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I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 機(jī)械 053 姓名 孔琳琳 下發(fā)日期 2009-6-15 題目 CA10B 前剎車調(diào)整臂外殼加工工藝設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì) 專題 1. 計(jì) CA10B 前剎車調(diào)整臂外殼加工工藝設(shè)計(jì)2. Ф13.8 和 Ф16 沉孔加工鉆床夾具設(shè)計(jì) 主 要 內(nèi) 容 及 要 求 要求： 在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)能力，獲 得機(jī)械工程師的基本訓(xùn)練。使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上 是可行的。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)性要求，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方案應(yīng) 該合理，有一定的特色和見解。計(jì)算步驟清晰，計(jì)算結(jié)果正確；設(shè)計(jì)制圖符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； 使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，計(jì)算和繪圖；說(shuō)明書要求文字通順，語(yǔ)言簡(jiǎn)練，圖示清晰。 必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所做的技術(shù)決定，數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。 主要內(nèi)容： （1） 確定生產(chǎn)類型，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。 （2） 選擇毛胚種類及其制造方法 （3） 擬定零件的加工工藝過(guò)程，選擇各工序的加工設(shè)備和工藝裝備，確定各工序 切削用量和工學(xué)尺寸，計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額。 （4） 填寫工藝文件： 工藝過(guò)程卡片（或工藝卡片） ，工序卡片（可視工作量大小 只填部分主要工序的工序卡片） 。 （5） 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。 （6） 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 成果形式： 設(shè)計(jì)說(shuō)明書不少于 2 萬(wàn)字，查閱文獻(xiàn) 15 篇以上，翻譯與課題有關(guān)的英 文資料 2 篇，譯文字?jǐn)?shù)不少于 5000 字，繪制圖紙折合總量不少于 5 張 A1 主要 技術(shù) 參數(shù) 該零件圖一張，年生產(chǎn)綱領(lǐng) 5000 件，每日一班。 進(jìn) 度 及 完 成 日 期 3 月 23 日—4.月 3 日 ：實(shí)習(xí) 二周 4 月 6 日—4 月 10 日 ：繪制被加工零件圖和毛胚圖并繪制三維圖 一周 4 月 13 日—4 月 24 日 制定加工路線，編制工藝卡 二周 4 月 27 日—5 月 8 日 ：進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算 二周 5.月 11 日—5 月 22 日 ：設(shè)計(jì)第一套夾具裝配圖 二周 5 月 25 日—5 月 29 日 ：設(shè)計(jì)夾具的零件圖 一周 6 月 1 日—6 月 56 日 ：外文資料翻譯 一周 6 月.8 日—6 月 12 日 ：編制和整理設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 一周 6 月 15 日—6 月 19 日 ：機(jī)動(dòng) 一周 6 月 22 日—6 月 26 日 ：準(zhǔn)備答辯和答辯 教學(xué)院長(zhǎng)簽字 日期 教研主任簽字 日期 指導(dǎo)教師簽字 日期 摘要 本設(shè)計(jì)是調(diào)整臂外殼的加工工藝及專用夾具設(shè)計(jì)?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行 過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。它的主要加工 面是孔、調(diào)整臂的幾個(gè)端面和槽，在加工中由于面的加工精度要比孔的加工精 度容易保證。因此，在設(shè)計(jì)中采用先面后孔的原則，并將孔與平面的加工劃分 為粗加工和精加工階段，以保證加工精度。在本設(shè)計(jì)中，先以 R41 外圓加工出 兩端面，再以該基準(zhǔn)面加工相應(yīng)的孔。在后面的工序中，均以該孔與端面為定 位基準(zhǔn)，加工調(diào)整臂的孔、槽和一些端面，在整個(gè)加工過(guò)程中，分別采用了銑 床、鉆床和車床。并設(shè)計(jì)了銑側(cè)面、鏜孔和銑槽等的專用夾具，并對(duì)它們的定 位都采用了一面兩銷定位。由于該零件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此， 夾緊方式都采用手動(dòng)夾緊，它的夾緊簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)更為方便，滿足夾緊要 求。 關(guān)鍵詞： 調(diào)整臂外殼零件，毛坯、加工工藝，專用夾具，定位， 夾緊 bstract The shell design is the adjustment of the processing technology boom and exclusive fixture design. Consider the parts in the machine is running is not the hardest hit, spare parts and relatively simple structure, the choice of rough castings. Its main processing is the hole surface, adjusting the number of face and arm slot, in the process of machining accuracy due to face processing than the hole to ensure the accuracy of easily. Therefore, the use in the design after the first hole of the principle of surface and hole and two-dimensional processing is divided into roughing and finishing stages to ensure the machining accuracy. In this design, the first R41 at both ends of the cylindrical surface processing, and then base-level processing of the corresponding hole. The processes behind both holes with the end of the baseline for positioning, processing to adjust the arm holes, slots, and some face in the whole process, namely the use of a milling machine, drilling machine and lathe. And the design of the side milling, boring and milling fixture dedicated ducts and their location use the side of the two targeted marketing. Due to the size of the parts do not, the clamping force is not required. Therefore, the clamping means are manually clamping, clamping it simple, more convenient for the design of institutions to meet the requirements clamping. Key words: Adjustment arm shell parts, rough, processing technology, a dedicated fixture, positioning, clamping 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 .6 2.6 機(jī)床夾具的分類 .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 夾具裝配圖1張 夾具體1張 夾具計(jì)算說(shuō)明書1部分
