等臂杠桿工藝及銑φ40的上端面夾具設計【版本1】

等臂杠桿工藝及銑40的上端面夾具設計【版本1】,版本1,杠桿,工藝,40,上端,夾具,設計,版本 畢業(yè)設計說明書目 錄前言2第1章 零件的分析31.1零件的用途分析31.2零件的技術要求31.3零件的工藝分析31.4確定零件的生產(chǎn)類型4第2章 工藝規(guī)程設計52.1確定毛坯的制造形式52.2確定毛坯的制造方法52.3基面的選擇52.3.1粗基準的選擇52.3.2精基準的選擇52.4工件表面加工方法的選擇52.5選擇加工設備及刀、量、夾具62.5確定工藝路線72.5.1工藝路線方案一72.5.2工藝路線方案二82.5.3工藝方案的比較和分析82.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定102.7確定切削用量與時間定額的計算12第3章 夾具設計263.1確定設計方案273.2選擇定位元件273.3計算夾緊力并確定螺桿直徑273.4定位誤差計算283.5夾具設計及操作的簡要說明28設計心得29參考文獻30前言機械工藝與夾具技術被引入工業(yè)領域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展機制工藝與夾具技術更加日新月異。伴隨著數(shù)學、控制理論計算機、電子器件的發(fā)展，出現(xiàn)了機制工藝與夾具技術系統(tǒng)，并作為一門應用科學已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設計方法。機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案。通過這次課程設計與學習，使我能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。了解當今先進制造技術和先進制造模式的發(fā)展概況，初步具備對制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。機制工藝與夾具技術的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置等。應該提及的是，近年來，世界科學技術不斷迅速發(fā)展，各部門對機制工藝與夾具技術提出了更高的要求。同時，機制工藝與夾具技術與電子技術的配合，廣泛應用于智能機器人、海洋開發(fā)、高精度零件的制造與加工等，使機制工藝與夾具技術的應用提高到一個嶄新的高度。通過設計實踐進一步樹立正確的設計思想。在整個設計過程中，堅持實踐是檢驗真理的唯一標準，堅持理論聯(lián)系實際，堅持與機械制造生產(chǎn)情況相符合，使設計盡可能做到技術先進、經(jīng)濟合理、生產(chǎn)可行、操作方便、安全可靠。由于時間和水平有限，本課程設計難免有不少缺點和錯誤，懇請老師批評指正。第1章 零件的分析1.1零件的用途分析題目給出的零件是杠桿。它主要的作用是用來支承、固定的、傳遞力矩的。1.2零件的技術要求 杠桿零件的25、10、8四孔的軸線有平行度的要求?，F(xiàn)分述如下表：表1.1杠桿零件技術要求表加工表面尺寸及公差/mm公差及精度等級表面粗糙度Ra/m形位公差/mm40大表面IT126.340小表面IT123.2左30表面，15IT126.3右30表面15IT126.325孔IT91.610孔IT73.2 0.1 A左8孔，IT71.6 0.15 A右8孔，IT71.6 0.1 A該杠桿的形狀特殊、結構簡單，是常見的杠桿零件。為實現(xiàn)起功能，對其的配合面要求較高，加工精度要求較高。因其在工作中的工作平穩(wěn)，故無須進行熱處理。 綜上所述，該杠桿的各項要求制定較合理，符合其功用。1.3零件的工藝分析分析零件圖可知，杠桿中間的兩平面和左右兩邊的端面要進行切削加工，25、10、8孔的端面均為平面，這樣可以防止加工的過程中鉆頭鉆偏，可以保證加工的精度和配合的精度。另外，除了10孔以外，對其余的三孔的孔內表面的要求較高。要采取必要的措施以保證其表面精度。但這些加工精度可以在正常的生產(chǎn)條件下采用經(jīng)濟的方法保質保量地加工出來。端面和孔的加工可以同過通用銑床和鉆床保證其加工精度，而不需要使用高精度的機床，通過鉆削、銑削的加工就可以達到要求。1.4確定零件的生產(chǎn)類型 依設計題目知：Q=5000件/年，結合生產(chǎn)實際，備用品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5% 。代入公式得N=5000 X（1+3%）X（1+0.5）=5175.75件/年。 通過三維軟件PROE的實體估算，其重量為6千克，查參考文獻得，該杠桿屬中型零件；由參考文獻得，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。第2章 工藝規(guī)程設計2.1確定毛坯的制造形式 杠桿零件的材料為灰鑄鐵HT200?？紤]到杠桿零件在工作中的載荷平穩(wěn)并且處于潤滑狀態(tài)，因此應該采用潤滑效果較好的鑄鐵，以使金屬纖維盡量不被裁斷，保證零件工作可靠。2.2確定毛坯的制造方法 由于年產(chǎn)量為5000件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。毛坯的拔模斜度為5。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。2.3基面的選擇2.3.1粗基準的選擇對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承40mm的外輪廓作主要定位，以消除、四個自由度。再以一面定位消除、兩個自由度，達到完全定位,就可加工25（H7）的孔。2.3.2精基準的選擇主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用25(H7)的孔作為精基準。2.4工件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有：粗精銑寬度為40mm的上下平臺、鉆10(H7)孔、鉆2的小孔 、粗精銑30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下：1、40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑精銑的加工方法，并倒R3圓角。2、40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑精銑的加工方法，并倒R3圓角。3、30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑精銑的加工方法。4、鉆10(H7)內孔：公差等級為IT7IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.1m（A），采用鉆孔粗鉸精鉸的加工方法。5、鉆25（H9）內孔：公差等級為IT6IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔擴孔鉆鉆孔粗鉸精鉸的加工方法，并倒145內角。6、鉆8（H7）內孔：公差等級為IT6IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔粗鉸精鉸的加工方法。2.5選擇加工設備及刀、量、夾具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇XA6132萬能立式升降銑床（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=50mm的圓柱形銑刀（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。粗精銑寬度為30mm的凸臺表面。采用XA6132萬能立式升降銑床，刀具選D=50mm的圓柱形銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。采用Z550型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。粗鉸孔25(H9)使尺寸達到24.94mm。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=24.94mm的錐柄機用鉸刀，專用鉆夾具和專用檢具。精鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒145的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。鉆28（H7）的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。鉆10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。粗鉸10（H7）內孔使尺寸達到9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。精鉸10（H7）內孔使尺寸達到10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。粗鉸28（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。精鉸28（H7）小孔使尺寸達到8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。2.5確定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領（生產(chǎn)綱領的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.5.1工藝路線方案一鑄造時效涂底漆工序一：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺工序二：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序三：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序四：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。工序五：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序六：鉆10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。工序七：粗鉸10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。工序八：精鉸10（H7）內孔使尺寸達到10（H7）mm。工序九：鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸達到8（H7）。工序十：檢驗入庫。2.5.2工藝路線方案二鑄造時效涂底漆工序：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。工序：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序：鉆28(H7)的小孔使尺寸。 工序：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。 工序：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序：鉆10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。工序：粗鉸10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。工序：精鉸10（H7）內孔使尺寸達到10（H7）mm。工序：粗鉸28（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。工序：精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。工序：檢驗入庫。2.5.3工藝方案的比較和分析上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，25（H7）孔作為精基準，所以就要加工25孔時尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了28小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔25，而不進一步加工就鉆8（H7），那樣就很難保證28的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。結合方案一的工藝路線，根據(jù)工序集中的加工原則，最終制定下面方案路線：工序一：毛坯準備 工步一：鑄造毛坯 工步二：表面時效熱處理工步三：涂底漆工序二：粗銑精銑40上下端面和寬度為30的平臺面工步一：粗、精銑40上端面和寬度為30的平臺面工步二：粗、精銑40下端面工序三：粗精銑30凸臺面工序四：鉆、擴、粗鉸、精鉸25H9mm孔工步一：鉆25（H9）孔工步二：擴鉆25（H9）孔工步三：粗鉸25（H9）孔工步四：精鉸25（H9）孔工序五：鉆、粗鉸、精鉸28（H7）mm孔工步一：鉆28（H7）孔工步二：粗鉸28（H7）孔工步三：精鉸28（H7）孔工序六：鉆、粗鉸、精鉸10（H7）mm孔工步一：鉆10（H7）孔工步二：粗鉸10（H7）孔工步三：精鉸10（H7）孔工序七：表面去毛刺工序八：檢驗入庫2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定杠桿的材料是HT200，毛坯的重量10kg，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。由（參考文獻：機械加工余量手冊，孫本緒、熊萬武，北京：國防工業(yè)出版社）可知，要確定的毛坯機械加工余量和尺寸公差，先確定以下各項因素。1、公差等級由杠桿的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。2、鑄件的重量由PROE的實體估算杠桿零件的重量為6千克，由此再估算起毛坯的重量為8千克。3、零件的分模面根據(jù)該杠桿零件的形位特點，該零件的25、8軸線組成的平面為分模面，屬于直分模面。4、零件的表面粗糙度由零件圖可知，該杠桿的各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6m。根據(jù)上述諸因素，由于毛坯采用金屬模鑄造，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量以及各加工表面的工序尺寸，所得結果見下表。主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之間的中心距離168168410（H7）孔尺寸102.010325（H9）孔尺寸253.02548（H7）孔尺寸82.083各加工表面表面總余量加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值(mm)說明40mm的上下平臺寬度30mm的平臺4030GH43加工上下底面加工上表面30mm的凸臺上下面30H3凸臺上下面10(H7)孔10H3加工內孔8（H7）孔8H3加工內孔25（H9）孔25G4加工內孔各加工表面的工序尺寸40mm的上、下平臺，寬度30mm的平臺工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 毛坯 621.8621.8 粗銑 563（單邊） 0.4 精銑 54 1（單邊） 0.430mm的左凸臺上下表面工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 毛坯541.8541.8 粗銑573（單邊）0.4 精銑58 1（單邊）0.425（H9）孔加工表面加工方法加工余量公差等級工序尺寸25(H9)鉆孔11.5（單側）2325(H9)擴孔0.9（單側）24.825(H9)粗鉸孔0.07（單側）24.9425(H9)精鉸孔 0.03（單側）H925(H9)10(H7)孔加工表面加工方法加工余量公差等級工序尺寸10(H7)鉆孔4.9（單側）9.810(H7)粗鉸孔0.08（單側）9.9610(H7)精鉸孔0.02（單側）H710(H7)28（H7）孔加工表面加工方法加工余量公差等級工序尺寸28(H7)鉆孔4.9（單側）7.828(H7)粗鉸孔0.08（單側）7.9628(H7)精鉸孔0.02（單側）H78(H7)2.7確定切削用量與時間定額的計算工序一：毛坯準備（省略）工步一：鑄造毛坯工步二：表面時效熱處理由于毛坯鑄造內應力較大。