì)性有較大的影響?，F(xiàn)將有關(guān)加工順序安排的原則和應(yīng)注意的問(wèn)題分述如下。加工工藝的劃分1） 零件加工時(shí)，往往不是依次加工完各個(gè)表面，而是將各表面的粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行，為此，一般都將整個(gè)工藝過(guò)程劃分為幾個(gè)加工階段，這就是在安排加工順序時(shí)所應(yīng)遵循的工藝過(guò)程劃分階段的原則。按加工性質(zhì)和作用的不同，工藝過(guò)程可以劃分如下幾個(gè)階段：（1）粗加工階段：這個(gè)階段主要任

13、務(wù)是卻去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)，因此主要是提高生產(chǎn)率的問(wèn)題。（2）半精加工階段：這階段的作用是為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的精度和表面粗糙度，的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等），一般在熱加工以前進(jìn)行。（3）精加工階段：對(duì)于零件上的精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7級(jí)或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下的表面，還要安排精加工階段。這個(gè)階段的任務(wù)主要是提高加工表面的各項(xiàng)精度要求和降低表面粗糙度。有時(shí)由于毛坯余量特別大，加工表面十分粗糙，在粗加工前還需要去黑皮的加工階段，稱荒加工階段。為了及時(shí)地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷和減少運(yùn)輸工作量，通常把荒加工放

14、在毛坯車(chē)間中進(jìn)行。此外，對(duì)零件上的精度和表面粗糙要求特高的表面還應(yīng)在精加工后進(jìn)行光整加工。稱為光整加工階段。2）機(jī)械加工順序的安排一個(gè)零件上往往有幾個(gè)加工表面需要加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。為了達(dá)到這些精度要求，各表面的加工順序就不能隨便安排，而必須遵循一定的原則，這就是定位基準(zhǔn)的選擇和轉(zhuǎn)換決定著加工順序，以及前工序?yàn)楹罄m(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)的原則。3）熱處理工序的安排熱處理工序在工藝過(guò)程中的安排是否恰當(dāng)，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過(guò)程中的位置，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理的目的而定。（1）退火或正火:為了得到較好

15、的表面質(zhì)量、減少刀具磨損，需要對(duì)毛坯預(yù)先進(jìn)行熱處理，以消除組織的不均勻，降低硬度、細(xì)化晶粒，提高加工性。對(duì)高碳鋼零件用退火降低其硬度，對(duì)低碳鋼零件卻要用正火的辦法提高其硬度；對(duì)鍛造毛坯，因表面軟硬不均不利于切削，通常也進(jìn)行正火處理。退火、正火等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。（2）時(shí)效:為了消除殘余應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理（其中包括人工時(shí)效和自然時(shí)效）。殘余應(yīng)力無(wú)論在應(yīng)力制造還是在切削加工時(shí)都會(huì)殘留下來(lái)，不設(shè)法消除就會(huì)引起工件變形，降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成廢品。對(duì)于一般鑄件，只需在粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理即可，或在鑄造毛坯以后安排一次時(shí)效處理。（3） 淬火:淬火可提高材料的機(jī)械性能（硬度和抗拉強(qiáng)度等）

16、。淬火后尚需回火以取得所需要的硬度與組織。由于工件淬火后常產(chǎn)生較大的變形，因此，淬火工序一般安排在精加工階段的磨削加工之后進(jìn)行。（4） 滲碳:由于滲碳的溫度高，容易產(chǎn)生變形，因此一般滲碳工序安排在精加工之前進(jìn)行。氮化處理是為了提高零件的表面硬度和抗腐蝕性，一般安排在工藝過(guò)程的后部、該表面的最終加工之前。氮化處理前應(yīng)調(diào)質(zhì)。4） 輔助工序的安排輔助工序種類很多，包括中間檢驗(yàn)、洗滌、防銹、特種檢驗(yàn)和表面熱處理等。（1） 檢驗(yàn)：檢驗(yàn)工序一般安排粗加工全部結(jié)束之后，精加工之前；送往外車(chē)間加工的前后（特別是熱處理前后）；化費(fèi)工時(shí)用于工序和重要工序的前后。以便及時(shí)控制質(zhì)量，避免浪費(fèi)工時(shí)。（2） 特種檢驗(yàn)：X

