左擺動杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計鉆Φ12H8孔（版本2）

左擺動杠桿的機械加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計 院 系 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)老師 二Ο一五年 1月 日 摘　要 本文是對左擺動杠桿加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對左擺動杠桿的一道工序的加工設(shè)計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計左擺動杠桿鉆床夾具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：左擺動杠桿，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目錄 一、緒論 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3夾具概述 1 1.4機床夾具的功能 2 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 2 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 2 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3 二、左擺動杠桿的工藝分析 4 2.1左擺動杠桿的用途 4 2.2左擺動杠桿的技術(shù)要求 4 2.3左擺動杠桿的工藝分析 5 2.4確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型 5 三、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 5 3.1選擇毛坯 5 3.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 6 四、擬定左擺動杠桿工藝路線 7 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 7 4.2表面加工方法的確定 7 4.3加工階段的劃分 8 4.4工序的集中與分散 8 4.5工序順序的安排 9 4.6確定工藝路線 9 五、加工余量、工序尺寸、和公差的確定 11 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 11 5.2加工余量工序尺寸及公差的確定 12 六、切削用量、時間定額的計算 16 6.1粗精銑寬24mm，毛坯28mm，的下表面 16 6.2孔的加工 17 6.3 銑槽 22 6.4時間定額的計算 22 七、專用夾具設(shè)計 25 7.1 研究原始質(zhì)料 25 7.2 設(shè)計要求 25 7.3 夾具的組成 26 7.4 夾具的分類和作用 26 7.5設(shè)計要求 29 7.6夾具設(shè)計 29 7.6.1 定位基準(zhǔn)的選擇 29 7.6.2 切削力及夾緊力的計算 29 7.6.3定位誤差的分析 32 7.6.4鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 33 7.6.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 34 結(jié) 論 36 參考文獻 37 致 謝 38 29 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 左擺動杠桿零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 二、左擺動杠桿的工藝分析 圖1.1 2.1左擺動杠桿的用途 杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力（用力點、支點和阻力點）的大小跟它們的力臂成反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為F1? L1=F2?L2。式中，F(xiàn)1表示動力，L1表示動力臂，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。 2.2左擺動杠桿的技術(shù)要求 表1.1 左擺動杠桿的零件技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra um 左擺動桿上面 177 IT9 3.2 左擺動桿右面 IT9 3.2 左擺動桿左面 IT9 3.2 右圖H8孔 IT8 1.6 右圖孔 IT7 1.6 左圖孔及M10螺紋 M10 IT8 6.4 中圖盲孔 *18 IT8 6.4 左圖孔 IT7 1.6 2mm槽 2 IT8 3.2 8mm槽 8 IT8 3.2 2.3左擺動杠桿的工藝分析 分析零件圖可知，左擺動杠桿的上、左和右端面的粗糙度要求較高，為3.2，所以需要進行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因為是大批生產(chǎn)，所以采用鍛造毛坯的方法，其他面無需加工。零件中幾個孔的要求較高，粗糙度為3.2，但孔的直徑較小，所以采取鉆、粗鉸，精鉸的加工以確保精度等級。零件中對形位公差的要求并不高。由此，該零件加工方便，工藝性較好。 2.4確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得： N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 左擺動杠桿重量為0.9kg，由表1-3知，左擺動杠桿屬輕型零件；由表1-4知，該左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 三、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3.1選擇毛坯 由于左擺動杠桿在實際應(yīng)用中要承受較大的力，為了增強左擺動杠桿的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯采用鍛件。該零件尺寸不大，且生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)、形狀較復(fù)雜，為提高生產(chǎn)率和精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。毛坯的薄膜斜度為 3.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 由表2-10和表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下的因素 3.2.1公差等級 由左擺動杠桿的技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 3.2.2鍛件重量 已知機械加工后的左擺動杠桿的重量為1.2Kg，由此可初步估計機械加工前的鍛件的重量為2.3Kg 3.2.3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對左擺動杠桿進行分析計算，可大致確定鍛件的包容體的長度、寬度和高度，即179mm， 32mm，24mm。（詳見毛坯圖）;由公式（2-3）和（2-5）可以計算出鍛件的復(fù)雜系數(shù) 3.2.4鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該材料為45號鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬級。 3.2.5零件表面粗糙度 由零件圖可知，該左擺動杠桿的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6um 根據(jù)上述因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于表二 表2.1 左擺動杠桿鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量 項目 機械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 備注 左擺動杠桿左端面 2*2=4 2.5 表2-1至表2-5 左擺動杠桿中端面 2*2=4 2 表2-1至表2-5 左擺動杠桿上端面 2*2=4 1.6 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ15孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 M10mm螺紋孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ6孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12盲孔 2*2=4 1.7 5 表2-1至表2-5 8mm槽 2*2=4 0.5 表2-1至表2-5 2mm槽 2*1=2 0.5 0 表2-1至表2-5 四、擬定左擺動杠桿工藝路線 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)還有精基準(zhǔn)，通常先確定精基準(zhǔn)，再確定粗基準(zhǔn)。 4.1.1精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇左擺動杠桿的上端面和左端面為精準(zhǔn)，零件上的很多表面和孔都可以采用他們作基準(zhǔn)進行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。另一方面，我們可以以這兩個面為定位基準(zhǔn)，加工其他的平面和孔，保證“基準(zhǔn)重合”的原則。最后一方面，以這兩個面為定位基準(zhǔn)，在加緊方便。 4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)該平整，沒有飛邊、毛刺、或其他的欠缺。本例選擇右端面為粗基準(zhǔn)。 4.2表面加工方法的確定 根據(jù)左擺動杠桿零件圖上個加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件個表面的加工方法。如表3.1所示 表3.1 左擺動杠桿各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 左端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 右端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 上端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 H8孔右圖 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-7 孔 IT7 1.6 鉆-精鉸 表1-7 H8孔 IT7 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-7 攻螺紋M10 IT8 6.4 鉆-攻螺紋 孔左圖 IT8 6.3 鉆-鉸 表1-7 盲孔 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精絞 表1-7 8mm的槽 IT8 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 2mm槽 IT12 6.3 粗銑 表1-8 4.3加工階段的劃分 該左擺動杠桿的質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先應(yīng)該將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面和孔的加工精度;然后粗鉆其他的一些孔，再粗鉸、、的孔；在精鉸刀加工階段，完成粗糙度為1.6的孔的精鉸加工。 4.4工序的集中與分散 由于生產(chǎn)類型是大批生產(chǎn)，采用工序集中的加工工序。采用外能型機床以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中的原則是工價的裝夾次數(shù)少，可以縮短輔助時間。 4.5工序順序的安排 4.5.1機械加工工序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)-左端面與上端面；遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的原則，先加工主要表面-左端面和上端面，再加工次端面-右端面；遵循“先面后孔”原則，先加工三個端面，然偶加工剩下的幾個孔。 4.5.2熱處理工序 模鍛成型后切邊，進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為241-285HBS，并進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響。 4.5.3輔助工序 半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序;精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該左擺動杠桿工序的安排順序為：基準(zhǔn)加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工-熱處理-主要孔的精加工 4.6確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表四列出了杠桿的工藝路線 表3.2 杠桿的工藝路線 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 量具 1 粗銑左右端面及上下端面 XK52銑床 面銑刀 游標(biāo)卡尺 2 半精銑左端面，上端面，右端面 XK52銑床 面銑刀 游標(biāo)卡尺 3 倒R=3mm圓角 XK52銑床 車刀 游標(biāo)卡尺 4 鉆-粗鉸-精絞*18盲孔 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 5 鉆-粗鉸-精鉸孔H8 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 6 鉆-粗鉸-攻螺紋M10 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 7 鉆-粗鉸-精鉸孔*2 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 8 鉆-精鉸孔 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 9 粗銑-半精銑8mm槽 XK52 銑刀 游標(biāo)卡尺 10 粗銑2mm槽 XK52 銑刀 游標(biāo)卡尺 11 去毛刺 鉗工臺 平銼 12 中檢 塞規(guī) 百分尺 卡尺 13 清洗 清洗機 14 終檢 塞規(guī) 百分尺 卡尺 表3.3 左擺動杠桿加工工序安排 工序號 工 序 內(nèi) 容 簡 要 說 明 10 粗銑左右端面及上下端面 “先基準(zhǔn)后其他” 20 半精銑左端面，上端面，右端面 “先基準(zhǔn)后其他”、 “先主后次” 30 粗鉆Φ12*18mm盲孔、Φ15H8通孔 “先面后孔” 、“先主后次” 40 擴Φ15孔，再粗絞-精絞Φ15孔、Φ12*18mm盲孔， “先粗后精” 50 粗鉆-粗鉸-攻螺紋M10 “先粗后精” 60 粗鉆Φ12H8孔、Φ12*11孔、Φ6孔 “先粗后精” 70 粗擴Φ12H8孔、Φ12*11孔，精擴12*11孔，精絞12H8孔、Φ6孔 “先粗后精” 80 粗銑2mm、8mm槽，半精銑8mm槽 “先粗后精” 五、加工余量、工序尺寸、和公差的確定 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 5.1.1選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床 1）工序1、2、3、4、、10、11是粗銑和精銑。各工序工步不多成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率故選用立式機床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大精度要求不很高選用常用的XK52。 銑床參數(shù)如下 型號XK52,主軸孔錐度7:24,主軸孔徑25mm。主軸轉(zhuǎn)速65~1800r/min。 工作臺面積(長×寬)1000×250。工作臺最大行程:縱向(手動/機動)620mm,橫向手動190mm、機動170mm升降手動370mm、機動350mm。 工作臺進給量:縱向35~980mm/min、橫向25~765mm/min、升降12~380mm/min。工作臺快速移動速度:縱向2900mm/min、橫向2300mm/min、升降1150mm/min。工作臺T型槽數(shù):槽數(shù)3、寬度14、槽距50。主電機功率4.5KW。 2)工序5、6、7、8、9為鉆、絞孔因加工孔較小精度要求較高表面粗糙度數(shù)值小需要較精密的機床才能滿足要求因此選用Z515 鉆床的參數(shù)如下 型號Z515主軸轉(zhuǎn)速320-2900r/min,主軸行程100mm最大鉆孔直徑15mm工作臺臺面尺寸350x350(mm x mm),主電動機功率0.6kw。 5.1.2選擇夾具 本零件除了粗銑及半精銑槽鉆孔等工序需要專用夾具外其他的使用通用夾具即可。 5.1.3選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要部分。刀具應(yīng)具有高剛度足夠的強度和韌度高耐磨性良好的導(dǎo)熱性良好的工藝性和經(jīng)濟性抗粘接性化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件左擺動杠桿材料為45鋼推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性, 在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。 1）粗精銑24mm的上下表面用YT15端銑刀。 2）粗精銑28左端面及177mm的前后表面用高速鋼圓柱銑刀。 3）鉆孔用高速鋼麻花鉆絞孔用高速鋼鉸刀。 4）銑8mm槽直齒三面刃銑刀2mm槽用鋸片銑刀。 5.2加工余量工序尺寸及公差的確定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、24mm上表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.1 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 粗銑 2.0 IT12 55 2、24mm下表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.2 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 1 IT6 55 粗銑 3 IT12 56 56 毛坯 3 59 59 3、177mm后表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.3 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 粗銑 2.0 IT12 26 4、177mm前表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.4 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 0.5 IT6 24 粗銑 1.5 IT12 24.5 24.5 毛坯 2 26 26 5、28mm右表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.4 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 1 IT6 177 粗銑 2 IT12 178 178 毛坯 3 180 180 6、28mm左表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.6 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 1 IT6 177 粗銑 2 IT12 178 178 毛坯 3 180 180 7、φ12H8孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.7 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 0.15 IT7 φ12 擴孔 0.85 IT9 φ11.85 11.85 鉆孔 11 IT12 φ11 11 毛坯 4 8 8、φ6孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.8 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 1 IT6 φ6 鉆孔 2 IT12 φ5.8 5.8 毛坯 4 2 9、φ12*11孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.9 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 擴孔 1 IT12 φ12 擴孔 3 IT12 φ11 11 鉆孔 8 IT12 φ8 8 毛坯 4 8 10、φ15H8孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.10 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 0.0.5 IT6 φ15 粗絞 0.1 IT6 φ14.95 擴孔 0.85 IT6 φ14.85 鉆孔 14 IT12 φ14 14 毛坯 4 11 11、φ12*18孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.11 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 0.05 IT6 φ12 粗絞 0.95 IT12 φ11.95 11.95 鉆孔 11 IT12 φ11 11 毛坯 4 8 12、寬2mm槽 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表2-15、2-16確定各工序尺寸及加工余量 表4.12 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 粗銑 2.0 IT12 2 13、寬8mm槽 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表2-15、2-16確定各工序尺寸及加工余量 表4.13 工序名稱 余量 工序達到的公差等級 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精銑 2 IT6 8 粗銑 2 IT12 6 6 毛坯 4 2 六、切削用量、時間定額的計算 6.1粗精銑寬24mm，毛坯28mm，的下表面 工序10 粗銑寬度為24mm的下表面 加工條件： 工件材料：45鋼鍛造。 機床：XK52立式銑床。 查參考文獻[1]表30—34 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：YT15，D100mm，齒數(shù)Z=8，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-75取=0.12mm/Z 銑削速度V：參照參考文獻[1]表30—34取V=1.33/ms。 由機床主軸轉(zhuǎn)速n得機床主軸轉(zhuǎn)速式（2.1）  按照參考文獻[3]表3.1-74 n=300r/min 實際銑削速度v： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[1]表2.4-81，=30mm 被切削層長度l：取l= 28~30 刀具切入長度： 式（5.2）刀具切出長度：取=2mm 走刀次數(shù)為1 工序20 精銑寬度為24mm（毛坯28mm）的下平面 加工條件： 工件材料：45鋼，鍛造。 機床：XK52立式銑床。 由參考文獻[1]表30—31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：YT15，D=100mm，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[1]表30—31取=0.08/Z 銑削速度V：參照參考文獻[1]表30—31取V=0.32m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n，由式（2.1）有： 按照參考文獻[3]表3.1-31 n=75r/min 實際銑削速度v: 進給量,由式(2.3)有: 工作臺每分進給量: 刀具切入長度:精銑時=D=100mm 刀具切出長度:取=2mm 走刀次數(shù)為1 6.2孔的加工 工序30、50、60 確定鉆削用量 確定進給量f 根據(jù)參考文獻[1]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z535立式鉆床說明書,取。 根據(jù)參考文獻[1]表28-8,鉆頭強度所允許是進給量。由于機 床進給機構(gòu)允許的軸向力(由機床說明書查出),根據(jù)表28-9,允 許的進給量。由于所選進給量f遠小于及故所選f可用。 （1）確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為Z515鉆床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （5.2） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = （2）鉆螺紋孔及攻螺紋 鉆螺紋底孔 取 （） 所以 （） 按機床選取= （） 所以實際切削速度 （） 切削工時（一個孔）： 攻螺紋 根據(jù)表4-32選取 所以 （293） 按機床選取 所以實際切削速度 所以切削時間（一個孔）： (3)孔φ15H8： 查表2-28可得，精鉸余量為 Z精=0.15mm;擴孔的余量為Z擴=0.85mm；鉆孔的余量為Z=14mm 查表1-20可確定各工序尺寸的加工精度等級為：精鉸IT8；擴孔IT10；鉆孔IT12 根據(jù)上述結(jié)果，查表2-40可知，個工步公差為：精鉸，15～15.027；擴孔， 14.85～14.92；鉆孔14～14.018 其相互關(guān)系參看右圖 鉆孔工步 1）背吃刀量=14mm 2）進給量 由表5-12，選取每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表5-22查得，因為工件為45號鋼，v=20m/min，帶入公式得 參照表4-15所列XK52型立式機床的主軸轉(zhuǎn)速取n=590r/min。實際轉(zhuǎn)速為 擴孔工步 1）背吃刀量=0.85mm 2）進給量 由表5-31可查得，取f=0.50 mm/r 3）切削速度計算 由表5-31可得 v=2 m/min 參照表4-9所列Z525型立式鉆床單主軸轉(zhuǎn)速，取n=97 r/min。 實際轉(zhuǎn)速 精鉸工步 1）背吃刀量=0.15 mm 2）進給量 查表5-31 f=0.4 mm/r 3)切削速度計算 查表5-31可查到 v=4 m/min 參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取n=140 r/min 實際轉(zhuǎn)速 工序40、70確定擴孔切削用量 1)確定進給量f 根據(jù)參考文獻[1]表28-31, 。根據(jù)Z515機床說明書取f=0.57mm/r。 2）確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻[1]表28-33，取。修正系數(shù)： （根據(jù)） 故 查機床說明書取。實際切削速度為 工序40、50、70確定鉸孔切削用量 （1）確定進給量f 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表 注4，進給量取小植。查Z535說明書取。 （2）確定切削速度v及n 由參考文獻[7]表28-39取。由參考文獻[1]表28-3，得修正系數(shù)，（根據(jù)） 故 查Z515說明書，取n=100r/min,實際鉸孔速度 6.3 銑槽 工序80 粗銑fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/min Vf=n×fz=114.6mm/r 精銑 fz=0.10mm/r ap=2mm Vc=150m/min n=1000Vc/πd=1194.2r/min Vf=n×fz=119.4mm/r 6.4時間定額的計算 一、計算盲孔的時間 基本時間的計算 1）鉆孔 查表5-41，=24 mm， =2 mm =5 mm f=0.2 mm/r, n=590 r/min 帶入 2）擴孔 根據(jù)表5-41，，按=15 ，=1.5，查得=0.56 mm ， =5.3 mm 3）鉸孔 根據(jù)表5-41及表5-42 查得 =20 mm ，=22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/min 輔助時間的計算 根據(jù)經(jīng)驗公式，輔助時間與基本時間的關(guān)系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助時間為： 鉆孔工步：=0.15×15.8=2.37s 擴孔工步：=0.15×33.8=5.07s 精鉸工步：=0.15×45.6=6.84s 其他時間計算 除了作業(yè)時間之外，每件工序的單位時間還包括布置工作地點時間、休息時間與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于是大批生產(chǎn)，分攤到每個工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作時間是作業(yè)時間的2%～7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%～4%,在此均取3%，則各工序的其他時間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）+×(+)計算，他們分別為： 鉆孔：+=6%×（2.37+15.8）=1.09s 擴孔：+=6%×（5.07+33.8）=2.33s 鉸孔：+=6%×（6.84+45.6）=3.15s 單件總時間的計算 鉆孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s 擴孔工步：=33.8+5.07+2.33=41.2s 鉸孔工步：=45.6+6.84+3.15=55.51s 加工單件總時間 T=19.06+41.2+55.5=115.78 二、鉆孔 （1） 機床的選擇：選用CA6140臥式車床 （2） 刀具的選擇：選用直徑10mm高速鋼標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆 （3） 切削用量選擇： 查表得：f=0.2-0.4mm/r，進給量取f=0.32mm/r 當(dāng)使用高速鋼標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆加工HT200，f=0.32mm/r，查出， 則根據(jù) 按CA6140車床的轉(zhuǎn)速列表查得與424.2r/min相近的轉(zhuǎn)速為n=400r/min，得實際切削速度為 確定，f=0.32mm/r，n=400r/min，v=22.62m/min （4）計算基本工時 其中，，取 所以， 七、專用夾具設(shè)計 1.5設(shè)計要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一鉆Φ12孔。 本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 1.6夾具設(shè)計 1.6.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。 由零件圖可知：進行加工前，底部平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底部平面、和側(cè)面和墊板定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 1.6.2 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[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[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[5]表 可得： 所以 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 用氣動元件作為夾緊元件，活塞桿是氣缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動沖擊等多種作用，必須有足夠的強度和剛度。其材料取Q235鋼。 在這取負載約為10000N，初選氣缸的設(shè)計壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的氣缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則氣缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2（即氣缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，氣缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取氣缸機械效率。則氣缸上的平衡方程 故氣缸無桿腔的有效面積： 氣缸直徑 氣缸內(nèi)徑： 按GB/T2348-1980，取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑） 則氣缸有效面積為： 現(xiàn)設(shè)計一種機構(gòu)，設(shè)夾緊機構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力為,鉸鏈壓板的受力分析如下圖2.10所示： 圖2.10受力分析 由受力分析計算得： = (選定=)【6】 式中，—夾緊機構(gòu)效率，取值為0.9； —螺栓的許用夾緊力，單位：。 當(dāng)螺桿的螺紋公稱直徑為M12時，可查表得：=5620N。 所以，==2=2×5620×0.9=10116N 因>=9015N,故夾緊機構(gòu)滿足設(shè)計要求。 根據(jù)參數(shù)選擇F-SC63CA 根據(jù)參數(shù)選擇F-SC63CA 參考地址：http://wenku.baidu.com/link?url=suvNCH9ck4ru_xSGujDVvFFG5_FF5bI3MQEtU3EJQ-JLuPkp83XY6FNC-jkDidVLPGtvk_Jur9Jbl4U5unTN-Ya9233QOB0E50zbwhBJwJW 7.6.3定位誤差的分析 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。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 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。 7.6.4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。 為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。 圖6.1 表6.1 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 45 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 45 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 7.6.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。 由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。 結(jié) 論 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學(xué)，也深深意識到學(xué)習(xí)的重要性，認識到設(shè)計是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計過程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計方法和相關(guān)設(shè)計軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計相關(guān)的信息（包括手冊，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）和實證估計有了一定程度的提高，在計算機和方便的參考書籍和手冊的情感設(shè)計和幫助。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，機械制造過程更系統(tǒng)的了解一般的過程，學(xué)習(xí)和掌握整個設(shè)計過程中，有一個科學(xué)的設(shè)計方法是更嚴格的。畢業(yè)設(shè)計的基本理論知識，可以學(xué)習(xí)使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設(shè)計方案，進行必要的計算，效率高的項目的設(shè)計以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識，進行必要的計算設(shè)計，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過程，了解情況之前，機床刀具和加工，畢業(yè)設(shè)計有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負責(zé)，一絲不茍。 在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。畢業(yè)設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　29 參考文獻 [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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[21] Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.1971 43 致 謝 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)知識的綜合運用，相關(guān)的專業(yè)知識，是知識在實踐中的應(yīng)用。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我的專業(yè)知識是在原有的基礎(chǔ)上鞏固和提高，也不能沒有老師和同學(xué)的幫助。分析設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過程中，陰長城的老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。畢業(yè)設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負責(zé)，一絲不茍。 本畢業(yè)設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識，嚴謹?shù)娘L(fēng)格，高度的責(zé)任感。在做設(shè)計的過程中也遇到了很多問題，老師給了我很多的關(guān)心和幫助，并總是問指導(dǎo)我們的設(shè)計過程。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負責(zé)，一絲不茍。說實話，畢業(yè)設(shè)計真是有點累了。然而，其設(shè)計結(jié)果，畢業(yè)設(shè)計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學(xué)的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。 因為畢業(yè)的時候，很多人應(yīng)該知道的地方都沒有時間去仔細地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因為在實際生產(chǎn)生活，工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻。