電機座的加工工藝及夾具設計目錄5727摘要 I27956ABSTRACT II15637第1章緒論 2245801.1課題目的及意義 2205991.2國內(nèi)外發(fā)展動態(tài) 31371.3主要研究內(nèi)容和設計思路 41154第2章零件分析 7129882.1零件的功用分析 7219002.2零件的工藝分析 74308第3章機械加工工藝規(guī)程制定 8120993.1確定生產(chǎn)類型 8288793.2確定毛坯制造形式 8277923.3選擇定位基準 9131333.4選擇加工方法 10326453.5制定工藝路線 1036533.6確定加工余量及毛坯尺寸 12188773.6.1確定加工余量 12231303.6.2確定毛坯基本尺寸 14125163.6.3確定毛坯尺寸公差 14245363.6.4繪制毛坯簡圖 1561963.7工序設計 15185973.7.1選擇加工設備與工藝裝備 15284643.7.2確定工序尺寸 18180883.8確定切削用量和基本時間 1918149第4章專用機床夾具設計 34149624.1接受設計任務、明確加工要求 34108654.2確定定位方案、選擇定位元件 34174564.3確定夾緊方案、設計夾緊機構(gòu) 3673424.4確定定位元件 38146404.5確定導向方案和選擇導向元件 39276884.6選擇夾具與機床工作臺的定位元件 3926814.7夾具體的設計 40224714.8夾具精度分析 41197894.9繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸及技術要求 424568第5章總結(jié)與展望 42236935.1總結(jié) 42236455.2展望 43591參考文獻 434293致謝 44第1章緒論1.1課題目的及意義1、目的本課題來源于實際生產(chǎn)，主要解決的問題是電機座零件的機械加工工藝規(guī)程制定及專用夾具設計。隨著機械加工技術的發(fā)展和滿足生產(chǎn)進度的需要，生產(chǎn)中工裝、夾具、輔具的應用越來越廣。針對不同的產(chǎn)品、不同的尺寸及精度要求，合理地設計工裝、夾具、輔具來解決生產(chǎn)問題，是一個合格的工程師的基本要求。2、意義機械制造工藝及夾具畢業(yè)設計是對自己所學專業(yè)課和自己今后所要從事的工作方向進行的一次綜合性訓練，也是對自己四年所學的一次檢測。（1）學會正確的設計思路、設計構(gòu)思，掌握工藝設計的一般程序和方法；（2）學會使用技術資料，國家標準，進行設計計算，數(shù)據(jù)處理的能力；（3）培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題、理論聯(lián)系實際的能力；（4）能熟練運用CAD等制圖軟件來設計零件和繪圖；（5）能夠運用所學的工藝及夾具的基本理論知識，制定合理的工藝規(guī)程，解決工藝尺寸、工件的加緊、定位等問題。畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應訓練，從中鍛煉自己獨立分析問題、解決問題及團隊合作精神的能力，為今后的技術工作打下一個良好的基礎。為實現(xiàn)現(xiàn)代化強國貢獻自己的力量。1.2國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)電機座件是數(shù)控車床加工中最常見的零件，也是工業(yè)生產(chǎn)中應用最廣泛的零件，其作用主要是限位、導正、止轉(zhuǎn)及定位。數(shù)控車床加工的軸類零件一般由圓柱面、圓錐面、圓弧面、臺階、端面、內(nèi)孔、螺紋和溝槽構(gòu)成，材料一般為鋁合金。由于應用廣泛，一般采用批零生產(chǎn)，傳統(tǒng)加工效率低，廢品多，因此設計合理的數(shù)控加工工藝及編程可以大大提高效率，同時提高精度。國際現(xiàn)狀：隨著科技的發(fā)展和各國對制造業(yè)的不斷重視，發(fā)達國家對于軸類的加工普遍采用開放式通用機床實時動態(tài)全閉環(huán)模式以FANUC和SINUMERIK為代表的數(shù)控系統(tǒng)不斷優(yōu)化，實現(xiàn)高效、高速、高效控制。加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)、補償各項參數(shù)。實現(xiàn)CAD/CAM與數(shù)控車床的相互配合。在軸類零件的數(shù)控加工工藝以及編程中，通過計算機CAPP分析大量信息并進行計算編制文件等，制定最優(yōu)方案。大大提高軸類的精度要求，同時不斷改進優(yōu)化。通過新材料，以新型刀具為創(chuàng)新研制大量高精尖電機座件滿足不同層次需求。國內(nèi)現(xiàn)狀：針對我國電機座組合件的加工，近年來已取得顯著進步。但多數(shù)中小企業(yè)以人工加工為主，少數(shù)采取半自動化。生產(chǎn)效率低，零件精度低。尤其在高精度方面，因此壽命較低。目前，我國對于電機座件的加工也有許多好的方法比如間接控制尺寸電機座加工工藝、雙層復合材料電機座、薄壁件電機座加工等不斷提高電機座質(zhì)量，數(shù)字化無人值守加工技術等技術也在蓬勃發(fā)展。目前，以華中為代表規(guī)模化數(shù)控系統(tǒng)，大規(guī)模集成電路已經(jīng)大大提高了電機座件加工水平及精度。