張緊輪支架的鉆φ18孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含非標(biāo)7張CAD圖

張緊輪支架的鉆18孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含非標(biāo)7張CAD圖,張緊輪,支架,18,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,非標(biāo),cad II 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量 等多方面的知識(shí)。 張緊輪支架加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用 夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯 的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序 進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)， 選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連 接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足 之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 II ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error II 目 錄 摘 要 .1 ABSTRCT.2 1 緒 論 .1 2 張緊輪支架的分析 .2 2.1 張緊輪支架的工藝分析 .2 2.2 生產(chǎn)類型的確定 .2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .4 3.2 確定定位基準(zhǔn) .4 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .4 3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 .5 3.3 工序的合理組合 .5 3.4 工序的集中與分散 .6 3.5 加工階段的劃分 .6 3.6 工藝路線的擬訂 .7 3.7 加工工藝路線方案的比較 .7 3.8 張緊輪支架的偏差計(jì)算 .9 4.確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） .10 5 鉆 18 孔夾具設(shè)計(jì) .17 5.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .17 5.2 定位元件的設(shè)計(jì) .17 5.3 定位誤差分析 .17 5.4 鉆削力與夾緊力的計(jì)算 .18 5.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) .19 5.6 夾緊裝置的設(shè)計(jì) .21 5.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .21 參考文獻(xiàn) .22 致謝 .22 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)貫通所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐相 結(jié)合，對(duì)專業(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)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)，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，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。 而本次對(duì)于張緊輪支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： 完成張緊輪支架零件加工工藝規(guī)程的制定 2 2 張緊輪支架的分析 2.1 張緊輪支架的工藝分析 張緊輪支架是一個(gè)很重要的零件，該 張 緊 輪 支 架 屬 于 支 撐 零 件 ， 結(jié) 構(gòu) 較 復(fù) 雜 。 其 加 工 精 度 ， 粗 糙 度 已 給 出 其 上 下 兩端面精度要求較高，其他表面直接采用鑄造就能滿足其表 面粗糙度要求。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，張緊輪支架底面與大頭孔上 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)稱度公差要求等。 因?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，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 生產(chǎn)類型的確定 依題目可知，Q=5000 臺(tái)/年，n-每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，件/臺(tái)；-備件的百分率， %； -廢品的百分率，%。N=Qn（1+）(1+)； n=1，=0.1，=0.1，所以 N=6050 臺(tái)，根據(jù)產(chǎn)品的大小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，生產(chǎn)綱領(lǐng)查表【2】2-1 可知生產(chǎn)類型為 中批或大批生產(chǎn)。 圖 2.1 張緊輪支架零件圖 2.3 毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可 能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種： 3 a、型材 b、鍛造 c、 鑄 造 d、焊接 e、 其 他 毛 坯 。 根 據(jù) 零 件 的 材 料 ， 推 薦 用 型 材 或 鑄 件 ， 但 從 經(jīng) 濟(jì) 方 面 著 想 ， 如 用 型 材 中 的 棒 料 ， 加 工 余 量 太 大 ， 這 樣 不 僅 浪 費(fèi) 材 料 ， 而 且 還 增 加 機(jī) 床 ， 刀 具 及 能 源 等 消 耗 ， 而 鑄 件 具 有 較 高 的 抗 拉 抗 彎 和 抗 扭 強(qiáng) 度 ， 沖 擊 韌 性 常 用 于 大 載 荷 或 沖 擊 載 荷 下 的 工 作 零 件 。 該 零 件 材 料 為 HT200， 考 慮 到 零 件 在 工 作 時(shí) 要 有 高 的 耐 磨 性 ， 所 以 選 擇 鑄 鐵 鑄 造 。 按 參 考 文 獻(xiàn) 【 2】 第 五 章 第 一 節(jié) 鑄 件 尺 寸 公 差 與 機(jī) 械 加 工 余 量 確 定 ， 步 驟 如 下 。 求 最 大 輪 廓 尺 寸 根 據(jù) 零 件 圖 計(jì) 算 輪 廓 尺 寸 ， 最 大 直 徑 18mm，長 172mm，高 60mm。 選擇鑄件公差等級(jí) 【2】表 5-1 鑄造方法按機(jī)器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得 鑄件公差等級(jí)為 8-12 級(jí)，取為 10 級(jí)。 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工表面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí) CT，有表 5-3 查的公 差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。 求機(jī)械加工余量等級(jí) 鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料為 HT200，得機(jī)械加工余 量等級(jí) E-G 選擇 F 級(jí) 求 RMA（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有加工表面取同一數(shù)值，由 表 5-4 查 最 大 輪 廓 尺 寸 為 172mm， 機(jī) 械 加 工 余 量 等 級(jí) 為 F 級(jí) ， 得 RAM 數(shù) 值 為 2mm 求 毛 坯 基 本 尺 寸 ， 內(nèi) 腔 加 工 ： 2*1 3 孔 ， R=F-2RMA-CT/2=13-2*2-2.2/2=7.9mm， 18 孔， R=F-2RMA-CT/2=18-2*2-2.4/2=11.6mm， 其 他 表 面 為 單 側(cè) 面 加 工 略 4 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工方法的選擇 該零件需要加工的部分主要為： 1. 張緊輪支架頂部平面，精度要求較高為 Ra6.3。關(guān)于經(jīng)濟(jì)加工精度部分取為 IT8，查 表知需粗銑、半精銑 2. 張緊輪底部表面粗糙度要求為 Ra12.5。公差取 IT11，需粗銑 3. 右端面的調(diào)緊孔已經(jīng)直接在毛胚中鑄造出來，表面粗糙度要求為 Ra25。公差 IT10， 需鉆床擴(kuò)孔即可。 4. 兩固定孔無表面粗糙度要求，直接鉆孔。 5. 右端面修整。 3.2 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)滿足以下要求： 保證相互位置要求。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以不加工表面為粗基準(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、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，能保證張緊輪支架在整個(gè) 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從張緊輪支架零件圖分析可知，主要是選 5 擇加工張緊輪支架底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.2.2 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)。基準(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)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從 而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、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，能保證張緊輪支架在整個(gè) 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由 度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采 用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 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)。 3.3 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、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)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(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，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)減少了操作工人數(shù)和生 產(chǎn)面積，也簡化了生產(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)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復(fù)雜的專用設(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。 