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I課程設(shè)計說明書課 題：前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝及夾具設(shè)計專 業(yè)：學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時 間： II摘 要本設(shè)計是基于前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。前鋼板彈簧吊環(huán)零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以前鋼板彈簧吊環(huán)的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個加工過程均選用組合機(jī)床。夾具選用專用夾具，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：前鋼板彈簧吊環(huán)零件；工藝；夾具；全套圖紙加 153893706IIIABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: parts; fixture;IV目 錄摘 要 .IIABSTRACTIII第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 11.1 零件的分析 11.1.1 零件的作用 11.1.2 零件的工藝分析 11.2 確定毛坯的制造形式 11.3 前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝措施 21.3.1 孔和平面的加工順序 21.3.2 孔系加工方案選擇 21.4 前鋼板彈簧吊環(huán)加工定位基準(zhǔn)的選擇 21.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 21.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 21.5 前鋼板彈簧吊環(huán)加工主要工序安排 21.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 41.7 確定切削用量及基本工時 5第 2 章 鉆擴(kuò) Φ22 孔夾具設(shè)計 132.1 定位基準(zhǔn)的選擇 132.2 切削力及夾緊力的計算 132.3 夾具的導(dǎo)向 142.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 162.5 鉆模板 .172.6 定位誤差的分析 .172.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 18總 結(jié) 21致 謝 22參考文獻(xiàn) 235第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是前鋼板彈簧吊環(huán)。前鋼板彈簧吊環(huán)的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工質(zhì)量會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車前鋼板彈簧吊環(huán)主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能因此前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。1.1.2 零件的工藝分析由前鋼板彈簧吊環(huán)零件圖可知。它的外表面上有 3 個平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為 2 組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：1. 以?44mm端面和中間外圓為基準(zhǔn)加工面 這一組加工面包括：一個的?22mm孔以及對其倒角，和各個端面 2. 以Φ22孔和端面為中心的加工面，這組加工面主要是其余各孔及其槽和寬64mm的2個Φ44外圓的內(nèi)側(cè)面 1.2 確定毛坯的制造形式零件材料為 35#，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)6度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。1.3 前鋼板彈簧吊環(huán)加工工藝措施由以上分析可知。該前鋼板彈簧吊環(huán)零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于前鋼板彈簧吊環(huán)來說，加工過程中的主要問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。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.3.1 孔和平面的加工順序前鋼板彈簧吊環(huán)類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工前鋼板彈簧吊環(huán)上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。前鋼板彈簧吊環(huán)的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。前鋼板彈簧吊環(huán)零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.3.2 孔系加工方案選擇前鋼板彈簧吊環(huán)孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系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。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機(jī)床。1.4 前鋼板彈簧吊環(huán)加工定位基準(zhǔn)的選擇1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；（2）保證裝入前鋼板彈簧吊環(huán)的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以前鋼板彈簧吊環(huán)的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證前鋼板彈簧吊環(huán)孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證前鋼板彈簧吊環(huán)在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從前鋼板彈簧吊環(huán)零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是前鋼板彈簧吊環(huán)的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c前鋼板彈簧吊環(huán)的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊7以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。1.5 前鋼板彈簧吊環(huán)加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。前鋼板彈簧吊環(huán)加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到前鋼板彈簧吊環(huán)加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于前鋼板彈簧吊環(huán)，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。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c??908及 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(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方案一1. 鑄造2. 時效處理3. 銑 Φ44 的兩外圓端面；4. 鉆擴(kuò) Φ22 孔；5. 粗銑，半精銑 Φ44 的兩內(nèi)圓端面；6. 半精銑 Φ44 的兩外圓端面；7. 粗銑 Φ10.5 外圓端面；8. 鉆擴(kuò) Φ10.5 的孔；9. 半精銑 Φ10.5 的兩外圓端面；10. 粗銑寬度為 4mm 的開口槽；11. 粗銑另一寬度為 4mm 的槽；12. 終檢方案二工序Ⅰ：鍛造。工序Ⅱ：退火處理工序Ⅲ：銑 Φ44 的 2 外圓端面工序Ⅳ：粗銑，半精銑 Φ44 的 2 內(nèi)圓端面工序Ⅴ：鉆，擴(kuò) Φ22 孔工序Ⅵ：半精銑 Φ44 的 2 外圓端面8工序Ⅶ：粗銑 Φ10.5 外圓圓端面工序Ⅷ：鉆，擴(kuò) Φ10.5 的孔工序Ⅸ：半精銑 Φ10.5 孔的 2 外圓端面工序 X：粗銑寬度為 4mm 的開口槽工序 XI：粗銑另一端寬度為 4mm 槽工序 XII：清洗工序 XIII：檢驗(yàn)，入庫方案一和方案二的區(qū)別在于，方案一在加工外44m的2側(cè)面后，及時的加工了Φ22的孔，這樣可以利用加工好的Φ22孔作為定位基準(zhǔn)，加工其他的工序，這樣為后續(xù)的工序提供了基準(zhǔn)，提高了加工效率，適合于批量生產(chǎn)，而方案二則不能達(dá)到這樣的效果，因此綜合考慮我們選擇方案一。工藝路線選擇方案一:13. 鑄造14. 時效處理15. 銑 Φ44 的兩外圓端面；16. 鉆擴(kuò) Φ22 孔；17. 粗銑，半精銑 Φ44 的兩內(nèi)圓端面；18. 半精銑 Φ44 的兩外圓端面；19. 粗銑 Φ10.5 外圓端面；20. 鉆擴(kuò) Φ10.5 的孔；21. 半精銑 Φ10.5 的兩外圓端面；22. 粗銑寬度為 4mm 的開口槽；23. 粗銑另一寬度為 4mm 的槽；24. 終檢1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： “吊環(huán)-后鋼板彈簧”零件材料為 35#，硬度 HBS 為 149～187，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 銑 兩外圓端面4m?考慮其加工表面粗糙度要求為 ，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)《機(jī)械加6.3Ram?9工工藝手冊》表 2.3-5，取 2Z=5 已能滿足要求m（2） 銑 孔 2 個外圓端面10.5?考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》50Ra?表 2.3-5，取 2Z=3 已能滿足要求。（3） 加工 孔 2m?其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根1.6a?據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 19?擴(kuò)孔： 2Z=32mm(4) 加工 孔0.5其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，兩步，根據(jù)12.5Ra?《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 9m?擴(kuò)孔： 2Z=1.810.5m(5) 銑寬度為 4 的開口槽考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》50Ra?表 2.3—48，取 2Z=4 已能滿足要求。m1.7 確定切削用量及基本工時工序(1) ：銑 ?44 兩外圓端面機(jī)床：銑床 X52K刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) ，細(xì)齒數(shù)63dm?6Z?10Z?（1） 、粗銑銑削深度 ：wa3每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 30-13，取f 0.8/famZ?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表 30-23，取 ，V (2~4)inV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： 式（2-1）n01Vd??10取 =30, =63 代入公式（2-1）得：V0dn13(1~2)/min.46r???