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目錄 摘要 .................................................................................................................I BSTRACT ....................................................................................................II 目錄 ..............................................................................................................III 第一章 緒論 ..................................................................................................1 第二章:概述 ...................................................................................................2 2.1 夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 ...................................................................2 2.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 ...............................................................................................3 2.3 機(jī)床夾具及其功用 ...................................................................................................4 2.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 ...............................................................................5 2.5 機(jī)床夾具組成和分類(lèi) ...............................................................................................6 2.6 機(jī)床夾具的分類(lèi) .......................................................................................................7 2.7 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) ...................................................................................................9 2.8 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 .............................................................................................10 第三章 零件的分析 ....................................................................................11 3.1 零件的工藝分析 .....................................................................................................11 第四章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ................................................................................14 4.1 確定毛坯的制造形式 .............................................................................................14 4.2 基面的選擇 .............................................................................................................14 4.3 制定工藝路線 .........................................................................................................14 4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .....................................................16 4.5 確立切削用量及基本工時(shí) .....................................................................................18 第五章 夾具設(shè)計(jì) ........................................................................................34 5.1 鉆夾具設(shè)計(jì) .............................................................................................................34 5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .....................................................................................................34 5.3 切削力和夾緊力計(jì)算 .............................................................................................35 5.4 定位誤差分析 .........................................................................................................36 5.