左擺動(dòng)杠桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)鉆Φ12H8孔（版本2）

左擺動(dòng)杠桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)鉆Φ12H8孔（版本2）,擺動(dòng),杠桿,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,以及,氣動(dòng),夾具,設(shè)計(jì),12,十二,h8,版本 左擺動(dòng)杠桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì) 院 系 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 二Ο一五年 1月 日 摘　要 本文是對(duì)左擺動(dòng)杠桿加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)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(jì)合理的加工工藝過程。此外還對(duì)左擺動(dòng)杠桿的一道工序的加工設(shè)計(jì)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(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)左擺動(dòng)杠桿鉆床夾具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：左擺動(dòng)杠桿，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目錄 一、序 言 1 二、左擺動(dòng)杠桿的工藝分析 2 2.1左擺動(dòng)杠桿的用途 2 2.2左擺動(dòng)杠桿的技術(shù)要求 2 2.3左擺動(dòng)杠桿的工藝分析 3 2.4確定左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類型 3 三、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 4 3.1選擇毛坯 4 3.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 4 四、擬定左擺動(dòng)杠桿工藝路線 5 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 5 4.2表面加工方法的確定 6 4.3加工階段的劃分 6 4.4工序的集中與分散 7 4.5工序順序的安排 7 4.6確定工藝路線 7 五、加工余量、工序尺寸、和公差的確定 9 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 9 5.2加工余量工序尺寸及公差的確定 10 六、切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 14 七、專用夾具設(shè)計(jì) 23 7.1設(shè)計(jì)要求 23 7.2夾具設(shè)計(jì) 23 7.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 23 7.1.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 23 7.1.3定位誤差的分析 26 7.1.4鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 27 7.1.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 29 結(jié) 論 30 參考文獻(xiàn) 31 致 謝 32 29 一、序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 左擺動(dòng)杠桿零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 二、左擺動(dòng)杠桿的工藝分析 圖1.1 2.1左擺動(dòng)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(gè)力（用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)）的大小跟它們的力臂成反比。動(dòng)力×動(dòng)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(dòng)力，L1表示動(dòng)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(dá)到平衡，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。 2.2左擺動(dòng)杠桿的技術(shù)要求 表1.1 左擺動(dòng)杠桿的零件技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra um 左擺動(dòng)桿上面 177 IT9 3.2 左擺動(dòng)桿右面 IT9 3.2 左擺動(dòng)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(dòng)杠桿的工藝分析 分析零件圖可知，左擺動(dòng)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(jìn)行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因?yàn)槭谴笈a(chǎn)，所以采用鍛造毛坯的方法，其他面無需加工。零件中幾個(gè)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(jí)。零件中對(duì)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(dòng)杠桿的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)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(tái)/年X1件/臺(tái)X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 左擺動(dòng)杠桿重量為0.9kg，由表1-3知，左擺動(dòng)杠桿屬輕型零件；由表1-4知，該左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 三、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 3.1選擇毛坯 由于左擺動(dòng)杠桿在實(shí)際應(yīng)用中要承受較大的力，為了增強(qiáng)左擺動(dòng)杠桿的強(qiáng)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(fù)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(jī)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(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下的因素 3.2.1公差等級(jí) 由左擺動(dòng)杠桿的技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級(jí)為普通級(jí)。 3.2.2鍛件重量 已知機(jī)械加工后的左擺動(dòng)杠桿的重量為1.2Kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前的鍛件的重量為2.3Kg 3.2.3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對(duì)左擺動(dòng)杠桿進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件的包容體的長(zhǎng)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(jì)算出鍛件的復(fù)雜系數(shù) 3.2.4鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該材料為45號(hào)鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬級(jí)。 3.2.5零件表面粗糙度 由零件圖可知，該左擺動(dòng)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(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于表二 表2.1 左擺動(dòng)杠桿鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 項(xiàng)目 機(jī)械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 備注 左擺動(dòng)杠桿左端面 2*2=4 2.5 表2-1至表2-5 左擺動(dòng)杠桿中端面 2*2=4 2 表2-1至表2-5 左擺動(dòng)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(dòng)杠桿工藝路線 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)還有精基準(zhǔn)，通常先確定精基準(zhǔn)，再確定粗基準(zhǔn)。 4.1.1精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇左擺動(dòng)杠桿的上端面和左端面為精準(zhǔn)，零件上的很多表面和孔都可以采用他們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。另一方面，我們可以以這兩個(gè)面為定位基準(zhǔn)，加工其他的平面和孔，保證“基準(zhǔn)重合”的原則。最后一方面，以這兩個(gè)面為定位基準(zhǔn)，在加緊方便。 4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)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(zhǔn)。 4.2表面加工方法的確定 根據(jù)左擺動(dòng)杠桿零件圖上個(gè)加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件個(gè)表面的加工方法。如表3.1所示 表3.1 左擺動(dòng)杠桿各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級(jí) 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(dòng)杠桿的質(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(gè)階段。在粗加工階段，首先應(yīng)該將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)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(jī)床以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中的原則是工價(jià)的裝夾次數(shù)少，可以縮短輔助時(shí)間。 4.5工序順序的安排 4.5.1機(jī)械加工工序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)-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(gè)端面，然偶加工剩下的幾個(gè)孔。 4.5.2熱處理工序 模鍛成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為241-285HBS，并進(jìn)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(duì)機(jī)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(yàn)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(dòng)杠桿工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)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(jī)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(biāo)卡尺 2 半精銑左端面，上端面，右端面 XK52銑床 面銑刀 游標(biāo)卡尺 3 倒R=3mm圓角 XK52銑床 車刀 游標(biāo)卡尺 4 鉆-粗鉸-精絞*18盲孔 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 5 鉆-粗鉸-精鉸孔H8 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 6 鉆-粗鉸-攻螺紋M10 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 7 鉆-粗鉸-精鉸孔*2 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 8 鉆-精鉸孔 Z515鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標(biāo)卡尺 9 粗銑-半精銑8mm槽 XK52 銑刀 游標(biāo)卡尺 10 粗銑2mm槽 XK52 銑刀 游標(biāo)卡尺 11 去毛刺 鉗工臺(tái) 平銼 12 中檢 塞規(guī) 百分尺 卡尺 13 清洗 清洗機(jī) 14 終檢 塞規(guī) 百分尺 卡尺 表3.3 左擺動(dòng)杠桿加工工序安排 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 簡(jiǎn) 要 說 明 10 粗銑左右端面及上下端面 “先基準(zhǔn)后其他” 20 半精銑左端面，上端面，右端面 “先基準(zhǔn)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(kuò)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?jǐn)UΦ12H8孔、Φ12*11孔，精擴(kuò)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(shè)備與工藝設(shè)備 5.1.1選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)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(jī)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(hào)XK52,主軸孔錐度7:24,主軸孔徑25mm。主軸轉(zhuǎn)速65~1800r/min。 工作臺(tái)面積(長(zhǎng)×寬)1000×250。工作臺(tái)最大行程:縱向(手動(dòng)/機(jī)動(dòng))620mm,橫向手動(dòng)190mm、機(jī)動(dòng)170mm升降手動(dòng)370mm、機(jī)動(dòng)350mm。 工作臺(tái)進(jìn)給量:縱向35~980mm/min、橫向25~765mm/min、升降12~380mm/min。工作臺(tái)快速移動(dòng)速度:縱向2900mm/min、橫向2300mm/min、升降1150mm/min。工作臺(tái)T型槽數(shù):槽數(shù)3、寬度14、槽距50。主電機(jī)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(jī)床才能滿足要求因此選用Z515 鉆床的參數(shù)如下 型號(hào)Z515主軸轉(zhuǎn)速320-2900r/min,主軸行程100mm最大鉆孔直徑15mm工作臺(tái)臺(tái)面尺寸350x350(mm x mm),主電動(dòng)機(jī)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(gè)重要部分。刀具應(yīng)具有高剛度足夠的強(qiáng)度和韌度高耐磨性良好的導(dǎo)熱性良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性抗粘接性化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件左擺動(dòng)杠桿材料為45鋼推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具因?yàn)榧庸ぴ擃惲慵r(shí)摩擦嚴(yán)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(shí)刀具磨損小壽命長(zhǎng),所以加工45鋼這種材料時(shí)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(jì)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(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，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、24mm上表面 參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 表4.1 工序名稱 余量 工序達(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 表4.2 工序名稱 余量 工序達(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 表4.3 工序名稱 余量 工序達(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 表4.4 工序名稱 余量 工序達(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 表4.4 工序名稱 余量 工序達(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 表4.6 工序名稱 余量 工序達(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》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(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)限尺寸 工序尺寸及極限偏差 精絞 0.15 IT7 φ12 擴(kuò)孔 0.85 IT9 φ11.85 11.85 鉆孔 11 IT12 φ11 11 毛坯 4 8 8、φ6孔 查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》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(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》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(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)限尺寸 工序尺寸及極限偏差 擴(kuò)孔 1 IT12 φ12 擴(kuò)孔 3 IT12 φ11 11 鉆孔 8 IT12 φ8 8 毛坯 4 8 10、φ15H8孔 查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》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(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(kuò)孔 0.85 IT6 φ14.85 鉆孔 14 IT12 φ14 14 毛坯 4 11 11、φ12*18孔 查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》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(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》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(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)限尺寸 工序尺寸及極限偏差 粗銑 2.0 IT12 2 13、寬8mm槽 查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》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(dá)到的公差等級(jí) 最小級(jí)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、時(shí)間定額的計(jì)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(jī)床：XK52立式銑床。 查參考文獻(xiàn)[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(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75取=0.12mm/Z 銑削速度V：參照參考文獻(xiàn)[1]表30—34取V=1.33/ms。 由機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速式（2.1）  按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 n=300r/min 實(shí)際銑削速度v： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表2.4-81，=30mm 被切削層長(zhǎng)度l：取l= 28~30 刀具切入長(zhǎng)度： 式（5.2）刀具切出長(zhǎng)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(jī)床：XK52立式銑床。 由參考文獻(xiàn)[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(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表30—31取=0.08/Z 銑削速度V：參照參考文獻(xiàn)[1]表30—31取V=0.32m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n，由式（2.1）有： 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31 n=75r/min 實(shí)際銑削速度v: 進(jìn)給量,由式(2.3)有: 工作臺(tái)每分進(jìn)給量: 刀具切入長(zhǎng)度:精銑時(shí)=D=100mm 刀具切出長(zhǎng)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(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[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(xiàn)[1]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),根據(jù)表28-9,允 許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量f遠(yuǎn)小于及故所選f可用。 （1）確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機(jī)床為Z515鉆床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9 切削速度計(jì)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(shí)際切削速度為=2.64 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） = （2）鉆螺紋孔及攻螺紋 鉆螺紋底孔 取 （） 所以 （） 按機(jī)床選取= （） 所以實(shí)際切削速度 （） 切削工時(shí)（一個(gè)孔）： 攻螺紋 根據(jù)表4-32選取 所以 （293） 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度 所以切削時(shí)間（一個(gè)孔）： (3)孔φ15H8： 查表2-28可得，精鉸余量為 Z精=0.15mm;擴(kuò)孔的余量為Z擴(kuò)=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(jí)為：精鉸IT8；擴(kuò)孔IT10；鉆孔IT12 根據(jù)上述結(jié)果，查表2-40可知，個(gè)工步公差為：精鉸，15～15.027；擴(kuò)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(jìn)給量 由表5-12，選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表5-22查得，因?yàn)楣ぜ?5號(hào)鋼，v=20m/min，帶入公式得 參照表4-15所列XK52型立式機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速取n=590r/min。實(shí)際轉(zhuǎn)速為 擴(kuò)孔工步 1）背吃刀量=0.85mm 2）進(jìn)給量 由表5-31可查得，取f=0.50 mm/r 3）切削速度計(jì)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(shí)際轉(zhuǎn)速 精鉸工步 1）背吃刀量=0.15 mm 2）進(jìn)給量 查表5-31 f=0.4 mm/r 3)切削速度計(jì)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(shí)際轉(zhuǎn)速 工序40、70確定擴(kuò)孔切削用量 1)確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表28-31, 。根據(jù)Z515機(jī)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(xiàn)[1]表28-33，取。修正系數(shù)： （根據(jù)） 故 查機(jī)床說明書取。實(shí)際切削速度為 工序40、50、70確定鉸孔切削用量 （1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表 注4，進(jìn)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(xiàn)[7]表28-39取。由參考文獻(xiàn)[1]表28-3，得修正系數(shù)，（根據(jù)） 故 查Z515說明書，取n=100r/min,實(shí)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(shí)間定額的計(jì)算 一、計(jì)算盲孔的時(shí)間 基本時(shí)間的計(jì)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(kuò)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(shí)間的計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助時(shí)間為： 鉆孔工步：=0.15×15.8=2.37s 擴(kuò)孔工步：=0.15×33.8=5.07s 精鉸工步：=0.15×45.6=6.84s 其他時(shí)間計(jì)算 除了作業(yè)時(shí)間之外，每件工序的單位時(shí)間還包括布置工作地點(diǎn)時(shí)間、休息時(shí)間與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于是大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%～7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%～4%,在此均取3%，則各工序的其他時(shí)間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）+×(+)計(jì)算，他們分別為： 鉆孔：+=6%×（2.37+15.8）=1.09s 擴(kuò)孔：+=6%×（5.07+33.8）=2.33s 鉸孔：+=6%×（6.84+45.6）=3.15s 單件總時(shí)間的計(jì)算 鉆孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s 擴(kuò)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(shí)間 T=19.06+41.2+55.5=115.78 二、鉆孔 （1） 機(jī)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(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆 （3） 切削用量選擇： 查表得：f=0.2-0.4mm/r，進(jìn)給量取f=0.32mm/r 當(dāng)使用高速鋼標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際切削速度為 確定，f=0.32mm/r，n=400r/min，v=22.62m/min （4）計(jì)算基本工時(shí) 其中，，取 所以， 七、專用夾具設(shè)計(jì) 1.5設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一鉆Φ12孔。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 7.1夾具設(shè)計(jì) 7.1.1 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(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。 由零件圖可知：進(jìn)行加工前，底部平面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底部平面、和側(cè)面和墊板定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的螺旋壓塊來夾緊。 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。 7.1.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 所以 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 用氣動(dòng)元件作為夾緊元件，活塞桿是氣缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動(dòng)沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。其材料取Q235鋼。 在這取負(fù)載約為10000N，初選氣缸的設(shè)計(jì)壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的氣缸課選用單桿式的，并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，則氣缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2（即氣缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，氣缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取氣缸機(jī)械效率。則氣缸上的平衡方程 故氣缸無桿腔的有效面積： 氣缸直徑 氣缸內(nèi)徑： 按GB/T2348-1980，取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑） 則氣缸有效面積為： 現(xiàn)設(shè)計(jì)一種機(jī)構(gòu)，設(shè)夾緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力為,鉸鏈壓板的受力分析如下圖7.1所示： 圖7.1受力分析 由受力分析計(jì)算得： = (選定=)【6】 式中，—夾緊機(jī)構(gòu)效率，取值為0.9； —螺栓的許用夾緊力，單位：。 當(dāng)螺桿的螺紋公稱直徑為M12時(shí)，可查表得：=5620N。 所以，==2=2×5620×0.9=10116N 因>=9015N,故夾緊機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)參數(shù)選擇F-SC63CA 根據(jù)參數(shù)選擇F-SC63CA 參考地址：http://wenku.baidu.com/link?url=suvNCH9ck4ru_xSGujDVvFFG5_FF5bI3MQEtU3EJQ-JLuPkp83XY6FNC-jkDidVLPGtvk_Jur9Jbl4U5unTN-Ya9233QOB0E50zbwhBJwJW 7.1.3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。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 7.1.4鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。 為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)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。 7.1.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)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(fù)雜程度的限制，同時(shí)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(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。 結(jié) 論 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學(xué)，也深深意識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性，認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計(jì)過程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計(jì)相關(guān)的信息（包括手冊(cè)，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）和實(shí)證估計(jì)有了一定程度的提高，在計(jì)算機(jī)和方便的參考書籍和手冊(cè)的情感設(shè)計(jì)和幫助。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械制造過程更系統(tǒng)的了解一般的過程，學(xué)習(xí)和掌握整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)方法是更嚴(yán)格的。畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)，可以學(xué)習(xí)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(jì)方案，進(jìn)行必要的計(jì)算，效率高的項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識(shí)，進(jìn)行必要的計(jì)算設(shè)計(jì)，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過程，了解情況之前，機(jī)床刀具和加工，畢業(yè)設(shè)計(jì)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(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。 在設(shè)計(jì)和分析使我感到更多的設(shè)計(jì)思路，提高我們的學(xué)習(xí)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(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無情地重做。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　33 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討，組合夾具，1982. 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