CA6140杠桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

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1、目 錄1 緒論11.1 課題背景及發(fā)展趨勢(shì)11.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容22 杠桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.2 杠桿加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施32.2.1 確定毛坯的制造形式32.2.2 基面的選擇42.2.3 確定工藝路線42.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定52.2.5 確定切削用量62.2.6 確定基本工時(shí)162.3 小結(jié)213 專用夾具設(shè)計(jì)213.1 粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)夾具設(shè)計(jì)223.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇223.1.2 定位元件的設(shè)計(jì)223.1.3 定位誤差分析233.1.4 銑削力與夾緊力

2、計(jì)算233.1.5 夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)243.1.6 夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)263.1.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明273.2 小結(jié)274 總結(jié)27致謝27參考文獻(xiàn)281 緒論 加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備，同時(shí)是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的

3、改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。1.1 課題背景及發(fā)展趨勢(shì)材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具的制造精度要求更高精度夾具的定位孔距精度也隨著提高，機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具

4、有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 工業(yè)的模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信

5、息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。迅速發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容與此同時(shí)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。因此，我認(rèn)為加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與

6、時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:(1)定位元件及定位裝置；(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))； (3)夾具體；(4)對(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等)；(5)動(dòng)力裝置；(6)分度,對(duì)定裝置；(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝

7、置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。專用夾具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）定位裝置的設(shè)計(jì)；（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)；（3）對(duì)刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)；（4）夾具體的設(shè)計(jì)；（5）其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。2 杠桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。傳統(tǒng)的杠桿加工由于加工比較粗糙加工過程比較簡(jiǎn)單，既耗時(shí)又沒有科學(xué)性此杠桿如果按傳統(tǒng)加工工藝來加工由于沒有考慮到工件材料及脆塑性能將會(huì)影響加工結(jié)果，再有加工工藝過程順序選

8、擇也將會(huì)影響加工結(jié)果。為此，此夾具就是要克服這些缺點(diǎn)。2.1.2 零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，為此以下是杠桿需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下（1） 主要加工面： 1）小頭鉆以及與此孔相通的14階梯孔、M8螺紋孔；2）鉆錐孔及銑錐孔平臺(tái)；3）鉆2M6螺紋孔；4）銑杠桿底面及2M6螺紋孔端面。（2）主要基準(zhǔn)面：1）以45外圓面為基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：的孔、杠桿下表面2）以的孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：14階梯孔、M8螺紋孔、錐孔及錐孔平臺(tái)、2M6螺紋孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺紋孔和錐孔平臺(tái)

9、。杠桿的25孔的軸線合兩個(gè)端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：本套夾具中用于加工25孔的是立式鉆床。工件以25孔下表面及45孔外圓面為定位基準(zhǔn)，在定位塊和V型塊上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工25時(shí)，由于孔表面粗糙度為。主要采用鉆、擴(kuò)、鉸來保證其尺寸精度。本套夾具中用于加工杠桿的小平面和加工12.7是立式銑床。工件以 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長(zhǎng)銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面：包括粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)、鉆12.7的錐孔，由于30mm的下平臺(tái)的表面、孔表面粗糙度都為。其中主要的加工表面是孔12.7，要用12.7鋼球檢查。本套夾具中用于加工與25孔相通的M8螺紋底孔是用立式鉆床。工件以

10、孔及其下表面和寬度為30mm的下平臺(tái)作為定位基準(zhǔn)，在大端面長(zhǎng)圓柱銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工M8螺紋底孔時(shí)，先用7麻花鉆鉆孔，再用M8的絲錐攻螺紋。2.2 杠桿加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施2.2.1 確定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)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(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。2.2.2 基面的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可

11、用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一個(gè)V形塊支承45圓的外輪廓作主要定位，以限制z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工25的孔。（2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用25的孔作為精基準(zhǔn)。2.2.3 確定工藝路線表2.1 工藝路線方案一工序1粗精銑25孔下表面工序2鉆、擴(kuò)、鉸孔使尺寸到達(dá)mm工序3粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)工序4鉆12.7的錐孔工序5锪鉆14階梯孔，加工M8螺紋孔工序6粗精銑2-M6上端面工序7鉆2-5螺紋底孔孔，攻螺紋孔2-M6工序8檢查表2.2 工藝路線方案二工序1粗精銑25孔下表面工序2鉆、擴(kuò)、鉸孔使尺寸到達(dá)mm

12、工序3粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)工序4鉆12.7的錐孔工序5粗精銑2-M6上端面工序6鉆2-5孔，加工螺紋孔2-M6工序7锪鉆14階梯孔，加工M8螺紋孔工序8檢查工藝路線的比較與分析：第二條工藝路線不同于第一條將“工序5鉆14孔，再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば?粗精銑M6上端面”。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。以25mm的孔外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面，再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線而先上端面，不便于裝夾。從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過程如表2.3

13、所示。表2.3 最終工藝過程工序1粗精銑杠桿下表面。保證粗糙度是3.2選用立式升降臺(tái)銑床X52K。工序2加工孔25。鉆孔25的毛坯到22mm；擴(kuò)孔22mm到24.7mm；鉸孔24.7mm到mm。保證粗糙度是1.6采用立式鉆床Z535。采用專用夾具。工序3粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)，仍然采用立式銑床X52K，用組合夾具。工序4鉆12.7的錐孔，采用立式鉆床Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具。工序5加工螺紋孔M8，锪鉆14階梯孔。用組合夾具，保證與垂直方向成10。工序6粗精銑M6上端面。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成36的臺(tái)肩。用臥式銑床X52K，使用組合夾具。工序7鉆2-M6螺紋

14、底孔、攻2-M6螺紋用立式鉆床Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具工序8檢查2.2.4 機(jī)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0.85kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯與零件不同的尺寸有：(具體見零件圖)故臺(tái)階已被鑄出,根據(jù)參考文獻(xiàn)14的銑刀類型及尺寸可知選用6

15、mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。1）加工25的端面，根據(jù)參考文獻(xiàn)8考慮3mm，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。2）對(duì)25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6?？捎靡淮未旨庸?.9mm，一次精加工0.1mm就可達(dá)到要求。3）加工寬度為30mm的下平臺(tái)時(shí)，用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求，而銑削的精度可以滿足，故采取分四次的銑削的方式，每次銑削的深度是2.5mm。 4）鉆錐孔12.7時(shí)要求加工一半，留下的余量裝配時(shí)鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見，仍然采用12的鉆頭，切削深度是2.5mm

16、。5）鉆14階梯孔，由于粗糙度要求，因此考慮加工余量2mm?？梢淮未旨庸?.85mm，一次精加工0.15就可達(dá)到要求。6）加工M8底孔，考慮加工余量1.2mm?？梢淮毋@削加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1就可達(dá)到要求。7）加工2-M6螺紋，考慮加工余量1.2mm?？梢淮毋@削加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1mm就可達(dá)到要求。8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可達(dá)到要求。2.2.5 確定切削用量工序1：粗、精銑孔下平面（1）粗銑孔下平面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床：X52K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料

17、：， ，齒數(shù)。因其單邊余量：Z=1.9mm所以銑削深度每齒進(jìn)給量：取銑削速度。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （式1）式中 V銑削速度； d刀具直徑。由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ： （2）精銑孔下平面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床： X52K立式銑床。刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12。精銑該平面的單邊余量：Z=0.1mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：取銑削速度：取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量，由（式1.3）有：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 工序2：加工孔25到要求尺寸工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，

18、表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量：，由于孔深度比，故。查Z535立式鉆床說明書，取。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），允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 由插入法得：，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。，故 查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為：，故 3）

19、校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 取。修正系數(shù)：，故 查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 （3）確定鉸孔切削用量1）確定進(jìn)給量 ，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說明書，取。2）確定切削速度及 取，得修正系數(shù)，故 查Z535說明書，取，實(shí)際鉸孔速度 （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔：，擴(kuò)孔：，鉸孔：，工序3：粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)（1）粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床：X52K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金三

20、面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：取銑削速度。由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： （式2）刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1（2）精銑寬度為30mm的下平臺(tái)加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床： X52K立式銑床。刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：取銑削速度： 取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：取 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量，由式（2.3）有：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由

21、毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1工序4： 鉆12.7的錐孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2.7mm，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，鉆孔12mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔12.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 ，由于孔深度比，故。查Z535立式鉆床說明書，取。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），允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 由插入法得：，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完

22、全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。，故查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為：，故3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 取。修正系數(shù)：，故 故取。實(shí)際切削速度為 工序5：鉆M8螺紋孔锪鉆14階梯孔（1）加工M8底孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至7，選用7的麻花鉆頭。攻M8螺紋，選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。切削深度：進(jìn)給量： 取切削速度：取由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：

23、被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1攻M81.5的螺紋機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：取由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： （2）锪鉆14階梯孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?4mm，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)轱零@，加工刀具為：锪鉆孔14mm小直徑端面锪鉆。 1）確定切削用量確定進(jìn)給量 ，由于孔深度比，故。查Z535立式鉆床說明書，取。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），允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選

24、可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 由插入法得：，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。，故 查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為，故校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地， 工序6：粗精銑M6上端面工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。要求粗糙度，用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成36的臺(tái)肩。用立式銑床X52K，使用組合夾具。（1）粗銑M6上端面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床：X52K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：

25、取銑削速度由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1（2）精銑M6上端面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床： X52K立式銑床。刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：取銑削速度： 取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量，由式（2.3）有：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1工序7：鉆2-M6工件材料為HT200鐵，硬度20

26、0HBS?？椎闹睆綖?mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至5，選用5的麻花鉆頭。攻M6螺紋，選用M6細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。切削深度：進(jìn)給量： 取切削速度：取由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1攻M61.5的螺紋機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：取由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1工序8：校驗(yàn)2.2.6 確定基本工時(shí)（1）粗銑、精銑25孔下平面加工條件：工件材料：HT200鑄鐵，200MP

27、a機(jī)床：X525K機(jī)床刀具：高速鋼鑲齒套式面銑刀粗銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：可查得銑削的輔助時(shí)間精銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：可查得銑削的輔助時(shí)間（2）鉆孔加工條件：工件材料：HT200鑄鐵，200MPa機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：鉆孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀鉆孔工時(shí)：切入3mm、切出1mm，進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速， 鉸孔：，=（30+3+1）/0.43195=0.41min可查得鉆削的輔助時(shí)間擴(kuò)孔工

28、時(shí)：切入3mm、切出1mm，進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=（30+3+1）/0.57275=0.22min可查得鉆削的輔助時(shí)間鉸孔工時(shí)：切入3mm、切出1mm，進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=（30+3+1）/1.6100=0.21min可查得鉆削的輔助時(shí)間（3）粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)工件材料：HT200，金屬模鑄造加工要求：粗銑寬度30mm的下平臺(tái)，精銑寬度為30mm的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。機(jī)床：X52K立式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀計(jì)算切削工時(shí)粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)進(jìn)給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm，走刀長(zhǎng)度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。切削工

29、時(shí)：=249/(37.53)=2.21min。銑削的輔助時(shí)間精銑寬度為30mm的下平臺(tái)進(jìn)給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm，走刀長(zhǎng)度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。切削工時(shí)：=249/(37.53)=2.21min銑削的輔助時(shí)間（4）鉆錐孔12.7工件材料：HT200，金屬模鑄造，加工要求：粗糙度要求，機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：高速鋼鉆頭12，計(jì)算基本工時(shí)用12擴(kuò)孔12.7的內(nèi)表面。進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm?；竟r(shí)：=236/(0.64195)

30、=0.58 min。鉆削的輔助時(shí)間用12.7擴(kuò)孔12.7的內(nèi)表面。進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。基本工時(shí)：=236/(0.64195)=0.58 min。鉆削的輔助時(shí)間（5）鉆M8底孔及锪鉆14階梯孔加工條件：工件材料：HT200，金屬模鑄造，機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：高速鋼鉆頭7，M8絲錐，14小直徑端面锪鉆鉆M8底孔的工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：鉆削的輔助時(shí)間攻M8螺紋的工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：鉆削的輔助時(shí)間

31、锪鉆14階梯的工時(shí)锪鉆孔進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：鉆削的輔助時(shí)間t=+t=0.19+1.77=1.96min（6）粗精銑2-M6上端面工件材料：HT200，金屬模鑄造加工要求：粗銑寬度30mm的下平臺(tái)，精銑寬度為30mm的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。機(jī)床：X52K立式銑床刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。粗銑2-M6上端面切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：銑削的輔助時(shí)間精銑2-M6上端面切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀

32、具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：銑削的輔助時(shí)間（7）鉆2-M6螺紋孔鉆錐孔26到25。用5的鉆頭，走刀長(zhǎng)度38mm，切削深度2.5mm，進(jìn)給量0.2mm/z，切削速度0.51m/s，被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：鉆削的輔助時(shí)間攻M6螺紋被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：鉆削的輔助時(shí)間總工時(shí)為：t=2+=3.75min根據(jù)該零件的生產(chǎn)綱量為每年產(chǎn)4000件。按一年360天，每天總工作時(shí)間為8小時(shí)。則每個(gè)零件所需的額定時(shí)間為：t=3608604000=43.2min。根據(jù)計(jì)算所得的機(jī)動(dòng)時(shí)間加上每道工序間的輔助時(shí)間。所用是實(shí)際時(shí)間為

33、：所以該方案滿足生產(chǎn)要求。2.3 小結(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)。3 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工杠桿零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工工藝孔25夾具、銑寬度為30mm的下平臺(tái)夾具及鉆M8底孔夾具各一套。其中加工工藝孔的夾具將用于組合鉆床，刀具分別為麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀對(duì)工件上的工藝孔進(jìn)行加工。銑寬度為30mm的下平臺(tái)

34、將用于組合銑床，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)杠桿的25孔下表面進(jìn)行加工。鉆M8底孔夾具采用立式鉆床，先用麻花鉆鉆孔，再用絲錐攻螺紋。3.1 粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)夾具設(shè)計(jì)本夾具主要用來粗精銑杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。粗精銑杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)時(shí)，杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)有粗糙度要求，杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)與工藝孔軸線分別有尺寸要求。本道工序是對(duì)杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)進(jìn)行粗精加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知25孔的軸線所在平面和右端面有

35、垂直度的要求是10，從定位和夾緊的角度來看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基準(zhǔn)是右端面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔25的軸線，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，需要重新計(jì)算上下端面的平行度，來保證垂直度的要求。在本工序只需要確定右端面放平。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對(duì)杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)同時(shí)進(jìn)行粗精銑加工。3.1.2 定位元件的設(shè)計(jì)本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩銷定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)固定擋銷和帶大端面的短圓柱銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)參考文獻(xiàn)11帶大端面的短圓柱銷的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如圖3.5所示。圖3.5 帶大端面的短圓柱銷根據(jù)參考文獻(xiàn)11固定擋銷的結(jié)構(gòu)如圖

36、3.6所示。圖3.6 固定擋銷主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.4所示。表3.4 固定擋銷的結(jié)構(gòu)尺寸1218142641243.1.3 定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為：銷與孔的配合0.05mm，銑/鉆模與銷的誤差0.02mm，銑/鉆套與襯套0.029mm由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可見這種定位方案是可行的。3.1.4 銑削力與夾緊力計(jì)算本夾具是在銑鉆床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)“17

37、”六角螺母和”11”螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) （式3.2）Fj沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺紋中徑(mm)螺紋升角()1螺紋副的當(dāng)量摩擦()2螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角()r螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑()根據(jù)參考文獻(xiàn)6其回歸方程為FjktTs其中Fj螺栓夾緊力(N)； kt力矩系數(shù)(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N3.1.5 夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能

38、布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。根據(jù)參考文獻(xiàn)11定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。圖3.7 定向鍵根據(jù)參考文獻(xiàn)11夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。圖3.8 U型槽主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸螺栓直徑12143020由于本道工序是完成杠桿寬度為30mm下平臺(tái)的粗精銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB224380直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.9所示。圖3.9 直角對(duì)刀塊塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。圖3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸公稱尺寸H允差dC3

39、-0.0060.253.1.6 夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)夾緊裝置采用移動(dòng)的A型壓板來夾緊工件，采用的移動(dòng)壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。移動(dòng)壓板的結(jié)構(gòu)如圖3.11所示。圖3.11 移動(dòng)壓板主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表3.7所示。表3.7 移動(dòng)壓板結(jié)構(gòu)尺寸973011364081641.512整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖所示。3.1.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工12.7。工件以孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在短銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用轉(zhuǎn)動(dòng)A型壓板夾緊工件。3.2 小結(jié)對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作

40、用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。4 總結(jié)本設(shè)計(jì)研究過程中仍然存在不足之處，還待于進(jìn)一步深入，具體如下：（1）對(duì)夾具的分析比較清楚，家具設(shè)計(jì)新穎能進(jìn)行大規(guī)模發(fā)展。（2）零件之間配合比較明了，增加導(dǎo)向元件和分度裝置易于加工。（3）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理（4）在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。致謝本文從選題、方案論證到課題的研究都是在導(dǎo)師的全面、悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的

41、知識(shí)、豐富的創(chuàng)造力、以及敏銳的洞察力，始終令學(xué)生敬佩。值此成文之際，謹(jǐn)向?qū)煴磉_(dá)我深深的敬意和衷心的感謝!在四年的學(xué)習(xí)和生活期間，始終得到河南科技學(xué)院機(jī)電學(xué)院各位老師的無(wú)私幫助，在此深表感謝!特別要感謝的是我的父母和家人!感謝父母在我成長(zhǎng)的道路上給予的無(wú)私的愛，他們的理解和全力支持使我的論文得以順利完成。感謝所有關(guān)心和幫助過我的人們!最后，在本文結(jié)束之際，向所有為我的論文提出寶貴意見的評(píng)閱專家們表示衷心的感謝和崇高的敬意!參考文獻(xiàn)1 周永強(qiáng).高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，20022 薛源順. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(第二版) M.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.13 余光國(guó)，馬俊，張興發(fā).

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