1、青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）摘 要制造業(yè)中尤其是機械制造業(yè)，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中按照特定工藝，不論其生產(chǎn)規(guī)模如何，都需要種類繁多的工藝裝備，而制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本無不與工藝裝備有關(guān)。隨著不規(guī)則形狀零件在現(xiàn)代制造業(yè)中的廣泛應用，如何保證這類零件的加工精度就顯得尤為重要，隨著社會技術(shù)的發(fā)展，機械的應用越來越廣泛，在機械結(jié)構(gòu)組成的中，軸承占據(jù)著重要地位，與之對應的軸承端蓋的快速設(shè)計加工也越來越重要，因此零件應具有足夠的強度、鋼度耐磨性和韌性，以適應端蓋的工作條件，是非常重要的機械零件之一，軸承端蓋應用廣泛，所以端蓋的夾具設(shè)計是影響夾具加工的重要因素，機械制造過程中用來固定加工

2、對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置，又稱夾具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置 、對刀引導元件(確定刀具與工件的相對位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成，在端蓋的夾具設(shè)計中，主要從夾具這幾個組成方面來設(shè)計。關(guān)鍵詞：機械制造，夾具，軸承端蓋 IIAbstractEspecially machinery manufacturing in the manufact

3、uring industry, the production process according to a specific process, regardless of their size, requires a wide range of technology and equipment, and manufacturing all product quality, productivity, cost and process equipment. As not rules shape parts in modern manufacturing in the widely applica

4、tion, how guarantee this class parts of processing precision on is particularly important, as social technology of development, machinery of application increasing widely, in machinery structure composed , bearing occupy with important status, and of corresponds to of bearing end cover of fast desig

5、n processing also increasingly important, therefore parts should has enough of strength, and steel degrees wear sexual and toughness, to adaptation end cover of work conditions, is very important of machinery parts one of, bearing end cover application widely, Fixture design for end cover are import

6、ant factors affecting Jig machining, machinery used in the manufacturing process, stationary processing object so that it occupies the correct position to accept construction or inspection devices, also known as the fixture. Broad said that any process in the process used to quickly, easily and secu

7、rely install the workpiece device, can be called a fixture. Fixture usually by positioning components (determines workpiece in fixture in the of correctly location), and clip tight device, and on knife boot components (determines tool and workpiece of relative location or guided tool direction), and

8、 points degrees device (make workpiece in once installed in the can completed number a station of processing, has rotary points degrees device and line mobile points degrees device two class), and connection components and clip specific (fixture base), composed, in end cover of fixture design in the

9、, main from fixture this several composed aspects to design.Key words： Machinery manufacturing ，F(xiàn)ixture ，Bearing end plate目 錄摘 要.IAbstractII 1緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12端蓋零件的用途、技術(shù)要求32.1端蓋的用途32.2端蓋的技術(shù)要求33零件的工藝分析53.1端蓋的工藝分析.53.2零件加工工序.53.3工藝路線確定.73.4工序的集中與分散.93.5表面加工方法及設(shè)備的選用103.6編寫

10、工藝卡片.114切削過程.124.1概述.124.2切削加工的基本參數(shù).125機床夾具設(shè)計.165.1夾具概述.165.2工件的定位.175.3工件定位設(shè)計.185.4工件的夾緊.225.5銑床夾具的設(shè)計特點.295.6夾具體設(shè)計.29結(jié) 論32致 謝33參考文獻34附 錄351 1緒論1.1機械制造工藝機械制造及其自動化是一門研究機械制造理論、制造技術(shù)、自動化制造系統(tǒng)和先進制造模式的學科。該學科融合了各相關(guān)學科的最新發(fā)展，使制造技術(shù)、制造系統(tǒng)和制造模式呈現(xiàn)出全新的面貌。機械制造及其自動化目標很明確，就是將機械設(shè)備與自動化通過計算機的方式結(jié)合起來，形成一系列先進的制造技術(shù)，包括CAD、CAM、

11、FMC等等，最終形成CIMS，使傳統(tǒng)的機械加工得到質(zhì)的飛躍。具體在工業(yè)中的應用包括數(shù)控機床、加工中心等。機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多

12、少，公差要達到多少。1.2夾具介紹機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具 。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置 、對刀引導元件(確定刀具與工件的相對位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工，

