轉(zhuǎn)向臂的銑φ16端面夾具設(shè)計(jì)及的加工工藝裝備-氣缸夾緊含4張CAD圖,轉(zhuǎn)向,16,端面,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,氣缸,夾緊,CAD 摘要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 轉(zhuǎn)向臂零件的的加工工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及銑φ16端面夾具設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)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：轉(zhuǎn)向臂；加工工藝；夾具設(shè)計(jì)；工序；切削用量 ?????????????????? Abstract This design involves many aspects of knowledge, such as mechanical manufacturing process, machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance matching and measurement. Machining process design, process design and milling of steering arm parts φ 16 end fixture design three parts. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, select the machining benchmark of the parts, and design the process route of the parts; Then, the size of each step of the part is calculated. The key is to determine the process equipment and cutting parameters of each process; Then the special fixture is designed, and each component of the fixture is selected and designed, such as positioning element, clamping element, guiding element, connecting part between clamp and machine tool and other parts; Calculate the positioning error caused by fixture positioning, analyze the rationality and shortcomings of fixture structure, and pay attention to improvement in future design. Keywords: steering arm; Processing technology; Fixture design; Process; Cutting parameters 目錄 摘要 - 1 - Abstract - 2 - 1 緒論 - 5 - 1.1 高速切削 - 5 - 1.2 高精度控制 - 5 - 1.3 高柔性化 - 5 - 1.4高一體化 - 6 - 1.5 網(wǎng)絡(luò)化 - 6 - 1.6智能化 - 6 - 2 生產(chǎn)類型的確定 - 6 - 2.1 零件的作用 - 6 - 2.2 零件的工藝分析 - 6 - 2.21 以φ16mm孔的中心線加工表面 - 7 - 2.22 以φ9.3mm孔的中心線加工表面 - 7 - 3選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 - 7 - 3.1求最大輪廓尺寸 - 7 - 3.2 選取公差等級(jí)CT - 7 - 3.3求鑄件尺寸公差 - 7 - 3.4求機(jī)械加工余量等級(jí) - 8 - 3.5求RMA（要求的機(jī)械加工余量） - 8 - 3.6求毛坯基本尺寸 - 8 - 4 工藝路線擬定 - 9 - 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 - 9 - 4.2擬定加工方法和加工方案 - 9 - 4.21工藝路線： - 9 - 4.22確定工藝過(guò)程方案見下表（4-1） - 10 - 5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 - 11 - 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 - 11 - 5.11選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床 - 11 - 5.12選擇夾具 - 12 - 5.13選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 - 12 - 5.14選擇量具 - 12 - 5.2 確定工序尺寸 - 12 - 5.21面的加工（所有面） - 12 - 5.22孔的加工 - 13 - 6 確定切削用量及基本時(shí)間 - 13 - 6.1 工序號(hào)02、03、04： - 13 - 6.2工序號(hào)05： - 15 - 6.3工序號(hào)06： - 17 - 6.4工序號(hào)07： - 18 - 6.5工序號(hào)08： - 19 - 6.6工序號(hào)09： - 20 - 6.7工序號(hào)10： - 21 - 6.8工序號(hào)11： - 22 - 7銑φ16孔端面夾具設(shè)計(jì) - 24 - 7.1設(shè)計(jì)要求 - 24 - 7.2夾具設(shè)計(jì) - 24 - 7.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 - 24 - 7.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 - 24 - 7.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) - 25 - 7.4定位誤差的分析 - 27 - 7.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 - 28 - 參考文獻(xiàn) - 30 - 致 謝 - 31 - 1 緒論 現(xiàn)代數(shù)控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方向發(fā)展。 1.1 高速切削 受高生產(chǎn)率的驅(qū)使，高速化已是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。高速切削可通過(guò)高速運(yùn)算技術(shù)、快速插補(bǔ)運(yùn)算技術(shù)、超高速通信技術(shù)和高速主軸等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 高主軸轉(zhuǎn)速可減少切削力，減小切削深度，有利于克服機(jī)床振動(dòng)，傳入零件中的熱量大大減低，排屑加快，熱變形減小，加工精度和表面質(zhì)量得到顯著改善。因此，經(jīng)高速加工的工件一般不需要精加工。 1.2 高精度控制 高精度化一直是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展追求的目標(biāo)。它包括機(jī)床制造的幾何精度和機(jī)床使用的加工精度控制兩方面。 