左擺動杠桿加工工藝及銑2mm槽夾具設計【版本2】帶圖紙

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畢業(yè)設計（論文） 左擺動杠桿零件的機械加工工藝程序和夾具設計 院 系 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導老師 二Ο一五年 1月 日 摘　要 本文是對左擺動杠桿零件加工應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，設計合理的加工工藝過程。此外還對左擺動杠桿零件的一道工序的加工設計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，它的中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內(nèi)容是設計左擺動杠桿鉆床夾具設計。 關鍵詞：左擺動杠桿零件，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract This paper is the analysis of technology of Left swinging rod machining application and processing, mainly including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the clamping, the craft route formulation, tool selection, the determination of cutting conditions, process documents. Choose the correct methods for processing, processing process design reasonable. In addition, processing of a procedure of Left swinging rod parts of the design of the fixture. Many types of machine tool fixture, wherein, universal fixture used the most widely, size has been standardized, and professional factory production. But widely uses in the volume production, specially for a special fixture workpiece machining process service, then needs various manufacturing plant according to the workpiece processing technology to design and manufacture. The main content of this paper is the design of drilling jig fixture design Left swinging rod design. Keywords: Left swinging rod parts, process, procedure, cutting, clamping, positioning, 33 目錄 一、緒論 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3夾具概述 1 1.4機床夾具的功能 2 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 2 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 2 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3 二、左擺動杠桿的工藝分析 4 2.1左擺動杠桿的用途 4 2.2左擺動杠桿的技術要求 4 2.3左擺動杠桿的工藝分析 5 2.4確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型 5 三、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 5 3.1選擇毛坯 5 3.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 6 四、擬定左擺動杠桿工藝路線 7 4.1定位基準的選擇 7 4.2表面加工方法的確定 7 4.3加工階段的劃分 8 4.4工序的集中與分散 8 4.5工序順序的安排 9 4.6確定工藝路線 9 五、加工余量、工序尺寸、和公差的確定 11 5.1選擇加工設備與工藝設備 11 5.2加工余量工序尺寸及公差的確定 12 六、切削用量、用時定額的計算 16 6.1粗精銑寬24mm，毛坯28mm，的下表面 16 6.2孔的加工 17 6.3 銑槽 22 6.4用時定額的計算 22 七、專用夾具設計 25 7.1 研究原始質料 25 7.2 設計要求 25 7.3 夾具的組成 26 7.4 夾具的分類和作用 26 八、銑2mm槽夾具設計 29 8.1設計要求 29 8.2夾具設計 29 8.2.1 定位基準的選擇 29 8.2.2 切削力及夾緊力的計算 29 8.3定向鍵與對刀裝置設計 30 8.4定位誤差的分析 32 8.5夾具設計及操作的簡要說明 33 結 論 34 參考文獻 35 致 謝 36 一、緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝的概念是用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使它的成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工是加工工件或工件的加工過程，其加工方法，直接改變形狀、尺寸和表面質量，使其成為加工過程的一部分稱為加工過程。例如，加工過程中的一個共同部分是粗加工-精加工-組裝-檢查-包裝，是一個一般的加工過程。 