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I XX 學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 論文題目： 杠桿零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 所屬系部： 指導(dǎo)老師： 職 稱(chēng)： 學(xué)生姓名： 班級(jí)、學(xué)號(hào): 專(zhuān) 業(yè)： 年 月 日 II 杠桿零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 【摘要】 杠桿零件零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用 夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛 坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線(xiàn)；接著對(duì)零件各個(gè)工步的 工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具 的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體 與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的 合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞 ：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract: XX parts processing technology and fixture design is the design of the process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure; design then a special fixture, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error generated when calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Key words: Technology, process, cutting, clamping, positioning III 目 錄 1 序 言 ........................................................................................................................................................................1 2 零件的分析 ..................................................................................................................................................................2 2.1 零件的形狀 ...........................................................................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ...................................................................................................................................................2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................................4 3.1 確定毛坯的制造形式 ...........................................................................................................................................4 3.2 基面的選擇 ...........................................................................................................................................................4 3.3 制定工藝路線(xiàn) .......................................................................................................................................................4 3.3.1 工藝路線(xiàn)方案一 ...........................................................................................................................................5 3.3.2 工藝路線(xiàn)方案二 ...........................................................................................................................................5 3.3.3 工藝方案的比較與分析 ...............................................................................................................................6 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 ...................................................................................................................................6 3.4.1 機(jī)床選用 .......................................................................................................................................................6 3.4.2 選擇刀具 .......................................................................................................................................................6 3.4.3 選擇量具 .......................................................................................................................................................7 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...................................................................................................7 3.6 確定切削用量及基本工時(shí) ...................................................................................................................................8 4 鉆孔夾具設(shè)計(jì) ............................................................................................................................................................21 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 .............................................................................................................................21 4.2 夾具的導(dǎo)向 .........................................................................................................................................................22 4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 .............................................................................................................................22 4.4 鉆模板 .................................................................................................................................................................23 4.5 定位誤差的分析 .................................................................................................................................................23 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .....................................................................................................................24 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .............................................................................................................................26 4.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .............................................................................................................................27 結(jié) 束 語(yǔ) ........................................................................................................................................................................28 謝 辭 ..............................................................................................................................................................................29 文 獻(xiàn) ..............................................................................................................................................................................30 1 1 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝 備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝 備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此 制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從 某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平 的重要指標(biāo) 1。 杠桿零件零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械 設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工 中的定位，夾緊以及工藝路線(xiàn)安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證尺 寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性 和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生 產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 2 2 零 件 的 分 析 2.1 零件的形狀 題目給的零件是杠桿零件零件，主要作用是起連接作用。 零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 具體尺寸，公差如下圖所示 2-1。 圖 2-1 杠桿零件零件圖 2.2 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為 HT200，該材料為灰鑄造，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性 及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。 杠桿零件零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度 值為aR 3.2 。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度 值 3.2 。3. 車(chē)外圓，表面粗糙度m aRm 值 3.2 。4. 車(chē)內(nèi)孔，及表面粗糙度 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 a值aR 6.3 、12.5 ，面粗糙度 值 6.3 。aRm 杠桿零件共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)底部端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有 6.3 的 粗糙度要求。其要求并不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒(méi)有精度要求， 3 因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。 (2).端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，粗糙度為 3.2；的端面，并帶有倒角；中心孔。其 要求也不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。其中，內(nèi)圓直接在車(chē)床上做鏜工就行 了。 4 3 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 本杠桿零件假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)車(chē)床需要該零件 1 個(gè)，備品率為 19%， 廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。 該零件材料為 HT200，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。 依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q=100000 件/年，n=1 件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率 和 廢品率 分 別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)（1+)=238595 件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，即適用于不 同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件。 考慮到零件在使用過(guò)程中起連接作用，分析其在工作過(guò)程中所受載荷，最后選用鑄件， 以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠 2。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而 且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少 生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(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)效率得以提高。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)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像杠桿零件這樣的零件來(lái)說(shuō)，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零 件來(lái)說(shuō)，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱(chēng)， 按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)， 若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工 表面做為粗基準(zhǔn)) 3。