浮動(dòng)夾頭工藝及夾具設(shè)計(jì)【含11張CAD圖紙】
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中文摘要
零件的加工工藝編制，在機(jī)械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關(guān)系到零件最終能否達(dá)到質(zhì)量要求；夾具的設(shè)計(jì)也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高其加工效率的問(wèn)題。因此這兩者在機(jī)械加工行業(yè)中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
夾頭零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要要求可選擇車削和磨削。孔加工方法的選擇比較復(fù)雜，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、孔徑大小、長(zhǎng)徑比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對(duì)于精度要求較高的孔往往還要采用幾種不同的方法順次進(jìn)行加工。本次設(shè)計(jì)的油缸，為保證孔的精度和表面質(zhì)量將先后經(jīng)過(guò)粗鏜、半精鏜、精鏜和滾壓等四道工序加工。
在機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上占有正確的位置，然后通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)使工件在正確位置上固定不動(dòng)，這一任務(wù)就是由機(jī)床夾具完成。對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以?shī)A緊時(shí)往往比較費(fèi)時(shí)間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，也難以保證加工精度，為此需設(shè)計(jì)專用夾具。
關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計(jì)、基準(zhǔn)選擇、切削用量、定位誤差
ABSTRCT
Is the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jig's design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links.
Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face work needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing method's choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of production and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This design's cylinder, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee hole's precision and the surface quality and so on four working procedure processings
When the engine bed carries on the machine-finishing to the components, is guaranteed that the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the unit clamp.
Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error.
前言
畢業(yè)實(shí)踐工作對(duì)于每一位即將畢業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)都是非常重要的，它對(duì)我們以后走上工作崗位很有幫助。對(duì)于我們機(jī)電專業(yè)來(lái)說(shuō)，在以后的工作中經(jīng)常要做關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)工作，在這里，我以連桿零件為例，對(duì)它的工藝過(guò)程和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)可以把以前所學(xué)的知識(shí)加以綜合運(yùn)用，起到鞏固學(xué)到的知識(shí)的作用，從而提高分析，解決問(wèn)題的能力。因此，認(rèn)真的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)是很有必要的。
機(jī)械制造工藝規(guī)程的制定需選擇機(jī)械加工余量，機(jī)械加工余量的大小，不僅影響機(jī)械零件的毛坯尺寸，而且也影響工藝裝備的尺寸，設(shè)備的調(diào)整，材料的消耗，切削用量的選擇，加工工時(shí)的多少。因此，正確的確定機(jī)械加工余量，對(duì)于節(jié)約金屬材料，降低刀具損耗，減少工時(shí)，從而降低產(chǎn)品制造成本，保證加工質(zhì)量具有十分重要的意義。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，廣泛的收集各種資料及標(biāo)準(zhǔn)，課程設(shè)計(jì)中另一個(gè)重要的設(shè)計(jì)為專用夾具的設(shè)計(jì)。專用夾具的設(shè)計(jì)是為了特殊加工工序的技術(shù)要求的加工。
夾具是機(jī)械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。
各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機(jī)床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。
機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，首先要將工件裝夾好。
工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。
采用第一種方法夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無(wú)需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，大都用夾具裝夾工件。
用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)：
能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。
能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。
能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍
（4）能降低成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?，每個(gè)工件增加的成本是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯著。
機(jī)床夾具的分類
機(jī)床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。常用的分類方法有以下幾種。
按夾具的使用特點(diǎn)分類
通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，如三爪定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、萬(wàn)能分度頭、磁力工作臺(tái)等。這些夾具已作為機(jī)床附件的專門工廠制造供應(yīng)，只需選購(gòu)即可。
（2）專用夾具 專門為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用夾具。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。
（3）可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。
（4）組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。
（5）拼裝夾具 用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。
2. 按使用機(jī)床分類
夾具按使用機(jī)床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其它機(jī)床夾具等。
3. 按夾緊的動(dòng)力源分類
夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。
機(jī)床夾具的組成
機(jī)床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個(gè)部分。
定位裝置
定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
夾緊裝置
夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力作用是不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置。
對(duì)刀或?qū)蜓b置
對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。
連接元件
連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。
5. 夾具體
夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件。
其它裝置或元件
它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分
布的多個(gè)表面時(shí)，常設(shè)置分度裝置；為能方便、準(zhǔn)確地定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
本設(shè)計(jì)的任務(wù)
本設(shè)計(jì)的任務(wù)是：設(shè)計(jì)零件的工藝規(guī)程以及對(duì)典型夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與精度分析；通過(guò)本課程的設(shè)計(jì)使學(xué)生具有一定的設(shè)計(jì)專用夾具的能力和分析生產(chǎn)中與夾具有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題的能力。
目錄
1 摘要 1
前言 2
2.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 2
2.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 2
3 夾頭加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
3.1零件的分析 3
3.1.1零件的作用 3
3.1.2零件的工藝分析 3
3.2夾頭加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
3.2.1確定毛坯的制造形式 4
3.2.2基面的選擇 4
3.2.3確定工藝路線 4
3.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5
3.2.5確定切削用量 6
3.3小結(jié) 12
4 專用夾具設(shè)計(jì) 13
4.1鉆4-30孔夾具設(shè)計(jì) 13
4.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 13
4.1.2定位元件的設(shè)計(jì) 14
4.1.3定位誤差分析 15
4.1.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算 23
4.1.5鉆套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 21
4.1.6夾緊裝置的設(shè)計(jì) 22
4.1.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 23
4.2小結(jié) 24
5 結(jié)束語(yǔ) 25
參考文獻(xiàn) 26
26
3 浮動(dòng)夾頭加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1零件的分析
3.1.1零件的作用
題目給出的零件是浮動(dòng)夾頭，浮 動(dòng) 夾 頭攻絲機(jī)所配浮動(dòng)夾頭，是一種具有快換、扭力設(shè)定、安全離合器等功能的絲錐夾頭。加工不同規(guī)格的螺紋時(shí)，可快速更換夾頭，當(dāng)扭力到設(shè)定值或絲錐到達(dá)孔的底部時(shí)，離合器自動(dòng)打滑。在完完成工作的同時(shí)，有效地保護(hù)絲錐。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為ZG270-500，鑄鋼生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好。浮動(dòng)夾頭需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下：
（1）主要加工面：
1）銑左右平面保證尺寸160mm，平行度誤差為0.03
2）銑側(cè)面保證尺寸120mm與下平面的平行度誤差為0.02
3）鏜左,右兩平面各孔至所要求尺寸，并保證各位誤差要求
4）鉆側(cè)面4—φ30孔
（2）主要基準(zhǔn)面：
1）以下平面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：浮動(dòng)夾頭左表面孔、浮動(dòng)夾頭右表面
2）以右 平面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：主要是下平面各孔
3.2浮動(dòng)夾頭加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
3.2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料ZG270-500。由于批量生產(chǎn)的，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。
3.2.2基面的選擇
定位基面的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作。基面選擇得正確、合理與否，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。
在選擇定位基面時(shí)，需要同時(shí)考慮以下三個(gè)問(wèn)題：
(1) 以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程順利地進(jìn)行?
(2) 為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為粗基面?
(3) 是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ?，需要采用統(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面?
精基面的選擇：根據(jù)精基面的選擇原則，選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言，按照互為基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準(zhǔn)，以限制z、z、y、y、五個(gè)自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達(dá)到定位,目的。
（2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準(zhǔn)。
3.2.3確定工藝路線
制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。
(1)選擇加工方法應(yīng)以零件加工表面的技術(shù)條件為依據(jù)，主要是加工面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個(gè)方面工藝因素的影響。一般是根據(jù)主要表面的技術(shù)條件先確定終加工方法，接著再確定一系列準(zhǔn)備工序的加工方法，然后再確定其他次要表面的加工方法。
(2)在各表面加工方法選定以后，就需進(jìn)一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大致順序，以定位基準(zhǔn)面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。
(3)排加工路線圖表。
當(dāng)生產(chǎn)批量不同時(shí)零件的工藝路線也會(huì)有較大的差別，先在列出零件大量生產(chǎn)時(shí)的工藝路線。見(jiàn)附表.
表2.1工藝路線方案一
工序1
鑄造
工序2
時(shí)效
工序3
涂漆
工序4
擴(kuò)φ70孔
工序5
鏜φ68孔
工序6
粗精銑內(nèi)側(cè)面及保證尺寸
工序7
鉆上平面4-φ30孔
工序8
去應(yīng)力退火
工序9
粗精銑左平面
工序10
粗精銑右平面
工序11
鉗工
工序12
終檢
工序13
防銹入庫(kù)
表2.2工藝路線方案二
工序1
鑄造
工序2
時(shí)效
工序3
涂漆
工序4
粗精銑左平面
工序5
粗精銑右平面
工序6
粗精銑內(nèi)側(cè)面及保證尺寸
工序7
鉆上平面4-φ30孔
工序8
去應(yīng)力退火
工序9
擴(kuò)φ70孔
工序10
鏜φ68孔
工序11
鉗工
工序12
終檢
工序13
防銹入庫(kù)
工藝路線的比較與分析：
第二條工藝路線不同于第一條是將銑平面工序， 放到后面。加工完左右平面后再加各孔4-φ30，φ70, φ70其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)提高了生產(chǎn)效率。而且對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。
采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工左、右兩平面，然后以左、右平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時(shí)為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線，不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個(gè)問(wèn)題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。如果選取第二條工藝方案，先鏜左、右平面各孔，然后以這些已加工的孔為精基準(zhǔn)，加工其它各孔便能保證2-φ30，φ70, φ70孔的形位公差要求
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)方案比較合理。所以我決定以第二個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過(guò)程見(jiàn)工藝卡片所示。
3.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
浮動(dòng)夾頭的材料是ZG270-500，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
1）加工夾頭的上下平面，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮3mm，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，
2）加工側(cè)面時(shí)，用銑削的方法加工兩側(cè)面。由于側(cè)面的加工表面有粗糙度的要求，而銑削的精度可以滿足，故采取分二次的銑削的方式，粗銑削的深度是2mm，精銑削的深度是1mm
3）鏜左、右平面各孔時(shí)，由于粗糙度要求，因此考慮加工余量2.5mm?？梢淮未旨庸?mm，一次精加工0.5就可達(dá)到要求。
6）加工4-φ30孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量15mm?？梢淮毋@削加工余量14mm，鉸削加工余量1mm，就可達(dá)到要求。
就可達(dá)到要求。
7）加工兩側(cè)面，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可達(dá)到要求。
機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度
工序號(hào)
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
6
銑三平面
3
IT10
6.3
-0.1
0.1
7
鉆φ30孔
IT12
φ10
3.2
-0.1
0.1
11
粗、精鏜孔
3
IT8
φ68
3.2
-0.02
0.02
該零件的軸向加工時(shí)，采用工序集中的原則，一次加工成型，同時(shí)采用基準(zhǔn)重合原則，這樣保證了各加工面的形位公差要求，由于此零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)在加工中采用了工序集中原則，所以在各工序安排中不存在基準(zhǔn)不重合誤差避免了由于基準(zhǔn)不重合造成的加工難度，也滿足了零件各表面形位公差的要求，符合零件設(shè)計(jì)者最初思想，下面是采用基準(zhǔn)重合原則加工所形成軸向工序尺寸鏈圖：
銑平面工序尺寸鏈如圖
φ68孔徑向工序尺寸鏈如下圖
3.5確定切削用量及基本工時(shí)
3.2.5確定切削用量
工序：粗、精銑浮動(dòng)夾頭左平面
（1）粗銑左平面
加工條件：
工件材料： ZG270-500，鑄造。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2.1）
式中 V—銑削速度；
d—刀具直徑。
由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
（2）精銑左平面
加工條件：
工件材料：ZG270-500，鑄造。
機(jī)床： X52K立式銑床。
參考文獻(xiàn)[7]表30—31
刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：
按照參考文獻(xiàn)[7]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，由式（1.3）有：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
粗銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
銑下平面的總工時(shí)為：t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min
工序：加工右平面，各切削用量與加工上平面相近，因此省略不算，參照工序1執(zhí)行。
工序：粗精銑側(cè)面：
（1）粗銑側(cè)面
加工條件：
工件材料：ZG270-500，鑄造。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
式（2.2）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
（2）精銑側(cè)平面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床： X52K立式銑床。
由參考文獻(xiàn)[7]表30—31
刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，由式（2.3）有：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)參考文獻(xiàn)[9：=249/(37.5×3)=2.21min。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑側(cè)平面
根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]切削工時(shí)：=249/(37.5×3)=2.21min
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
粗精銑側(cè)面總工時(shí)：
t=+++=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min
工序：粗鏜Φ68H12的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min
精鏜下端孔Φ68H12
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度，：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min
工序：粗鏜Φ70H12的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min