根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 11-4，取 169/minr?實(shí)際銑削速度 ：V?03.143.4d????工作臺每分進(jìn)給量 ： 式（2-2）mfzwfn取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Z169m?19.2/i??取 /inf根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm?刀具切入長度 ：130?刀具切出長度 ：2l走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ： 式（2-3）jt12jmlf??取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60l13l2l801jt.5in8?以上為銑一個端面的機(jī)動時間，故本工序機(jī)動工時為 12.12.3mijt??工序(2) ：鉆擴(kuò) ?22 孔工件材料為 35#，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm。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——Φ22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆。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 ，f 0.47~.5/fmr?表由于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld?.9lfk?11。查 Z525 立式鉆床說明書，取(0.47~.5)0.942~.51/f mr???表。3/mr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'1.75/fmr?機(jī)構(gòu)允許的軸向力 （由機(jī)床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給max6FN量 ?！?.8/fr?由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。f'f“f2）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v mP入法得：，17/inm?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5mkW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/in07.2(/in)???表 ''01./i16n rd?表查 Z525 機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為：95/mir095/in4/mi110rv???由表 28-5， ，故.6MFTk4732.6()FN51.9054.8m?????3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P'/)Mnk表（.2(261.kWW機(jī)床有效功率 ' 4.50.835E mPkP?????故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，019dm0.3/fr19/inr14/inv相應(yīng)地， ，56FN?54.8T?.05mkW?（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)床說明書，取f??::表 （ 0.78） /r0.7=9./r=0.57mm/r。122）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-33，取 。修正系vn 25/minv?表數(shù)：，0.8mvk?1.0pavk故 '5/i0.812/invm??表' '1)nd?表 （./in(4.7)286/ir查機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為275/ir?301vdn????3/min102./i??（4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔： ， ， ，019d?.43/fr95/minr?14/inv?擴(kuò)孔： ， ， ，057272.35) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =1.28min6043.?工序 6：鉆，擴(kuò) 孔10.5m?機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、（1） 、鉆 孔9?切削深度 ：pa4.5m?進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 28-10，取f (0.2~.8)/fmr?由于本零件在加工 孔時屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則3?(0.2~.8)0.75/(0.165~.2)/f rr???根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 28-13，取 0.2/fmr?取切削速度 24/minV13取 =24, =9 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n012489/min3.Vrd????冊》表 9-3，取 72/mir實(shí)際切削速度 ： ?0.14721.8/inn被切削層長度 ：l48?刀具切入長度 ： 1刀具切出長度 ： 2l3m走刀次數(shù)為 1取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l?0.2f7n?機(jī)動時間 ：jt1483.8min.jfn????以上為鉆一個孔的機(jī)動時間，故本工序機(jī)動工時為?120.38.76mijt???