天津科技大學零件的機械加工工藝規程編制和專用夾具設計Partsofthemechanicalprocessingofthepreparationofproceduresandspecialfixturedesign專業：姓名：指導教師姓名：申請學位級別：學士論文提交日期：學位授予單位：天津科技大學

摘要隨著機械制造業的不斷發展，社會對生產率的要求也越來越高，因此，大批量生產成為時代的需求，而組合機床就可以滿足這一需求，我們有必要來研究他。另外，支架是主要起支撐作用的構架，承受較大的力，也有定位作用，使零件之間保持正確的位置。因此支架加工質量直接影響零件加工的精度性能，我們有必要對其進行研究。機械制造畢業設計涉及的內容比較多，它是基礎課、技術基礎課以及專業課的綜合，是學完機械制造技術基礎（含機床夾具設計）和全部專業課，并進行了實訓的基礎上進行的，是我們對所有課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們三年大學生活中占有重要的地位。本次畢業設計使我們能綜合運用機械制造的基本理論，并結合生產實踐中學到的技能知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件（支架）的工藝規程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會。關鍵詞：設計制造;自動化;機械制造;夾具設計

ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofmachinerymanufacturing,society'sdemandforproductivityisalsoincreasing,therefore,massproductionbecomestheneedsofthetimes,andthecombinationofmachinetoolscanmeetthisdemand,weneedtostudyhim.Inaddition,thebracketisthemainsupportfromtheroleoftheframework,towithstandthelargerforce,butalsopositioningrole,sothatthepartsremaininthecorrectposition.Therefore,thequalityofstentprocessingdirectlyaffecttheaccuracyofpartsprocessingperformance,weneedtostudyit.Itisthebasisofthebasiccourse,thetechnicalbasiccourseandthespecializedcourse.Itisthebasisofthemechanicalmanufacturingtechnologyfoundation(includingthemachinetoolfixturedesign)andallthespecializedcourses,andthetrainingiscarriedoutonthebasisofthetraining.Wehaveanin-depthcomprehensivereviewofallthecourses,butalsoatheoreticalconnectionwiththeactualtraining,soitisinourthreeyearsofcollegelifeoccupiesanimportantposition.Thisgraduationdesignallowsustocomprehensivelyusethebasictheoryofmechanicalmanufacturingandcombinetheskillslearnedinproductionpracticetoanalyzeandsolveprocessproblemsindependently,withtheabilitytodesignaprocessspecificationforamoderatelycomplexpart(stent)Theuseoffixturedesignofthebasicprinciplesandmethodstodevelopfixturedesignprogramtocompletethefixturestructuredesigncapabilities,butalsofamiliarwithanduseofmanuals,chartsandothertechnicalinformationandthepreparationoftechnicaldocumentsandotherbasicskillsofapractice.Keywords：Designandmanufacture;automation;machinerymanufacturing;fixturedesign

目錄目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章對零件進行工藝分析并畫零件圖 1一、支架的作用及結構特點 1二、零件的工藝分析 1三、支架的零件圖，見圖紙所示。 3第二章選擇毛坯的制造方式并繪制毛坯簡圖 3一、選擇毛坯的制造方式 3二、確定毛坯的形狀、大小 4第三章制訂零件的機械加工工藝路線 5一、確定零件各孔、平面的加工方式 5二、定位基準的選擇 7三、制訂工藝路線 7四、選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定 8五、切削用量和時間定額的確定 10六、機械加工工藝過程卡和工序卡 12第四章機床夾具設計計算和結構設計 15一、確定夾具設計方案，繪制結構原理示意圖 15二、工件在夾具中加工的精度分析 18三、計算夾緊力 20四、畫夾具裝配圖和零件圖 21結論 23參考文獻 24致謝 25天津科技大學PAGE26

