課程設(shè)計說明書題目： 搖臂座的機械加工工藝及夾具設(shè)計學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 專業(yè)（全稱）： 機械設(shè)計制造及其自動化指 導(dǎo) 教 師： 2016 年 6 月2搖臂座的機械加工工藝及夾具設(shè)計摘 要本文首先介紹了搖臂座的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設(shè)計，最后進行夾具設(shè)計。此次設(shè)計是對搖臂座的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鑄件，具有體積小，零件結(jié)構(gòu)簡單的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。關(guān)鍵詞：搖臂座，工藝分析 ，工藝規(guī)程設(shè)計 ，夾具設(shè)計AbstractThis article introduces the role and process analysis of the valve rocker arm bearing support,followed by determining blank size, and then proceed to order the design process, the final fixture design. What will be disgned is The machining process and fixture design of the Valve Rocker Arm Bearing support,which has the chatacteristics of three abstrcat.its components for castings, with a small size, simple structure and the characteristics of parts,because the surface is easier than the easy processing, point of order in the development process, the surface on the first processing , and then to surface as a benchmark to other processing, including the processes used special fixture, and its design is simple, convenient and can meet the requirements.KEYWORDS: Valve rocker arm bearing support, process analysis, Process design, fixture design4目錄摘 要2Abstract31 緒論52 搖臂座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計62.1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 .62.1.1 零件的作用 .62.1.2 零件的工藝分析 72.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 .82.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 82.2.1 選擇毛坯種類 82.2.2 確定毛坯尺寸及機械加工總余量 .92.2.3 設(shè)計毛坯圖 92.3 選擇加工方法，制定工藝路線 102.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 102.3.2 零件的表面加工方法的選擇 102.3.3 確定工藝路線 112.3.4 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 122.3.5 工序間加工余量的確定 .122.3.6 切削用量以及基本時間定額的確定 .133 夾具設(shè)計263.1 問題的提出 .263.2 夾具的設(shè)計 .263.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 263.2.2 定位誤差分析 .273.2.3 夾緊裝置的設(shè)計 .283.2.4 切削力及夾緊力的計算 .283.3 夾具裝配圖的繪制 29總結(jié)30參考文獻31致謝3251 緒論本次設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后而進行。此次的設(shè)計是對大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。其目的在于：1．鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗；2．加強我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；3．樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力；4．通過對搖臂座的機械制造工藝設(shè)計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。6．通過零件圖，裝配圖繪制，使我們對于 AutoCAD 繪圖軟件的使用能得到進一步的提高。本次設(shè)計的主要內(nèi)容為：首先運用 AutoCAD 軟件繪制搖臂座的二維零件圖，然后根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等確定生產(chǎn)類型，經(jīng)分析本次設(shè)計大批量生產(chǎn)。其次進行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法，搖臂座的材料為 HT200，擬采用以鑄造的形式進行毛坯的制造，并確定零件的機械加工工藝路線，完成機械加工工序設(shè)計，進行必要的經(jīng)濟分析。最后，對某道加工工序進行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計。62 搖臂座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定2.1.1 零件的作用本設(shè)計所設(shè)計的零件是柴油機中搖臂結(jié)合部的搖臂座，它是柴油機上氣門控制系統(tǒng)的一個重要零件。直徑為 18mm 的孔用來裝配搖臂軸，軸的兩端各安裝一進、排氣氣門搖臂。直徑為 16mm 的孔內(nèi)裝一個減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機。