（2） 、擴(kuò) 孔5?切削深度 ：pa.進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 28-30，f(0.5~6).7(035~.42)/f mr???參照《機(jī)械加工工藝師手冊》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》表 28-31，取V 25inV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n012578/in3.41.Vrd????手冊》表 9-3 取 72/mir實(shí)際切削速度 ： ?052.4/min110n根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 28-42被切削層長度 ：l48?14刀具切入長度 1l8m?刀具切出長度 ： 23走刀次數(shù)為 1取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48l?l2l?0.4f72n?機(jī)動時間 ：1jt183.19mijlf????以上為擴(kuò)一個孔的機(jī)動時間，故本工序機(jī)動工時為 120.9.38minjt???工序 7:半精銑 孔端面5?機(jī)床：銑床 X52K刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)50d?6Z?銑削深度 ：pa1.wm每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 30-29，取f 0.8/famZ?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表 30-29，取 ，V 24/inV取 =24, =50 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n012415/min3.Vrd????冊》表 11-4，取 69/mir實(shí)際銑削速度 ：?0.4692.5/in1n取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa?6Zw?工作臺每分進(jìn)給量 ：mf0.8619./mizfn??取 /inmf根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 60lm?刀具切入長度 ：130?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 115取 ， ， , 代入公式（2-3）得：60lm?13lml2?80f機(jī)動時間 ：jt1631.5injf???以上為銑一個端面的機(jī)動時間，故本工序機(jī)動工時為 12.52.3injt???工序 8： 粗銑寬度為 4mm 的開口槽機(jī)床：銑床 X52K刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80dm?20Z?4L銑削深度 ：wa2每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 30-13，取f 0.5/famZ?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表 30-23，取 ，V (2~4)inV取 =30, =63 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n013120/min.48Vrd????冊》表 11-5，取 8/mir實(shí)際銑削速度 ：?03.52.8/in1n取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.5fa?2Zw8?工作臺每分進(jìn)給量 ：mf0.51/mizfn??根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 2lm?刀具切入長度 ：130?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1取 ， ， , 代入公式（2-3）得：0l?3l2l?18mf機(jī)動時間 ：1jt1032.4injf???16第 2 章 鉆擴(kuò) Φ22 孔夾具設(shè)計2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。采用 Φ44 的兩外圓端面為基準(zhǔn)，限制 3 個自由度，然后 3 面各用擋銷定位能限制 3 個自由度。2.2 切削力及夾緊力的計算鉆削力 6.08.2HBDfF?鉆削力矩 91T式中： 2Dm????231875323minaxmax ????15.0???rf?0.80.6621.7FN?1.923T??本套夾具采用移動壓板夾緊，移動壓板主要靠移動壓板上的螺母來實(shí)現(xiàn)夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可知該機(jī)構(gòu)屬于單個螺旋夾緊。由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表 1-2-20 到表 1-2-23 可查得0''3510430.29)WNtg??????（查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26 可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLz式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?其中： 3()Lm?)(8N?螺旋夾緊力： 04.W該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計算易得： KW??由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。