通過對先進技術推廣以及與計算機的配合使用，數(shù)控車床加工的電機座件質(zhì)量不斷提高，但仍存在核心技術缺乏的現(xiàn)狀。因此我們更應該提高對電機座件數(shù)控加工工藝的研究，以此不斷提高自身。圖1-1車床夾具圖1-2銑床夾具1.3主要研究內(nèi)容和設計思路1、研究內(nèi)容如圖1-1所示是電機座零件圖，中批量生產(chǎn)，完成該零件的機械加工工藝設計及夾具的設計。圖1-1電機座零件圖2、設計思路調(diào)研和查閱資料調(diào)研和查閱資料確定電機座零件的加工工藝和夾具設計方案確定電機座零件的結(jié)構(gòu)特點和工藝性分析確定夾具設計的要求規(guī)范電機座零件的工藝過程卡片編寫定位方案的確定和夾緊方案的確定設計夾具圖的草圖完成設計圖紙，說明書夾具零件圖繪制第2章零件分析2.1零件的功用分析題目所給零件是電機座零件。機座是電機的主要結(jié)構(gòu)零件，對電機的互換性和空氣隙的均勻度影響較大，加工又比較復雜。因此，合理地選擇機座的加工方案和加工方法，對提高電機質(zhì)量和降低機械加工費用關系很大。機座的種類很多，從不同的觀點出發(fā)，可分成許多不同的類型。機座需要加工的部位有兩端止口、端面、內(nèi)圓、底腳平面、底腳孔、固定端蓋、出線盒與吊裝用的螺栓孔等。對于分離型機座，還需要加工拼合面、拼合螺栓孔和銷釘孔等。機座各加工部位的尺寸精度和粗糙度應符合圖紙規(guī)定。其中兩端止口和內(nèi)圓的精度與粗糙度要求都較高，中心高的尺寸精度也要準確。電機座各加工面的形位公差應符合圖紙規(guī)定。其中兩端止口與內(nèi)圓的同軸度、兩端面對軸心線的端面閱跳動是機座加工的關鍵，必須特別注意。如未規(guī)定形位公差，則其最大值與最小值應在尺寸公差范圍之內(nèi)。此外，底腳平面應與軸心線平行。機座底腳孔對機座中心線的距離應左右對稱，且符合規(guī)定公差。導磁機座加工后，磁軛各部分的厚度應均勻。磁極孔的分度應該相等，其位置須符合圖紙規(guī)定。分離型機座的拼合面要求接合穩(wěn)定，定位可靠，拆后重裝時仍能達到原來要求。電機座實物圖如圖2-1所示。圖2-1電機座實物圖2.2零件的工藝分析從零件圖1-1上可以看出，標有表面粗糙度符號的表面有外圓柱面、內(nèi)圓柱面、端面和內(nèi)孔等。其中，表面粗糙度要求最高的是內(nèi)孔，公差等級達到級，表面粗糙度為，外圓，公差等級達到級，表面粗糙度為，該孔是電機座零件主要的設計基準，另外安裝面的背面為設計基準A。從表面間的位置精度要求來看，內(nèi)孔和外圓柱面的軸線與安裝面背面垂直。內(nèi)孔軸線相對于安裝面背面有垂直度要求，與外圓軸線有同軸度要求。對電機座零件圖進行工藝審核后可進行機械加工工藝規(guī)程制定。第3章機械加工工藝規(guī)程制定3.1確定生產(chǎn)類型按設計任務書，電機座零件為中批量生產(chǎn)，其毛坯制造、加工設備及工藝裝備的選擇應呈現(xiàn)中批生產(chǎn)的工藝特點，毛坯的制造方法及加工余量，部分鑄件用金屬型；部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等、加工余量中等；機床設備及其布置形式，部分采用通用機床，部分采用專用機床，按零件分類，部分布置成流水線，部分布置成機群式。廣泛采用專用夾具，可調(diào)夾具。刀具和量具，按零件的產(chǎn)量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用專用刀具和量具。工件的裝夾方法，部分采用劃線找正，廣泛采用通用或?qū)Ｓ脢A具裝夾。要求操作工人平均技術水平一般；生產(chǎn)率及成本一般。3.2確定毛坯制造形式由該零件的功用及軸與電機座配合的使用場合可知，軸與電機座為間隙配合，存在高頻率的相對滑動，要求該電機座具有較高的耐磨性和較高的強度。所以選擇既能滿足使用要求，價格又相對低廉的ZL107鋁合金，另外電機座內(nèi)部有內(nèi)孔，因此可以確定毛坯的制造形式為鑄造。由于該電機座為成批量生產(chǎn)，查表3-1可知，選擇砂型鑄造機器造型，鑄鋁件的公差等級為級。表3-1成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級方法公差等級CT鑄件材料鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型11-1411-1411-1411-1410-1310-139-1211-1411-14砂型鑄造機器造型和殼形8-128-128-128-128-108-107-98-128-12金屬型鑄造8-108-108-108-107-97-9壓力鑄造6-84-64-7該零件的形狀不是十分復雜，因此毛坯的形狀與零件的形狀應盡量接近。內(nèi)孔以及內(nèi)孔由于直徑比較大，應鑄造出毛坯孔。3.3選擇定位基準定位基準的選擇是工藝規(guī)程制定中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)率。1.精基準的選擇電機座零件為回轉(zhuǎn)體零件，工件的設計基準是外圓軸線和安裝面的背面，若是按照“基準重合”原則應當選擇外圓軸線為精基準，另外根據(jù)電機座零件圖外圓內(nèi)孔軸線與設計基準外圓軸線有同軸度要求，所以內(nèi)孔同樣可以作為精基準來使用，這時存在由于基準不重合而帶來的誤差，具體工序具體分析。