兩孔間距 56mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高，工作時會和軸相配合工作，起到支撐的作用，直徑 11 的孔用 M10 的螺桿與汽缸蓋相連，直徑 3 的孔用來排油，各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。圖 2.1 搖臂座零件圖72.1.2 零件的工藝分析通過對搖臂座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術(shù)要求齊全。通過對零件圖的詳細(xì)審閱，該零件的基本工藝狀況已經(jīng)大致掌握。主要工藝狀況如下敘述：零件的材料為 HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：1. R13 外圓的上端面以及與此孔相通的 通孔，粗糙度均為 12.5；1?2. 36mm 下端面，根據(jù)零件的總體加工特性，366mm 為整個機械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，粗糙度為 12.5，因此在制定加工方案的時候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出來；3. 外圓的前后端面，粗糙度為 12.5；前后端面倒 的角，粗糙度為28? ?451?12.5；以及 的通孔，在這里由于 通孔所要求的精度較高，因此該孔的的1616?加工是一個難點，其所要求的表面粗糙度為 1.64. 的前后端面，粗糙度為 2.5；前后端面倒 的角，粗糙度為 12.5；28? ?451?以及 的通孔， 的通孔同樣也是本零件加工一個比較重要的部分，觀察零1616件圖就可以知道， 的孔要求的表面粗糙度和位置精度和 的通孔一樣都是8?比較高的， 的通孔表面粗糙度為 1.6，孔的軸線與 36mm 的地面的平行度為?0.05；通過上面零件的分析可知，下端面和 上端面的表面粗糙度要求都不是很2?高，因此都不需要精加工來達(dá)到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主要的定位基準(zhǔn)面，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達(dá)到精度要求，再以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求?？偟目磥?，該零件并沒有復(fù)雜的加工曲面，屬于較為簡單的零件，所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證，簡單的工藝路線安排如下：將零件定位夾緊，加工出下端面以及 上端面，并鉆出 的通孔，2?1?8然后再以這先加工出來的幾個表面為基準(zhǔn)定位，加工出 和 的外圓端面，28?6并鉆出 這兩個精度要求比較高的孔。16?2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N 可按下式計算：(1%)abNQmab??式 中 -零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng)產(chǎn) 品 的 年 產(chǎn) 量 （ 臺 、 輛 /年 ） 每 臺 （ 輛 ） 產(chǎn) 品 中 該 零 件 的 數(shù) 量 （ 件 /臺 、 輛 ）-備 品 率 ， 一 般 取 2-4 廢 品 率 ， 一 般 取 0.37%根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。根據(jù)本零件的設(shè)計要求，Q=10000 臺，m=1 件/臺，分別取備品率和廢品率 3%和 0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得出 N=10351 件/年，零件質(zhì)量為0.27kg，根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 [3]表 1-3，表 1-4 可知該零件為輕型零件，本設(shè)計零件搖臂座的的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖2.2.1 選擇毛坯種類零件材料為 HT200，首先分析灰鑄鐵材料的性能，灰鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，因此其鑄造性能好，切削加工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇鑄造的方法；其次，觀察零件圖知，本設(shè)計零件尺寸并不大，而且其形狀也不復(fù)雜，屬于簡單零件，除了幾個需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不9去除材料的方法獲得，若要使其他不進行加工的表面達(dá)到較為理想的表面精度，可選擇砂型鑄造方法；再者，前面已經(jīng)確定零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可選擇砂型鑄造機器造型的鑄造方法，較大的生產(chǎn)批量可以分散單件的鑄造費用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂型鑄造機器造型的方法獲得。2.2.2 確定毛坯尺寸及機械加工總余量查閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 [3]表 2-1 按鑄造方法為砂型鑄造機器造型，零件材料為灰鑄鐵，查得鑄件公差等級為 CT8-CT12，取鑄件公差等級為 CT10。由于所查得的機械加工余量適用于機械加工表面 ， 的加1.6Ram??1.6a?工表面，機械加工余量要適當(dāng)放大。分析本零件，除了 的8?和外，沒有一個加工表面的表面粗糙度是小于 1.6 的，也就是所有的加1.6Ram??工表面 ，因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上.?所查得的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需經(jīng)過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機械加工過程的方便，除了孔以外的加工表面，將總的加工余量統(tǒng)一為一個值。如下表：表 2.1 毛坯尺寸及機械加工總余量表加工表面基本尺寸鑄件尺寸公差機械加工總余量鑄件尺寸上端面2?39m2.6 4 471.3?下端面 2.6 4前端面872.6 4 5.后端面2?3m2.6 4 413?前端面6162.2 4 2.后端面 2.2 4102.2.3 設(shè)計毛坯圖（1） 確定鑄造斜度 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 [13]表 2.2-6 本零件毛坯砂型鑄造斜度為 ～ 。