CA6140車床831007撥叉加工工藝和鉆M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì)【UG夾具三維】
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目 錄
1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 1
1.1 生產(chǎn)綱領(lǐng) 1
1.2 生產(chǎn)類型 1
2 零件分析 3
3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4
3.2 制定加工工藝路線 5
3.3 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 5
3.4 加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸計(jì)算 6
3.5 選擇切削用量、確定時(shí)間定額 7
4、鉆M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 21
4.1問題的提出 21
4.2定位機(jī)構(gòu) 21
4.3夾緊機(jī)構(gòu) 22
4.4 夾緊力的計(jì)算 24
4.5 導(dǎo)向裝置的選擇 25
4.6機(jī)床夾具的總體形式 26
4.6.1確定夾具體： 26
4.6.2確定聯(lián)接體： 26
4.7定位誤差分析 26
4.7.1定位誤差 26
4.7.2產(chǎn)生定位誤差的原因 27
4.7.3定位誤差的計(jì)算 27
總 結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型
1.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計(jì)算。
N=Qn(1+a+)
式中： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）
Q——機(jī)器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）
n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）
a——備品百分率
——廢品百分率
1.2 生產(chǎn)類型
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型：
1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專用設(shè)備和修配件的制造等。
2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。
3.大量生產(chǎn)：當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。
生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點(diǎn)，具體情況見表1-1。
表1-1： 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系
生產(chǎn)類型
重型
（零件質(zhì)量大于2000kg）
中型
（零件質(zhì)量為100-2000kg）
輕型
（零件質(zhì)量小于100kg）
單件生產(chǎn)
小于等于5
小于等于20
小于等于100
小批生產(chǎn)
5-100
20-200
100-500
中批生產(chǎn)
100-300
200-500
500-5000
大批生產(chǎn)
300-1000
500-5000
5000-50000
大量生產(chǎn)
大于1000
大于5000
大于50000
依設(shè)計(jì)題目知：Q=3000臺(tái)/年，n=2件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年
零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
2 零件分析
題目所給的零件是CA6140車床撥叉，用來把兩個(gè)咬合的齒輪撥開來，再把其中一個(gè)可以在軸上滑動(dòng)的齒輪撥到另外一個(gè)齒輪上以獲得另個(gè)速度，即改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速。
表面粗糙度與機(jī)械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、振動(dòng)和噪聲等有密切關(guān)系，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標(biāo)注采用Ra。
1、 撥叉Φ40端面,表面粗糙度Ra3.2
2、 撥叉底面，表面粗糙度Ra12.5
3、 撥叉Φ22H7mm孔，表面粗糙度Ra1.6
4、 撥叉Φ55孔，表面粗糙度Ra3.2
5、 撥叉Φ73孔端面，表面粗糙度Ra3.2
6、 撥叉Φ8孔，表面粗糙度Ra1.6
7、 撥叉M8螺紋，表面粗糙度Ra12.5
3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成大批零件報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
1 、粗基準(zhǔn)的選擇
① 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
② 如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
③ 如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
④ 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
⑤ 粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
重點(diǎn)考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時(shí)間，所以選撥叉Φ40端面及Φ40外圓面為定位粗基準(zhǔn)。
2、 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
①用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
②當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
③當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
④為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
⑤有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求,對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目以Φ22H7孔及Φ40端面為定位精基準(zhǔn)，滿足要求。
3.2 制定加工工藝路線
制定工藝路線的出發(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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。
工序01：金屬型澆注
工序02：時(shí)效處理
工序03：銑工件底面
工序04：粗銑、精銑Φ40端面
工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ22孔并兩端倒角C1
工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔
工序07：粗鏜、精鏜下面Φ73孔
工序08：鉆、鉸Φ8
工序09：鉆、攻M8螺紋
工序10：銑斷
工序11：去毛刺
工序12：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序13：涂漆
工序14：入庫
3.3 選擇加工設(shè)備及工藝裝備
工序03：銑工件底面，刀具：端面銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用夾具；機(jī)床：立式銑床X52K
工序04：粗銑、精銑Φ40端面，刀具：端面銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用夾具；機(jī)床：立式銑床X52K
工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ22孔并兩端倒角C1，刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用夾具；機(jī)床：立式鉆床Z525
工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔，刀具：鏜刀；量具：內(nèi)徑百分尺；機(jī)床：坐標(biāo)鏜床T4240
工序07：粗鏜、精鏜下面Φ73孔，刀具：鏜刀；量具：內(nèi)徑百分尺；機(jī)床：坐標(biāo)鏜床T4240
工序08：鉆、鉸Φ8，刀具：麻花鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：專用夾具；機(jī)床：立式鉆床Z525
工序09：鉆、攻M8螺紋，刀具：麻花鉆、絲錐；量具：錐柄圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī)；夾具：專用夾具；機(jī)床：立式鉆床Z525