車加工工序均以加工過的外圓柱面為精基準定位，外圓柱面限制工件4個自由度，軸向移動的自由度可以端面或者安裝面的背面來限制。在電機座的后續(xù)加工中，該組合精基準可以進行大部分的表面加工，體現(xiàn)了“基準統(tǒng)一”的原則。2.粗基準的選擇根據(jù)電機座零件圖，外圓軸線為設計基準，根據(jù)“基準先行”原則，應優(yōu)先加工該外圓，另外電機座的毛坯為回轉(zhuǎn)體零件，故可以選擇毛坯上的毛坯面為粗基準，在車床的三爪卡盤上定位夾緊，待外圓精加工完成后，可以反過來選擇其為精基準，加工外圓柱面，符合“互為基準”原則。3.4選擇加工方法1.端面的加工端面的加工方法有很多，可以采用銑削、車削、刨削、磨削、拉削等。電機座上下端面之間尺寸為，表面粗糙度，相當于級，，可以考慮粗銑和粗車，考慮到電機座零件為回轉(zhuǎn)體零件，采用車削加工端面采用三爪卡盤，相比于在銑床上加工車床操作更簡單、方便，所以決定采用車削方式來加工電機座的左右端面。2.內(nèi)孔及槽的加工孔的加工方法有很多，包括鉆、擴、鉸、鏜、拉、磨及銑等。電機座零件中的內(nèi)孔已經(jīng)在毛坯中鑄出其毛坯孔，可以采取在車床上鏜孔的方式進行加工，原因是電機座零件為回轉(zhuǎn)體零件，結(jié)構(gòu)緊湊且質(zhì)量不大，適合采用車削加工。內(nèi)孔可以采用粗車→半精車→精車的方式加工出來。操作簡單、方便。3.外圓的加工外圓加工方法有車削、銑削及磨削，其中銑削外圓需要數(shù)控機床才可以完成，通常采用車削加工外圓。電機座外圓柱面直徑，表面粗糙度，尺寸精度達到了6級。可以采用粗車→半精車→精車完成加工。3.5制定工藝路線制定工藝路線是工藝人員制訂工藝規(guī)程時最重要的工作，也是體現(xiàn)工藝師工藝水平的重要方面。其原則是，在合理保證零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度、表面質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，取得較好的經(jīng)濟效益。制訂工藝路線應遵循以下幾點：（1）工藝路線的制訂是實踐性很強的工作，在具體制訂時，一定要充分考慮本企業(yè)的實際加工條件與能力。（2）工藝師應具備較豐富的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，制訂機械加工工藝規(guī)程過程也是不斷積累經(jīng)驗的過程。對于一個零件的加工，雖然可以安排不同的加工路線，但其中只有一條在一定的生產(chǎn)條件下是最佳的，工藝師的任務就是要把這條最佳的線路找出來。（3）制定機械加工工藝規(guī)程的發(fā)展方向是計算機輔助工藝編制，即CAPP。工藝路線的制訂可以利用成組技術、人工智能技術自動進行。電機座零件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn)，其工藝特點是盡量選用通用機床并配以專用夾具。在安排電機座零件工藝路線的過程中應主要考慮以下幾個問題：（1）電機座表面加工中外圓的精度最高，并且其軸線為零件設計基準，所有工序安排的目的為保證該孔的加工精度。該孔的加工應該安排在前面，符合“基準先行”原則。（2）內(nèi)圓柱面相對于外圓軸線有同軸度要求，所以在加工內(nèi)圓柱面時應以外圓軸為定位基準，這樣就可以避免由于“基準不重合”而帶來的加工誤差。（3）外圓由于精度較高，所以在作為精基準之前應留最后的精加工，原因是在作為其他次要表面的定位基準時候有可能損壞其表面，所以對于該內(nèi)孔留精加工在工序的最后進行。（4）按照“粗精分離”原則，將表面加工的粗加工和精加工安排在不同的工序中，而不是安排在同一工序的不同工步當中。在制訂整體工藝路線時往往要提出兩個或多個可行性方案，經(jīng)過充分的比較、論證，選擇其中最佳的一種方案。同時對于選擇加工方式及局部工藝路線時，也要拿出不同的方案進行分析。電機座上下端面的加工，方案一，在車床上三爪夾外圓柱面定位，對端面進行車削加工，優(yōu)點是容易保證端面與軸線的垂直度，該精度由機床的精度保證；缺點是只能進行單件加工，加工效率不高。電機座左右端面還可以在銑床上加工，采用銑削的方式進行，缺點是只能保證左右端面之間的平行度，但是無法保證端面與軸線的垂直度；優(yōu)點是可以進行多件加工，即設計專用夾具一次可以加工多個零件，效率高。根據(jù)以上分析，制定了以下工藝路線：工序號工序名稱工序內(nèi)容10鑄造鑄造毛坯20時效毛坯進行人工時效30車?73.8外圓柱面及上端面定位，車下端面，保證總高19.6mm粗車?69內(nèi)孔至?68.5車?30外圓端面粗車?73.8外圓至?74.8,A基準面留精加工余量0.5mm粗車內(nèi)孔?26內(nèi)孔至?25，深度方向留精加工余量0.5mm粗車?23內(nèi)孔至?22.540車車上端面，保證總長17.6車槽?54.3、倒角C0.550車?73.8外圓柱面及上端面定位，半精車?69內(nèi)孔至圖紙尺寸半精車?30外圓端面，保證與下端面尺寸8mm半精車?73.8外圓至?74.1,A基準面留精加工余量0.15mm半精車內(nèi)孔?26內(nèi)孔至?25.7，深度方向留精加工余量0.15mm半精車?23內(nèi)孔至圖紙尺寸60車?73.8外圓柱面及上端面定位，精車?73.8外圓至圖紙尺寸車外圓?73.6精車內(nèi)孔?26內(nèi)孔至圖紙尺寸，保證尺寸15.9+0.03/0倒角2-C0.570銑銑4-6mm寬安裝座面80鉆鉆4-?3.5安裝孔90檢驗檢驗100入庫入庫3.6確定加工余量及毛坯尺寸3.6.1確定加工余量該電機座材料為ZL107鋁合金，抗拉強度，采用砂型鑄造機器造型，且為成批生產(chǎn)。