提高機(jī)床的加工精度，一般是通過(guò)減少數(shù)控系統(tǒng)誤差，提高數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)大件結(jié)構(gòu)特性和熱穩(wěn)定性，采用補(bǔ)償技術(shù)和輔助措施來(lái)達(dá)到的。目前精整加工精度已提高到0.1 μm，并進(jìn)入了亞微米級(jí)，不久超精度加工將進(jìn)入納米時(shí)代。(加工精度達(dá)0.01 μm) 1.3 高柔性化 柔性是指機(jī)床適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。目前，在進(jìn)一步提高單機(jī)柔性自動(dòng)化加工的同時(shí)，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。 數(shù)控系統(tǒng)在21世紀(jì)將具有最大限度的柔性，能實(shí)現(xiàn)多種用途。具體是指具有開放性體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)重構(gòu)和編輯，視需要系統(tǒng)的組成可大可小；功能可專用也可通用，功能價(jià)格比可調(diào)；可以集成用戶的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，形成專家系統(tǒng)。 1.4高一體化 CNC系統(tǒng)與加工過(guò)程作為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)機(jī)電光聲綜合控制，測(cè)量造型、加工一體化，加工、實(shí)時(shí)檢測(cè)與修正一體化，機(jī)床主機(jī)設(shè)計(jì)與數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)一體化。 1.5 網(wǎng)絡(luò)化 實(shí)現(xiàn)多種通訊協(xié)議，既滿足單機(jī)需要，又能滿足FMS(柔性制造系統(tǒng))、CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))對(duì)基層設(shè)備的要求。配置網(wǎng)絡(luò)接口，通過(guò)Internet可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制加工，進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)和診斷，使維修變得簡(jiǎn)單。建立分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，可便于形成“全球制造”。 1.6智能化 21世紀(jì)的CNC系統(tǒng)將是一個(gè)高度智能化的系統(tǒng)。具體是指系統(tǒng)應(yīng)在局部或全部實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自適應(yīng)、自診斷和自調(diào)整；多媒體人機(jī)接口使用戶操作簡(jiǎn)單，智能編程使編程更加直觀，可使用自然語(yǔ)言編程；加工數(shù)據(jù)的自生成及智能數(shù)據(jù)庫(kù)；智能監(jiān)控；采用專家系統(tǒng)以降低對(duì)操作者的要求等。 2 生產(chǎn)類型的確定 2.1 零件的作用 據(jù)資料所示，該轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。 2.2 零件的工藝分析 由零件圖可知：φ16、φ9.3的孔中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組： 2.21 以φ16mm孔的中心線加工表面 這一組加工表面包括：銑φ26mm單側(cè)端面、鉆φ16mm的孔、倒角1×45°、鉆φ8.5mm的孔。 2.22 以φ9.3mm孔的中心線加工表面 這一組加工表面包括：銑φ20mm兩端面、鉆φ9.3mm的孔、锪φ16mm的沉頭。 概括：由于φ16、φ9.3的孔中心線位置精度不高，又φ16mm內(nèi)孔的精度比φ9.3mm內(nèi)孔的精度較高。所以由以上分析可知，對(duì)這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 3選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為長(zhǎng)方體鋁合金,中批量生產(chǎn)。按《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》可確定： 3.1求最大輪廓尺寸 長(zhǎng)133.5mm、寬48.9mm、高49.15mm 故最大輪廓尺寸為133.5mm。 3.2 選取公差等級(jí)CT 鑄造方法按機(jī)械造型、鑄件材料按可鍛鑄鐵，得CT范圍8～12級(jí)。取為10級(jí)。 3.3求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工表面的基本尺寸和逐漸公差等級(jí)CT=10級(jí)，公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。 3.4求機(jī)械加工余量等級(jí) 機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為E～G，取為F級(jí)。 3.5求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，最大輪廓尺寸為133.5mm，機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得RMA數(shù)值為1.5mm。 3.6求毛坯基本尺寸 依零件圖可知：Φ16、φ9.3、φ8.5孔徑較小，鑄成實(shí)心。 A面屬單側(cè)加工，由式（5-1）得 R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm B、C面屬兩側(cè)加工，由式（5-2）得 R=F+2RMA+CT/2=26+2×1.5+2.6/2=30.3mm 根據(jù)數(shù)據(jù)可得： 轉(zhuǎn)向臂鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表（3-1） 表（3-1） 項(xiàng)目 A面 B、C面 Φ16孔 Φ9.3孔 Φ8.5孔 公差等級(jí)CT 10 10 — — — 加工面基本尺寸 32 26 — — — 鑄件尺寸公差 2.8 2.6 — — — 機(jī)械加工余量等級(jí) F F — — — RMA 1.5 1.5 — — — 毛坯基本尺寸 34.9 30.3 0 0 0 4 工藝路線擬定 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)：為保證工件重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。為互為基準(zhǔn)，以φ20mm端面為粗基準(zhǔn)。即B、C面。 精基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使兩孔互為基準(zhǔn)，選φ16的孔作為精基準(zhǔn)。 