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江蘇技術(shù)師范學(xué)院課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐說(shuō)明書(shū)
第1章 機(jī)制工藝與夾具課程設(shè)計(jì)
1.1零件的分析
1.1.1零件的作用
題目給定的零件是CA1340自動(dòng)車床杠桿如圖1-1，它位于自動(dòng)車床的自動(dòng)機(jī)構(gòu)中，與靈活器配合使用，起制動(dòng)的作用。經(jīng)查資料得知，此零件用于機(jī)床當(dāng)中，并且還承受著沖擊載荷，因此就要求該零件的材料具有足夠的剛度和強(qiáng)度同時(shí)還要有足夠的塑性和韌性。
1.1.2零件的工藝分析
圖1—1 CA1340自動(dòng)車床杠桿零件圖
分析零件圖可知，該杠桿的左，右端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra3.2以上，故可用銑削加工。Φ20H7mm的孔的粗糙度為Ra1.6，所以采用鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸的工藝過(guò)程在鉆床上加工。由于端面為平面，可防止鉆頭鉆偏以保證加工精度。該零件除了內(nèi)孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以車床和銑床的粗加工就可達(dá)到要求。
1.2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.2.1確定生產(chǎn)類型
零件的材料QT50-1.5。由于年產(chǎn)量為10000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，所以該零件為大批生產(chǎn)。
1.2.2確定毛坯的制造形成
而且零件的輪廓尺寸不大，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。
1.2.3確定鑄件加工余量及形狀
在加工之前所有要求加工的表面加工余量為單邊2mm，由于Φ20底面，Φ35外面兩端面，Φ20凸臺(tái)的端面，鍵槽的兩側(cè)面和底面表面粗糙度為Ra6.3um，在精加工之前余量留50mm。在精加工加工Φ20H7孔和Φ8H7孔之前，余量為0.06mm，因?yàn)槭倾q孔，所以需要的余量比較小。
1.2.4基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。現(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定位粗基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)選擇的原則有基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、互為基準(zhǔn)原則和自為基準(zhǔn)原則。在選擇時(shí)，主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
1.2.5制定工藝路線
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)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1、工藝路線方案
工序1 粗銑Φ20H7外圓左端面和粗銑Φ20mm凸臺(tái)面。
工序2 粗銑Φ20H7外圓的右端面。
工序3 精銑Φ20H7外圓左端面。
工序4 精銑Φ20H7外圓右端面。
工序5 擴(kuò)Φ20H7的孔和粗鉸Φ20H7的孔和精鉸Φ20H7的孔。
工序6 鉆Φ8H7孔。
工序7 粗鉸Φ8H7mm孔和精鉸Φ8H7mm孔。
工序8 粗銑 8鍵槽。
工序9 粗銑Φ20的圓底面。
工序10 鉆Φ8H8孔和粗鉸Φ8H8孔和精鉸Φ8H8孔。
工序11 锪Φ20H7左邊孔倒角1×45°。
工序12 锪Φ20H7右邊孔倒角1×45°。
工序13 鉆M5mm螺紋底孔。
工序14 鉆M10的螺紋孔。
工序15 鉆M4螺紋孔。
工序16 攻M5mm螺紋孔。
工序17 攻M10mm螺紋孔。
工序18 攻M4mm螺紋孔。
工序19 鉆Φ3mm的油孔。
工序20 去毛刺。
工序21 清洗。
工序22 終檢。
1.2.6確定切削用量及基本工時(shí)
(1)工序1 粗銑Φ20H7外圓左端面和粗銑Φ20mm凸臺(tái)面選用機(jī)床：X52K立式銑床
1．粗銑Φ20H7孔的左端面
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端盤銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表11-21和表12-22，取銑刀直徑d=80mm，粗齒，z=10齒。
由于粗銑加工單邊余量為1.5mm，小于5mm，故銑削寬度=1.5mm。
查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表11-69可知， =0.06~0.12mm/z, 取=0.1 mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77,取V=63m/min則：
=1000v/dπ=250.8（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=235r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=59.03（r/min）
當(dāng)=235r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.1×10×235=235(mm/min)
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取實(shí)際進(jìn)給速度=235 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=0.1(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長(zhǎng)度L1=1.7mm,超出長(zhǎng)度L2=3 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（35＋1.7＋3+80）/235=0.51(min)
2.粗銑Φ20mm凸臺(tái)面
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表11-21和表12-22，取銑刀直徑d=80mm，粗齒，z=10齒。
由于粗銑加工單邊余量為2mm，小于5mm，故銑削寬度=2mm。
查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表11-69可知， =0.06~0.12mm/z, 取=0.1 mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77,取V=63m/min
=1000u/dπ=250.7（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=235r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=59.032（r/min）
當(dāng)=235r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.1×10×235=235(mm/min)
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取實(shí)際進(jìn)給速度=235mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=0.1(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長(zhǎng)度L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度L2=2 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（20＋1.5＋2+80）/235=0.44（min)