172.3 夾 具 的 導(dǎo) 向在 鉆 床 上 加 工 孔 時 ， 大 都 采 用 導(dǎo) 向 元 件 或 導(dǎo) 向 裝 置 ， 用 以 引 導(dǎo) 刀 具 進(jìn) 入 正確 的 加 工 位 置 ， 并 在 加 工 過 程 中 防 止 或 減 少 由 于 切 削 力 等 因 素 引 起 的 偏 移 ，提 高 刀 具 的 剛 性 ， 從 而 保 證 零 件 上 孔 的 精 度 ， 在 鉆 床 上 加 工 的 過 程 中 ， 導(dǎo) 向裝 置 保 證 同 軸 各 孔 的 同 軸 度 、 各 孔 孔 距 精 度 、 各 軸 線 間 的 平 行 度 等 ， 因 此 ，導(dǎo) 向 裝 置 如 同 定 位 元 件 一 樣 ， 對 于 保 證 工 件 的 加 工 精 度 有 這 十 分 重 要 的 作 用 。確 定 引 導(dǎo) 元 件 (鉆 套 的 類 型 及 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 )為 能 迅 速 、 準(zhǔn) 確 的 確 定 刀 具 與 夾 具 的 相 對 位 置 ， 鉆 夾 具 上 都 應(yīng) 該 設(shè) 置 引 導(dǎo) 刀具 的 元 件 ——鉆 套 。 鉆 套 一 般 安 裝 在 鉆 模 板 上 ， 鉆 模 板 與 夾 具 體 連 接 ， 鉆 套 與工 件 之 間 留 有 排 屑 空 間 ， 如 圖 3.2-1 所 示 。 因 工 件 批 量 小 又 是 單 一 鉆 孔 工 序 ，所 以 此 處 選 用 固 定 鉆 套 。圖 3.2-1 固 定 鉆 套主 要 尺 寸 有 《 機(jī) 床 夾 具 零 、 部 件 》 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) GB/T2262-91 選 取 鉆 孔 時 如 表3.2-1表 3.2-1 固 定 鉆 套 標(biāo) 準(zhǔn) 尺 寸181.鉆 套 的 尺 寸 、 公 差 配 合 的 選 擇鉆 套 內(nèi) 徑 基 本 尺 寸 =引 導(dǎo) 刀 具 的 最 大 極 限 尺 寸1） 鉆 套 內(nèi) 徑 基 本 尺 寸 ： 鉆 頭 、 擴(kuò) 孔 鉆 ， 鉸 刀 是 標(biāo) 準(zhǔn) 化 定 尺 寸 刀 具 ， 所 以 內(nèi)徑 刀 與 刀 具 按 基 軸 制 選 。 鉆 套 與 刀 具 之 間 按 一 定 的 間 隙 配 合 ， 以 防 刀 具 使 用 時 咬孔 或 長 使 一 般 根 據(jù) 刀 具 精 度 選 套 孔 的 公 差 ： 鉆 （ 擴(kuò) 孔 ） 選 F7， 粗 鉸 G7， 精 鉸G6。 若 引 導(dǎo) 的 是 刀 具 導(dǎo) 柱 部 分 不 是 切 削 部 分 ， 可 按 孔 制 選 取 ：H7/f7， ,H7/g6， ,H6/g5 等 。2） 鉆 套 高 度 H：H=（ 1~3） D 斜 孔 H=（ 4~6） DH 過 長 ， 磨 損 嚴(yán) 重 由表 1.5-1 可 查 得 ： 鉆 套 高 度 H 取 20mm3） 排 屑 空 間 ： h 措 鉆 套 底 部 與 工 件 表 面 之 間 的 空 間 。 h 過 大 要 引 偏 ， 過 小不 能 排 屑 .鑄 鐵 ： S=（ 0.3~0.7） D 小 孔 取 小 值鋼 ： S=(0.7~1.5) D 大 孔 取 大 值斜 孔 ： S=（ 0~0.2） D 19所 以 排 屑 空 間 h 為 30mm4） 材 料 ：性 能 要 求 ： 高 硬 度 ， 耐 磨常 用 材 料 ： T10A T12A CrMn 或 20 滲 碳 淬 火D≤ 10mm CrMnD25mm T10A T12A HRC58~64D≥ 25mm 20 滲 碳 淬 火 HRC58~64因 此 ， 本 處 采 用 材 料 T10A,熱 處 理 :T10A HRC58~64。因 鉆 孔 φ 6.5H9； 由 表 1.5-1 可 查 得 ：鉆 套 內(nèi) 徑 為 φ 6.5F7；外 徑 為 φ 12D6；麻 花 鉆 選 用 φ 6.5f6鉆 套 軸 線 對 基 面 的 垂 直 度 允 差 為 0.02mm導(dǎo) 向 元 件 包 括 刀 桿 的 導(dǎo) 向 部 分 和 導(dǎo) 向 套 。在 這 套 鉆 床 夾 具 上 用 的 導(dǎo) 向 套 是 鉆 套 。鉆 套 按 其 結(jié) 構(gòu) 可 分 為 固 定 鉆 套 ， 可 換 鉆 套 ， 快 換 鉆 套 及 特 殊 鉆 套 。因 此 套 鉆 夾 具 加 工 量 不 大 ， 磨 損 較 小 ， 孔 距 離 精 度 要 求 較 高 ， 則 選 用 固 定鉆 套 。 如 圖 4.2。 直 接 壓 入 鉆 模 板 或 夾 具 體 的 孔 中 。圖 4.2 鉆 套鉆 模 板 與 固 定 鉆 套 外 圓 一 般 采 用 H7/h6的 配 合 。 且 必 須 有 很 高 的 耐 磨 性 ，材 料 選 擇 20Mn2。 淬 火 HRC60。 我 選 擇 的 鉆 套 :12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相 同 的 ， 為 了 防 止 定 位 銷 與 模 板 之 間 的 磨 損 ， 在 模 板 定 位 孔 之 間 套 上 兩 個固 定 襯 套 。 選 取 的 標(biāo) 準(zhǔn) 件 代 號 為 12*18 GB2263-1980。 材 料 仍 選 取 T10A， 淬火 HRC60。 公 差 采 用 H7/p6的 配 合 。2.4 鉆 孔 與 工 件 之 間 的 切 屑 間 隙鉆 套 的 類 型 和 特 點(diǎn) :1、 固 定 鉆 套 ： 鉆 套 直 接 壓 入 鉆 模 板 或 夾 具 體 的 孔 中 ， 鉆 模 板 或 夾 具 體 的 孔與 鉆 套 外 圓 一 般 采 用 H7/n6 配 合 ， 主 要 用 于 加 工 量 不 大 ， 磨 損 教 小 的 中 小 批 生產(chǎn) 或 加 工 孔 徑 甚 小 ， 孔 距 離 精 度 要 求 較 高 的 小 孔 。202、 可 換 鉆 套 ： 主 要 用 在 大 批 量 生 產(chǎn) 中 ， 由 于 鉆 套 磨 損 大 ， 因 此 在 可 換 鉆 套和 鉆 模 板 之 間 加 一 個 襯 套 ， 襯 套 直 接 壓 入 鉆 模 板 的 孔 內(nèi) ， 鉆 套 以 F7/m6 或F7/k6 配 合 裝 入 襯 套 中 。3、 快 換 鉆 套 ： 當(dāng) 對 孔 進(jìn) 行 鉆 鉸 等 加 工 時 ， 由 于 刀 徑 不 斷 增 大 ， 需 要 不 同 的導(dǎo) 套 引 導(dǎo) 刀 具 ， 為 便 于 快 速 更 換 采 用 快 換 鉆 套 。4、 特 殊 鉆 套 ： 尺 寸 或 形 狀 與 標(biāo) 準(zhǔn) 鉆 套 不 同 的 鉆 套 統(tǒng) 稱 特 殊 鉆 套 。