轉(zhuǎn)向臂的鉆Φ16孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含非標(biāo)5張CAD圖
轉(zhuǎn)向臂的鉆Φ16孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含非標(biāo)5張CAD圖,轉(zhuǎn)向,16,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,設(shè)備,非標(biāo),cad
轉(zhuǎn)向臂零件的加工工藝規(guī)程及鉆Φ16孔夾具設(shè)計
摘要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
轉(zhuǎn)向臂零件的的加工工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及鉆Φ16孔夾具設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向臂；加工工藝；夾具設(shè)計；工序；切削用量
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Abstract
This design involves the knowledge of machine manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement.
There are three parts in the process design, process design and fixture design of the steering arm parts. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, and design the process route of the parts; then calculate the size of each process step of the parts, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each process; then carry out the design of the special fixture, and select and design the fixture Each component of the fixture, such as positioning element, clamping element, guiding element, connecting part between the fixture and the machine tool and other parts; calculate the positioning error generated during the fixture positioning, analyze the rationality and shortcomings of the fixture structure, and pay attention to improvement in the later design.
Key words: steering arm; processing technology; fixture design; process; cutting parameters
目錄
摘要 - 1 -
Abstract - 2 -
1 緒論 - 5 -
1.1 高速切削 - 5 -
1.2 高精度控制 - 5 -
1.3 高柔性化 - 5 -
1.4高一體化 - 6 -
1.5 網(wǎng)絡(luò)化 - 6 -
1.6智能化 - 6 -
2 生產(chǎn)類型的確定 - 6 -
2.1 零件的作用 - 6 -
2.2 零件的工藝分析 - 6 -
2.21 以φ16mm孔的中心線加工表面 - 7 -
2.22 以φ9.3mm孔的中心線加工表面 - 7 -
3選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 - 7 -
3.1求最大輪廓尺寸 - 7 -
3.2 選取公差等級CT - 7 -
3.3求鑄件尺寸公差 - 7 -
3.4求機械加工余量等級 - 8 -
3.5求RMA（要求的機械加工余量） - 8 -
3.6求毛坯基本尺寸 - 8 -
4 工藝路線擬定 - 9 -
4.1定位基準(zhǔn)的選擇 - 9 -
4.2擬定加工方法和加工方案 - 9 -
4.21工藝路線： - 9 -
4.22確定工藝過程方案見下表（4-1） - 10 -
5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 - 11 -
5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 - 11 -
5.11選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床 - 11 -
5.12選擇夾具 - 12 -
5.13選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 - 12 -
5.14選擇量具 - 12 -
5.2 確定工序尺寸 - 12 -
5.21面的加工（所有面） - 12 -
5.22孔的加工 - 13 -
6 確定切削用量及基本時間 - 13 -
6.1 工序號02、03、04： - 13 -
6.2工序號05： - 15 -