（2）工序2 粗銑Φ20H7外圓的右端面。選用X52K立式升降臺(tái)銑床
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端盤銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表11-21和表12-22，取銑刀直徑d=80mm，粗齒，z=10齒。
由于粗銑加工單邊余量為1.5mm，小于5mm，故銑削寬度=1.5mm。
查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表11-69可知， =0.06~0.12mm/z, 取=0.1 mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77,取V=63m/min則：
=1000v/dπ=250.8（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=235r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=59.03（r/min）
當(dāng)=235r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.1×10×235=235(mm/min)
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取實(shí)際進(jìn)給速度=235 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=0.1(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長(zhǎng)度L1=1.7mm,超出長(zhǎng)度L2=3 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（35＋1.7＋3+80）/235=0.51(min)
（3） 工序3 精銑Φ20H7外圓左端面。選用X52K立式升降臺(tái)銑床
選用硬質(zhì)合金端銑刀，細(xì)齒，d=80mm,z=10齒。
由于加工余量0.5mm，經(jīng)查手冊(cè)，只需一次半精銑，故銑削寬度=0.5mm
查《工藝手冊(cè)》表14-69，f=0.06∽0.12mm/齒,取f=0.08mm/z
查《工藝手冊(cè)》表14-77，取V=95m/min,則
=1000u/πd=378.2(r/min)
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),查表3.29,取主軸轉(zhuǎn)速=375r/min,則實(shí)際切削速度
Vc=πd/1000=94.2(m/min)
當(dāng)=375r/min時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量為
=fz=0.08×10×375=300(mm/min)
查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=300mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為
= /z=300/(10×375)=0.08(mm/z)
切削工時(shí):由粗銑加工可知,刀具行程為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
= （L0＋L1＋L2）/=（35+1.7+3+80）/300=0.4(min)
（4）工序4 精銑Φ20H7外圓右端面。選用X52K立式升降臺(tái)銑床
選用硬質(zhì)合金端銑刀，細(xì)齒，d=80mm,z=10齒。
由于加工余量0.5mm，經(jīng)查手冊(cè)，只需一次半精銑，故銑削寬度=0.5mm
查《工藝手冊(cè)》表14-69，f=0.06∽0.12mm/齒,取f=0.08mm/z
查《工藝手冊(cè)》表14-77，取V=95m/min,則
=1000u/πd=378.2(r/min)
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),查表3.29,取主軸轉(zhuǎn)速=375r/min,則實(shí)際切削速度
Vc=πd/1000=94.2(m/min)
當(dāng)=375r/min時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量為
=fz=0.08×10×375=300(mm/min)
查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=300mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為
= /z=300/(10×375)=0.08(mm/z)
切削工時(shí):由粗銑加工可知,刀具行程為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
= （L0＋L1＋L2）/=（35+1.7+3+80）/300=0.4(min)
（5）工序5 擴(kuò)Φ20H7的孔和粗鉸Φ20H7的孔精鉸Φ20H7的孔。選用Z5125立式鉆床和選用X52K立式升降臺(tái)銑床
1.擴(kuò)Φ20H7的孔
選用高速鋼擴(kuò)孔鉆，d=19mm，單邊切削深度a=0. 9mm。
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用擴(kuò)鉆進(jìn)行擴(kuò)孔時(shí)，其進(jìn)給量和切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度之關(guān)系為
F=(1 2∽l. 8)f鉆
U- (1/2∽1／3)U鉆
式中，f鉆、U鉆一一加工實(shí)心孔的切削用量。
現(xiàn)已知：
F 鉆=0. 5mm/r
U鉆=0.35m/s=2lm/min
F=l. 5f鉆=1.5×0.5=0.75 (mm/r) 《簡(jiǎn)明手冊(cè)》
U=0.4U鉆=0.4×21=8.4 (m/min) 《簡(jiǎn)明手冊(cè)》
n=1000u/πd=1000×8.4/(19×π)=133.76 (r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=140r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×20×140/1000=8.79(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-8可得，L1=11. 5mm. L2=3mm，則擴(kuò)鉆Φ20孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T.= (L+L1+L2) /f n.=(66+11. 5+3)／(0. 75×140) =0. 77 (min)
2. 粗鉸Φ20H7的孔
單邊切削深度a=Z/2=0.14/2=0.07mm。
查《工藝手冊(cè)》表14-60，f=1∽2mm/r，按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=1mm/r.查《工藝手冊(cè)》表14-60，取U=45m/min,則
n=1000u/πd=1000×45/(π×19.94)=718(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=680r/min,所以實(shí)際切削速度為：
U=πd n/1000=π×19.94×680/1000=42.60(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1.10mm,L2=22mm,則粗鉸Φ19.94mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=(L+L1+L2)/f n=(80+1.10+22)/(1×680)=0.152(min)
3.精鉸Φ20H7的孔
選用硬質(zhì)合金鉸刀，d=20H7rnm，單邊切削深度a=z/2=0. 06/2=0. 03mm
查《工藝手冊(cè)》表14-60按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=1mm/r
查《工藝手冊(cè)》表14-60取U=60m/min，則
