工藝夾具-鉆模體工藝規(guī)程及鉆2-Φ16H7孔夾具設(shè)計(jì)
工藝夾具-鉆模體工藝規(guī)程及鉆2-Φ16H7孔夾具設(shè)計(jì),工藝,夾具,鉆模體,規(guī)程,16,h7,設(shè)計(jì)
四 川 理 工 學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說 明 書
題 目 鉆模體工藝規(guī)程及鉆2-ф16H7孔夾具設(shè)計(jì)
學(xué) 生 唐 萬 良
系 別 機(jī) 電 工 程 系
專 業(yè) 班 級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化03級3班
學(xué) 號 030110710
指 導(dǎo) 教 師 姜 明
31
中文摘要
鉆模體是鉆床上最主要的零件，起連接定位裝置，夾緊裝置，導(dǎo)向裝置等作用。
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為鉆模體的工藝規(guī)程和鉆床夾具設(shè)計(jì)，共五章：第一章，零件的分析；第二章 ，零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；第三章，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)；第四章，液壓缸設(shè)計(jì)與計(jì)算；第五章，結(jié)論。
為了清楚表達(dá)零件（鉆模體）在生產(chǎn)中的應(yīng)用、機(jī)械加工工藝過程及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟，文中插入了相關(guān)表格和簡圖，詳細(xì)敘述了零件（鉆模體）加工定位基準(zhǔn)面、工序尺寸的計(jì)算過程，夾具元件設(shè)計(jì)等。
關(guān)鍵字：夾具、液壓缸、鉆模體、基準(zhǔn)、工序尺寸。
English abstract
The jig body is on the drilling machine the most main components, plays the connection positioning device, the clamp, leads to roles and so on installment.
There are five chapters about the basic process of the drilling jig system’s technics of machining and jig design.The first chapter is about the analysis of accessory;the second chapter is about the design of accessory technics regulations;the third chapter is about the design of machine tool’s jig;the forth chapter is about the design and numeration of hydrocylinder;the fifth chapter is about the conclusion.
In the text there are some illustrations and correlative tables in order to express clearly the basic approaches of the drilling jig system in the adhibition of aborning , the process of mechanical technics’ machining and the design of machine tool’s jig.And it goes into particulars the datum plane of accessory machining,the calculating process of working procedure size,the design of jig element and what not.
Key words: jig, hydrocylinder, the drilling jig system, benchmark, working procedure size
目 錄
中文摘要 ……………………………………………………………………………….I
英文摘要 …..…………………………………………………………………………..II
緒論 ..…………………………………………………………………………………...1
第一章 零件的分析 ..………………………………………………………………….1
1.1零件的作用 ...………………………………………………………………………1
1.2 零件的工藝分析 ………………………………………………………………......1
1.3 確定生產(chǎn)類型…………………………………………………………………………….......2
第二章 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………………….3
2.1 確定毛坯…………………………………………………………………………...3
2.1.1確定毛坯種類 ……………………………………………………………….3
2.1.2 確定鑄件余量及形狀 .....................................................................................3
2.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) …………………………………..………………………..4
2.2.1 選擇定位基準(zhǔn) …………………………….………………………………..4
2.2.2 制定工藝路線 ……………………………………………………………...5
2.3確定機(jī)械加工余量及工序尺寸 ..................................................................................7
2.4確定切削用量及時間定額 ………………………………………………………….8
第三章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………………….24
3.1明確任務(wù)、收集分析原始資料 ……………………………………………………..24
