張緊輪支架的鉆φ18孔夾具設計及加工工藝裝備含非標7張CAD圖,張緊輪,支架,18,夾具,設計,加工,工藝,裝備,設備,非標,cad II 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量 等多方面的知識。 張緊輪支架加工工藝規(guī)程及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用 夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯 的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序 進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計， 選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連 接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足 之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 II ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error II 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................1 ABSTRCT..........................................................................................................................2 1 緒 論 ..........................................................................................................................1 2 張緊輪支架的分析 ................................................................................................2 2.1 張緊輪支架的工藝分析 .........................................................................................................2 2.2 生產(chǎn)類型的確定 .....................................................................................................................2 3 工藝規(guī)程設計 ..........................................................................................................4 3.2 確定定位基準 ........................................................................................................................4 3.2.1 粗基準的選擇 .................................................................................................................4 3.2.2 精基準選擇的原則 .........................................................................................................5 3.3 工序的合理組合 .................................................................................................................5 3.4 工序的集中與分散 .............................................................................................................6 3.5 加工階段的劃分 .................................................................................................................6 3.6 工藝路線的擬訂 .....................................................................................................................7 3.7 加工工藝路線方案的比較 .................................................................................................7 3.8 張緊輪支架的偏差計算 .....................................................................................................9 4.確定切削用量及基本工時（機動時間） ..............................................................................10 5 鉆 Φ18 孔夾具設計 .................................................................................................17 5.1 定位基準的選擇 ...................................................................................................................17 5.2 定位元件的設計 ...................................................................................................................17 5.3 定位誤差分析 .......................................................................................................................17 5.4 鉆削力與夾緊力的計算 .......................................................................................................18 5.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 ...................................................................................19 5.6 夾緊裝置的設計 ...................................................................................................................21 5.7 夾具設計及操作的簡要說明 ...............................................................................................21 參考文獻 ......................................................................................................................22 致謝 ..............................................................................................................................22 1 1 緒 論 機械設計制造及其夾具設計是我們?nèi)跁炌ㄋ鶎W的知識，將理論與實踐相 結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好 的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。 