第一章對零件進行工藝分析并畫零件圖一、支架的作用及結構特點支架是起支撐作用的構架，承受較大的力，也具有定位作用，使零件之間保持正確的位置。在支架高20mm處兩個R12mm寬12mm的凸出部位之間相隔2mm，其中一個上有螺紋孔，另一個上有通孔，則此處構造比較復雜，且在支架高36mm處有2mm寬的一個缺口，這兩部分剛度比較低。中間有Ф30mm的孔，屬于套類結構，伸出部分為一平臺，上有螺紋盲孔，在端部有傾斜60°的凸出部分，起定位作用，此處應力教集中，強度要好。在平臺下面有增強其硬度的肋板。兩個R12mm凸出，2mm寬36mm高處缺口及R10mm凸出部分為復雜結構，其加工存在一定的難度，要求較高，防止其損壞，需要對其進行必要的熱處理。二、零件的工藝分析主要加工表面Ф30mm中心孔及兩端倒角，上、下端面，M6↓12螺紋盲孔，右端部傾斜60°凸出部分中間孔Ф8mm，左端兩個凸出部分外側面及其中間M10螺紋孔和Ф11孔。(1)選用灰鑄鐵HT150，硬度150～200HB，負荷低，磨損無關重要，變形很小，經過正火處理。灰鑄鐵件的牌號和應用范圍如表1-1所示。（2）未標注圓角半徑為R3mm。（3）加工表面不應該有毛刺、裂縫、結疤、夾渣等缺陷，并應清理清潔。（4）所有加工表面應光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物。（5）上下表面應與中心孔軸線保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm，中心孔內表面表面粗糙度Ra≤1.6μm，左端兩個凸出部分外表面Ra≤6.3μm，右端部傾斜60°凸出部分中間孔內表面Ra≤1.6μm，為較高精度，且Φ8。（6）在加工之前進行人工時效熱處理，對毛坯預備性熱處理，為降低零件硬度，在精加工階段的磨削加工前進行淬火處理，淬火后工件硬度提高且易變形。表1-1灰鑄鐵件的牌號和應用范圍牌號硬度HB應用范圍工作條件用途舉例HT100≤170（1）負荷極低（2）磨損無關重要（3）變形很小蓋、外罩、油盤、手輪、手把、支架、坐板、重錘等形狀簡單、不重要的零件，這些鑄件通常不經試驗即被采用，一般不需要加工，或者只需經過簡單的機械加工。HT150150～200（1）承受中等載荷的零件（2）摩擦面間的壓力≤490KPa(1)一般機械制造中的鑄件，如支柱、坐板、齒輪箱、刀架、軸承座、軸承滑座、工作臺，齒面不加工的齒輪和鏈輪，汽車、拖拉機的進氣管，排氣管、液壓泵進油管等；（2）薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配件，以及壁厚≤30mm的耐磨軸套等；（3）圓周速度為6～12m/s的帶輪以及其他符合左列工作條件的零件。HT200170～220(1)承受較大負荷的零件（2）摩擦面間的壓力＞490KPa（大于10t的大型鑄件＞1470Kpa）或需經表面淬火的零件（3）要求保持氣密性以及韌性的零件（1）一般機械制造中較為中重要的鑄件，如氣缸、齒輪、鏈輪、棘輪、襯套、金屬切削機床床身、飛輪等；（2）汽車、拖拉機的汽缸體、汽缸蓋、活塞、制動轂、聯軸器盤、飛輪、離合器外殼、分離器本體、左右半軸殼等；（3）承受7840KPa以下中等壓力的液壓缸、泵體、閥體等；（4）汽油機和柴油機的活塞環；（5）圓周速度為12～20m/s的帶輪以及其他符合左列工作條件的零件。HT250190～240eq\a(+0.015,0)三、支架的零件圖，見圖紙所示。第二章選擇毛坯的制造方式并繪制毛坯簡圖一、選擇毛坯的制造方式該零件加工要求高，加工面數量多，并且種類繁多，有車、磨端面，鉆孔、擴孔、攻螺紋、車倒角、鉆斜孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。支架材料為灰鑄鐵HT150，硬度為150～200HB，承受中等載荷的零件，摩擦面間的壓力≤490KPa,用于一般機械制造，薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配件以及壁厚≤30mm的耐磨軸套等和圓周速度為6～12m/s的帶輪以及其他符合表1-1中條件的零件。毛坯種類的確定是與零件的結構形狀、尺寸大小、材料的力學性能和零件的生產類型直接相關的，另外還和毛坯的具體生產條件相關。鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當復雜，尺寸可以相當大，且吸振性能好，但鑄件的力學性能差。生產綱領為大批量生產，采用精度和生產率高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減少切削加工用量，從而提高材料的利用率，降低了機械加工成本。金屬型鑄造就是將熔融的金屬澆注到金屬模具中，依靠金屬自重充滿金屬模具型腔而獲得的鑄件，這種鑄件比砂型鑄造鑄件精度高，表面質量和力學性能好，生產效率也高，但需要專用的金屬型腔模，適用于大批量生產中的尺寸不大的有色金屬鑄件，綜合上述生產此支架零件選擇金屬型鑄造鑄件的方式。