3.1.1 問題的提出 .................................................................................................24
3.2夾具設(shè)計(jì) ...............................................................................................................24
3.2.1 確定夾具結(jié)構(gòu)方案 ………………………………………………………..24
3.2.2 分析計(jì)算定位誤差 ………………………………………………………..24
3.2.3 確定工件夾緊裝置 ………………………………………………………..25
第四章 液壓缸設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………………...28
4.1液壓缸基本參數(shù)的確定 ………………………………………………………….28
4.1.1確定進(jìn)給液壓缸的主要尺寸 ..........................................................................28
4.2 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................................29
第五章 總結(jié) ..................................................................................................................30
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………….31
致謝 ..........................................................................................................................32
緒 論
20世紀(jì)60年代以后，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，有力地推動了機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展。同時，由于金屬零件的無屑和切削加工利用了材料技術(shù)和過程控制技術(shù)的最新成就，使得加工方法進(jìn)一步合理化。
本課題來自于實(shí)踐，夾具在機(jī)械加工中具有重要的作用，它能保證加工精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動強(qiáng)度，保證安全，提高勞動生產(chǎn)率，能以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工和產(chǎn)品的裝配；采用自動夾緊裝置能減輕工人勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率；使用夾具的最根本目的是獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。這次設(shè)計(jì)主要介紹了鉆模體工藝規(guī)程制訂和鉆模體中2-ф16mm孔夾具的設(shè)計(jì)過程。 鉆模體是鉆床夾具上最主要的零件，起連接鉆床上定位裝置、夾緊裝置、引導(dǎo)裝置等作用，本夾具使用在搖臂鉆床上，加工鉆模體上2-ф16mm孔；工件以ф20H7mm孔、底面及左端面分別在階形定位銷、支承板上定位，為防止工件轉(zhuǎn)動在工件左端面安裝一擋板，采用液壓夾緊裝置夾緊。當(dāng)將工件安裝在夾具體上后，打開閥門液壓缸中的油從進(jìn)油口流入，出油口流出過程活塞桿通過螺栓帶動鉤形壓板夾緊工件，反之，松開取出工件。
夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。用夾具裝夾工件，操作方便安全。作用如下：
（1）保證加工質(zhì)量 如相對位置精度的保證，精度的一致性等；
（2）減輕勞動強(qiáng)度 如可用氣動、電動、液壓夾緊；
（3）提高生產(chǎn)率 避免了手工操作用劃線等方法來定位工件，縮短了安裝工件的時間；
（4）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 在機(jī)床上安裝一些夾具可以擴(kuò)大其工藝范圍。
設(shè)計(jì)過程主要包括：定位方案的最優(yōu)化選取，夾緊力的計(jì)算，定位精度的分析；夾具總圖上尺寸，公差及技術(shù)要求的標(biāo)注；工件的加工精度分析
隨著科技水平的不斷提高機(jī)床夾具逐步朝標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、精密化、高效自動化方向發(fā)展。
由于編寫時間倉促以及編者水平有限，書中錯誤和不妥之處在所難免，懇請讀者批評指教。
四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
第一章 零件的分析
1.1零件的作用
鉆模體是鉆床夾具上的主要零件，它由四大部分組成，主要起連接夾緊元件，定位元件，導(dǎo)向元件等作用。各部分的結(jié)構(gòu)形狀和作用具體分析如下：
1. 底部是帶有空腔的長方體底板。鉆模體下部空腔主要是為了減小鉆模體底面的加工面，使其與機(jī)床工作臺面良好接觸。
2.在長方形節(jié)板的上方前部是一階梯形長方板，其上有一長方槽，長方槽子兩側(cè)有上小下大的階梯孔。長方槽是為安裝定位鍵， 階梯孔是為安裝內(nèi)六角螺釘，以固定V型塊所用。
3. 在長方體底板上方后部有一拱形體，其內(nèi)部為一階梯孔。拱形體內(nèi)的階梯孔是為安裝斜齒軸所用。為了便于加工，該階梯孔修成通孔.
4. 在拱形體上部有一腰形柱體與它相貫，腰形柱體中間是一通孔，兩側(cè)有階梯孔。腰形柱體中間的通孔是為安裝斜齒桿，兩側(cè)的階梯孔是為安裝引導(dǎo)柱用的. 引導(dǎo)柱下方的小孔是為裝配線時排氣用的。
1.2零件的工藝分析
鉆模體圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全，正確；零件材料選用HT200，該材料切削性能和結(jié)構(gòu)工藝性較好。
該零件主要表面及技術(shù)要求分析如下：
1．孔和孔保持平行度。孔的表面粗糙度Ra3.2m.公差等級為8-10級，加工時最好將三孔放在同一組工序加工，平行度公差值為0.01.
