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工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 I 頁(yè) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目：前橫架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆 4×M12 孔工序?qū)Ｓ?夾具設(shè)計(jì) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：4000 件 生產(chǎn)類型：中批量或大批量生產(chǎn) 設(shè)計(jì)要求： （1）產(chǎn)品零件圖 1 張 （2）機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1 份 （3）機(jī)械加工工序卡片 1 份 （4）夾具總裝圖（1 ﹟ 圖紙） 1 張 （5）夾具主要零件圖（2 ﹟ 圖紙） 1 張 （6）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（4000～6000 字） 1 份 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 II 頁(yè) 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) .......................................................................................................................I 第 1 章 緒 論 ..................................................................................................................1 1.1 課題的目的和意義 .....................................................................................................1 1.2 本課題主要設(shè)計(jì)任務(wù) ................................................................................................1 第 2 章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè) ........................................................................................2 2.1 零件的分析 ......................................................................................................2 2.1.1 零件的作用 ...........................................................................................2 2.1.2 零件的工藝分析 ...................................................................................2 2.2 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 .............................................................................3 2.2.1 選擇毛坯 ...............................................................................................3 2.2.2 毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 .......................................................3 2.3 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) ..................................................................................................3 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 ...................................................................................3 2.3.2 加工方法的確定 ...................................................................................4 2.3.3 加工階段的劃分 ...................................................................................4 2.3.4 加工順序的安排 ...................................................................................4 2.3.5 工序的組合 ...........................................................................................4 2.3.6 擬定工藝路線 .......................................................................................5 2.4 工序設(shè)計(jì) .........................................................................................................5 2.4.1 