加工過程是在加工的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質，使其變成半成品或成品，每一步，每一個工序都有詳細說明，例如，毛坯加工可能包括毛坯的制造、打磨等，精加工可分為車、工、銑等，每一步都要詳細的數(shù)據(jù)，如粗糙度和如何實現(xiàn)，公差要多大。 技術人員根據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量、設備條件和質量，確定了使用過程中的工藝，并對工藝文件的內(nèi)容，這個文件就是過程。這是更有針對性。每個工廠可能是不同的，因為實際情況是不一樣的。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝程序是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝程序是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝程序一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、用時定額等。 制訂機械加工工藝程序的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂機械加工工藝程序的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝程序過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝程序進行修訂和完善。 1.3夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具，稱為機床。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的加工設備，它直接影響到機床的加工精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品制造成本等，對幫助機床夾具設計在企業(yè)產(chǎn)品設計和制造和生產(chǎn)技術中占有極它的重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。 隨著科學技術的發(fā)展，新材料、新技術、新技術不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)過程朝著高質量、高生產(chǎn)率、低成本的方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，一直是傳統(tǒng)機械能突破的突破，切削加工的切削力，它可以加工各種難加工材料、復雜型面及一些特殊要求的零件。數(shù)控機床的出現(xiàn)，提高了零件的更新頻率和復雜零件的加工生產(chǎn)率和加工精度。特別是計算機技術的飛速發(fā)展，極大地促進了機械加工過程的進展，并對過程的自動化也達到了一個新的階段。 “工欲善它的事，必先利它的器。” 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，它的功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，它的主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將它的固定，使它的在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導它的進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)統(tǒng)計協(xié)會的研究表明，目前，小批量生產(chǎn)的許多品種的工作品種，占總數(shù)的85%種工件的總數(shù)?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新，以適應市場的激烈競爭。然而，一般的企業(yè)仍然使用了大量的傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在生產(chǎn)企業(yè)的許多品種，約4年，以更新80%左右的專用夾具，和實際磨損的夾具只有約15%。特別是近年來，新技術，如數(shù)控機床中的應用（NC），加工中心（MC），成組技術（GT），柔性制造系統(tǒng)（FMS）： 1）快速、方便地進行新產(chǎn)品的配備，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。 2）一個能裝一組類似功能的工件。 3）高精度機床的精密加工。 4）適用于各種現(xiàn)代制造技術的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣動夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向是精度、效率、靈活性和標準化的四個方面。 精度 隨著機械產(chǎn)品精度的提高，必然會提高夾具的精度。精密夾具的結構類型，為齒板，精密分度為例，分度精度可達±0.1；用于精密加工的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密主軸的同軸度可控制在1米；當軸承套圈電磁無心夾具夾具磨削，工件的圓度公差為0.2 ~ 0.5米多。 高效率 高效夾具主要用于減少基本用時和輔助用時，以提高勞動生產(chǎn)率，降低工人勞動強度。該夾持器的一般工作效率為：自動夾具、高速夾具、夾具的夾緊裝置等。例如，在銑床上使用電動副鉗的工件，效率可以提高5倍左右。在車床上使用高速三爪自定心卡盤，保修卡爪在（試驗）的條件下，2600R /分鐘的速度仍然牢固地夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 靈活的 機床夾具的柔性與機床類似。機床夾具的概念是通過調整、裝配、裝配等方式來進行的?？勺円蛩赜校杭庸ぬ匦?、生產(chǎn)批量、工件形狀、尺寸等。新型夾具的主要類型有：組合夾具、通用可調夾具、組合夾具、裝配夾具、數(shù)控機床夾具等。在很長一段用時內(nèi)，夾具的靈活性將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化和通用化是各方面的。在典型的夾具結構圖的基礎上，首先對一般的工裝零件和零件，建立了型號尺寸系列或變型，以減少功能類似于夾具元件和零件的不下部分的結構特點。常用的方法有：固定裝置、元件、組件、材料和材料。夾具的標準化階段是一個通用的目的，它是建立夾具零件或零件的尺寸系列，并為夾具的工作創(chuàng)造良好的條件。目前我國已經(jīng)有夾具零件和部件的國家標準：GB / t2148 ~ t2259 91以及各類通用夾具，裝配夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)總成本。 二、左擺動杠桿的工藝分析 圖1.1 2.1左擺動杠桿的用途 杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力（用力點、支點和阻力點）的大小跟它們的力臂成反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為F1? L1=F2?L2。式中，F(xiàn)1表示動力，L1表示動力臂，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。 2.2左擺動杠桿的技術要求 表1.1 左擺動杠桿的零件技術要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度級別 表面粗糙度Ra um 左擺動杠桿上面 177 IT9 3.2 左擺動杠桿右面 IT9 3.2 左擺動杠桿左面 IT9 3.2 右圖H8孔 IT8 1.6 右圖孔 IT7 1.6 左圖孔及M10螺紋 M10 IT8 6.4 中圖盲孔 *18 IT8 6.4 左圖孔 IT7 1.6 2mm槽 2 IT8 3.2 8mm槽 8 IT8 3.2 2.3左擺動杠桿的工藝分析 分析零件圖可知，左擺動杠桿的上、左和右端面的粗糙度要求較高，為3.2，所以需要進行切削加工。而它的他的各表面的粗糙度要求并不高，又因為是大批生產(chǎn)，所以采用鍛造毛坯的方法，它的他面無需加工。零件中幾個孔的要求較高，粗糙度為3.2，但孔的直徑較小，所以采取鉆、粗鉸，精鉸的加工以確保精度級別。零件中對形位公差的要求并不高。由此，該零件加工方便，工藝性較好。 2.4確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型 依設計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得： N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 左擺動杠桿重量為0.9kg，由表1-3知，左擺動杠桿屬輕型零件；由表1-4知，該左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 三、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3.1選擇毛坯 由于左擺動杠桿在實際應用中要承受較大的力，為了增強左擺動杠桿的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯采用鍛件。該零件尺寸不大，且生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)、形狀較復雜，為提高生產(chǎn)率和精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。毛坯的薄膜斜度為 3.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 由表2-10和表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下的因素 3.2.1公差級別 由左擺動杠桿的技術要求，確定該零件的的公差級別為普通級。 3.2.2鍛件重量 我們已經(jīng)知道機械加工后的左擺動杠桿的重量為1.2Kg，由此可初步估計機械加工前的鍛件的重量為2.3Kg 3.2.3鍛件形狀復雜系數(shù) 對左擺動杠桿進行分析計算，可大致確定鍛件的包容體的長度、寬度和高度，即179mm， 32mm，24mm。（詳見毛坯圖）;由公式（2-3）和（2-5）可以計算出鍛件的復雜系數(shù) 3.2.4鍛件材質系數(shù) 由于該材料為45號鋼，是碳的質量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質系數(shù)屬級。 3.2.5零件表面粗糙度 由零件圖可知，該左擺動杠桿的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6um 根據(jù)上述因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表二 表2.1 左擺動杠桿鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量 項目 機械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 備注 左擺動杠桿左端面 2*2=4 2.5 表2-1至表2-5 左擺動杠桿中端面 2*2=4 2 表2-1至表2-5 左擺動杠桿上端面 2*2=4 1.6 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ15孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 M10mm螺紋孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ6孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12盲孔 2*2=4 1.7 5 表2-1至表2-5 8mm槽 2*2=4 0.5 表2-1至表2-5 2mm槽 2*1=2 0.5 0 表2-1至表2-5 四、擬定左擺動杠桿工藝路線 4.1定位基準的選擇 定位基準有粗基準還有精基準，通常先確定精基準，再確定粗基準。 