2. 長方槽的頂面與底面具有平行度，兩面的表面粗糙度Ra3.2，公差值為0.01，公差等級為810級。
3. 孔對底面有垂直度要求，公差值為0.025，公差等級為8-10級，加工過程中應(yīng)注意保持垂直精度。
4.孔25mm、孔，孔三孔具有同軸度要求，公差值為，表面粗糙度Ra3.2，加工時將三孔在一次裝夾中完成加工。
5.錐孔加工時應(yīng)配研磨，表面粗糙度Ra1.6，公差等級為5-6級。
6.未注鑄造圓角R35；未注尺寸公差按IT14級；未注形位公差按D級。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難的加工表面，上述各表面技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
1.3 確定生產(chǎn)類型
已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為1萬件，從《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》表15-2查得此零件為大批生產(chǎn)。故初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)椋杭庸み^程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工通用設(shè)備為主；大量采用專用工裝。這樣生產(chǎn)準(zhǔn)備工作及投資較少，投產(chǎn)快，生產(chǎn)率高，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易。
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯
2.1.1確定毛坯種類
根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，并依其結(jié)構(gòu)形狀，尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機(jī)器造型。根據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》表15-5鑄件公差等級采用CT9級。
2.1.2確定鑄件余量及形狀
為了能清楚表達(dá)機(jī)械加工工藝路線和工件的定位基準(zhǔn)，特繪下圖：
圖2-1零件圖
根據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》表15-7，取加工余量為MA-G級。查表15-8確定各表面的鑄件機(jī)械加工余量如下：
加工表面
基本尺寸
（mm）
加工余量等級
尺寸公差
加工余量
(mm)
說明
頂面②80mmX40mm
90
H
2.2
3.5
頂面，降一級，單側(cè)加工
頂面③85mmX59m
30
H
1.8
3.5
頂面，降一級，單側(cè)加工
面①115mmX120mm
90
G
2.2
3.5
底面，單側(cè)加工
面⑦15mmX59mm
87.5
G
2.2
3.0
側(cè)面，單側(cè)加工
表2-1
2.2 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)
2.2.1選擇定位基準(zhǔn)
（一）選擇精基準(zhǔn)
精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸鏈換算。底面與頂面具有平行度要求；底面與孔2-16H7有垂直度要求；20H7孔與2-16H7有平行度要求；考慮到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，在加工時可選底面與20H7作為其它有關(guān)表面的精基準(zhǔn)。
（二）選擇粗基準(zhǔn)
粗基準(zhǔn)的選擇影響個別加工面的余量分配及不需加工表面與加工表面之間的位置精度，選粗基準(zhǔn)通常以不需加工表面作為粗基準(zhǔn)，以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。加工表面①，以頂面②作為定位基準(zhǔn)；粗銑上表面②和③，以面⑤作為粗基準(zhǔn)；粗銑、半精銑長方槽8k8mm；以面⑤作為粗基準(zhǔn)；鉆2-ф6mm孔，鉆、鉸2-ф16H7孔及倒角，以面④作為粗基準(zhǔn)。鉆2-ф6mm孔，鉆、鉸2-ф16H7孔及倒角，以④作為粗基準(zhǔn)。
2.2.2制定工藝路線
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故采用萬能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。
（一）選擇表面加工方法
根據(jù)表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》表15-32和表15-34選擇零件表面的加工方法與方案.
（二）確定工藝過程方案
由于各表面加工方法及粗基準(zhǔn)已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準(zhǔn)先行”的原則，初步擬定兩種工藝過程方案如下：
①工藝路線方案一：
鑄坯
工序010：粗銑、半精銑面① ，以頂面②作為定位基準(zhǔn)，保證半精銑精度等級11級，留加工余量0.5mm，；
工序020：粗銑上表面②和③，以底面①和面⑤作為定位基準(zhǔn)，粗銑表面②留加工余量3.5mm, 粗銑表面③留加工余量1.5mm；
工序030：半精銑、精銑面③，以底面①和⑤作為定位基準(zhǔn),保證精銑精度等級7級，留加工余量0.5mm,，表面粗糙度；