二、確定毛坯的形狀、大小（1）毛坯的特點，如表2-1所示：毛坯的特點及應用范圍制造精度加工余量原材料工件尺寸工件形狀適用生產類型生產成本IT11～13大鑄鐵、鑄銅為主各種尺寸復雜各種生產較低（2）鑄件尺寸公差，如表2-2所示：（/μm）鑄件基本尺寸公差等級大于至1112131425403.65.07940634.05.6810631004.469111001605.071012（3）鑄件的機械加工余量，如表2-3所示:(/mm)尺寸公差等級CT12加工余量等級MAFGHJ基本尺寸加工余量數值大于至-1004.04.55.06.02.53.03.54.51001605.03.54.05.06.0（4）鑄造孔的最小尺寸,如表2-4所示：（/mm)鑄造方法合金種類一般最小孔徑特殊最小孔徑金屬及砂型鑄造全部308～10（5）機械加工余量，工序尺寸確定由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有誤差，因此所規定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。鑄件的機械加工余量見毛坯的制造表2-3所示，尺寸公差等級為12，加工余量等級MA為G，則可選取毛坯的加工余量有4.5mm和3.0mm兩種數值，及其他分析，確定毛坯的基本尺寸，畫出毛坯簡圖，如圖2-5所示：圖2-5第三章制訂零件的機械加工工藝路線由于零件是大批量生產，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機床、專用夾具及專用刀具、量具，機床按工藝路線排列組織流水生產。為減輕工人的勞動強度，留有進一步提高生產率的可能，該支架在工藝設計上采用了組合機床的流水線加工方式。一、確定零件各孔、平面的加工方式（1）孔的加工方式，如表3-1所示：表3-1孔的加工方案序號加工方案經濟加工精度等級（IT）加工表面粗糙度Ra/μm適用范圍1鉆11～1212.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高），孔徑＜20mm。2鉆-鉸8～93.2～1.63鉆-粗鉸-精鉸7～81.6～0.84鉆-擴1112.5～6.3加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高），孔徑＞20mm。5鉆-擴-鉸8～93.2～1.66鉆-擴-粗鉸-精鉸71.6～0.87鉆-擴-機鉸-手鉸6～70.4～0.18鉆-（擴）-拉（或推）7～91.6～0.1大批量生產的中、小零件的通孔由表3-1可以確定支架零件各孔的加工方案如下：A、加工孔Φ30，要求內表面粗糙度Ra≤6.3μm，則選擇鉆-擴-粗鉸-精鉸的加工方式；B、加工Φ11，要求內表面Ra≤6.3μm，選擇鉆-鉸的加工方式；C、加工Φ8，要求內表面Ra≤1.6μm，選擇鉆-粗鉸-精鉸的加工方式。（2）平面的加工方式，如表3-2所示：表3-2平面的加工方案序號加工方案經濟加工精度等級（IT）加工表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車-半精車8～96.3～3.2端面2粗車-半精車-精車6～71.6～0.83粗車-半精車-磨削7～90.8～0.24粗刨（或粗銑）-精刨（或精銑）7～96.3～1.6一般加工不淬硬的平面（端銑表面粗糙度可較低）5粗刨（或粗銑）-精刨（或精銑）-刮研5～60.8～0.1精度要求較高的不淬硬平面，批量較大時，宜采用寬刃精刨方案6粗刨（或粗銑）-精刨（或精銑）-寬刃精刨6～70.8～0.2由表3-2可以確定支架零件各面的加工方案如下：分析零件的各部分技術要求，四處平面加工，精度要求都在表面粗糙度Ra≤6.3～1.6μm之間，結合零件形狀尺寸，選擇粗銑-精銑的加工方式。（3）機械加工的安排原則對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯，或尺寸偏差較大的毛坯，應首先安排劃線工序，為精基準加工提供找正基準；按“先基面后其他”的順序，首先加工精基準面；在重要表面加工前應對精基準進行修正；按“先主后次、先粗后精”的順序，對精度要求較高的各主要表面進行精加工、半精加工和精加工；對于主要表面有位置精度要求的次要表面，應安排在主要表面加工之后加工；一般情況，主要表面的精加工和光整加工應放在最后階段進行，對于易出現廢品的工序，精加工和光整加工可適當提前。二、定位基準的選擇工件在機床上用夾具進行夾緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的工件上的這些表面稱為定位基準，定位基準分為粗基準和精基準。1、粗基準的選擇粗基準的選擇要重點考慮如何保證各個加工表面都能分配到合理的加工余量，保證加工面與非加工面的位置、尺寸精度，還同時要為后續工序提供可靠的精基準。按照有關粗基準的選取原則（即當零件有非加工表面時，應以這些非加工表面作粗基準；若零件有若干個非加工表面時，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）：①加工D面時，選取Φ60外表面外圓為粗基準，利用V型塊和一緊固螺釘以Φ60外圓定位夾緊，以限制四個自由度，再以C面為次要粗基準，限制一個自由度，共限制五個自由度，可以滿足加工要求；②加工M10和Φ11以R12非加工表面外圓為粗基準；③加工Φ8以R10非加工表面外圓為粗基準。2、精基準的選擇選擇精基準時，重點考慮的是減少工件的定位誤差，保證零件的加工精度和加工表面之間的位置精度，同時也要考慮零件的裝夾方便、可靠、準確。結合零件形狀尺寸大小、裝夾定位，取D面為精基準，較好定位，且定位基準與設計基準重合。