4.1.1精基準的選擇 根據(jù)該撥叉零件的技術要求和裝配要求，選擇左擺動杠桿的上端面和左端面為精準，零件上的很多表面和孔都可以采用他們作基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”的準則。另一方面，我們可以以這兩個面為定位基準，加工它的他的平面和孔，保證“基準重合”的準則。最后一方面，以這兩個面為定位基準，在加緊方便。 4.1.2粗基準的選擇 作為粗基準的表面應該平整，沒有飛邊、毛刺、或它的他的欠缺。本例選擇右端面為粗基準。 4.2表面加工方法的確定 根據(jù)左擺動杠桿零件圖上個加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件個表面的加工方法。如表3.1所示 表3.1 左擺動杠桿各表面加工方案 加工表面 尺寸精度級別 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 左端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 右端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 上端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 H8孔右圖 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-7 孔 IT7 1.6 鉆-精鉸 表1-7 H8孔 IT7 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-7 攻螺紋M10 IT8 6.4 鉆-攻螺紋 孔左圖 IT8 6.3 鉆-鉸 表1-7 盲孔 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精絞 表1-7 8mm的槽 IT8 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 2mm槽 IT12 6.3 粗銑 表1-8 4.3加工階段的劃分 該左擺動杠桿的質量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先應該將精基準準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證它的他加工表面和孔的加工精度;然后粗鉆它的他的一些孔，再粗鉸、、的孔；在精鉸刀加工階段，完成粗糙度為1.6的孔的精鉸加工。 4.4工序的集中與分散 由于生產(chǎn)類型是大批生產(chǎn)，采用工序集中的加工工序。采用外能型機床以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中的準則是工價的裝夾次數(shù)少，可以縮短輔助用時。 4.5工序順序的安排 4.5.1機械加工工序 遵循“先基準后它的他”準則，首先加工精基準-左端面與上端面；遵循“先粗后精”的準則，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的準則，先加工主要表面-左端面和上端面，再加工次端面-右端面；遵循“先面后孔”準則，先加工三個端面，然偶加工剩下的幾個孔。 4.5.2熱處理工序 模鍛成型后切邊，進行調質處理，調質硬度為241-285HBS，并進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響。 4.5.3輔助工序 半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序;精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該左擺動杠桿工序的安排順序為：基準加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工-熱處理-主要孔的精加工 4.6確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排準則的基礎上，表四列出了杠桿的工藝路線 表3.2 杠桿的工藝路線 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 粗銑左右端面及上下端面 XK52銑床 面銑刀 游標卡尺 2 半精銑左端面，上端面，右端面 XK52銑床 面銑刀 游標卡尺 3 倒R=3mm圓角 XK52銑床 車刀 游標卡尺 4 鉆-粗鉸-精絞*18盲孔 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺 5 鉆-粗鉸-精鉸孔H8 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺 6 鉆-粗鉸-攻螺紋M10 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺 7 鉆-粗鉸-精鉸孔*2 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺 8 鉆-精鉸孔 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺 9 粗銑-半精銑8mm槽 XK52 銑刀 游標卡尺 10 粗銑2mm槽 XK52 銑刀 游標卡尺 11 去毛刺 鉗工臺 平銼 12 中檢 塞規(guī) 百分尺 卡尺 13 清洗 清洗機 14 終檢 塞規(guī) 百分尺 卡尺 表3.3 左擺動杠桿加工工序安排 工序號 工 序 內(nèi) 容 簡 要 說 明 10 粗銑左右端面及上下端面 “先基準后它的他” 20 半精銑左端面，上端面，右端面 “先基準后它的他”、 “先主后次” 30 粗鉆Φ12*18mm盲孔、Φ15H8通孔 “先面后孔” 、“先主后次” 40 擴Φ15孔，再粗絞-精絞Φ15孔、Φ12*18mm盲孔， “先粗后精” 50 粗鉆-粗鉸-攻螺紋M10 “先粗后精” 60 粗鉆Φ12H8孔、Φ12*11孔、Φ6孔 “先粗后精” 70 粗擴Φ12H8孔、Φ12*11孔，精擴12*11孔，精絞12H8孔、Φ6孔 “先粗后精” 80 粗銑2mm、8mm槽，半精銑8mm槽 “先粗后精” 五、加工余量、工序尺寸、和公差的確定 5.1選擇加工設備與工藝設備 5.1.1選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床 1）工序1、2、3、4、、10、11是粗銑和精銑。