n=1000u/πd=1000×60/(20×π)=954.9(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=960r/min，所以實(shí)際切削速度為
n=1000u/πd=1000×60/(20×π)=954.9(r/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)>得L1=1. 05mm. L2=22mm，則精鉸Φ20H7mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T.= (L+L1+L2) /f n.=(664+1. 05+22)／(l. 0×960) =0. 093 (min)
（6）工序6 鉆Φ8H7孔。選用Z5125立式鉆床
選用高速鋼麻花鉆，d=7. 8mm，單邊切削深度a=d/2=7. 8/2=3. 9mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表ll-l0，f=0. 22∽0 26mm/r.按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=0.22mm/r
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)>表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，則
n=1000u/πd=1000×12/(7.8×π)=489.7(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×7.8×545/1000=13.36(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆Φ7 .8孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)／(0.22×545) =0. 57 (min)
（7）工序7 粗鉸Φ8H7mm孔和精鉸Φ8H7mm孔。選用Z5125立式鉆床
1.粗鉸Φ8H7mm孔
選用高速鋼鉸刀，d=7. 96mm，單邊切削深度a=z/2=0. 16/2=0. 08mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=0. 8lmm/r。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-19，取U=0. 22m/s=13. 2m/min，則
n=1000u/πd=1000×13.2/(7.96×π)=5247.85(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×7.96×545/1000=13.36(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1. 08mm，L2=11mm，則粗鉸Φ8H7孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+1.08+11)／(0.81×545) =0.191 (min)
2.精鉸Φ8H7mm孔
選用高速鋼鉸刀，d=8H7mm，單邊切削深度a=z/2=0. 04/2=0. 02rnm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，按機(jī)床試用說(shuō)明書(shū)取f=0. 8lmm/r。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-19，取U=0. 278m/s-16. 68m/min，則
n=1000u/πd=1000×16.68/(8×π)=663.68(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=680r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×8×680/1000=17.1(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1. 02mm，L2=llmm，則精鉸中ΦH7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T=2 (L+Ll+L2)/f n=2×(30+1. 02+11)／(0. 81×680) =0. 153 (min)
（8）工序8 粗銑 8鍵槽。選用X61W銑床
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，選用立銑刀，直徑d=8mm，寬度為8mm，Z=4，中齒。
查《工藝手冊(cè)》表11-69可知， =0.06~0.12mm/z, 取=0.01mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77,取u=63m/min則
=1000u/dπ=1000×63/（8×π）=151.3（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=190r/min,則實(shí)際切削速度 =πd/1000=（π×8×190）/1000=47.72（r/min）
當(dāng)=190r/min時(shí)，每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.1×4×190=76(mm/min)
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取實(shí)際進(jìn)給速度=95mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=95/(4×190）=0.125(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長(zhǎng)度L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度L2=3.0mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（30＋1.5＋3.0+8）/95=0.45(min)
（9）工序9 粗銑Φ20的圓底面。選用X52K立式升降臺(tái)銑床
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表11-21和表12-22，取銑刀直徑d=80mm，粗齒，z=10齒。
由于粗銑加工單邊余量為2mm，小于5mm，故銑削寬度=2mm。
查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表11-69可知， =0.06~0.12mm/z, 取=0.1 mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77,取V=63m/min
=1000u/dπ=250.7（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=235r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=59.032（r/min）
當(dāng)=235r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.1×10×235=235(mm/min)
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取實(shí)際進(jìn)給速度=235mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=0.1(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長(zhǎng)度L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度L2=2 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（20＋1.5＋2+80）/235=0.44（min)
（10）工序10 鉆Φ8H8孔和粗鉸Φ8H8孔精鉸Φ8H8孔。選用Z5125立式鉆床
1. 鉆Φ8H8孔