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .................................................................................37 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................38 致謝 ..............................................................................................................39 附件 1 ...........................................................................................................40 附件 2 ...........................................................................................................50 第一節(jié) 序言 本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)之一是針對(duì)生產(chǎn)實(shí)際中的一個(gè)零件前剎車(chē) 調(diào)整臂外殼，制定其機(jī)械加工工藝規(guī)程。該零件的工藝過(guò)程中包括 了車(chē)端面，鏜孔，銑端面，鉆孔，拉槽，銑平面，攻螺紋等工序， 工藝范圍廣，難易程度適合于工藝課程設(shè)計(jì)的需要。 第二節(jié) 零件分析 零件的功用分析 通過(guò)分析零件圖以及該零件圖所在部件或總成的裝配圖，即 CA10B 解放牌汽車(chē)的前剎車(chē)調(diào)整臂外殼，明確該零件的作用是對(duì)前剎車(chē)調(diào) 整臂進(jìn)行支撐和保護(hù)。 零件的工藝分析 從零件圖上可以看出，標(biāo)有粗糙度符號(hào)的表面有平面，退刀槽，內(nèi) 孔等。表面粗糙度要求不太高，相對(duì)位置精度也很明確，對(duì)于直徑 為 60 的孔，由于其所在的中心是其他孔的工藝基準(zhǔn)，所以要求用專(zhuān) 用的鏜床進(jìn)行鏜孔。總之，該零件圖視圖正確，完整，尺寸，公差 及技術(shù)要求齊全，加工要求合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。 第三節(jié) 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一） 確定毛坯的制造方式 零件的材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定，在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程 時(shí)，毛坯的選擇主要是選定毛坯的制造方式。 零件的材料為 KT350，考慮毛坯制造質(zhì)量，減少機(jī)械加工勞動(dòng)量， 降低機(jī)械加工成本，根據(jù)零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的 輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，又為大批量生產(chǎn)，而且表面粗糙度 質(zhì)量要求也不是很高，故可采用鑄件，以提高生產(chǎn)效率和效益，毛 坯的鑄造起模斜度不大于 2 度，未注明鑄造半徑為 3. （二） 選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否 正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準(zhǔn)，可以確保加工質(zhì)量， 縮短工藝過(guò)程，簡(jiǎn)化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類(lèi)，提高生產(chǎn)率。 精基準(zhǔn)的選擇 粗加工進(jìn)行后，以一端端面為精基準(zhǔn)，加工另一側(cè)端面。外圓用 V 型塊定位，加工一側(cè)端面和內(nèi)孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸的換算，這在以 后還要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三） 選擇加工方法 1 平面的加工 平面的加工方法很多，有車(chē)，刨，銑，磨，拉等。對(duì)于本設(shè)計(jì)，大 端的兩端面，其粗糙度的要求為 6.3，且加工的面較大，所以采用粗 車(chē)和半精車(chē)的加工方式。對(duì)于小端面的加工，由于加工的尺寸不大， 粗糙度要求為 6.3，采用粗銑加半精銑的加工方式。 2 孔和槽的加工 孔的加工方法有鉆，擴(kuò)，鏜，拉，磨等。對(duì)于直徑為 60 的孔，由于 其粗糙度要求為 6.3，其為加工基準(zhǔn)，所以精度要求高，所以，采用 鏜孔的加工方式。對(duì)于小端面的直徑為 12 的孔，其粗糙度為 6.3,由 于孔的直徑較小，采用鉆-擴(kuò)-鉸的一次加工方式。再以直徑為 60 和 直徑為 12 的孔為基準(zhǔn)，采用鉆-擴(kuò)-鉸的加工方式，來(lái)加工直徑為 13,13.8,16 的孔，以保證其位置精度和加工精度。對(duì)于直徑為 4.3 的 五個(gè)小孔，采用一面兩銷(xiāo)的定位方式，鉆-擴(kuò)的加工方法。對(duì)于錐孔， 采用鉆-攻的方式。對(duì)于方槽，其尺寸較大，粗糙度為 6.3，尺寸公 差要求高，故采用銑削的加工方式。 3 螺紋加工 對(duì)于 M10 的螺紋，由于其有修整要求，采用鉆-攻的加工方式。 （四） 制定工藝路線 制定工藝路線是工藝員制定工藝規(guī)程時(shí)最重要的工作，也是體現(xiàn)工 藝師水平的重要方面。其原則是，在合理保證零件的幾何形狀，尺 寸精度，位置精度，表面質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)率，降低 生產(chǎn)成本，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 工藝路線盡量從最短路線出發(fā)，從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，以“先面后孔” “基 面先行”的原則出發(fā)，以使用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，達(dá)到精度要求，盡 量不產(chǎn)生過(guò)定位現(xiàn)象等多方面考慮，以及從具體情況出發(fā)，最終的 工藝路線安排如下： 工序 1 粗銑大端兩端面，半銑車(chē)大端兩端面，采用 C620 車(chē)床，使 用專(zhuān)用夾具 工序 2 粗鏜直徑為 60 的孔，半精鏜直徑為 60 的孔，采用 T41X 鏜 床，使用專(zhuān)用夾具 工序 3 鉆-擴(kuò)- 鉸直徑為 12 的孔，采用立式鉆床 Z518 工序 4 粗銑小端兩端面，精銑小端端面，使用銑床 X6125，對(duì)兩 個(gè)表面同時(shí)加工。 工序 5 一面兩銷(xiāo)，拉方槽，使用 L5520 拉床 工序 6 使用方槽倒角 工序 7 以直徑為 60 和直徑為 12 的孔與端面一面兩銷(xiāo)，銑三個(gè)凸 臺(tái) 工序 8 一面兩銷(xiāo)，鉆-擴(kuò)-鉸直徑為 13,13.8,16 的孔 工序 9 鉆-攻直徑為 M10 的螺紋 工序 10 一面兩銷(xiāo)，鉆-擴(kuò)直徑為 4.3 的孔 5 個(gè) 工序 11 鉆-攻 Rc1/8 的錐孔 工序 12 去毛刺，校驗(yàn)。 第四節(jié) 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 CA10B 前剎車(chē)調(diào)整臂外殼的零件材料為 KT350，硬度 207 241HBS，毛坯重量為 2.5kg，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)。 （一） 確定加工余量 由表 1-1 知，可鍛鑄鐵采用金屬型鑄造，其公差等級(jí)為 810，此處 采用 CT9，由表 53 選擇加工余量為 F 級(jí)，根據(jù)機(jī)械加工后鑄件的 最大輪廓尺寸由表 1-2 可查得各加工表面加工余量，如下 車(chē)直徑為 60 的兩端面毛坯的加工余量均為 2.8，粗車(chē) 2，半精車(chē) 0.8 達(dá)到兩端面距離 32，表面粗糙度 Ra6.3. 鏜直徑為 60 的孔的加工余量為 2.8，粗鏜 2，半精鏜 0.8 達(dá)到直徑 60,表面粗糙度 Ra6.3. 銑小端兩端面加工余量為 2.8，粗銑 2，精銑 0.4，兩端面距離達(dá)到 12，表面粗糙度 Ra6.3. 銑直徑為 30 的右凸臺(tái)端面，加工余量為 2.8，粗銑為 2，半精銑為 0.8，距離中心線 37，表面粗糙度 Ra25. 銑直徑為 30 左凸臺(tái)端面，加工余量為 2.8，粗銑為 2 ，半精銑為 0.8，距離中心線 47，表面去毛刺。 銑半徑為 11 上凸臺(tái)端面，加工余量為 2.8，粗銑為 2,半精銑為 0.8， 距離中心線 70.5，表面修整。 槽兩側(cè)表面加工余量為 2.8，拉削槽到 26，表面粗糙度為 Ra6.3，上 端面距直徑為 13,13.8,16 中心線 15，表面粗糙度為 50. 鉆孔時(shí)要求先加工一半，其于裝配時(shí)精鉸。 （二） 確定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應(yīng)加工余量即可， 所得毛坯尺寸如下表 零件尺寸(mm) 單邊加工余量(mm) 毛坯尺寸（mm） D60 2.8 54.4 32 2.8 37.6 12 2.8 17.6 37 2.8 39.8 47 2.8 49.8 70.5 2.8 73.3 26 2.8 20.4 (三) 確定毛坯尺寸公差 由表 5-1 查得各尺寸公差為 毛坯尺寸 （mm） 公差(mm) 按對(duì)稱(chēng)標(biāo)注 結(jié)果(mm) 54.4 2 +-1 54.4+-1 37.6 1.8 +-0.9 37.6+-0.9 17.6 1.7 +-0.85 17.6+-0.85 39.8 1.8 +-0.9 39.8+-0.9 49.8 2 +-1 49.8+-1 73.3 2.2 +-1.1 73.3+-1.1 20.4 1.7 +-0.85 20.4+-0.85 (四) 繪制毛坯簡(jiǎn)圖 第四節(jié) 切削用量及機(jī)床的確定 工序 1 1 加工材料：KT350，精密鑄造 機(jī)床:CA620; 刀具：高速鋼端面車(chē)刀 量具：游標(biāo)卡尺 2 切削用量 A 粗車(chē)大端兩端面 Ap=1.2mm, f=0.12mm/r, v=80m/min B 半精車(chē)大端兩端面 Ap=0.55mm, f=0.08mm/r, v=120m/min C 粗車(chē)直徑為 60 的孔 Ap=1.75mm, f=0.5mm/r, v=20m/min 工序 2 鏜直徑為 60 的孔 1 機(jī)床：T41X 2 粗鏜: Ap=3mm, f=0.5mm/r, v=20m/min 3 半精鏜 Ap=1.5mm, f=0.2mm/r, v=30m/min 工序 3 銑小端兩端面 1 機(jī)床：臥式銑床 X62(機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) P159 表 2.5.1) 2 刀具：采用盤(pán)型刀面立銑刀，同時(shí)銑兩端面 3 量具：游標(biāo)卡尺 4 粗銑切削用量：Ap=2mm, f=0.2mm/r, v=30m/min 5 精銑切削用量：Ap=1mm, f=0.1mm/r, v=45m/min 工序 4 鉆-擴(kuò)- 鉸直徑為 12 的孔 1 機(jī)床：Z518 2 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀 3 量具: 卡尺和塞規(guī) 4 鉆削切削用量：Ap=2mm, f=0.15mm/r, v=39.2m/min 5 擴(kuò)孔切削用量：Ap=1mm, f=0.1mm/r, v=43.9m/min 