各工序工步不多成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率故選用立式機床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大精度要求不很高選用常用的XK52。 銑床參數(shù)如下 型號XK52,主軸孔錐度7:24,主軸孔徑25mm。主軸轉速65~1800r/min。 工作臺面積(長×寬)1000×250。工作臺最大行程:縱向(手動/機動)620mm,橫向手動190mm、機動170mm升降手動370mm、機動350mm。 工作臺進給量:縱向35~980mm/min、橫向25~765mm/min、升降12~380mm/min。工作臺快速移動速度:縱向2900mm/min、橫向2300mm/min、升降1150mm/min。工作臺T型槽數(shù):槽數(shù)3、寬度14、槽距50。主電機功率4.5KW。 2)工序5、6、7、8、9為鉆、絞孔因加工孔較小精度要求較高表面粗糙度數(shù)值小需要較精密的機床才能滿足要求因此選用Z515 鉆床的參數(shù)如下 型號Z515主軸轉速320-2900r/min,主軸行程100mm最大鉆孔直徑15mm工作臺臺面尺寸350x350(mm x mm),主電動機功率0.6kw。 5.1.2選擇夾具 本零件除了粗銑及半精銑槽鉆孔等工序需要專用夾具外它的他的使用通用夾具即可。 5.1.3選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要部分。刀具應具有高剛度足夠的強度和韌度高耐磨性良好的導熱性良好的工藝性和經(jīng)濟性抗粘接性化學穩(wěn)定性。由于零件左擺動杠桿材料為45鋼推薦用硬質合金中的YT15類刀具因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質合金具有較高的硬度和耐磨性,尤它的具有高的耐熱性, 在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質合金的刀具。 1）粗精銑24mm的上下表面用YT15端銑刀。 2）粗精銑28左端面及177mm的前后表面用高速鋼圓柱銑刀。 3）鉆孔用高速鋼麻花鉆絞孔用高速鋼鉸刀。 4）銑8mm槽直齒三面刃銑刀2mm槽用鋸片銑刀。 5.2加工余量工序尺寸及公差的確定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體準則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、24mm上表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.1 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 粗銑 2.0 IT12 55 2、24mm下表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.2 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 1 IT6 55 粗銑 3 IT12 56 56 毛坯 3 59 59 3、177mm后表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.3 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 粗銑 2.0 IT12 26 4、177mm前表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.4 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 0.5 IT6 24 粗銑 1.5 IT12 24.5 24.5 毛坯 2 26 26 5、28mm右表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.4 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 1 IT6 177 粗銑 2 IT12 178 178 毛坯 3 180 180 6、28mm左表面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 表4.6 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 半精銑 1 IT6 177 粗銑 2 IT12 178 178 毛坯 3 180 180 7、φ12H8孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.7 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 0.15 IT7 φ12 擴孔 0.85 IT9 φ11.85 11.85 鉆孔 11 IT12 φ11 11 毛坯 4 8 8、φ6孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.8 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 1 IT6 φ6 鉆孔 2 IT12 φ5.8 5.8 毛坯 4 2 9、φ12*11孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.9 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 擴孔 1 IT12 φ12 擴孔 3 IT12 φ11 11 鉆孔 8 IT12 φ8 8 毛坯 4 8 10、φ15H8孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.10 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 0.0.5 IT6 φ15 粗絞 0.1 IT6 φ14.95 