6.3工序號06： - 17 -
6.4工序號07： - 18 -
6.5工序號08： - 19 -
6.6工序號09： - 20 -
6.7工序號10： - 21 -
6.8工序號11： - 22 -
7 UG數(shù)控加工仿真 - 24 -
7.1 創(chuàng)建坐標(biāo)系 - 24 -
7.2 銑外形，銑刀 - 24 -
7.3 銑上端面，創(chuàng)建坐標(biāo)系，刀軌，粗銑 - 26 -
7.4 銑兩側(cè)端面，建坐標(biāo)系，刀軌，粗銑 - 27 -
7.5 銑下端面，建立坐標(biāo)系，刀軌，粗銑 - 29 -
7.6 銑φ26端面 坐標(biāo)，刀軌 - 30 -
7.7銑銑φ20mm圓柱B、C面 - 31 -
7.8選φ15.85mm的麻花鉆，粗鉆φ15.85mm的孔，選φ16mm的麻花鉆，精鉸φ16mm的孔，倒角1×45° - 33 -
7.9選φ8.5mm的麻花鉆,鉆φ8.5的孔 - 35 -
7.10 選φ9.3mm的麻花鉆，鉆φ9.3的孔 - 35 -
7.11選φ17mm的锪鉆，刮平φ16mm的孔兩側(cè)端面，入體1mm - 36 -
7.12銑上端面，創(chuàng)建坐標(biāo)系，刀軌，精銑 - 36 -
7.13銑兩側(cè)端面，建坐標(biāo)系，刀軌，精銑、 - 37 -
7.14銑下端面，建立坐標(biāo)系，刀軌，精銑 - 39 -
8 鉆Φ16孔夾具設(shè)計 - 42 -
8.1 研究原始質(zhì)料 - 42 -
8.2 定位、夾緊方案的選擇 - 42 -
8.3切削力及夾緊力的計算 - 42 -
8.4 誤差分析與計算 - 43 -
8.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 - 44 -
8.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) - 45 -
8.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 - 46 -
心得體會 - 47 -
參考文獻(xiàn) - 48 -
致謝 - 49 -
1 緒論
現(xiàn)代數(shù)控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方向發(fā)展。
1.1 高速切削
受高生產(chǎn)率的驅(qū)使，高速化已是現(xiàn)代機床技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。高速切削可通過高速運算技術(shù)、快速插補運算技術(shù)、超高速通信技術(shù)和高速主軸等技術(shù)來實現(xiàn)。
高主軸轉(zhuǎn)速可減少切削力，減小切削深度，有利于克服機床振動，傳入零件中的熱量大大減低，排屑加快，熱變形減小，加工精度和表面質(zhì)量得到顯著改善。因此，經(jīng)高速加工的工件一般不需要精加工。
1.2 高精度控制
高精度化一直是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展追求的目標(biāo)。它包括機床制造的幾何精度和機床使用的加工精度控制兩方面。
提高機床的加工精度，一般是通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差，提高數(shù)控機床基礎(chǔ)大件結(jié)構(gòu)特性和熱穩(wěn)定性，采用補償技術(shù)和輔助措施來達(dá)到的。目前精整加工精度已提高到0.1 μm，并進(jìn)入了亞微米級，不久超精度加工將進(jìn)入納米時代。(加工精度達(dá)0.01 μm)
1.3 高柔性化
柔性是指機床適應(yīng)加工對象變化的能力。目前，在進(jìn)一步提高單機柔性自動化加工的同時，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。
數(shù)控系統(tǒng)在21世紀(jì)將具有最大限度的柔性，能實現(xiàn)多種用途。具體是指具有開放性體系結(jié)構(gòu)，通過重構(gòu)和編輯，視需要系統(tǒng)的組成可大可?。还δ芸蓪Ｓ靡部赏ㄓ?，功能價格比可調(diào)；可以集成用戶的技術(shù)經(jīng)驗，形成專家系統(tǒng)。
1.4高一體化
CNC系統(tǒng)與加工過程作為一個整體，實現(xiàn)機電光聲綜合控制，測量造型、加工一體化，加工、實時檢測與修正一體化，機床主機設(shè)計與數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計一體化。
1.5 網(wǎng)絡(luò)化
實現(xiàn)多種通訊協(xié)議，既滿足單機需要，又能滿足FMS(柔性制造系統(tǒng))、CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))對基層設(shè)備的要求。配置網(wǎng)絡(luò)接口，通過Internet可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制加工，進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測和診斷，使維修變得簡單。建立分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，可便于形成“全球制造”。
1.6智能化
