車床手柄座（831015）加工工藝及關鍵工序工裝設計【鉆φ14孔】【說明書+CAD】

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This allows the manufacture of spare parts can be at a glance, and on the back of the fixture design to pave the way to play. Modular Machine Tool Design φ14mm hole for fixture designed in accordance with the actual situation in the design of the selected combination of profit-type machine tools, machine tools, selected after the combination of bits, supporting bar, base, etc. machine corresponding options to be the most this is a good processing procedures.Processes in accordance with parts schematic diagram and spare parts processing, as well as the portfolio size machine linked maps, spare parts and can be linked to actual production. Keywords Process Analysis Fixture Modular Machine Tool Processing 車床手柄座加工工藝及關鍵工序工裝設計 1 緒論 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量 、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，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題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的重要保證和重要依據(jù)。夾具結構設計在加深對課程基本理論的理解和加強對解決工程實際問題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮極其重要的作用[1]。 利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度；提高生產(chǎn)率、降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時間，且易于實現(xiàn)多工位加工。 擴大機床工藝范圍，在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床工藝范圍。減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應加強產(chǎn)、學、研協(xié)作的力度，加快用高新技術改造和提升夾具技術水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡技術，與時具進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術[2]。 1.1 畢業(yè)設計的目的 車床手柄座是某企業(yè)產(chǎn)品中的關鍵零件之一，生產(chǎn)量比較大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設計，并在關鍵工序使用組合機床或?qū)Ｓ脵C床進行加工。本課題即以此為背景，要求學生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和車床手柄座零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設計，并完成必要的設計計算[3]。 通過這樣一個典型環(huán)節(jié)綜合訓練，達到綜合訓練學生運用所學知識，解決工程實際問題的能力。 1.2 車床手柄座設計的基本情況 車床手柄座是某企業(yè)產(chǎn)品的主要零件之一。本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和車床手柄座零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具及加工用組合機床設計，并完成必要的設計計算。 1.3 工藝方案 1.3.1 工藝路線方案一 工序一 粗、精銑φ20孔上端面 工序二 鉆、擴、鉸、精鉸φ20、φ50孔 工序三 粗、精銑φ50孔上端面 工序四 粗、精銑φ50、φ20孔下端面 工序五 切斷 工序六 鉆φ4孔（裝配時鉆鉸錐孔） 工序七 鉆一個φ4孔，攻M6螺紋 工序八 銑47°凸臺 工序九 檢查 上面工序加工效率較高，但同時鉆三個孔，對設備有一定要求。且看另一個方案。 1.3.2 工藝路線方案二 工序一 粗、精銑φ20孔上端面 工序二 粗、精銑φ20孔下端面 工序三 鉆、擴、鉸、精鉸φ20孔 工序四 鉆、擴、鉸、精鉸φ50孔 工序五 粗、精銑φ50孔上端面 工序六 粗、精銑φ50孔下端面 工序七 切斷 工序八 鉆φ4孔（裝配時鉆鉸錐孔） 工序九 鉆一個φ4孔，攻M6螺紋 工序十 銑47°凸臺 工序十一 檢查 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 1.3.3 方案一與方案二比較 雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工φ50、φ20孔是精度要求所致。 