三、制訂工藝路線擬定工藝路線的出發點是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作：一是根據生產綱領確定加工工序和工藝內容，依據工序的集中和分散程度來劃分工藝；二是選擇工藝基準，即主要選擇定位基準和檢驗基準。在生產綱領已確定為批量生產的條件下，可以考慮采用萬能機床，組合機床和專用夾具，并盡量采用工序集中的原則，通過減少工件安裝的數量來提高生產率。除此之外，還應盡量考慮經濟精度以便使生產成本盡量下降。根據以上原則及前文分析，擬定如下工藝路線：工序1鑄坯（鑄造）工序2熱處理（人工時效，降低硬度）工序3以所選基準，劃C、D、E面加工線工序4粗銑-精銑D面工序5粗銑-精銑C、E面工序6鉆M6↓12螺紋底孔工序7攻螺紋M6↓12工序8粗銑-精銑F面工序9鉆M10螺紋底孔工序10攻螺紋M10工序11粗銑-精銑G面工序12鉆-鉸Ф11工序13鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ30工序14倒角Φ30孔，C端面處工序15倒角Φ30孔，D端面處工序16鉆-粗鉸-精鉸Φ8工序17熱處理淬火，提高硬度，150～200HB工序18去毛刺工序19終檢工序20入庫分析：為了提高效率，盡量減少零件的裝夾定位，如同一平面上孔加工在一次裝夾就完成加工要求，使工序集中，節約時間，提高了生產率，按機械加工安排原則，合理的擬定工藝路線。四、選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定（1）工序3，工件固定在平臺上，用劃線尺劃線找正；（2）工序4，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。D面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，保證平面度0.05mm；（3）工序5，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。C、E面有4.5mm加工余量，粗銑3.5mm留1mm余量，精銑，相對A基準，保證其垂直度度0.06mm；（4）工序6，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具。①Ф5麻花鉆，螺旋角β=28°，頂角2Kγ=118°，后角α。=16°，橫刃斜角ψ=40～60°，鉆孔深度12mmФ5盲孔，M10螺紋底孔，量具卡尺；②攻螺紋，絲錐M6×1，螺紋量規，攻螺紋機S4012A；（5）工序8，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。F面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，相對于B面，保證平行度0.06mm；（6）①工序9，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф9擴孔鉆（直柄擴孔鉆），擴鉆通孔Ф9，M10螺紋底孔，量具卡尺；②攻螺紋，絲錐M10×1，螺紋量規，攻螺紋機S4012A；（7）工序11，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。G面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，相對于B面，保證平行度0.06mm；（8）①工序12，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф10.8擴孔鉆（直柄擴孔鉆），量具卡尺，加工此孔有4mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工；②鉸刀Ф11H8，鉸孔，直柄機用鉸刀；（9）①工序13，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф29.8擴孔鉆（直柄擴孔鉆），量具卡尺，加工此孔有10mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工；②粗鉸到Ф29.93，直柄機用鉸刀；③精鉸到Ф30H7，直柄機用鉸刀；（10）工序14、15，倒角Φ30孔兩端面內孔，選用臥式車床C620-1，專用夾具；（11）工序16，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，量具卡尺①Ф7.8標準麻花鉆，鉆孔，留0.2mm余量；②粗鉸到Ф7.96mm，留0.04mm余量，直柄機用鉸刀；③精鉸到Ф8H7，直柄機用鉸刀；五、切削用量和時間定額的確定（1）工序4，粗銑-精銑D面，保證總高，fz=0.08mm/齒（參考《切削手冊》），切削速度：參考有關手冊，確定V=0.45m/s。即27m/min，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm，齒數z=20，則ns===38r/min,現采用X6130萬能升降臺銑床，根據機床使用說明書，取nw=37.5r/min,故實際切削速度為：V=πdwnw/1000=π×225×37.5/1000=26.5m/min當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為：Fm=fzznw=0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min,故直接選用該值，切削加工時，由于是粗銑-精銑，利用作圖法，可得出行程刀刃口寬20mm，L=2××60mm=360mm，則機動加工時間為：Tm=L/fm=360/60min=6min(2)工序5，粗銑-精銑C、E面，切削用量同上，銑刀行程L=360mm﹢16×2mm=392mm，則機動加工時間為Tm=L/fm=392/60min=6.53min（3）工序6，鉆M6↓12螺紋底孔，即鉆Ф5盲孔，確定進給量f：根據《切削手冊》，當材料δb＜800MPa，d。