機(jī)床工藝裝備選擇 ...............................................................................5 2.4.2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 ...........................................6 2.4.3 確定切削用量及時(shí)間定額 ...................................................................7 第 3 章 專用夾具設(shè)計(jì) ..................................................................................................13 3.1 問(wèn)題的提出 ....................................................................................................13 3.2 定位方案設(shè)計(jì) ................................................................................................13 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................13 3.2.2 定位元件的選擇 .................................................................................13 3.2.3 定位誤差分析 .....................................................................................13 3.3 夾緊方案設(shè)計(jì) ................................................................................................13 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 III 頁(yè) 3.3.1 夾緊力的確定 .....................................................................................13 3.3.2 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................................14 3.4 對(duì)刀導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì) ....................................................................................14 3.5 夾具體的設(shè)計(jì) ................................................................................................14 3.5.1 夾具體的設(shè)計(jì)要求 .............................................................................14 3.5.2 夾具體的確定 .....................................................................................14 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 ........................................................................15 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì) ..................................................................................................16 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................17 附 錄 1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 ............................................................................18 附 錄 2 機(jī)械加工工序卡片 ....................................................................................19 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 1 頁(yè) 第 1 章 緒 論 1.1 課題的目的和意義 機(jī) 械 制 造 業(yè) 是 制 造 具 有 一 定 形 狀 位 置 和 尺 寸 的 零 件 和 產(chǎn) 品 ， 并 把 它 們 裝 備 成 機(jī) 械 裝 備 的 行 業(yè) 。 機(jī) 械 制 造 業(yè) 的 產(chǎn) 品 既 可 以 直 接 供 人 們 使 用 ， 也 可 以 為 其 它 行 業(yè) 的 生 產(chǎn) 提 供 裝 備 ， 社 會(huì) 上 有 著 各 種 各 樣 的 機(jī) 械 或 機(jī) 械 制 造 業(yè) 的 產(chǎn) 品 。 我 們 的 生 活 離 不 開(kāi) 制 造 業(yè) ， 因 此 制 造 業(yè) 是 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 的 重 要 行 業(yè) ， 是 一 個(gè) 國(guó) 家 或 地 區(qū) 發(fā) 展 的 重 要 基 礎(chǔ) 及 有 力 支 柱 。 