13、有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。在機床加工工件時，為了要使該工序所加工的表面，能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求，在加工前，必須首先將工件裝好夾牢。把工件夾牢，就是指在已經(jīng)定好的位置將工件可靠夾住，以防止在加工時工件因受到切削力、離心力、沖擊和振動等的影響，發(fā)生不應有的位置位移而破壞了定位，在夾具設(shè)計中稱為夾緊。在機床夾具設(shè)計中，工件裝夾的實質(zhì)，就是對工件進行定位和夾緊，在本次設(shè)計中，也主要從這兩個方面考慮設(shè)計。工件加工之前，必須首先使它在機床上相對刀具占有正確的加工位置，這就是定位，它包括工件在夾具中的定位、夾具在

14、機床上的定位、刀具在夾具中的對刀與導引、整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等組成環(huán)節(jié)。工件在夾具中的定位問題，是夾具設(shè)計中首先要解決的問題，因為定位問題是夾具設(shè)計的出發(fā)點，定位方案未確定，便無法進行夾緊裝置、對刀導引裝置及整個夾具的設(shè)計工作。所以說，工件的定位問題是很重要的。在機械加工過程中，工件會受到切削力、離心力等外力作用，為了保證在這些外力下，工件仍能在夾具中保持定位元件所確定的已有加工位置，而不至于發(fā)生振動或位移，因此，一般夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾具裝置將工件可靠夾牢，這種把工件壓緊夾牢的裝置，稱為夾緊裝置。在夾具設(shè)計中，對夾緊裝置提出如下要求：加緊過程中，必須保證定位精準可靠，而不破壞原有的定位

15、。夾緊力的大小要可靠、適當，既要保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn)定不變、振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)類型相適應，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，工藝性好，便于制造和維修。夾緊裝置應具有良好的自鎖性能，以保證在原動力波動或消失后，仍能保證夾緊狀態(tài)。夾緊裝置的操作應方便、安全、省力。此外，夾具還包括各種輔助元件，包括分度裝置、靠模元件、上下料裝置、頂出器和平衡塊等，這些元件需要專門設(shè)計。2端蓋零件的用途、技術(shù)要求2.1端蓋的用途端蓋應用廣泛，是非常重要的機械零件之一。端蓋的一般作用是：（a）軸承外圈的軸向定位；（b）防塵和密封，除本身可以防塵和

16、密封外，也常和密封件配合以達到密封的作用；（c）位于車床電動機和主軸箱之間的端蓋，主要起傳遞扭矩和緩沖吸震的作用，使主軸箱的轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。因此該零件應具有足夠的強度、鋼度耐磨性和韌性，以適應端蓋的工作條件。該零件的主要工作表面為左右端面以及左端面的外圓表面，在設(shè)計工藝規(guī)程時必須重點考慮。端蓋加工工藝的可行性與合理性直接影響零件的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、使用性能和壽命等。2.2端蓋的技術(shù)要求該端蓋形狀的普通、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的圓盤類零件，主要實現(xiàn)軸承軸向定位的功能，必須滿足端蓋的位置度要求，即垂直度和同軸度的要求，因此加工精度要求較高；端蓋在工作中需承受載荷，為增加其耐磨性，對端蓋要求時效處理。 圖2-1零

17、件圖圖2-1為端蓋零件簡圖，根據(jù)端蓋的尺寸精度、技術(shù)要求和功用，經(jīng)過是深入分析，該端蓋零件的特點是:內(nèi)圓加工精度高，右端面與中心軸線垂直度高，36孔精度要求高。從所給零件圖分析可知，該端蓋主要由1個臺階圓凸臺與圓臺組合而成，圓臺上有3個均勻分布的臺階孔和一個半圓槽。其中，圖1中第一幅圖是剖視圖，其中右端面的形位公差相對于孔的軸線的垂直度公差為0.05mm； 表2.1是本文涉及端蓋的全部技術(shù)要求。 表2.1端蓋零件技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差（mm）表面粗糙度Ra（m）形位公差（mm）右端面1046.3垂直度0.05右端面大孔3.2左端面4512.5左臺階面10412.5通孔366.3臺階面小通孔

