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論文題目：前支架-前鋼板彈簧零件的加工工藝規(guī)程及 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期: I 摘 要 此次設(shè)計(jì)是對(duì)前支架-前鋼板彈簧零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄件，具有體積 小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn) 來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專(zhuān)用夾具，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿(mǎn)足要求。 關(guān)鍵詞 前支架-前鋼板彈簧，加工工藝，專(zhuān)用夾具，設(shè)計(jì) 1 目 錄 摘 要 I 1 緒 論 1 2 前支架-前鋼板彈簧的分析 1 2.1 前支架-前鋼板彈簧的工藝分析 1 2.2 前支架-前鋼板彈簧的工藝要求 2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 3.1 加工工藝過(guò)程 .3 3.2 確定各表面加工方案 3 3.2.1 影響加工方法的因素 .3 3.2.2 加工方案的選擇 .4 3.3 確定定位基準(zhǔn) .4 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .4 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 .5 3.4 工藝路線(xiàn)的擬訂 5 3.4.1 工序的合理組合 .5 3.4.2 工序的集中與分散 .6 3.4.3 加工階段的劃分 .6 3.4.4 加工工藝路線(xiàn)方案的比較 .7 3.5 前支架-前鋼板彈簧的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 .9 3.5.2 前支架-前鋼板彈簧的偏差計(jì)算 .9 3.5.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 .9 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 10 2.5.1 工序一：銑寬度為 58mm 的上端面 .10 2.5.2 工序二：粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） .11 2.5.3 工序 3：鉆擴(kuò)鉸 5-φ12 孔 .11 3.7 本章小結(jié) .20 4 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽夾具設(shè)計(jì) 21 4.1 研究原始質(zhì)料 .21 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .21 4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 21 4.4 誤差分析與計(jì)算 22 4.5 研定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 23 4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 25 總 結(jié) 26 致 謝 27 參考文獻(xiàn) 28 1 1 緒 論 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通 3 年所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合， 對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的 技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)的大小、 工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)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(shí)須保證 其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降 低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè) 正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意 義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專(zhuān)用夾具。 1 2 前支架-前鋼板彈簧的分析 2.1 前支架-前鋼板彈簧的工藝分析 前支架-前鋼板彈簧是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和 底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對(duì)精度要求也很高。前支架-前鋼板彈簧的底面都要 求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，前支架-前鋼板彈簧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(duì)稱(chēng)度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精?和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命， 因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 2 2.2 前支架-前鋼板彈簧的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性， 要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔 相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問(wèn)題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 以下是前支架-前鋼板彈簧需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 2-Ф22 孔。 (2) 大頭 3-φ12 孔。 (3)寬度為 4 槽。 (4) φ10.5 孔。 (5) 尺寸為 58mm 端面。 前支架-前鋼板彈簧毛坯的，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，1~3m 結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。 上面主要是對(duì)前支架-前鋼板彈簧零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其毛坯 的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。 3 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知，該前支架-前鋼板彈簧零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般來(lái)說(shuō)，保證 平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于前支架-前鋼板彈簧來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要 問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：前支架-前鋼板彈簧的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求 都不是很高，這樣對(duì)加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性， 要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相 成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)前支架-前鋼板彈簧的加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿(mǎn)足平面孔系和槽加工精度要求的 加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿(mǎn)足精度要 求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加 工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專(zhuān)用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè) 備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而 在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時(shí)容易堵 塞砂輪，一般都采用精細(xì)車(chē)削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠(chǎng)或車(chē)間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高 工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 4 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加 工方法。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑 ——精銑（ ） ，粗糙度79IT: 為 6.3～0.8 ，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。aR ⑶ 小頭孔加工方法： 加零件毛坯不能直接出孔，只能鑄造出一個(gè)小坑，以便在以后加工時(shí)找正其中心，但其表面粗糙度 的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。6.1? ⑷孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓撸?，所以我們采用一次鉆孔的加工方法。12.5Ra? ⑸ 寬度為 4 槽的加工方法是： 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑。6. 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)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(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下要求： ⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。 