托架工藝和鉆斜孔夾具設(shè)計(jì)-鉆模設(shè)計(jì)【含5張CAD圖紙+PDF圖】

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Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design 1 目 錄 摘 要 I ABSTRACT1 1 緒 論 1 2 托架的分析 2 2.1 托架的工藝分析 2 2.2 托架的工藝要求 2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 3.1 加工工藝過(guò)程 4 3.2 確定各表面加工方案 4 3.2.1 影響加工方法的因素 4 3.2.2 加工方案的選擇 4 3.3 確定定位基準(zhǔn) 5 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 5 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 5 3.4 工藝路線的擬訂 6 3.4.1 工序的合理組合 6 3.4.2 工序的集中與分散 7 3.4.3 加工階段的劃分 7 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 8 3.5 托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 9 3.5.2 托架的偏差計(jì)算 10 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 10 4 鉆 2-10.1 孔夾具設(shè)計(jì) 17 41 研究原始質(zhì)料 17 42 定位基準(zhǔn)的選擇 18 43 切削力及夾緊力的計(jì)算 18 44 誤差分析與計(jì)算 19 2 4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 20 4.5.1 定位銷(xiāo)選用 20 4.5.3 鉆套、襯套、鉆板設(shè)計(jì)與選用 20 46 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 22 結(jié) 論 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25 1 1 緒 論 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通 3 年所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí) 踐相結(jié)合，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎(chǔ)。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段 都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì) 量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們 的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專(zhuān)用夾具。 2 托架的分析 2.1 托架的工藝分析 托架是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但 其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小孔端要求加工，對(duì)精度要求也很 高。托架的底面、孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其小孔與底6.1Ra 平面有垂直度的公差要求，托架底面與大孔上平面有平行度公差要求，所要加 工的槽，在其槽邊有平行度公差和對(duì)稱(chēng)度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾?形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì) 量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 2.2 托架的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加 工工藝問(wèn)題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 圖 2.1 托架零件圖 該加工有七個(gè)加工表面：平面加工包括托架底面、大孔上平面；孔系加工； 小孔端的槽加工。 3 以平面為主有： 托架底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；6.1Ra 大孔端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。6.1Ra 孔系加工有： 小孔鉆、擴(kuò)和鉸加工，其表面粗糙度要求 小孔鉆加工，小孔表面粗糙度要求 。12.5Ra 托架毛坯的，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是13m 5000 件，由3 表 2.13 可知是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對(duì)托架零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選 擇了其毛坯的的制造方法為鑄和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提 供了必要的準(zhǔn)備。 4 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知，該托架零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來(lái)說(shuō)， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于托架來(lái)說(shuō)，加 工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的 相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：托架的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān) 系精度要求都不是很高，這樣對(duì)加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞 動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)托架的 加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿(mǎn)足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿(mǎn)足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 3.2.1 影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專(zhuān)用的高效率的設(shè)備。在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車(chē)削，高速精銑等。 要考慮工廠或車(chē)間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 3.2.2 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn)3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精 銑（ ） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可79ITaR 以較小。 5 小孔加工方法： 加零件毛坯不能直接出孔，只能鑄出一個(gè)小坑，以便在以后加工時(shí)找正其 中心，但其表面粗糙度的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆擴(kuò)6.1Ra 鉸。 孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，?，所以我們采用一次鉆孔2.5 的加工方法。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下要求： 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選 擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、 外形對(duì)稱(chēng)、少裝夾等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床 身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的 余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加 工余量。 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位 準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需 經(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證托架在整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從托架零件圖分析可知，主要是選 擇加工托架底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定 位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具 6 比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類(lèi)零件常用頂針孔作為 定位基準(zhǔn)。車(chē)削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書(shū) 表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反 復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn) 磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇 加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此 外，像拉孔在無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證托架在整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從托架零件圖分析可知，它的底平 面與 小孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自209H 由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿(mǎn)足整個(gè)加工過(guò)程中基 本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以?可以用 的孔為加工基準(zhǔn)。4 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。托架的加工的 第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工托 架底面大孔上平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類(lèi)型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人 7 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專(zhuān)用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi) 事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%809c 蘇打及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè) 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專(zhuān)用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi) 事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型。加工要求和工廠的具 體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突 出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段： 8 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m。 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì) 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階 段，在滿(mǎn)足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不 把粗精加工分開(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就 要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類(lèi)的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專(zhuān)用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見(jiàn)下表： 方案一 10 鑄造 鑄造時(shí)效處理 20 粗銑 粗銑上端面 30 精銑 精銑上端面 9 40 粗銑 粗銑底部中間平面 50 精銑 精銑底部中間平面 60 鉆、擴(kuò)、鉸 鉆、擴(kuò)、鉸33H7 孔 70 鉆 鉆 2-M12 螺紋底孔 2-10.1 80 鉆 攻絲 2-M12 螺紋 90 鉗 去毛刺 100 入庫(kù) 入庫(kù)、組裝入庫(kù) 方案二 10 鑄造 鑄造時(shí)效處理 20 粗銑 粗銑上端面 30 精銑 精銑上端面 40 粗銑 粗銑底部中間平面 50 精銑 精銑底部中間平面 60 鉆、擴(kuò)、鉸 鉆、擴(kuò)、鉸33H7 孔 70 鉆 鉆 2-M12 螺紋底孔 2-10.1 攻絲 2-M12 螺紋 80 鉗 去毛刺 90 入庫(kù) 入庫(kù)、組裝入庫(kù) 由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過(guò)程如下表： 10 鑄造 鑄造時(shí)效處理 20 粗銑 粗銑上端面 30 精銑 精銑上端面 40 粗銑 粗銑底部中間平面 50 精銑 精銑底部中間平面 60 鉆、擴(kuò)、鉸 鉆、擴(kuò)、鉸33H7 孔 70 鉆 鉆 2-M12 螺紋底孔 2-10.1 80 鉆 攻絲 2-M12 螺紋 90 鉗 去毛刺 100 入庫(kù) 入庫(kù)、組裝入庫(kù) 3.5 托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 托架的鑄件采用的是鑄鋁，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)，采用鑄件毛坯。 10 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 托架為鑄件件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于鑄件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件 配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 為了使金屬容易充滿(mǎn)膛和減少工序，鑄件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直的對(duì)稱(chēng)， 盡量避免鑄件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類(lèi) 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類(lèi) 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 托架的偏差計(jì)算 托架底平面和大孔上平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步 余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)4表 1119。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取2.05m 。查3可知其粗銑時(shí)精度等級(jí)為 IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取2.m01 精銑：由參考文獻(xiàn)3表 2.359，其余量值規(guī)定為 。1. 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 20：粗銑上端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm 數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m 11 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參f 0.15/famZ 考文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 2.8/Vs 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考fa f/8. 文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 .47/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/min31Vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 475 實(shí)際銑削速度 ：v .402.9/106ns 進(jìn)給量 ： fV.1857/0.1/ffaZm 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.2475infVs ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取aa6 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14lm8l 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 20.5()(3lDa2.061)2 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt12420.36min7.5jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt1268.19i.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 105injjtt 工序 30：精銑上端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm 12 數(shù) 8，此為細(xì)齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考fa Zmaf/18.0 文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 2.47/Vs 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參f .5/f 考文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 .8/m 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.6053/in314Vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 實(shí)際銑削速度 ：v.10.14/06dnms 進(jìn)給量 ：fV.58/2/ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m170infVs 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 4lm68l 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí)110lD 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt12402.34min7jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt1268.ijlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 20.5injjtt 工序 40：粗銑底部中間平面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm 數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z 因其單邊余量：Z=2.2mm 13 所以銑削深度 ：pa2.m 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參fa 0.15/famZ 考文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 2.8/Vms 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考f f/8. 文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 .47/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/in31Vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 475m 實(shí)際銑削速度 ：v .402.9/106ns 進(jìn)給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.2475minfVs ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取aa6 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l8l 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 20.5()(3lDa2.061)2m 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt12420.36in7.5jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt1268.19mi.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 105injjtt 工序 50：精銑底部中間平面 14 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm 數(shù) 8，此為細(xì)齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考fa Zmaf/18.0 文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 2.47/Vs 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參f .5/f 考文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 .8/m 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.6053/in314Vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 實(shí)際銑削速度 ：v.10.14/06dnms 進(jìn)給量 ：fV.58/2/ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m170infVs 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 4lm68l 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí)110lD 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt12402.34min7jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt1268.ijlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 20.5injjtt 工序 70：鉆、擴(kuò)、鉸33H7 孔。 機(jī)床：立式鉆床 Z525 15 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆。 鉆孔 切削深度 ：pa8.5m 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.441，取 。V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in317vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 0 所以實(shí)際切削速度 ：v.176.5/dnms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 117()05.96rDlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn 擴(kuò)孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.331 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆。 片型號(hào)：E403 切削深度 ：pa1.35m 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.452，取 。