工序10：銑斷，刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺；夾具：專用夾具；機(jī)床：立式銑床X62
3.4 加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸計(jì)算
1. 工件的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
2. Φ40端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。
粗銑 單邊余量Z=1.7mm
半精銑 單邊余量Z=0.3mm
3. Φ22孔的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造。粗糙度Ra1.6，根據(jù)表2.3-8得，先鉆孔至Φ20，再擴(kuò)Φ20至Φ21.8，最后鉸Φ21.8孔至Φ22H7。
4.Φ55孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。
粗鏜 單邊余量Z=1.7mm
精鏜 單邊余量Z=0.3mm
5. Φ73孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。
粗鏜 單邊余量Z=1.7mm
精鏜 單邊余量Z=0.3mm
6. Φ73孔端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。
粗鏜 單邊余量Z=1.7mm
精鏜 單邊余量Z=0.3mm
7. M8螺紋的加工余量
因螺紋的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-24知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。
8.Φ8孔的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造。粗糙度Ra為1.6，根據(jù)表2.3-8得，先鉆孔至Φ7.8，再鉸Φ7.8孔至Φ8。
9．其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。
3.5 選擇切削用量、確定時(shí)間定額
工序01：金屬型澆注
工序02：時(shí)效處理
工序03：銑工件底面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝380
當(dāng)＝380r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序04：粗銑、精銑Φ40端面
工步一：粗銑Φ40端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?90
當(dāng)＝490r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：精銑Φ40端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?90
當(dāng)＝590r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ22孔并兩端倒角C1
工步一：鉆孔至Φ20
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ20孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525立式鉆床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度
所以
根據(jù)Z525立式鉆床說明書，取，
故實(shí)際切削速度為
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：擴(kuò)Φ20孔至Φ21.8
利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機(jī)床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按鉆床說明書取，實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三：鉸Φ21.8孔至Φ22H7
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔
工步一：粗鏜Φ51孔至Φ54.4
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀。
1） 確定切削深度
2） 確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時(shí)，
=0.15～0.30mm/r
按T4240機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.27mm/r
3） 確定切削速度
按表1.27的計(jì)算公式確定
式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 117m/min
=409r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4） 基本時(shí)間
選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0，
=0.27mm/r,，
工步二：粗鏜Φ69孔至Φ72.4
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀。
1）確定切削深度
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時(shí)，
=0.15～0.30mm/r
按T4240機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.27mm/r
3）確定切削速度
按表1.27的計(jì)算公式確定
式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 117m/min
=409r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4）基本時(shí)間
選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0，
=0.27mm/r,，
工步三：精鏜Φ54.4孔至Φ55
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金圓形鏜刀。
1）確定切削深度
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時(shí)，
=0.15～0.30mm/r
按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.19mm/r
3）確定切削速度
按表1.27的計(jì)算公式確定
式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 130m/min
=453r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4）基本時(shí)間
選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=20mm，=4mm，=0，
=0.19mm/r,，
工步四：精鏜Φ72.4孔至Φ73
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金圓形鏜刀。
1）確定切削深度
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時(shí)，
=0.15～0.30mm/r
按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.19mm/r
3）確定切削速度
按表1.27的計(jì)算公式確定
式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 130m/min
=453r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4）基本時(shí)間
選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=5mm，=4mm，=0，
=0.19mm/r,，
工序07：粗鏜、精鏜上面Φ73孔
工步一：粗鏜Φ69孔至Φ72.4
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀。
1）確定切削深度
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時(shí)，
=0.15～0.30mm/r
按T4240機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.27mm/r
3）確定切削速度
按表1.27的計(jì)算公式確定
式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 117m/min
=409r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4）基本時(shí)間
選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0，
=0.27mm/r,，
工步二：精鏜Φ72.4孔至Φ73
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金圓形鏜刀。
1）確定切削深度
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時(shí)，
=0.15～0.30mm/r
按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇
=0.19mm/r
3）確定切削速度
按表1.27的計(jì)算公式確定
式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min,
則 130m/min
=453r/min
按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇
4）基本時(shí)間
選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=5mm，=4mm，=0，
=0.19mm/r,，
工序08：鉆、鉸Φ8
工步一：鉆孔至Φ7.8
確定進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ7.8孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：鉸Φ7.8孔至Φ8
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2-25，，，得
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。
切削工時(shí)：，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序09：鉆、攻M8螺紋
工步一：鉆M8螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
468r/min
按機(jī)床選取n=500r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：攻M8螺紋
選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r
299r/min
按機(jī)床選取n=300r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序10：銑斷
1、 切削用量
①本工序?yàn)榇帚娀鶞?zhǔn)面A，所選刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀。銑刀直徑d=125mm，寬度L=28mm，齒數(shù)Z=20。根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》第三部分表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼料的大于等于785MPa，故選前角=15°，后角=12°（周齒），=6°（端齒）。
已知銑削寬度=28mm，銑削深度=2.5mm。機(jī)床選用X62W型臥式銑床。
②確定每齒進(jìn)給
根據(jù)表3.3，X62W型臥式銑床的功率為7.5KW（表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，高速鋼端面銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量=0.06～0.1mm/z，現(xiàn)取=0.07mm/z。
2、 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表3.7，用高速鋼端面銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=70mm，耐用度T=120min(表3.8）。
3、 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)表3.27中公式計(jì)算：
式中 =48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。
m/min≈27.86m/min
=70.9r/min
根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表4.2-39），選擇
實(shí)際切削速度
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給理為
根據(jù)X62W型銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表4.2-40），選擇
則實(shí)際每齒進(jìn)給量為
4、 校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)表3.28的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率（單位KW）為
式中 =650，=1.0，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=2.5，=0.063mm/min，=28.5mm，Z=20，d=50mm，n=475r/min,=0.63mm
=2076.8N
X62銑床主動(dòng)電機(jī)的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。
所確定的切削用量為
=0.063mm/min，，，
5、基本工時(shí)
三面刃銑刀銑端面的基本時(shí)間為：
工序11：去毛刺
工序12：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序13：涂漆
工序14：入庫
4、鉆M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序鉆M8螺紋孔。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第9道工序——鉆、攻M8螺紋孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為Φ7.5mm 麻花鉆、高速鋼絲錐，對(duì)工件的M8x1mm的螺紋孔進(jìn)行加工。
4.1問題的提出
本夾具主要用來鉆、攻M8螺紋孔，這有一定的技術(shù)要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2定位機(jī)構(gòu)
圖2-1-1圓柱銷
圖2-1-2削邊銷
在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。
根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。
設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。
由于該零件的加工是鉆M8孔并以φ22表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動(dòng)，限制兩個(gè)自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，限制四個(gè)自由度；兩個(gè)短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)及Z方向的移動(dòng)。裝夾工件時(shí)，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設(shè)計(jì)的定位選用的是短銷與平面相結(jié)合，分別限制工件的X、Y方向的移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動(dòng)作慢、效率低。
4.3夾緊機(jī)構(gòu)
圖2-2-1工件放置方式
1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時(shí)保證加工精度。
2 .夾緊力的方向的確定：
1）夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。
2）夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。
3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。
3 .夾緊力的作用點(diǎn)的選擇：
1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。
2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。
3）夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。
4）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。
4. 選擇夾緊機(jī)構(gòu)：
設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：
1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。
2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。
3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)
4)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。
5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。
6)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。
圖2-2-2夾緊機(jī)構(gòu)
選用螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)來對(duì)被加工工件進(jìn)行夾緊。
螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴(kuò)力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。
4.4 夾緊力的計(jì)算
由文獻(xiàn)4查得鉆孔時(shí)軸向力經(jīng)驗(yàn)公式：
（5-1）
其中：
代入數(shù)據(jù)后算得：
（5-2）
在計(jì)算夾緊力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，
安全系數(shù)
其中，為基本安全系數(shù)1.2；
為加工性質(zhì)系數(shù)為1.3；
為刀具鈍化系數(shù)為1.2；
為斷續(xù)切削系數(shù)為1.3
考慮到安全系數(shù)后，夾具所需的豎直向上的夾緊力：
（5-3）
工件的夾緊是通過壓塊與工件之間的摩擦來實(shí)現(xiàn)的，所以摩擦力充當(dāng)夾具所需的豎直向上的夾緊力。通過查找參考文獻(xiàn)【5】可知，45鋼與鑄鐵之間的摩擦系數(shù)，為了安全起見，不妨取。因此壓塊所需的壓緊力：
（5-4）
4.5 導(dǎo)向裝置的選擇
導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對(duì)刀裝置、對(duì)定裝置等，鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種。這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇。綜上分析，本次設(shè)計(jì)采用固定導(dǎo)向套加工工件，來提高其工作的連續(xù)性和其工作效率。選擇導(dǎo)向裝置：
導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對(duì)刀裝置、對(duì)定裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇。
用于鉆床零件加工的是可換鉆套裝置。換鉆套時(shí)，只需將鉆套逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)缺口轉(zhuǎn)到螺釘位置時(shí)即可取出，換套方便迅速。
鉆夾具中的鉆套,除要求它引導(dǎo)鉆頭，鉆出正確的孔外，還要求它能在裝卸時(shí)快而準(zhǔn)確。一般在工廠中使用較多的是可換鉆套，雖然這種鉆套具有可換的優(yōu)點(diǎn)，但在制造上較復(fù)雜；由于采用螺釘來壓緊,所以占面大，而又增加制造步驟。
鉆模板與支柱之間用開口銷連接。
4.6機(jī)床夾具的總體形式
機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素來確定。
夾具的組成歸納為：
1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。
2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。
3）導(dǎo)向及對(duì)刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。
4） 動(dòng)力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動(dòng)、液動(dòng)等動(dòng)力裝置。
5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。
6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。
4.6.1確定夾具體：
夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺(tái)鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時(shí)，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺(tái)面，以便夾具在機(jī)床工作臺(tái)上固定。夾具體一般是設(shè)計(jì)成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)接體，并于機(jī)床可靠聯(lián)接。
4.6.2確定聯(lián)接體：
聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對(duì)應(yīng)的位置上在用一個(gè)聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。
4.7定位誤差分析
4.7.1定位誤差
工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個(gè)方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：
1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。
2）夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，夾具相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對(duì)定誤差。
3）加工過程中誤差，如機(jī)床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動(dòng)等原因引起的誤差。
其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動(dòng)量所引起愛的加工誤差。
4.7.2產(chǎn)生定位誤差的原因
1.基準(zhǔn)不重合來帶的定位誤差：
夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
2.間隙引起的定位誤差
在使用心軸、銷、定位套定位時(shí)，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。
3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差
1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。
2）導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對(duì)刀誤差。
3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸或運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生的位置誤差。
4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。
4.7.3定位誤差的計(jì)算
本道工序所需保證的是所加工的兩個(gè)孔，根據(jù)最終的零件要求可以知道，零件的螺紋孔到中心線之間的尺寸公差需要保持在中，而在這一步加工過程中，需要保證左右兩個(gè)零件同時(shí)合格。
本道工序中，加工螺紋孔的主要誤差來源有：
A、鉆頭的位置誤差。鉆頭的位置誤差包括襯套與快換鉆套之間的位置誤差，麻花鉆與快換鉆套之間的位置誤差。這屬于夾具對(duì)定誤差。
B、工件擺放的位置誤差。也就是定位銷與削邊銷之間的尺寸誤差。這屬于定位誤差中的基準(zhǔn)不重合誤差。定位銷與工件之間的配合誤差不用考慮，因?yàn)楣ぜr(shí)豎直擺放，定位銷的軸線與工件內(nèi)孔的軸始終都在豎直平面內(nèi)。
在誤差分析中，忽略了襯套與鉆模板之間的配合誤差以及定位銷與夾具體之間的配合誤差，因?yàn)樗鼈兌际沁^盈配合。同時(shí)還忽略了快換鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，因?yàn)閷?duì)于標(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項(xiàng)可以忽略。
以下的誤差分析均采用極限位置法分析
鉆頭的位置誤差分析（夾具對(duì)定誤差）：
襯套與快換鉆套之間的配合關(guān)系是：，而， ，按照極限位置法分析可知：鉆套軸線與襯套軸線之間的最大偏差是在鉆套外圓取最小極限尺寸，襯套內(nèi)孔取最大極限尺寸。
故計(jì)算夾具第一部分對(duì)定誤差：
（5-5）
快換鉆套內(nèi)孔的尺寸是：，而，按照極限位置法分析可知：快換鉆套軸線與麻花鉆軸線之間的最大偏差是在快換鉆套內(nèi)孔取最大極限尺寸。
故計(jì)算夾具第二部分對(duì)定誤差：
（5-6）
而鉆孔所需的工序公差：
（5-7）
故總的對(duì)定誤差：
（5-8）
故夾具所選的對(duì)定方案是合格的。
工件擺放的位置誤差分析（定位誤差）：
定位銷孔與削邊銷孔之間的尺寸公差為：，夾具體中定位銷孔與削邊銷孔的中心線的平行度公差為。按照極限位置法分析可知：
當(dāng)夾具體定位銷孔與削邊銷孔的中心線往左偏移0.01 mm時(shí)，加工孔的尺寸為：
（5-9）
（5-10）
當(dāng)夾具體定位銷孔與削邊銷孔的中心線往右偏移0.01 mm時(shí)，加工孔的尺寸為：
（5-11）
（5-12）
定位誤差為：
（5-13）
所以夾具所選的定位方案合理。
總 結(jié)
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
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