鉆 前 橫 架 上 螺 紋 孔 的 工 藝 分 析 ， 可 以 使 我 們 學(xué) 會(huì) 怎 樣 確 定 零 件 的 生 產(chǎn) 類 型 ， 怎 樣 擬 定 生 產(chǎn) 路 線 及 工 藝 文 件 的 編 制 。 其 中 工 藝 卡 片 的 繪 制 尤 為 重 要 。 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 主 要 是 夾 具 的 設(shè) 計(jì) 。 六 點(diǎn) 定 位 原 理 的 應(yīng) 用 在 此 得 到 應(yīng) 用 。 夾 緊 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 遵 循 夾 緊 力 的 基 本 原 則 ——作 用 點(diǎn) 、 方 向 、 大 小 。 夾 具 是 為 滿 足 機(jī) 械 加 工 工 藝 要 求 而 進(jìn) 行 的 一 種 工 裝 設(shè) 計(jì) ， 同 時(shí) 它 又 是 一 項(xiàng) 較 為 獨(dú) 立 的 生 產(chǎn) 實(shí) 用 技 能 。 本 課 程 的 學(xué) 習(xí) 需 要 有 機(jī) 床 、 刀 具 、 公 差 與 技 術(shù) 測(cè) 量 、 機(jī) 械 制 圖 、 工 程 材 料 及 熱 處 理 、 機(jī) 械 原 理 與 機(jī) 械 零 件 、 理 論 力 學(xué) 及 材 料 力 學(xué) 等 機(jī) 械 專 業(yè) 多 門 專 業(yè) 基 礎(chǔ) 課 程 做 支 撐 。 通 過(guò) 此 次 課 程 設(shè) 計(jì) 能 夠 掌 握 機(jī) 床 夾 具 的 基 本 理 論 知 識(shí) 和 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 方 法 ， 能 對(duì) 機(jī) 床 夾 具 進(jìn) 行 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 和 精 度 分 析 。 會(huì) 查 閱 有 關(guān) 夾 具 設(shè) 計(jì) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 、 手 冊(cè) 、 圖 冊(cè) 等 技 術(shù) 資 料 。 掌 握 機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) 的 一 般 方 法 ， 具 有 設(shè) 計(jì) 一 般 復(fù) 雜 程 度 夾 具 的 基 本 能 力 。 了 解 現(xiàn) 代 夾 具 設(shè) 計(jì) 的 一 般 知 識(shí) 。 1.2 本課題主要設(shè)計(jì)任務(wù) （ 1） 分 析 零 件 的 工 藝 ， 制 定 工 藝 過(guò) 程 卡 （ 2） 根 據(jù) 工 藝 路 線 制 定 工 序 卡 （ 3） 設(shè) 計(jì) 夾 具 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) ， 設(shè) 計(jì) 夾 具 方 案 （ 4） 繪 制 夾 具 裝 配 圖 和 夾 具 零 件 （ 5） 寫(xiě) 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 6） 寫(xiě) 夾 具 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 2 頁(yè) 第 2 章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè) 2.1 零件的分析 零 件 如 圖 2-1 所 示 ， 零 件 經(jīng) 鑄 造 后 前 面 需 要 粗 加 工 ， 用 立 式 銑 床 加 工 前 面 。 保 證 螺 紋 孔 的 位 置 度 。 底 面 要 求 不 允 許 有 凸 塊 等 缺 陷 。 其 余 表 面 均 為 鑄 造 面 ， 不 需 加 工 。 而 主 要 工 作 面 的 加 工 精 度 較 高 ， 但 也 可 以 在 正 常 的 生 產(chǎn) 條 件 下 ， 采 用 較 經(jīng) 濟(jì) 的 方 法 保 質(zhì) 保 量 的 加 工 出 來(lái) 。 所 以 ， 該 零 件 的 工 藝 性 較 好 。 圖 2-1 前橫架零件圖 2.1.1 零件的作用 主 要 是 起 到 支 撐 作 用 的 。 2.1.2 零件的工藝分析 各 加 工 表 面 工 藝 如 表 2-1 所 列 。 表 2-1 前 橫 架 零 件 技 術(shù) 要 求 表 加 工 表 面 尺 寸 mm 表 面 粗 糙 度 Ra/μ m 形 位 公 差 /mm 前 橫 架 前 面 25 前 橫 架 底 面 不 允 許 有 凸 塊 等 缺 陷 底 板 螺 紋 孔 M12 相 對(duì) 于 B 面 圓 度 誤 差 0.5 凸 起 螺 紋 孔 M12 相 對(duì) 于 C 面 圓 度 誤 差 0.1 墊 片 圓 槽 φ25 锪 平 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 3 頁(yè) 2.2 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2.2.1 選擇毛坯 由 于 前 橫 架 在 工 作 過(guò) 程 中 要 承 受 載 荷 ， 毛 坯 選 鑄 造 件 。 該 前 橫 架 的 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 生 產(chǎn) 。 2.2.2 毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 該 前 橫 架 采 用 熔 模 鑄 造 （ 硅 溶 膠 ） ， 其 材 料 為 灰 鑄 鐵 ， 所 以 公 差 等 級(jí) 選 4-6， 取 6.進(jìn) 而 由 表 確 定 鑄 件 尺 寸 公 差 為 0.58mm。 由 表 選 出 機(jī) 械 加 工 余 量 等 級(jí) 為 E。 又 查 得 鑄 件 的 機(jī) 械 加 工 余 量 為 0.4mm。 零 件 表 面 粗 糙 度 由 零 件 圖 可 知 ， 該 前 橫 架 加 工 表 面 的 粗 糙 度 Ra 等 于 25μm， 其 余 均 為 鑄 造 面 。 2.3 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定 為 基 準(zhǔn) 有 粗 基 準(zhǔn) 和 精 基 準(zhǔn) 之 分 ， 通 常 先 確 定 精 基 準(zhǔn) ， 然 后 再 確 定 粗 基 準(zhǔn) 。 