1.3.4 工藝路線方案三 工序一 銑φ45mm凸臺端面 工序二 鉆，擴，鉸φ25H8mm內(nèi)孔 工序三 鉆，粗鉸，精鉸φ10H7mm孔 工序四 鉆，鉸φ13mm孔 工序五 鉆φ8.5mm底孔 工序六 鉆，粗鉸，精鉸φ14H7mm 孔 工序七 鉆φ5mm圓錐孔 工序八 鉆槽底通孔φ5.5mm 工序九 拉鍵槽6H9mm 工序十 鉆底孔，攻螺紋M10mm 工序十一 檢查。 2 零件分析 2.1 零件的工藝分析 粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取φ20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個φ32作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。 精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 2.2 零件的加工工序 (1)銑，半精銑φ45mm凸臺端面 (2)銑，半精銑大端面 (3)鉆，擴，鉸φ25H8mm內(nèi)孔 (4)鉆，粗鉸，精鉸φ10H7mm孔 (5)銑槽mm (6)鉆粗鉸精鉸φ14H7mm孔 (7)鉆底孔，攻螺紋M10mm (8)鉆φ5mm圓錐孔 (9)拉鍵槽φ6H9mm (10)鉆槽底通孔φ5.5mm 2.3 粗加工零件時切削用量的選擇原則 粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯切削余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）及必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本[4]。 金屬切除率可以用下式計算： Zw=V.f.ap.1000 (2.1) 式中：Zw單位時間內(nèi)的金屬切除量（mm/s） V切削速度（m/s） f 進給量（mm/r） ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度(ap），其次選擇一個較大的進給量度f，最后確定一個合適的切削速度V。 選用較大的ap和f以后，刀具耐用度顯然也會下降，但要比V對刀具耐用度的影響小得多，因此，使V、f、ap的乘積盡可能大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大ap可使走刀次數(shù)減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的[5]。 2.3.1 切削深度的選擇 粗加工時切削深度應根據(jù)工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量很大，一次不能切完時，應考慮分多次走刀[6]。 2.3.2 進給量的選擇 粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，進給量應根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應考慮到機床進給機構的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應適當減小進給量[7]。 2.3.3 切削速度的選擇 粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度[8]。 2.4 精加工零件時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求較粗加工高，加工余量小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時應先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)效率。 2.4.1 切削深度的選擇 精加工時的切削深度應根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當背吃刀量較大時，切削力顯著增加，影響加工質(zhì)量[9]。 2.4.2 進給量的選擇 精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力增大，表面質(zhì)量下降。 2.4.3 切削速度的選擇 切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。 由此可見，精加工時選用較小的背吃刀量ap和進給量f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求[10]。 3 工藝規(guī)程設計 3.1 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降[11]。 3.2 機床夾具設計的作用及要求 夾具是卡緊工件用的。比如機床加工時，主軸有幾千轉的轉速，工件必須要固定好，否則工件飛出傷人后果嚴重。卡具設計要合理，即卡緊可靠，又要定位準確，較少誤差，并保護好已加工好的表面。才能保證工件質(zhì)量。夾具是機械加工不可缺少的部件,在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。為保證工件的加工要求，必須使工件在機床上處于準確的位置，夾具就是用來實現(xiàn)這一要求的[12]。 3.3 基本工序的設計 3.3.1 工序Ⅰ切削用量及基本工時的確定 (1)銑Φ45端面 選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27） mm/z (3.1) mm,min（《切削》表3.7和《切削》表3.8） m/min（《切削》表3.9） r/m 按機床選取r/min 實際切削速度m/min (3.2) mm/min (3.3) 銑床工作臺進給量： mm/min 基本工時： min (2)半精銑Φ45端面 加工余量為Z=1mm 切削速度為m/min r/min 選用主軸為r/min mm/min (3.4) 基本工時： min 3.3.2 工序Ⅱ切削用量及基本工時的確定 (1)粗銑大端面 進行兩次銑削，第一次Z=2mm，第二次Z=1mm m/min r/min (3.5) 選用主軸為r/min 實際切削速度： m/min (3.6) 工作臺進給量： mm/min 基本工時： min (2)半精銑大端面 切削速度： m/min r/min 選用主軸為r/min 工作臺進給量： m/min 基本工時： min 3.3.3 工序Ⅲ切削用量及基本工時的確定 (1)鉆孔Φ23mm 選擇Φ23mm高速鋼錐柄標準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6） mm/r（《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16） m/min（《切削》表2.15）硬度200－217 r/min (3.7) 按機床選取r/min（《工藝》表4.2－5） 實際切削速度： m/min 基本工時： min（《工藝》表6.2－5） (2)擴孔mm 選擇Φ24.8mm高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－8） 由《切削》表2.10得擴孔鉆擴Φ24.8mm孔時的進給量 f=0.7mm/r～0.8mm/r， 由《工藝》表4.2－16取mm/r擴孔鉆擴孔時的切削速度 由《切削》表2.15得m/min，故： 7m/min～4.7m/min 89r/min～60r/min 按機床選取r/min m/min (3.8) 基本工時： min (3)鉸mm孔 選擇Φ25mm高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24得f=1.1mm/r～1.5mm/r，ap=0.15mm～0.25 mm， VC=4m/min～8 m/min 由《工藝》表4.2－16得mm/r 51r/min～10r/min 按機床選取r/min m/min 基本工時：min 3.3.4 工序Ⅳ切削用量及基本工時的確定 (1)鉆Φ10孔 選擇Φ9.8mm高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得mm/r m/min（《切削》表2.15） r/min 按機床選取r/min r/min (3.9) 基本工時: min (2)粗鉸Φ9.96mm孔 選擇Φ9.96mm的高速鋼鉸刀（《工藝》表2.11） 由《切削》表2.24和《工藝》表4.2－15查得mm/r mm/min r/min 按機床選取r/min mm/min 基本工時：min (3)精鉸Φ20mm孔 選擇Φ20mm的鉸刀 mm/r mm/min r/min 按機床選取r/min mm/min 基本工時:min 3.3.5 工序Ⅴ切削用量及基本工時的確定 選用高速鋼圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=6 (1)第一次走刀 mm/z m/min r/min (3.10) 按機床選取r/min mm/min 工作臺進給量： mm/min 基本工時:min (2)第二次走刀 m/min r/min 按機床選取r/min 工作臺進給量： mm/min 基本工時： min 3.3.6 工序Ⅵ切削用量及基本工時的確定 (1)鉆Φ13mm孔 選擇Φ13高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.5－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得mm/r m/min（《切削》表2.15） r/min 按機床選取r/m m/min (3.11) 基本工時: min (2)粗鉸Φ13.95mm孔 選擇Φ13.95高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17） =0.5mm/r～1.0mm/r,=0.1mm～0.15mm， =4m/min～8m/min 91r/min～182r/min 按機床選取r/min（《工藝》表42－15） r/m mm/r（《工藝》表4.2－16） 基本工時： min (3)精銑Φ14mm孔 選擇Φ14高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24查得 =0.5mm/r～1.0mm/r，0.1mm～0.15mm， =4m/min～8m/min 91r/min～182r/min mm/r（《工藝》表42－16） 按機床選取r/min m/min 基本工時：min 3.3.7 工序Ⅶ切削用量及基本工時的確定 (1)鉆Φ8.5底孔 選用Φ8.5高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得mm/r m/min（《切削》表2.15） r/min 按機床選取r/min m/min 基本工時：min (2)攻螺紋M10mm 選擇M10mm高速鋼機用絲錐 f等于工件螺紋的螺距p，即mm/r m/min r/min 按機床選取r/min m/min 基本工時：min 3.3.8 工序Ⅷ切削用量及基本工時的確定 (1)鉆Φ5的圓錐孔 選擇高速鋼麻花鉆 mm/r m/min 6r/min 按機床選取r/min m/mm 基本工時：min (2)鉸Φ5mm的孔 選擇Φ5mm的鉸刀 mm/r r/min 按機床選取r/min m/min 基本工時：min 3.3.9 工序IX切削用量及基本工時的確定 (1)鉆Φ5.5mm孔 選擇Φ4.8mm的高速鋼錐柄麻花鉆 mm/r m/min r/min 按機床選取r/m m/min 基本工時：minmin (2)鉸Φ5.5mm孔 選擇Φ5.5mm的鉸刀 mm/r r/min 按機床選取r/min m/min 基本工時：min 4 夾具設計 CA6140車床手柄座材料為，年產(chǎn)量5萬件。