18、3712.5槽R1612.5端蓋外圓面10412.5383零件的工藝分析3.1端蓋的工藝性分析為了能優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的加工出合格產(chǎn)品，在機械加工工藝規(guī)程設(shè)計中應研究如下問題：1. 零件工藝性分析及毛坯選擇。2. 工藝設(shè)計的擬定。3. 工序設(shè)計。4. 工藝文件編制。5. 提高勞動生產(chǎn)率的主要途徑。6. 工藝方案的經(jīng)濟分析。4 圖3-1零件圖由于該零件的結(jié)構(gòu)比較簡單，在工作工程中不會受很大的力。由于該端蓋在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強其強度和沖擊韌度較好的組織，以及為了可以快速加工，毛坯選用45圓鋼，毛坯直徑為106mm。3.2 零件加工工序工序是指一個（或一組）工人在同一個工作地點，對同一

19、個（或幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。劃分工序的主要依據(jù)是工作地點（或設(shè)備）是否變動及工件是否連續(xù)。同樣的加工內(nèi)容可以有不同的工序安排，工序內(nèi)容可繁可簡，根據(jù)被加工零件的生產(chǎn)條件而定。4分析圖3-1可知，端蓋的外圓面要求車銷加工；零件左、右端面為平面，利用銑削的方式加工；右端面大孔的要求精度較高，采用先鉆孔，再擴孔的方法，對于36的孔，也采用先鉆孔再擴孔最后鉸孔的方法，由于3個小孔的精度要求低，所以采用直接鉆孔的方法，槽的加工直接用銑削的方法加工，另外，該零件除主要表面外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過車削，銑削，鉆床的粗加工就可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法

20、加工出來。該端蓋的輪廓尺寸不大，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，采該零件各表面的加工余量是由各個表面的粗糙度、加工方法以及加工等級來確定的。具體加工工序及結(jié)果如下：表3.1 104外圓的加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗車0.110412.5表3.2 45外圓的加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗車0.14512.5表3.2 凸臺上倒角的加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗車倒角0.1145o12.5表3.3 右端面的加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗銑0.310412.5精銑0.061046.3表3.

21、4 內(nèi)圓加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m鉆孔0.63512.5擴孔0.09723.2表3.5左端面的加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗車0.14512.5表3.6臺階面加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗車0.110412.5表3.7 36孔的加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m擴孔0.08366.3表3.8 37孔加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m鉆孔0.1712.5表3.9 槽的加工工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗銑0.1 R1612.

22、53.3工藝路線的確定3.3.1定位基準的選擇定位基準的選擇是制定工藝規(guī)程的一個重要問題。定位基準選擇的正確與否，不僅對零件的尺寸精度和相互位置精度有很大影響，而且對零件個表面間的加工順序也有很大影響，根據(jù)作為定位基準的工件表面狀態(tài)不同，定位基準分為粗基準和精基準。用未經(jīng)過加工的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準；用加工過的表面作為定位基準稱為精基準。由于對精基準和粗基準的加工要求和用途各不相同，所以選擇粗、精基準時所考慮問題的側(cè)重點也不同。再選擇定位基準時，要從保證工件精度要求出發(fā)，因而分析定位基準時應先根據(jù)工件的加工技術(shù)要求確定精基準，然后再確定粗基準。1.精基準的選擇根據(jù)精基準的選

23、擇要求（1） 基準重合原則 選擇加工表面的設(shè)計基準做為定位基準稱為基準重合。為避免基準不重合而引起的基準不重合誤差，保證加工精度應遵循基準重合原則，在對加工面位置尺寸和位置關(guān)系有決定性影響的工序中，特別是當位置公差要求較嚴格時，一般不應違這一原則，否則，將由于存在基準不重合誤差，而增大加工難度。另外，在最后精加工時，為保證精度，更應該注意這個原則，這樣可以避免因基準不重合而引起的定位誤差。（2） 基準統(tǒng)一原則 在工件的加工過程中盡可能的采用統(tǒng)一的一組定位基準加工工件上盡可能多的表面，稱為基準統(tǒng)一原則?；鶞式y(tǒng)一原則的優(yōu)點有：可以保證所加工的各個表面之間具有正確的相對位置關(guān)系。簡化了工藝過程，使各

24、個工序采用的夾具比較統(tǒng)一，從而減少了夾具種類與設(shè)計和制造夾具的時間和費用。可減少基準轉(zhuǎn)換帶來的誤差，有利于保證加工精度?？稍谝淮窝b夾中加工出較多的表面，提高生產(chǎn)率。當采用基準統(tǒng)一原則，無法保證表面間的位置精度時，往往是先用基準統(tǒng)一原則，然后在最后工序用基準重合原則保證表面間的位置精度。（3） 自為基準原則 當某些表面精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，在加工時就應盡量選擇被加工表面作為精基準，即遵循自為基準原則。采用自為基準原則加工時，只能提高加工表面本身的尺寸、形狀精度，而不能提高加工表面的位置精度，加工表面的位置精度應由前面的工序保證。（4） 互為基準原則 當工件上兩個加工表面之間的