2.3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇 根 據(jù) 該 前 橫 架 零 件 的 技 術(shù) 要 求 和 裝 配 要 求 ， 選 擇 前 橫 架 前 面 和 底 面 作 為 精 基 準(zhǔn) ， 以 此 來(lái) 加 工 底 板 上 4 個(gè) 螺 紋 孔 和 凸 起 上 1 個(gè) 螺 紋 孔 遵 循 了 “基 準(zhǔn) 統(tǒng) 一 ”原 則 。 2.3.1.2 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 作 為 粗 基 準(zhǔn) 的 表 面 應(yīng) 平 整 ， 沒(méi) 有 飛 邊 、 毛 刺 或 其 他 表 面 欠 缺 。 該 前 橫 架 選 擇 后 面 為 粗 基 準(zhǔn) ， 以 加 工 前 面 ， 為 后 續(xù) 工 序 準(zhǔn) 備 好 精 基 準(zhǔn) 。 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 4 頁(yè) 2.3.2 加工方法的確定 根 據(jù) 前 橫 架 零 件 圖 上 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 確 定 加 工 工 件 各 表 面 的 加 工 方 法 。 如 表 2-2 所 列 。 表 2-2 前 橫 架 各 面 尺 寸 精 度 、 表 面 粗 糙 度 、 加 工 方 案 表 2.3.3 加工階段的劃分 該 前 橫 架 的 加 工 階 段 可 分 為 粗 加 工 和 精 加 工 兩 個(gè) 階 段 。 在 粗 加 工 階 段 ， 首 先 將 精 基 準(zhǔn) （ 前 橫 架 前 面 和 底 面 ） 準(zhǔn) 備 好 ， 是 后 續(xù) 工 序 都 可 采 用 精 基 準(zhǔn) 定 位 加 工 ， 保 證 其 他 表 面 的 精 度 要 求 ； 然 后 粗 銑 前 橫 架 前 面 。 在 精 加 工 階 段 完 成 底 板 四 螺 紋 孔 以 及 凸 起 螺 紋 孔 和 墊 片 圓 槽 的 鉆 削 ， 再 用 絲 錐 攻 螺 紋 ， 進(jìn) 行 螺 紋 加 工 。 2.3.4 加工順序的安排 （ 1） 遵 循 “先 基 準(zhǔn) 后 其 他 ”原 則 ， 首 先 加 工 精 基 準(zhǔn) —前 橫 架 前 面 。 （ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 則 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。 （ 3） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 則 ， 先 加 工 前 面 ， 后 加 工 螺 紋 孔 以 及 墊 片 圓 槽 。 2.3.5 工序的組合 該 前 橫 架 選 用 工 序 集 中 原 則 安 排 加 工 工 序 。 該 零 件 的 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 加 工 表 面 尺 寸 精 度 等 級(jí) 表 面 粗 糙 度 Ra/μ m 加 工 方 案 前 橫 架 前 面 IT13 25 粗 銑 底 板 螺 紋 孔 M12 IT11 1.6 鉆 -絲 錐 攻 內(nèi) 螺 紋 凸 起 螺 紋 孔 M12 IT11 1.6 鉆 -絲 錐 攻 內(nèi) 螺 紋 墊 片 圓 槽 φ25 IT12 12.5 鉆 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 5 頁(yè) 生 產(chǎn) ， 可 采 用 萬(wàn) 能 型 機(jī) 床 以 專 用 工 、 夾 具 ， 以 提 高 生 產(chǎn) 率 ； 而 且 運(yùn) 用 工 序 集 中 原 則 是 工 件 的 裝 夾 次 數(shù) 少 ， 不 但 可 以 縮 短 輔 助 時(shí) 間 ， 而 且 在 一 次 裝 夾 中 加 工 了 許 多 孔 ， 有 利 于 保 證 各 孔 之 間 的 相 對(duì) 位 置 精 度 的 要 求 。 2.3.6 擬定工藝路線 在 綜 合 考 慮 上 述 工 序 順 序 安 排 原 則 的 基 礎(chǔ) 上 安 排 工 藝 路 線 如 表 2- 3 所 列 。 表 2-3 工 藝 路 線 表 2.4 工序設(shè)計(jì) 2.4.1 機(jī)床工藝裝備選擇 2.4.1.1 選 擇 機(jī) 床 工 序 1 選 用 立 式 銑 床 ， 型 號(hào) 為 X51。 其 他 工 序 選 用 立 式 鉆 床 ， 型 號(hào) Z525。 2.4.1.2 選 擇 夾 具 所有工 序 均 選 用 專 用 夾 具 。 2.4.1.3 選 擇 刀 具 銑 刀 選 擇 莫 氏 錐 柄 立 銑 刀 ， 莫 氏 錐 柄 號(hào) 為 2， 直 徑 d=18mm， l=32mm,L=117mm,齒 數(shù) z=6 粗 銑 留 余 量 1.5mm。 鉆 φ10.8mm 孔 ， 選 用 莫 氏 φ10.8 麻 花 鉆 . 攻 M12 螺 紋 ， 選 用 機(jī) 用 絲 錐 φ12mm 工 序 號(hào) 工 序 名 稱 機(jī) 床 設(shè) 備 刀 具 1 粗 銑 前 橫 架 底 面 立 式 銑 床 X51 直 柄 粗 加 工 立 銑 刀 2 锪 平 立 式 鉆 床 Z525 直 柄 麻 花 鉆 3 鉆 凸 起 螺 紋 孔 立 式 鉆 床 Z525 直 柄 麻 花 鉆 4 鉆 底 板 螺 紋 孔 立 式 鉆 床 Z525 直 柄 麻 花 鉆 5 攻 底 面 螺 紋 立 式 鉆 床 Z525 絲 錐 6 攻 凸 起 螺 紋 立 式 鉆 床 Z525 絲 錐 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 6 頁(yè) 2.4.1.4 選 用 量 具 銑 下 表 面 選 用 分 度 值 0.05mm 的 游 標(biāo) 卡 尺 進(jìn) 行 測(cè) 量 。 由 于 孔 加 工 選 用 的 是 標(biāo) 準(zhǔn) 的 麻 花 鉆 與 絲 錐 ， 故 不 需 用 量 具 進(jìn) 行 測(cè) 量 。 2.4.2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 2.4.2.1 工 序 1—前 橫 架 底 面 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 確 定 。 以 后 面 B 定 位 ， 粗 銑 前 面 A， 保 證 工 序 尺 寸 P， 如 圖 2-2 所 示 。 圖 2-2 粗 銑 余 量 圖 從 圖 2-2 中 知 P=22mm， Z 為 粗 銑 余 量 。 查 表 得 Z=0.4mm， 則 P+Z 為 鑄 造 面 基 本 尺 寸 設(shè) 為 P1=P+Z=22.4mm。 由 于 工 序 尺 寸 P1 是 在 粗 銑 加 工 中 保 證 的 ， 查 表 知 ， 粗 銑 工 序 的 精 度 等 級(jí) 可 達(dá) 到 A 面 的 最 終 加 工 要 求 IT13， 因 此 確 定 該 工 序 尺 寸 公 差 為 IT13， 其 公 差 值 為 0.33mm， 故 P1=（ 22.4±0.165） mm。 為 驗(yàn) 證 確 定 的 工 序 尺 寸 及 公 差 是 否 合 理 ， 還 需 對(duì) 加 工 余 量 進(jìn) 行 校 核 。 余 量 Z 的 校 核 Zmax=P1max－ Pmin=（ 22.4+0.165－ 22） mm=0.565mm Zmin=P1min－ Pmax =（ 22.4－ 0.165－ 22） mm=0.235mm 余 量 校 核 表 明 ， 所 確 定 的 工 序 尺 寸 公 差 是 合 理 的 。 所 以 工 序 尺 寸 及 公 差 為 P1= mm。 0.5623? 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 7 頁(yè) 2.4.2.2 工 序 4—底 板 螺 紋 孔 （ 4×M12） 的 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 公 差 的 確 定 查 表 知 ， 鉆 孔 余 量 為 1mm。 加 工 M12 的 螺 紋 孔 使 用 直 徑 為 11mm 的 麻 花 鉆 。 加 工 完 后 ， 用 絲 錐 攻 螺 紋 ， 即 得 到 M12 的 螺 紋 孔 。 2.4.3 確定切削用量及時(shí)間定額 切 削 用 量 包 括 背 吃 刀 量 ap， 進(jìn) 給 量 f 和 切 削 速 度 v。 確 定 順 序 是 先 確 定 ap， f， 再 確 定 v。 2.4.3.1 工序 1（銑底面）切削用量及基本時(shí)間的確定 （ 1） 切 削 用 量 本 道 工 序 為 粗 銑 下 表 面 。 已 知 加 工 材 料 為 HT200。 機(jī) 床 為 X51 銑 床 。 工 件 安 裝 采 用 專 用 夾 具 。 確 定 粗 銑 下 表 面 ， 留 余 量 1.5mm 的 切 削 用 量 。 選 刀 具 為 莫 氏 錐 柄 立 銑 刀 ， 莫 氏 錐 柄 號(hào) 為 3， 直 徑 d=28mm， l=45mm,L=147mm,（ 細(xì) ） 齒 數(shù) z=6 粗 銑 留 余 量 1.5mm。 前 角 為 0， 后 角 為 7 度 ， 刀 齒 斜 角 λs=-10， 主 刃 Κr=50， 過(guò) 渡 刃 Κrε=30， 過(guò) 渡 刃 寬 度 bε=1.5mm。 a） 確 定 背 吃 刀 量 ap， 粗 銑 單 邊 余 量 為 1.5mm， 顯 然 ap=1.5mm b） 確 定 進(jìn) 給 量 f 銑 床 的 功 率 為 4.5kw， 細(xì) 齒 銑 刀 確 定 f=0.12mm/Z 所 以 f=0.72mm/r。 c） 確 定 切 削 速 度 v 和 工 作 臺(tái) 每 分 鐘 進(jìn) 給 量 ， 根 據(jù) 公 式 計(jì) 算 。MZf （ 2-1） vpueyzxpmqvkafTdCv 式 中 ， ， ， ， ， ， ， m=0.25,25?vC7.0vq3.?vx2.0v5.?v3.v , , ,z=6, ,T=90min,d=28mm。8ea1pk1zf i/4.kzafTdCvvpueyxpmqvv 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 8 頁(yè) min/r03.142=8×9.10=πn 根 據(jù) X51 型 銑 床 主 軸 轉(zhuǎn) 速 表 ， 選 擇 n=125r/min=2.08r/s 則 實(shí) 際 切 削 速 度 v=0.18m/s,工 作 臺(tái) 每 分 鐘 進(jìn) 給 量 為 i90×6120=/.fMZ 根 據(jù) X51 型 銑 床 工 作 臺(tái) 進(jìn) 給 量 ， 選 擇 則 實(shí) 際 的 每 齒i/fMZ? 進(jìn) 給 量 校 驗(yàn) 機(jī) 床 功 率 。 根 據(jù) 計(jì) 算 公 式 銑 削 時(shí) 的 功 率 為zfz/7.? （ 2-2）10 =vFPCc （ 2-3） )(NkndzafFcwqueyzxpFcF?kzfCFcwqueyzxpFcF16.3? , KWvPCc02.1? X51 型 銑 床 的 功 率 為 4.5KW,故 所 選 切 削 用 量 可 以 采 用 ， 確 定 切 削 用 量 為 ， ， n=210r/min=2.08r/s， v=0.18mmin/07.=zf i/80=MZf /s （ 2） 基 本 時(shí) 間 （ 2-4） iflTMZ21j+= 式 中 m274=l , 26.1=+50tan.)8(×5.0=1 ?l m1=3l 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 9 頁(yè) 。 min64.38012.674j ???T 需 要 二 次 走 刀 Tj1=7.28min 本 工 序 時(shí) 間 為 T=15.56s 2.4.3.2 工序 2（锪 平 φ25 孔 ）的切削用量及基本時(shí)間的確定 （ 1） 切 削 用 量 圖 2-3 前 橫 架 零 件 圖 如 圖 2-3 所 示 ， 再 根 據(jù) 《 金 屬 機(jī) 械 加 工 工 藝 人 員 手 冊(cè) （ 第 三 版 ） 》 查 得 改 工 序 選 用 高 速 鋼 莫 氏 短 錐 柄 平 底 锪 鉆 。 P613 表 20-34 基 本 參 數(shù) 如 下 ： 锪 鉆 代 號(hào) d×d1=25×8 L=76 c=1.2 H=5 莫 氏 錐 柄 號(hào) 為 2， 材 料 為 高 速 鋼 。 由 《 金 屬 機(jī) 械 加 工 工 藝 人 員 （ 第 三 版 ） 》 p926 表 28-10 可 知 進(jìn) 給 量 f=0.78-0.96m/r 取 f=0.8mm/r 由 切 削 速 度 公 式 in/42.10vyzxpmvkfaTdCmi/r67.3=25×.1=πn 根 據(jù) 表 ， 搖 臂 鉆 床 的 轉(zhuǎn) 速 選 擇 n=125r/min， 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 v=9.82m/min （ 2） 锪 孔 基 本 時(shí) 間 s6.3i0.125×8.