而本次對于張緊輪支架加工工藝及夾具設計的主要任務是： 完成張緊輪支架零件加工工藝規(guī)程的制定 2 2 張緊輪支架的分析 2.1 張緊輪支架的工藝分析 張緊輪支架是一個很重要的零件，該 張 緊 輪 支 架 屬 于 支 撐 零 件 ， 結 構 較 復 雜 。 其 加 工 精 度 ， 粗 糙 度 已 給 出 其 上 下 兩端面精度要求較高，其他表面直接采用鑄造就能滿足其表 面粗糙度要求。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，張緊輪支架底面與大頭孔上 平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求等。 因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器 或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要 的。 2.2 生產(chǎn)類型的確定 依題目可知，Q=5000 臺/年，n-每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，件/臺；α-備件的百分率， %； β-廢品的百分率，%。N=Qn（1+α）(1+β)； n=1，α=0.1，β=0.1，所以 N=6050 臺，根據(jù)產(chǎn)品的大小，結構復雜程度，生產(chǎn)綱領查表【2】2-1 可知生產(chǎn)類型為 中批或大批生產(chǎn)。 圖 2.1 張緊輪支架零件圖 2.3 毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可 能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種： 3 a、型材 b、鍛造 c、 鑄 造 d、焊接 e、 其 他 毛 坯 。 根 據(jù) 零 件 的 材 料 ， 推 薦 用 型 材 或 鑄 件 ， 但 從 經(jīng) 濟 方 面 著 想 ， 如 用 型 材 中 的 棒 料 ， 加 工 余 量 太 大 ， 這 樣 不 僅 浪 費 材 料 ， 而 且 還 增 加 機 床 ， 刀 具 及 能 源 等 消 耗 ， 而 鑄 件 具 有 較 高 的 抗 拉 抗 彎 和 抗 扭 強 度 ， 沖 擊 韌 性 常 用 于 大 載 荷 或 沖 擊 載 荷 下 的 工 作 零 件 。 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 。 按 參 考 文 獻 【 2】 第 五 章 第 一 節(jié) 《 鑄 件 尺 寸 公 差 與 機 械 加 工 余 量 》 確 定 ， 步 驟 如 下 。 ① 求 最 大 輪 廓 尺 寸 根 據(jù) 零 件 圖 計 算 輪 廓 尺 寸 ， 最 大 直 徑 φ18mm，長 172mm，高 60mm。 ②選擇鑄件公差等級 【2】表 5-1 鑄造方法按機器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得 鑄件公差等級為 8-12 級，取為 10 級。 ③求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工表面的基本尺寸和鑄件公差等級 CT，有表 5-3 查的公 差帶相對于基本尺寸對稱分布。 ④求機械加工余量等級 鑄造方法按機器造型、鑄件材料為 HT200，得機械加工余 量等級 E-G 選擇 F 級 ⑤求 RMA（要求的機械加工余量）對所有加工表面取同一數(shù)值，由 表 5-4 查 最 大 輪 廓 尺 寸 為 172mm， 機 械 加 工 余 量 等 級 為 F 級 ， 得 RAM 數(shù) 值 為 2mm ⑥ 求 毛 坯 基 本 尺 寸 ， 內(nèi) 腔 加 工 ： 2*φ1 3 孔 ， R=F-2RMA-CT/2=13-2*2-2.2/2=7.9mm， φ18 孔， R=F-2RMA-CT/2=18-2*2-2.4/2=11.6mm， 其 他 表 面 為 單 側 面 加 工 略 4 3 工藝規(guī)程設計 3.1 加工方法的選擇 該零件需要加工的部分主要為： 1. 張緊輪支架頂部平面，精度要求較高為 Ra6.3。關于經(jīng)濟加工精度部分取為 IT8，查 表知需粗銑、半精銑 2. 張緊輪底部表面粗糙度要求為 Ra12.5。公差取 IT11，需粗銑 3. 右端面的調(diào)緊孔已經(jīng)直接在毛胚中鑄造出來，表面粗糙度要求為 Ra25。公差 IT10， 需鉆床擴孔即可。 4. 兩固定孔無表面粗糙度要求，直接鉆孔。 5. 右端面修整。 3.2 確定定位基準 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面 與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： ⑴ 保證相互位置要求。粗基準的選擇應以不加工表面為粗基準。目的是為了保證 加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面， 則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、 外形對稱、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余 量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再 以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而 細致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 ⑷ 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾 緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證張緊輪支架在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從張緊輪支架零件圖分析可知，主要是選 5 擇加工張緊輪支架底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.2.2 精基準選擇的原則 ⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準 與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ⑵ 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面 間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從 而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨 削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表 面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。 例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能 保證齒面余量均勻。 自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表 面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在 無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。 并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證張緊輪支架在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由 度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采 用統(tǒng)一的基準定位的要求。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。 3.3 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具 體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工 藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生 產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的 相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。 