17、射線、超聲波探傷等多用于工件材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)，一般安排在工藝過(guò)程的開(kāi)始。熒光檢驗(yàn)、磁力探傷主要用于工件表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在精加工階段。如果用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前進(jìn)行。（3） 清洗、涂防銹油：一般安排在最后工序。2.3 制定工藝路線由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故在使零件的幾何性狀、尺寸精度幾位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證的前提下，應(yīng)采用專用的夾具，并應(yīng)盡量使工序集中起來(lái)提高生產(chǎn)率，處此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以使生產(chǎn)成本盡量提高。根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，設(shè)計(jì)了兩種工藝路線來(lái)達(dá)到加工目的：表2.1 工藝路線方案一Tab2.1 Process route 1序

18、號(hào)工序內(nèi)容1鑄造成型2去除鑄造應(yīng)力3涂底漆4鉆、擴(kuò)側(cè)面三孔，鉆、攻6-M10孔6鏜軸承各孔7銑左端平面8銑上端平面，銑底平面10銑右端平面11去除銳邊毛剌12檢驗(yàn)表2.2 工藝路線方案二Tab2.2 Process route 2序號(hào)工藝內(nèi)容1鑄造成型2去除鑄造應(yīng)力3涂底漆4銑上端平面5銑底平面6銑右端平面7銑左端平面8鉆、擴(kuò)側(cè)面三孔9鉆、攻6-M10孔10鏜軸承各孔11去除銳邊毛剌12檢驗(yàn)方案選擇：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一工序比較集中，很混亂，相對(duì)方案二來(lái)說(shuō)，減少了裝夾次數(shù)，體現(xiàn)了工序集中原則，兩個(gè)方案中，都以底面為基準(zhǔn)，保證了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合；通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求，

19、分析兩個(gè)進(jìn)行的方案采取的加工手段，最后選加工路方案二。2.3.1 加工階段的劃分在大批量生產(chǎn)條件下，車(chē)主軸箱的機(jī)械加工工藝可劃分為以下三階段：（1）粗加工階段該階段是在車(chē)主軸箱毛坯鑄造和正火后進(jìn)行的，包括銑端面、鉆孔等工序。其主要任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，同時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)鑄件的裂紋或其他缺陷。（2）精加工階段車(chē)床主軸箱毛坯在粗加工后需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)階段，然后再進(jìn)行精加工。精加工階段包括各鉆孔工序，及螺孔等次要表面加工等工序。2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定2.4.1 毛坯的制造分析車(chē)床主軸箱零件材料為HT200鑄件，硬度HBS為127:162。生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表

20、2.3-22查得確定毛坯圖：圖2.1主軸箱毛坯圖Fig. 2.1 Spindle box rough chart2.5 確定切削用量及基本工時(shí)工序1：鑄造成型工序2：時(shí)效熱處理工序3：銑上端平面，選用機(jī)床：X51銑床2.5.1 粗銑上端面（1）銑削深度ap：已知ap=2.0 mm，可一次走刀切完。（2）進(jìn)給量fz：采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量，當(dāng)使用YG6硬質(zhì)合金刀具，銑床功率為7.5 Kw,（機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-73） fz= 0.140.24 因采用不對(duì)稱端銑，故選取適當(dāng)大值 fz = 0.20 （3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-71得，銑刀刀齒后刀面最大磨

