杠桿(CA1340自動車床)（三）加工工藝及鉆2-M4底孔夾具設計-氣動夾具帶CAD原圖

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2、 余量Z3的校核Z3max= P2max P3min =（82+0.11）（81-0.11）=0.22mm；Z3min=P2minP3max = （82-0.11）（81+0.11）=0.78mm；3、 余量Z2的校核 Z2max= P1max P2min=（82.9+0.175） （82-0.11）=1.185mm； Z2min=P1min P2max=（82.9-0.175）（82=0.11）=0.615mm；余量校核結果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。將工序尺寸按“入體原則”表示：P4=800-0.2mm;P3=81.110-0.22mm;P2=82.110-0.22mm;P1=83.0750-0.35mm （2） 、工序10鉆攻底角M4螺紋孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定1、 工步一鉆孔。根據(jù)表2-39可知，攻螺紋前用麻花鉆鉆孔，選用普通細牙螺紋直徑為3.5mm的麻花鉆，螺距為0.5mm。由表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，鉆：IT12。根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為：鉆：0.15mm。2、 工步二攻絲，依據(jù)加工要求，在鉆完孔之后，選用細柄機用絲錐進行攻絲，完成對螺紋孔的加工。查表3-38可知，細柄機用絲錐的主要參數(shù)：公稱直徑：4.0mm；螺距：0.70mm。同理可確定該工序尺寸的加工精度等級為，攻：IT7。根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為：鉆：0.012mm。+0.153、 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：鉆：3.50+0.15 mm, 攻：40+0.012mm。它們的相互關系如圖： 加工方向 3.50+0.150.540+0.0121.5 切削用量、時間定額的計算1.5.1切削用量的計算 這里只計算需要進行工藝分析的那道工序，工序10鉆攻底角M4螺紋孔。該工序分兩個工步，工步1是鉆直徑為3.5mm，工步2是攻絲完成對M4螺紋孔的加工。（1） 背吃刀量的選擇1、 鉆孔 取ap =3.5mm;2、 攻螺紋 由表2-39可知，M4螺紋孔在加工前底孔直徑為3.5mm,因此攻螺紋的背吃刀量ap =43.5=0.5mm。（2） 進給量的選擇1、 鉆孔 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.08mm/r。2、 攻螺紋 由于攻螺紋的進給量就是被加工螺紋的螺距，因此f=0.5mm。（3） 切削速度的選擇1、 鉆孔 由表5-22，按工件材料為QT45-5的條件選取，切削速度v可取為10m/min。由公式（5-1）n=1000v/a可求得該工序鉆頭轉速n=910r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=960r/min。在將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=960*3.14*3.5/1000=10.6m/min。2、 攻螺紋 由表5-37查得攻螺紋的切削速度v=510n/min,取v=6m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得該工位的主軸轉速n=477r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=545r/min。在將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際切削速度v=nd/1000=545*3.14*3.5/1000=5.99m/min。1.5.2 時間定額的計算（1） 工序1鉆孔 根據(jù)表5-41中鉆孔和鉆中心孔的基本時間計算公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/(fn),可求出該工序的基本時間。這里已知l=6mm;l2=1mm;l1=Dcot/2+(12)=4*cot54/2+1=2.45mm;f=0.08mm/r;n=960r/min。將上述結果代入公式，則工序的基本時間tj=(6+1+2.45)/(0.08*960)=0.123min=7.38s。（2） 工序2攻螺紋 根據(jù)表5-46用絲錐攻螺紋的基本時間計算公式tj=(l+l1+l2)/(fn)+（l+l1+l2）/（fn0）,可求出該工序的基本時間。這里知l=6mm;l1=(13)p=1*0.7=0.7mm;l2=(23)p=2*0.7=1.4mm;n=545r/min;n0=272r/min；f=0.5mm。將上述結果代入公式，則工序的基本時間tj=（6+0.7+1.4）/（0.5*545）+（6+0.7+1.4）/（0.5*272）=5.36s。2、專用夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。2.1 基本定位原理分析這里討論6點定位中，6個自由度的消除，以便找出較合適的定位夾緊方案一個物體在空間可以有6個獨立的運動，即沿X、y、Z軸的平移運動，分別記為 。X1、Y1、Z1；繞X、y、Z軸的轉動，記為x 、y 、z ，習慣上，把上述6個獨立運動稱作6個自由度如果采用一定的約束措施，消除物體的6個自由度，則物體被完全定位例如討論長方體工件時，可以在底面布置3個不共線的約束點，在側面布置2個約束點，在端面布置一個約束點，則底面約束點可以限制X2、Y2 、Z2 3個自由度，側面約束點限制X1、Z12個自由度，端面約束點限制y。這個自由度，就完全限制了長方體工件6個自由度2.2 定位基準的選擇 由零件圖知道，孔其設計基準為8端面內端面，為保證設計基準與工藝基準重合，避免產生基準不重合誤差，應選擇以底面定位的平面結構，但此處M4孔是沒有定位公差的，為方便，選擇端面做基準，產生的基準不重合誤差在允許范圍內，為使M4孔定心，加用一個定位銷和削邊銷，這樣，便實現(xiàn)了完全定位。 