6 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不 采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 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809c?: 0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。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 3.4 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的 原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn) 面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相 互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采 用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工 藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術水平要求不高。但需要設 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況 進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不 采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即 使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的 良好的經(jīng)濟效果。 3.5 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并 為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修 補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn) 率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應力和變 7 形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT13。粗糙度 為 Ra5-20μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合 適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT8～IT11。表面粗糙度為 Ra10～2.5μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺 寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止 或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精 度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT8，表面粗糙度為 Ra5-0.63μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同， 有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求 不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加 工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必 須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì) 區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段 可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.6 工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。張緊輪支架的加工的 第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工張緊輪支 架底面大頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.7 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產(chǎn)可以考 慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂二 個加工工藝路線方案。 3.7.1 工藝路線方案一 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時效處理 30 粗銑頂部平面 8 40 粗銑底部平面 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 鉆 2-Ф13 孔 90 銑削側面 Ф18 孔凸臺 100 鉆 Ф18 孔 110 鉗工去毛刺 120 檢驗是否合格 3.7.1 工藝路線方案二 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑底部平面 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 銑削側面 Ф18 孔凸臺 90 鉆 2-Ф13 孔 100 鉆 Ф18 孔 110 鉗工去毛刺 120 檢驗是否合格 因 2-Ф13 孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)， 提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則， 將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加 工上端面后鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝 路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因 工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難； 9 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加 工路線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑底部平面 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 鉆 2-Ф13 孔 90 銑削側面 Ф18 孔凸臺 100 鉆 Ф18 孔 110 鉗工去毛刺 120 檢驗是否合格 3.8 張緊輪支架的偏差計算 毛坯余量參考相關標準，端面加工的都留 3mm 的余量，小孔不鑄造 4 確定加工余量和工序尺寸（單位：mm ） 1. 頂部平面，查表 5-49 【2】 工序名稱 基本尺寸 工序間余 量 公差等級 入體標注 毛坯 17.5 - - 17.3 粗銑 16.3 1 IT11 16.3 半精銑 16 0.3 IT8 16 2.底部平面 工序名稱 基本尺寸 工序間余量 公差等級 入體標注 毛坯 35.8 - - 35.8 10 粗銑 35 0.8 IT11 35 3.兩支腳底面 工序名稱 基本尺寸 工序間余量 公差等級 入體標注 毛坯 - - 46.3 46.3 粗銑 45.3 1 IT11 45.3 半精銑 45 0.3 IT8 45 4.右端調(diào)緊孔 φ18， 工序名稱 基本尺寸（被 加工面到軸心 距） 工序間余量 公差等級 入體標注 毛坯 - - 17.5 17.5 鉆孔 18 0.5 IT13 18 5.兩固定孔 φ13 工序名稱 基本尺寸 工序間余量 （被加工面到 軸心距） 公差等級 入體標注 毛坯 - - - - 鉆孔 13 12 IT10 ?φ 13 注：在鑄鐵上加工直徑小于 15mm 的孔時，不用擴孔鉆和鏜孔 中間凹槽符合要求，無需加工 4.