=Ф5mm時，f=0.2～0.6mm/r，由于本零件在加工Ф5孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=（0.2～0.6）×0.75=0.15～0.45mm/r根據X6130機床說明書，取f=0.1mm/r,切削速度，根據《切削手冊》，查得切削速度V=18m/min，所以Ns=1000V/πdw=1000×18/3.14×5=1145r/min根據機床說明書，取nw=195r/min,故實際切削速度為V=πdwnw/1000=π×5×195/1000=3.06m/min切削工時，L=12，則Tm=L/nwf=12/195×0.1=0.62min(4)工序7，攻螺紋M6↓12，V=0.1m/s=6m/min,即ns=238r/min,按機床選取nw=195r/min，則V=4.9m/min,機動工時：L=12mm，則Tm=2L/nwf=12×2/195×1=0.13min(5)工序8，粗銑-精銑F面，切削用量同工序4，L=40×2=80mm,則機動工時為Tm=L/fm=80/60min=1.33min(6)工序9，鉆M10螺紋底孔，即擴孔鉆Ф9的鉆頭對Ф8的孔進行擴孔，根據有關手冊的規定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取f=(1.2～1.8)f鉆=(1.2～1.8)×0.65×0.75=0.585～0.87mm/r根據機床說明書，選取f=0.57mm/r,則V=（1/2～1/3）V鉆=（1/2～1/3）×12=6～4m/min則主軸轉速為n=51.6～34r/min,并按機床說明書取nw=68r/min,實際切削速度為：V=πdwnw/1000=π×37×68/1000=7.9m/min切削工時，L=12mm,Tm=L/nwf=12/68×0.57=0.31min(7)工序10，攻螺紋M10，切削用量同工序7，L=12mm，則機動工時為：Tm=L/fm=12/60=0.2min(8)工序11，粗銑-精銑G面，切削用量同工序8，機動工時為：Tm=1.33min（9）工序12，鉆-鉸Ф11孔①用Ф10.8鉆頭對Ф8孔進行擴鉆，同工序9，切削工時：Tm=0.31min②Ф11H8鉸刀鉸孔，參考有關資料，取鉸刀的切削速度Vc=0.3m/s=18m/min,由此計算出轉速為：n=1000V/πd=1000*18/π*11=573.25r/min按機床實際轉速取n=500r/min,則實際切削速度Vc=πdn/1000=π*11*500/1000=15.7m/min=0.26m/s切削工時：L=12mm，Tm=L/nVc=12/500*0.26=0.09min(10)工序13，加工Φ30孔①用Ф29.8鉆頭對Ф25孔進行擴鉆，同工序9，切削工時：L=71，則切削工時：Tm=L/nwf=71/68×0.57=1.83min②粗鉸-精鉸Φ30孔，參考有關資料，取鉸刀的切削速度Vc=0.3m/s=18m/min,由此計算出轉速為：n=1000V/πd=1000*18/π*30=191.08r/min按機床實際轉速取n=200r/min,則實際切削速度Vc=πdn/1000=π*30*200/1000=18.84m/min=0.314m/s切削工時：L=70mm，Tm=2L/nVc=2*70/200*0.314=2.23min（11）工序14，Φ30內孔倒角C1（C端面處），選臥式車床C620-1，據手冊及機床取f1=0.08mm/r,當采用高速鋼車刀時，根據一般資料，確定切削速度V=16m/min,則ns=1000V/πd=1000*16/π*30=159.1r/min按機床說明書取nw=120r/min,則此時切削速度為：V=πdnw/1000=11.3m/min切削工時：L=2mm，則Tm=L/nwf=2/120*0.08=0.21min（12）工序15，Φ30內孔倒角C1（D端面處），同工序14，切削工時：Tm=0.21min（13）工序16，鉆-粗鉸-精鉸Φ8①Φ7.8標準麻花鉆鉆孔，同工序6，切削工時：L=10mm，Tm=L/nwf=10/195*0.1=0.51min②粗鉸-精鉸Φ8，參考有關資料，取鉸刀的切削速度Vc=0.3m/s=18m/min,由此計算出轉速為：n=1000V/πd=1000*18/π*8=716.56r/min按機床實際轉速取n=700r/min,則實際切削速度Vc=πdn/1000=π*8*700/1000=17.58m/min=0.29m/s切削工時：L=10mm，Tm=2L/nVc=2*10/700*0.29=0.1min六、機械加工工藝過程卡和工序卡表3-4支架機械加工工藝主要工序卡工序工步工序說明機床夾具或輔助工具刀具量具走刀次數切削深度mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min工時定額min41粗銑D面，留1mm余量X6130A專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀卡板1260mm/min37.526.532精銑D面11351粗銑C、E面，留1mm余量X6130A13.53.262精銑C、E面113.2661鉆M6↓12螺紋底孔X6130AФ5麻花鉆頭卡尺1120.11953.060.6271攻螺紋M6↓12S4012A絲錐M6×1螺紋量規11.251954.90.1381粗銑F面，留1mm余量X6130A高速鋼鑲齒三面刃銑刀卡板1260mm/min37.526.50.672精銑F面110.6791鉆M10螺紋底孔X6130AФ9擴孔鉆頭卡尺1120.57687.90.31101攻螺紋M10S4012A絲錐M10×1螺紋量規11.251954.90.2111粗銑G面，留1mm余量X6130A高速鋼鑲齒三面刃銑刀卡板1260mm/min37.526.50.672精銑G面110.67121擴鉆Ф8孔X6130AФ10.8擴孔鉆頭卡尺1120.57687.90.312精加工鉸孔Ф11H8鉸刀1121.650015.70.09131擴鉆Ф25孔X6130AФ29.8擴孔鉆頭1710.57687.91.832粗鉸到Ф29.93Ф29.93鉸刀1711.120018.81.123精鉸到Ф30H7Ф30H71711.12141倒角Ф30內孔，C端面處C620-1成型刀具樣板10.0812011.30.21151倒角Ф30內孔，D端面處C620-1成型刀具10.080.21161用Ф7.8鉆頭鉆孔X6130AФ7.8麻花鉆卡尺1100.11953.060.512粗鉸到Ф7.96Ф7.96鉸刀1101.770017.60.053精鉸到Ф8H7Ф8H7鉸刀1100.05表3-3支架機械加工工藝過程卡工序號工序名稱工序內容工藝裝備1鑄造鑄造2熱處理人工時效熱處理3劃線以毛坯外形找正劃主要加工線鉗臺4銑以Ф60外圓和C面為粗基準，粗銑D面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝5銑以D面為精基準，粗銑C、E面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝6鉆用Ф5鉆頭鉆M6↓12螺紋底孔X6130A，專用工裝，鉆模7攻螺紋攻螺紋M6↓12S4012A,專用工裝8銑以D面為精基準，B面為粗基準，粗銑F面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝9鉆用Ф9鉆頭擴鉆M10螺紋底孔X6130A，專用工裝，鉆模10攻螺紋攻螺紋M10S4012A,專用工裝11銑以D面為精基準，B面為粗基準，粗銑G面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝12鉆-鉸用Ф10.8鉆頭擴鉆Ф8孔，精加工鉸孔X6130A，專用工裝，鉆模13鉆-鉸用Ф29.8鉆頭擴鉆Ф25孔，粗鉸到Ф29.93，精鉸到Ф30H7X6130A，專用工裝，鉆模14倒角倒角Ф30內孔，C端面處C620-1,專用工裝15倒角倒角Ф30內孔，D端面處C620-1,專用工裝16鉆-鉸用Ф7.8鉆頭鉆孔，粗鉸到Ф7.96，精鉸到Ф8H7X6130A，專用工裝，鉆模17熱處理淬火，提高硬度，150～200HB18鉗工去毛刺鉗臺19終檢按圖樣要求檢驗各部分尺寸20入庫涂防銹油，入庫第四章機床夾具設計計算和結構設計經過對支架零件的機械加工工藝規程分析設計，對零件有了全面的認知，選擇工序13鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ30分析，并結合此工序，設計一套專用夾具。一、確定夾具設計方案，繪制結構原理示意圖（1）定位方案加工Φ30孔，內孔表面粗糙度Ra≤1.6μm，以底面D面為精基準，限制三個自由度，以Φ11孔軸線為定位基準，限制三個自由度，則對Z軸旋轉自由度形成過定位，增大誤差，必須消除過定位。此種情形可選擇削邊銷（棱形銷）即可消除過定位，再由夾緊裝置即可限制一個自由度，從而工件處于完全定位狀態，進行加工。削邊銷尺寸標準如圖4-1和表4-2所示：圖4-1表4-2削邊銷尺寸D23～66～88～2020～2525～3232～40＞40b2345668BD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5(2)導向方案為了能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具都應設置引導刀具的元件—鉆套，鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，因工件批量大且經鉆-粗鉸-精鉸孔工序，加工精度高，所以此處選用固定式鉆模，鉆套選用快換鉆套，如圖4-3所示：圖4-3快換鉆套（3）夾緊方案由于零件加工工序較簡單，定位較容易，工件批量大，選取簡單的手動夾緊裝置，螺旋夾緊機構，用于夾緊零件的螺釘選有帶手柄的螺冒，便于操作，使工件裝卸迅速，方便。由于螺釘與工件Φ60外圓接觸并施加夾緊力，此處選用圓周線接觸。夾緊裝置見總裝配圖所示。 （4）夾具體的設計結合零件的結構、加工要求及以上分析，初步設計夾具體的結構。a、采用鑄造夾具體的鋼套鉆孔鉆模、定位心軸及鉆模板均按裝在夾具體上，夾具體底面為安裝基準面，此方案結構緊湊，安裝穩定，剛性好，成本低，結構簡單，較合理。b、采用型材夾具體的鉆模，夾具體由左側板、定位心軸、鉆模板安裝在底座上，夾具體底面為安裝基準面，此方案的夾具體為框架式結構，結構復雜、質量較輕、鉆模剛性好，固定鉆模板螺釘受力比較大，易變形，但是由于零件為大批量生產，盡量減少生產成本，此方案不可取。