支架機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)【30X70X2.0凹槽】

支架機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)【30X70X2.0凹槽】,30X70X2.0凹槽,支架,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計(jì),30,x70x2,凹槽 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 10 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X5032 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑左側(cè)端面作為基準(zhǔn)面 面銑刀 450 30 1.5 1.2 2 0.3 0.1 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁(yè) 第 2 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 20 車 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X5032 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 鉆孔夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 13.00 13.00 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑頂部30X2凹槽 面銑刀 400 32 6.4 110 1 0.58 1.77 2 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁(yè) 第 3 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 30 車 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 14.74 7.37 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑頂部方孔42X13 銑刀φ6 600 20 1.0 1.1 1 5.6 1.77 2 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 4 頁(yè) 第 4 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 40 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄鐵 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 13.2 13.2 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑20XR10腰型孔 銑刀φ10 560 8.88 5 2.0 2 0.5 1.7 2 3 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 1 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 指導(dǎo)教師 二 Ο 一四 年 11 月 09 日 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 0 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生： 指導(dǎo)老師： 摘 要 在生產(chǎn)過(guò)程中，使生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生 直接變化的過(guò)程叫工藝過(guò)程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過(guò) 程。在制定工藝過(guò)程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的 機(jī)床及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具， 還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。 關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程；定位誤差；夾緊；加工余量；夾緊力 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 1 Processing technology and fixture design of stent Major:Mechanical engineering and automation student: Supervisor: ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error. XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 2 目 錄 1 緒 論 .................................................................4 1.1 機(jī)械加工工藝概述 ...................................................5 1.2 機(jī)械加工工藝流程 ...................................................6 1.3 夾具概述 ...........................................................6 1.4 機(jī)床夾具的功能 .....................................................7 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) .................................................7 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 .................................................8 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 .........................................8 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) ........................................................8 2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 ....................................9 2.1.1 零件的工藝分析 .................................................9 2.1.2 零件的生產(chǎn)類型 ................................................10 2.2 選擇、確定毛坯圖 .................................................11 2.2.1 選擇毛坯 .....................................................11 2.2.2 確定加工余量，毛坯尺寸及公差 ..................................12 2.2.3 確定機(jī)械加工余量 ..............................................13 3 加工工序設(shè)計(jì) ........................................................14 3.1 選擇加工裝備和工藝設(shè)備 ......................................14 3.2 確定工序尺寸 ...................................................15 4 工藝專用夾具的設(shè)計(jì) ...................................................16 4.1 問(wèn)題的提出 ......................................................16 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .................................................16 4.3 切削力及夾緊力計(jì)算 ..............................................17 4.4 定位誤差分析 ....................................................17 4.5 確定切削用量及基本時(shí)間 ..........................................18 