K211-支架加工工藝和鉆Φ6孔夾具設(shè)計帶圖紙

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1 設(shè)計（論文） 題 目 支架零件的機(jī)械加工工藝及（6）夾具設(shè)計 所屬系部 機(jī)械工程系 所屬專業(yè) 機(jī)械設(shè)計與制造 所屬班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 2 摘 要 本文是對支架零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛 坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝 文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對填料箱蓋零 件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化， 并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容 是設(shè)計（6）孔夾具。 關(guān)鍵詞：支架，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要.................................................................................................................................................2 ABSTRACT........................................................................................................................................3 目 錄.................................................................................................................................................4 1 緒 論...............................................................................................................................................6 2 零件的分析.....................................................................................................................................7 2.1 零件的工藝分析 .............................................................................................................................................7 2.2 零件的工藝要求 .............................................................................................................................................7 3 工藝規(guī)程設(shè)計.................................................................................................................................8 3.1 加工工藝過程 .................................................................................................................................................8 3.2 確定各表面加工方案 .....................................................................................................................................8 3.2.1 考慮因素 .................................................................................................................................................8 3.2.2 加工方案的選擇 .....................................................................................................................................9 3.3 確定定位基準(zhǔn) .................................................................................................................................................9 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ..........................................................................................................................................9 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ................................................................................................................................10 3.4 工藝路線的擬訂 ..........................................................................................................................................10 3.4.1 工序的合理組合 ..................................................................................................................................10 3.4.2 工序的集中與分散 ..............................................................................................................................11 3.4.3 加工階段的劃分 ..................................................................................................................................11 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ..................................................................................................................12 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................................................14 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ..........................................................................................................................15 3.5.2 零件的偏差計算 ..................................................................................................................................15 3.6 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） ..................................................................................................16 4 鉆 6 的孔夾具設(shè)計...................................................................................................................24 4.1 概述 ...............................................................................................................................................................24 4.2 方案設(shè)計 .......................................................................................................................................................24 4.3 定位基準(zhǔn)的選擇 ...........................................................................................................................................24 4.4 切削力計算 ...................................................................................................................................................24 5 4.4 夾緊力的計算 ...............................................................................................................................................26 4.5 定位誤差分析 ...............................................................................................................................................28 4.6 導(dǎo)向裝置設(shè)計 ...............................................................................................................................................29 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .......................................................................................................................30 4.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 .......................................................................................................................31 總 結(jié).................................................................................................................................................33 參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................................34 致謝...................................................................................................................................................35 1 緒 論 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)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(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)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強(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 相對于機(jī)床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們 的研究對機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是： 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； 完成專用夾具的設(shè)計。 通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主 要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的 設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、 批量生產(chǎn)情況來選取氣缸夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。 7 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 支架是一個很重要的零件，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，此外還有支架端面要求加工，對精度要求也很高。零件的底 面、中心孔 38 孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其中心孔有同軸度公6.1Ra 差要求因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，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 零件的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，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，同時使加工的勞動量最小。 而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師 要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。 圖 2.1 零件零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、 小頭孔、小孔。 以平面為主有： 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；2.3Ra 支架小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。 8 孔系加工有： 38 粗、精鏜加工，其表面粗糙度為 ；2.3Ra 小孔鉆鉸加工 2.3Ra 零件毛坯的選擇鑄造，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 ，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。因其年產(chǎn)量是中批13m 量生產(chǎn)。 上面主要是對零件零件的結(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)計提供了必要的 準(zhǔn)備。 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、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，對于零件來說，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)系以各尺寸精 度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度 要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，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，同時使加工的勞動量最小。設(shè) 計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的加工工藝來說，應(yīng)選 擇能夠滿足平面孔系和孔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) 選擇價格較低的機(jī)床。 3.2.1 考慮因素 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。 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(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，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 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 9 由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時也應(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。 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。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選 擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度 為 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車半精 車淬火粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn)3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精銑（ ） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR 由參考文獻(xiàn) 3表 2.111 確定，40H7 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選擇孔 的加方案序?yàn)椋捍昼M精鏜。 小孔鉆鉸孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊?，所以我們采用鉆擴(kuò)鉸的加工方法。6.1Ra 小頭端面的加工方法是： 因孔兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑精銑。. 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，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符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 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、外形對稱、少裝夾 等。 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。 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。 10 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，能保證零件在整個加工過 程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底 面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 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)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、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表面，而且保證了各外圓表 面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。 例如：對淬火后的齒輪磨齒，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，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在 無心磨床上磨外圓等，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)計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過 程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精 基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個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 兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以?的孔為加工基準(zhǔn)。38 選擇精基準(zhǔn)的原則時，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 工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個 工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平 面。 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。 11 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、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)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(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，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 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，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生 產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個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)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復(fù)雜的專用設(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，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生 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809c: 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 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，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。 