21世紀(jì)的CNC系統(tǒng)將是一個高度智能化的系統(tǒng)。具體是指系統(tǒng)應(yīng)在局部或全部實現(xiàn)加工過程的自適應(yīng)、自診斷和自調(diào)整；多媒體人機接口使用戶操作簡單，智能編程使編程更加直觀，可使用自然語言編程；加工數(shù)據(jù)的自生成及智能數(shù)據(jù)庫；智能監(jiān)控；采用專家系統(tǒng)以降低對操作者的要求等。
2 生產(chǎn)類型的確定
2.1 零件的作用
據(jù)資料所示，該轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。
2.2 零件的工藝分析
由零件圖可知：φ16、φ9.3的孔中心線是主要的設(shè)計基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：
2.21 以φ16mm孔的中心線加工表面
這一組加工表面包括：銑φ26mm單側(cè)端面、鉆φ16mm的孔、倒角1×45°、鉆φ8.5mm的孔。
2.22 以φ9.3mm孔的中心線加工表面
這一組加工表面包括：銑φ20mm兩端面、鉆φ9.3mm的孔、锪φ16mm的沉頭。
概括：由于φ16、φ9.3的孔中心線位置精度不高，又φ16mm內(nèi)孔的精度比φ9.3mm內(nèi)孔的精度較高。所以由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。
3選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖
根據(jù)零件材料確定毛坯為長方體鋁合金,中批量生產(chǎn)。按《機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》可確定：
3.1求最大輪廓尺寸
長133.5mm、寬48.9mm、高49.15mm
故最大輪廓尺寸為133.5mm。
3.2 選取公差等級CT
鑄造方法按機械造型、鑄件材料按可鍛鑄鐵，得CT范圍8～12級。取為10級。
3.3求鑄件尺寸公差
根據(jù)加工表面的基本尺寸和逐漸公差等級CT=10級，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。
3.4求機械加工余量等級
機械加工余量等級范圍為E～G，取為F級。
3.5求RMA（要求的機械加工余量）
對所有加工表面取同一個數(shù)值，最大輪廓尺寸為133.5mm，機械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為1.5mm。
3.6求毛坯基本尺寸
依零件圖可知：Φ16、φ9.3、φ8.5孔徑較小，鑄成實心。
A面屬單側(cè)加工，由式（5-1）得
R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm
B、C面屬兩側(cè)加工，由式（5-2）得
R=F+2RMA+CT/2=26+2×1.5+2.6/2=30.3mm
根據(jù)數(shù)據(jù)可得：
轉(zhuǎn)向臂鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表（3-1）
表（3-1）
項目
A面
B、C面
Φ16孔
Φ9.3孔
Φ8.5孔
公差等級CT
10
10
—
—
—
加工面基本尺寸
32
26
—
—
—
鑄件尺寸公差
2.8
2.6
—
—
—
機械加工余量等級
F
F
—
—
—
RMA
1.5
1.5
—
—
—
毛坯基本尺寸
34.9
30.3
0
0
0
4 工藝路線擬定
4.1定位基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)：為保證工件重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。為互為基準(zhǔn)，以φ20mm端面為粗基準(zhǔn)。即B、C面。
精基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使兩孔互為基準(zhǔn)，選φ16的孔作為精基準(zhǔn)。
4.2擬定加工方法和加工方案
4.21工藝路線：
1、粗銑上端面
2、銑兩側(cè)端面
3、粗銑下端面
4、銑φ16mm孔的端面，即φ26mm圓柱A面
5、銑φ9.3mm孔的兩端面，即φ20mm圓柱B、C面
6、鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°
7、鉆φ8.5mm孔
8、鉆φ9.3mm孔
9、刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm
4.22確定工藝過程方案見下表（4-1）
表（4-1）
工序號
工序內(nèi)容
簡要說明
01
正貨處理145～204HBS
改善材料加工性能
02
粗銑上端面
03
粗銑兩側(cè)面
04
粗銑下端面
05
銑φ26mm圓柱A面
先加工面
06
銑φ20mm圓柱B、C面
07
鉆、精鉸孔φ16mm，
倒角1×45°
后加工孔
08
鉆孔φ8.5mm
09
鉆孔φ9.3mm
10
刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm
11
精銑上端面
精銑φ20mm圓柱B、C面
精銑下端面
12
去毛刺
13
終檢
5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具
由于生產(chǎn)類型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成.
5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備
5.11選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床
工序號02：銑上端面。因為工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號03：銑兩側(cè)面。因為工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號04：銑下端面。因為工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號05：銑φ20mm圓柱B、C面。因為互為基準(zhǔn)，工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號06：銑φ26mm圓柱A面。因為工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號07：鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用Z535立式鉆床。
工序號08、06：鉆孔φ8.5mm、φ9.3mm。由于內(nèi)孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性鉆通孔達(dá)到加工要求。故選Z525立式鉆床。
工序號09：刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm。粗糙度要求不高，宜采用Z525立式鉆床。
5.12選擇夾具
本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。
5.13選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具
①、銑刀：根據(jù)資料選擇硬質(zhì)合金端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm。
②、鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用麻花鉆等專用刀具。
③、刮平面φ16mm，選用專用锪刀。
5.14選擇量具
本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關(guān)資料，選擇如下：
①、選擇加工面的量具
根據(jù)資料：用分度值為0.02mm的三用游標(biāo)長尺測量，測量范圍0mm～150mm，公稱規(guī)格為150×0.02。
②、選擇加工孔的量具
根據(jù)資料：由于孔的加工精度要求不同，分別有IT7-IT8、IT12-IT13、大于IT13。所以選擇分度值0.01mm，測量范圍分別為25mm～50mm、25mm～50mm、5mm～30mm的內(nèi)徑千分尺。
5.2 確定工序尺寸
5.21面的加工（所有面）
①、上端面：根據(jù)加工長度為127mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。
②、兩側(cè)面；根據(jù)加工長度為133mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。
③、下端面：根據(jù)加工長度為127mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。
②、A面：根據(jù)加工長度為34.9mm，毛坯余量為2.9mm。單側(cè)加工的量為1.9mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。
②、B、C面：根據(jù)加工長度為30.3mm，毛坯余量為4.3mm。兩側(cè)加工的量為1.65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側(cè)再加工的量為0.5mm即可。
5.22孔的加工
①、φ16mm的孔
毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間。
鉆孔：φ15mm 2Z=0.95mm
精鉸：φ16mm
②、φ8.5mm的孔
毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。
鉆孔φ8.5mm即可。
③、φ9.3mm的孔
毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。
鉆孔φ9.3mm即可。
6 確定切削用量及基本時間
6.1 工序號02、03、04：
本工序為銑零件的上端面面，兩側(cè)面和下端面。直接切出零件的外部輪
廓形狀。以知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑
刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=127。銑削深度a=3.0mm，選用機床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
上下端面計算：根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=3.0mm、T=180 min
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由公式算得
Vc=173.930 m/min
nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min
根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
選f=118 mm/min
則實際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計算F=135.5 N
P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW
可知機床功率能夠滿足要求
⑤、基本時間
(d對稱銑削)
T=(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=127mm、f=118 mm/min
∴T=127/118=1.25min=75s
走刀2次：T=2×75=150s
兩側(cè)面計算：
①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由公式算得
Vc=194.379 m/min
nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min
根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
選f=118 mm/min
則實際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=30mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計算F=75.4 N
P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW
可知機床功率能夠滿足要求
⑤、基本時間（兩端加工）
d對稱銑削
T=2(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=133mm、f=118 mm/min
∴T=2×133/118=2.43 min=144s
每端走刀2次：T=2×144=288s
6.2工序號05：
本工序為銑φ26mm端面。已知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=26mm。銑削深度a=2.9mm，選用機床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由公式算得
Vc=173.930 m/min
nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min
根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
選f=118 mm/min
則實際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計算F=135.5 N
P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW
可知機床功率能夠滿足要求
⑤、基本時間
d對稱銑削