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)， 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不在重復(fù)。 3.3 制定工藝路線(xiàn) 制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要 求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能 性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì) 效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 5 3.3.1 工藝路線(xiàn)方案一 10 鑄造 鑄造 20 時(shí)效 時(shí)效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑凸臺(tái) 42 端面 70 精銑 精銑凸臺(tái) 42 端面 80 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 29 孔、32 孔 90 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 25 孔 100 車(chē) 車(chē)內(nèi)輪廓 3X35 退刀槽 110 車(chē) 車(chē) 45 臺(tái)階孔 120 粗車(chē) 粗車(chē)凸臺(tái)外圓 42 及其臺(tái)階面 130 精車(chē) 精車(chē)凸臺(tái)外圓 42 及其臺(tái)階面 140 鉆擴(kuò) 鉆擴(kuò) 9 孔、17 孔 150 鉆鉸 鉆鉸 4 銷(xiāo)孔 160 鉆孔攻絲 先鉆 M6 孔底孔然后攻絲 170 去毛刺 去毛刺 180 檢查 檢查 3.3.2 工藝路線(xiàn)方案二 10 鑄造 鑄造 20 時(shí)效 時(shí)效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑凸臺(tái) 42 端面 70 精銑 精銑凸臺(tái) 42 端面 80 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 29 孔、32 孔 90 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 25 孔 100 鏜 鏜內(nèi)輪廓 3X35 退刀槽 110 鏜 鏜 45 臺(tái)階孔 120 粗車(chē) 粗車(chē)凸臺(tái)外圓 42 及其臺(tái)階面 130 精車(chē) 精車(chē)凸臺(tái)外圓 42 及其臺(tái)階面 140 鉆擴(kuò) 鉆擴(kuò) 9 孔、17 孔 150 鉆鉸 鉆鉸 4 銷(xiāo)孔 160 鉆孔攻絲 先鉆 M6 孔底孔然后攻絲 6 170 去毛刺 去毛刺 180 檢查 檢查 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加 工，需要要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲?chē)床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要 換上相應(yīng)的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過(guò)程如下： 10 鑄造 鑄造 20 時(shí)效 時(shí)效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑凸臺(tái) 42 端面 70 精銑 精銑凸臺(tái) 42 端面 80 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 29 孔、32 孔 90 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 25 孔 100 車(chē) 車(chē)內(nèi)輪廓 3X35 退刀槽 110 車(chē) 車(chē) 45 臺(tái)階孔 120 粗車(chē) 粗車(chē)凸臺(tái)外圓 42 及其臺(tái)階面 130 精車(chē) 精車(chē)凸臺(tái)外圓 42 及其臺(tái)階面 140 鉆擴(kuò) 鉆擴(kuò) 9 孔、17 孔 150 鉆鉸 鉆鉸 4 銷(xiāo)孔 160 鉆孔攻絲 先鉆 M6 孔底孔然后攻絲 170 去毛刺 去毛刺 180 檢查 檢查 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機(jī)床選用 .工序是粗車(chē)、和精車(chē)。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車(chē)床就 能滿(mǎn)足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車(chē)床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.2-7。 .工序是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 .在車(chē)床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車(chē)刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類(lèi)硬質(zhì) 合金車(chē)刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。 為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 7 .鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考機(jī)械加工工藝手冊(cè) （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷 表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù) 4。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì) 量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方 法即可。 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “杠桿零件” 零件材料為 HT200，查機(jī)械加工工藝手冊(cè) （以后簡(jiǎn)稱(chēng)工藝手冊(cè) ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度 HB 為 143269，表 2.2-23 灰鑄造 的物理性能，HT200 密度 =7.27.3（ ） ，計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg 表 3-1 機(jī)械加工車(chē)間的生產(chǎn)性質(zhì) 同類(lèi)零件的年產(chǎn)量件 生產(chǎn)類(lèi)別 重型 （零件重2000kg） 中型 （零件重 1002000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5100 10200 100500 中批生產(chǎn) 100300 200500 5005000 大批生產(chǎn) 3001000 5005000 500050000 大量生產(chǎn) 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書(shū)上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 3050，毛坯重量 2 120250 6.04.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸。 3.6 確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深 度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) （第三版，艾興、肖詩(shī)綱 編，1993 年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以* 號(hào)，與機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)的表區(qū)別 6。 工序 10、20、30：鑄造 時(shí)效處理無(wú)切削加工，無(wú)需計(jì)算 工序 40、50：粗銑、精銑底部大端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。