確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 30：粗銑頂部平面 機床：立式銑床 X52K【2】表 5-71 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）直柄立銑刀 齒數(shù) 表 5-99mD63?6?Z 銑削深度 ：pam3? 每齒進給量 ：表 5-144，取 銑削速度 ：參照參考文獻[1 ] 《機f Zaf/18.0?V 11 械制造工藝學課程設計指導書》表 5-30，取 （72m/s）smV/2.1? 機床主軸轉速 ：n ， 式（1.1）in/97.3614.30210rdVn???? in/370r 【2】表 5-72，X52K 中 n=375r/min 實際銑削速度 :V? =1.24m/s 式（1.2）V? 進給量 ： 式（1.3）f smZnaff /6.0/37618.0??? 工作臺每分進給量 ： m in39.Vf ? ： 【2】5-98,?a? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2ll? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl 工序 40：粗銑底部平面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)D6?6?Z 銑削深度 ：pa3? 每齒進給量 ：取f Zmf/18.0 銑削速度 ：取Vs2 機床主軸轉速 ：n ， 式（1.1）in/97.3614.3010rdn???? min/370r? 12 實際銑削速度 ： 式（1.2）V? smnd/2.1601374.0???? 進給量 ： 式（1.3）fZaff ./8.? 工作臺每分進給量 ： m in/39.sf ? ：?a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入長度 ： 【1】表 5-341 式（1.4）)3~((5.021????aDl 98.24603? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2lml? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl 工序 50：半精銑頂部平面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z 銑削深度 ：pa5.1? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV 機床主軸轉速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rd???? in/460r? 實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0???? 進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.? 工作臺每分進給量 ： mf in/9msf 13 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76? 刀具切入長度 ：精銑時1Dl31 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt 工序 60：粗銑兩支腳底面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)D6?Z 銑削深度 ：pam3? 每齒進給量 取f Zf/18.0 銑削速度 ：取Vs2 機床主軸轉速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.3010rdn???? in/370r? 實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0???? 進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.? 工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ? ：?a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2ll? 走刀次數(shù)為 1 14 機動時間 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621????mjfl 工序 70：半精銑兩支腳底面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)D63?6?Z 銑削深度 ：pa5.1? 每齒進給量 ：取 銑削速度 ：取f Zmf/0Vsm/5.1 機床主軸轉速 ，由式（ 1.1）有：n ， in/96.45631.10rdV???? in/460r? 實際銑削速度 ，由式（1.2）有：? sdV/52.113.0???? 進給量 ，由式（1.3）有：f mZnaff 9.60/465.? 工作臺每分進給量 ： mf in/9smf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時1Dl631? 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt 工序 80： 鉆 2-Ф13 孔 機床：Z525 刀具：錐柄麻花鉆，帶導柱直柄平底忽鉆（倒角） 。 【2】表 5-90 切削深度 ：pa6.5m? 進給量 ：取fr/3.0 切削速度 ：取Vs 機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n ，取100.3687.9/in14vrd????min/70r? 15 實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.149570.36/dnVms????? 被切削層長度 ：lm60? 刀具切入長度 ：1 式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~(21 ????? 刀具切出長度 ： 取l4?l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.070.45618????fnLj 工序 90：銑削側面 Ф18 孔凸臺 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù)mD63?6?Z 銑削深度 ：pa5.1 每齒進給量 ：取ff/0 銑削速度 ：取Vs/.? 機床主軸轉速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rd??? in/460r? 實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0???? 進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.? 工作臺每分進給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時1Dl631? 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt 16 工序 100 鉆 Ф18 孔 工件材料為 HT200，硬度 200HBS。孔的直徑為 18mm，表面粗糙度 25。加工機 床為 Z525 立式鉆床，加工刀具為：鉆孔——Φ15mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和 修磨橫刃（1 ）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻 [7]表 28-10 可查出 ，由f 0.47~.5/fmr?表 于孔深度比 ， ，故 。0/3/21.6ld?0.9lfk?(.47.5)921f?表 查 Z525 立式鉆床說明書，取 。43/mr 鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構允許的軸向力'.75f? （由機床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進給量 。max1569FN ".8/fr? 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。f'f"f 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉矩 T 及切削功率 得：v mP ，17/inm?表 4732N?表 ，5.69NM?表 1.5kW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 ， ，故0.8Mvk?.75lvk'17/in0.87.2(/in)v m???