f 0.6/fmr 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.453，取 。V4Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 5n 所以實(shí)際切削速度 ：v.0.52/06dms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 16 刀具切入長(zhǎng)度 有：1l1 19.7(2)20.8632rDdlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 ： ，取lm42l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt30.16in.5jLfn 鉸孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.354，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.458， 取f rmf/0.21 。rmf/0.2 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.460，取 。V sV/3. 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.32605.7/in14rD 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131 取 1mn 實(shí)際切削速度 ：v.63/00s 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42 刀具切入長(zhǎng)度 ，10019.7()20.9rDdlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2lm4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt.09.7in315jLnf 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 ：jt.2016.70.48minj 工序 70：鉆 2-M12 螺紋底孔 2-10.1 機(jī)床：臺(tái)式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 17 根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 查得：進(jìn)給量 ,切削速度394.20.2/fmr 。smV/36.0 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.6147/in314Vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 。n 實(shí)際切削速度 ：v.0.5/06Dms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l3m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1(12)0242rctgkctg 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取 。2l4ml3 加工基本時(shí)間 ： jt124.1in0.6jLlfn 工序 80：攻絲 2-M12 螺紋 機(jī)床：臺(tái)式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 查得：進(jìn)給量 ,切削速度34.20.2/fmr 。smV/36.0 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.6147/in314Vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 。n 實(shí)際切削速度 ：v.0.5/06Dms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l3m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1(12)0242rctgkctg 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取 。2l4ml3 加工基本時(shí)間 ： jt124.1in0.6jLlfn 18 4 鉆 2-10.1 孔夾具設(shè)計(jì) 41 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)鉆 2-10.1 孔，加工時(shí)要滿(mǎn)足粗糙度要求。為了保證 技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低 勞動(dòng)強(qiáng)度。 42 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對(duì) 2-10.1 進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工， 孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工，進(jìn)行了粗、精鏜加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案：選底平面、工藝孔和大孔定位，即一面、心軸定位，夾緊方式選 用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件上的小孔。 圖中對(duì)孔的的加工沒(méi)有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位 基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鉆，從而滿(mǎn)足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制 5 個(gè) 自由度。 43 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：721 切削力公式： .06f PFDfK 式中 0.m./r 查表 得： 8210.75()36bp 其中： .b.48K 即： 950()fFN 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表 得：12 12KFW 有： 120.7,.6 19 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210K 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)5表 可得： 60 12 .10.56 所以 950816492()KfWFN 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便， 決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取 ， ，1.561.72. 查參考文獻(xiàn)51226 可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以 下公式計(jì)算： )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 6.2.76zr90105229 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04.W 由上述計(jì)算易得： K 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 44 誤差分析與計(jì)算 該夾具以底面、孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該孔 次性加工即可滿(mǎn)足要求。 由參考文獻(xiàn)5可得： 銷(xiāo)的定位誤差 ： 11minDWd 1 21min2min.DdDdJarctgL 其中： ，10.52Dm20D ，d .3d ， 1min2min4 20 0.63DWm .2J 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj5. 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.85jwm 4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 4.5.1 定位銷(xiāo)選用 本夾具選用一可換定位銷(xiāo)和固定棱形銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如表 6.1 和 6.2： 表 6.1 可換定位銷(xiāo) D d H 公稱(chēng)尺寸 允差 1h1b1dC1 14 18 16 15 0.011 22 5 1 4 M12 4 表 6.2 固定棱形銷(xiāo) d d H 公稱(chēng)尺寸 允差 Lh1b1C1 40 50 20 22 +0.034 0.02 3 65 5 3 8 1 6 1.5 21 4.5.3 鉆套、襯套、鉆板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿(mǎn)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。 圖 6.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 6.4： 表 6.4 鉆套 D d H 公稱(chēng)尺寸 允差 12Dh1mCr 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 0.5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 22 圖 6.2 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 6.5： 表 6.5 固定襯套 d D 公稱(chēng)尺寸 允差 H 公稱(chēng)尺寸 允差 C 1 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 鉆板選用固定式鉆板，用 4 個(gè)沉螺釘和 2 個(gè)錐銷(xiāo)定位于夾具體上。 46 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上 實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊 可靠。 23 結(jié) 論 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過(guò)程、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有了更 進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)四年中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè)設(shè)計(jì) 是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮到方方面面的問(wèn) 題，在理論上正確無(wú)誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問(wèn)題。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí) 就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而不僅僅考 慮理論上的可行性，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具。 在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問(wèn)題，所選用的零、 部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的 加工。但也有不足之處：特別是對(duì)于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時(shí)， 有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件 孔與定位立臺(tái)可升可降，這樣，在刀具退出時(shí)，使定位立臺(tái)連同工件孔一起升 起，從而避免劃傷。但考慮到成本問(wèn)題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專(zhuān)用 夾具還有待改進(jìn)。無(wú)論怎樣，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益良多，是我在學(xué)校的最 后一次答卷，也是我成功邁向社會(huì)的第一步。 24 參考文獻(xiàn) 1 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)M ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004。 2 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)M ，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 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