035（2） 確定分型面 由于毛坯形狀對稱，且最大截面在中間截面，為了起模以及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移，所以選擇前后對稱中截面為分型面。（3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后進行機械加工前應(yīng)當(dāng)做時效處理。2.3 選擇加工方法，制定工藝路線2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序，夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。分析本零件，根據(jù)搖臂座零件圖，本零件時帶有孔的形狀比較簡單的零件，孔以及孔 均為零件設(shè)計基準(zhǔn)，均可選為定位基準(zhǔn)，而且孔孔 設(shè)計精度較16? 16?高（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)） ，工序?qū)才胚@兩個孔在最后進行，為遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因此選擇先進行加工的 孔和加工后的底面作為精基準(zhǔn)，在該1?零件需要加工的表面中，由于外圓面上有分型面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，應(yīng)選 外圓端面及未加工的下端面為粗基準(zhǔn)。28?2.3.2 零件的表面加工方法的選擇根據(jù)本零件圖上所標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 [13]表 1.4-7，表 1.4-8，通過對各加工表面所對應(yīng)的各個加工方案的比較，最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表：表 2.2 搖臂座各加工表面方案需加工表面 尺寸精度等級表面粗糙度 Ra/m?加工方案11上端面2?IT14 12.5 m?粗銑36mm 下端面 IT12 6.3 粗銑→半精銑前端面8IT11 3.2 粗銑→半精銑后端面2?IT11 3.2 m?粗銑→半精銑前端面6IT14 12.5 粗銑后端面 IT14 12.5 粗銑通孔1?IT14 12.5 m?鉆通孔0.6?IT8 1.6鉆→擴→粗鉸→精鉸2.3.3 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎(chǔ)上，確定了該搖臂座零件的工藝路線如下：工序Ⅰ：鑄造； 工序Ⅱ：清砂，檢驗；工序Ⅲ：時效處理 HBS187-220工序Ⅳ：以下底面以及 外圓端面定位，粗銑上端面； 28?工序Ⅴ：以粗銑后的 上端面 A 以及 外圓端面定位，粗銑下底面；半精銑下28?底面；工序Ⅵ：以加工后的下端面，36mm 底座左端面以及 端面定位，鉆 通孔；28?1?工序Ⅶ：以加工后的 內(nèi)孔表面，以加工后的 36mm 下端面以及 后端面定位，1? 28粗銑 前端面，粗銑 前端面，半精銑 前端面； 2826工序Ⅷ：以加工后的 內(nèi)孔表面，以加工后的下端面以及 前端面定位，粗?銑 后端面，粗銑 后端面，半精銑 后端面；6?8?28工序Ⅸ：以加工后的 內(nèi)孔表面 H，以加工后的 36mm 下端面， 端面定位,1 2812鉆→擴→粗鉸→精鉸 通孔，并倒角；0.2716??工序Ⅹ：以加工后的 內(nèi)孔表面，以加工后的下端面， 端面定位, 鉆→擴28?→粗鉸→精鉸 通孔，并倒角；0.1?工序Ⅺ：鉗工去毛刺，清洗；工序Ⅻ：終檢2.3.4 加工設(shè)備及工藝裝備選擇查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 [13]所選擇的加工工藝裝備如下表所示：表 2.3 搖臂座加工工藝裝備選用工序號 機床設(shè)備 刀具 量具工序Ⅰ 鑄 游標(biāo)卡尺工序Ⅱ 檢 游標(biāo)卡尺工序Ⅲ 熱處理（免填）游標(biāo)卡尺工序Ⅳ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺工序Ⅴ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺工序Ⅵ 鉆 立式鉆床 Z525 直柄麻花鉆 11?卡尺、塞規(guī)工序Ⅶ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺工序Ⅷ 銑 臥式銑床 X61 硬質(zhì)合金端銑刀 游標(biāo)卡尺工序Ⅸ 鉆 TX617 臥式鏜床麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀內(nèi)徑千分尺，塞規(guī)工序Ⅹ 鉆 TX617 臥式鏜床麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀內(nèi)徑千分尺，塞規(guī)工序Ⅺ 鉗游標(biāo)卡尺工序Ⅻ 檢 直柄麻花鉆 3?（免填） 內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡尺、塞規(guī)2.3.5 工序間加工余量的確定查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 [3]表 2-28，表 2-35，并綜合對毛13坯尺寸以及已經(jīng)確定的機械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表：表 2.4 機械加工工序間加工余量表工序號工步號工步內(nèi)容 加工余量/mm工序Ⅳ 1 粗銑上端面 41 粗銑 36mm 下底面 3工序Ⅴ2 半精銑 36mm 下底面 1工序Ⅵ 1 鉆 通孔1?111 粗銑 前端面2832 粗銑 前端面64工序Ⅶ3 半精銑 前端面?11 粗銑 后端面242 粗銑 后端面83工序Ⅷ3 半精銑 后端面?11 鉆 通孔15172 擴孔至 .80.853 粗鉸至 9?0.09工序Ⅸ4 精鉸至 16H0.061 鉆 通孔5152 擴孔至 .8?0.853 粗鉸至 190.10工序Ⅹ4 精鉸至 6H0.05142.3.6 切削用量以及基本時間定額的確定工序Ⅵ 粗銑上端面（1） 切削深度 。4pam?（2） 進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)1D1L所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 》[2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz??。0.21/fr??（3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。cv計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計基礎(chǔ)651028/min3.4nr??