擴孔 0.85 IT6 φ14.85 鉆孔 14 IT12 φ14 14 毛坯 4 11 11、φ12*18孔 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》表2-8、2-4確定各工序尺寸及加工余量 表4.11 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 0.05 IT6 φ12 粗絞 0.95 IT12 φ11.95 11.95 鉆孔 11 IT12 φ11 11 毛坯 4 8 12、寬2mm槽 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》表2-15、2-16確定各工序尺寸及加工余量 表4.12 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 粗銑 2.0 IT12 2 13、寬8mm槽 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》表2-15、2-16確定各工序尺寸及加工余量 表4.13 工序名稱 余量 工序達到的公差級別 最小級限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精銑 2 IT6 8 粗銑 2 IT12 6 6 毛坯 4 2 六、切削用量、用時定額的計算 6.1粗精銑寬24mm，毛坯28mm，的下表面 工序10 粗銑寬度為24mm的下表面 加工條件： 工件材料：45鋼鍛造。 機床：XK52立式銑床。 查參考文獻[1]表30—34 刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：YT15，D100mm，齒數(shù)Z=8，此為粗齒銑刀。 因它的單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-75取=0.12mm/Z 銑削速度V：參照參考文獻[1]表30—34取V=1.33/ms。 由機床主軸轉速n得機床主軸轉速式（2.1）  按照參考文獻[3]表3.1-74 n=300r/min 實際銑削速度v： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[1]表2.4-81，=30mm 被切削層長度l：取l= 28~30 刀具切入長度： 式（5.2）刀具切出長度：取=2mm 走刀次數(shù)為1 工序20 精銑寬度為24mm（毛坯28mm）的下平面 加工條件： 工件材料：45鋼，鍛造。 機床：XK52立式銑床。 由參考文獻[1]表30—31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：YT15，D=100mm，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[1]表30—31取=0.08/Z 銑削速度V：參照參考文獻[1]表30—31取V=0.32m/s 機床主軸轉速n，由式（2.1）有： 按照參考文獻[3]表3.1-31 n=75r/min 實際銑削速度v: 進給量,由式(2.3)有: 工作臺每分進給量: 刀具切入長度:精銑時=D=100mm 刀具切出長度:取=2mm 走刀次數(shù)為1 6.2孔的加工 工序30、50、60 確定鉆削用量 確定進給量f 根據(jù)參考文獻[1]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z535立式鉆床說明書,取。 根據(jù)參考文獻[1]表28-8,鉆頭強度所允許是進給量。由于機 床進給機構允許的軸向力(由機床說明書查出),根據(jù)表28-9,允 許的進給量。由于所選進給量f遠小于及故所選f可用。 （1）確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為Z515鉆床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （5.2） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削用時（一個孔） = （2）鉆螺紋孔及攻螺紋 鉆螺紋底孔 取 （） 所以 （） 按機床選取= （） 所以實際切削速度 （） 切削工時（一個孔）： 攻螺紋 根據(jù)表4-32選取 所以 （293） 按機床選取 所以實際切削速度 所以切削用時（一個孔）： (3)孔φ15H8： 查表2-28可得，精鉸余量為 Z精=0.15mm;擴孔的余量為Z擴=0.85mm；鉆孔的余量為Z=14mm 查表1-20可確定各工序尺寸的加工精度級別為：精鉸IT8；擴孔IT10；鉆孔IT12 根據(jù)上述結果，查表2-40可知，個工步公差為：精鉸，15～15.027；擴孔， 14.85～14.92；鉆孔14～14.018 它的相互關系參看右圖 鉆孔工步 1）背吃刀量=14mm 2）進給量 由表5-12，選取每轉進給量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表5-22查得，因為工件為45號鋼，v=20m/min，帶入公式得 參照表4-15所列XK52型立式機床的主軸轉速取n=590r/min。實際轉速為 擴孔工步 1）背吃刀量=0.85mm 2）進給量 由表5-31可查得，取f=0.50 mm/r 3）切削速度計算 由表5-31可得 v=2 m/min 參照表4-9所列Z525型立式鉆床單主軸轉速，取n=97 r/min。 實際轉速 精鉸工步 1）背吃刀量=0.15 mm 2）進給量 查表5-31 f=0.4 mm/r 3)切削速度計算 查表5-31可查到 v=4 m/min 參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取n=140 r/min 實際轉速 工序40、70確定擴孔切削用量 1)確定進給量f 根據(jù)參考文獻[1]表28-31, 。根據(jù)Z515機床說明書取f=0.57mm/r。 2）確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻[1]表28-33，取。修正系數(shù)： （根據(jù)） 故 查機床說明書取。