15YT0Dm5Z 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa2m 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：取 ：取銑削速度f(wàn)a5/f Z2.8/Vms 每齒進(jìn)給量 ：取 取銑削速度f(wàn)f8.47 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n 9 (3-1) 102.47601.97/min31Vnrd 按照文獻(xiàn)，取 5/inr 實(shí)際銑削速度 ：v (3-2) .4072.49/106nv s 進(jìn)給量 ： fV185607.12/ffaZnms 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./45infV ： ,取a60 切削工時(shí) 被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l68lm 刀具切入 ：1 (3-3) 210.5()(3lDa601)2 刀具切出 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-4)1jt 1240.36min7.5jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-5) 1jt1268.19i.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 105njjtt 工序 60、70：粗銑、精銑凸臺(tái) 42 端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。1YT0Dm5Z 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：取 ：取銑削速度f(wàn)a5/f Z2.8/Vms 每齒進(jìn)給量 ：取 ，取銑削速度f(wàn)f8.47 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n (3-6) 102.47601.7/in31Vnrd 10 按照文獻(xiàn)，取 475/minr 實(shí)際銑削速度 ：v (3-7) 3.102.9/06dnv s 進(jìn)給量 ： fV1854760.12/ffaZnms 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./475infV ：取a60 切削工時(shí) 被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l68l 刀具切入 ：1 210.5()(3lDa (3-8)601)2m 刀具切出 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-9)1jt 12420.36in7.5jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-10) 1jt1268.19mi.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 105njjtt 工序 80：鉆擴(kuò)鉸 29 孔、32 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度 ：pa6m 進(jìn)給量 ：取 。frf/3.0 切削速度 取 。V48s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， (3-18)10.6539./in312vnrd 按照文獻(xiàn)，取 0/mir 所以實(shí)際切削速度 ： (3-19)v.142630.5/dms 切削工時(shí) 被切削層 ：l42 11 刀具切入 ：1l (3-20)1 7(2)105.962rDlctgkctgm 刀具切出 ： 取l4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-21)jt 60.5in.jLfn 刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料） 。 片型號(hào)：E403 切削深度 ：pa1.35m 進(jìn)給量 ：取 。f06/fr 切削速度 ：取 。V.4s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n (3-22) 10.26.78/in319vnrD 按照文獻(xiàn)取 50/mir 所以實(shí)際切削速度 ： (3-23)v 3.149.50.2/6dms 切削工時(shí) 被切削層 ：l42 刀具切入 有：1 (3-24)1 19.7()20.863rDdlctgkctgm 刀具切出 ： ，取2lm4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-25)2jt 20.16in.5jLfn 工序 90：鉆擴(kuò)鉸 25 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度 ：pa6m 進(jìn)給量 ：取 。frf/3.0 切削速度 取 。V48s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， (3-26)10.6539./in312vnrd 12 按照文獻(xiàn)，取 630/minr 所以實(shí)際切削速度 ： (3-27)v3.14260.5/dms 切削工時(shí) 被切削層 ：l42 刀具切入 ：1 (3-28)1 7()105.962rDlctgkctgm 刀具切出 ： 取l42l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-29)jt 60.5in.jLfn 刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料） 。 片型號(hào)：E403 切削深度 ：pa1.35m 進(jìn)給量 ：取 。f06/fr 切削速度 ：取 。V.4s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n (3-30) 10.26.78/in319vnrD 按照文獻(xiàn)取 50/mir 所以實(shí)際切削速度 ： (3-31)v 3.149.50.2/6dms 切削工時(shí) 被切削層 ：l42 刀具切入 有：1 (3-32)1 19.7()20.863rDdlctgkctgm 刀具切出 ： ，取2lm4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-33)2jt 20.16in.5jLfn 工序 110：車(chē) 45 臺(tái)階孔 切削用量。所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。車(chē)刀形狀所選刀具為 YT15 1 13 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。車(chē)刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車(chē)相同，查參考文獻(xiàn)6 表 1-3，車(chē)刀幾何形狀為 ， =00128,9rk， r5,0,.5serm . 確定背吃刀量 = =0.75mmpa5. . 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 1.6 及參考文獻(xiàn)2表 4.2-9 中 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。0.3/fmr . 選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 查參考文獻(xiàn)7表 1.9，選擇車(chē)刀后刀面最大磨損量為 0.4mm，耐用度 T=30min。 查參考文獻(xiàn)6表 1.10，當(dāng)用 YT15 硬質(zhì)合金車(chē)刀加工 b1000MPs 的合金鋼， ， ，切削速度 =97m/min。1.4pa0.38/fr 切削速度的修正系數(shù)查參考文獻(xiàn)7表 1.28 得： ，其余的修正0.81,.5rKvTvk 系數(shù)均為 1，故： V=970.811.15=90.4m/min =178r/min5.164.390d10vn 查參考文獻(xiàn)6表 4.2-8 選擇 C620-1 機(jī)床的轉(zhuǎn)速為： n=185r/min=3.08r/s 則實(shí)際切削速度 v=1.56m/s 半精加工，機(jī)床功率也可不校驗(yàn)。 最后確定的切削用量為： =0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。pa 確定半精車(chē)主動(dòng)端端面的切削用量。采用車(chē)外圓 160mm 相同的刀具加工，切削 2 用量為： ,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。map7.0 確定半精車(chē)從動(dòng)端外圓 71 mm 的切削用量。采用車(chē)外圓 160mm 相同的刀具 3 019. 加工，切削用量為： ，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。ap5.021 確定半精車(chē)從動(dòng)端端面的切削用量。采用車(chē)外圓 160mm 相同的刀具加工，切削 4 用量為： ，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。map7.0 . 。5.21 .參考文獻(xiàn)1表 5-139 和表 5-57，f=0.2mm/r。 14 .參考文獻(xiàn)1表 2-8 的計(jì)算公式確定。 