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I 后剎車(chē)凸輪左支架加工工藝和夾具設(shè)計(jì) 系 名： （四號(hào)宋體） 專業(yè)班級(jí)： （四號(hào)宋體） 學(xué)生姓名： （四號(hào)宋體） 學(xué) 號(hào)： （四號(hào)宋體） 指導(dǎo)教師姓名： （四號(hào)宋體） 指導(dǎo)教師職稱： （四號(hào)宋體） 年 月 摘要 II 摘要 在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)后剎車(chē)凸輪左支架零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié) 構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì) 算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)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(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具 的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件； 計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改 進(jìn)。 關(guān)鍵詞：后剎車(chē)凸輪左支架，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract III Abstract In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning 目錄 IV 目 錄 摘要 II ABSTRACTIII 第 1 章 緒論 1 第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工藝分析 2 2.2 左支座后剎車(chē)凸輪零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4 2.2.1 孔和平面的加工順序 4 2.2.2 孔系加工方案選擇 4 2.3 左支座后剎車(chē)凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 5 2.4 左支座后剎車(chē)凸輪零件加工主要工序安排 5 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 8 第 3 章 擴(kuò)鉸 38 孔夾具設(shè)計(jì) 16 3.1 研究原始質(zhì)料 16 3.2 定位、夾緊方案的選擇 16 3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 16 3.4 誤差分析與計(jì)算 17 3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 19 3.5.1 定位銷(xiāo)選用 19 3.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 20 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 21 結(jié) 論 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24 1 第 1 章 緒論 學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能 力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運(yùn)用本課程 及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。其目的如下： 培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的 基本理論及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中定位、加緊以及工藝路 線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的能 力。 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)用和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 2 第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是左支座后剎車(chē)凸輪零件。左支座后剎車(chē)凸輪零件的主要作用是支架 軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此左支座后剎車(chē)凸輪零件的加工 質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。 , 2.1.2 零件的工藝分析 由左支座后剎車(chē)凸輪零件圖可知。左支座后剎車(chē)凸輪零件是一個(gè)左支座后剎車(chē)凸輪零 件，它的外表面上有 4 個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需 3 加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如 下： （1）以 38 孔底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加 工；其中表面粗糙度要求為 12.5Ram （2）以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的銑削加工； 其中表面粗糙度要求為 . （3）以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的銑削加工； 其中表面粗糙度要求為 Ra3.6 （4）以 38 孔為主要加工表面的加工孔。 （4）以 2-13 孔為主要加工表面的加工孔。 （5）以 2-16 孔為主要加工表面的加工孔。 （6）以 14.5 孔為主要加工面。 （7）以 K1/8 孔為主要加工面。 表 1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度 表面 尺寸 精度 表面粗糙度 38 孔底面 65 IT11 Ra12.5m 左端面 37 IT11 Ra12.5m 右端面 14 IT14 Ra50m 38 孔 38 IT7 Ra3.2m 2-16 孔 2-16 IT14 Ra50m 213 孔 13 IT14 Ra50m 14.5 孔 14.5 IT14 Ra50m K1/8 孔 K1/8 IT14 Ra50m 4 2.2 左支座后剎車(chē)凸輪零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所 應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該左支座后剎車(chē)凸輪零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于左支座后剎車(chē)凸輪零件來(lái) 說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互 關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過(guò)程中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序 左支座后剎車(chē)凸輪零件類(lèi)零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工左支座后剎車(chē) 凸輪零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后剎車(chē) 凸輪零件的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位 可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹 凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 左支座后剎車(chē)凸輪零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)的原則，將孔與平面的加工明 確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案選擇 左支座后剎車(chē)凸輪零件孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法 及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精 度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最低的機(jī)床。 2.3 左支座后剎車(chē)凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要孔的加工余量均勻； （2）保證裝入左支座后剎車(chē)凸輪零件的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以左支座后剎車(chē)凸輪零件 的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距平面最近的孔作為主要基 準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔 作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一 定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間 接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。 