21、損量為1.5mm，由工藝手冊(cè)表2.4-72知，由于銑刀直徑d0=100 mm，故刀具壽命T=10.810s。（4）確定切削速度和每分鐘進(jìn)給量vf切削速度可由工藝手冊(cè)表2.4-81直接查出，當(dāng)銑刀直徑d0=100 mm，齒數(shù) Z=8時(shí)，a =96 mm，v =1.27 m/s, Pm=3.0km，則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 = = = 4.04 按機(jī)床選取 nw= 300 則實(shí)際切削速度：=94.2 實(shí)際每分鐘進(jìn)給量：=Z=0.210300=600 （5）校驗(yàn)機(jī)床功率由工藝手冊(cè)表2.4-81，查得Pm =3.0km，查表（3.1-73）X51A 型立式銑床說(shuō)明書(shū)知，機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5 kmPm

22、因此，所選擇得切削用量可以采用，即ap=2.0 mm， vf=600 ， nw = 300 ，vc=94.2 ， = 0.20 （6）計(jì)算基本工時(shí)=式中 =（170100), X=1.875, 取整X=2，則 =2(170100)=360 mm，=0.6 min =36 s2.5.2 精銑上端面已知a=0.7 mm，則根據(jù)工藝手冊(cè)表2.4-73，當(dāng)Ra=3.2時(shí)， = 0.51.0 取 f= 1.0 ，則 = =0.1 查工藝手冊(cè)表2.4-81得，=0.1 時(shí)，=96 mm，=1.62 m/s,則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： = = = 5.16 =309.6按機(jī)床選取 = 375 （表3.1-74）則實(shí)際

23、切削速度：=117.75 實(shí)際每分鐘進(jìn)給量：vf=fzZnw=0.110375=375 計(jì)算基本工時(shí) =0.96 min=57.6 s圖2.2主軸箱毛坯圖Fig.2.1 Spindle box rough chart2.5.3 銑底平面（1）粗銑底平面已知a=2.0 mm，則根據(jù)工藝手冊(cè)表2.4-73知， = 0.140.24取 = 0.2 ，根據(jù)工藝手冊(cè)表2.4-81，= 0.2 時(shí)，=96 mm，=1.27 m/s,則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： = = = 242.7 按機(jī)床選取 = 300 ，則實(shí)際切削速度：=94.2 實(shí)際每分鐘進(jìn)給量：=Z=0.210300=600 計(jì)算基本工時(shí) =0.77 mi

24、n=46 s2.5.4 精銑底面已知a=0.7 mm，則切削用量等參數(shù)與精銑底面相同，如下： = 0.1 ， = 375 ，=117.75，=375 ，基本工時(shí)： =1.23 min=73.6 s圖2.2主軸箱銑底平面Fig.2.2 Spindle box milling bottom plane2.5.5 鉆、擴(kuò)2-30孔（1）鉆孔30鉆孔2-30時(shí)先采取的是鉆到24在擴(kuò)到30，所以，切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-52，取f=0.27 mm/r切削速度：參照 7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-53，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：，取實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長(zhǎng)

25、度：刀具切入長(zhǎng)度： （1）刀具切出長(zhǎng)度： 取走刀次數(shù)為1基本工時(shí)： （2）擴(kuò)孔加工擴(kuò)孔30：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表查表：f=0.27 mm / r，； ，取 ，擴(kuò)孔時(shí)，由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表得：根據(jù)機(jī)械制造工藝學(xué)表可得：圖2.3主軸箱鉆、擴(kuò)側(cè)面三孔Fig. 2.3 Spindle box milling right side plane2.5.6 鉆、攻6-M10孔，選用機(jī)床：Z35A鉆床（1）鉆8.5的孔： 選擇高速鋼麻花鉆 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：（2）攻絲M10孔： 選擇M10絲攻 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：圖2.4主軸箱鉆、攻6-M10孔Fig. 2.4 Spindle box milling

26、 right side plane2.5.7 鏜軸承孔粗鏜孔120機(jī)床：鏜床T618刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：YT5 切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-41取實(shí)際切削速度:工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度:刀具切入長(zhǎng)度: 刀具切出長(zhǎng)度: 取行程次數(shù):機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min精鏜孔120H12機(jī)床：鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)

27、度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)查參考文獻(xiàn)1，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min查參考文獻(xiàn)1，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.56min圖2.6主軸箱Fig. 2.6 Main axle box2.5.7 鉗工去除銳邊毛剌。圖2.7主軸箱去除銳邊毛剌Fig. 2.7 The headstock removal of sharp edge burr2.5.8 檢驗(yàn)按圖示尺寸檢驗(yàn)。合格后，防銹入庫(kù)。圖2.