25、位置精度以及它們自身尺寸和形狀精度要求很高時，則采取兩個加工表面互為基準原則進行加工。（5） 保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則根據(jù)這些原則綜合分析，所以選擇精加工后的右端面為主要的定位精基準。2.粗基準的選擇根據(jù)粗基準的選擇要求（1）保證工件的加工面和非加工面之間的相互位置要求的原則。為保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應選不加工表面為粗基準。當工件上有多個不加工表面與加工表面之間有位置要求時，則選擇與加工表面的相對位置有緊密聯(lián)系的不加工表面作為粗基準。（2）合理分配加工余量的要求. 若工件必須保證某些重要表面余量均勻，則應選擇該表面為粗基準。（3）粗基準應避免重復使用的原則.

26、 在同一尺寸方向上（即同一自由度方向上），粗基準通常只允許使用一次。粗基準一般來說比較粗糙，形狀誤差也大，如重復使用就會造成較大的定位誤差，從而引起加工表面間較大的位置誤差,因此，應避免粗基準重復使用。（4）保證定位準確、夾緊可靠的原則。 作為粗基準的表面應平整光潔，要避開鍛造飛邊和鑄造澆口、冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保證定位準確、夾緊可靠。當選用夾具裝夾時，選擇 的粗基準表面還應該使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。根據(jù)粗基準的選用要求，所以選擇零件左端面和右端面還有中心軸線為主要的定位粗基準。43.3.2工序順序的安排復雜零件的機械加工通常要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。在擬定工藝路線時，零件表

27、面的加工方法確定以后，工藝人員要安排切削加工的先后順序，同時還要合理安排熱處理、檢驗等其他工序在工藝過程中的位置。零件工序順序安排得是否合理，對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性有很大的影響。1. 基準先行在每一個加工階段選為精基準的表面要先加工，以提高定位精度，然后再以基準面定位進行其他有關(guān)表面的加工，這樣能比較方便的保證加工精度要求。2. 先主后次先安排主要表面加工，再安排次要表面加工。主要表面是指零件上一些配合面、接合面、安裝面等精度要求較高的表面。它們的質(zhì)量對整個零件的加工質(zhì)量影響較大，對其進行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工

28、精度。次要表面主要是指鍵槽、螺孔等，應先加工主要表面，再加工次要表面。另外，次要表面往往與主要表面有一定的相對位置要求。一般次要表面都以主要表面作為基準進行加工，因此這些表面的加工一般放在主要表面的半精加工之后，最終精加工以前加工完畢。3. 先面后空主要對于箱體零件而言，這類零件既有平面，又有孔或孔系，要保證平面輪廓平整，安放和定位比較穩(wěn)定可靠，要先加工箱體表面，再加工孔或孔系。4先粗后精一個零件的切削加工過程，總是先進行粗加工，在進行精加工，最后進行精加工和光整加工，這有利于加工誤差和表面缺陷的逐步切除，從而逐步提高零件的加工精度與表面質(zhì)量，此外，粗加工后加工表面會產(chǎn)生加大的殘余應力，粗精加

29、工分開后，其間的時間間隔用于自然時效，有利于減少殘余應力并讓其充分變形，以便在后續(xù)精加工工序中得以切除修正。3.4 工序的集中與分散 制定工藝路線時，選定了各表面的加工方法和劃分加工階段之后，就可將同一階段中的各加工表面的加工組合成若干工序，在一般情況下，根據(jù)工步本身的性質(zhì)、加工階段的劃分、定位基準的選擇和轉(zhuǎn)換等，進行工序組合，設(shè)計工序時，有兩種思路，一種是工序分散原則，另一種是工序集中原則。1.工序集中與工序分散的概念 工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，工序數(shù)少而各工序的加工內(nèi)容多。工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容很少，即工序數(shù)目多而各工序的