查表3-1可知，鑄鋁件采用砂型鑄造機器造型時，鑄件尺寸公差為級，此處選為級。按照表3-2選擇加工余量為H級，根據(jù)機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸，按照表3-3可查得各加工表面的加工余量，見表3-4。表3-2成批和大量生產(chǎn)的鑄件機械加工余量等級方法要求的機械加工余量等級鑄件材料鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型G-KF-HF-HF-HF-HF-HF-HG-KG-K砂型鑄造機器造型和殼型F-HE-GE-GE-GE-GE-GE-GF-HF-H金屬型D-FD-FD-FD-FD-FD-F壓力鑄造B-DB-DB-D熔模鑄造EEE-E-EEE表3-2零件尺寸及加工余量等級與鑄件機械加工余量關系最大尺寸要求的機械加工余量等級大于至ABCDEFGHJK-400.50.711.44060.711.42631000.50.711.422.841001602.234616025011.422.845.582504003.557104006301.52.23469126301000571014100016000.711.422.845.58111616002500691418250040002.53.5571014204000630011.422.845.5811162263001000034.569121724表3-3電機座各加工表面加工余量加工表面單邊余量雙邊余量備注內(nèi)孔24/外圓24/上端面24/下端面2零件質(zhì)量約為0.2kg，加上加工余量，經(jīng)過估算，毛坯質(zhì)量約為0.3kg。3.6.2確定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應加工余量即可，所得電機座的毛坯尺寸見表3-4。表3-4電機座毛坯尺寸零件尺寸單邊加工余量毛坯尺寸內(nèi)孔2外圓217.6確定毛坯尺寸公差查表（鑄件尺寸公差數(shù)值），查得各鑄件加工尺寸公差見表3-5。表3-5電機座鑄件加工尺寸公差毛坯尺寸公差按“對稱”標注結(jié)果內(nèi)孔2±0.5外圓2±1.517.62±0.521.6±繪制毛坯簡圖根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄造的有關標準與規(guī)定，繪出毛坯簡圖，如圖3-1所示。圖3-1電機座毛坯簡圖3.7工序設計3.7.1選擇加工設備與工藝裝備1.選擇加工設備選擇加工設備即選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現(xiàn)場的設備情況。若零件的加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。選擇加工設備要考慮加工經(jīng)濟精度。所謂加工經(jīng)濟精度是指在正常條件下（采用符合質(zhì)量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度。需要指出的是：每一種機床，都有相應的加工經(jīng)濟精度，也就是說任何機床在最經(jīng)濟的情況下的加工精度和表面粗糙度都有一定的范圍。若精心操作、細心調(diào)整、選擇小的切削用量，其加工精度也可以提高，但肯定是耗時費工。如車外圓時經(jīng)“粗車→半精車→精車”加工的經(jīng)濟精度與表面粗糙度為IT7～IT8，，也就是說，在正常的生產(chǎn)條件下很容易滿足此要求。若要一名高技術工人精心操作，也能車出IT6甚至是IT5級的外圓來，但經(jīng)濟上太不劃算了。總而言之，最終選擇的機床，其經(jīng)濟精度應與零件表面的設計要求相適應，初步選定各工序機床如下：1）工序30、40、50、60車外圓、車端面、車內(nèi)孔由于電機座零件外輪廓尺寸不大，所以適合在車床上車削加工，選擇C620-1臥式車床；2）工序80鉆孔選擇Z525立式鉆床，主要技術參數(shù)參見Z525立式鉆床說明書；3）工序70銑端面選擇X51立式銑床，主要技術參數(shù)參見X51立式銑床說明書；2.選擇夾具對于成品生產(chǎn)的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用夾具。本機械加工工藝規(guī)程中由于好幾道工序都是車削加工，所以車削工序均采用了三爪卡盤通用夾具，其他工序采用專用機床夾具、需要專門設計制造。3.選擇刀具在電機座的加工中，采用了車、鏜、鉆、銑等多種加工方式，與之相對應，初選刀具情況如下：（1）車刀在車床上加工的工序，一般都選擇硬質(zhì)合金刀具。加工鋼質(zhì)零件時可采用YT類硬質(zhì)和今年，粗加工時選擇YT5牌號硬質(zhì)合金，半精加工時選擇YT15牌號硬質(zhì)合金，精加工時選擇YT30牌號硬質(zhì)合金，為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應選用可轉(zhuǎn)位車刀。