為了消除內應力，減少變形，保證精度的穩(wěn)定性，鑄造后要安排人工時效處理（加熱到500550，加熱速度50120/h，保溫46h，冷卻速度30/h，出爐溫度200）。工步三：涂底漆工序二：粗銑精銑40上下端面和寬度為30的平臺面工步一：粗、精銑40上端面和寬度為30的平臺面1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗、精銑40上端面和寬度為30的平臺面，使表面粗糙度達到Ra=3.2。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查機械制造工藝手冊表4-16）刀具：根據(jù)機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀銑40上端面和寬度為30的平臺面，銑刀直徑可根據(jù)銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定：端銑刀：=5664mm式中：為銑刀直徑，為銑削寬度根據(jù)表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據(jù)表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB111585），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；粗銑用粗齒，齒數(shù)Z=6；精銑用細齒，齒數(shù)Z=8。粗銑平面選用=38mm，精銑平面選用=0.11mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm-4.5mm），查金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）P1012表12-2選精度等級為14級。 （2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。 （3）進給量的選擇 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表6-12取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.06mm/齒。 （4）切削速度 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表6-14由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應取較小值。V=15m/min。精銑26m/min。 （5）銑刀直徑和工作臺的進給量 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表10-38和10-39得 D=50mm則 粗銑： =100015/3.1450=95.54r/min 取=96r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取=95r/minv=3.149550/1000=14.92m/min當時，工作臺的每分鐘的進給量，=0.25695=142.5m/min精銑： =100026/3.1450=165.6r/min 取=166r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取=150r/minv=3.1450150/1000=23.55m/min當時，工作臺的每分鐘的進給量，=0.068150=72m/min （6）切削工時 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）選 =83mm，=8.3mm, =3mm 粗銑： 94.3/142.5=0.66min 精銑： 94.3/72=1.31min工步二：粗、精銑40下端面1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗、精銑40下端面，使表面粗糙度達到Ra=3.2。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查機械制造工藝手冊表4-16）刀具：根據(jù)機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀銑粗、精銑40下端面，銑刀直徑可根據(jù)銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定：端銑刀：=5664mm式中：為銑刀直徑，為銑削寬度根據(jù)表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據(jù)表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB111585），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；粗銑用粗齒，齒數(shù)Z=6；精銑用細齒，齒數(shù)Z=8。粗銑平面選用=38mm，精銑平面選用=0.11mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm-4.5mm），查金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）P1012表12-2選精度等級為14級。 （2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。 （3）進給量的選擇 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表6-12取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.03mm/齒。 （4）切削速度 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表6-14由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應取較小值。V=15m/min。精銑30m/min。 （5）銑刀直徑和工作臺的進給量 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表10-38和10-39得 D=50mm則 粗銑： =100015/3.1450=95.54r/min 取=96r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取=95r/minv=3.149550/1000=14.92m/min當時，工作臺的每分鐘的進給量，=0.25695=142.5m/min精銑： =100030/3.1450=165.6r/min 取=190r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取=190r/minv=3.1450190/1000=29.83m/min當時，工作臺的每分鐘的進給量，=0.038190=45.6m/min （6）切削工時 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）選 =30mm，=8.3mm, =3mm 粗銑： 41.3/142.5=0.29min 精銑： 41.3/45.6=0.91min工序三：粗精銑30凸臺面1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗、精銑230凸臺面，使表面粗糙度達到Ra=6.3。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查機械制造工藝手冊表4-16） 刀具：根據(jù)機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀粗、精銑230凸臺面，銑刀直徑可根據(jù)銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定：端銑刀：=4248mm式中：為銑刀直徑，為銑削寬度根據(jù)表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據(jù)表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB111585），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；粗銑用粗齒，齒數(shù)Z=6；精銑用細齒，齒數(shù)Z=8。粗銑平面選用=38mm，精銑平面選用=0.11mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm-4.5mm），查金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）P1012表12-2選精度等級為14級。 （2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。 （3）進給量的選擇 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表6-12取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.06mm/齒。 （4）切削速度 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表6-14由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應取較小值。V=15m/min。精銑26m/min。 （5）銑刀直徑和工作臺的進給量 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）表10-38和10-39得 D=50mm則 粗銑： =100015/3.1450=95.54r/min 取=96r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取=95r/minv=3.149550/1000=14.92m/min當時，工作臺的每分鐘的進給量，=0.25695=142.5m/min精銑： =100026/3.1450=165.6r/min 取=166r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取=150r/minv=3.1450150/1000=23.55m/min當時，工作臺的每分鐘的進給量，=0.068150=72m/min （6）切削工時 查金屬切削手冊（上?？茖W出版社）選 =30mm，=8.3mm, =3mm 粗銑： 41.3/142.5=0.33min 則粗銑230凸臺面：2=20.33=0.66min 精銑： 41.3/72=0.57min 則精銑230凸臺面：2=20.57=1.14min工序四：鉆、擴、粗鉸、精鉸25H9mm孔1、加工余量的確定 查參考文獻得，鉆孔余量為23.0mm，擴孔的余量為1.8mm，粗鉸的余量為0.14mm，精鉸的余量為0.06mm.2、切削用量的計算（1）鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=23.0 mm。2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.4 mm/r。3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為20 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=276.93 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=250 r/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：（2）擴孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=1.8 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=1.2mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為4 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=51.36 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=47r/min，再將此轉速代入公式：n=1000V/d 便求得該工序的實際鉆削速度為：（3）粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.14 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=1.0mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為3m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=38.28 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=47r/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為：（4）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.06 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.8 mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為5 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=63.69 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=63/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：3、 時間定額的計算（1）基本時間tj的計算 1） 鉆孔工步 由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm，l1=(Dcotkr)/2(12)=(23.0 cot56)/2(12)=8.7mm；f=0.4 mm/r;n=250 r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（54 mm8.7mm1 mm）/（0.4 mm/r250 r/min）=0.637min 2）擴孔工步 由參考文獻表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=3 mm，l1=(D-d1) cotkr/2(12)=(24.8-23.0)cot60/2(12)=2.525mm；f=1.2 mm/r；n=47r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（54 mm2.525mm3 mm）/（1.2 mm/r47 r/min）=1.055min 3）粗鉸工步由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(24.94-24.8)/2=0.07mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（54 mm0.37mm15mm）/（1.0 mm/r47 r/min）=1.48min 4）精鉸工步 由參考文獻表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(25.0-24.94)/2=0.03mm的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（54 mm0.19mm13mm）/（0.8 mm/r63 r/min）=1.33min（2）輔助時間ta的計算由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關系為ta=(0.150.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為：工序4的鉆孔的輔助時間：ta=0.1538.22s=5.73s工序4的擴孔的輔助時間：ta=0.1563.3s=9.5s工序4的粗鉸的輔助時間：ta=0.1588.8s=13.32s工序4的精鉸的輔助時間：ta=0.1579.8s=11.97s（3）其它時間tm的計算 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間tb、休息與生理需要時間tx和準備與終結時間。由本例桿杠的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，分攤到每個工件的準備與終結時間很少，可忽略不計；布置工作地時間和休息與生理需要時間與作業(yè)時間的關系為：tbtx=6%（tjta）；所以工序4的鉆孔的其它時間：tbtx=6%（38.225.73）s=2.67s工序4的擴孔的其它時間：tbtx=6%（63.39.5）s=4.37工序4的粗鉸的其它時間：tbtx=6%（88.813.32）s=6.13s工序4的精鉸的其它時間：tbtx=6%（79.811.92）s=5.51s（4）單件時間tdj的計算 本工序的單件時間為四個工步的時間總和：其中鉆孔工步 tdj鉆=（2.6438.225.73）s=46.6s擴孔工步 tdj擴=(4.3763.39.5)s=77.53s粗鉸工步 tdj粗鉸=(6.1388.813.32)s=108.25s精鉸工步 tdj精鉸=(5.5179.811.97)s=97.28s所以工序4的單件時間為：tdj= tdj鉆+ tdj擴 tdj粗鉸+ tdj精鉸=(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s工序五：鉆、粗鉸、精鉸28（H7）孔1、加工余量的確定 查參考文獻得，鉆孔余量為7.8mm，粗鉸的余量為0.16mm，精鉸的余量為0.04mm.2、切削用量的計算（1）鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=7.8 mm。2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為22 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=1000 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=1000 r/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：（2）粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.16 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為11m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=438 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=450r/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為：（3）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.04 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3 mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為18 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=717 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=720/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：3、時間定額的計算（1）基本時間tj的計算 1） 鉆孔工步 由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=15 mm，l2=1 mm，l1=(Dcotkr)/2(12)=(7.8cot56)/2(12)=8mm；f=0.3 mm/r;n=1000 r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（15 mm8mm1 mm）/（0.3 mm/r1000 r/min）=0.076min則2tj=0.152min 2）粗鉸工步 由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(7.96-7.8)/2=0.08mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；l=15mm；f=0.3 mm/r；n=450r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（15mm0.37mm15mm）/（0.3mm/r450 r/min）=0.50min則2tj=1min 3）精鉸工步 由參考文獻表鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(8-7.96)/2=0.04mm的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=15mm；f=0.3 mm/r；n=720r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（15 mm0.19mm13mm）/（0.3mm/r720 r/min）=0.14min則2tj=0.28min（2）輔助時間ta的計算由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關系為ta=(0.150.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為：工序5的鉆孔的輔助時間：ta=0.150.152=0.02min工序5的粗鉸的輔助時間：ta=0.151=0.15min工序5的精鉸的輔助時間：ta=0.150.14=0.02min工序六：鉆、粗鉸、精鉸10（H7）孔1、加工余量的確定 查參考文獻得，鉆孔余量為9.8mm，粗鉸的余量為0.16mm，精鉸的余量為0.04mm.2、切削用量的計算（1）鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=9.8 mm。2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為22 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=1000 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=1000 r/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：（2）粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.16 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為11m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=438 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=450r/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為：（3）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.04 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3 mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為18 