如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱(chēng)、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(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要 表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 ⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、 冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)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，能保證前支架-前鋼板彈簧在整個(gè)加工過(guò)程中 基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從前支架-前鋼板彈簧零件圖分析可知，主要是選擇加工前支架-前鋼板 彈簧底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 5 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 ⑵ 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避 免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)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(shè)計(jì)和制造工作。例如： 軸類(lèi)零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車(chē)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(shū) 表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線(xiàn)的垂直度。 ⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后 的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)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(zhǔn)。例 如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn) 的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，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(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證前支架-前鋼板彈簧在整個(gè)加工過(guò)程中 基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從前支架-前鋼板彈簧零件圖分析可知，它的底平面與 小頭孔，209H? 適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)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(mǎn)足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻妫?所以也可以用 的孔為加工基準(zhǔn)。4? 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 3.4 工藝路線(xiàn)的擬訂 對(duì)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(zhǔn)。前支架-前鋼板彈簧的加工的第一個(gè)工序 也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工前支架-前鋼板彈簧底面大頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類(lèi)型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工 藝過(guò)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(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備 6 工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝 路線(xiàn)長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)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(xiàn)，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了 生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生 產(chǎn)可采用高效率的專(zhuān)用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維 修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專(zhuān)用設(shè)備，工 序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具組織流水線(xiàn)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 0.25%～0.5%亞硝809c?: 酸鈉溶液中進(jìn)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 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線(xiàn)時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)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(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線(xiàn)，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生 產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn) 可采用高效率的專(zhuān)用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修 費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備 工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝 路線(xiàn)長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型。加工要求和工廠(chǎng)的具體情況進(jìn)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(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專(zhuān)用設(shè)備，工 序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具組織流水線(xiàn)生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)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(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段： 7 ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，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(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，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(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。 一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11～I(xiàn)T12。粗糙度為 Ra80～100μm。 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(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半 精加工的公差等級(jí)為 IT9～I(xiàn)T10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 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(dá)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(yīng)采用高精度的機(jī)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～I(xiàn)T7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 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(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工 件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿(mǎn)足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、 精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)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(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精 加工階段可以安排鉆小空之類(lèi)的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線(xiàn)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(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專(zhuān)用機(jī)床， 以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線(xiàn)方案。見(jiàn)下表： 表 2.1 工藝路線(xiàn)方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 銑寬度為 58mm 的上端面 工序二 粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 工序三 鉆擴(kuò)鉸 5-φ12 孔 工序四 鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，孔口倒角 C1 工序五 鉆擴(kuò) 2-φ10.5 孔 8 工序六 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽 工序七 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 工序八 鉗工打毛刺 工序九 檢驗(yàn) 表 2.2 工藝路線(xiàn)方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 銑寬度為 58mm 的上端面 工序二 粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 工序三 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽 工序四 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 工序五 鉆擴(kuò)鉸 5-φ12 孔 工序六 鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，孔口倒角 C1 工序七 鉆擴(kuò) 2-φ10.5 孔 工序八 鉗工打毛刺 工序九 檢驗(yàn) 工藝方案的比較與分析： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是加工工序分散，適合流水線(xiàn)生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。 加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合 適的。方案二把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來(lái)的精度低，不符合現(xiàn) 代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生 產(chǎn)，所以采用如下方案比較合適。 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 銑寬度為 58mm 的上端面 工序二 粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 工序三 鉆擴(kuò)鉸 5-φ12 孔 工序四 鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，孔口倒角 C1 工序五 鉆擴(kuò) 2-φ10.5 孔 工序六 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽 9 工序七 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 工序八 鉗工打毛刺 工序九 檢驗(yàn) 3.5 前支架-前鋼板彈簧的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的 確定 前支架-前鋼板彈簧的鑄件采用的是 1 號(hào)可鍛鑄鐵，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用鑄件毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 前支架-前鋼板彈簧為鑄件件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī) 械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿(mǎn)膛和減少工序，鑄件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直的對(duì)稱(chēng)，盡量避免鑄件截面間差 別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 ⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的 利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制 造成本。因此，毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在 毛坯的種類(lèi) 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 前支架-前鋼板彈簧的偏差計(jì)算 ⑴ 前支架-前鋼板彈簧底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取 。查[3]可知其粗銑時(shí)2.0~5m2. 精度等級(jí)為 IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取 .1? 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。. 10 3.5.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機(jī)床的選擇 工序采用 X52K 型立式銑床 工序采用 Z525 立式鉆床 ②選擇夾具 該前支架-前鋼板彈簧的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專(zhuān)用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔 ，由于精度高，可采用20? 硬質(zhì)合金鉸刀。 ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專(zhuān)用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 2.5.1 工序一：銑寬度為 58mm 的上端面 機(jī)床：X52K 型立式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，為粗齒銑刀。15YT20Dm?20Z? 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表f .15/faV 2.4-81，取 2.54/Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，10.6024.8/in31rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 5m? 實(shí)際銑削速度 ： v.2.56/010dns??? 進(jìn)給量 ： fV.524/1./ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.73infVs?? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-81,?am60? 11 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l42lm? 刀具切入長(zhǎng)度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m??? 刀具切出長(zhǎng)度 ：取l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt247.62.min35jmlf?? 查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時(shí)間為： 1.23min 2.5.2 工序二：粗銑左端面（尺寸為 65mm 的端面） 機(jī)床：X52K 型立式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，為粗齒銑刀。15YT20D?20Z? 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表f .15/famV 2.4-81，取 2.54/Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，10.6024.8/in31rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 5? 實(shí)際銑削速度 ： v.2.56/010dnms??? 進(jìn)給量 ： fV.524/1./ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.73infVs?? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-81,?a60? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l42lm 刀具切入長(zhǎng)度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m???? 刀具切出長(zhǎng)度 ：取l? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt247.62.min35jmlf? 查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時(shí)間為： 1.23min 12 2.5.3 工序 3：鉆擴(kuò)鉸 5-φ12 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 （1）鉆孔工序 1）背吃刀量 =10mmap 2）進(jìn)給量 由表 5-12，選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表 5-22 查得，因?yàn)楣ぜ?45 號(hào)鋼，v=20m/min，帶入公式得102048.7min3.1vrnd???? 參照表 4-15 所列 Z525 的主軸轉(zhuǎn)速取 n=590r/min。實(shí)際轉(zhuǎn)速為59.2.i100v 確定擴(kuò)孔切削用量 1)確定進(jìn)給量 f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表 28-31, 。根據(jù)rmrmf /56.0~49.7/)8.0~7(???表 Z515 機(jī)床說(shuō)明書(shū) 取 f=0.57mm/r。 2）確定切削速度 v 及 n 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表 28-33，取 。修正系數(shù)：in/25V?表02.1,8.?apvmvk 故 min/8.i/5'V?表 min/286)14.3()000' ddn ???（‘表 查機(jī)床說(shuō)明書(shū) 取 。實(shí)際切削速度為i/275rn? in/2103dv???? 確定鉸孔切削用量 （1）確定進(jìn)給量 f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-36， ，按該表6.~1表f 注 4，進(jìn)給量取小植。查 Z535 說(shuō)明書(shū) 取 。m/r6.f? （2）確定切削速度 v 及 n 由參考文獻(xiàn)[7]表 28-39 取 。由參考文獻(xiàn)[1]表 28-3，min/82V?表 13 得修正系數(shù) ， （根據(jù) ） 8.0?Mvk9.0vapk 2.15.0/2745???pRa 故 min/216.7.min/2.?’表 59)100' rdvn???（‘表 查 Z515 說(shuō)明書(shū)，取 n=100r/min,實(shí)際鉸孔速度 min/4.310125103dv ??????? 基本時(shí)間的計(jì)算 1）鉆孔 查表 5-41， =24 mm， =2 mm =5 mmll2 )21(cos21～?klD f=0.2 mm/r, n=590 r/min 帶入 sfnLtj 8.15902.4???? 2）擴(kuò)孔 根據(jù)表 5-41， ， 按 =15 ， =1.5，查得 =0.56 mm ，l1kapl2 =5.3 mm )2(cos1～??klDsfnLtj 8.397.054?? 3）鉸孔 根據(jù)表 5-41 及表 5-42 查得 =20 mm ， =22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/minl1l2sfnLtj 6.4510.4???? 輔助時(shí)間的計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為 =（0.15～0.2） ,本例取 =0.15 ，則各工步的輔tf tjftj 助時(shí)間為： 鉆孔工步： =0.15×15.8=2.37stf 擴(kuò)孔工步： =0.15×33.8=5.07sf 精鉸工步： =0.15×45.6=6.84stf 14 其他時(shí)間計(jì)算 除了作業(yè)時(shí)間之外，每件工序的單位時(shí)間還包括布置工作地點(diǎn)時(shí)間、休息時(shí)間與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與 終結(jié)時(shí)間。由于是大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作時(shí)間 是tb 作業(yè)時(shí)間的 2%～7%，休息與生理需要時(shí)間 是作業(yè)時(shí)間的 2%～4%, 在此均取 3%，則各工序的其他時(shí)間tx （ + ）可按關(guān)系式（ 3%+3%） + ×( + )計(jì)算，他們分別為：tbx bb 鉆孔： + =6%×（2.37+15.8）=1.09s 擴(kuò)孔： + =6%×（5.07+33.8）=2.33stbx 鉸孔： + =6%×（6.84+45.6）=3.15s 單件總時(shí)間的計(jì)算 鉆孔工步： =15.6+2.37+1.09=19.06stdj 擴(kuò)孔工步： =33.8+5.07+2.33=41.2sj 鉸孔工步： =45.6+6.84+3.15=55.51stdj 工序四：鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，孔口 C1 工件材料為 1 號(hào)可鍛鑄鐵，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm，公差為 H7，表面粗糙度 。1.6aRm? 加工機(jī)床為 Z525 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ19mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻 花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ21.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔 ——Φ22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。 選擇各工序切削用量。 （1 ）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]表 28-10 可查出 ，由于孔深度比f(wàn) 0.47~.5/fmr?表 ， ，故 。查 Z525 立式鉆床0/3/2.6ld?0.9lfk?(.47~.5)921f?表 說(shuō)明書(shū)，取 。4/fmr 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力'1./fr? （由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給量 。max159FN “.8/fr? 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。f'f“f 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入法得：vmP 15 ，17/minv?表 4732FN?表 ，5.69TNM?表 1.5PkW表 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk'17/in08.7.2(/min)???表 ''01/i16n rd?表 查 Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 。實(shí)際切削速度為：195/mir095/in4/i10rv??? 由表 28-5， ，故.6MFTk?4732.6()FN5.954.8Tm??? 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為mP'/)Mmnk?表（1.2(261.0kWW? 機(jī)床有效功率 ' 4.5.835E mPkP??? 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，019dm?0.3/fr19/inr?14/inv? 相應(yīng)地 ， ，56FN54.8T?.05mPkW （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 =0.57mm/r。f??::表 （ 0.78） m/r0.7=9./r f 2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-33，取 。修正系數(shù)：vn25/inv?表 ，0.8mvk?1.0pak 故 '5/i0.812./inv??表' '1)nd?表 （ ./in(4.7)286/mir 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 。實(shí)際切削速度為75/ir?301vdn??? 16 321.75/min103/ir????? （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-36， ，按該表注 4，進(jìn)給量取小植。f 1.3~26fm?表 查 Z525 說(shuō)明書(shū)，取 。1.6/r? 2）確定切削速度 及 由參考文獻(xiàn)[7]表 28-39，取 。由vn8./inv表 參考文獻(xiàn)[7]表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk?.9pavk(1.2)pRa根 據(jù) 故 '8./min0.897.14/minv??表 ' '()nd?表17.4/i(25)95/ir 查 Z525 說(shuō)明書(shū)，取 ，實(shí)際鉸孔速度10/inr?30vdn???? 325/mi7.8/in??? （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，0190.4/fr195/mir14/inv? 擴(kuò)孔： ， ， ，.7d?522.3 鉸孔： ， ， ，021.6/f0/in?78/i 被切削層長(zhǎng)度 ：lm 刀具切入長(zhǎng)度 ，由式（1.8）有：1 mctgctgkDlr 5.120.5)2~1(21 ????? 刀具切出長(zhǎng)度 ：2l0? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：jt in06.1325.071?????fnltj 基本工時(shí)： 1203.(mi)7.5ltnf???機(jī) 工序五 鉆擴(kuò) 2-φ10.5 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 17 刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、 （1） 、鉆 孔9m? 切削深度 ：pa0.85? 進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-10，取f (0.2~.8)/fmr? 由于本零件在加工 孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則3m?(0.2~.8)0.75/(0.165~.2)/f rmr??? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-13，取 0./f? 取切削速度 4/inV 取 =24, =9 代入公式（2-1）得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 9-3，取012489/min3.rd????72/minr? 實(shí)際切削速度 ： V?0.149721.8/inn??? 被切削層長(zhǎng)度 ：l48 刀具切入長(zhǎng)度 ： 1m 刀具切出長(zhǎng)度 ： 2l3? 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l0.f72n? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt1483.8mi.jfn???? 以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為?120.38.76mijt??? （2） 、擴(kuò) 孔.5? 切削深度 ：pa1 18 進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-30，f(0.5~6).7(035~.42)/mr??? 參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-31，取 (0.5~6).704/f mr??? 切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-31，取V 2inV 取 =25, =10.5 代入公式（2-1 ）得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 9-3 取n012578/in3.41.Vrd????72/minr? 實(shí)際切削速度 ： V?0572.4/min110n??? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-42 被切削層長(zhǎng)度 ：l48m 刀具切入長(zhǎng)度 1? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l?0.4f72n? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt183.19mijf???? 以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 120.9.38minjt??? 工序六 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80d20Z?4L 銑削深度 ：wa2m? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 30-13，取f .05/famZ 銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 30-23，取 ，V (2~4)inV? 19 取 =30, =63 代入公式（2-1 ）得：V0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 11-5，取n013120/min.48Vrd????18/minr? 實(shí)際銑削速度 ：V?03.152.8/inn??? 取 = ， ， = 代入公式（2-2 ）得：zf0.5fa2Zw 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：mf0.5218/minzfn?? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知llm? 刀具切入長(zhǎng)度 ：130 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：0l?3l2l?18mf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt1032.4injf??? 工序七 銑寬度為 64mm 的內(nèi)側(cè)面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：立銑刀材料： 齒數(shù)VCWr41816Dm?6?Z 銑削深度 ：pa3? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-73，取 銑削速度 ：f Zmaf/18.0?V 參照參考文獻(xiàn)[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-81，取 sV/2.1? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）011.2603.97/min34Vrd????in/370r 20 實(shí)際銑削速度 ： =73.2m/min 式（1.2）V?03.146701.2/dnms???? 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff /6./8. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m in39.sVf ? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-81,?a ma0? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 式（1.4）)3~((5.021????aDl 98.241603. ? 取 ml21 刀具切出長(zhǎng)度 ：取l2? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl 3.7 本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零 件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切 削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一 個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。 21 4 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽夾具設(shè)計(jì) 4.1 研究原始質(zhì)料 本夾具用來(lái)設(shè)計(jì) 粗銑寬度為 4mm 的開(kāi)口槽的銑床夾具，該槽沒(méi)有過(guò)高的精度要求。因 此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何保證槽的定位，如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位， 可以采用:一面加 2 銷(xiāo)定位，這樣既簡(jiǎn)單又方便。一底面限制的自由度有 3 個(gè)，一個(gè)圓柱銷(xiāo) 限制兩個(gè)自由度，一個(gè)菱形銷(xiāo)限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位 方案，總共限制了工件的全部 6 個(gè)自由度，屬于完全定位。以 φ22 的孔和 φ12 的孔為定位 孔，采用一面 2 銷(xiāo)定位。 根據(jù)上面敘述選擇方案。 4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015??01?頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5??''30rK? 4Dm?160d2.Lm2Z.8/famzmap.2 由參考文獻(xiàn)[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： .98.0.1235pzFafDBzn? 有： 08.1.10.1052436.()N?????? 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)， 按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾 緊力的數(shù)值，即： FKW?? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~ 13456.,.0,.,?? 由此可得： 10.31.056K??? 所以 8245()WFN? 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)。 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 ??FfN???21 22 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01?f F= +G G 為工件自重zP NfFN4.321???? 夾緊螺釘： 公稱(chēng)直徑 d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí) MPaB06??MPaBs4801??? 螺釘疲勞極限： B9263.2.1?? 極限應(yīng)力幅： akma7.51li???? 許用應(yīng)力幅： ??MPSa3.li? 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ??s??? [s]=2.5~4 取[s]=4 得 ??Pa120?? 滿(mǎn)足要求???8.24cHdF ????MPaNc153.2 經(jīng)校核： 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 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)。 4.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面兩銷(xiāo)定位，為了滿(mǎn)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。 gwj???? 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j? MjjWDAZWj ???? ?? 23 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩銷(xiāo)定位誤差 ： 11minDWd?????? 1 2min2i. dJWarctgL???? 其中： ，10.52D?20D? ，d?.3d? ， 1min?2min4 ⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inaxyj?? 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNl??? 查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym?? ⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj??5. ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jwm??? 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。 4.5 研定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個(gè)一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。通過(guò)方 向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺(tái)的 T 型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)的進(jìn)給方向具有正確的 位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時(shí)，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷，加強(qiáng)加工夾具牢固。 根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 24 ×o 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4： 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱(chēng)尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱(chēng) 尺寸 允 差 D 2h 14 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 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。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 25 標(biāo) 記四 周 倒 圓× 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 2.5 塞尺 公稱(chēng)尺寸 H 允差 d C 3 ～0.006 0.25 4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過(guò)程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。 為防止此現(xiàn)象，選用可換銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi) 時(shí)費(fèi)力。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于 該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)） 。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊 的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 26 總 結(jié) 這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門(mén)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(zhuān)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(zhuān)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(shū)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！ 27 致 謝 這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱 資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù) 據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難 題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo) 老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科 學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到 項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué) 業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的 專(zhuān)業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后 的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 28 參考文獻(xiàn) 1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994 年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994 年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983 年 4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠(chǎng)職工大學(xué)編，上?？茖W(xué) 技術(shù)出版社出版，1990 年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981 年 10 月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997 年