選用高速鋼麻花鉆，d=7. 8mm，單邊切削深度a=d/2=7. 8/2=3. 9mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表ll-l0，f=0. 22∽0 26mm/r.按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=0.22mm/r
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)>表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，則
n=1000u/πd=1000×12/(7.8×π)=489.7(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×7.8×545/1000=13.36(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆Φ7 .8孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)／(0.22×545) =0. 57 (min)
2. 粗鉸Φ8H8孔
選用高速鋼鉸刀，d=7. 96mm，單邊切削深度a=z/2=0. 16/2=0. 08mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=0. 8lmm/r。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-19，取U=0. 22m/s=13. 2m/min，則
n=1000u/πd=1000×13.2/(7.96×π)=5247.85(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×7.96×545/1000=13.36(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1. 08mm，L2=11mm，則粗鉸Φ8H7孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T.=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+1.08+11)／(0.81×545) =0.191 (min)
3. 精鉸Φ8H8孔
選用高速鋼鉸刀，d=8H7mm，單邊切削深度a=z/2=0. 04/2=0. 02rnm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，按機(jī)床試用說(shuō)明書(shū)取f=0. 8lmm/r。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-19，取U=0. 278m/s-16. 68m/min，則
n=1000u/πd=1000×16.68/(8×π)=663.68(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=680r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×8×680/1000=17.1(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1. 02mm，L2=llmm，則精鉸Φ8H8mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T=2 (L+Ll+L2)/f n=2×(30+1. 02+11)／(0. 81×680) =0. 153 (min)
（11）工序11 锪Φ20H7左邊孔倒角1×45°。選用Z5125立式鉆床
選用90°錐面锪鉆，d=25mm。
查《工藝手冊(cè)》表14-48，f=0. 10∽O l5mrn/r，按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取
f=0. 13mm/r。
為了縮短輔助時(shí)問(wèn)，取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同，即n=960r/min。
（12）工序12 锪Φ20H7右邊孔倒角1×45°。選用Z5125立式鉆床
選用90°錐面锪鉆，d=25mm。
查《工藝手冊(cè)》表14-48，f=0. 10∽O l5mrn/r，按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取
f=0. 13mm/r。
為了縮短輔助時(shí)問(wèn)，取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同，即n=960r/min。
（13）工序13 鉆M5mm螺紋底孔。選用Z5125立式鉆床
選用高速鋼麻花鉆，d=4mm，單邊切削深度a=d/2=4/2=2mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表ll-l0，f=0. 22∽0.26mm/r.按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=0.22mm/r
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，則
n=1000u/πd=1000×12/(4×π)=954(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=960r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×4×960/1000=6.03(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆Φ4孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2 (L+L1+L2) /f n=2(6+3.4+1.0)／(0.22×960) = 0.10(min)
（14）工序14 鉆M10的螺紋孔。選用Z5125立式鉆床
選用高速鋼麻花鉆，d=9mm，單邊切削深度a=d/2=9/2=4.5mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表ll-l0，f=0. 22∽0 26mm/r.按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=0.22mm/r
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，則
n=1000u/πd=1000×12/(9×π)=424(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=392r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×9×392/1000=11.07(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆Φ7 .8孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)／(0.22×392) =0.4(min)
（15）工序15 鉆M4螺紋孔。選用Z5125立式鉆床
選用高速鋼麻花鉆，d=3mm，單邊切削深度a=d/2=3/2=1.5mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表ll-l0，f=0. 22∽0.26mm/r.按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取f=0.22mm/r
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，則
n=1000u/πd=1000×12/(3×π)=1273(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=1400r/min，所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×7.8×1400/1000=34.3(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆Φ7 .8孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2 (L+L1+L2) /f n=2(30+3.4+1.0)／(0.22×1400) =0. 22(min)