+4=1jfnlT 2.4.3.3 工 序 3（ 鉆 凸 起 上 的 孔 ） 切 削 用 量 及 時(shí) 間 定 額 （ 1） 切 削 用 量 本 工 序 為 鉆 孔 ， 倒 角 ， 再 攻 螺 紋 ， 鉆 孔 在 搖 臂 鉆 床 上 進(jìn) 行 加 工 ， 刀 具 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 10 頁(yè) 選 用 直 柄 短 麻 花 鉆 φ10.8， 材 料 為 高 速 鋼 。 攻 螺 紋 時(shí) 選 用 機(jī) 用 絲 錐 φ12。 鉆 φ10.8 孔 選 用 直 柄 短 麻 花 鉆 ， 材 料 為 高 速 鋼 ， 查 得 ： φ10.8 直 柄 短 麻 花 鉆 總 長(zhǎng) l=95mm， 溝 漕 L1=47mm。 鉆 孔 進(jìn) 給 f=0.52- 0.64mm/r， 取 f=0.6mm/r。 為 避 免 損 壞 鉆 頭 ， 當(dāng) 剛 要 鉆 穿 時(shí) 應(yīng) 該 停 止 自 動(dòng) 走 刀 ， 改 用 手 動(dòng) 走 刀 。 硬 質(zhì) 合 金 鉆 頭 鉆 削 不 同 材 料 的 切 削 用 量 可 知 ， 硬 質(zhì) 合 金 鉆 頭 鉆 削 灰 鑄 鐵 是 的 切 削 速 度 Vc 為 50-70mm/min， 取 Vc=60mm/min， 用 乳 化 液 做 冷 卻 液 。 轉(zhuǎn) 速 ： i/1798.1r??? 搖 臂 鉆 床 Z3025 選 轉(zhuǎn) 速 1600r/min， 則 實(shí) 際 切 削 速 度 V=54.29mm/min， 根 據(jù) 《 金 屬 機(jī) 械 加 工 工 藝 人 員 手 冊(cè) （ 第 三 版 ） 》 查 得 鉆 床 功 率 2.2kw， 以 最 終 確 定 該 工 序 的 切 削 用 量 為 ： f=0.6mm/r Vc=54.29m/min， N=1600r/min， Pc=2.2kw （ 2） 鉆 凸 起 孔 基 本 時(shí) 間 s15.60×.4+8+21jfllT 2.4.3.4 工 序 4（ 鉆 底 面 4 孔 ） 切 削 用 量 及 基 本 時(shí) 間 的 確 定 （ 1） 切 削 用 量 本 工 序 為 鉆 孔 ， 鉆 孔 在 搖 臂 鉆 床 上 進(jìn) 行 加 工 ， 刀 具 選 用 直 柄 短 麻 花 鉆 φ10.8。 鉆 φ10.8 孔 選 用 直 柄 短 麻 花 鉆 ， 材 料 為 高 速 鋼 ， 查 得 ： φ10.8 柄 麻 花 鉆 總 長(zhǎng) L=95 溝 漕 L1=47mm。 鉆 孔 進(jìn) 給 量 f=0.52-0.64mm/r， 取 f=0.6mm/r。 為 避 免 損 壞 鉆 頭 ， 當(dāng) 剛 要 鉆 穿 時(shí) 應(yīng) 該 停 止 自 動(dòng) 走 刀 ， 改 用 手 動(dòng) 走 刀 。 硬 質(zhì) 合 金 鉆 頭 鉆 削 不 同 材 料 的 切 削 用 量 可 知 ， 硬 質(zhì) 合 金 鉆 頭 鉆 削 灰 鑄 鐵 是 的 切 削 速 度 Vc 為 50-70mm/min， 取 Vc=60mm/min， 用 乳 化 液 做 冷 卻 液 。 轉(zhuǎn) 速 ： in/r17698.0×1=πn 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 11 頁(yè) 搖 臂 鉆 床 Z3025 選 轉(zhuǎn) 速 1600r/min 則 實(shí) 際 切 削 速 度 V=54.29mm/min 根 據(jù) 《 金 屬 機(jī) 械 加 工 工 藝 人 員 手 冊(cè) （ 第 三 版 ） 》 表 9- 5 查 得 鉆 床 功 率 2.2kw.所 以 最 終 確 定 該 工 序 的 切 削 用 量 為 ： f=0.6mm/r,Vc=54.29m/min,N=1600r/min,Pc=2.2kw （ 2） 基 本 時(shí) 間 s125.60×.4+8+21jfnlT Tj1=2.125s×4=8.5s 本 工 序 時(shí) 間 ： Tj=Tj1=8.5s 2.4.3.5 工序 5（攻四個(gè)孔的螺紋）的切削用量及基本時(shí)間的確定 （ 1）切削用量 攻 螺 紋 切 削 用 量 攻 螺 紋 選 用 M12 機(jī) 用 絲 錐 。 查 得 ： 絲 錐 公 稱 直 徑 d=12.0mm 螺 距 p=1.75mm,錐 柄 直 徑 d1=9.00mm,螺 紋 部 分 長(zhǎng) 度 l=29.0mm,總 長(zhǎng) L=89mm,方 頭 a=7.10mm,L2=10mm。 查 得 ： d=12,p=1.75,材 料 為 灰 鑄 鐵 攻 螺 紋 時(shí) 切 削 速 度 v=9.6m/min=160mm/s min/r6.254=1×.90πn 搖 臂 鉆 床 主 軸 轉(zhuǎn) 速 選 n=250r/min 所 以 v=9.42m/min 攻 螺 紋 的 切 削 用 量 為 f=1.75mm,n=250r/min,d=12,Pc=2.2kw （ 2） 基 本 時(shí) 間 Tj= = =0.09min=5.54s ifnl）（ 21?）（ 257.1.3?? Tj2=5.54×4=22.16s 本 工 序 時(shí) 間 ： Tj=Tj2=22.16s 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 12 頁(yè) 2.4.3.6 攻 凸 起 螺 紋 切 削 用 量 及 時(shí) 間 定 額 （ 1） 切 削 用 量 攻 螺 紋 選 用 M12 機(jī) 用 絲 錐 。 絲 錐 公 稱 直 徑 d=12.0mm， 螺 距 p=1.75mm， 錐 柄 直 徑 d1=9.00mm， 螺 紋 部 分 長(zhǎng) 度 L1=29.0mm， 總 長(zhǎng) L=89mm， 方 頭 a=7.10mm， L2=10mm。 查 得 ： d=12,p=1.75,材 料 為 灰 鑄 鐵 攻 螺 紋 時(shí) 切 削 速 度 v=9.6m/min=160mm/s min/r6.254=1×.90πn 據(jù) 表 搖 臂 鉆 床 主 軸 轉(zhuǎn) 速 選 n=250r/min， 所 以 v=9.42m/min， 攻 螺 紋 的 切 削 用 量 為 : f=1.75mm,n=250r/min,d=12,Pc=2.2kw （ 2)基 本 時(shí) 間 Tj2= = =0.09min=5.54s ifnl）（ 21+）（ 7.1.3?? 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 13 頁(yè) 第 3 章 專用夾具設(shè)計(jì) 3.1 問(wèn)題的提出 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)老師的分配鉆 4×M12 孔的鉆床夾具 3.2 定位方案設(shè)計(jì) 本工件未標(biāo)注公差，所以其為自由公差，精度要求不高。只需考慮考慮如 何提高生產(chǎn)效率上和位置度要求。 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 標(biāo)準(zhǔn)六點(diǎn)定位，以工件側(cè)面為定位基準(zhǔn)。 3.2.2 定位元件的選擇 采用兩個(gè)支撐條、和三個(gè)支撐釘來(lái)限制工件六個(gè)自由度。 3.2.3 定位誤差分析 此工件未加工表面作為定位基準(zhǔn)，存在基準(zhǔn)位置誤差。且定位基準(zhǔn)與工序 基準(zhǔn)不重合，存在基準(zhǔn)不重合誤差。 3.3 夾緊方案設(shè)計(jì) 3.3.1 夾緊力的確定 3.3.1.1 夾緊力方向的確定 夾緊力的方向?yàn)榇怪庇谥髦蚊娴姆较?，及作用于工件的厚度方向。且與 切削力方向相同有利于減小夾緊力。 3.3.1.2 夾緊力作用點(diǎn)確定 作用點(diǎn)在工件幾何中心也在主支撐中心，不會(huì)破壞定位，夾緊可靠。 3.3.1.3 切 削 力 夾緊力的確定 鉆削力 （3-1）6.08.2=HBDfF 鉆削力矩 6.0.91T? （3-2） 式中 6m????maxaxmin187491733???? 10.2fr??? 。得 0.8.6F261425N?19..Tx78.? 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 14 頁(yè) 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立 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。 3.3.2 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 采用簡(jiǎn)單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，其有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易；擴(kuò)力比大；自鎖性能好； 夾緊行程不受限制等優(yōu)點(diǎn)。且可滿足此工件夾緊要求。 3.4 對(duì)刀導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì) 本次夾具設(shè)計(jì)的是鉆孔夾具設(shè)計(jì)，采用鉆套進(jìn)行導(dǎo)向，可以保證加工孔的 位置度要求和精度要求。 3.5 夾具體的設(shè)計(jì) 3.5.1 夾具體的設(shè)計(jì)要求 在零件加工過(guò)程中，首先需要確認(rèn)的是表面加工時(shí)加工方法和加工方案， 然后，而就加工表面而言，還需要考慮到其他的加工中所存在的各個(gè)加工因素； （1 ）需要考慮到零件在加工時(shí)所加工表面的精確程度的要求和質(zhì)量的要求， 根據(jù)各加工表面的精確程度和技術(shù)要求，在選擇加工時(shí)候的方案以及需要分批 分次的對(duì)需加工表面進(jìn)行加工處理。 （2 ）依據(jù)生產(chǎn)時(shí)的類別類型來(lái)進(jìn)行區(qū)分選擇，例如；在大批量大規(guī)模的的 零件身產(chǎn)時(shí)，可以考慮使用效率比較高的設(shè)備對(duì)加工零件進(jìn)行加工；而在小批 量或者是單個(gè)加工零件驚醒加工時(shí)，則需要考慮到加工零件的技術(shù)要求而使用 相對(duì)應(yīng)的設(shè)備和加工發(fā)放和法案，這樣才可以物盡其用。 （3 ）要考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4 ）需要考慮到的不僅僅是生產(chǎn)工廠或者生產(chǎn)車間實(shí)際存在的問(wèn)題和客觀 因素，并且，也需要考慮到當(dāng)下時(shí)代不斷與日俱進(jìn)的機(jī)械加工方法和設(shè)備的不 斷更新交替，推行新的技術(shù)和新的技術(shù)水準(zhǔn)，提高工藝加工過(guò)程中的加工水平。 （5 ）除此之外，在機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中，還需要考慮到其它一些客觀存在的 條件和因數(shù)，例如；零件在加工時(shí)其表面對(duì)物理、機(jī)械方面的特定要求，工件 的外形等。 3.5.2 夾具體的確定 結(jié)合之前的分析，我們用 HT200 灰鑄鐵來(lái)作為夾具的材料。具體構(gòu)造如圖 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 15 頁(yè) 3-1 所示。 圖 3-1 夾 具 體 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 使用支撐板定位，采用簡(jiǎn)單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，其制造容易、夾緊可靠。同時(shí) 我們采用采用可換鉆套，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開(kāi)螺釘可以快速地?fù)Q下 鉆套。保證導(dǎo)向的精度。具體結(jié)構(gòu)如圖 3-2 所 示 。 