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 3 4.5.1 粗銑左側(cè)面作為基準(zhǔn)面 ........................................11 4.5.2 粗銑、精銑 30X70 凹槽 ........................................12 4.5.3 精銑右側(cè)端面保證厚度 30 到位 .................................12 4.5.4 銑 10X42,30X10 腰孔 ..........................................12 4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 .........................................19 總結(jié) ...................................................................20 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................20 致 謝 ................................................................21 1 緒 論 1.1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其 成為合格零件的全過(guò)程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改 變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。比如 一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的 流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì) 等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明，比如，上面說(shuō)的，粗 加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟 就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過(guò)程，并將 有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠都可 能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。 總的來(lái)說(shuō)，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠 根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 4 1.2 機(jī)械加工工藝流程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件之一，它 是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工 藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工 藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切 削用量、時(shí)間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時(shí)定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì) 效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技 術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完 善。 1.3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處 理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不 可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī) 床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾 具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 5 “工欲善其事，必先利其器。”工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來(lái)， 現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具 與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn) 率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都 是重要的工藝裝備。 1.4 機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與 夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要 求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由 于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此， 夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊， 它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn) 行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo) 向功能。 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成 為門類齊全的工藝裝備。 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 6 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類 總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的 競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的 企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 15%左右。特別 是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS） 等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的 結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高 精度三爪卡盤，其定心精度為 5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在 1μm 內(nèi)；又如用于 軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá) 0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減 輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝 置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上 使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗(yàn)）轉(zhuǎn)速為 2600r/min 的條件下仍能牢 固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 7 方式，以適應(yīng)可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和 尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、 拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上， 首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的 夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、 毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件 的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91 以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化， 有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1.1 零件的工藝分析 所加工零件圖如下圖所視 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 8 從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個(gè)部分。 