28、8主軸箱終檢Fig. 2.8 Final inspection of the spindle box2.6 小結(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)3 夾具設(shè)計(jì)3.1 概述在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使其占有正確的位置，以便接受施工，檢測(cè)的裝置，都可統(tǒng)稱為“夾具”。對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以?shī)A緊時(shí)往往比較

29、費(fèi)時(shí)間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。夾具是機(jī)械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機(jī)床夾具，如車(chē)床上使用的三爪自定心卡盤(pán)、銑床上使用的平口虎鉗等。3.1.1 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，首先要將工件裝夾好。工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤(pán)上；另一種是工件裝夾在夾具上。采用第一種方法夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位

30、置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無(wú)需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，大都用夾具裝夾工件。用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。（2）能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。（3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 （4）能降低成本 在批

31、量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?，每個(gè)工件增加的成本是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯著。3.1.2 機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。常用的分類方法有以下幾種。（1）按夾具的使用特點(diǎn)分類通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，如三爪定心卡盤(pán)、機(jī)床用平口虎鉗、萬(wàn)能分度頭、磁力工作臺(tái)等。這些夾具已作為機(jī)床附件的專門(mén)工廠制造供應(yīng)，只需選購(gòu)即可。專用夾具 專門(mén)為某一工件的某

32、道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用夾具。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用?？烧{(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。拼裝夾具 用專門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。（2）按使用機(jī)床分類夾具按使用機(jī)床可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨

33、行夾具以及其它機(jī)床夾具等。（3）按夾緊的動(dòng)力源分類夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。3.1.3 機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個(gè)部分。（1）定位裝置定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。（2）夾緊裝置夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力作用是不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置。（3）對(duì)刀或?qū)蜓b置對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。（4）連接元件連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。（5）夾具體夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件。（6）其它裝置或元件它們是指夾具中

34、因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分布的多個(gè)表面時(shí)，常設(shè)置分度裝置；為能方便、準(zhǔn)確地定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。本次設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)銑上端平面夾具，該零件屬于大批生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為保證工件加工精度，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)專用銑床夾具就顯得非常必要。3.2 銑上端平面夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銑上端平面，本夾具將用與銑床。刀具為50標(biāo)準(zhǔn)高速鋼錐柄銑刀，齒數(shù)為6。對(duì)工件進(jìn)行銑平面加工。3.2.1 問(wèn)題的提出本夾具是用來(lái)銑上端平面。要求表面粗糙度為Ra=3.2，對(duì)基準(zhǔn)軸

35、線垂直度為0.06。因?yàn)榧庸ぱb夾比較費(fèi)時(shí)，零件為批量生產(chǎn)，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，須設(shè)計(jì)專用夾具。3.2.2 定位元件的選擇 其中夾具體底面為定位面，而上下兩個(gè)加緊裝置則限制了工件一個(gè)自由度，防止加工過(guò)程中的工件旋轉(zhuǎn)并以底面基準(zhǔn)定位加工表面，一共限制了工件6個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。3.2.3 定位基準(zhǔn)的選擇要加工工件的頂面，確定所需要限制的工件的自由度。為保證頂端平面和底面的平行度，需限制工件的x、y、z軸上的的六個(gè)自由度。ZYX圖3.1工件所需限制自由度Fig. 3.1 The need to limit the degree of freedom of the workpiece以底面作為基準(zhǔn)面，設(shè)計(jì)定位塊，定位塊通過(guò)定位配合固定在