工序040：粗銑、半精銑長方槽8k8mm；以底面①和⑤作為定位基準(zhǔn)，保證精度等級達(dá)11級，半精銑留加工余量0.7mm；
工序050：鉆、鉸ф20H7孔及倒角，以面①、④和長方槽8k8mm 作為定位基準(zhǔn)，保證精度等級達(dá)10級，表面粗糙度，；
工序060：鉆2-ф6mm孔，鉆、鉸2-ф16H7孔及倒角，以面①、④和ф20H7孔作為位基準(zhǔn)，保證精度等級10級，與表面①垂直度公差0.025mm，ф20H7平行度公差0.01mm；
工序070：鉆ф2-ф6mm及锪沉頭孔ф14mm，以面①、④和長方槽8k8mm作為定位基準(zhǔn)；
工序080：鉆、鉸ф4H7孔(配鉆)，以面①、⑤、⑥作為定位基準(zhǔn)，保證表面粗糙度值；
工序090：粗銑、半精銑面⑦，以面④作為定位基準(zhǔn)，保證精度等級9級；
工序100：鉆、鉸2-ф4mm孔深10mm及鉆2-M6-7H深12mm孔，攻絲（配作）；以面①、④和長方槽8k8mm作為定位基準(zhǔn)；
工序110：去毛刺；
工序120：終檢。
② 工藝路線方案二：
鑄坯
工序010：粗銑、半精銑面① 以頂面②定位，保證半精銑精度等級11，留加工余量0.5mm；
工序020：粗銑上表面②、粗銑、半精銑、精洗面③，以底面①和⑤作為定位基準(zhǔn)，保證表面②粗銑留加工余量3.5mm,表面③粗銑留加工余量1.5mm；
工序030：粗銑、半精銑長方槽8k8mm，以底面①和⑤作為定位基準(zhǔn)，保證精度等級11級，半精銑留加工余量0.7mm；
工序040：鉆、鉸ф20H7孔，鉆、鉸2-ф16H7mm孔及鉆2-ф6mm孔以面①、④和長方槽8k8mm 作為定位基準(zhǔn)；保證精度等級10級，與表面①垂直度公差0.025mm，ф20H7平行度公差0.01mm1；
工序050：倒角；
工序060：鉆ф2-ф6mm及锪沉頭孔ф14mm深3mm，以面①、④和長方槽8k8mm作為定位基準(zhǔn)；
工序070：鉆、鉸ф4H7孔(配鉆)，以面①、⑤、⑥作為定位基準(zhǔn)保證表面粗糙度值；；
工序080：鉆、擴(kuò)、鉸ф20H7孔，鉆、擴(kuò)、研磨ф25mm錐孔（配研錐度1：5）及鉆、擴(kuò)、鉸、锪沉頭孔ф35mm深18，以面①、⑥和ф20H7作為定位基準(zhǔn)保證三孔同軸度公差值ф0.02mm,ф25 mm錐度為1：5；
工序090：粗銑、半精銑面⑦，以面④作為定位基準(zhǔn)，保證精度等級9級；
工序100：鉆、鉸2-ф4mm孔及鉆2-M6-7H孔，攻絲（配作）；以面①、④和長方槽8k8mm作為定位基準(zhǔn)；
工序110：去毛刺；
工序120：終檢。
（三）方案論證
方案一的優(yōu)點(diǎn)在于：基本遵循粗精加工階段劃分原則；各表面加工互不影響，精度逐步提高，有利于保證表面加工質(zhì)量；具有同軸度的孔在同一工序中加工減少了安裝次數(shù)，保證了加工精度；把加工ф20H7孔放在2-ф16H7孔及2-ф6mm孔的前面，減少了定位誤差，提高了加工精度。
該方案的弊端是：在工序080、工序100等的工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，存在定位誤差，應(yīng)進(jìn)行尺寸連換算。
方案二的特點(diǎn)是：把粗精加工在一道工序完成，可以減少工裝，節(jié)省時間，提高工作效率，但加工精度較底，本方案主要把ф20H7孔、2-ф16H7孔及2-ф6mm孔放在一道工序完成減少了工裝。
根據(jù)以上分析，考慮到ф20H7孔對其它表面加工重要性，應(yīng)先加工此孔，確定方案一為鉆模體加工的工藝路線。
2.3確定機(jī)械加工余量及工序尺寸:
根據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》表15-33和表15-34可查得表面的加工經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度值；根據(jù)表15-5、表15-6、表15-7可查得各精度等級；根據(jù)表15-8可確定鑄件機(jī)械加工余量，根據(jù)以上內(nèi)容可計(jì)算出工序尺寸和工序余量如下表：
加工
表面
加工
內(nèi)容
加工
余量
精度
等級
工序
尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
面①
115X120mm
鑄件
半精銑
粗銑
3.5
0.5
2.0
CT9
11
12
971.1
93.5
95
3.2
6.3
1.150
0.900
1.720
3.450
面⑦
59X15mm
鑄件
粗銑
3.0
3.0
CT9
12
90.51.1
87.5
12.5
1.900
4.450
面②
82X40mm
鑄件
粗銑
3.5
3.5
CT9
12
93.51.1
90
12.5
2.400
3.850
面③
85X59mm
鑄件
精銑
半精銑
粗銑
3.0
0.5
1.0
1.5
CT9
7
10
12
330.9
30
30.5
31.5
3.2
6.3
12.5
0.400
0.750
0.600
0.525
1.100
2.650
20H7mm
鉸孔
鉆孔
2
IT10
IT12
20
18
3.2
12.5
1.72
2.021
2-16H7mm
鉸孔
鉆孔
1
IT10
IT12
3.2
12.5
0.82
1.018
35H7mm
鉸孔
擴(kuò)孔
鉆孔
0.25
1.75
IT10
IT11
IT12
3.2
6.3
12.5
0.090
1.500
0.275
1.910
25H7
研磨
擴(kuò)孔
鉆孔
0.2
1.8
IT7
IT9
IT12
23
1.6
3.2
12.5
0.148
1.680
0.221
1.852
表2-2
2.4確定切削用量及時間定額:
工序010 確定（粗銑、半精銑面115120mm）切削用量及基本時間
(1）加工條件
1）工件材料：HT200 =190GPa.
2）加工尺寸及余量：寬度B=115mm 長度=120mm 余量Z=3.5mm.
機(jī)床：查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-17選取X62W型萬能銑床，功率為7.5KW。
3）刀 具：查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-44選取高速鋼圓柱形銑刀，直徑D=80mm.L=125mm.d=32mm.齒數(shù)Z=8.前角=15. 后角=12.
4）冷卻液：乳化液
（2）切削用量及基本工時
①粗銑面115mm120mm（尺寸從97mm至95 mm分兩次走刀）:
計(jì)算切削速度：由《機(jī)械制造工藝手冊》表3-29選定系數(shù)及指數(shù)為：C=57.6 ， z=0.37， x=0.3， p=0.3， m=0.25
將選定系數(shù)及指數(shù)代入公式：
V=
=
=
=6.59
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-17-1 選取
所以， 實(shí)際切削速度：
計(jì)算每分鐘進(jìn)給量：
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-17-2選取
=30
基本工時 ：
計(jì)算切削力 ： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-25 知
=154.49N
從表7-25不同工件材料的修正系數(shù)：
故實(shí)際切削力 N
知 取 =1.2158.92=190.7N
銑削功率：
=4.26kw
②半精銑面115120mm（加工尺寸從95mm至93.5mm）:
選擇切削深度：
確定進(jìn)給量： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》 表2.4-74
選取 f=1.4mm/min
確定切削速度： 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》 表3-30
選取 v=0.3m/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-17-1 選取 n=75r/min
故實(shí)際切削速度 v=
計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： =1.4=840mm/min
查《機(jī)械制造工藝手冊》表3.1-75 選取 =750r/min
基本工時 ：
工序020 粗銑面8240mm（加工尺寸從93.5mm至90mm）切削用量及基本時間
(1)加工條件:
1）工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。
2）加工要求：銑4082上端面使其表面粗糙度上限12.5。
3）機(jī) 床：X61W =5.25kw n=65～1800r/min
4）刀 具：W18Cr4v高速鋼鑲齒套式面銑刀。
刀具直徑D=80mm,L=36mm,Z=10,螺旋角β=10°，=15°, =12°。
查《機(jī)械加工工藝手冊》表4.4-4
(2)切削用量及基本工時
銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=3.5mm，一次走刀即可完成。
每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73按照機(jī)床功率選擇中等等級加工， 得f=0.2～0.3mm/z。
根據(jù)機(jī)床使用 取f=0.25mm/z 查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-75
刀具后刀面磨損和壽命：
后刀面最大損損為1.5～2.0mm 刀具壽命T=10.8Xs
查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-71
計(jì)算切削速度 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-96
其中=1，=3.5mm，=40mm，=0.25mm/z
所以
=0.29m/s=17.4m/min
根據(jù) 可得：
查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-74 選擇n=71r/min.
則實(shí)際的切削速度為：
根據(jù)工作臺每分鐘進(jìn)給量 得：
查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-75 選擇=190mm/min
校驗(yàn)機(jī)床功率
查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-82得：=0.8kw
則滿足了
所以機(jī)床功率校驗(yàn)合格。
切削機(jī)動工時
其中 =0.5D-+（1～3）
=（0.03～0.05）D
=3～5
計(jì)算
所以
工序040 ：粗銑長方槽8K8。
（1）加工條件
1）工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。
2）加工要求：銑長方槽使其槽底面粗糙度上限12.5。
3）機(jī) 床：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-17 選取
X61W =5.25kw n=65～1800r/min
4）刀 具：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表5-33選取
W18Cr4v高速鋼直柄立銑刀。 刀具直徑 D=8mm,L=63mm,Z=5。
（2）確定切削用量及時間定
銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=3mm，一次走刀即可完成。
每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73按照機(jī)床功率選擇中等等級加工， 得f=0.015～0.02mm/z。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-17 -2 取f=0.02mm/z
刀具后刀面磨損和壽命： 后刀面最大磨損為1.0～1.2mm
刀具壽命T=3.6Xs 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-71
計(jì)算切削速度： 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-96
知
其中=1，=3mm，=8mm，=0.02mm/z
所以
=0.22m/s=13.2m/min
根據(jù) 可得：
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-17 -1 選 取n=590r/min.
則實(shí)際的切削速度為：
根據(jù)工作臺每分鐘進(jìn)給量 得：
查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-75 選 取=65mm/min
校驗(yàn)機(jī)床功率
查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-82得：=0.2kw
則滿足了
所以機(jī)床功率校驗(yàn)合格。
切削機(jī)動工時
其中 =0.5D-+（1～3）
=（0.03～0.05）D
=3～5
計(jì)算
所以
工序050. （鉆、鉸ф20H7通孔）切削用量及基本工
（1）加工條件
1）孔徑要求：D=20mm,l=72mm IT12級精度
2）機(jī)床 ：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-4 選取Z35K
3）刀具： 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表5-7
高速鋼麻花鉆頭， 直徑
① 鉆18孔的切削用量及基本工時
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-38，
選取走刀量 f=0.75mm/r
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-38查的
切削速度 v=0.35m/s
根據(jù)v及孔徑尺寸可算出
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-4-1 選取n=375r/min
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-36確定：
切削扭矩；
M=
=
=45N.m
式中
軸向力：
F==8899.6N
式中
切削功率：
=2
=1.766kw
基本工時 ：
式中 =
② 鉸削ф20H7
（1）加工條件：
1）機(jī)床：同上
2）刀具：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表5-17 選取 高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，IT10級精度，
計(jì)算方法及步驟：
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-46， 知
機(jī)鉸刀鉸孔時的進(jìn)給量f=0.51.0(mm/r)
計(jì)算切削速度v：：
選刀具耐用度 t=3600s 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-47
由表3-48選定系數(shù)及指數(shù)
將選定系數(shù)及指數(shù)代入公式
=
選定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
n=
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-4-1 選取n=160r/min
計(jì)算基本工時：
式中 l=72mm = =20mm
③倒角1雙面，采用锪鉆，為了縮短輔助時間，取倒角時轉(zhuǎn)速與鉆孔時相同n=381r/min
工序060（鉆2-ф6mm孔及鉆、鉸2-ф16H7孔、倒角1）切削用量及基本時間
（1）加工條件：
1）機(jī)床：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表4-4 選取機(jī)床Z35
功率為4.5kw,主軸最大扭轉(zhuǎn)力矩735.75N.m
2）刀具 ： 查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊》表5-7選用錐柄麻花鉆
d=15mm， L=212mm, l=114mm, 莫氏錐度為2；
③鉆2-6mm孔
選擇刀具 查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-7 選擇錐柄麻花鉆
D=6 mm L=138mm =57mm 莫氏號 1
選擇進(jìn)給量 查《機(jī)械制造工藝手冊》表3-38
f=0.270.33mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》 表4-4-2 取 f=0.32mm/r
選擇切削速度 查《機(jī)械制造工藝手冊》表3-42
所以， n=
=1114.6r/min
查《機(jī)械制造工藝手冊》 表4-4-1 選?。?
n=1000r/min
所以， 實(shí)際切削速度
V= =18.84m/min
基本工時 T=
=
=0.110min
②鉆2-ф15mm孔切削用量及基本工時
選擇進(jìn)給量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-38 知 mm/r 查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-2 選取走刀量f=0.32mm/r
選擇切削速度 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-42
知切削速度 v=0.35m/s
由n=
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1 取n=530r/min
故實(shí)際切削速度 v=
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-36確定
計(jì)算切削扭矩
M=
=15.487N.m
軸向力 F==588.6
=3548.4 N
當(dāng)HB=200時， 查表3-36中修正系數(shù)：
所以， 實(shí)際切削扭矩及軸向力F為：
M=15.4871.03=15.97 N.m
F=3548.41.03=3654.85 N
切削功率
=2
=0.885 Kw
基本工時
式中l(wèi)=40 = =0
③鉸削2-ф16H7孔
查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-17選錐柄機(jī)用鉸刀
D=16mm L=170mm l=25mm 莫氏錐度 2
查《機(jī)械制造工藝手冊》表3-46 查的進(jìn)給量
f=0.20.5mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》4-4-1取f=0.26mm/r
確定切削速度 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表2-16 切削速度v=（46）m/min
選取v=5m/min
所以， n==
查《機(jī)械制造工藝手冊》4-4-2取 n=105r/min
所以， 實(shí)際切削速度
V=
=5.275m/min
基本工時 =
④倒角1雙面，采用锪鉆，為了縮短輔助時間，取倒角時轉(zhuǎn)速與鉆孔時相同n=530r/min
工序070 ( 鉆2-6沉孔14深3)切削用量及基本時間
①鉆孔2-ф6cm
（1）加工條件
1）工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。
2）機(jī) 床： 選取Z3025鉆床 =2.2kw, n=25～2500r/min,查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4
=0.05～1.6mm/r, =196 查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-30
刀 具：W18Cr4v高速鋼麻花鉆。 直徑d=6mm, =93mm, =57mm, , , 查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-75
（2）鉆削用量及基本工時
確定進(jìn)給量：選擇=0.20～0.24mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-2 取=0.20mm/r
鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度0.5～0.8mm， 壽命T=1500s
查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-37
鉆削速度
V=0.52m/s=31.2m/min, =2.1 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41
根據(jù) 可得：
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1 取n=1600r/min
可以計(jì)算實(shí)際
4) 校驗(yàn)扭矩、功率 查《機(jī)械加工工藝手冊》得:
=1.0<
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
5) 計(jì)算機(jī)動工時
其中==2.5mm =(1～4)mm
所以
②锪鉆2-ф14mm孔
（1）加工條件
1) 刀具：W18Cr4v高速鋼可換導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆 查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-12
d=22mm,, ,=150mm, =30mm
2) 其他條件與上相同。
（2）擴(kuò)鉆用量
擴(kuò)鉆進(jìn)給量：=(1.2～1.8)=0.24～0.36mm/r
根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1 選 取=0.30mm/r
擴(kuò)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度0.9～1.4mm， 壽命T=3600s 查《機(jī)械加工工藝手冊》
擴(kuò)鉆速度
V==30=10～20(m/min)
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1 取n=315r/min
所以、 實(shí)際切削速度
計(jì)算機(jī)動工時
其中==4.5mm =(1～4)mm
所以計(jì)算
工序090（鉆、擴(kuò)、鉸、锪沉頭孔ф35mm）切削用量及基本時間
（1）加工條件
1）孔徑要求：D=33 mm,l=18mm,IT12級精度
2）機(jī) 床：查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4 選取Z35
3）刀 具：查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-7 選取
高速鋼錐柄麻花鉆=33mm.L=334mm,l=185mm,莫氏錐度 4
①鉆孔到計(jì)算方法及步驟：
查《機(jī)械制造工藝手冊》表3-38 知 f=0.5-0.6（mm/r）
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-2 選f=0.56mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》表3-42 知 切削速度 v=0.35m/s
選定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
n===202.66r/min
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1選取 n=170r/min
所以， 實(shí)際切削速度：
V= =20.99m/min
計(jì)算基本工時：
式中l(wèi)=18， = =2mm
切削扭矩 M=
=
=107.4N.m
式中
軸向力
F==12604N
式中
切削功率
=2
=1.9 Kw
② 擴(kuò)孔到
（1）加工條件
1）機(jī)床：同上
2）刀具：查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-9錐柄擴(kuò)孔鉆，D=34mm,L=339mm,l=190,=22,莫氏號 4 IT11級精度等級
查《機(jī)械制造工藝手冊》表2.4-52 知 f=1.21.5mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-2 知 f=1.2mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》表2.45.3 知 切削速度v=0.26m/s
選定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
n==
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1， 選n=170r/min
所以， 實(shí)際切削速度
V= =17.6m/min
計(jì)算基本工時
式中l(wèi)=18， = =2
③ 鉸孔到ф35mm
（1）加工條件
1）機(jī)床：同上
2）刀具：查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-17
高速剛錐柄機(jī)用鉸刀， d=35,L=321,l=78,莫氏號 4
前角=，后角（主切削刃后角）刃傾角 高速鋼鉸刀耐用度4800s,后刀面最大磨損限度。
查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-58 知 進(jìn)給量 f=1.63.2(mm/r)
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-2 取f=2.0mm/r
確定切削速度 查《機(jī)械制造工藝手冊》 表2-16 查的切削速度v=0.155 mm/r
所以， n==
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1 選取 n=85r/min
所以， 實(shí)際切削速度
V=
=9.34m/min
計(jì)算基本工時
工序110 （鉆、鉸2-ф4mm孔深10mm及鉆2-M6-7H深12mm孔，攻絲）切削用量及基本工時
①鉆孔到3.8mm
（1）加工條件
1）工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。
2）機(jī) 床：查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-5
立式Z535鉆床 =4kw, n=31.5～1400r/min, =196N.m
3）刀 具：W18Cr4v高速鋼麻花鉆。
直徑d=3.8mm, =55mm, =22mm 查《機(jī)械制造工藝手冊》表5-7
（2）確定切削用量
鉆削進(jìn)給量：選擇Ⅱ級別加工=0.13～0.17mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-2 選取 =0.15mm/r
鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度0.5～0.8mm， 壽命T=1500s
查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-37
鉆削速度
V=0.50m/s=30m/min, =1.07 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41
根據(jù) 可得：
取n=1100r/min 查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1
所以， 實(shí)際切削速度
計(jì)算機(jī)動工時
其中==2mm =(1～4)mm
所以計(jì)算
②絞孔4.0mm
選擇手用普通絞刀d=4.0，=76mm, =38mm絞即可。
③ 鉆孔深12，攻M6螺紋
鉆孔到4.0mm
（1）加工條件
1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。
2) 機(jī) 床：查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4
=4kw, n=31.5～1400r/min, =196
3) 刀 具：W18Cr4v高速鋼麻花鉆。
直徑d=4.0mm, =55mm, =22mm 查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-75
（2）鉆削用量
鉆削進(jìn)給量：選擇級別加工=0.13～0.17mm/r
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-2 選取 =0.15mm/r
鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度0.5～0.8(mm),壽命T=720s 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-37
鉆削速度
V=0.50m/s=30m/min, =1.07 查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-41
根據(jù) 可得：
查《機(jī)械制造工藝手冊》表4-4-1 取n=1100r/min
所以， 實(shí)際切削速度
校驗(yàn)扭矩、功率
查《機(jī)械加工工藝手冊》得 =1.0<
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
5) 計(jì)算機(jī)動工時
其中==2mm =(1～4)mm
所以計(jì)算
攻M6的螺紋，采用M6絲錐來攻螺紋中l(wèi)=18mm， = =50mm
最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片中。
第三章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
3.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)一臺自動專用夾具。
經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序060---加工2-16mm孔的鉆床夾具。本夾具安裝在搖臂鉆床上，采用高速鋼錐柄麻花鉆分別加工兩孔。
3.1.1問題提出
本夾具主要用來加工2-ф16mm兩孔，因2-ф6mm孔在同一軸線上，把四孔安排在同一工序中，這樣主要考慮了提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，但同時應(yīng)注意保證其同軸度和加工精度。
3.2夾具設(shè)計(jì)
3.2.1確定夾具結(jié)構(gòu)方案
根據(jù)六點(diǎn)定位規(guī)則確定工件的定位方式，由定位方案可知，該工序限制了工件的6個自由度?，F(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目的正確性。
為了保證尺寸和尺寸15mm，采用ф20H7孔限制了，兩個方向的自由度。
為了保證孔2-16mm底面的垂直度，采用底面（兩塊支承板）限制和x,y方向的轉(zhuǎn)動。
為了防止零件繞z軸轉(zhuǎn)動，在左側(cè)端面安裝一擋塊。
1）定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，2-16mm孔對底面有垂直度的要求，對中心孔具有平行度要求，底面和孔20H7為已加工表面，能保持較高精度，為了使定位誤差減小到零，確定它們?yōu)槎ㄎ幻?；為了縮短工作時間，提高工作效率，準(zhǔn)備采用液壓夾緊方式。
2）選擇定位元件 設(shè)計(jì)定位裝置，根據(jù)已確定的定位基準(zhǔn)面的結(jié)構(gòu)形狀，確定定位元件類型和結(jié)構(gòu)尺寸。
1.選用階形定位銷安裝在20H7孔內(nèi)定位；
2.選兩塊支承板安裝在底面定位；
2）確定定位元件尺寸及配合公差，定位圓柱的尺寸公差與定位孔的配合參考夾具設(shè)計(jì)資料選為，20g6=。
3.2.2分析計(jì)算定位誤差。
（1）加工孔2-16H7，該孔與定位面
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