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解放牌汽車的前剎車調(diào)整臂外殼，明確該零件的作用是對(duì)前剎車調(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)，所以要求用專用的鏜床進(jìn)行鏜孔?？傊?，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，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)行專門的計(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，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，所以采用粗車和半精車的加工方式。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，半銑車大端兩端面，采用C620車床，使用專用夾具
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，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，銑三個(gè)凸臺(tái)
工序8 一面兩銷，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，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8—10，此處采用CT9，由表5—3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
車直徑為60的兩端面毛坯的加工余量均為2.8，粗車2，半精車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：高速鋼端面車刀
量具：游標(biāo)卡尺
2 切削用量
A 粗車大端兩端面
Ap=1.2mm, f=0.12mm/r, v=80m/min
B半精車大端兩端面
Ap=0.55mm, f=0.08mm/r, v=120m/min
C 粗車直徑為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 粗車半精車大端兩端面
1 粗車大端兩端面
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兩個(gè)面，工部三四是半精車兩面，工部五是以一端面定位，粗車直徑為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5—10，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t＝1.5mm，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，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φ12的孔不能鑄出。
1 鉆φ11mm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，
夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，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。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第4道工序銑小端兩端面的銑床夾具。
1 問題的提出
本夾具主要用于銑小端兩端面，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。我們要以已加工的Φ62孔及其端面作為定位主基準(zhǔn)，兩Φ30端面作為輔助基準(zhǔn)。
2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。以已加工的Φ62孔及其端面作為定位主基準(zhǔn)，兩Φ30端面作為輔助基準(zhǔn)。
3切削力和夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成小端兩端面的銑加工，銑削力。由《切削手冊(cè)》得：
銑削力 式（5-2）
銑削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工小端兩端面時(shí)，夾緊力方向與銑削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊力計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
4 定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——定位銷外圓直徑公差（mm）。
5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：
夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=16mm 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
16
-0.011
-0.027
25
10
4
12
6.6
15
+0.023
5
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。
由于本道工序是來(lái)加工小端兩端面，采用特制對(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
1
-0.006
0.25
6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了螺旋夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃?，切削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
夾具裝配圖附圖如下
夾具體附圖如下
工序卡片
工序一: 以R41外圓為粗基準(zhǔn)，粗車φ60孔前后端面
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
車端面
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф60孔及端面加工車床夾具
臥式車床
CW6163A
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
以R41外圓為粗基準(zhǔn)，粗車φ60孔前后端面
硬質(zhì)合金鋼端面車刀
1
1.3mm
0.15mm/r
35m/min
1.14min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第1頁(yè)
工序二: 以R41外圓為粗基準(zhǔn)，粗車φ60孔左右兩端面。
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
車端面
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф60孔及端面加工車床夾具
臥式車床
CW6163A
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
以R41外圓為粗基準(zhǔn)，粗車φ60孔左右兩端面。
硬質(zhì)合金鋼端面車刀
1
1.3mm
0.15r/min
35m/min
1.6min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第2頁(yè)
工序三: 精車φ12孔前后端面。
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
車端面
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф60孔及端面加工車床夾具
臥式車床
CW6163A
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
精車φ12孔前后端面
硬質(zhì)合金鋼端面車刀
1
1.3mm
0.15mm/r
35m/min
0.68min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第3頁(yè)
工序四: 以φ12孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ12孔，孔的精度達(dá)IT7。
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
加工孔
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф13.8和Ф16沉孔加工鉆床夾具
鉆床
Z5125A
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
2
3
4
粗鉆孔至do=10mm
擴(kuò)孔至do=11.8mm
鉸孔至do=11.94mm
精鉸孔至φ12H7
高速鋼麻花鉆鉆頭
高速鋼擴(kuò)孔鉆
高速鋼鉸刀
高速鋼鉸刀
1
1
1
1
0.5mm/r
0.75mm/r
1.5mm/r
1.5mm/r
11m/min
25m/min
11m/min
11m/min
0.17 min
0.09min
0.1min
0.1min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第4頁(yè)
工序五: 以φ12孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆5個(gè)φ4.3孔
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
加工孔
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф60孔及端面加工車床夾具
鉆床
Z5125A
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
鉆孔至d=4.3mm
高速鋼麻花鉆鉆頭
1
0.13mm/r
30m/min
1.3 min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第5頁(yè)
工序六: 以φ12孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ60孔，孔的精度達(dá)IT7。
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
加工孔
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф60孔及端面加工車床夾具
鉆床
Z535
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
2
3
4
粗鉆孔至do=50mm
擴(kuò)孔至do=58mm
鉸孔至do=59.94mm
精鉸孔至φ60H7
高速鋼麻花鉆鉆頭
高速鋼擴(kuò)孔鉆
高速鋼鉸刀
高速鋼鉸刀
1
1
1
1
0.7mm/r
0.95mm/r
1.6mm/r
1.6mm/r
10m/min
18m/min
7m/min
7m/min
0.8 min
0.3min
0.35min
0.35min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第6頁(yè)
工序七: 粗車、半精車槽26H11的端面
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
切槽
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф60孔及端面加工車床夾具
臥式車床
CW6163A
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
2
粗車26H11槽
半精車26H11槽
QA2022L-03
QA2022L-03
1
1
1.3mm
1.3mm
0.15mm/r
0.15mm/r
34m/min
34m/min
8.38s
8.08s
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第7頁(yè)
工序八: 車螺紋孔頂面
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
車端面
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
臥式車床
CW6163A
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
車螺紋孔頂面
硬質(zhì)合金鋼端面車刀
1
1.3mm
0.15r/min
34m/min
2.32s
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第8頁(yè)
工序九: 以φ60孔及端面和φ12孔為定位基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ13.8孔，使孔的精度達(dá)到IT7。
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
加工孔
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф13.8和Ф16沉孔加工鉆床夾具
鉆床
Z535
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
2
3
4
粗鉆孔至do=12mm
擴(kuò)孔至do=13.6mm
鉸孔至do=13.74mm
精鉸孔至φ13.8H7
高速鋼麻花鉆鉆頭
高速鋼擴(kuò)孔鉆
高速鋼鉸刀
高速鋼鉸刀
1
1
1
1
0.5mm/r
0.75mm/r
2mm/r
2mm/r
10m/min
11m/min
9m/min
9m/min
1.2 min
0.4min
0.3min
0.3min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第9頁(yè)
工序十: 以φ60孔及端面和φ12孔為定位基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ16孔，使孔的精度達(dá)到IT7。
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
加工孔
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф13.8和Ф16沉孔加工鉆床夾具
鉆床
Z535
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
2
3
4
粗鉆孔至do=14mm
擴(kuò)孔至do=15.6mm
鉸孔至do=15.94mm
精鉸孔至φ16H7
高速鋼麻花鉆鉆頭
高速鋼擴(kuò)孔鉆
高速鋼鉸刀
高速鋼鉸刀
1
1
1
1
0.5mm/r
0.75mm/r
2mm/r
2mm/r
10m/min
22m/min
8m/min
8m/min
0.9 min
0..3min
0.2min
0.2min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第10頁(yè)
工序十一: 以φ60孔及端面和φ12孔為定位基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ13孔，使孔的精度達(dá)到IT7。
安徽農(nóng)業(yè) 大 學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
加工孔
零件
名稱
前剎車調(diào)整臂外殼
零件
重量
2.5kg
材 料
毛坯
牌號(hào)
硬度
形式
重量
KT350
150HBW
鑄造
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號(hào)
Ф13.8和Ф16沉孔加工鉆床夾具
鉆床
Z535
工步
安 裝 及 工 步 說(shuō) 明
刀具
走刀次數(shù)
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
基本工時(shí)
1
2
3
4
粗鉆孔至do=12mm
擴(kuò)孔至do=12.6mm
鉸孔至do=12.94mm
精鉸孔至φ13H7
高速鋼麻花鉆鉆頭
高速鋼擴(kuò)孔鉆
高速鋼鉸刀
高速鋼鉸刀
1
1
1
1
0.5mm/r
0.75mm/r
2mm/r
2mm/r
10m/min
22m/min
8m/min
8m/min
0.9 min
0..3min
0.2min
0.2min
設(shè) 計(jì) 者
孔琳琳
指導(dǎo)教師
鄭 培 文
共11頁(yè)
第11頁(yè)