精鏜下端孔到Φ70H12
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度，：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.56min
工序：鉆4-φ30
工件材料為ZG270-500，孔的直徑為306mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ30，選用Φ5的麻花鉆頭。攻M6螺紋，進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
3.3小結(jié)
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)。
4 專用夾具設(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。在加工杠桿零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工銑上平面夾具、傳動(dòng)箱體鏜上頂面鏜孔夾具及傳動(dòng)箱體鉆4-M6底孔夾具各一套。其中上頂面鏜孔的夾具將用于組合鉆床，刀具分別鏜刀。采用X62W銑床，硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)銑上平面進(jìn)行加工。鉆M6底孔夾具采用立式鉆床，先用麻花鉆鉆孔，再用絲錐攻螺紋。
4.3鉆4－30孔夾具設(shè)計(jì)
4.3.1定位基準(zhǔn)的選擇
（一）問(wèn)題的提出
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。
本次設(shè)計(jì)加工φ30mm孔的鉆床夾具，本夾具將用于Z3025B型搖臂鉆床，刀具材料為高速鋼，在夾頭的表面上加工孔。
利用本夾具主要用來(lái)加工φ30mm，這個(gè)孔內(nèi)表面的粗糙度要求為，在加工前先加工φ30mm孔，且?jiàn)A頭的R30h6mm外圓表面兩側(cè)平面均已經(jīng)過(guò)半精加工。加工φ30H9mm孔的整個(gè)過(guò)程包括鉆、擴(kuò)、鉸三步，因此本工序的加工精度容易保證，主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時(shí)間提高生產(chǎn)率。
（二）、夾具設(shè)計(jì)
⒈定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖知，φ30H9mm孔對(duì)側(cè)端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以側(cè)端面為主要定位基準(zhǔn)面，外圓表面和φ44mm段一側(cè)小平面為輔助定位面，共限制７個(gè)自由度，其中與φ30H9mm孔軸線同方向的自由度被重復(fù)限制，但起到增強(qiáng)定位穩(wěn)定性的作用，因此這一定位方案可行。
為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，將鉆套設(shè)計(jì)成快換鉆套。
⒉切削力及夾緊力計(jì)算
鉆φ30mm孔時(shí)切削量最大，切削力和加緊力也最大，這里只考慮鉆φ30mm孔時(shí)的切削力和加緊力。
刀具：高速鋼麻花鉆，φ30mm。
鉆孔時(shí)的軸向力
查表1-2-7文獻(xiàn)[1]，由于工件所受加緊力與切削力方向相互垂直，為防止工件在切削力作用下沿φ90mm段較小平面?zhèn)冗厓A斜，使工件離開(kāi)基面所需的夾緊力為：
，
摩擦系數(shù)查[4]表3-19，
圖表 1
=0.25。
安全系數(shù) ，
式中 K————基本安全系數(shù)1.5；
K————加工狀態(tài)系數(shù)1.2；
K————刀具鈍化系數(shù)1.5，由文獻(xiàn)[4]表3-20查得；
K————切削特點(diǎn)系數(shù)1.0；
K————考慮加緊動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù)1.3。
L=20mm, H=42mm, l=34mm
查表3-26文獻(xiàn)[4]，知d=10mm的螺栓許用加緊力
因φ10mm螺栓長(zhǎng)度小于所需夾緊長(zhǎng)度，為方便加緊，選用φ16mm的夾緊螺栓夾緊，夾緊螺母上鉆一φ16mm斜孔使之成為可快速拆裝的螺母 且定位V型塊在φ44mm外圓段的定位套對(duì)工件有輔助支撐作用，使支撐更加穩(wěn)定，因此選用該螺栓加緊足以滿足加緊要求。
⒊定位誤差分析
夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據(jù)零件定位方案設(shè)計(jì)的專用件，各定位面加工后對(duì)φ6H9mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計(jì)。鉆孔位置主要由鉆套鉆模板引導(dǎo)，因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。查文獻(xiàn)[4]表3-17，普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證
⒋夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。夾具體上鉆套采用快換形式提高了加工生產(chǎn)效率。同時(shí)，在定位和夾緊方面采用的是帶有螺栓連接的定位心軸和快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，該夾緊機(jī)構(gòu)是螺母螺孔內(nèi)鉆了孔，其孔徑略大雨V型塊螺紋外徑。V型塊沿著光孔套入螺桿，然后將V型塊擺正，使螺母的螺紋與螺桿（即：定位心軸）嚙合，再略為擰動(dòng)螺母，便可夾緊工件。快速旋轉(zhuǎn)夾緊機(jī)構(gòu)同樣的提高了加工生產(chǎn)效率。
在用定位心軸定位時(shí)，采用的是間隙配合心軸，心軸工作部分按基孔制h6、g6或f7制造。此設(shè)計(jì)在裝卸工件時(shí)較方便，縮短了加工時(shí)的輔助時(shí)間。根據(jù)該法蘭盤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的定位套一次限制5個(gè)自由度，外加一定位支承板限制2個(gè)自由度，即滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。夾緊裝置使用鉤形夾緊螺栓，操作方便。該夾具上設(shè)有擋塊，可防止零件在加工時(shí)發(fā)生翻轉(zhuǎn)或者滾動(dòng)。夾具體也是由定位夾緊需要設(shè)計(jì)而成，工件的拆裝也比較方便，總體上這套夾具方案能夠滿足生產(chǎn)要求。
夾具的零件圖、零件毛坯圖和零件圖見(jiàn)隨附圖。
4.4小結(jié)
對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問(wèn)題。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來(lái)最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì)，也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有xxx老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)研究過(guò)程中仍然存在不足之處，有的問(wèn)題還待于進(jìn)一步深入，具體如下：
（1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。
（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。
（3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。
（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。
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