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，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn) 面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個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)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采 用復(fù)雜的專用設(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。 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機(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，工藝路線長，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)類型。加工要求和工廠的具體情況 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，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生 12 產(chǎn)。 由于近代計算機(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，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 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)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修 補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時。 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，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為 IT11IT12。粗糙度 為 Ra80100m。 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為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m。 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 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。 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的。在實(shí)際生活中，對于剛性好，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，在滿足加 工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必 須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，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的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 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 慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂三 13 個加工工藝路線方案。 方案一： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗鏜 38 孔 4、精鏜 38 孔 5、銑削 46 端面 6、銑削 34 端面 7、銑削 54 左端面 8、銑削 54 右端面 9、銑削左凸臺 10、銑削右凸臺 11、銑削支架小端頂部凸臺 12、鉆支架小端頂部孔 6 13、鉆沉頭孔 14、鉆 14 孔 15、倒角 14 孔 16、終檢 17、清洗入庫 方案二： 1、鑄造 2、時效處理 3、銑削 46 端面 4、銑削 34 端面 5、銑削 54 左端面 6、銑削 54 右端面 7、銑削左凸臺 8、銑削右凸臺 9、銑削支架小端頂部凸臺 10、粗鏜 38 孔 11、精鏜 38 孔 12、鉆支架小端頂部孔 6 13、鉆沉頭孔 14、鉆 14 孔 14 15、倒角 14 孔 16、終檢 17、清洗入庫 加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中， 以便裝夾、安裝工件。 再看后面的鏜孔、銑孔工序，方案把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而 方案都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計專用夾具時也可以減 少工件的安裝次數(shù)。 方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔后再鉆各凸臺面小孔。這樣鉆孔后導(dǎo)致孔內(nèi)的粗 糙度受到影響。 方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝 工件。 由以上分析：具體的工藝過程如下表： 工序號 工 序 內(nèi) 容 10 按圖鑄造零件 20 去應(yīng)力退火處理 30 以 A 面為粗基準(zhǔn)，銑 B 面 40 以 B 面為精基準(zhǔn)，銑 A 面 50 以 A 面為基準(zhǔn)，鉆 22 的孔 60 以 A 面為基準(zhǔn)，擴(kuò) 22 的孔 70 以 A 面為基準(zhǔn)，鉸 22 的孔并倒角 1*45 80 以 22 孔為精基準(zhǔn)，粗鏜 38 的孔 90 以 22 孔為精基準(zhǔn)，半精鏜 38 的孔 100 以 22 孔為精基準(zhǔn)，精鏜 38 的孔并倒角 1*45 110 以 38 孔為精基準(zhǔn)，銑 C 面 120 以 C 面為精基準(zhǔn)，鉆 2-14 的孔并倒角 1*45 15 130 以 22 孔為精基準(zhǔn)，鉆 6 的孔并倒角 1*45 140 去毛刺 150 檢驗(yàn) 160 入庫 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的鍛造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)， 采用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于鑄造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)計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱， 盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 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，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，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一 定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 零件的偏差計算 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。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 1119。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查3可知其 粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m 精銑：由參考文獻(xiàn)3表 2.359，其余量值規(guī)定為 。 參照參考文獻(xiàn)3表 32，325,2.313 和參考文獻(xiàn)15表 18，可以查得： 鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1IT.5Raum2.0 16 擴(kuò)孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。10IT3.2Raumm084. 鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8163 孔 40H7 粗鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。3I .5.9 精鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。TuRa0 根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴(kuò)、鉸三個工序，而大頭孔加工分為粗鏜、 精鏜二個工序完成，各工序余量如下： 鉆孔 22 參照參考文獻(xiàn)3表 2.347，表 2.348。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆擴(kuò)鉸 3.6 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 工序 30：以 A 面為粗基準(zhǔn)，銑 B 面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.4-81，取Zaf/18.0VsmV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn in/370r 實(shí)際銑削速度 ： 式（1.2）V snd/2.114.0 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768. 工作臺每分進(jìn)給量 ： m min/39.smf ：根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.4-81,a a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31((5.021aDl m98.24603 17 取 ml251 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl 工序 40：以 A 面為粗基準(zhǔn)，銑 B 面 機(jī)床：銑床 KX52 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.4-81，取Zaf/18.0VsmV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn in/370r 實(shí)際銑削速度 ： 式（1.2）V snd/2.114.0 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768. 工作臺每分進(jìn)給量 ： m min/39.smf ：根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.4-81,a a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31((5.021aDl m98.24603 取 ml21 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 18 機(jī)動時間 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621mjfl 工序 50、60、70：鉆、擴(kuò)、鉸22 孔 工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm，公差為 H7，表面粗糙度 。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1.6aRm 孔19mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔21.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高 速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔22mm 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)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 28-10 可查出f ，由于孔深度比 ， ，故0.47.5/fmr表 0/3/21.6ld.9lfk 。