4.2擬定加工方法和加工方案 4.21工藝路線： 1、粗銑上端面 2、銑兩側(cè)端面 3、粗銑下端面 4、銑φ16mm孔的端面，即φ26mm圓柱A面 5、銑φ9.3mm孔的兩端面，即φ20mm圓柱B、C面 6、鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45° 7、鉆φ8.5mm孔 8、鉆φ9.3mm孔 9、刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm 4.22確定工藝過(guò)程方案見下表（4-1） 表（4-1） 工序號(hào) 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說(shuō)明 01 正貨處理145～204HBS 改善材料加工性能 02 粗銑上端面 03 粗銑兩側(cè)面 04 粗銑下端面 05 銑φ26mm圓柱A面 先加工面 06 銑φ20mm圓柱B、C面 07 鉆、精鉸孔φ16mm， 倒角1×45° 后加工孔 08 鉆孔φ8.5mm 09 鉆孔φ9.3mm 10 刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm 11 精銑上端面 精銑φ20mm圓柱B、C面 精銑下端面 12 去毛刺 13 終檢 5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 由于生產(chǎn)類型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成. 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 5.11選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床 工序號(hào)02：銑上端面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)03：銑兩側(cè)面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)04：銑下端面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)05：銑φ20mm圓柱B、C面。因?yàn)榛榛鶞?zhǔn)，工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)06：銑φ26mm圓柱A面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)07：鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用Z535立式鉆床。 工序號(hào)08、06：鉆孔φ8.5mm、φ9.3mm。由于內(nèi)孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性鉆通孔達(dá)到加工要求。故選Z525立式鉆床。 工序號(hào)09：刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm。粗糙度要求不高，宜采用Z525立式鉆床。 5.12選擇夾具 本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 5.13選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 ①、銑刀：根據(jù)資料選擇硬質(zhì)合金端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm。 ②、鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用麻花鉆等專用刀具。 ③、刮平面φ16mm，選用專用锪刀。 5.14選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，參考相關(guān)資料，選擇如下： ①、選擇加工面的量具 根據(jù)資料：用分度值為0.02mm的三用游標(biāo)長(zhǎng)尺測(cè)量，測(cè)量范圍0mm～150mm，公稱規(guī)格為150×0.02。 ②、選擇加工孔的量具 根據(jù)資料：由于孔的加工精度要求不同，分別有IT7-IT8、IT12-IT13、大于IT13。所以選擇分度值0.01mm，測(cè)量范圍分別為25mm～50mm、25mm～50mm、5mm～30mm的內(nèi)徑千分尺。 5.2 確定工序尺寸 5.21面的加工（所有面） ①、上端面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為127mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ②、兩側(cè)面；根據(jù)加工長(zhǎng)度為133mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ③、下端面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為127mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ②、A面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為34.9mm，毛坯余量為2.9mm。單側(cè)加工的量為1.9mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ②、B、C面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為30.3mm，毛坯余量為4.3mm。兩側(cè)加工的量為1.65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側(cè)再加工的量為0.5mm即可。 5.22孔的加工 ①、φ16mm的孔 毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間。 鉆孔：φ15mm 2Z=0.95mm 精鉸：φ16mm ②、φ8.5mm的孔 毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。 鉆孔φ8.5mm即可。 ③、φ9.3mm的孔 　毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。 鉆孔φ9.3mm即可。 6 確定切削用量及基本時(shí)間 6.1 工序號(hào)02、03、04： 本工序?yàn)殂娏慵纳隙嗣婷?，兩?cè)面和下端面。直接切出零件的外部輪 廓形狀。以知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑 刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=127。銑削深度a=3.0mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 上下端面計(jì)算：根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=3.0mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=173.930 m/min nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=135.5 N P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿足要求 ⑤、基本時(shí)間 (d對(duì)稱銑削) T=(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=127mm、f=118 mm/min ∴T=127/118=1.25min=75s 走刀2次：T=2×75=150s 兩側(cè)面計(jì)算： ①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=194.379 m/min nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=30mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=75.4 N P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿足要求 ⑤、基本時(shí)間（兩端加工） d對(duì)稱銑削 T=2(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=133mm、f=118 mm/min ∴T=2×133/118=2.43 min=144s 每端走刀2次：T=2×144=288s 6.2工序號(hào)05： 本工序?yàn)殂姦?6mm端面。