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=717 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=720/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：4、 時間定額的計算（1）基本時間tj的計算 1） 鉆孔工步 由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm，l1=(Dcotkr)/2(12)=(23.0 cot56)/2(12)=8.7mm；f=0.4 mm/r;n=250 r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（54 mm8.7mm1 mm）/（0.4 mm/r250 r/min）=0.637min 2）粗鉸工步由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(9.96-9.8)/2=0.08mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（54 mm0.37mm15mm）/（1.0 mm/r47 r/min）=1.48min 3）精鉸工步 由參考文獻表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(10.0-9.96)/2=0.02mm的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間：tj=（54 mm0.19mm13mm）/（0.8 mm/r63 r/min）=1.33min（2）輔助時間ta的計算由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關系為ta=(0.150.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為：工序6的鉆孔的輔助時間：ta=0.1538.22s=5.73s工序6的粗鉸的輔助時間：ta=0.1588.8s=13.32s工序6的精鉸的輔助時間：ta=0.1579.8s=11.97s工序七：表面去毛刺（省略）工序八：檢驗入庫（省略） 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。（閱機械加工工藝過程綜合卡片）第3章 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計工序六的專用夾具，為了鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸達到8（H7）而設計的。本次的夾具為本工序所加工的孔是位于30凸臺平面內，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用翻轉式鉆模。3.1確定設計方案 這道工序所加工的孔在30凸臺平面上，且與土臺面垂直，平行度A=0.1。根據(jù)工件結構特點，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面和水平面底、30的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(xiàn)完全定位。鉆8（H7）mm孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承，當輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。3.2選擇定位元件（1）選擇帶臺階面的定位銷，作為以25H9孔及其端面的定位元件。（2）選擇可調支承釘為8（H7）孔外緣毛坯一側防轉定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉，限制工件六個自由度。為增加剛性，在8（H7）的端面增設一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。3.3計算夾緊力并確定螺桿直徑 參考文獻（機械加工工藝手冊），因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力錯誤！未找到引用源。與切削力F之間的關系為： 錯誤！未找到引用源。=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻得，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3。 由前面的計算可知F=1279N。所以，錯誤！未找到引用源。=KF=12793N=3837N，由此可以知道，選擇一個M30的螺旋輔助支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時變形，因為鉆8（H7）孔時，工件為懸臂。3.4定位誤差計算 （1）加工8H7時孔距尺寸 84 0.2mm的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基準位移誤差為定位孔 (25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84 0.2mm的定位要求。 （2）加工8H7孔時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基準位移誤差是定位孔25H9與定位面間的垂直度誤差。故:0.052+0.052mm=0.104mm 所以有：0.03+0.104mm=0.134mm 此方案能滿足平行度 0.15mm的定位要求。3.5夾具設計及操作的簡要說明 在設計夾具時，應該注意勞動生產(chǎn)率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。本工序由于加工精度等級較低，切削力較大。為了加緊工件，勢必要增大受力面積，而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的夾緊機構，盡量增加該夾緊機構的擴力比；三是在可能的情況下，適當提高工作壓力，以增加夾緊力。結果，本夾具總的感覺還比較緊湊。設計心得 兩個星期的機械設計到今天已經(jīng)劃上句號，經(jīng)過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設計這個任務，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的指導，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設計過程中也想同學征求了意見，是設計更加符合實際要求。 剛開始接到該課題設計，并沒有很深的想法，按照任務書上所規(guī)定的大概地去查找了好些相關資料，認為也就如此。直到自己認真地去審視每一部分，才發(fā)現(xiàn)想要把各部分聯(lián)系起來作為一個總體，難度頓時提高了許多倍，才發(fā)現(xiàn)除了要有過硬的專業(yè)知識，應用與總體思維是多么重要。設計的過程伴隨思維與心情的反復變化,在客觀條件受限下,應該沉穩(wěn)對待,切忌浮躁,按照自己的時間制定計劃作好設計的每一步。從這次課程設計中,我學到了許多以前沒有學到的東西,充實了自己, 讓我對大學里學的關于制造類的課程有了個全面的融會貫通。本設計還讓我體會到了一種創(chuàng)新的重要性。在這里,我首先要感謝的是我的指導老師,在我設計碰到難題的時候，每次他都認真的、耐心的指導我，細心的講解。使我把設計中碰到的都難題解決了?？梢哉f沒有老師的細心指導，我的設計是搞不完的，特在這里表達我衷心的謝意。同時，在設計過程中，我的同學也給與了我許多的幫助，在這也謝謝大家！ 參考文獻1 徐灝.機械設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2001，第二版2 王光斗、王春福.機床夾具設計手冊M.上海：上?？茖W技術出版社，2000，第三版3 孟少農.機械加工工藝手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1991，第1、2卷4 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