T=(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=26mm、l=17mm、l=2mm、f=118 mm/min
∴T=（26+17+2）/118=0.38 min=22.8 s 取T=23s
單側(cè)走刀2次：T=2×23=46s
6.3工序號06：
本工序為銑φ20mm端面。已知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=20mm。銑削深度a=2.15mm，選用機床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=30mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由公式算得
Vc=194.379 m/min
nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min
根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
選f=118 mm/min
則實際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=30mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計算F=75.4 N
P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW
可知機床功率能夠滿足要求
⑤、基本時間（兩端加工）
d對稱銑削
T=2(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、l=13mm、l=2mm、f=118 mm/min
∴T=2（20+13+2）/118=0.59 min=35.4 s 取T=36 s
每端走刀2次：T=2×36=72 s
6.4工序號07：
本工序為鉆φ16mm深32mm的孔。包括：鉆、精鉸孔、倒角1×45°。根據(jù)資料選用Z535立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄機用鉸刀：r=0、ɑ=15°、Kr=45°。
①、鉆孔：
⑴確定進(jìn)給量f
因為深度為32mm較大，宜采用自動進(jìn)給。查表5-127得：f=0.61～0.75 mm/r 由表5-66取得f=0.72 mm/r
⑵選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15.85mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
C=16.4、z=0.22、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15.85mm a=7.5mm
按公式計算：
∴Vc =22.061 m/min
nc=22.061×1000/3.14×15.85=468.4 r/min
根據(jù)Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=400 r/min=6.67 r/s
則V=3.14×15×6.67/1000=0.314 m/s
⑷鉆孔基本時間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= l=5mm,f=0.72 mm/r、n=6.67r/s
則T=（32+5+5）/0.72×6.67=8.75s 取T=9s
②、精鉸：
⑴確定進(jìn)給量f
因為深度為32mm較大，宜采用自動進(jìn)給。查表5-129得：f=1.5～3.0 mm/r 取f=1.60 mm/r
⑵選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=16mm a=0.025mm
按公式計算：
∴Vc =13.491 m/min
nc=13.491×1000/3.14×16=268.5 r/min
根據(jù)選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=275 r/min=4.58 r/s
則V=3.14×16×4.58/1000=0.230 m/s
⑷鉆孔基本時間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=4mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s
則T=（32+2+4）/1.60×4.58=5.2 s 取T=6s
⑤、倒角1×45°
6.5工序號08：
本工序為鉆φ8.5mm深8mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于孔徑和深度較小，宜采用手動進(jìn)給可達(dá)到加工要求。參考值取f=0.28 mm/r
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=8.5mm、則T=35min。
③確定切削速度V、n
C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=8.5mm a=4.25mm f=0.28mm/r
按公式計算：
∴Vc =29.9 m/min
nc=29.9×1000/3.14×8.5=1120 r/min
根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=960 r/min=16 r/s
則V=3.14×8.5×16/1000=0.427 m/s
④基本時間
鉆φ8.5mm深8mm的通孔:
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=8mm、取l= l=4mm,f=0.28 mm/r、n=16r/s
T=（8+4+4）/0.28×16=3.6s 取T=4s
6.6工序號09：
本工序為鉆φ9.3mm深26mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆,一次加工通孔可以滿足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于深度較大，宜采用自動進(jìn)給可達(dá)到加工要求。查表5-127：f=0.47～0.57mm/r 。
按Z525選取f=0.48 mm/r
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=9.3mm、則T=35min。
③確定切削速度V、n
C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=9.3mm a=4.65mm f=0.48mm/r
按公式計算：
∴Vc =24.656 m/min
nc=24.656×1000/3.14×9.3=844.33 r/min
根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=680 r/min=11.33 r/s
則V=3.14×9.3×1.33/1000=0.33 m/s
④基本時間
鉆φ9.3mm深26mm的通孔:
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=26mm、取l=5mm、 l=4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/s
T=（26+5+4）/0.48×11.33=6.4s 取T=7s
6.7工序號10：
本工序為刮平φ16mm深1mm的沉頭孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆,一次加工通孔可以滿足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于深度較小，采用手動進(jìn)給。
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=16mm、則T=60 min。
③確定切削速度V、n
按Z525 暫取f=0.13mm/r
Vc =12～25 m/min 取Vc =18 m/min
∴nc=18×1000/3.14×16=358.28 r/min
根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=272 r/min=4.53 r/s
則V=3.14×16×4.53/1000=0.228 m/s
④刮平兩端基本時間
T=2(l+l)/ fn
式中l(wèi)=1mm、取l=1mm，f=0.13 mm/r、n=4.53r/s
T=2（1+1）/0.13×4.53=6.8s 取T=7s