6 鉸孔切削用量：Ap=0.5mm, v=18.9m/min 工序 5 拉削方槽 機(jī)床：L5520 工序 6 銑方槽倒角 機(jī)床：X62 工序 7 銑三個(gè)凸臺(tái) 1 機(jī)床：立式銑床 X50A 2 刀具：立銑刀 3 量具：游標(biāo)卡尺 4 銑直徑為 30 的右凸臺(tái)： 粗銑銑削用量：Ap=2mm, f=0.12mm/r, v=38m/min 半精銑銑削用量：Ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42m/min 5 銑直徑為 30 的左凸臺(tái)： 粗銑銑削用量：Ap=2mm, f=0.12mm/r, v=38m/min 半精銑銑削用量：Ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42m/min 6 銑半徑為 11 的上凸臺(tái)： 粗銑銑削用量：Ap=2mm, f=0.12mm/r, v=38m/min 半精銑銑削用量：Ap=1mm, f=0.08mm/r, v=42m/min 工序 8 鉆直徑為 13,13.8,16 的孔 1 機(jī)床：立式鉆床 Z524 2 刀具：麻花鉆 3 鉆削用量：f=0.08mm/r, v=12m/min 4 直徑為 16 的孔：f=0.15mm/r, v=12m/min 工序 9 鉆-攻直徑為 10 的螺紋 1 機(jī)床：Z525 鉆床 2 切削用量：f=0.13mm/r, v=41.4m/min 工序 10 鉆 5*直徑為 4.3 的孔 1 機(jī)床：Z525 使用鉆模版加工孔 2 鉆削用量：f=0.08mm/r, v=16m/min 工序 11 攻 Rc1/8 錐孔 機(jī)床：Z525 將工作臺(tái)旋轉(zhuǎn) 15 度，鉆孔后攻螺紋 第五節(jié) 部分工序基本時(shí)間的確定 工序 1 粗車(chē)半精車(chē)大端兩端面 1 粗車(chē)大端兩端面 背吃刀量的確定 ：由于該工序有五個(gè)工部，工部一二分別 是粗車(chē)兩個(gè)面，工部三四是半精車(chē)兩面，工部五是以一端 面定位，粗車(chē)直徑為 60 的內(nèi)孔。由于一二工部是在一臺(tái)機(jī) 床上經(jīng)過(guò)一次走刀加工完成的，因此他們所選用的切削速 度和進(jìn)給量是一樣的，只有背吃刀量不同；工部三四同理。 工部 1 的背吃刀 Ap=1.2mm,就是毛坯的總余量減去精加工 的余量；而工部 2 的背吃刀量 Ap=1.2mm。 進(jìn)給量的確定：由切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)， 表 9-68，機(jī)床功率在 510，裝夾系統(tǒng)一般的情況下，該工件的每齒進(jìn)給量為 0.12，銑削 深度 t1.5mm，由切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)，查表 8-99，Vc 在 0.25- 0.4m/s，取 V=0.25m/s，銑刀外徑由表 8-94，取 Dw=125mm，齒數(shù) z=20，一次銑削可以完成。查表 8-100，其刀面磨損極限值為 1.5mm，查機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，表 5-29，由插值法得銑 刀合理耐用度 T=150mm,查表 5-30，高速鋼銑刀銑削速度為 15- 25m/min，所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 n=1000v/3.14d=38.2-63.7r/min, 根據(jù) X53 型立式銑床的說(shuō)明書(shū)，在機(jī)械制造簡(jiǎn)明工藝手冊(cè) P166 頁(yè)， 取主軸轉(zhuǎn)速為 56r/min, 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 Fm=F2*Z*Nw=0.08*20*56=89.6mm/min, 在機(jī)械制造簡(jiǎn)明工藝手冊(cè) P166 頁(yè),，表 4.2.37 中工作臺(tái)縱向進(jìn)給量，選取 Vf=100mm/min,則實(shí) 際的每齒進(jìn)給量為 Af=Vf/zn=100/20*56=0.09mm/z 校驗(yàn)機(jī)床的功率 由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) P111 表 3.28 和 P87 表 3.9 查得 = 39 = 1.0 = 0.72 = 0.86 = 0 = 0.86 Kfc=0.8 Ap=3 mm Af=0.09 mm/z Aw=94mm z=20 v=3.14dn/1000=22mm/min d=125mm n=56r/min。所以，切削力為 Fz=323.45N 銑削的功率 為 Pm=0.118kw 所以，X53 銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為 Pm=7.5kw，故所選切削用量合適。 基本時(shí)間 Tm 由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 6.2-7 知 查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，表 3-25 知， 得 Tm=0.8min 工序 4 鉆-擴(kuò)- 鉸直徑為 12 的孔 由于 12 的孔不能鑄出。 1 鉆 11mm 的孔。 2 鉆頭的的直徑初選為 12mm ，鉆頭的幾何參數(shù)由表 2.1表 2.2 選取。 進(jìn)給量：按加工要求決定進(jìn)給量，查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)， 當(dāng)加工要求為 H11 的精度，由表 3.7，選取 f=0.31- 0.39mm/r,由于 l/d=12/12=1,不需要采用修正系數(shù)。由機(jī)床 Z158 的機(jī)床參數(shù)，使用機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表 6-29 到表 6-31，取 f=0.2mm/r.切削速度，由表 2.13，取得 v=19m/min,在切削用量簡(jiǎn) 明手冊(cè)中，由表 2.12 查得的壽命為 T=60min,所以， n=1000v/3.14d=550r/min,根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，