教程》 [3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際25.86/i10cv（4）基本時間的確定 銑削常用符號如下：z——銑刀齒數(shù)——銑刀每齒的進給量， mm/zzf——工作臺的水平進給量，mm/minMz——工作臺的進給量，mm/min，f Mzfn?——銑削寬度，mmea——銑削深度，mmpd——銑刀直徑，mm查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-28 得此工序機動時間計算公式：1512jMzllTf??根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量 =Mf。0.2150/minzfn????根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=22mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?。1290.6min48jMzlTf???工序Ⅴ 加工下端面1.工步一 粗銑 36mm 下底面 C（1）切削深度 。3pam?（2）進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒1D1L數(shù) z=10，根據(jù)所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz??。0.21/fmr??（3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。cv計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教651028/min3.4nr??程》 [3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際 253.14806/mincv???（4） 基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量=Mf0.2150/inzn???根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=36mmf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?16。12430.8minjMzlTf???2.工步二 半精銑 36mm 下底面（1）切削深度 。1pam?（2）進給量的確定 此工序選擇 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒1D1L數(shù) z=10，根據(jù)所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,取 fz=0.10mm/r，。0.1/fmr??（3）切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 5-157=124m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)cv124095/min3.8nr??課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 [3]機床主軸轉(zhuǎn)速表，確定 n=490r/min，再計算實際切削速度 4903.1823/mincv???（4）基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=490r/min，工作臺進給量=Mf0.1490/inzn?根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=36mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?12430.8minjMzlTf???工序Ⅵ 鉆 通孔1?（1） 切削深度 。pam?（2） 進給量和切削速度的確定 選硬質(zhì)合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下：，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》1,42,9dL[2]表 5-134， ，取 ，0.8~.6/fr?0.1/fmr?17，取 ，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉(zhuǎn)速50~7/mincv?60/incv?，查立式鉆床 Z525 主軸轉(zhuǎn)速表，取613/i3.4nr?n=1360r/min，計算實際切削速度， 。1360.417/mincv??（3） 基本時間的確定，首先查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-26，查得鉆削機動時間計算公式， ， ，nflTj???21 )2~1(cot1???D=（1~4 ） ，2l鉆孔深度 ， ， ，所以39lm?1l25l?.in34.06721??nfTj工序Ⅶ 粗銑以及半精銑端面1.工步一 粗銑 前端面28?（1） 切削深度 。3pam?（2） 進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒1D1L數(shù) z=10，根據(jù)所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz??。0.21/fmr??（3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。cv計算主軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計651028/min3.4nr??指導(dǎo)教程》 [3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際。25.86/i10cv（4）基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-28 得此工18序機動時間計算公式： 12jMzllTf??根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量 =Mf。0.2150/minzfn????根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=28mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?。12350.7min48jMzlTf???2. 工步二 粗銑 前端面26?（1） 切削深度 。4pam?（2） 進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)1D1L所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 》[2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz??。