30、加工內(nèi)容少，最少時每道工序僅一個簡單工步。2.工序集中與工序分散的特點工序集中的特點： 序裝夾次數(shù)減少，在一次安裝中加工多個表面，易于保證相互位置精度。 有利于采用高效的專用機床和工藝裝備，可以大大提高生產(chǎn)率。 所用機器設(shè)備的數(shù)量少，減少了生產(chǎn)的占地面積和操作工人數(shù)。 工序數(shù)目減少，縮短了工藝路線，簡化了生產(chǎn)計劃工作，易于管理。 加工時間減少，減少了運輸路線，縮短了加工周期。 專用機床和工藝裝備成本高，機床構(gòu)造通常較為復雜，其調(diào)整、維修費時費力，生產(chǎn)準備工作量大，轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費時。工序分散的特點： 備及工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，生產(chǎn)準備工作量少，生產(chǎn)工人也便于掌握操作技術(shù)，容易適應產(chǎn)

31、品更換。 有利于選擇合理的切削用量，又易于平衡工序時間。 設(shè)備數(shù)量多，占地面積達，工人數(shù)量也多。 工序數(shù)目較多，工藝路線長，生產(chǎn)周期長。43工序集中與工序分散的選用原則 工序集中與工序分散各有利弊，工序設(shè)計的集中還是分散，應根據(jù)生產(chǎn)類型、現(xiàn)有生產(chǎn)條件、產(chǎn)品的市場前景、工件結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求等進行綜合分析。大批大量生產(chǎn)時，若使用專用機床和工藝裝備組成的傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)，多采用工序分散的原則組織生產(chǎn)，這種組織形式可以降低生產(chǎn)成本，獲得高的生產(chǎn)效率。一般來說，單件、小批量生產(chǎn)，若使用通用設(shè)備組織加工，適于采用工序分散的原則。零件尺寸、重量較大，不以運輸和安裝的，應采用工序集中的原則。3.5表

32、面加工方法及設(shè)備的選用根據(jù)各個加工表面的技術(shù)要求要合理的選用加工方法和加工設(shè)備，具體加工方法和設(shè)備的選擇如表3.1：表3.1加工方法和加工設(shè)備序號加工表面表面粗糙度/m加工方法設(shè)備1毛坯外圓12.5粗車車床CA6140245外圓12.5粗車車床CA61403凸臺倒角12.5粗車車床CA61404右端面6.3粗銑半精銑精銑銑床X515內(nèi)圓3.2鉆孔擴孔銑床X516左端面12.5粗車車床CA61407臺階面12.5粗車車床CA6140836孔6.3鉆孔擴孔銑床X51937孔12.5鉆孔銑床X5110R16槽12.5粗銑銑床X513.6編寫工藝卡片總體分析，該端蓋的加工順序為：毛坯外圓左端面45臺階

33、凸臺凸臺倒角掉頭右端面孔36通孔37小孔R16槽。工藝卡片見表3.2 表3.2工藝卡片機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱軸承端蓋零件材料45鋼毛坯種類圓鋼件數(shù)2500件工序號工序名稱工步設(shè)備1車端面、車外圓、倒角（1）粗車左端面；（2）粗車大端外圓；（3）粗車小端外圓；（4）倒角。CA61402銑端面（1） 粗銑右端面；（2） 半精銑右端面；（3） 精銑右端面。銑床X513鉆孔、擴孔（1） 右端面鉆孔；（2） 右端面擴孔；銑床X514擴孔左端面擴孔銑床X515銑槽銑R16槽銑床X51 4切削過程4.1 概述切削過程是刀具和工件間相互作用，刀具從被加工工件表面上切去多余材料得到預定尺寸精度和表面質(zhì)量的

34、過程，是機械制造中最基本的方法。在此過程中，被加工工件的切削層在刀具的擠壓下產(chǎn)生塑性變形，形成切屑被切除掉同時伴隨很多物理現(xiàn)象，這些物理現(xiàn)象直接影響工件的加工質(zhì)量和精度，所以要對切削過程進行研究，保證和提高加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、促進刀具和加工工藝技術(shù)的進步都有著十分重要的意義。44.2 切削加工的基本參數(shù)切削加工的基本參數(shù)主要包括切削加工、切削運動和切削用量，其中切削運動又分為主運動、進給運動，切削用量又稱切削三要素，其中包括切削速度、進給量和背吃刀量。4.2.1 切削加工金屬切削加工是利用刀具切去工件毛坯上多余的加工余量，獲得具有一定的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量的機械加工方法。