表 ''01/i165n rd??: 查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：95/mir09/in4/i110rv??? 由表 28-5， ，故.6MFTk4732.65()FN51.904.8m????? 3）校驗機床功率 切削功率 為P'/)Mnk表（.2(261.5kWW 機床有效功率 ' 4.50.83E mPkP????? 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，015dm0.3/fr19/inr14/inv 相應地 ， ，6FN?54.8T?.05mkW? 17 32510/min7.8/inr?????? 切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，0d.4/fr195/mir14/inv? 5 鉆 Φ18 孔夾具設計 5.1 定位基準的選擇 在加工鉆 Φ18孔工序時，2-Φ13 通孔端面已經(jīng)加工到要求尺寸。因此選用和 2-Φ13孔 及端面的作為定位基準。選擇 2-Φ13通孔孔限制了工件的 2 個自由度，選擇底面定位時， 限制了 3 個自由度。即一面 2 銷定位。工件以一面 2 銷定位時，夾具上的定位元件是： 一面 2 銷。 5.2 定位元件的設計 本工序選用的定位基準為一面 2 銷定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面 一銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和固定擋銷進行設計 根據(jù)參考文獻[11]表 2-1-2 固定定位銷的結構及主要尺寸如圖 4.13 所示。 圖 4.13 固定定位銷 5.3 定位誤差分析 機械加工過程中，產(chǎn)生加工誤差的因素有很多。在這些因素中，有一項因素于機 床夾具有關。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具 18 中的定位密切相關。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項加工誤差之總和等 于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 本夾具選用的定位元件為一面 2 銷定位。其定位誤差主要為： 銷與孔的配合 0.05mm，鉆模與銷的誤差 0.02mm，鉆套與襯套 0.029mm 由公式 e=(H/2+h+b)×△ max/H △ max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.06×30/32=0.05622 可見這種定位方案是可行的。 5.4 鉆削力與夾緊力的計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、攻螺紋加工，而鉆削力遠遠大于攻螺紋切削 力。因此切削力應以鉆削力為準。由參考文獻[9]得： 鉆削力 6.08.2HBDfF? 鉆削力矩 ..91T 式中： 18Dm ????231875323minaxmax ???? 15.0???rf? 0.80.62621.7FN?? 1.9..3T? 本套夾具采用移動壓板夾緊，移動壓板主要靠移動壓板上的螺母來實現(xiàn)夾緊。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬 間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù) 作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW?? 安全系數(shù) K 可按下式計算有：： 6543210 式中： 6~為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表 12?可得： ..01.301.56C???? 22.3P 1.2...fK 所以有： 98()CWFN?? 76.3P 150Kf? 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 19 )(210 ??????tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 6.2?? .76zr ?90 05??? '29? 其中： 1()Lm )(8N 螺旋夾緊力： 04.? 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖 移動壓板受力簡圖 由表 261?得：原動力計算公式 001KLWl??? 即： 0478.23.932.75()KWLNl?? ??? 由上述計算易得： K?? 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定 選用手動螺旋夾緊機構。 5.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 選用快換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 根據(jù)參考文獻[11]表 2-1-47 可查得鉆套孔徑結構如圖 4.14 所示。 20 圖 4.14 快換鉆套 鉆套結構參數(shù)如表 4.9 所示。 表 4.9 Dd H 公稱尺寸 允差 12h1m1r? 6 20 12 +0.018+0.007 22 18 10 4 7 7 16 50° 根據(jù)參考文獻[11]表 2-1-58 可得襯套選用固定襯套其結構如圖 4.15 所示。 圖 4.15 固定襯套 其結構參數(shù)如表 4.10 所示。 表 4.10 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 12 +0.034+0.016 20 18 +0.023+0.012 0.5 2 21 根據(jù)參考文獻[11]夾具 U 型槽的結構如圖 4.16 所示。 圖 4.16 U 型槽 主要結構尺寸參數(shù)如表 4.11 所示。 表 3.11 螺栓直徑 dD1DL 12 14 30 20 5.6 夾緊裝置的設計 夾緊裝置采用移動的 A 型壓板來夾緊工件，采用的移動壓板的好處就是加工完成 后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。 根據(jù)參考文獻[11]移動壓板（GB2175-80） ，其結構如圖 4.17 所示。 圖 移動壓板 主要結構尺寸參數(shù)如表所示 22 表LBbl1lKHh1m 120 30 11 36 50 8 16 4 1.5 12 5.7 夾具設計及操作的簡要說明 本套夾具用于加工 Φ18孔。定位采用常見的一面兩銷定位方案。以 2-Φ13通孔下表 面（一面）及其內(nèi)孔（帶大端面的長圓柱銷） ，下平臺（固定定位銷）來實現(xiàn)完全定位。 主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用移動壓板夾緊。工件加工完成后，移動壓板向后 退一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時，先將工件放到帶大端面的長圓 柱銷，然后將移動壓板前移，壓在工件上，將螺栓擰緊就可以進行加工了。加工完成 以后將移動壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。 參考文獻 [1] 李大磊，王棟，機械制造工藝學課程設計指導書，北京：機械工業(yè)出版社，2014。 [2]崇凱，郭娟，李楠，機械制造技術基礎課程設計指南，北京：化學工業(yè)出版社，2006。 [3] 王先逵，機械機械制造工藝學，機械工業(yè)出版社，2006 。 [4] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M] ，上?？茖W技術出版社， 2000。 [6] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊[M] ，上海：上海科學技術出版社， 1979。 致謝 由衷的感謝老師與組長的指導，但由于課程時間的倉促，很多本來應該弄 懂弄透的地方都沒有時間去細細追究來源，比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標系的理 解、求解器的選擇等，這使我明白了大學里學的只是一個大體上的方向，離實 際應用還有太遠的距離。但我相信方向才是最重要的，因為方向確定了，就會 用最少的精力做好事情，這對于我以后的工作至關重要。因為在實際生產(chǎn)生活 中，要從事的工種是千差萬別的，只有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的 崗位，個人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻。