設(shè)計圖號JZ-3-Y左擺動杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程和鉆Φ12H8孔夾具設(shè)計（版本4）

設(shè)計圖號JZ-3-Y左擺動杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程和鉆Φ12H8孔夾具設(shè)計（版本4）,設(shè)計圖,jz,擺動,杠桿,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,以及,12,十二,h8,夾具,設(shè)計,版本 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 目錄 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計圖號JZ-3-Y左擺動杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程和鉆夾具設(shè)計 院 系 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導老師 二Ο一五年 1月 日 II 誠 信 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。盡我所知，除了設(shè)計（論文）中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日 JZ-3-Y零件的機械加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計 摘要 本文是對JZ-3-Y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(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對JZ-3-Y零件的一道工序的加工設(shè)計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，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(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JZ-3-Y鉆床夾具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：JZ-3-Y零件，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 JZ-3-Y parts machining process planning and fixture design Abstract This paper is the analysis of technology of JZ-3-Y 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 JZ-3-Y 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 JZ-3-Y design. Keywords: JZ-3-Y parts, process, procedure, cutting, clamping, positioning, 31 目錄 1 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 2 1.4機床夾具的功能 3 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4 2 JZ-3-Y的工藝分析 6 2.1 JZ-3-Y的用途 6 2.2 JZ-3-Y的技術(shù)要求 6 2.3 JZ-3-Y的工藝分析 7 2.4確定JZ-3-Y的生產(chǎn)類型 7 3 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 8 3.1選擇毛坯 8 3.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 8 4 擬定JZ-3-Y工藝路線 10 4.1定位基準的選擇 10 4.2表面加工方法的確定 10 4.3加工階段的劃分 11 4.4工序的集中與分散 11 4.5工序順序的安排 11 4.6確定工藝路線 11 5 加工余量、工序尺寸、和公差的確定 14 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 14 5.2加工余量工序尺寸及公差的確定 15 6 切削用量、時間定額的計算 20 6.1粗精銑寬24mm，毛坯28mm，的下表面 20 6.2孔的加工 21 6.3 銑槽 25 6.4時間定額的計算 25 7 專用夾具設(shè)計 28 7.1問題提出 28 7.2 定位基準的選擇 28 7.3定位元件的設(shè)計 28 7.4切削力和夾緊力的計算 28 7.5 定位誤差分析 29 7.6鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 30 7.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 31 結(jié) 論 32 參考文獻 33 致 謝 35 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 1 緒論 1 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其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)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(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 機械加工工藝規(guī)程是規(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)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(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(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，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(shè)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(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，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(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 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統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 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(shù)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，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)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，其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 工件定位后將其固定，使其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(diào)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，并引導其進行鉆削。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(shù)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)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 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)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 2 JZ-3-Y零件的工藝分析 2 JZ-3-Y的工藝分析 圖1.1 2.1 JZ-3-Y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 JZ-3-Y的技術(shù)要求 表1.1 JZ-3-Y的零件技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra um 左擺動桿上面 177 IT9 3.2 左擺動桿右面 IT9 3.2 左擺動桿左面 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 JZ-3-Y的工藝分析 分析零件圖可知，JZ-3-Y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。而其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，其他面無需加工。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等級。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JZ-3-Y的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)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 JZ-3-Y重量為0.9kg，由表1-3知，JZ-3-Y屬輕型零件；由表1-4知，該JZ-3-Y的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 3 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3.1選擇毛坯 由于JZ-3-Y在實際應用中要承受較大的力，為了增強JZ-3-Y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公差等級 由JZ-3-Y的技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 3.2.2鍛件重量 已知機械加工后的JZ-3-Y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JZ-3-Y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(zhì)系數(shù) 由于該材料為45號鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬級。 3.2.5零件表面粗糙度 由零件圖可知，該JZ-3-Y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(jié)果列于表二 表2.1 JZ-3-Y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 JZ-3-Y左端面 2*2=4 2.5 表2-1至表2-5 JZ-3-Y中端面 2*2=4 2 表2-1至表2-5 JZ-3-Y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 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 4 擬定JZ-3-Y工藝路線 4 擬定JZ-3-Y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(shù)要求和裝配要求，選擇JZ-3-Y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”的原則。另一方面，我們可以以這兩個面為定位基準，加工其他的平面和孔，保證“基準重合”的原則。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、或其他的欠缺。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)JZ-3-Y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 JZ-3-Y各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 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JZ-3-Y的質(zhì)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，保證其他加工表面和孔的加工精度;然后粗鉆其他的一些孔，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原則是工價的裝夾次數(shù)少，可以縮短輔助時間。 4.5工序順序的安排 4.5.1機械加工工序 遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準-左端面與上端面；遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的原則，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”原則，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(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)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JZ-3-Y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原則的基礎(chǔ)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(shè)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 JZ-3-Y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 “先基準后其他” 20 半精銑左端面，上端面，右端面 “先基準后其他”、 “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” 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 5 加工余量、工序尺寸、和公差的確定 5 加工余量、工序尺寸、和公差的確定 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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其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(zhì)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JZ-3-Y材料為45鋼推薦用硬質(zhì)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(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性, 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(zhì)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(jié)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，上下偏差按入體原則標注，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 工序達到的公差等級 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 工序達到的公差等級 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 工序達到的公差等級 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 工序達到的公差等級 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 工序達到的公差等級 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 工序達到的公差等級 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(shè)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 工序達到的公差等級 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(shè)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 工序達到的公差等級 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(shè)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 工序達到的公差等級 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(shè)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 工序達到的公差等級 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(shè)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 工序達到的公差等級 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(shè)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 工序達到的公差等級 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(shè)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 工序達到的公差等級 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 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 6切削用量、時間定額的計算 6 切削用量、時間定額的計算 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(zhì)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。 因其單邊余量：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(zhuǎn)速n得機床主軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gòu)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 確定切削時間（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 所以切削時間（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等級為：精鉸IT8；擴孔IT10；鉆孔IT12 根據(jù)上述結(jié)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 其相互關(guān)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速取n=590r/min。實際轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速，取n=97 r/min。 實際轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速，取n=140 r/min 實際轉(zhuǎn)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時間定額的計算 一、計算盲孔的時間 基本時間的計算 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 輔助時間的計算 根據(jù)經(jīng)驗公式，輔助時間與基本時間的關(guān)系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助時間為： 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 其他時間計算 除了作業(yè)時間之外，每件工序的單位時間還包括布置工作地點時間、休息時間與生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于是大批生產(chǎn)，分攤到每個工件的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作時間是作業(yè)時間的2%～7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%～4%,在此均取3%，則各工序的其他時間（+）可按關(guān)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 單件總時間的計算 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 加工單件總時間 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(zhuǎn)速列表查得與424.2r/min相近的轉(zhuǎn)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 其中，，取 所以， 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 7 專用夾具設(shè)計 7 專用夾具設(shè)計 鉆Ф12孔，選用機床：X525立式鉆床 7.1問題提出 本夾具主要用來鉆Ф12孔，因此以提高生產(chǎn)效率為主。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、。 7.2 定位基準的選擇 以M10螺紋底孔和直徑為6mm孔為定位基準。以有端面為輔助基準。 7.3定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設(shè)計。 根據(jù)加工要求和基準重合原則，則以底面和2個Φ8孔定位，定位元件采用1面2銷，定位孔和定位銷的主要尺寸如圖 2定位孔中心距L及2定位銷中心距l(xiāng) 所以L=158.36mmmm 取L=158.36mmmm 取圓柱銷直徑Φ8g6 菱形銷的直徑公差取IT6為0.09mm，得菱形銷的直徑為Φ8 7.4切削力和夾緊力的計算 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） 鉆削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 7.5 定位誤差分析 2 一面兩銷定位誤差 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 削邊銷孔的最大偏差 ———— 削邊銷孔的最小偏差 ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 則： 7.6鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。 圖6.1 表6.1 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 45 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 45 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 7.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 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。 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。 由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應力。 本工件采用定位銷和菱形銷定位，用移動壓板壓緊，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合打批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求 結(jié) 論 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學，也深深意識到學習的重要性，認識到設(shè)計是一種學習的方式。在設(shè)計過程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計方法和相關(guān)設(shè)計軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計相關(guān)的信息（包括手冊，標準和規(guī)范）和實證估計有了一定程度的提高，在計算機和方便的參考書籍和手冊的情感設(shè)計和幫助。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，機械制造過程更系統(tǒng)的了解一般的過程，學習和掌握整個設(shè)計過程中，有一個科學的設(shè)計方法是更嚴格的。畢業(yè)設(shè)計的基本理論知識，可以學習使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設(shè)計方案，進行必要的計算，效率高的項目的設(shè)計以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識，進行必要的計算設(shè)計，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過程，了解情況之前，機床刀具和加工，畢業(yè)設(shè)計有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。 在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學習能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。畢業(yè)設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只