切槽刀宜選用高速鋼。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半精。（2）銑刀工序70中的端面采用端銑刀來加工，要求的銑削深度為2mm，查表（端銑刀、槽銑刀及鋸片銑刀），選擇銑刀直徑50mm。（3）鉆頭從零件要求和加工經(jīng)濟性考慮，采用錐柄麻花鉆頭完成加工工序。工序80中，鉆孔的直徑較小，直接鉆孔完成，所以選擇的高速鋼麻花鉆鉆孔。（4）鏜刀在車床上加工的工序，一般都選擇硬質(zhì)合金刀具。加工鋼質(zhì)零件時可采用YT類硬質(zhì)和今年，粗加工時選擇YT5牌號硬質(zhì)合金，半精加工時選擇YT15牌號硬質(zhì)合金，精加工時選擇YT30牌號硬質(zhì)合金。可采用，直徑為20mm的圓形鏜刀進行加工。4.選擇量具選擇量具的原則是根據(jù)被測量對象的要求，在滿足測量精度的前提下，盡量選用操作方便、測量效率高的量具。量具有通用量具（如游標卡尺、千分尺、比較儀、量塊等）和各種專用高效量具，其種類的選擇主要應考慮被測尺寸的性質(zhì)，如內(nèi)徑、外徑、深度、角度、幾何形狀等以及被測工件的特點，如工件的形狀、大小、精度、生產(chǎn)類型等。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇。一般根據(jù)被測對象的公差帶寬度先查得相應的安全裕度A和計量器具的不確定度允許值，然后在量具手冊中選擇一種不確定度等于或小于的量具。二是按照計量器具的測量方法極限誤差選擇。下面以精車內(nèi)孔工序為例來說明量具的選擇。工序精車內(nèi)孔，尺寸公差（公差等級IT6級），現(xiàn)按計量器具的測量方法極限誤差選擇量具。1）根據(jù)工件公差等級確定精度系數(shù)K。查表3-6可知，K=27.5%。表3-6電機座鑄件加工尺寸公差公差等級IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11-16K（%）32.53027.5252015102）求計量器具測量方法的極限誤差。。3）選擇合適的量具。查表（常用測量工具和測量方法的極限誤差）可選擇刻度值為0.001毫米的千分尺。在人為需要及條件允許的情況下，可以設計專用量規(guī)，以量規(guī)的通端和止端測量零件加工的極限偏差，這時可以顯著地提高測量的效率。3.7.2確定工序尺寸確定工序尺寸時，對于加工精度要求較低的表面，只需粗加工工序就能保證設計要求，將設計尺寸作為工序尺寸即可，上下偏差的標準也按照設計規(guī)定。當加工表面精度要求較高時，往往要經(jīng)過數(shù)道工序才能達到要求。下面以內(nèi)孔加工為例計算工序尺寸、余量及確定公差。孔的加工需要經(jīng)過三道工序，并且定位基準與工序基準重合。由上述可知其總加工余量（雙邊余量）為4mm，其公差等級為IT6級。參考臥式銑鏜床的切削用量和加工精度參數(shù)，查表（臥式鏜銑床鏜削用量）和（臥式鏜銑床加工精度）可知，精鏜時直徑上切削深度為，表面粗糙度為，孔徑公差等級H6-H8；半精鏜時、，孔徑公差等級H8-H9，粗鏜時、，孔徑公差等級H10-H12。按照上述方法，確定孔的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度，見表3-7。表3-7孔加工工序尺寸及公差加工表面：孔精鏜半精鏜粗鏜毛坯工序雙邊余量/mm0.30.73工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/μm3.8確定切削用量和基本時間切削用量包含切削速度、進給量及背吃刀量三項，確定方法是先確定背吃刀量、進給量，而后確定切削速度。不同的加工性質(zhì)，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側(cè)重點也應有所區(qū)別。粗加工時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進給量，最后根據(jù)刀具耐用度要求和余下的機床功率，確定合適的切削速度。精加工時，首先應保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要求，故一般選用較小的進給量和背吃刀量，而盡可能選用較高的切削速度。1.工序03切削用量及基本時間的確定工步1：粗車下端面（1）選擇切削用量已知加工材料為鋁合金，，鑄件；機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。由于C620-1車床的中心高為200mm，故選刀桿尺寸，刀片厚度為5mm。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半精。ⅰ.確定背吃刀量。粗車雙邊余量為3mm，顯然為單邊余量，。ⅱ.確定進給量。查表，在粗車鋁合金、刀桿尺寸為、、工件直徑為78mm，=0.6～0.9mm/r，按C620-1車床的進給量，選擇。確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。查表確定C620-1車床進給機構(gòu)允許的進給力。查表，當鋁合金、、、、（預計），進給力。的修正系數(shù)為、、，故實際進給力為，所選的進給量可用。ⅲ.選擇車刀磨鈍標準及耐用度查表，選擇車刀后到面最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。ⅳ.確定切削速度。查表，當用YT15硬質(zhì)合金加工鋼料、、時，切削速度。切削速度的修正系數(shù)為、、、、按車床C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇，則實際切削速度ⅴ.校驗機床功率。查表，當、、、、時，。切削功率的修正系數(shù)為、、、、，故實際切削功率為查表，當時，機床主軸允許功率。，故所選切削用量可在C620-1車床上進行。最后確定的切削用量為：、、、（2）計算基本時間按照下式計算基本時間，其中式中：為切削加工長度，單位為mm；為刀具切入長度，單位為mm；為刀具切出長度，單位為mm，；故基本時間為工步2：粗車?69內(nèi)孔至?68.5（1）選擇切削用量按照工步1選擇切削參數(shù)，即計算背吃刀量和切削參數(shù)，其中，按車床C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇，則實際切削速度切削速度最后確定的切削用量為：、、、（2）計算基本時間按照下式計算基本時間工步4：粗車?73.8外圓至?74.8按照工步1選擇切削參數(shù)，即計算背吃刀量和切削參數(shù)，其中，按車床C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇，則實際切削速度切削速度最后確定的切削用量為：、、、（2）計算基本時間按照下式計算基本時間工步5：粗車內(nèi)孔?26內(nèi)孔至?25按照工步1選擇切削參數(shù)，即計算背吃刀量和切削參數(shù)，其中，按車床C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇，則實際切削速度切削速度最后確定的切削用量為：、、、（2）計算基本時間按照下式計算基本時間2.工序40切削用量及基本時間的確定工步1：車上端面，保證總長17.6工序參數(shù)參照工序30中的工步1執(zhí)行。3.工序50切削用量及基本時間的確定工步1：半精車?69內(nèi)孔至圖紙尺寸（1）選擇切削參數(shù)所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半精。ⅰ.確定背吃刀量：粗車雙邊余量為1mm，顯然為單邊余量，ⅱ.確定進給量：查詢《機械加工工藝手冊》，當加工材料為鋁合金，表面粗糙度要求Ra3.2，切削速度預估，得到進給量，由于采用的是C620-1臥式車床，選擇半精車進給量。由于是半精加工，切削力比較小，故不需要校核機床進給機構(gòu)強度。ⅲ.選擇車刀磨鈍標準及耐用度。查表選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=30min。ⅳ確定切削速度。查表，當用YT15硬質(zhì)合金加工鋁合金、、時，切削速度。切削速度的修正系數(shù)為、、、、按車床C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇，則實際切削速度同樣半精加工機床功率可不校驗。最后決定的切削用量為：、、、。（2）計算基本時間按照下式計算基本時間，其中式中：為切削加工長度，單位為mm；為刀具切入長度，單位為mm；為刀具切出長度，單位為mm，；故基本時間為工步2：半精車半精車?73.8外圓至?74.1（1）選擇切削參數(shù)按照工步1的切削參數(shù)選擇，即、、計算背吃刀量和切削參數(shù)，其中，按車床C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇，則實際切削速度切削速度最后確定的切削用量為：、、、（2）計算基本時間按照下式計算基本時間，其中式中：為切削加工長度，單位為mm；為刀具切入長度，單位為mm；為刀具切出長度，單位為mm，；故基本時間為4.工序60切削用量及基本時間的確定工步1：精車?73.8外圓至圖紙尺寸（1）選擇切削參數(shù)ⅰ.確定背吃刀量：粗車雙邊余量為0.3mm，顯然為單邊余量，ⅱ.確定進給量：查詢《機械加工工藝手冊》，當加工材料為鋁合金，表面粗糙度要求Ra0.8，切削速度預估，得到進給量，選擇精車進給量。由于是精加工，切削力比較小，故不需要校核機床進給機構(gòu)強度。ⅲ.選擇車刀磨鈍標準及耐用度。查表選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=30min。ⅳ確定切削速度。查表，當用YT15硬質(zhì)合金加工鋁合金、、時，切削速度。切削速度的修正系數(shù)為、、、、按C620-1臥式車床的轉(zhuǎn)速，選擇，則實際切削速度同樣精加工機床功率可不校驗。最后決定的切削用量為：、、、。（2）計算基本時間按照下式計算基本時間，其中式中：為切削加工長度，單位為mm；為刀具切入長度，單位為mm；為刀具切出長度，單位為mm，；故基本時間為5.工序70切削用量及基本時間的確定工步1：銑4-6mm寬安裝座面本工序為粗銑導軌面，所選刀具為高速鋼端銑刀，銑刀直徑，齒數(shù)。選擇銑刀的基本形狀，由于加工鋁合金材料的，故選前角，后角，已知銑削寬度，銑削深度，機床選擇X51立式銑床。ⅰ.確定每齒進給量。查表（高速鋼端銑刀、圓柱銑刀和盤銑刀加工時的進給量）X51立式銑床的功率為大于7.5KW，工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒立銑刀加工鋁合金的進給量為，現(xiàn)取。ⅱ.選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。查表（銑刀磨鈍標準），用高速鋼端銑刀加工HT250灰鑄鐵料銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為1.5mm。銑刀直徑，查表（銑刀平均壽命）得到耐用度T=240min。ⅲ.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。計算公式如下：式中：根據(jù)X51立式銑床的主軸速度，選擇則實際切削速度工作臺每分鐘進給量為④校驗機床功率。查表得到銑削時的功率計算公式如下式中，X51立式銑床主電機的功率為7.5KW，故所選的切削用量可以采用，所確定的切削用量為、、、（2）計算基本時間當主偏角時當主偏角時則6.工序80切削用量及基本時間的確定工步1：鉆4-?3.5安裝孔①選擇鉆頭。選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑。鉆頭的幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，②選擇切削用量ⅰ.決定進給量1）按加工要求決定進給量：查表（高速鋼鉆頭鉆孔時的進給量），鉆頭直徑，灰鑄鐵的強度時，。由于，故應乘孔深修正系數(shù)，則2）按鉆頭強度決定進給量：查表（鉆頭強度所允許的進給量），當，，鉆頭強度所允許的進給量3）按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：查表（機床進給機構(gòu)強度所允許的鉆削進給量），當，，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8830N時，進給量為。從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為。根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇。機床進給機構(gòu)強度也可根據(jù)初步確定的進給量查出軸向力再進行比較來驗證。查表（高速鋼鉆頭鉆孔時的軸向力），當，，時軸向力。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故。根據(jù)Z525鉆床說明書，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為，由于，故可用。2.決定鉆頭磨鈍標準及壽命。查表（鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及壽命），當時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm，壽命T=45min。3.確定切削速度。查表的鋁合金加工性屬5類。查表（高速鋼鉆頭鉆碳鋼及合金鋼時的切削速度），當加工性為第5類，，雙橫刃磨的鉆頭，時，。切削速度的修正系數(shù)為：，故選擇4.檢驗機床扭矩及功率。查表（高速鋼鉆頭鉆鋼時的扭矩），當，時，。扭矩的修正系數(shù)均為1.0，故。根據(jù)Z525立式鉆床說明書，當時，。查表（高速鋼鉆頭鉆鋼時消耗的功率），當當，，，，時，根據(jù)機床說明書，。由于,故選擇的切削用量可用，即，，計算基本時間：，取第4章專用機床夾具設計4.1接受設計任務、明確加工要求本次夾具設計是針對電機座4-Φ3.5內(nèi)孔的鉆削加工。應該考慮到該內(nèi)孔相對于基準軸線的位置要求，加工將達到7級精度，進行加工的時候也需要為后面的精加工作鋪墊，由于該零件是大批量生產(chǎn)還應考慮到如何提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量。由零件圖樣得到本工序的加工要求如下：1.鉆4-Φ3.5內(nèi)孔；2.未注尺寸公差，按照GB/T1804-m執(zhí)行3.內(nèi)孔表面粗糙度為Ra3.2。表4-1線性尺寸的極限偏差數(shù)值4.2確定定位方案、選擇定位元件涉及工序：鉆4-Φ3.5內(nèi)孔詳細的工序圖見圖4-2圖4-2工序簡圖定位基準的選擇：鉆4-Φ3.5內(nèi)孔的這道工序中，對于定位方式的設計應注意工件在夾具中的定位方式應有較高的定位精度，不發(fā)生過定位干涉，便于安裝工件，為保證工件定位正確，應使工件在空間的自由度都受到限制滿足工件的加工要求。分析電機座零件圖選擇電機座φ73.8外圓柱面、安裝面背面以及安裝面一個側(cè)面為基準進行定位。4.3確定夾緊方案、設計夾緊機構(gòu)當工件的定位方案確定以后，還必須進行夾緊方案和夾緊機構(gòu)的設計，以保證在切削加工過程中工件的正確位置不會在切削力、重力、慣性力等的作用下發(fā)生變化。夾具夾緊裝置需要滿足以下要求：1）由于夾緊是在定位之后，工件的定位是加工過程中直接保證加工精度的過程，所以夾緊之后工件還需要保證正確的定位位置。2）夾緊力要足夠大，要可以抵抗加工過過程中的切削力，工件在加工過程中不可以移動。