0.21/fr??（3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。計算主cv軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教651028/min3.4nr??程》 [3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際。2.6/i10cv（4） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-28 得此工序機動時間計算公式：1912jMzllTf??根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量 =Mf0.2150/minzfn????根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=26mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?1230.7min48jMzlTf???3. 工步三 半精銑 前端面28?（1） 切削深度 。1pam?（2） 進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)1D1L所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 》[2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz??。0.21/fr??（3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。計算主cv軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教651028/min3.4nr??程》 [3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際。2.6/i10cv（4） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-28 得此工序機動時間計算公式： 12jMzllTf??20根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量 =Mf0.2150/minzfn????根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=28mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?12350.7min48jMzlTf???工序Ⅷ 粗銑以及半精銑端面1. 工步一 粗銑 后端面26?（1） 切削深度 。4pam?（2） 進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm ， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)所1D1L選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 》 [2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 。0.29/zfmz??0.21/fmr??（3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。計算主軸cv轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》651028/in3.4nr??[3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際 。253.14806/mincv???（4） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-28 得此工序機動時間計算公式： 12jMzllTf??根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量 =Mf0.2150/minzfn????21根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=26mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?1230.7min48jMzlTf???2. 工步二 粗銑 后端面28?（1） 切削深度 。3pam?（2） 進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm ， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)所1D1L選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 》 [2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 。0.29/zfmz??0.21/fmr??（3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。計算主軸cv轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》651028/in3.4nr??[3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際 。253.14806/mincv???（4） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-28 得此工序機動時間計算公式： 12jMzllTf??根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量 =Mf0.2150/minzfn????根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=28mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?12350.7min48jMzlTf???223.工步三 半精銑 后端面28?（1） 切削深度 。1pam?（2） 進給量的確定 此工序選擇 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm， =70mm，d=27mm，L=36mm， =30mm，齒數(shù) z=10，根據(jù)1D1L所選擇的 X61 臥式銑床功率為 4KW,查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 》[2]表 5-146，得 取 fz=0.20mm/r 0.29/zfmz??。0.21/fr??