鉆 套 下 端 面 與 工 件 表 面 之 間 應(yīng) 留 一 定 的 空 隙 C， 使 開 始 鉆 孔 時 ， 鉆 頭 切 屑刃 不 位 于 鉆 套 的 孔 中 ， 以 免 刮 傷 鉆 套 內(nèi) 孔 ， 如 圖 4.3。圖 4.3 切 屑 間 隙 C=(0.3～ 1.2)d。在 本 次 夾 具 鉆 模 設(shè) 計 中 考 慮 了 多 方 面 的 因 素 ， 確 定 了 設(shè) 計 方 案 后 ， 選 擇 了C=8。 因 為 此 鉆 的 材 料 是 鑄 件 ， 所 以 C可 以 取 較 小 的 值 。2.5 鉆 模 板在 導(dǎo) 向 裝 置 中 ， 導(dǎo) 套 通 常 是 安 裝 在 鉆 模 板 上 ， 因 此 鉆 模 板 必 須 具 有 足 夠 的剛 度 和 強(qiáng) 度 ， 以 防 變 形 而 影 響 鉆 孔 精 度 。 鉆 模 板 按 其 與 夾 具 體 連 接 的 方 式 ，可 分 為 固 定 式 鉆 模 板 、 鉸 鏈 式 鉆 模 板 、 可 卸 式 鉆 模 板 、 滑 柱 式 鉆 模 板 和 活 動 鉆 模板 等 。在 此 套 鉆 模 夾 具 中 選 用 的 是 可 卸 式 鉆 模 板 ， 在 裝 卸 工 件 時 需 從 夾 具 體 上 裝 上 或卸 下 ， 鉆 模 板 在 夾 具 體 上 采 用 定 位 銷 一 面 雙 孔 定 位 ， 螺 栓 緊 固 ， 鉆 模 精 度 較 高 。[4]2.6 定位誤差的分析為了滿足工序的加工要求，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????21與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ????由參考文獻(xiàn)[5]可得：⑴定位誤差 ： 11minDWd????2i 2min. DdJarctgL?????其中：，10.52Dm??20D??，d .3dm， in?in4⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inmaxyj??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Mj?5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw???從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明22由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。23總 結(jié)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們課程設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。24致 謝這次課程設(shè)計使我收益不小，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時，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)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計。這次課程設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，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)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(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)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。25參考文獻(xiàn)[1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，111134。[2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)［Ｍ］ 。機(jī)械工業(yè)出版社，111115。[3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計［Ｍ］ 。機(jī)械工業(yè)出版社，111111。[4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊［Ｍ］ 。北京出版社，111134。[5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。[6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊［Ｍ］ ?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。[7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，111115。[8] [周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計指導(dǎo)[M] ，北京：中國建材工業(yè)出版社，2540。[11] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，111134。[10] 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2540。[11] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，11184。 [12] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，111111。[11] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量[M]，中國計量出版社，2540：11-111。[14] [王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M] ，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2540。[15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，25HT200：4-17