為提高生產率，縮短輔助時間，采用液動夾緊，即使用液壓缸夾緊機構，通過活塞桿的伸出壓緊，在定位元件的基礎上實現(xiàn)工件的夾緊。2.3 定位誤差分析使用夾具加工工件時，加工表面的位置誤差與工件在夾具中的定位的因素密切相關。為了保證工件的加工精度，必須使工序中各項加工誤差的總和小于或者等于該工序規(guī)定的公差值，式中1.與機床夾具有關的加工誤差；w.與工序中夾具以外其他因素有關的誤差 .工序誤差 夾具有關的加工誤差1一般包括工件夾具中的定位誤差b;工件在加緊時產生的誤差;夾具相對于機床成形運動的位置誤差;夾具想對于刀具的位置誤差;以及夾具產生磨損造成的加工誤差等。為了給加工中其他誤差因素能占有更大一些比例，由上式可見，應當盡量減小與夾具有關的誤差。其中除了在夾具的制造，安裝，調整，使用中產生的誤差外。在夾具設計時的的正確計算和減小工件在夾具中的定位誤差，是必須解決的重要問題之一。定位誤差是工件在夾具中定位時，工序基準（一批零件的）位置在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的變動所引起的，因此在夾具設計時，應當盡可能選折工序基準為定位基準并選折精度較高的表面作為定位基準。一般應使定位誤差控制在有關尺寸內或者位置公差的1/31/5。軸承座零件為一面兩孔零件，因此它的定位我們主要采用一平面，一定位銷和一削邊削，定位方式如下圖：圖45 零件加工定位方式因此夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷一削邊銷；平面的尺寸公差須要保證零件尺寸，若平面公差太大，若超過0.1，則零件尺寸公差無法保證，因此，平面公差只能比零件公差小，由相關經驗，一般取平面公差為零件公差的1/3，所以，取平面公尺寸公差為；定位銷和削邊銷是與零件孔相配合的，通過定位銷、削邊銷與零件孔的配合來確定加工孔的中心，最后達到完全定位。因此，定位銷與其相配合的孔的公差相同，即公差為h7,其尺寸為。2.4 夾具操作簡要說明（1）、將整個夾具安裝在工作臺上，使其和工作臺，刀具保持正確的位置關系。（2）、啟動液壓缸，使活塞桿收進氣缸，使壓塊張開，把零件放在定位元件上正確定位，零件的兩孔和定位銷、削邊銷配合。（3）、啟動崖壓缸，活塞桿伸出，推動壓塊壓在零件凸臺上。壓緊力合適，（4）、鉆孔加工，鉆刀通過鉆套導向、對刀，加工完后，退出鉆刀。（5）啟動液壓缸，活塞桿收進氣缸，使壓塊張開，把零件取出，開始加工下一個零件。2.5 夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護（1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置；（2）如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復；如果定位銷、定位板超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。（3）使用后需要涂防繡油。3 方案綜合評價與結論 在設計夾具時，應注意提高勞動生產率。為此，首先著眼于機動夾緊，而非手動夾緊，因為這是提高勞動生產率的重要途徑，本道工序選用了液動夾緊方式。本工序切削力較大，為了夾緊元件，勢必增大液壓缸缸直徑，而這樣將使整個夾具龐大，因此，有三個措施：一是提高制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇比較理想的擴力機構；三是在可能情況下，適當提高壓縮液體壓力，以增大推力。由于本夾具配合面，連接孔較多，因此，夾具的零件對精度比較高，操作時要注意夾具各螺紋是否擰緊；還有就是夾具操作時，要防止定位零件有過大的磨損，若有較大磨損，要注意及時更換，以保證零件加工精度。夾具上裝有對鉆套，可以使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀，同時，夾具體上底面有一對定位鍵，可使夾具工作臺上在很好的定位。本題通過以杠桿20H7孔和其左端面為精基準，運用一面兩銷來限制工件的6個自由度，在實現(xiàn)中批生產的前提下，采用液壓缸來對工件進行夾緊。滿足了該杠桿工件的生產要求。因此，所設計的工藝路線和所采用的工藝措施均是符合題意的。4體會與展望 機械制造技術基礎課程設計，是在完成生產實習，學完機械制造技術基礎和其它專業(yè)課程之后進行的。我們通過該課程設計，將所學的理論與生產實踐相結合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng)。重點從以下幾方面得到了鍛煉：1、 可以讓我們具有制定工藝規(guī)程的初步能力。能綜合運用機械制造技術基礎和其它課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的機械加工工藝規(guī)程。2、 具有設計專用夾具的初步能力，提高了機構設計能力。3、 通過查閱資料，提高了我們熟練的使用設計手冊、參考資料等方面的能力。4、 通過設計的全過程，讓我們懂得了進行工藝設計的程序和方法，培養(yǎng)獨立思考和獨立工作的能力。 作為機械類的學生，這次課程設計是我們繼機械原理課程設計、機械設計課程設計之后的又一重要的設計階段，我們通過這樣的設計，能夠增強我們將理論用于實際的本領，對我們的學習意義重大！5參考文獻1 崇凱，機械制造技術基礎課程設計指南，化學工業(yè)出版社，20062 王啟平，機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學出版社，19953馬賢智，夾具與輔具標準應用手冊，機械工業(yè)出版社 ，19964唐金松，簡明機械設計手冊，上?？茖W技術出版社，19895 冷興聚，王春華，機械設計基礎，東北大學出版社，20026甘永立，幾何量公差與檢測 （第七版），上海科學技術出版社，20057 馮辛安，機械制造裝備設計（第二版），機械工業(yè)出版社，20058 王小華，機械夾具圖冊，機械工業(yè)出版社，19929 邱宣懷，機械零件，高等教育出版社，198910孫恒，機械原理，人民教育出版社，199311龔定安，機床夾具設計，陜西科技出版社，198112徐發(fā)仁，機床夾具設計，重慶大學出版社，199113張龍勛，機械制造工藝學課程設計指導書及習題，機械工業(yè)出版社，200514趙家齊，機械制造工藝學課程設計指導書，機械工業(yè)出版社，200615羅洪甜，機械原理課程設計指導書，高等教育出版社，1986