6.8工序號11：
本工序為精車零件的上端面、兩側(cè)端面和下端面。直接切出零件的形狀。以知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金端面銑刀。銑刀直徑：d=2mm,齒數(shù)Z=2mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=127。銑削深度a=1.0mm，選用機床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
上下端面計算：根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.4
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.40mm/z > 0.18mm/z、 Z=2、 d=80mm、a=26mm、a=1.0mm、T=180 min
C=849、q=0.22、x=0.61、y=0.85、u=0.78、p=0、m=0.88、k=1.0
則由公式算得
Vc=5884.56 m/min
nc=5884.56×1000/3.14×2=2785 r/min
根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=3000r/min=50r/s
∴V=3.14×40×50/1000=6.28 m/s
工作臺每分鐘進(jìn)給量為f=0.40×2×60=48 mm/min
選f=12 mm/min
則實際的每齒進(jìn)給量f=12/2×60=0.1mm/z
④、基本時間
d對稱銑削
T=(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=127mm、f=48 mm/min
∴T=127/48=2.57min=155s
走刀2次：T=155×2=310s
兩側(cè)面計算：①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.4
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由公式算得
Vc=6125.26 m/min
nc=6125.26×1000/3.14×2=2845 r/min
根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=3000r/min=50r/s
∴V=3.14×40×50/1000=6.28 m/s
工作臺每分鐘進(jìn)給量為f=0.40×2×60=48 mm/min
選f=12 mm/min
則實際的每齒進(jìn)給量f=12/2×60=0.1 mm/z
④、基本時間（兩端加工）
d對稱銑削
T=2(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、f=48 mm/min
∴T=2×133/48=5.1 min=301s
每端走刀2次：T=2×301=602s
7 UG數(shù)控加工仿真
7.1 創(chuàng)建坐標(biāo)系
7.2 銑外形，銑刀
7.3 銑上端面，創(chuàng)建坐標(biāo)系，刀軌，粗銑
7.4 銑兩側(cè)端面，建坐標(biāo)系，刀軌，粗銑
7.5 銑下端面，建立坐標(biāo)系，刀軌，粗銑
7.6 銑φ26端面 坐標(biāo)，刀軌
7.7銑銑φ20mm圓柱B、C面
7.8選φ15.85mm的麻花鉆，粗鉆φ15.85mm的孔，選φ16mm的麻花鉆，精鉸φ16mm的孔，倒角1×45°
7.9選φ8.5mm的麻花鉆,鉆φ8.5的孔
7.10 選φ9.3mm的麻花鉆，鉆φ9.3的孔
7.11選φ17mm的锪鉆，刮平φ16mm的孔兩側(cè)端面，入體1mm
7.12銑上端面，創(chuàng)建坐標(biāo)系，刀軌，精銑
7.13銑兩側(cè)端面，建坐標(biāo)系，刀軌，精銑、
7.14銑下端面，建立坐標(biāo)系，刀軌，精銑
零件加工成型
部分加工程序截圖如下：
8 鉆Φ16孔夾具設(shè)計
8.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工鉆Φ16孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
8.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗進(jìn)行了加工，利用一面2銷作為定位基準(zhǔn) 等為定位基準(zhǔn)來設(shè)計夾具，從而保證其尺寸公差要求。
8.3切削力及夾緊力的計算
鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。
由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：
切削力公式：
式中D=9.3MM
查表得：
其中：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得：
有：
安全系數(shù)K可按下式計算有：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
取，，
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
由表得：原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
8.4 誤差分析與計算
該夾具以一個平面和和2個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，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 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
8.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
尺寸表
鉆模板選用固定式鉆模板，用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。
8.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計夾具體時，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計時也應(yīng)加以考慮。
夾具體設(shè)計的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
8.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
心得體會
根據(jù)轉(zhuǎn)向臂工藝規(guī)程及夾具設(shè)計要求，在本設(shè)計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。在設(shè)計過程中須做到謹(jǐn)慎、有理可依的風(fēng)格，同時依據(jù)夾具設(shè)計原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計中的夾具設(shè)計也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結(jié)構(gòu)簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準(zhǔn)確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次畢業(yè)設(shè)計是成功的。
就我個人而言，我通過本次畢業(yè)設(shè)計對自己在大學(xué)中所學(xué)的知識進(jìn)行一次良好的回顧，并在此基礎(chǔ)上有所提高，對自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從而鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、思考問題解決問題的能力，并培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神，為以后參加國家的工業(yè)化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)，為早日實現(xiàn)國家的大爺現(xiàn)代化貢獻(xiàn)一份力量。
由于個人的能力有限，設(shè)計尚有諸多不足之處懇請老師大力支持，在次不勝感謝。
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