（3） 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為 HT200,硬度 HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]表 30-23，選擇切削速度 =65m/min。計算主cv軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計基礎(chǔ)教程》651028/min3.4nr??[3]表 4-18 得 n=255r/min，然后計算實際 。253.14806/mincv???（4） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-28 得此工序機動時間計算公式： 12jMzllTf??根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速 n=255r/min，工作臺進給量 =Mf0.2150/minzfn????根據(jù)機床說明書取 =480mm/min；切削加工面 L=28mmMf根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 [10]，表 30-9 查得 =7，12l?12350.7min48jMzlTf???工序Ⅹ 鉆→擴→粗鉸→精鉸 的孔6?1. 工步一 鉆 的通孔15?23（1） 切削深度 。15pam?（2） 進給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》115,69,4dll??[2]表 5-134，查得， ，取 ，查得0.8~.6/fmr0.1/fmr?， ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速0~7/mincv/incv，查《機械加工工藝師手冊》 [10]表 10-2，查6123/i3.45nr??TX617 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再計算實際切削速度10/ir?。0.47/in1cv?（3） 基本時間的確定 首先查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-26，查得鉆削機動時間計算公式， ， ，nflTj???21 )2~1(cot1????D=（1~4 ） ，鉆孔深度 ， ， ，見《機械加工工藝師手冊》2l 16lm?13l24l[10]表 28-42，所以 .min17.02???nfTj2. 工步二 擴孔至 15.8?（1） 切削深度 。0pam?（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表5-87，確定擴孔鉆為 YG8 硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，選，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指117.5,8,20dll???南》 [2]表 5-128，查得 ，取 ，再查《機械.9~/fmr0.9/fmr?加工工藝師手冊》 [10]表 28-33，確定 ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算52/incv主軸轉(zhuǎn)速， ，查《機械加工工藝師手冊》 [10]5210/i3.4.8nr??表 10-2，查 TX617 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再計算實際10/ir?24切削速度 。103.45.89/mincv???（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 [3]表 2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式： ，nflTj???21， ，擴通孔長度 ，)2~1(cot211?????dDl 4lm?126,43ll?見《機械加工工藝師手冊》表 28-42，.in23.0121?nflTj3. 工步三 粗鉸至 5.9?（1） 切削深度 。0pam?（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表5-93，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》16,70,52dLl???[2]表 5-136，查得進給量 ，取 ，因為此工.~04/fmr0.2/fmr?步為粗鉸，查得 ，取 ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算68/incv6/incv主軸轉(zhuǎn)速 ，查《機械加工工藝師手冊》 [10]表0193.4nr??10-2，查 TX617 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)10/ir?速計算實際的切削速度 。03.465mn1cv??（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 [3]表 2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式： ，nflTj???21， ，擴通孔長度 ，)2~1(cot211?????dDl 4lm?126,3ll?見《機械加工工藝師手冊》 [10]表 28-42，25.min2.0121????nflTj4. 工步四 精鉸至 67H?（1） 切削深度 。0.5pa?（2） 進給量和切削速度的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表5-93，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀，參數(shù)如下，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表16,95,60dmLlm??5-136，查得進給量 ，取 ，因為此工步為.2~4/fr0.2/fmr?精鉸，查得 ，取 ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)1/incv6incv速 ，查《機械加工工藝師手冊》 [10]表 10-2，查609.3.4nr??TX617 臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表，取 ，再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計算實際125/ir?的切削速度 。1253.46.8mn0cv?（3） 基本時間的確定 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-26，得擴孔，鉸孔工序下的機動時間計算公式： ，nflTj???21， ，擴通孔長度 ，)2~1(cot211?????dDl 4lm?126,43ll?