查 Z525 立式鉆床說明書，取()0.942.51mr表 。.3/f 根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 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 （由機(jī)床說明書查出） ，1.75/fr max15690FN 根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給量 。1.8/fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。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v mP 法得： ，17/inm表 4732N表 ，5.69NM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。 由楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 28-3， ， ，故0.8vk.lv17/in.72(/in)v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 19 /)mMPnk表（1.25(92461.05kWW 機(jī)床有效功率 ..83E mkP 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，02dm0.43/fr195/inr14/inv 相應(yīng)地 ， ，516FN.8T.0mkW 切削工時 被切削層長度 ：l90 刀具切入長度 ：1 117(2)05.962rDlctgkctg 刀具切出長度 ： 取lm4ml32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ： jt960.5in.31jLfn （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，取f::表 （ 0.78） m/r0.7=49.56m/r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 28-33，取vn 。修正系數(shù)：5/inv表 ，0.8mvk1.02pavk 故 /mi0.812./in表 1)vd表 （ ./in(4.7)286/ir 查機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為275/ir301vdn 3./min102/i 切削工時 20 被切削層長度 ：l90m 刀具切入長度 有：11 21.79()20.8632rDdlctgkctgm 刀具切出長度 ： ，取l42l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ：2jt903.16in.75jLfn （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 28-36，f ，按該表注 4，進(jìn)給量取小植。查 Z525 說明書，取 。.26fm表 1.6/fmr 2）確定切削速度 及 由楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 28-39，取vn 。由8./iv表 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk0.9pavk 故 ./i0.897.14/min表 1()nvd表 7.4/in(25)95/mir 查 Z525 說明書，取 ，實(shí)際鉸孔速度10/ir30vdn 325/in7.8/min 切削工時 被切削層長度 ：l90 刀具切入長度 ，1021.7()20.92rDdlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取ml4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ：3jt90.0.7in1jLnf （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： ， ， ，019dm.4/fr95/inr14/minv 擴(kuò)孔： ， ， ，2.7057m27n2.3 鉸孔： ， ， ，01.6/f10/i8/i 21 工序 80、90、100：粗鏜、半精鏜、精鏜 38 孔 機(jī)床：鏜床 T68 刀具：高速鋼刀具 VCWr418 （1）粗鏜 孔m3 切削深度 ：pa. 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，切削f m20 深度為 。因此確定進(jìn)給量2rmf/6.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66，取V in/15/.sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01150./in3.4Vdi6r 實(shí)際切削速度 ： 6.2ns 工作臺每分鐘進(jìn)給量 ：mf mi/3.f 被切削層長度 ：l19 刀具切入長度 ： tgtgkarp 4.520)32( 刀具切出長度 ： 取2l5l 行程次數(shù) ：i1 機(jī)動時間 ：1jt min79.0136.1921mjf （2）半精鏜 孔m38 切削深度 ：pa1 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66。因此確定進(jìn)給fap 量 rf/4.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66，取V min/21/35.0sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01218.6/min3.47.Vrd84r 實(shí)際切削速度 ： 0.ns 工作臺每分鐘進(jìn)給量 ：mf i/3.f 被切削層長度 ：l19 刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.520)2( 刀具切出長度 ： 取2l53l 行程次數(shù) ：i1 22 機(jī)動時間 ：1jt min85.016.3451921mjfl （3）精鏜 孔8 切削深度 ：pa0.4 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66。因此確定進(jìn)f .pa 給量 r/4.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66，取V min/21/35.0sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0138.6/min.4Vrd84r 實(shí)際切削速度 ： 0.ns 工作臺每分鐘進(jìn)給量 ：mf i/38.f 被切削層長度 ：l19 刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.520)2( 刀具切出長度 ： 取2l53l 行程次數(shù) ：i1 機(jī)動時間 ：jt in85.16.34192mjfl 工序 110： 以 38 孔為精基準(zhǔn)，銑 C 面 銑削深度 ：pa2 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VWr418mD636Z 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.4-81，取Zmaf/15.0VsV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（ 1.2）有：V smdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff 9.60/465. 工作臺每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 23 刀具切入長度 ：精銑時1l mDl631 刀具切出長度 ：取2 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動時間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機(jī)動時間 in59.03.6.01jjjtt 工序 120：以 38 孔為精基準(zhǔn)，鉆 2-14 的孔并倒角 1*45 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆 頭。 進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.441，取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.4867.3/min312vrd 按照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 3.131，取 630/inr 所以實(shí)際切削速度 ： .1260.5dns 切削工時 被切削層長度 ：l42m 刀具切入長度 ：1 17()105.962rDlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取2l4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ： jt60.5in.3jLfn 工序 130：以 22 孔為精基準(zhǔn)，鉆 6 的孔并倒角 1*45 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 4.39，選硬質(zhì)合金錐柄麻花 鉆頭 切削深度 ：pam3 根據(jù)楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 查得：進(jìn)給量 ,切削34.20.2/fmr 速度 。sV/36.0 24 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，min/14764.3010rdV 按照楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊表 3.131，取 。160/inr 實(shí)際切削速度 ：v..5/100Dns 切削工時 被切削層長度 ：l3m 刀具切入長度 ：1 6(2)1242rctgkctgm 刀具切出長度 ： 取 。2l4l3 加工基本時間 ： jt1204.in.6jLlfn 4 鉆 6 的孔夾具設(shè)計 4.1 概述 在機(jī)床對零件進(jìn)行機(jī)械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上 占有正確的位置，然后通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件正確位置固定不動，這一任務(wù)就是由夾具 來完成。 對于單件、小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但由 于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費(fèi)時間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率 低。 本零件屬于大量生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度，提高生 產(chǎn)效率，設(shè)計專用夾具就顯得非常必要。 4.2 方案設(shè)計 方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步，方案設(shè)計的好、壞將直接 影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度 25 不能達(dá)到設(shè)計要求，因此必須慎重考慮。 設(shè)計方案的擬定必須遵循下列原則： 1、定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確和可靠，符合六位定位原理。 2、夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。 3、夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低 4.3 定位基準(zhǔn)的選擇 我們采用已經(jīng)加工好的孔及其端面作為定位基準(zhǔn)，孔和端面共限制 5 個自由度，這樣還有 一個旋轉(zhuǎn)的自由度沒有限制，為了保證空間工件定位準(zhǔn)確，我們需要限制 6 個自由度，因此 我們采用一擋銷來限制旋轉(zhuǎn)方向的自由度。這樣空間 6 個自由度就限制完了。 4.4 切削力計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF 鉆削力矩 式（5-3）..91T 式中 maxaxmin187491733HB 刀具：鉆頭 6。 則軸向力：見工藝師手冊表 28.4 F=C d f k 3.1F0zFy 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF k =(F 07.1)92()103.nHB F=420 ..8