常見的幾種夾緊機構(gòu)螺旋夾緊機構(gòu)圖4-3螺旋夾緊機構(gòu)偏心夾緊機構(gòu)圖4-4偏心夾緊機構(gòu)斜楔夾緊機構(gòu)圖4-5斜楔夾緊機構(gòu)定心夾緊機構(gòu)圖4-6定心夾緊機構(gòu)圖4-7氣動斜楔夾緊機構(gòu)簡圖本夾具采用的夾緊機構(gòu)為氣動斜楔夾緊機構(gòu)，考慮到電機座零件為典型的薄壁零件，若直接采用壓板等夾緊元件，會破壞電機座，夾緊不牢固，本次夾具設計了帶錐度的內(nèi)外錐度套從電機座的外圓柱面進行多點夾緊，消除了電機座被夾壞的問題。。4.4確定定位元件夾具的定位方法是確定出定位基準面后根據(jù)零件表面特征分析來選擇定位元件，該工序的定位在基準是電機座斜面和兩個側(cè)面，故可在該基礎上進行定位元件的設計。本夾具為鉆削專用夾具，所設計的定位元件套筒，零件的主要定位基準面為Φ73.8外圓柱面，其中固定錐度套結(jié)構(gòu)如下圖所示圖4-8固定錐度套結(jié)構(gòu)簡圖4.5確定導向方案和選擇導向元件本夾具為鍵槽銑削加工，采用銑床進行，其中鍵槽銑刀需要選擇對刀元件，常用的銑刀對刀元件為對刀塊，這里選擇直角對刀塊，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-9所示。圖4-9可換鉆套塊結(jié)構(gòu)簡圖4.6鉆模板結(jié)構(gòu)設計本夾具為鉆床專用夾具，在鉆床上安裝使用，為了保證工件相對于機床又一個確定的加工位置，必須保證鉆套相對于夾具體有一個固定的位置，因此需要設計鉆套使用的鉆模板，鉆套安裝在鉆模板上，鉆套襯套外圓柱面與鉆模板內(nèi)孔采用過盈配合，另外鉆模板與夾具體之間的銷孔采用配作加工，鉆模板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-10所示夾具為內(nèi)孔鉆削加工，采用鉆床進行，其中麻花鉆需要選擇對刀元件，常用的麻花鉆對刀元件為鉆套，這里選擇可換鉆套，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-10所示。圖4-12鉆模板結(jié)構(gòu)簡圖4.7夾具體的設計由于鑄造夾具體工藝性好，可鑄出各種復雜形狀，且具有較好的抗壓強度、剛度和抗振性，在生產(chǎn)中廣泛應用，故選用鑄造夾具體，材料選用HT200。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，需要進行時效處理，以消除內(nèi)應力。為了便于夾具體的制造、裝配和檢驗，鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應鑄造出凸臺，以減少加工面。另外對于拼裝式夾具，在平板上安裝各種組成元件，也可以選用精度較高的成型鋼板，切割成一定的尺寸作為夾具底板來使用，本次設計的底板如圖4-13所示。圖4-13夾具體尺寸圖4.8夾具精度分析工件定位誤差的來源主要有兩個方面：（1）由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制作不準確引起的定位誤差，稱為基準位置誤差，常用表示。（2）由于工件的工序基準與定位基準不重合引起的定位誤差，稱為基準不重合誤差，常用表示。在采用調(diào)整法加工時，工件的定位誤差實質(zhì)上就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。因此，計算定位誤差首先要找出工序尺寸的工序基準，然后求其在加工尺寸方向上的最大變動量即可。分析電機座零件圖，電機座的設計基準為底面和φ73.8外圓軸線，分析該工序的工序簡圖，工藝基準為電機座的外圓柱面φ73.8，基準重復，不存在基準不重合誤差，即。基準位置誤差即電機座φ73.8外圓柱面直徑的公差，為，故基準位置誤差，該誤差型對于鉆孔位置的未注尺寸公差可以忽略不計。4.9繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸及技術要求圖4-14鉆床夾具裝配圖第5章總結(jié)與展望5.1總結(jié)本次畢業(yè)設計的過程可以說對我的影響是非常大的，從開始拿到設計題目時的一籌莫展，到畢業(yè)設計結(jié)束后的運籌帷幄，一路走過來的艱辛真是很難忘記。在這里，我要感謝設計過程中我的指導教師，從最開始的課題下發(fā)，到過程中的修改、指導、學習，再到最后的答辯指導，我的指導老師給了我很大的幫助。再次感謝我的指導老師，要是沒有你的悉心指導，發(fā)現(xiàn)我的問題并指導我改正，也不會有后來我的順利完成畢業(yè)設計。我的這次畢業(yè)論文設計時關于零件加工工藝及夾具的設計，通過這個設計，我比較全面完整地綜合運用了機械加工工藝及加工夾具的設計方面相關的知識，真正做到了理論聯(lián)系實際，通過這次設計我能夠通過零件的加工要求來設計零件的機械加工工藝規(guī)程和加工過程中的夾具設計，同時我還學會了相關專業(yè)書籍和工具書的查找，這個過程也對我的機械相關知識做了一個鞏固，提高了我的分析問題、解決問題的能力。通過本次機械加工工工藝及夾具的設計我可以比較準確的設計出一個零件的加工工藝規(guī)程和指定工藝的加工夾具的設計。這個是我專業(yè)知識方面的提升，在態(tài)度方面我也得到了一定的提升：學會了一宗獨立分析問題和解決問題的態(tài)度，一種在遇到困難不言放棄的從容不迫的態(tài)度，這些都增強了我以后工作當中的工作信心。5.2展望機械制造工藝夾具的設計涉及到的方面比較多，涵蓋