1、125X15 下端面，加工時(shí)要保證公差要求，以及表面粗糙度 Ra1.6，表面要求較高。 2、30X75 凹槽，粗糙度要求 Ra3.2。 3、20XR10 腰孔；粗糙度要求 Ra3.2。 4、42XR5 腰孔；保證公差要求以及粗糙度要求 Ra6.3。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工 的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 2.1.2 零件的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：Ｑ＝２０００臺(tái)／年，n=1 件／臺(tái)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備產(chǎn)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) XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 9 Ｎ＝２０００×１×（１+１０％）×（１+ １％）＝２２２２件／年 零件是支架，質(zhì)量為０.８５kg,查表２-１可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2.2 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 2.2.1 選擇毛坯 該零件材料為ＨＴ２００，考慮到零件的結(jié)構(gòu)以及材料，選擇毛坯為鑄件，由于零 件年產(chǎn)量較大屬于大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提 高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。 2.2.2 確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差 參見本書第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機(jī)械加工余量按表５-３和表５-４確定。要 確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。 鑄件機(jī)械加工余量等級(jí) 該值由鑄件的成型方法和材料確定，成型方法為金屬型鑄 造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級(jí)為Ｄ～Ｆ。 鑄件尺寸公差 根據(jù)表５-３毛坯鑄件的基本尺寸處于１００～１６０之間，而鑄件 的尺寸公差等級(jí)取為８級(jí)，取鑄件的尺寸公差為１.８mm。 2.2.3 確定機(jī)械加工余量 根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級(jí)為Ｄ～Ｆ，以及鑄件的尺寸，定鑄件的機(jī)械加工余 量為１.５mm。 2.2.4 確定毛坯尺寸 根據(jù)成型零件的基本尺寸，以及確定的機(jī)械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的 尺寸為基本尺寸加上 5mm。 2.2.5 確定毛坯尺寸公差 根據(jù)表５-３毛坯的尺寸公差等級(jí)去為８級(jí)，確定尺寸公差為１.８mm。 2.2.6 設(shè)計(jì)毛坯圖 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 10 毛坯圖如下圖所視。 3 加工工序設(shè)計(jì) 3.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 (1).選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。 a)第一工序是粗銑。 工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用立式銑床。根據(jù)零件外 廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床即能滿足要求。 b)第二工序工序是粗銑，精銑，根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 11 即能滿足要求。 c)第三工序是粗銑，選用一般精度的銑床足夠； d)第四工序工序也是銑床，根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床即能 滿足要求。 (2).選擇夾具 本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進(jìn)行裝夾、定位，故工序一，工序二，工序三工序四均選 擇專用夾具。 (3).選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 a) 工序一銑端面時(shí)，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套 式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑 D＝20mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 b) 工序二粗銑，精銑時(shí)，選擇銑刀直徑 D＝20mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 c) 工序三銑端面時(shí)，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套 式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑 D＝6mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 d) 工序四粗銑，精銑時(shí)，選擇銑刀直徑 D＝6mm，齒數(shù) Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 (4).選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺 寸和形狀特點(diǎn)，參考有關(guān)資料，選擇如下。 選擇加工平面所用量具。 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 12 銑端面，選擇讀數(shù)值 0.02，測(cè)量范圍 0～150 游標(biāo)卡尺。 3.2 確定工序尺寸 本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表。（mm） 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度/μm加工表面 粗 半精 粗 半精 粗 半精 端面 3 1 5 1 Ra6.3 Ra3.2 端面 3 0.7 5 3 Ra6.3 Ra3.2 4 工藝專用夾具的設(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。有老師 分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)工序一，設(shè)計(jì)一套銑削 30X70 深 2.0 的凹槽的銑床夾具。 4.1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用于銑削 30X70X2.0 凹槽，本道工序加工精度要求較高，需要經(jīng)過(guò)粗銑， 精銑等工序完成，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度也需要考慮。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影 響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序 或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位 置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)， 合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑有著較高的技術(shù)要求，也有 較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高 加工精度。由于該零件所設(shè)計(jì)的為銑削30X70X2.0凹槽的夾具，工件左端面及兩側(cè)面作為 定位面，本套設(shè)計(jì)定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個(gè)自由度（即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、 Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸移動(dòng)），另一支承板相配合限制兩個(gè)自由度（即Y軸移動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)），螺 栓與一側(cè)面相配合限制一個(gè)自由度（即X軸移動(dòng)），這樣工件被完全定位。 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 13 4.3 切削力及夾緊力計(jì)算 由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表 可得：721? 切削力公式： 式（2.17）Pf KfDF 75.02.14? 式中 m10r/3. 查表 得： 82? 95.0)1(6.?HBp 即： 69.10NFf? 實(shí)際所需夾緊力：由參考《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 得： 12?KFWf?? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：： 6543210? 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6~ 可得： 21?25.01.32.10. ????K 所以 )(46698NFWf?? 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選 用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取 ， ，25.?K16.0?2.? 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：： )(5830)(210 NtgtQLWz????? 式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得： 3.9???675.zr?91?2??631???? 其中： )(40mL)(80NQ 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 得：原動(dòng)力計(jì)算公式：6? 由上述計(jì)算易得： KW?0 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 14 因此采用該定位機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.4 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各 工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤 差。 形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限 位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， T d=0.25mm，， 。??96a 04.12sinTDWd????）（ ? 已知孔的形狀公差為 0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式， 易知此結(jié)果符合。513? 4.5 確定切削用量及基本時(shí)間 4.5.1 粗銑左側(cè)面作為基準(zhǔn)面 本工序?yàn)殂姡阎庸げ牧蠟?HT200，鑄件；機(jī)床為 X51 式立式銑床，工件裝夾在專 用夾具上。 （1）確定背吃刀量 aP 本工序加工余量 aP=3mm。 （2）確定每齒進(jìn)給量 fz 本工序要求加工表面粗糙度為 Ra≤6.3μm ，側(cè)面表面粗糙 度為 Ra≤12.5μm，于是取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 fr=0.6mm/r，則 fz=fr/z=0.15mm/z （3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查表得后刀面最大磨損限度為 0.5mm，刀具 壽命為 180min （4）確定切削速度 v 和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 fM 0vvvvxyupmpzeCdqvkTaf? 當(dāng)壽命為 180min，d0/z=32/4=8 ，aP=3mm ，fz=0.15mm/z 時(shí)， XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 15 v=90m/min， n=1000r/min，fM=316mm/min。其修正系數(shù)為 kMv= kMn= kMfn=0.89 Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1 所以 v=91m/min n=1100r/min fM=309.4mm/min 根據(jù) X51 立式銑床說(shuō)明書選擇 n=1225r/min fM=300mm/min 則實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 v=94.3m/min fz=0.14mm/z 基本時(shí)間的確定 經(jīng)計(jì)算平面銑削長(zhǎng)度為 125mm，入切量及超切量取銑刀直徑的一半。12jMzllTf?? 故銑削該平面的基本時(shí)間為 Ti= (125+15)/70=2s； 4.5.2 粗銑、精銑 30X70 凹槽 本工序?yàn)榇帚姟⒕?30X70 凹槽，所選刀具為硬質(zhì)合金立銑刀以及勾槽銑刀。勾槽 銑刀直徑 d=20mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.2 選擇銑刀的幾何形狀。 由于加工材料為 HT200， =145MPa，硬度為 160—180HBS，鑄件，有外皮。故選擇b? 。??60? 已知銑削寬度 =30mm，銑削深度 mm。機(jī)床為 XA5032 型立式銑床，工件裝e?3?pa 在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進(jìn)給量 zf 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 9.4—27，得 ，選取zmfz /075.. 。zmfz/06.? （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.7 和表 3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為 0.20mm，由 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 16 于銑刀的直徑 d=10mm，故銑刀的壽命 T=60min。 （Ⅲ）確定銑削速度 和每分鐘進(jìn)給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.27 中公式計(jì)算： vpuωyfxpm qvkzaTdcv0? 公式中 =40 , =0.7， =0.2， =0.3， =0.5， =0.3， =0.25， =10,VCvqvyvxvvm0d =12, =3.0, =1.0。eapvk 15.20.6360143..025 7. ???。cv =16.20m/min 01dvnc? = ?25.6 =517.51r/min 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.30，XA5032 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=600r/min，縱向進(jìn)給量 =475mm/min。fv 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量分別為 10ndvc?? = 6? =18.84m/min znvfcfz? = 56047? =0.16mm/z (Ⅳ)檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.24，當(dāng) ， ， ，z=5,eam52?ap3?md10? XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 17 ，近似 。min/475vf?kwpc1.? 根據(jù) XA5032 型立式銑床說(shuō)明書機(jī)床主軸允許的功率為， ，kwpcw63.57.0?? 故 ，因此選擇切削用量采用，即cwp? ， ，n=600r/min， m/min， 。a0.3in/475vf 84.1?cvzmfz/1. (III)基本工時(shí)計(jì)算 fmvLt 公式中 ，l=70140mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.26，對(duì)稱安裝銑刀入lL??? 切量及超切量 ，則 L=80mm。my10in17.0458?t 4.5.2 精銑右側(cè)端面保證厚度 30 到位 本工序?yàn)榫娪覀?cè)端面保證厚度 30 到位，所選刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。銑刀直徑 d=80mm,寬度 L=60mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 》表 3.2 選擇銑刀的幾何形 狀。由于加工材料為 HT200， =145MPa，硬度為 160—180HBS，鑄件，有外皮。故選b? 擇 =8°， =+5°。0?0? 已知銑削寬度 =6013mm，銑削深度 mm。機(jī)床為 XA5032 型立式銑床，工件e?3?pa 裝在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進(jìn)給量 zf 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.5，當(dāng)使用 YG6，銑床功率為 7.5Kw（《切削用量簡(jiǎn) 明手冊(cè)》表 3.30） ，采用對(duì)稱銑，故取zmfz /18.04.