圖 3-2 前 橫 架 專 用 夾 具 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 16 頁(yè) 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì) 通過(guò)本次的設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)?shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料 的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝 卡的制定、工藝過(guò)程的分析、機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué) 的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。 在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步， 加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序 的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間， 輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。其中，工序機(jī)床的進(jìn)給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度 需要計(jì)算并查手冊(cè)確定。 在夾具設(shè)計(jì)部分，首先需要對(duì)工件的定位基準(zhǔn)進(jìn)行確定，然后選擇定位元 件及工件的夾緊，在工件的夾緊上我選擇了勾頭壓板壓緊，定位選擇了一面兩 銷，它們有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，但都廣泛運(yùn)用在生產(chǎn)中。然后計(jì)算銑削力以及 夾緊工件需要的夾緊力，這也是該設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立 了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和 成功的喜悅。由于我的知識(shí)能力水品有限，這個(gè)設(shè)計(jì)還不是很完善。但是在設(shè) 計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 17 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 鄒青機(jī). 械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版，2004 [2] 馬壯，趙越超，馬修泉. 工程材料與成型工藝[M]. 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社， 2007 [3] 徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004 [4] 王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996 [5] 劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1994 [6] 龔定安.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,1992 [7] 虞戰(zhàn)峰. 基于不規(guī)則零件的加工工藝與夾具設(shè)計(jì)研究[J]. 橡塑技術(shù)與裝備,2017,(06):33- 35. 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[13] [陳昭榮. 定位誤差的分析計(jì)算 [J]. 寧夏工學(xué)院學(xué)報(bào),1997,(03):40-45. 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 18 頁(yè) 附 錄 1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 第 1 頁(yè) 零件圖號(hào) 共 1 頁(yè)學(xué)校名稱 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 零件名稱 前橫架 卡片編號(hào) 每臺(tái)件數(shù) 1 坯料種類 鑄件 坯料尺寸 247×54×64 坯料重量 公斤 單件凈重 公斤 單件工時(shí) 坯料材質(zhì) HT200 坯料制件數(shù) 1 材料利用率 % 單件毛重 公斤 工 藝 裝 備 工 序 號(hào) 車 間 設(shè) 備 刀具 量具 夾具 時(shí)間定額 鑄 鑄造 1 金工 粗銑前橫架前面 X51 直柄粗加工立銑刀 游標(biāo)卡尺（ 0.05mm） 專用銑夾具 15.56s 2 金工 锪平 φ25 Z525 直柄麻花鉆 專用鉆夾具 3.6s 3 金工 鉆凸起螺紋孔 M12，孔口倒角 1x45° Z525 直柄麻花鉆 專用鉆夾具 2.125s 4 金工 鉆底板螺紋孔 4xM12，孔口倒角 1x45° Z525 直柄麻花鉆 專用鉆夾具 8.5s 5 金工 攻底板螺紋 4x M12 Z525 絲錐 專攻螺紋夾 具 22.16s 6 金工 攻凸起螺紋 M12 Z525 絲錐 專攻螺紋夾 具 5.54s 備注 定額編制 工藝編制 車間代號(hào) 更 改 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 定額審核 工藝審核 批 準(zhǔn) 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 19 頁(yè) 附 錄 2 機(jī)械加工工序卡片 學(xué)校名稱 零件名稱 前橫架 第 1 頁(yè) 共 1 頁(yè) 車 間 機(jī)械加工工序卡片 零件圖號(hào) 工序號(hào) 4 設(shè)備名稱 立式鉆床 型號(hào) Z525 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT200 1 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 8.5 冷卻潤(rùn)滑液 乳化液 工人技術(shù)等級(jí) 工藝裝備 切削用量工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) 1 鉆 4XM12 孔 直柄麻花鉆 專用鉆夾具 23.5 0.2 18 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 工 藝 夾 具 設(shè) 計(jì) 第 20 頁(yè)