V= vyxpmkfaTCv 式中，C =291，m=0.2,x =0.15,y =0.2,T=60min,k =0.9,則vvvv V= =150m/min9.02.75.0691.2. =1209.4r/min3.n 選擇 CA6140 車(chē)床的轉(zhuǎn)速 n=1200r/min=20r/s。 工序 120、130：粗車(chē)、精車(chē)凸臺(tái)外圓 42 及其臺(tái)階面 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140 普通車(chē)床 所可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(YG6 硬質(zhì)合金材料)。根 故選刀桿尺寸 = ，刀片厚度為 。HBm2516m5.4 .確定加工深度 pa 一次走刀內(nèi)完成 .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)加工手冊(cè)可知 刀桿尺寸為 ， ，進(jìn)給量 =0.51.0m1625pam4frm 按進(jìn)給量在工藝手冊(cè)可知： =0.7fr CA6140 進(jìn)給力 =3530 。maxFN ， ， = 時(shí)，pa4f75.0rK045 進(jìn)給力： =950 。R 實(shí)際進(jìn)給力為： =950 =1111.5 （3-46）fF17.N 所選 = 可用。rm0 .選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度 根據(jù)加工手冊(cè) ，最大磨損量取為 ，車(chē)刀壽命 = 。m5.1Tmin60 .確定加工速度 0V 故： = tvK=63 （3-47）0V0.184.92.1 min48 15 = = =120 （3-48）nDVc1012748minr 根據(jù) CA6140 車(chē)床選擇 =1250i 這時(shí)實(shí)際速度 為：cV = = （3-49）c10cn1257min .校驗(yàn)機(jī)床功率 由加工手冊(cè) = ， ， ，加工速度HBS604pa3frm75.0 時(shí)，min5V =CPKW7.1 實(shí)際功率為： =1.7 =1.2 （3-50）C73.0KW 在 CA6140 上進(jìn)行，最后用量為： =3.75 ， = ， = = ， =pafrm.ni125rsr08.Vmin50 精車(chē)加工 所可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(YG6 硬質(zhì)合金材料)。 選刀桿尺寸 = ，刀片厚度為 。HB16.4 .確定加工深度 pa 可在一次走刀內(nèi)完成 .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)加工手冊(cè)可知 刀桿尺寸為 ，m1625pam4 進(jìn)給量 =0.51.0fr 按 CA6140 進(jìn)給量 =0.7 CA6140 進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN =950 =1111.5 故所選 = 可用。f17.frm7.0 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)加工手冊(cè)車(chē)刀后刀面磨損量 ，車(chē)刀壽命 = 。5.Tin6 .確定加工速度 0V 當(dāng) 硬質(zhì)合金刀度 200219 鑄件，15YTHBS ， ，加工速度 = 。pam4fr75. Vmin63 = tvK=63 0V0.184.9201 in8 16 = = =120 （3-51）nDVc102748minr 根據(jù) CA6140 車(chē)床 =1250 實(shí)際速度 為：c = = （3-52）V1n1257in .校驗(yàn)機(jī)床功率 由加工手冊(cè)加工速度 時(shí)，mi0V =CPkw7.1 加工功率修正系數(shù) =0.73 =0.9，krcPcrK0 時(shí)間功率為： =1.7 =1.2 CP73.0 =1.25 ， = ， = = ， =pamfr.nmi125rsr08.Vmin50 工序 140：鉆擴(kuò) 9 孔、17 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度 ：pa4.5m 進(jìn)給量 ：取 。frf/30 切削速度 取 。V.8s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n （3-38） 10.46539./in317vnrd 按照文獻(xiàn)，取 0/mir 所以實(shí)際切削速度 ： （3-39）v .147630.5/dms 切削工時(shí) 被切削層 ：l42 刀具切入 ：1 （3-40）1 7()105.962rDlctgkctgm 刀具切出 ： 取l42l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： （3-41）jt 60.5in.jLfn 17 擴(kuò)孔刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料） 。 片型號(hào)：E403 切削深度 ：pa1.35m 進(jìn)給量 ：取 。f06/fr 切削速度 ：取 。V.4s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n （3-42） 10.26.78/in319vnrD 按照文獻(xiàn)取 50/mir 所以實(shí)際切削速度 ： （3-43）v 3.149.50.2/6dms 切削工時(shí) 被切削層 ：l42 刀具切入 有：1 （3-44）1 19.7()20.863rDdlctgkctgm 刀具切出 ： ，取2lm4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： （3-45）2jt 20.16in.5jLfn 工序 150 鉆鉸 4 銷(xiāo)孔 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 機(jī)械加工工 藝手冊(cè)第 2 卷。 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給m 量為 0.200.35 。rm 則取 rf30. 確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3-min0kfaTdcvvyxpmzv 20） 查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,,25.,1.8zcvvvv min 則 = =1.65.01.0 2.337in 所以 = =72n4.6mir 18 選取 min120r 所以實(shí)際切削速度為 =2.6474.3vin 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =t s20.8 工序 160 鉆 M6 孔底孔然后攻絲 本工序采用計(jì)算法 7。 表 3-5 高速鋼麻花鉆的類(lèi)型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 類(lèi)型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.020.0 在各種機(jī)床上，用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1437-85 直柄長(zhǎng)麻花鉆 1.031.5 在各種機(jī)床上，用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0100.0 在各種機(jī)床上，用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1439-85 錐柄長(zhǎng)麻花鉆 5.050.0 在各種機(jī)床上，用鉆模 或不用鉆模鉆孔 選用 Z525 搖臂鉆床，查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，查機(jī)表 2.4- 37 鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直 徑系列選擇錐柄長(zhǎng)，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫800f0 刃斜角 =50 ，L=197mm,l =116mm。01 表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度（摘自 GB6137-85） mm 直柄麻花鉆直徑范圍 l l1 11.8013.20 151 101 表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （） d (mm) 2 f 8.618.00 30 118 12 4060 表 3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度 mm 鉆頭 直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料 20 高速鋼 鑄鐵 0.50.8 19 （2）單刃加工刀具耐用度 T min 刀具直徑 d0（mm）刀具類(lèi)型 加工材料 刀具材料 1120 鉆頭（鉆孔及擴(kuò) 孔） 鑄鐵、銅合金及 合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.50.8mm 刀具耐用度 T = 60 min .