（16） 工序16 攻M5mm螺紋孔。選用絲錐
查《工藝手冊(cè)》表11-49，選用M5絲錐，螺距P=0.8mm，則進(jìn)給量f=0.8mm／r
查《工藝手冊(cè)》表11-94，取v=6.88m/min，則
n =l000u/n d=1000×6.8/(π×5)=432 (r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=490r/min.所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×5×490/1000=7.7(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2mm，L2=1.4mm，則攻M5螺紋孔的機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為：
T=(L+Ll+L2)/f n=(6+2+1.4)／(0.8×490) =0.24 (min)
（17） 工序17 攻M10mm螺紋孔
查《工藝手冊(cè)》表11-49，選用M10絲錐，螺距P=1.5mm，則進(jìn)給量f=1.5mm／r
查《工藝手冊(cè)》表11-94，取v=6.88m/min，則
n =l000u/n d=1000×6.8/(π×10)=216 (r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=251/min.所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×10×251/1000=7.88(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2mm，L2=1.4mm，則攻M10螺紋孔的機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為：
T=(L+Ll+L2)/f n=(8+2+1.4)／(1.5×251) =0.030 (min)
（18） 工序18 攻M4mm螺紋孔
查《工藝手冊(cè)》表11-49，選用M4絲錐，螺距P=0.7nun，則進(jìn)給量f=0.7mm／r
查《工藝手冊(cè)》表11-94，取v=6.88m/min，則
n =l000u/n d=1000×6.8/(π×4)=541 (r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=490r/min.所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×4×490/1000=6.16(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2mm，L2=1.4mm，則攻M4螺紋孔的機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為：
T=(L+Ll+L2)/f n=(8+2+1.4)／(0.7×490) =0.033 (min)
（19） 工序19 鉆Φ3mm的油孔
選用高速鋼鉆、锪一體的組合鉆，d=3mm，锪鉆部分為60°，單邊切削深度a=d/2=3/2=1. 5mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-12，f=0. 08∽0 13mm/r，按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取
f=0.1mm/r.
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-12，取V=0. 15m/s=9m/min，則
n =l000u/n d=1000×9/(π×3)=955 (r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=960rimin.所以實(shí)際切削速度為
V=πdn/1000=π×3×960/1000=9.05(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2mm. L2=10mm.則鉆Φ、锪的機(jī)加工時(shí)間為：
T=(L+Ll+L2)/f n=(8+2+1.0)／(0.1×960) =0. 115 (min)
1.3夾具設(shè)計(jì)
1.3.1問(wèn)題的提出
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來(lái)對(duì)銑面進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為IT8，表面粗糙度Ra1.6。刀具為銑刀來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工，考慮到提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，采用粗精銑完成。
6.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，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。下面即為杠桿設(shè)計(jì)銑尺寸66銑床夾具的專用夾具，本夾具將用于X62W銑床。
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
6.2夾具設(shè)計(jì)
6.2.1 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(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。方案：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。
6.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
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)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過(guò)程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過(guò)程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，只能進(jìn)行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研究過(guò)，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。
典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
（2）擴(kuò)力比大；
（3）自瑣性能好；
（X）行程不受限制；
（5）夾緊動(dòng)作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。
工件通過(guò)定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過(guò)精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得：
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)。
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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
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(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
6.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用2個(gè)V型塊，進(jìn)行調(diào)節(jié)定位自由度。
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