35、4.2.2切削運動 切削運動就是刀具與工件之間的相對運動，即表面成型運動，可分主運動和進給運動。1.主運動主運動是使工件與刀具產(chǎn)生相對運動以進行切削的最基本運動。主運動速度最高，消耗功率最大，且只有一個，用vc表示，本次加工中，切削時工件的旋轉(zhuǎn)運動為主運動，銑削時銑刀的旋轉(zhuǎn)運動為主運動。2.進給運動進給運動是不斷把切削層材料投入到切削過程中，以便形成全部已加工表面的運動。進給運動一般速度較低，消耗功率小，可以有一個或多個運動組成，可以是連續(xù)的也可以是間歇的，用vf表示，本次加工過程中，車削時車刀的縱向或者橫向運動，銑削時工件的位移運動。在切削過程中，既有主運動又有進給運動，二者的合成運動稱為切

36、削運動用ve表示，可由下式表示： ve=vc+vf3.加工表面切削加工過程中，在工件上通常會有三種變化著的加工表面：（1） 待加工表面工件上即將被切除的表面（2） 已加工表面切除材料后形成的新的加工表面（3） 過渡表面正在被刀具主切削刃切削的表面，處于已加工表面和待加工面之間。4.2.3 切削用量切削用量是切削時各種參數(shù)的總稱，包括切削速度、進給量和背吃刀量，又稱切削三要素。切削用量是機床調(diào)整的依據(jù)，對加工質(zhì)量和效率有重要影響。1. 切削速度vc單位時間內(nèi)工件和刀具沿主運動方向的相對位移，單位為m/s。計算切削速度時，應選取刀刃上速度最高的點進行計算。主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，切削速度公式為： vc

37、=dn100060 （4-1）其中d工件（或刀具）的最大直徑（mm）； n工件（或刀具）的轉(zhuǎn)速（r/min）；若主運動為往復直線運動，則用其平均速度為切削速度，計算公式： vc=2Lnr100060 （4-2） 其中： L往復直線運動的形成長度（mm）； nr主運動每分鐘的往復次數(shù)（次/min）。根據(jù)式4-1和式4-2，本次設(shè)計中的各表面加工中的切削速度計算結(jié)果如表4.1所示： 表4.1切削速度序號加工表面加工方法d（mm）n(r/min)vc(m/s)1毛坯外圓粗車1065002.77245外圓粗車1045002.723凸臺倒角粗車454000.944右端面粗銑1045002.77半精銑10

38、48004.35精銑10412006.535內(nèi)圓鉆孔364000.75擴孔725001.886左端面粗車455001.187臺階面粗車1045002.77836內(nèi)孔擴孔365000.94937孔鉆孔74000.1510R16槽粗銑86000.252.進給量f工件或刀具轉(zhuǎn)一周（或每往復一次），兩者沿進給運動方向上的相對位移量稱為進給量，其單位是mm/r（或mm/雙行程）。對于銑刀、鉸刀、拉刀等多齒刀具，還規(guī)定每刀齒進給量fz，其單位是mm/z。進給速度、進給量和每齒進給量之間的關(guān)系為： vf=nf=nZfz （4-3）式中 n主軸轉(zhuǎn)速（r/s）； Z刀具齒數(shù)。根據(jù)式4-3，得出進給量f如表4.2

39、所示： 表4.2進給量結(jié)果序號加工表面加工方法vf（m/s）n(r/s)Zf(mm/r或mm/z)1毛坯外圓粗車15050010.3245外圓粗車15050010.33凸臺倒角粗車8040010.24右端面粗銑60050030.4半精銑48080030.2精銑360120030.15內(nèi)圓鉆孔32040010.8擴孔5050010.16左端面粗車15050010.37臺階面粗車15050010.3836孔擴孔10050010.2937孔鉆孔20040010.510R16槽粗銑24060030.43背吃刀量 ap刀具切削刃與工件的接觸長度在同時垂直于主運動和進給運動的方向上的投影值稱之為背吃刀量，

40、其單位是mm。外圓車削的背吃刀量就是工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，其公式為： ap=dw-dm2 （4-4）其中: dw工件上待加工表面直徑（mm）； dm工件上已加工表面直徑（mm）。根據(jù)式4-4，得出背吃刀量如表4.3所示 表4.3背吃刀量序號加工表面加工方法背吃刀量（mm）1毛坯外圓粗車0.3245外圓粗車0.33凸臺倒角粗車0.24右端面粗銑0.4半精銑0.35內(nèi)圓精銑0.1鉆孔0.5擴孔0.16左端面粗車0.37臺階面粗車0.3836孔鉆孔0.4擴孔0.2937孔鉆孔0.510R16槽粗銑0.25機床夾具設(shè)計5.1夾具概述在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確位置