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本夾具用于支座體小端面的銑削加工。機床夾具是一種在金屬切削機床上實現(xiàn)裝夾任務的工藝裝備，是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。 4.1 夾具的作用和分類 (1)機床夾具的分類 夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。為適應現(xiàn)代機械制造業(yè)產(chǎn)品改型快、新品種多、小批量生產(chǎn)的特點，除使用專用夾具外，還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型。 (2)按夾具的應用范圍、使用特點來分，有以下類型 (a)通用夾具 它是指已經(jīng)標準化的、在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具，多由專門制造廠供應，如三爪或四瓜卡盤、機器虎鉗、回轉工作臺、萬能分度頭、磁力工作臺等。 （b）專用夾具 它是指專為某一工件的某道工序的加工而設計制造的夾具，一般在一定批量的生產(chǎn)中應用。 （c）通用可調(diào)夾具和成組夾具 這兩種夾具其結構相似，其共同點是：在加工完一種工件后，經(jīng)過調(diào)整或更換個別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。但通用可調(diào)夾具的加工對象并不很確定，通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設計的，針對性強，加工對象和適用范圍明確，結構更為緊湊。在當前多品種小批量生產(chǎn)的條件下，這兩類夾具是改革工藝裝備設計的一個發(fā)展方向。 （d）組合夾具 它是指按某一工件的某道工序的加工要求，由事先準備好的通用的標準元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重新組裝新夾具時供再次使用。由于組合夾具是由各種標準元、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短，能反復使用等特點，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。 夾具也可按所適用的機床來分類，可為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具，鏜床夾具和其它機床夾具等類型[17]。 （3）機床夾具的作用 機床夾具在機械加工中的應用廣泛，其作用為：保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；提高勞動生產(chǎn)率，降低成本；改善工人勞動條件；擴大機床范圍，改善機床用途[18]。 為了保證加工精度應采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定，提高生產(chǎn)率、降低成本用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時[13]。 4.2 夾具的要求 (1)保證工件加工的各項技術要求 要求正確確定定位方案、夾緊方案，正確確定刀具的導向方式，合理制定夾具的技術要求，必要時要進行誤差分析與計算。 (2)具有較高的生產(chǎn)效率和較低的制造成本 為提高生產(chǎn)效率，應盡量采用多件夾緊、聯(lián)動夾緊等高效夾具，但結構應盡量簡單,造價要低廉。 (3)盡量選用標準化零部件 盡量選用標準夾具元件和標準件，這樣可以縮短夾具的設計制造周期，提高夾具設計質(zhì)量和降低夾具制造成本。 (4)夾具操作方便安全、省力 為便于操作，操作手柄一般應放在右邊或前面；為便于夾緊工件，操縱夾緊件的手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應有足夠的活動空間；為減輕工人勞動強度，在條件允許的情況下，應盡量采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置。 (5)夾具應具有良好的結構工藝性 所設計的夾具應便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整和維修[14]。 4.3 定位元件的選擇 在設計夾具的過程中要考慮到工件是否正確定位，保證加工精度，縮短安裝時間，提高勞動生產(chǎn)率，擴大機床工藝范圍，實現(xiàn)一機多能，操作方便，可降低對工人的技術要求，還可減輕工人的勞動強度。夾具包括定位元件裝置，夾緊裝置，對刀—導向元件，連接元件以及其他夾緊裝置和夾具體[15]。 常見的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷、錐面定位銷、V形塊、定位套、錐度心軸等等。 我選擇的加工工序的定位元件為定位銷,是以φ25為圓心的定位銷定位。這樣選擇的好處是，最大限度的來約束零件的自由度。 4.4 夾緊元件的選擇 工件在夾具中定位后一般應夾緊，使工件在加工過程中保持以獲得的定位不被破壞。由于工件在加工過程中受切削力，慣性力、夾緊力等的作用，會形成變形或位移，從而影響工件的加工質(zhì)量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個十分重要的問題。