已知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=26mm。銑削深度a=2.9mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=173.930 m/min nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=135.5 N P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿足要求 ⑤、基本時(shí)間 d對(duì)稱銑削 T=(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=26mm、l=17mm、l=2mm、f=118 mm/min ∴T=（26+17+2）/118=0.38 min=22.8 s 取T=23s 單側(cè)走刀2次：T=2×23=46s 6.3工序號(hào)06： 本工序?yàn)殂姦?0mm端面。已知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=20mm。銑削深度a=2.15mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=30mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=194.379 m/min nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=30mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=75.4 N P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿足要求 ⑤、基本時(shí)間（兩端加工） d對(duì)稱銑削 T=2(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、l=13mm、l=2mm、f=118 mm/min ∴T=2（20+13+2）/118=0.59 min=35.4 s 取T=36 s 每端走刀2次：T=2×36=72 s 6.4工序號(hào)07： 本工序?yàn)殂@φ16mm深32mm的孔。包括：鉆、精鉸孔、倒角1×45°。根據(jù)資料選用Z535立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄機(jī)用鉸刀：r=0、ɑ=15°、Kr=45°。 ①、鉆孔： ⑴確定進(jìn)給量f 因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-127得：f=0.61～0.75 mm/r 由表5-66取得f=0.72 mm/r ⑵選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=15.85mm、則T=60min。 ⑶確定切削速度V C=16.4、z=0.22、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15.85mm a=7.5mm 按公式計(jì)算： ∴Vc =22.061 m/min nc=22.061×1000/3.14×15.85=468.4 r/min 根據(jù)Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=400 r/min=6.67 r/s 則V=3.14×15×6.67/1000=0.314 m/s ⑷鉆孔基本時(shí)間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、取l= l=5mm,f=0.72 mm/r、n=6.67r/s 則T=（32+5+5）/0.72×6.67=8.75s 取T=9s ②、精鉸： ⑴確定進(jìn)給量f 因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-129得：f=1.5～3.0 mm/r 取f=1.60 mm/r ⑵選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。 ⑶確定切削速度V C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=16mm a=0.025mm 按公式計(jì)算： ∴Vc =13.491 m/min nc=13.491×1000/3.14×16=268.5 r/min 根據(jù)選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=275 r/min=4.58 r/s 則V=3.14×16×4.58/1000=0.230 m/s ⑷鉆孔基本時(shí)間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=4mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s 則T=（32+2+4）/1.60×4.58=5.2 s 取T=6s ⑤、倒角1×45° 6.5工序號(hào)08： 本工序?yàn)殂@φ8.5mm深8mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆：d=8.5mm、Kr=45°。 ①確定進(jìn)給量f 由于孔徑和深度較小，宜采用手動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。參考值取f=0.28 mm/r ②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=8.5mm、則T=35min。 ③確定切削速度V、n C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=8.5mm a=4.25mm f=0.28mm/r 按公式計(jì)算： ∴Vc =29.9 m/min nc=29.9×1000/3.14×8.5=1120 r/min 根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=960 r/min=16 r/s 則V=3.14×8.5×16/1000=0.427 m/s ④基本時(shí)間 鉆φ8.5mm深8mm的通孔: T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=8mm、取l= l=4mm,f=0.28 mm/r、n=16r/s T=（8+4+4）/0.28×16=3.6s 取T=4s 6.6工序號(hào)09： 本工序?yàn)殂@φ9.3mm深26mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆,一次加工通孔可以滿足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。 ①確定進(jìn)給量f 由于深度較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。查表5-127：f=0.47～0.57mm/r 。 按Z525選取f=0.48 mm/r ②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=9.3mm、則T=35min。 ③確定切削速度V、n C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=9.3mm a=4.65mm f=0.48mm/r 按公式計(jì)算： ∴Vc =24.656 m/min nc=24.656×1000/3.14×9.3=844.33 r/min 根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=680 r/min=11.33 r/s 則V=3.14×9.3×1.33/1000=0.33 m/s ④基本時(shí)間 鉆φ9.3mm深26mm的通孔: T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=26mm、取l=5mm、 l=4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/s T=（26+5+4）/0.48×11.33=6.4s 取T=7s 6.7工序號(hào)10： 本工序?yàn)楣纹溅?6mm深1mm的沉頭孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆,一次加工通孔可以滿足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。 ①確定進(jìn)給量f 由于深度較小，采用手動(dòng)進(jìn)給。 ②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=16mm、則T=60 min。 ③確定切削速度V、n 按Z525 暫取f=0.13mm/r Vc =12～25 m/min 取Vc =18 m/min ∴nc=18×1000/3.14×16=358.28 r/min 根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=272 r/min=4.53 r/s 則V=3.14×16×4.53/1000=0.228 m/s ④刮平兩端基本時(shí)間 T=2(l+l)/ fn 式中l(wèi)=1mm、取l=1mm，f=0.13 mm/r、n=4.53r/s T=2（1+1）/0.13×4.53=6.8s 取T=7s 6.8工序號(hào)11： 本工序?yàn)榫嚵慵纳隙嗣?、兩?cè)端面和下端面。直接切出零件的形狀。以知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金端面銑刀。銑刀直徑：d=2mm,齒數(shù)Z=2mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=127。銑削深度a=1.0mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 上下端面計(jì)算：根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.4 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.40mm/z > 0.18mm/z、 Z=2、 d=80mm、a=26mm、a=1.0mm、T=180 min C=849、q=0.22、x=0.61、y=0.85、u=0.78、p=0、m=0.88、k=1.0 則由公式算得 Vc=5884.56 m/min nc=5884.56×1000/3.14×2=2785 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=3000r/min=50r/s ∴V=3.14×40×50/1000=6.28 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.40×2×60=48 mm/min 選f=12 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=12/2×60=0.1mm/z ④、基本時(shí)間 d對(duì)稱銑削 T=(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=127mm、f=48 mm/min ∴T=127/48=2.57min=155s 走刀2次：T=155×2=310s 兩側(cè)面計(jì)算：①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.4 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=6125.26 m/min nc=6125.26×1000/3.14×2=2845 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=3000r/min=50r/s ∴V=3.14×40×50/1000=6.28 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.40×2×60=48 mm/min 選f=12 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=12/2×60=0.1 mm/z ④、基本時(shí)間（兩端加工） d對(duì)稱銑削 T=2(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、f=48 mm/min ∴T=2×133/48=5.1 min=301s 每端走刀2次：T=2×301=602s 7銑φ16孔端面夾具設(shè)計(jì) 7.1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。下面即為銑16孔端面的專用夾具，本夾具將用于X52K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。采用氣缸驅(qū)動(dòng)的夾緊方式。 7.2夾具設(shè)計(jì) 7.2.1 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。 采用平面為基準(zhǔn)，限制3個(gè)自由度，然后用V型塊和各種擋銷定位能限制3個(gè)自由度。 7.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金） 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可查得： 銑削力計(jì)算公式為 圓周分力 式（3-1） 查表可得： 代入公式（3-1）得 = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 即： （） 計(jì)算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實(shí)際所需夾緊力 即： 取k=2 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)。 7.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 由于本道工序是完成后加工，所以選用對(duì)刀塊。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 7.4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，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 7.5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)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 結(jié)論 這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。 回顧起此次設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問(wèn)題，也碰到了許多問(wèn)題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討，組合夾具，1982. 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