5 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證左支座后剎車(chē)凸輪零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn) 的選擇應(yīng)能保證左支座后剎車(chē)凸輪零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 從左支座后剎車(chē)凸輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較 大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型 的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 至于前后端面，雖然它是左支座后剎車(chē)凸輪零件的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c左支座后剎車(chē)凸 輪零件的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4 左支座后剎車(chē)凸輪零件加工主要工序安排 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。左支座后剎車(chē)凸輪零件加 工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二 個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到左支座后剎車(chē)凸輪零件 加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩 工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。 螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于左支座 后剎車(chē)凸輪零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加 工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝 方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙 上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加 工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及c908 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵 屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20 根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將左支座后剎車(chē)凸輪零件加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： （1）銑 38 孔底面； （2）擴(kuò)鉸 38 孔； （3）銑左端面為主要加工表面的加工面； （4）銑右端面為主要加工表面的加工面； （5）鉆 2-13 孔。 6 （6）鉆 2-16 孔。 （7）鉆 14.5 孔。 （8）鉆 K1/8 孔底孔，然后攻絲 K1/8 孔 （9）去毛刺 清洗去毛刺 （10）驗(yàn)收 驗(yàn)收 （11）入庫(kù) 入庫(kù) 工藝路線二： （1）銑 38 孔底面； （2）銑左端面為主要加工表面的加工面。 （3）銑右端面為主要加工表面的加工面； （4）擴(kuò)鉸 38 孔。 （5）鉆 2-13 孔。 （6）鉆 2-16 孔。 （7）鉆 14.5 孔。 （8）鉆 K1/8 孔底孔，然后攻絲 K1/8 孔 （9）去毛刺 清洗去毛刺 （10）驗(yàn)收 驗(yàn)收 （11）入庫(kù) 入庫(kù) 以上加工方案大致看來(lái)合理，但通過(guò)仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手 段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題， 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 工序號(hào) 工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 設(shè) 備 00 鑄 鑄造毛坯 鑄造 10 時(shí) 時(shí)效熱處理 鑄造 20 銑 銑 38 孔底面；其中表面粗糙度要求為 12.5Ram機(jī)加工 立式銑床 X52K 30 擴(kuò)鉸 擴(kuò)鉸 38 孔；其中表面粗糙度要求為 ，并進(jìn)行3 孔口倒角 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 40 銑 銑左端面為主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求 為 mRa3.6 機(jī)加工 立式銑床 X52K 7 50 銑 銑右端面為主要加工表面的加工面；其中表面粗糙度 要求為 mRa3.6 機(jī)加工 立式銑床 X52K 60 鉆 鉆 2-13 孔；其中表面粗糙度要求為 50Ram機(jī)加工 立式鉆床 Z525 70 鉆 鉆 2-16 孔；其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 80 鉆 鉆 14.5 孔；其中表面粗糙度要求為 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 90 鉆 鉆 K1/8 孔底孔，然后攻絲 K1/8 孔 機(jī)加工 立式鉆床 Z525 100 去毛刺 清洗去毛刺 110 驗(yàn)收 驗(yàn)收 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “左支座后剎車(chē)凸輪零件”零件材料采用 1 號(hào)可鍛鑄鐵制造，硬度 HB 為 170241， 生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 （1）底面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.372 現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 。m0.3 m28.0 （3）孔 毛坯為實(shí)心，不沖孔。 （4）端面加工余量。 根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為 ，m5.372 現(xiàn)取 。m0.3 表 2 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 表面 尺寸 余量 鑄件尺寸 38 孔底面 65 3 68 8 左端面 37 3 40 右端面 14 3 17 38 孔 38 3 32 2-16 孔 2-16 實(shí)心鑄造 無(wú) 213 孔 13 實(shí)心鑄造 無(wú) 14.5 孔 14.5 實(shí)心鑄造 無(wú) K1/8 孔 K1/8 實(shí)心鑄造 無(wú) 2.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 20：銑 38 孔底面； 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10mdw4014Z 銑削深度 ：pa3m 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取f maf/25.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取V sV/4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/1940.3610rdV in/r 實(shí)際銑削速度 ： smn/.6210 進(jìn)給量 ：fVZaff /7.10/425. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：m in2.sVf ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,a ma4 9 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l ml341 刀具切入長(zhǎng)度 ：1aD42)((5.02 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt min5.02.743121mjfl 工序 30：擴(kuò)鉸 38 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 擴(kuò)鉸 38 孔 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.441，取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in37vrd 按照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.131，取 60m 所以實(shí)際切削速度 ：v.1.5/037.dns 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 117(2)05.962rDlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取lm42l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn （2） 鉸孔 38 刀具：根據(jù)參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.354，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 10 切削深度 ： ，且 。pa0.15m38D 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.458， 取f rmf/0.21 。rmf/0.2 切削速度 ：參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.460，取 。V sV/3. 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.3265.73/min148rD 按照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.131 取 1 實(shí)際切削速度 ：v.0.6/0ns 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 ，101 019.7(2)20.92rDdlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取lm41l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt.09.7in2315jLnf 工序 40：銑左端面為主要加工表面的加工面。 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT32Dm5Z 此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.473，取 ：根據(jù)f 0.15/famZ 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.481，取銑削速度 2.8/Vs 11 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.473，取 根據(jù)fa Zmaf/18.0 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.481，取銑削速度 2.47/Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.47601.9/min31Vrd 按照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.174，取 475 實(shí)際銑削速度 ：v 3.1402.9/06dns 進(jìn)給量 ： fV.857/0.1/ffaZm 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.2475infVs ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.481,取a a6 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l14lm8l 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 20.5()(3lDa2.061)2m 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt12420.36in7.5jmlf 工序 50：銑右端面為主要加工表面的加工面； 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT32Dm5Z 此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m 12 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.473，取 ：根據(jù)fa 0.15/famZ 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.481，取銑削速度 2.8/Vs 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.473，取 根據(jù)f f/8. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.481，取銑削速度 .47/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.47601.9/min31Vrd 按照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.174，取 475 實(shí)際銑削速度 ：v 3.1402.9/06dns 進(jìn)給量 ： fV.857/0.1/ffaZm 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.2475infVs ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.481,取a a6 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l14lm8l 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 20.5()(3lDa2.061)2m 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt12680.19in47.5jmlf 工序 60：鉆 2-13 孔 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 機(jī)械加工工 藝手冊(cè)第 2 卷。 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進(jìn)給量為 0.200.35 。rm 13 則取 rmf30. 確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3-20） in0kfaTdcvvyxpmzv 查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8myxzvvvv min 則 = =1.6 .250.1250.7383in 所以 = =72n6.4ir 選取 mi120r 所以實(shí)際切削速度為 =2.64.3vin 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =t s20.8 工序 70：鉆 2-16 孔 切削深度 ：pa8m 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.441，取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in31vrd 按照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.131，取 60m 所以實(shí)際切削速度 ：v.1.5/0dns 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 117(2)05.962rDlctgkctgm 14 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2lm41l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn 工序 80：鉆 14.5 孔。 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 （1） 切削深度 。7.25pam （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求， 確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭： ，查表機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表117,84,25dmll 5-134，查得， ，取 ，查得0..6/fmr0.1/fmr ， ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速5/incvincv ，查機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 10表 10-2，查立式6124/i3.4.nr 鉆床 Z525 主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再計(jì)算實(shí)際切削速度10/ir 。0..53mn1cv （3） 基本時(shí)間的確定 首先查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表 2- 26，查得鉆削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式， ， ， =（14） ，鉆孔深度 ，nflTj21 )21(cot1Dl 37lm ， ，見(jiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-42，所以13l25l .min3.013641nfTj 工序 90：鉆 K1/8 孔底孔，然后攻絲 K1/8 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 15 切削深度 ：pa4m 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.441，取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in31vrd 按照切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.131，取 0m 所以實(shí)際切削速度 ：v..56/0dns 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 117(2)05.962rDlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取lm42l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn 16 第 3章 擴(kuò)鉸 38 孔夾具設(shè)計(jì) 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)擴(kuò)鉸 38 孔，加工時(shí)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(shí)， 應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對(duì)擴(kuò)鉸 38 孔進(jìn)行加工前，端面平面進(jìn)行了粗、精銑加 工， 方案采用 V 型塊定位，夾緊方裝、取工件容易易。 3.3切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：鉆床 Z520，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)5查表 可得：721 切削力公式： .06f PFDfK 式中 D=38mm ./mr 查表 得： 8210.75()36bp 其中： 0.b.48K 即： 95()fFN 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表 得：12 12KFW 有： 120.7,.6 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210K 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn) 5表 可得： 60 12 ...10.56 所以 950816492()KfWFN 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 ， ，1.561.72. 17 查參考文獻(xiàn)51226 可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以 下公式計(jì)算： )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 6.2.76zr90105229 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04.W 由上述計(jì)算易得： K 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： )(210 tgtQLz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 6.2.76zr90105229 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04.W 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下： 原動(dòng)力計(jì)算公式 001KLl 即： 478.23.932.75()KWNl 由上述計(jì)算易得： K 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)。 3.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一個(gè)平面和一個(gè) V 型塊和一擋銷(xiāo)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： 18 1 定位誤差： 注：V 型塊夾角 =90 。 基準(zhǔn)位移誤差： 工件以外圓柱面在 V 型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差 D ，因此對(duì)一批工 件來(lái)說(shuō)，當(dāng)直徑由最小 D D 變大到 D 時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在 V 型塊的對(duì)稱 中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由 變大到 ,其變化量 （即基準(zhǔn)1O21O2 位移誤差 ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出： Y= =1O2SIn 基準(zhǔn)不重合誤差： 從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn) 不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小1O 19 DD 變到最大 D 時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為 ，即基準(zhǔn)不重合誤差 B= 。2D2D 從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由 a 到 a與定位基準(zhǔn) 變到 的方向相反，故其定位誤差 D 是 Y 與 B 之差.1O2 D= Y B= =0.207D=0.2070.01=0.002072SIn D=0.00207 T 即滿足要求31 2 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： mSNHBKRkm nZaZy 014.8.9)(1cos0.3jy 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj05. 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取ADm1. 誤差總和： 0.965jw 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。 3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 3.5.1定位銷(xiāo)選用 本夾具選用一擋銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如下： 表 4 擋銷(xiāo)參數(shù) D d H 公稱尺寸 允差 1h1b1C1 36 8 6 +0.023 +0.015 12 7 1 2 1 2 0.4 20 3.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。 圖 3.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 3.4： 表 3.4 鉆套 D d H 公稱尺寸 允差 12Dh1mCr 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 0.5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 21 圖 3.2 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 3.5： 表 3.5 固定襯套 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 鉆模板選用固定式鉆模板，用 4 個(gè)沉頭螺釘和 2 個(gè)錐銷(xiāo)定位于夾具體上。 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋 夾緊機(jī)構(gòu)） 。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)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(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影 響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn) 行調(diào)整換取。 22 結(jié) 論 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過(guò)程、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有了更 進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)四年中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。課程設(shè)計(jì) 是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮到方方面面的問(wèn) 題，在理論上正確無(wú)誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問(wèn)題。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí) 就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而不僅僅考 慮理論上的可行性，課程設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具。 在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問(wèn)題，所選用的零、 部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的 加工。但也有不足之處：特別是對(duì)于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時(shí)， 有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件 孔與定位立臺(tái)可升可降，這樣，在刀具退出時(shí)，使定位立臺(tái)連同工件孔一起升 起，從而避免劃傷。但考慮到成本問(wèn)題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用 夾具還有待改進(jìn)。無(wú)論怎樣，這次的課程設(shè)計(jì)使我獲益良多，是我在學(xué)校的最 后一次答卷，也是我成功邁向社會(huì)的第一步。 23 參考文獻(xiàn) 1 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)M ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004。 2 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)M ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2004。 3 李洪，機(jī)械加工工藝手冊(cè)M ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990。 4 方昆凡，公差與配合手冊(cè)M ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999。 5 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M ，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2000。 6 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1979。 7 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M ，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2000。 8 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)M ，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社， 1987。 9 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)M ，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1984。 10 周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M ，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社， 2002。 11 黃如林，切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)M ，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004。 12 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