—? zmfz/18.0? （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.7 和表 3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為 1.5mm，由 于銑刀的直徑 d=80mm，故銑刀的壽命 T=180min。 （Ⅲ）確定銑削速度 和每分鐘進(jìn)給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.27 中公式計(jì)算： vpuωyfxpm qvkzaTdcv0? 公式中 =245 VC XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 18 , =0.2， =0.35， =0.15， =0.2， =0， =0.32， =80, =50, =2.3, =1.0vqvyvxvuvpm0deapvk 。 10518.03.218042.3.5. ???cv =91.16m/min 0dvnc? = ?816.9 =326.90r/min 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.30，XA5032 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=300r/min，縱向進(jìn)給量 =235mm/min。fv 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量分別為 10ndvc?? = 38? =75.36m/min znvfcfz? = 10325? =0.08mm/z (Ⅳ)檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.24，當(dāng) ， ， ，z=10,eam52?ap4.?md80? ，近似 。min/235vf?kwpc1.? 根據(jù) XA5032 型立式銑床說(shuō)明書機(jī)床主軸允許的功率為， ，kwcw63.57.? 故 ，因此選擇切削用量采用，即cwp? ， ，n=300r/min， m/min， 。a. in/235vf 36.75?cv zfz/018.? (III)基本工時(shí)計(jì)算 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 19 fmvLt? 公式中 ，l=60mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.26，對(duì)稱安裝銑刀入切l(wèi)L??? 量及超切量 ，則 L=72mm。my12in31.0257?t 4.5.3 銑 10X42,30X10 腰孔 本工序?yàn)殂?10X42 腰孔 ，所選刀具為硬質(zhì)合金銑刀。立銑刀直徑 d=10mm，齒數(shù) z=5；根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.2 選擇銑刀的幾何形狀。由于加工材料為 HT200， =145MPa，硬度為 160—180HBS，鑄件，有外皮。故選擇 。b? ??60? 已知銑削寬度 =10mm，銑削深度 mm。機(jī)床為 XA5032 型立式銑床，工件裝e?3?pa 在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進(jìn)給量 zf 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 9.4—27，得 ，選取zmfz /075.. 。zmfz/06.? （Ⅱ）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.7 和表 3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為 0.20mm，由 于銑刀的直徑 d=10mm，故銑刀的壽命 T=60min。 （Ⅲ）確定銑削速度 和每分鐘進(jìn)給量cvfv 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.27 中公式計(jì)算： vpuωyfxpm qvkzaTdcv0? 公式中 =40 , =0.7， =0.2， =0.3， =0.5， =0.3， =0.25， =10,VCvqvyvxvvm0d =12, =3.0, =1.0。eapvk 15.20.6360143..025 7. ???。cv =16.20m/min 01dvnc? XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 20 = ??1025.6 =517.51r/min 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.30，XA5032 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=600r/min，縱向進(jìn)給量 =475mm/min。fv 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量分別為 10ndvc?? = 6? =18.84m/min znvfcfz? = 56047? =0.16mm/z (Ⅳ)檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.24，當(dāng) ， ， ，z=5,eam52?ap3?md10? ，近似 。min/475vf?kwpc1.? 根據(jù) XA5032 型立式銑床說(shuō)明書機(jī)床主軸允許的功率為， ，kwcw63.57.? 故 ，因此選擇切削用量采用，即cwp? ， ，n=600r/min， m/min， 。a0.3in/475vf 84.1?cvzfz/1.0? (III)基本工時(shí)計(jì)算 fmvLt 公式中 ，l=140mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.26，對(duì)稱安裝銑刀入切l(wèi)L??? 量及超切量 ，則 L=150mm。my10in32.04751?mt XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 21 4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在銑床上加工 30X70X2.0 凹槽。工件以下斜平面為定位基準(zhǔn)，在固定銷 和壓板板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用光面夾板夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。 銑夾具裝配圖如下圖所示 銑槽夾具裝配圖 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 22 總結(jié) 通過(guò)本次設(shè)計(jì)過(guò)程，我對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)和大部分專業(yè)課知 識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)，加深了對(duì)專業(yè)課知識(shí)的認(rèn)識(shí)，同樣了解到了自己在知識(shí)實(shí)際運(yùn)用方面的 不足。在設(shè)計(jì)中，我通過(guò)查尋各種資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，在老師的指導(dǎo)下掌握了夾具設(shè) 計(jì)的過(guò)程方法，更加深該了機(jī)械行業(yè)需要嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)對(duì)以后的專業(yè)課設(shè) 計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)都起到了很大的作用，同樣為以后工作打下了基礎(chǔ)。 XX 大學(xué)畢業(yè)論文 支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 23 參 考 文 獻(xiàn) [1]王仲，劉長(zhǎng)吉 .連桿機(jī)械加工工藝探討[J].內(nèi)燃機(jī)，1997，1:13~16 [2]陳志亮.柴油機(jī)連桿加工工藝分析[J].湖南農(nóng)機(jī)，1997，4:22 [3]馮日德.6170 柴油機(jī)連桿、機(jī)體加工中幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題的工藝性研究[D].天津：天 津大學(xué)，2003 [4]程熙.熱能與動(dòng)力工程機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.3 [5]王啟平.機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2006.56～68 [6]SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting Rod[J]. 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