41、，以接受加工或檢測的工藝設(shè)備，統(tǒng)稱為夾具。如焊接過程中用于拼焊的焊接夾具；檢驗過程中用的檢驗夾具；裝配過程中用的裝配夾具，機械加工過程中的機床夾具等，都屬于這一范疇。 在金屬切削機床上所使用的夾具，我們稱之為機床夾具，本課題研究的對象，則僅限于機床夾具。25.1.1工件裝夾的實質(zhì)在機床加工工件時，為了要使該工序所加工的表面，能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求，在加工前，必須首先將工件裝好夾牢。把工件裝好，就是要在機床上確定工件相對于刀具的正確加工位置，在夾具設(shè)計中稱為定位。把工件夾牢，就是指在已經(jīng)定好的位置將工件可靠夾住，以防止在加工時工件因受到切削力、離心力、

42、沖擊和振動等的影響，發(fā)生不應有的位置位移而破壞了定位，在夾具設(shè)計中稱為夾緊。在機床夾具設(shè)計中，工件裝夾的實質(zhì)，就是對工件進行定位和夾緊，在本次設(shè)計中，也主要從這兩個方面考慮設(shè)計。5.1.2機床夾具的組成機床夾具總體結(jié)構(gòu)組成有：1. 定位元件 夾具的首要任務是定位，因此無論任何夾具，都有定位元件，當工件定位基準面選擇后，定位元件的結(jié)構(gòu)也基本確定了。2. 夾緊裝置 工件在夾具中定位后，在加工前必須將工件夾緊，以確保工件在加工過程中不因受外力作用而破壞定位。3. 夾具體 夾具體是夾具的基體和骨架，通過它將家居所有元件構(gòu)成一個整體。4. 對刀及導向元件 對刀或?qū)蛟糜诖_定刀具相對于定位元件的正確位

43、置。5. 連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。6. 其他裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具還設(shè)有其他裝置和機構(gòu)，如分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、頂出器和平衡塊等，這些元件或裝置也需要專門設(shè)計。2對于這六部分，其中1、2、3是夾具的基本組成部分，也是夾具設(shè)計的主要內(nèi)容如圖5-1所示 圖5-1夾具組成及夾具與機床刀具的相互關(guān)系5.2工件的定位工件加工之前，必須首先使它在機床上相對刀具占有正確的加工位置，這就是定位，它包括工件在夾具中的定位、夾具在機床上的定位、刀具在夾具中的對刀與導引、整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等組成環(huán)節(jié)。工件在夾具中的定位問題，是夾具設(shè)計中首先要解決的問題，因為定位問題

44、是夾具設(shè)計的出發(fā)點，定位方案未確定，便無法進行夾緊裝置、對刀導引裝置及整個夾具的設(shè)計工作。所以說，工件的定位問題是很重要的，它包括如下三個基本任務：（1）從理論上進行分析，如何使同一批工件在夾具中占據(jù)一致的正確位置。（2）設(shè)計合理的定位方案，選擇合適的定位元件。（3）保證有足夠的定位精度。5.2.1工件定位的基本原理在夾具結(jié)構(gòu)中，工件的六個運動自由度都是由定位元件實體來進行限制的。要求如下：（1） 在限制工件自由度時，定位支撐點始終與工件定位基準接觸。（2） 在分析定位支撐點起定位作用時，不考慮力的影響。（3） 一般情況下，一個定位支撐點只能限制一個自由度。（4） 每個定位支撐點所限制自由度，

45、原則上不允許重復或互相矛盾。（5） 工件在定位時應該采取的定位支撐點數(shù)目，完全由工件在該工序中的加工要求確定。（6） 定位支撐點位置的分布必須合理，同一個定位面上的兩個定位支撐點應保持等高，同一個定位面上的三個定位支撐點應不在一條線上，且分布越遠越好。5.2.2六點定位原理在分析工件定位時，通常是用一個支撐點限制工件的一個自由度，用合理分布的六個支撐點限制工件的六個自由度，從而使工件在夾具中的位置完全確定，此為六點定位原理。六點定位原理注意問題有以下三點：（1） 完全定位與不完全定位 在夾具中，工件的六個自由度被完全限制而占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位；在有些工件實際加工中，當所限制的自

46、由度數(shù)小雨六個時也能滿足加工需求，對于這種不需要限制工件全部自由度的定位，稱之為不完全定位。（2） 欠定位與過定位欠定位是指工件實際定位所限制的自由度數(shù)少于按其加工要求所必須限制的自由度數(shù)，也即應予限制的自由度而沒有得到限制，欠定位的結(jié)果將導致工件無法滿足工序加工要求，在夾具定位方案中，決不允許發(fā)生欠定位。過定位是指幾個定位支撐點重復限制同一個自由度，過定位將導致定位支撐點多于或重復，從而造成工件定位的不穩(wěn)定性，在夾具定位方案中一般也不能出現(xiàn)過定位，在實際應用中，可以出現(xiàn)一些過定位，過定位的出現(xiàn)應依據(jù)是否滿足加工要求來進行綜合分析。（3） 正確配置定位支撐點，提高定位精度和穩(wěn)定性對于同一個工件

47、，不同的定位方案均能實現(xiàn)完全定位，但定位支撐點配置的合理與否，將直接影響共建的定位精度和定位穩(wěn)定性。25.3工件定位設(shè)計5.3.1工件定位方法設(shè)計1. 加工右端面72孔時的定位設(shè)計分析5-2所示零件圖，加工右端面72孔時，想要定位該零件，必須限制零件上下移動及轉(zhuǎn)動、左右移動及前后移動。所以在底部用支撐板定位，限制Z、X、Y,在外圓用短V形塊，限制X、Y，總共限制五個自由度，其中Z軸旋轉(zhuǎn)不用限制。2. 加工36孔時的定位設(shè)計加工36孔時，因為是通孔，只要限制X、Y軸方向的移動和轉(zhuǎn)動就可以，所以在底部用支撐板定位，限制Z、X、Y,在外圓用短V形塊，限制X、Y，總共限制五個自由度，其中Z軸方向的移動

48、和旋轉(zhuǎn)不用限制。 圖5-2端蓋3. 加工37孔的定位設(shè)計在加工這三個孔時，由于是通孔，要限制X、Y軸方向的移動和轉(zhuǎn)動，同時，因為要保證三個孔的同軸度，所以采用短定位銷（心軸）的方法，其中，短定位銷限制X、Y，考慮到三個圓孔在85圓上等角度均勻分布，所以還要設(shè)計分度裝置。4. 加工R16槽的定位設(shè)計分析R16槽可見，要保證其設(shè)計要求，要限制X、Y軸方向的移動和轉(zhuǎn)動，Z軸方向的轉(zhuǎn)動，所以采用短定位銷（心軸），短定位銷限制X、Y，利用分度裝置限制Z軸移動。5.3.2定位誤差的分析和計算六點定位原理解決了約束自由度的問題，但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，如果工件在

49、夾具中所占據(jù)的位置不準確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用D表示。1. 分析定位誤差時應注意問題（1） 定位誤差是指工件某工序中某加工精度參數(shù)的定位誤差，它是該加工精度參數(shù)的加工誤差的一部分。（2） 某工序的定位方案對本工序的多個不同加工精度參數(shù)產(chǎn)生不同的定位誤差，應分別逐一計算。（3） 分析計算定位誤差的前提是用夾具裝夾加工一批工件，用調(diào)整法保證加工精度。（4） 計算出的定位誤差數(shù)值是指加工一批工件時某加工精度參數(shù)可能產(chǎn)生的最大誤差范圍。（5） 一批工件的工序基準（設(shè)計基準）相對定位基準、定位基準相對對刀基準產(chǎn)生最大位置變動量是產(chǎn)生定位

50、誤差的原因，而不一定就是定位誤差的數(shù)值。2. 誤差不等式用夾具裝夾加工一批工件，定位誤差是工件加工誤差的一部分，此外還有夾具在機床上的安裝不準確、刀具相對于夾具位置不準確以及其他因素引起的加工誤差，這幾方面構(gòu)成了工件加工精度參數(shù)的總誤差，要保證工件加工合格，總加工誤差不能超出加工精度參數(shù)的公差值，判斷定位方案是否可行的依據(jù)是： D13 T式中：D定位誤差，mm；T工件的加工誤差，mm。3定位誤差分析計算工件的加工誤差是指工件加工后在尺寸、形狀和位置三個方面偏離理想工作的大小，它是由三方面因素產(chǎn)生的： 工件在夾具中的定位、夾緊誤差。 夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