確定進(jìn)給量 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量 為 f=0.250.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進(jìn)給量取 f=0.60 。zm* rm .確定切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 8，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在灰鑄造 （190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考機(jī)械加工in 工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 9，表 10.4-10 鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù) K =1.0，R =0.85。mvtv V=12 =10.32 （3-34）85.0min 則 = =131 （3-35）nir 查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr 則實(shí)際切削速度 = = =11.8v實(shí) .確定切削時(shí)間 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算 公式： T = （3-36）ifn llw1 其中 l = l =5 l =23f2mdRKcotwm1m 則： t= =9.13 （3-37）s 23.110dn02514.36.0573 20 4 鉆 孔 夾 具 設(shè) 計(jì) 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆鉆擴(kuò)鉸 29 孔、32 孔和鉆擴(kuò)鉸 25 孔的夾具，在 工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類(lèi)夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝 夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往 往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研 究過(guò)，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾 緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重 力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件 的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力， 使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他 元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原 理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是 通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動(dòng)作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳 動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和 定心作用。 工件通過(guò)定位銷(xiāo)的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的 夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過(guò)精確的圓 弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板 的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì) 21 稱(chēng)中心在規(guī)定位置上。 4.2 夾具的導(dǎo)向 在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加 工位置，并在加工過(guò)程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性， 從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過(guò)程中，導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度、 各孔孔距精度、各軸線(xiàn)間的平行度等，因此，導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對(duì)于保證 工件的加工精度有這十分重要的作用。 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。 如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇 20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。 相同的，為了防止定位銷(xiāo)與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯 套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采 用H7/p6的配合。 4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類(lèi)型和特點(diǎn): 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆 套外圓一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔 徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆 模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以 F7/m6 或 F7/k6 配合裝入 襯套中。 3、快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套 引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱(chēng)特殊鉆套。 22 鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開(kāi)始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不位于 鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.31.2)d。 在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因 為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 4.4 鉆模板 在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和 強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆 模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下， 鉆模板在夾具體上采用定位銷(xiāo)一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。 4 4.5 定位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾 具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置 公差的 1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合 時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來(lái)。而對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，因各工件的有關(guān)表面本 身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且?jiàn)A具上的定位元件本身及相互間存在尺 寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置 仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 為了滿(mǎn)足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺 寸公差。 由5和6可得： 1 定位誤差： 23 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) minDWd 當(dāng)以固定邊接觸時(shí) 2d 式中 為彼此最小間隙min 通過(guò)分析可得： 0.5D1dmin 因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 0.63DW 2 夾緊誤差 ： cos)(mi