為了獲得良好的加工效果，一定要把工件在加工過程中的位移、變形等控制在加工精度所允許的范圍之內(nèi)。夾緊時間的處理有時會比定位的設計更為困難，從設計難度上講，夾緊機構往往花費設計人員較多的心血[16]。 夾緊機構設計時一般應滿足以下主要原則： (1)夾緊時不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置。 (2)夾緊力應保證工件位置在整個加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動。 (3)使工件不產(chǎn)生過大的變形表面損傷。 (4)夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的剛度和強度，手動夾緊機構必須保證自鎖，機動夾緊機構應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。 (5)夾緊機構必須安全、省力、方便、符合工人操作習慣。 針對我要加工的工序我選擇的夾緊元件為方板。這樣能將工件更好的固定在夾具體上，并且選用螺釘緊固。 4.4.1 切削力與夾緊力比較 由夾具結構知，軸向力與夾緊力垂直，欲使夾具安全工作，夾緊力產(chǎn)生的摩擦力必須大于軸向力。一般鋼鐵接觸面的摩擦系數(shù)為：0.1～0.15。此處取小值0.1。則F總=2×368=736>449.238 所以安全 。 由于鉆頭直徑為Ф14，所以產(chǎn)生的扭矩非常小，夾具可安全工作。 5 組合機床的設計 5.1 組合機床總體設計----“三圖一卡” 繪制組合機床“三圖一卡”，就是針對具體，在選定的工藝和結構方案的基礎上，進行組合機床總體方案圖樣文件設計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡等[19]。 5.2 組合機床結構方案的確定 組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件，對一種或數(shù)種工件按預先確定的工序進行加工的高效專用機床。組合機床能對工件進行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。組合機床可分為具有固定夾具的單工位組合機床、具有移動夾具的多工位組合機床和轉塔式組合機床三類。 本次畢業(yè)設計中對鉆Φ14的孔來組合設計機床。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊元件也不會太大，設計的時候考慮到各方面的因素后，決定選用立式鉆床。 5.3 被加工零件工序圖繪制 由于是單工位加工，再加上零件結構簡單，工序圖可以直接在零件圖上作必要的說明。 工序圖見附圖被加工零件工序圖。 5.4 被加工零件加工示意圖繪制 被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設計的組合機床（或自動線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設計研究合同外，它是組合機床設計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件工序圖基礎上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括： 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設計有關部位結構形狀和尺寸。本工序加工部位用粗實線表示,其余部位用細實線表示。當需要設置中間導向時，則應把設置中間導向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關結構形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉[20]。 本工序所選用的定位基準、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進行夾具的支撐、定位、夾緊和導向等機構設計。 本工序所選用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術要求以及對上道工序的技術要求。本工序加工部位的位置尺寸應與定位基地直接發(fā)生關系。當本工序定位基準與設計基準不符時，必須對加工部位的位置精度進行分析和換算，并把不對稱公差換算為對稱公差。對工件毛坯應有要求，對孔的加工余量要認真分析。當本工序有特殊要求時必須注明。 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 5.5 組合機床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關系的，是開展各專用部件設計和確定機床最大占地面積的指導圖紙。 組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設計的組合機床既能滿足預期的性能要求，又能做到配置上的勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對所設計的組合機床各個部件之間的關系進行全面的分析研究。組合機床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的通用部件，以及確定的專用部件的結構原理而繪制的。 (1)機床裝料高度的確定 確定機床裝料高度要考慮車間運送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱 最低高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為了便于操作和省力，考慮道自動排削，裝料高度可采用900mm。 (2)夾具外形輪廓尺寸的確定 夾具的外形尺寸參考前一章的夾具總體圖上的尺寸。 (3)機床同用部件的選擇 此次設計的專用組合機床所用的同用部件有；一個動力頭、一個液壓滑臺、一個立柱、一個側底座、一個底座、一個墊臺和一個電機。根據(jù)設計要求，本組合機床通用部件查《組合機床設計手冊》選取見表5.1。 表5.1 通用部件表 通用部件名稱 型號 鉆削動力頭 1TZb12 液壓滑臺 1HY25-IA 立柱 1CL25 側底座 1CD251 電機 YEJ802-4B5 根據(jù)手冊上各通用部件的尺寸繪制組合機床聯(lián)系尺寸圖。機床的聯(lián)系尺寸圖主要應針對各部件之間的聯(lián)系尺寸進行標注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸，各部件應嚴格按同一比例繪制。在圖上應標明工件、夾具及動力頭的中心線之間的關系。 組合機床設計總圖見附圖組合機床聯(lián)系尺寸圖。 結束語 由本文的論述，我們了解到，通過車床手柄座的加工設備及工藝的研究與應用，在機床、夾具、刀具、工藝流程等方面進行合理設計和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴大了加工適應范圍，提高了可靠性，具備一定的先進性，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益. 本機床所用夾具的通用性強，工件采用三角定位夾緊，快速方便。采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。 在專用組合機床的設計中，我設計的是小孔鉆加工的專用組合鉆床。專用組合鉆床，突出了專用二字，即非通用，只適合本工序。切削力、切削轉矩、切削功率是專用組合鉆床設計的基礎，求出以上個量鉆床最核心部位——鉆頭就可以確定了，之后的設計圍繞鉆頭和工件的相對位置及其一些關鍵件尺寸來選擇其它部件并確定它們的相對位置。 通過本工藝改進，車床手柄座小孔加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟和社會效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設計要求。則在直接經(jīng)濟效益方面，節(jié)省了大量加工工時。 由于知識和能力有限，所以設計中還有許多不足之處，請各位老師批評指正！ 致 謝 首先要感謝一下王栓虎老師,每個星期五都不辭辛苦的來給我們輔導畢業(yè)設計,盡心盡力,對同學們的畢業(yè)設計都認真的批閱且回答我們的疑問,指出問題的所在，從王栓虎老師那里我們學到了不少知識,同時也要感謝本校輔導老師吳晟老師對同學的嚴格要求，一絲不茍的查看大家畢業(yè)稿。 畢業(yè)設計是每個大學生必經(jīng)的一個階段。在畢業(yè)設計之前總覺得它可能非常難，因為以前聽師兄師姐說的，而現(xiàn)在自己做畢業(yè)設計時才覺得設計主要是考查基礎，在學校學的東西往往是理論，沒有進行實際的練習，設計中我發(fā)現(xiàn)的設計東西很少有創(chuàng)新能力。 在大學中缺少了實踐這個環(huán)節(jié)，一方面學的被動，一方面又沒有充分利用大學給予的條件，因為面對老師，我總是找不出問題，面對圖書館的圖書，不知道看哪本才好。 四年的大學生活讓我受益菲淺，最重要的是培養(yǎng)了我吃苦耐勞的精神，腳踏實地的作風，較強的社會工作能力。為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應這個日新月異的社會，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)，爭取在人生的道路上更好的實現(xiàn)社會價值、人生價值和自我價值！ 本次畢業(yè)設計是對我們在校四年來所學知識與生產(chǎn)實踐技術所進行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運用所學專業(yè)知識解決實際問題的能力；它還為我們了解一般機械工程設計的基本思想打下良好的基礎，是一次較全面的鍛煉。對我們進入社會具備一定獨立工作能力起了良好的作用,能較好的適應工作。 經(jīng)過兩個月的時間，我對機械制造及自動化有了更深刻的了解，不僅回顧了以前所學的知識，還學到了許多以前沒有接觸過的新知識，對CAD和Word的應用水平有了進一步提高，也清楚了各種標準件的畫法，對數(shù)控技術，單片機，PLC的認識有了進一步的深化。 在此感謝王栓虎指導老師和吳晟老師以及同學們在這次設計中對我的熱心指導和幫助，通過本次設計使自己有一個綜合性的提高,達到了本次的設計的要求。 參 考 文 獻 [1] 裘愉弢主編. 組合機床[M].第一版.北京：機械工業(yè)出版社,1995. 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[20] 中國內(nèi)燃機工業(yè)年鑒[M].上海：上海交通大學出版社,1999. 目 錄 1 緒論 1 1.1 畢業(yè)設計的目的 1 1.2 車床手柄座設計的基本情況 1 1.3 工藝方案 1 2 零件分析 4 2.1 零件的工藝分析 4 2.2 零件的加工工序 4 2.3 粗加工零件時切削用量的選擇原則 4 2.4 精加工零件時切削用量的選擇原則 5 3 工藝規(guī)程設計 7 3.1 制定工藝路線 7 3.2 機床夾具設計的作用及要求 7 3.3 基本工序的設計 7 4 夾具設計 16 4.1 夾具的作用和分類 16 4.2 夾具的要求 17 4.3 定位元件的選擇 17 4.4 夾緊元件的選擇 18 5 組合機床的設計 19 5.1 組合機床總體設計----“三圖一卡” 19 5.2 組合機床結構方案的確定 19 5.3 被加工零件工序圖繪制 19 5.4 被加工零件加工示意圖繪制 19 5.5 組合機床聯(lián)系尺寸圖的繪制 20 結束語 22 致謝 23 參考文獻 24