綜合上述，確定采用a方案。①夾緊裝置是緊固螺釘與V型塊組成，其V型塊與夾具體連接為一體，V型塊及尺寸見圖4-4和表4-5所示：圖4-4表4-5V型塊尺寸NDBHlbr基本尺寸極限偏差f7基本尺寸極限偏差f925161.555＞45～606520②夾具體的設計結構及各部分尺寸見夾具體圖紙所示：（5）夾具總裝配圖上的公差、技術要求的標注①活動配合公差選擇如表4-7、表4-8所示：表4-7配合形式精度要求應用定位銷與工件基準孔一般要求較高精度定位元件與工件定位基準間，，，，表4-8鉆套名稱加工方法及配合部位配合種類及公差等級可換鉆套或快換鉆套鉆孔及擴孔外徑與襯套，刀具切削部分導向，刀柄或刀桿導向，粗鉸孔外徑與襯套，內徑，精鉸孔外徑與襯套，內徑，②影響夾具在機床上安裝精度的尺寸和公差（SA）它們主要指夾具安裝基面與機床相應配合表面之間的尺寸、公差。夾具體的安裝基面與機床的配合，鉆模的安裝基面是平面，可不必標注。③影響夾具精度的尺寸和精度鉆套與定位銷之間尺寸40±0.1，V型塊的寬度35.8±0.02，為影響夾具體的精度尺寸，誤差在規定范圍內。④夾具總圖上應標注的技術要求夾具總圖上無法用符號標注而又必須說明的問題，可作為技術要求用文字寫在總圖的空白處。如夾具使用時的操作順序等。⑤夾具總圖上公差值的確定夾具總圖上標注公差值的原則是在滿足工件加工要求的前提下，盡量降低夾具的制造精度。夾具總圖上標注的第2～5類尺寸的尺寸公差和位置公差均直接影響工件的加工精度，取δJ=(1/5～1/2)δk式中：δJ—夾具總圖上的尺寸公差或位置公差；δk--與δJ相應的工件尺寸公差或位置公差。當工件批量大、加工精度低時，δJ取小值，因為這樣可延長夾具使用壽命，又不增加夾具制造難度；反之取大值。此夾具總裝圖尺寸公差、位置公差均取相應工件公差的1/3左右。對于直接影響工件加工精度的配合尺寸，在確定了配合性質后，應盡量選用優先配合。工件的加工尺寸未注公差時，工件公差δk視為IT14～IT12,夾具上的相應尺寸公差按IT11～IT9標注；工件上的位置未注公差時，工件位置公差δk視為IT9～IT11,夾具上的相應尺寸公差按IT7～IT9標注。二、工件在夾具中加工的精度分析（1）影響加工精度的因素用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統中影響工件精度的因素很多。與夾具有關的因素有定位誤差△D、對刀誤差△T、夾具在機床上的安裝誤差△A和夾具制造誤差△J等。在機械加工工藝系統中，因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差△C。上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不準確，而形成總的加工誤差△。定位誤差△D加工尺寸（40）mm的定位誤差△D=0。對稱度0.1mm的定位誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。工件定位孔的尺寸為Φ11H7(),定位心軸的尺寸為Φ11f6（），則△D=Xmax=（0.018+0.027）mm=0.045mm2）對刀誤差△T因對刀時刀具相對于對刀塊或導向元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。由于鋼套壁厚較薄，可只計算鉆頭位移引起的誤差。鉆套導向孔尺寸為Φ29.8F7（），鉆頭尺寸為Φ29.8mm。尺寸（40）mm及對稱度0.1mm的刀具誤差均為鉆頭與導向孔的最大間隙。△T=Xmax=（0.108+0.016）mm=0.124mm3）夾具的安裝誤差△A因夾具上定位元件、對刀或導向元件及安裝基面三者間（包括導向元件與導向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。此夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，△A=0。4）夾具誤差△J因夾具上定位元件、對刀或導向元件及安裝基面三者間（包括導向元件與導向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差的大小取決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時的調整與修配精度。影響尺寸（40）mm的夾具誤差為導向孔對安裝基面D的垂直度△J3=0.03mm，導向孔軸心線到定位端面的尺寸公差△J2=0.06mm。影響對稱度0.1mm的夾具誤差為導向孔對定位心軸的對稱度△J2=0.03mm。5）加工方法誤差△G因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以在設計夾具時常根據經驗為它留出工件公差的1/3。計算時可設△G=δk/3(2)保證加工精度的條件工件在夾具中加工時，總加工誤差△為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此，保證工件加工精度的條件為△=上述各項誤差的平方和的平方根≤δk即工件的總加工誤差△應不大于工件的加工尺寸公差δk。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量JC。因此將上式改寫為：△≤δk-JC或JC=δk-△≥0當JC≥0時，夾具能滿足工件的加工要求。JC值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差δJ確定得是否合理。