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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 machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts of 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 the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error generated when calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. KeyKey words:words: Technology, process, cutting, clamping, positioningIII目目 錄錄1 序序 言言.12 零件的分析零件的分析.22.1 零件的形狀 .22.2 零件的工藝分析 .23 工藝規(guī)程設計工藝規(guī)程設計.43.1 確定毛坯的制造形式.43.2 基面的選擇.43.3 制定工藝路線.43.3.1 工藝路線方案一.53.3.2 工藝路線方案二.53.3.3 工藝方案的比較與分析.63.4 選擇加工設備和工藝裝備.63.4.1 機床選用.63.4.2 選擇刀具.63.4.3 選擇量具.73.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.73.6 確定切削用量及基本工時 .84 鉆孔夾具設計鉆孔夾具設計.214.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置.214.2 夾具的導向.224.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙.224.4 鉆模板.234.5 定位誤差的分析 .234.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用.244.7 確定夾具體結構和總體結構.264.8 夾具設計及操作的簡要說明.27結結 束束 語語 .28謝謝 辭辭.29文文 獻獻.3011 1 序序 言言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標1。杠桿零件零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。22 2 零零件件的的分分析析2.12.1 零件的形狀零件的形狀題目給的零件是杠桿零件零件，主要作用是起連接作用。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示 2-1。圖 2-1 杠桿零件零件圖2.22.2 零件的工藝分析零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 HT200，該材料為灰鑄造，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。杠桿零件零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為aR3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值 3.2。3. 車外圓，表面粗糙度maRm值 3.2。4. 車內孔，及表面粗糙度值 3.2。5.兩側面粗糙度aR值aRmaRm6.3、12.5，面粗糙度值 6.3。mmaRm杠桿零件共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：(1)底部端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，內圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，3因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，粗糙度為 3.2；的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，內圓直接在車床上做鏜工就行了。43 3 工工藝藝規(guī)規(guī)程程設設計計本杠桿零件假設年產量為 10 萬臺，每臺車床需要該零件 1 個，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求 Q=100000 件/年，n=1 件/臺；結合生產實際，備品率 和 廢品率 分別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產綱領N=2XQn(1+)（1+)=238595 件/年3.13.1 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠2。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。3.23.2 基面的選擇基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。粗基準的選擇，對像杠桿零件這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準) 3。對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。3.33.3 制定工藝路線制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。53.3.13.3.1 工藝路線方案一工藝路線方案一10 鑄造鑄造20 時效時效30 涂底漆 涂底漆40 粗銑粗銑底部大端面 50 精銑精銑底部大端面60 粗銑粗銑凸臺 42 端面 70 精銑精銑凸臺 42 端面 80 鉆擴鉸 鉆擴鉸 29 孔、32 孔90 鉆擴鉸 鉆擴鉸 25 孔100 車 車內輪廓 3X35 退刀槽110 車 車 45 臺階孔120 粗車粗車凸臺外圓 42 及其臺階面130 精車精車凸臺外圓 42 及其臺階面140 鉆擴鉆擴 9 孔、17 孔150 鉆鉸鉆鉸 4 銷孔160 鉆孔攻絲先鉆 M6 孔底孔然后攻絲170 去毛刺 去毛刺180 檢查檢查3.3.23.3.2 工藝路線方案二工藝路線方案二10 鑄造鑄造20 時效時效30 涂底漆 涂底漆40 粗銑粗銑底部大端面 50 精銑精銑底部大端面60 粗銑粗銑凸臺 42 端面 70 精銑精銑凸臺 42 端面 80 鉆擴鉸 鉆擴鉸 29 孔、32 孔90 鉆擴鉸 鉆擴鉸 25 孔100 鏜 鏜內輪廓 3X35 退刀槽110 鏜 鏜 45 臺階孔120 粗車粗車凸臺外圓 42 及其臺階面130 精車精車凸臺外圓 42 及其臺階面140 鉆擴鉆擴 9 孔、17 孔150 鉆鉸鉆鉸 4 銷孔160 鉆孔攻絲先鉆 M6 孔底孔然后攻絲6170 去毛刺 去毛刺180 檢查檢查3.3.33.3.3 工藝方案的比較與分析工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加工，需要要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10 鑄造鑄造20 時效時效30 涂底漆 涂底漆40 粗銑粗銑底部大端面 50 精銑精銑底部大端面60 粗銑粗銑凸臺 42 端面 70 精銑精銑凸臺 42 端面 80 鉆擴鉸 鉆擴鉸 29 孔、32 孔90 鉆擴鉸 鉆擴鉸 25 孔100 車 車內輪廓 3X35 退刀槽110 車 車 45 臺階孔120 粗車粗車凸臺外圓 42 及其臺階面130 精車精車凸臺外圓 42 及其臺階面140 鉆擴鉆擴 9 孔、17 孔150 鉆鉸鉆鉸 4 銷孔160 鉆孔攻絲先鉆 M6 孔底孔然后攻絲170 去毛刺 去毛刺180 檢查檢查3.43.4 選擇加工設備和工藝裝備選擇加工設備和工藝裝備3.4.13.4.1 機床選用機床選用.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140臥式車床。參考根據(jù)機械制造設計工工藝簡明手冊表 4.2-7。.工序是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。3.4.23.4.2 選擇刀具選擇刀具.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。7.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考機械加工工藝手冊 （主編 孟少農） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)4。3.4.33.4.3 選擇量具選擇量具本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.53.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“杠桿零件” 零件材料為 HT200，查機械加工工藝手冊 （以后簡稱工藝手冊） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度 HB 為 143269，表 2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT200 密度 =7.27.3（） ，計算零件毛坯的重量約為 2。3cmgkg表 3-1 機械加工車間的生產性質同類零件的年產量件生產類別重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重100kg）單件生產5 以下10 以下100 以下小批生產510010200100500中批生產1003002005005005000大批生產30010005005000500050000大量生產1000 以上5000 以上50000 以上根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 3050，毛坯重量21202506.04.0頂、側面底 面鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.63.6 確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)切削用量簡明手冊 （第三版，艾興、肖詩綱編，1993 年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與機械制造設計工工藝簡明手冊的表區(qū)別6。工序 10、20、30：鑄造 時效處理無切削加工，無需計算工序 40、50：粗銑、精銑底部大端面機床：銑床 X52K刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。15YT100Dmm5Z 單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：pa2pamm精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度：pa1.0pamm每齒進給量：?。喝°娤魉俣萬a0.15/famm Z2.8/Vm s每齒進給量：取取銑削速度faZmmaf/18. 02.47/Vm s機床主軸轉速：n9 (3-1)10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照文獻，取 475 /minnr實際銑削速度 ：v (3-2)3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s進給量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作臺每分進給量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：,取amma60切削工時被切削層 ：由毛坯可知， l141lmm68lmm刀具切入：1l (3-3)2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機動時間： (3-4)1jt121141 1220.36min427.5jmllltf機動時間： (3-5)1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以該工序總機動時間110.55minjjjttt工序 60、70：粗銑、精銑凸臺 42 端面機床：銑床 X52K刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。15YT100Dmm5Z 單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：pa3pamm精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度：pa1.0pamm每齒進給量：?。喝°娤魉俣萬a0.15/famm Z2.8/Vm s每齒進給量：取，取銑削速度faZmmaf/18. 02.47/Vm s機床主軸轉速：n (3-6)10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd10按照文獻，取 475 /minnr實際銑削速度 ：v (3-7)3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s進給量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作臺每分進給量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：取amma60切削工時被切削層 ：由毛坯可知， l141lmm68lmm刀具切入：1l 2210.5()(1 3)lDDa (3-8)220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機動時間： (3-9)1jt121141 1220.36min427.5jmllltf機動時間： (3-10)1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以該工序總機動時間110.55minjjjttt工序 80：鉆擴鉸 29 孔、32 孔機床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：pa6pamm進給量：取。frmmf/33. 0切削速度取。V0.48/Vm s機床主軸轉速：n， (3-18)10001000 0.48 60539.53 / min3.14 12vnrd按照文獻，取630 /minnr所以實際切削速度 ： (3-19)v3.14 12 6300.56/10001000 60dnvm s切削工時 被切削層 ：l42lmm11刀具切入：1l (3-20)117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出： 取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機動時間： (3-21)1 jt142630.25min0.33 630jLtfn刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料） 。片型號：E403切削深度：pa1.35pamm進給量：取。f0.6/fmm r切削速度：取。V0.44/Vm s機床主軸轉速：n (3-22)10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照文獻取500 /minnr所以實際切削速度 ： (3-23)v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工時被切削層 ：l42lmm刀具切入有：1l (3-24)1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出： ，取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機動時間： (3-25)2jt242330.16min0.6 500jLtfn 工序 90：鉆擴鉸 25 孔機床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：pa6pamm進給量：取。frmmf/33. 0切削速度取。V0.48/Vm s機床主軸轉速：n， (3-26)10001000 0.48 60539.53 / min3.14 12vnrd12按照文獻，取630 /minnr所以實際切削速度 ： (3-27)v3.14 12 6300.56/10001000 60dnvm s切削工時 被切削層 ：l42lmm刀具切入：1l (3-28)117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出： 取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機動時間： (3-29)1 jt142630.25min0.33 630jLtfn刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料） 。片型號：E403切削深度：pa1.35pamm進給量：取。f0.6/fmm r切削速度：取。V0.44/Vm s機床主軸轉速：n (3-30)10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照文獻取500 /minnr所以實際切削速度 ： (3-31)v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工時被切削層 ：l42lmm刀具切入有：1l (3-32)1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出： ，取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機動時間： (3-33)2jt242330.16min0.6 500jLtfn 工序 110：車 45 臺階孔切削用量。所選刀具為 YT15 硬質合金可轉位車刀。車刀形狀所選刀具為 YT15 113硬質合金可轉位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻6表 1-3，車刀幾何形狀為，=00128 ,90rk，rk5 ,0 ,0.5sermm. 確定背吃刀量=0.75mmpa25 . 1. 確定進給量根據(jù)參考文獻7表 1.6 及參考文獻2表 4.2-9 中 CA6140 機床進給量，選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機床進給機構強度。0.3/fmm r. 選擇車刀磨鈍標準及耐用度 查參考文獻7表 1.9，選擇車刀后刀面最大磨損量為 0.4mm，耐用度 T=30min。查參考文獻6表 1.10，當用 YT15 硬質合金車刀加工 b1000MPs 的合金鋼，切削速度=97m/min。1.4pamm0.38/fmm r切削速度的修正系數(shù)查參考文獻7表 1.28 得：，其余的修正0.81,1.15rK vTvkk系數(shù)均為 1，故：V=970.811.15=90.4m/min=178r/min5 .16114. 34 .901000d1000vn查參考文獻6表 4.2-8 選擇 C620-1 機床的轉速為： n=185r/min=3.08r/s則實際切削速度 v=1.56m/s半精加工，機床功率也可不校驗。最后確定的切削用量為：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。pa確定半精車主動端端面的切削用量。采用車外圓 160mm 相同的刀具加工，切削 2用量為：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。mmap7 . 0確定半精車從動端外圓 71mm 的切削用量。采用車外圓 160mm 相同的刀具 3019. 0加工，切削用量為：，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。mmap5 . 021確定半精車從動端端面的切削用量。采用車外圓 160mm 相同的刀具加工，切削 4用量為：，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。mmap7 . 0.。mmap75. 025 . 1.參考文獻1表 5-139 和表 5-57，f=0.2mm/r。14.參考文獻1表 2-8 的計算公式確定。V=vyxpmvkfaTCvv式中，C =291，m=0.2,x =0.15,y =0.2,T=60min,k =0.9,則vvvvV=150m/min9 . 02 . 075. 0602912 . 015. 02 . 0=1209.4r/min39.51501000n選擇 CA6140 車床的轉速 n=1200r/min=20r/s。工序 120、130：粗車、精車凸臺外圓 42 及其臺階面已知加工材料灰鑄鐵CA6140 普通車床所可轉位車刀(YG6 硬質合金材料)。根故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。HBmmmm2516mm5 . 4.確定加工深度pa一次走刀內完成.確定進給量 f根據(jù)加工手冊可知刀桿尺寸為，進給量=0.51.0mm16mm25pamm4frmm按進給量在工藝手冊可知： =0.7frmmCA6140 進給力=3530。maxFN，=時，pamm4f75. 0rmmrK045進給力：=950。RFN實際進給力為：=950=1111.5 （3-46）fF17. 1N所選=可用。frmm7 . 0.選擇磨鈍標準耐用度根據(jù)加工手冊 ，最大磨損量取為，車刀壽命=。mm5 . 1Tmin60.確定加工速度0V故：=tVvK =63 （3-47）0V0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 min48m15=120 （3-48）nDVc1000127481000minr根據(jù) CA6140 車床選擇 =1250nminr這時實際速度為：cV= （3-49）cV1000cDn1000125127min50m.校驗機床功率由加工手冊=，加工速度HBS 160245pamm3f rmm75. 0時，min50mV =CPKW7 . 1實際功率為：=1.7=1.2 （3-50）CP73. 0KW在 CA6140 上進行，最后用量為：=3.75，=，=，=pammfrmm7 . 0nmin125rsr08. 2Vmin50m精車加工所可轉位車刀(YG6 硬質合金材料)。選刀桿尺寸=，刀片厚度為。HBmmmm2516mm5 . 4.確定加工深度pa可在一次走刀內完成.確定進給量 f根據(jù)加工手冊可知刀桿尺寸為，mm16mm25pamm4 進給量=0.51.0frmm按 CA6140 進給量 =0.7frmmCA6140 進給機構允許進給力=3530。maxFN =950=1111.5故所選=可用。fF17. 1Nfrmm7 . 0.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(jù)加工手冊車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。mm5 . 1Tmin60.確定加工速度0V當硬質合金刀度 200219鑄件，15YTHBS，加工速度=。pamm4frmm75. 0Vmin63m=tVvK =63 0V0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 min48m16=120 （3-51）nDVc1000127100048minr根據(jù) CA6140 車床=1250nminr實際速度為：cV = （3-52）cV1000cDn1000125127min50m.校驗機床功率由加工手冊加工速度時，min50mV =CPkw7 . 1加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9，krPckPcrK0時間功率為：=1.7=1.2 CP73. 0kw=1.25，=，=，=pammfrmm7 . 0nmin125rsr08. 2Vmin50m工序 140：鉆擴 9 孔、17 孔機床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：pa4.5pamm進給量：取。frmmf/33. 0切削速度取。V0.48/Vm s機床主軸轉速：n （3-38）10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照文獻，取630 /minnr所以實際切削速度 ： （3-39）v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工時 被切削層 ：l42lmm刀具切入：1l （3-40）117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出： 取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機動時間： （3-41）1 jt142630.25min0.33 630jLtfn17 擴孔刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料） 。片型號：E403切削深度：pa1.35pamm進給量：取。f0.6/fmm r切削速度：取。V0.44/Vm s機床主軸轉速：n （3-42）10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照文獻取500 /minnr所以實際切削速度 ： （3-43）v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工時被切削層 ：l42lmm刀具切入有：1l （3-44）1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出： ，取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機動時間： （3-45）2jt242330.16min0.6 500jLtfn 工序 150 鉆鉸 4 銷孔鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 機械加工工藝手冊第 2 卷。根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10的鉆孔進給mm量為 0.200.35。rmm 則取rmmf30. 0確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-min0mkfaTdcvvyxpmzvvvv20）查得參數(shù)為，刀具耐用度 T=35125. 0,55. 0, 0,25. 0, 1 . 8myxzcvvvvmin則 =1.6v55. 00125. 025. 03 . 053571 . 8minm所以 =72n714. 36 . 11000minr18選取 min120rn 所以實際切削速度為=2.641000714. 3120vminm確定切削時間（一個孔） =ts203 . 02228工序 160 鉆 M6 孔底孔然后攻絲本工序采用計算法7。表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途標準號類型直徑范圍（mm）用途GB1436-85直柄麻花鉆2.020.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1437-85直柄長麻花鉆1.031.5在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1438-85錐柄麻花鉆3.0100.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85錐柄長麻花鉆5.050.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔選用 Z525 搖臂鉆床，查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，查機表 2.4-37 鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30 ，鋒交 2=118 ，后角 a =10 ,橫800f0刃斜角=50 ，L=197mm,l =116mm。01表 3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花鉆直徑范圍ll111.8013.20151101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭直徑 d0（mm）刀具材料加工材料20高速鋼鑄鐵0.50.819（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型加工材料刀具材料1120鉆頭（鉆孔及擴孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.50.8mm 刀具耐用度 T = 60 min.確定進給量查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=0.250.65,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60。zmm*rmm.確定切削速度 查機械加工工藝手冊 孟少農 主編8，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考機械加工minm工藝手冊 孟少農 主編9，表 10.4-10 鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R =0.85。mvtvV=12=10.32 （3-34）85. 0minm則= =131 （3-35）nminr查表 4.2-12 可知， 取 n = 150*minr則實際切削速度 = = =11.8v實minm.確定切削時間查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，表 10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式：T = （3-36）ifnlllfw1其中 l = l =5 l =23f2mdRKcotwmm1mm則： t= =9.13 （3-37）s2532.1010001000dn10002514. 31506 . 05 . 27 . 535204 4 鉆鉆孔孔夾夾具具設設計計4.14.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具的夾緊裝置和定位裝置在本次夾具設計中，設計鉆鉆擴鉸 29 孔、32 孔和鉆擴鉸 25 孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產效率高和定位精度高，但是設計制造周期長，產品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應性差，費用較高。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，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)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務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)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構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構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對21稱中心在規(guī)定位置上。4.24.2 夾具的導向夾具的導向在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或導向裝置，用以引導刀具進入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。鉆套按其結構可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。圖4.2 鉆套鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個固定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。4.34.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆套的類型和特點:1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。2、可換鉆套：主要用在大批量生產中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內，鉆套以 F7/m6 或 F7/k6 配合裝入襯套中。3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。22鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內孔，如圖4.3。圖4.3 切屑間隙 C=(0.31.2)d。在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。4.44.4 鉆模板鉆模板在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。44.54.5 定位誤差的分析定位誤差的分析定位誤差是指由于定位不準而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設計中采用的某一定位方案，只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的 1/3，即可認為該定方案符合加工精度的要求。在用夾具裝夾工件時，當工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經定位，但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。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：1 定位誤差： 23 當以任意邊接觸時 minD WDd 當以固定邊接觸時 2DdD W 式中為彼此最小間隙min通過分析可得： 0.052Dmm0.011dmmmin0mm因此：當以任意邊接觸時 0.063D Wmm2 夾緊誤差 ： cos)(minmaxyyjj其中接觸變形位移值： mmSNcHBKRkmnZHBaZRaZy014. 081. 9)(1cos0.013j jymm 磨損造成的加工誤差：通常不超過Mjmm005. 0 夾具相對刀具位置誤差：取ADmm01. 0誤差總和：0.0960.5jwmmmm 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.64.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用鉆套、襯套、鉆模板設計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（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。24表d dD DD1D1H Ht t基本基本極限極限偏差偏差 F7F7基本基本極限極限偏差偏差 D6D6013+0.010+0.004611.8471.82.65869-2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.00893.34710458118121656+0.022+0.01010+0.019+0.01013681215101620810+0.028+0.0131518101218+0.023+0.01222122025121522260.0081518+0.034+0.0162630162836182230+0.028+0.01534222635392036HT2002630+0.041+0.0204246303548+0.033+0.0175225HT200563542+0.050+0.02555+0.03959305660.0122542486266485070+0.0207470.040鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。4.74.7 確定夾具體結構和總體結構確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。26加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。4.84.8 夾具設計及操作的簡要說明夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用底部大平面定位三個自由度， V 型塊定位兩個自由度，再用一個壓塊限制最后一個自由度。27結結 束束 語語設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和 AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。28謝謝 辭辭這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。29文文 獻獻 1 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，1980。2 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導 。機械工業(yè)出版社，1995。3 李慶壽。機床夾具設計 。機械工業(yè)出版社，1991。4 李洪。機械加工工藝手冊 。北京出版社，1956。5 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊 。上?？茖W技術出版社，2544。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊 。化學工業(yè)出版社，2544。7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。8 周永強，高等學校課程設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2535。9 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。10 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊 。上海科學技術出版社，2535。11 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊.上海科學技術出版社，1984。 12 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社，2540：9-19。14 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術出版社，2540。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17