見《機械加工工藝師手冊》 [10]表 28-42，.in04.12531???nflTj工序Ⅺ 鉆 偏 內(nèi)孔3?0（1） 切削深度 pam?（2） 進給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表13,6,3dll??265-134，查得， ，取 ，查得0.4~.8/fmr?0.5/fmr?， ，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速40~6/incvm?incv，查 Z525 立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表，取12/i3.nr?，再計算實際切削速度 。/ir 1360.412.8/incvm???（3） 基本時間的確定 首先查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 [2]表 2-26，查得鉆削機動時間計算公式， ， ，nflTj??21 )2~1(cot1???D=（1~4 ） ，鉆孔深度 ， ， ，見《機械加工工藝師手2l 39lm?1l24l?冊》 [10]表 28-42，所以 .min3.0136??nfTj273 夾具設(shè)計由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，故需要設(shè)計專用夾具。3.1 問題的提出本次設(shè)計選擇設(shè)計工序Ⅶ 鉆→擴→鉸孔、 的夾具。該工序加工的精1.06??度要求較高，粗糙度要求 1.6，平行度要求 0.05。工夾具設(shè)計應(yīng)首先滿足這些要求，并保證較高的生產(chǎn)效率，還應(yīng)考慮夾具零件制造的工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟性，加工過程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，夾具體應(yīng)具有較好的剛性。3.2 夾具的設(shè)計3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)圖紙要求，為保證加工質(zhì)量，工序基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計基準(zhǔn)相同。選擇底面作為基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)面是底平面，定位面為環(huán)行突臺面，限制 3 個自由度，孔采用定位銷定位，由于通過孔夾緊，定位銷與夾緊件拉桿做成整體。限制 2 個自由度，還有一個繞孔軸線旋轉(zhuǎn)自由度，采用一個可調(diào)支承，支承于 圓柱端面，除限制8?自由度達(dá)到完全定位外，還能提高夾具系統(tǒng)剛性。283.2.2 定位誤差分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的三分之一，或滿足 裝夾+ 對定+ 過程≤T，即可認(rèn)為定位方??案符合加工要求。對于本次設(shè)計的夾具，需要保證的尺寸要求：中心距由鉆模板上兩鉆套的中心距保證?？着c底面的距離靠鉆模板與 3 個定位支承保證，3 個尺寸都是以工件底面為基準(zhǔn)的，基準(zhǔn)不重合誤差為 0。導(dǎo)向裝置的設(shè)計：導(dǎo)向裝置主要是鉆模板，導(dǎo)向元件是鉆套，加工中需要鉆→擴→鉸 3 個工步，為減少裝夾時間，減少輔助時間，鉆套選擇快換鉆套，鉆套與鉆模板連接需要有襯套。當(dāng)需要換鉆套時，只需要將鉆套逆時針旋轉(zhuǎn)到鉆套的削平邊，即可以取出鉆套?？鞊Q鉆套。見圖 4-2： 29、3.2.3 夾緊裝置的設(shè)計 根據(jù)夾緊力方向的原則（1） ，夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置。（2） ，夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??；（3） ，夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。根據(jù)夾緊力作用點的原則（1） ，夾緊力的作用點應(yīng)正對夾具定位支承元件或位于支承元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)；（2） ，夾緊力的作用點應(yīng)在工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理布局夾緊點位置等措施來實現(xiàn)；（3） ，夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減小工件的夾緊力，防止加工過程產(chǎn)生振動。3.2.4 切削力及夾緊力的計算3.2.4.1 切削力的計算：刀具為高速鋼錐柄麻花鉆，直徑 d=16mm，f=0.26mm/r，查表 2—32《切削用量簡明手冊》鉆孔的軸向力計算公式： fYFZckdC0?其中 =365.9， ZF=1.0，YF=0.8 ， =0.94 帶入公式fk=1873 N94.026.19.3658??鉆孔 至 的軸向力：0?430=1639 N94.026.149.3658.0.???CF3.2.4.2 夾緊力的確定：分析工件夾具中的受力情況：切削力方向為孔的軸線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由定位面與定位元件之間的摩擦力平衡切削軸向力，定位面板材料為鑄鐵，工件材料為鑄鐵，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表 1—10，摩擦系數(shù)為 0.5 。由《理論力學(xué)》第 6 版p110 公式： NsFf??式中 為摩擦力， 為靜摩擦因素， 為正壓力，帶入式ssfNF得：= =3746 N，則實際夾緊力 F=K ，K 為安全系數(shù)。NF5.01873K= 42kk?查《機床夾具設(shè)計手冊》 ，表 1-2-1、表 1-2-2： 2.10?k.1k0.12?k.13?.4K=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0=1.44F=1.44×3746=5394N3.3 夾具裝配圖的繪制夾具的具體各部分設(shè)計完成后，將夾具裝配圖畫于 A0 圖紙上，見附圖。該夾具是用于精加工的，裝配完成后，安裝在鉆床的工作臺上，安裝后要檢查安裝是否存在誤差，如有應(yīng)設(shè)法消除，以免造成加工誤差。將手柄置于保壓位置，保持活塞位置不動，到加工完成。加工完成后，將手柄置于松開位置，松開工件，取下球形開口墊圈，然后就可以取下工件。夾具的維護：夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套。