實際切削速度為 工序40、50、70確定鉸孔切削用量 （1）確定進給量f 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表 注4，進給量取小植。查Z535說明書取。 （2）確定切削速度v及n 由參考文獻[7]表28-39取。由參考文獻[1]表28-3，得修正系數(shù)，（根據(jù)） 故 查Z515說明書，取n=100r/min,實際鉸孔速度 6.3 銑槽 工序80 粗銑fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/min Vf=n×fz=114.6mm/r 精銑 fz=0.10mm/r ap=2mm Vc=150m/min n=1000Vc/πd=1194.2r/min Vf=n×fz=119.4mm/r 6.4用時定額的計算 一、計算盲孔的用時 基本用時的計算 1）鉆孔 查表5-41，=24 mm， =2 mm =5 mm f=0.2 mm/r, n=590 r/min 帶入 2）擴孔 根據(jù)表5-41，，按=15 ，=1.5，查得=0.56 mm ， =5.3 mm 3）鉸孔 根據(jù)表5-41及表5-42 查得 =20 mm ，=22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/min 輔助用時的計算 根據(jù)經(jīng)驗公式，輔助用時與基本用時的關系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助用時為： 鉆孔工步：=0.15×15.8=2.37s 擴孔工步：=0.15×33.8=5.07s 精鉸工步：=0.15×45.6=6.84s 它的他用時計算 除了作業(yè)用時之外，每件工序的單位用時還包括布置工作地點用時、休息用時與生理需要用時和準備與終結用時。由于是大批生產(chǎn)，分攤到每個工件的準備與終結用時甚微，可忽略不計；布置工作用時是作業(yè)用時的2%～7%，休息與生理需要用時是作業(yè)用時的2%～4%,在此均取3%，則各工序的它的他用時（+）可按關系式（3%+3%）+×(+)計算，他們分別為： 鉆孔：+=6%×（2.37+15.8）=1.09s 擴孔：+=6%×（5.07+33.8）=2.33s 鉸孔：+=6%×（6.84+45.6）=3.15s 單件總用時的計算 鉆孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s 擴孔工步：=33.8+5.07+2.33=41.2s 鉸孔工步：=45.6+6.84+3.15=55.51s 加工單件總用時 T=19.06+41.2+55.5=115.78 二、鉆孔 （1） 機床的選擇：選用CA6140臥式車床 （2） 刀具的選擇：選用直徑10mm高速鋼標準錐柄麻花鉆 （3） 切削用量選擇： 查表得：f=0.2-0.4mm/r，進給量取f=0.32mm/r 當使用高速鋼標準錐柄麻花鉆加工HT200，f=0.32mm/r，查出， 則根據(jù) 按CA6140車床的轉速列表查得與424.2r/min相近的轉速為n=400r/min，得實際切削速度為 確定，f=0.32mm/r，n=400r/min，v=22.62m/min （4）計算基本工時 它的中，，取 所以， 七、專用夾具設計 7.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來加工2mm槽夾具設計，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 7.2 設計要求 在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。 機床夾具的組成 1、定位裝置 它的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2、夾緊裝置 它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 3、對刀或導向裝置 它的作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。 4、連接原件 它的作用是確定夾具在機床上的正確位置。 5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。 6、它的他元件或裝置 的概念是家家具中因特殊需要而設置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。 以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成部分。 機床的分類 機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。 按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調夾具，組合夾具， 拼裝夾具。 按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及它的他機床夾具。 7.3 夾具的組成 （1）定位元件 圓柱銷5在夾具上，金剛石銷9和支持板4位于通過該占用工件在夾具的正確位置的元素。 （2）夾緊裝置 ??????操作夾緊裝置牢固地夾緊工件夾緊，保證工件不離開正確的位置已被占用的外力（剪切力等）的過程。螺桿8在圖3-3（圓柱形銷合成的一部分），螺母墊圈7和開口6上面發(fā)揮了作用。 （3）刀或導 ??????刀或用于確定刀具相對定位元件的正確位置導向裝置。圖3-3升鉆頭套筒和鉆導引模板2的組合物，確定鉆孔軸線相對于所述定位元件的的正確位置。刀座和插銑夾具 ??????腳刀裝置。 ?（4）連接元件 ??????連接元件是確定機器上的夾緊元件的正確位置。在文件夾中3-3所示的具體的安裝基座的底表面3，以確保該鉆頭套筒軸線垂直于鉆床表1和5氣缸銷軸線平行于鉆床表。因此，它可以是作為特定文件夾的連接元件。過渡板車床夾具，定位鍵銑夾具的連接元件。 ?（5）夾具 ??????特定文件夾是基礎件夾具和固定裝置，如在3-3構件3中，所有的元件的，通過該夾持連接作為一個整體。 ?（6）這意味著或元件，其 ??????其概念是提供了特別需要設備或組件夾具。 