鋼套鉆Φ29.8mm孔時，加工精度的計算列于表4-9所示：表4-9誤差名稱加工要求（40）mm對稱度0.1mm△D00.045mm△T0.124mm0.124mm△A00△J△J2+△J3=（0.06+0.03）mm△J2=0.03mm△G(0.2/3)mm=0.067mm(0.1/3)mm=0.033mm△0.156mm0.0194mmJC(0.2-0.156)mm=0.044mm＞0(0.1-0.0194)mm=0.0806mm＞0由表4-9可知，該鉆模能滿足工件的各項精度要求，且有一定的精度儲備。三、計算夾緊力（1）由4.1中分析選擇點接觸式螺旋夾緊機構，計算此夾緊機構的夾緊力。單個螺旋夾緊產生的夾緊力按下公式計算：W0=QL/【r′tanφ1+rztan（а+φ2′）】（式中W0——單個螺旋夾緊產生的夾緊力（N）；Q——原始作用力（N）；L——作用力臂（mm）；r′——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm），其值視為螺桿端部的結構形式而定；φ1——螺桿端部與工件間的摩擦角；φ2′——螺旋副的當量摩擦角（°）；rz——螺紋中經之半（mm）；а——螺紋升角。）（2）計算公式中各項的值①確定原始作用力Q的值：由于是手動的簡單裝置，根據經驗選擇Q=65N。②確定L的值：作用力臂即為螺釘上手柄的長度，L取為100mm。③確定r′的值：由于夾緊裝置是圓周線接觸式，則螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑查資料取為6.9，即r′=6.9。④確定φ1和φ2′的值：螺桿端部與工件間的摩擦角φ1和螺旋副的當量摩擦角φ2′取值如4-10所示：表4-10螺紋形狀三角螺紋梯形螺紋方牙螺紋螺紋牙形半角β30°15°0φ2′=arctan（tanφ2/cosβ90°50′8°50′8°32′注：tanφ2=0.15，φ2為螺旋副的摩擦角（°）。⑤確定rz和а的值，由表4-11所示：公稱直徑/mm螺距P/mm中經之半rz/mm升角а121.755.43152°26′1.55.5132°29′1.255.5942°2′15.6751°36′1426.35052°52′1.56.5132°61′16.6751°22′1627.35052°29′1.57.5131°49′17.6751°11′注：а=arctan（nP/2πrz），n為螺紋線數。（3）計算夾緊力由（1）和（2）可以計算出夾緊力：W0=QL/【r′tanφ1+rztan（а+φ2′）】=65×190/【6.9×0.15+7.3505×tan（2°29′+8°50′）】=4928N四、畫夾具裝配圖和零件圖夾具裝配圖和零件圖見圖紙所示。

結論時光飛逝，為期三個多月的畢業設計已經接近尾聲。回首這兩個多月的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內根本就學不到的東西。受益匪淺！在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。在畢業設計中，首先是對工件機械加工工藝規程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規程的制定是至關重要的。在畢業設計中還用到了CAD制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次畢業設計真正將以前所學的聯系到實際應用中來了。在這次畢業設計中，還有一個重要的就是關于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據步驟一步一步的設計，畫圖，查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯系實際。在這次畢業設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設計者的心思，這樣才能像他們一樣設計出好的作品。參考文獻[1]《簡明機械加工工藝手冊》機械工業出版社，陳宏鈞，2007年；[2]《機床夾具設計手冊》國防工業出版社，楊黎明，1996年；[3]《夾具-非標準夾緊裝置》機械工業出版社，HiramE·Grant，1975年[4]趙松年，張奇鵬.機電一體化機械系統設計.北京：機械工業出版社，1996.[5]齊衛紅林春麗王永紅《過程控制系統》北京電子工業出版社出版2007.5[6]劉巨良.過程控制儀表.北京：化學工業出版社，1998.[7]溫希東.自動控制原理及其應用.西安：西安電子科技大學出版社，2004.[8]王樹青.工業過程控制工程，北京：化學工業出版社，2003.[9]陸德民.石油化工自動化控制設計手冊.北京：化學工業出版社，2000.[10]孫虎章.自動化控制原理.北京：中央廣播電視大學出版社，1994.[11]蔣慰孫.過程控制工程.北京：化學工業出版社.1999.

致謝經過幾個月的時間，我終于完成了畢業論文。在這里，我首先要由衷地感謝我的老師。從選題的確定、提綱的擬定、文獻的收集、到論文的撰寫、最終的修改，都凝結了導師的心血。正是在他的指導幫助下，我的論文才得以順利完成。感謝各位老師兩年來給予我的教誨。在此向老師，及幫助過我的朋友，同事。等其他各位學科的老師致以誠摯的謝意。感謝我的學友和朋友們對我的關心和幫助。最后要感謝我的父母親人，是他們在背后一直默默的支持我。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究\t"_blank