7.4 夾具的分類和作用 （1）按專業(yè)程度劃分 1）通用夾具 通用夾具的概念已經(jīng)在一定范圍內(nèi)的標準化可以用來夾緊工件加工不同。例如，一個車床爪卡盤和四爪獨立卡盤，平口鉗銑床上，分度頭和旋轉臺。通常這類燈具由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。它的特點是適應性廣，生產(chǎn)效率低，主要用于單件，小批量生產(chǎn)。 2）專用夾具 概念特殊夾具設計用于特定的一段專門設計的夾具程序。它的特點是一個緊湊，快速，方便，省力，我們可以確保高精度和生產(chǎn)率，但在設計和制造周期較長，生產(chǎn)成本高。當改變產(chǎn)品，夾具將不再使用，由于報廢。它僅適用于產(chǎn)品固定的生產(chǎn)數(shù)量較多。 3）通用可調夾具和組夾具 它的特點是一個部分元件的夾具可以被替換，一些裝置可以調整，以適應不同的部分的處理。為一組所使用的加工夾具的類似部分的，所謂的一組固定裝置。相比對象通用可調夾具夾具組不是很清楚，適用范圍更廣。 4）組合夾具 這個概念是基于模塊化夾具零件的加工要求，由一組由標準組件和燈具組裝的預制組件。由專業(yè)廠家，其特點是靈活，通用性強，制造周期短制造，內(nèi)容可反復使用，特別是對新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）托盤 一次裝夾托盤使用自動線。夾具是要發(fā)揮裝夾工件的作用，而且也成為對工件的一個從一個站沿直線被自動偏移到下一個車站，不同的處理步驟。 （2）所使用的機器的分類 由于各類機床和他們的工作結構的特點有所不同夾具的結構也相應地提出不同的要求。從所使用的機器不同的是，夾具可以分為：車床夾具，夾具銑床，鉆床夾具，座標鏜床，磨床夾具，夾具及齒輪機床夾具他。 （3）鉗位電源的分類 取決于功率源夾緊用可分為固定裝置：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液夾具，電氣裝置，磁性夾子，真空夾具。 角色夾具：1，縮短輔助用時，提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具通常包括兩個步驟：首先，它的安裝和調整夾具本身的機器上，這個過程主要依靠自己的方向鍵夾具，刀座快，或通過尋找積極的，嘗試切的方法來實現(xiàn)，但以較慢的速度;其第二工件安裝在夾具上，該過程由于特殊的定位裝置（如V形塊，等等），它可以迅速地實現(xiàn)。 2.另外，我保證精度和穩(wěn)定性，以確保產(chǎn)品質量 ?????過程中，工件和刀具的相對位置是很容易得到保證，并從各種主觀因素，工件從而加工精度穩(wěn)定可靠。 ????3.減少對工人和工人的勞動強度，操作技術要求 ????由于大多數(shù)專用夾具夾持裝置僅植物操縱按鈕，手柄可實現(xiàn)對工件的夾緊，這減少了工人找正，調整工作的用時和難度，在很大程度上，或不需要找到一個積極調整。因此，使用這些專用夾具，以減少對工人的技術要求，降低勞動強度。 通過夾緊動力源可分為：手動夾子，氣動夾具，液壓夾具，氣液增壓夾具，電磁夾具和真空夾具。 工件裝夾方法 有兩種工件夾持方法： 在機床工作臺上或磁盤直接工件夾持 工件裝夾家具 夾緊效率的第一種方法是低，一般需要在工件穿過的表面上按圖中，夾緊時，用夾子緊后觸筆或面部對準點表繪制所述加工表面的大小和位置。一般用于單件小批生產(chǎn)。數(shù)量較多，工件夾緊裝置，被使用。 使用工件夾具具有以下優(yōu)點： A，確保高精度，穩(wěn)定的加工質量 B，縮短輔助用時，提高勞動生產(chǎn)率 C，擴大使用機床，實現(xiàn)“一機多能” D,研發(fā)，改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本 八、銑2mm槽夾具設計 8.1設計要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑床夾具銑2mm槽的專用夾具，本夾具將用于XK52銑床。 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 8.2夾具設計 8.2.1 定位基準的選擇 由零件圖可知：在對銑2mm槽進行加工前，平面進行了粗、精銑加工，孔Φ2-Φ12孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、2-Φ12孔，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用壓板在心軸上夾緊。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，Φ12孔、工藝孔用短圓柱銷，Φ12孔用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即為平面；兩銷為的Φ12短圓柱銷和Φ12的棱形銷。 8.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：鋸片銑刀（硬質合金） 根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 式（3-1） 查表可得： 代入公式（3-1）得 = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 即： （） 計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實際所需夾緊力 即： 取k=2 查參考文獻[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： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 它的中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使它的夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 8.3定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。它的距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具