6 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(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%蘇打及809c: 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 。mg20 3.4 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)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采 用復(fù)雜的專用設(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)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機(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，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，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(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。 3.5 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)加工過程劃分為幾個(gè)階段： 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，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 7 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 IT11IT13。粗糙度 為 Ra5-20m。 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 IT8IT11。表面粗糙度為 Ra102.5m。 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 IT6IT8，表面粗糙度為 Ra5-0.63m。 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。必 須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，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的粗加工。 3.6 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)。張緊輪支架的加工的 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、精加工張緊輪支 架底面大頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.7 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，擬訂二 個(gè)加工工藝路線方案。 3.7.1 工藝路線方案一 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時(shí)效處理 30 粗銑頂部平面 8 40 粗銑底部平面 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 鉆 2-13 孔 90 銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 100 鉆 18 孔 110 鉗工去毛刺 120 檢驗(yàn)是否合格 3.7.1 工藝路線方案二 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時(shí)效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑底部平面 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 90 鉆 2-13 孔 100 鉆 18 孔 110 鉗工去毛刺 120 檢驗(yàn)是否合格 因 2-13 孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)， 提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則， 將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加 工上端面后鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝 路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因 工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難； 9 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加 工路線。機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時(shí)效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑底部平面 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 鉆 2-13 孔 90 銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 100 鉆 18 孔 110 鉗工去毛刺 120 檢驗(yàn)是否合格 3.8 張緊輪支架的偏差計(jì)算 毛坯余量參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，端面加工的都留 3mm 的余量，小孔不鑄造 4 確定加工余量和工序尺寸（單位：mm ） 1. 頂部平面，查表 5-49 【2】 工序名稱 基本尺寸 工序間余 量 公差等級(jí) 入體標(biāo)注 毛坯 17.5 - - 17.3 粗銑 16.3 1 IT11 16.3 半精銑 16 0.3 IT8 16 2.底部平面 工序名稱 基本尺寸 工序間余量 公差等級(jí) 入體標(biāo)注 毛坯 35.8 - - 35.8 10 粗銑 35 0.8 IT11 35 3.兩支腳底面 工序名稱 基本尺寸 工序間余量 公差等級(jí) 入體標(biāo)注 毛坯 - - 46.3 46.3 粗銑 45.3 1 IT11 45.3 半精銑 45 0.3 IT8 45 4.右端調(diào)緊孔 18， 工序名稱 基本尺寸（被 加工面到軸心 距） 工序間余量 公差等級(jí) 入體標(biāo)注 毛坯 - - 17.5 17.5 鉆孔 18 0.5 IT13 18 5.兩固定孔 13 工序名稱 基本尺寸 工序間余量 （被加工面到 軸心距） 公差等級(jí) 入體標(biāo)注 毛坯 - - - - 鉆孔 13 12 IT10 13 注：在鑄鐵上加工直徑小于 15mm 的孔時(shí)，不用擴(kuò)孔鉆和鏜孔 中間凹槽符合要求，無需加工 4.確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 30：粗銑頂部平面 機(jī)床：立式銑床 X52K【2】表 5-71 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）直柄立銑刀 齒數(shù) 表 5-99mD636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：表 5-144，取 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)1 機(jī)f Zaf/18.0V 11 械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 5-30，取 （72m/s）smV/2.1 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）in/97.3614.30210rdVn in/370r 【2】表 5-72，X52K 中 n=375r/min 實(shí)際銑削速度 :V =1.24m/s 式（1.2）V 進(jìn)給量 ： 式（1.3）f smZnaff /6.0/37618.0 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m in39.Vf ： 【2】5-98,a 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31(5.021aDl m98.24603 取 ml21 刀具切出長度 ：取2ll 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl 工序 40：粗銑底部平面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)D66Z 銑削深度 ：pa3 每齒進(jìn)給量 ：取f Zmf/18.0 銑削速度 ：取Vs2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）in/97.3614.3010rdn min/370r 12 實(shí)際銑削速度 ： 式（1.2）V smnd/2.1601374.0 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff ./8. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m in/39.sf ：a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入長度 ： 【1】表 5-341 式（1.4）)3(5.021aDl 98.24603 取 ml21 刀具切出長度 ：取2lml 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl 工序 50：半精銑頂部平面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D636Z 銑削深度 ：pa5.1 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-81，取Zmaf/15.0VsV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 13 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl31 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.01jjjtt 工序 60：粗銑兩支腳底面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)D6Z 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 取f Zf/18.0 銑削速度 ：取Vs2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.3010rdn in/370r 實(shí)際銑削速度 ： 式（1.2）V snd/2.114.0 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m min/39.smf ：a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31(5.021aDl m98.24603 取 ml21 刀具切出長度 ：取2ll 走刀次數(shù)為 1 14 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621mjfl 工序 70：半精銑兩支腳底面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)D636Z 銑削深度 ：pa5.1 每齒進(jìn)給量 ：取 銑削速度 ：取f Zmf/0Vsm/5.1 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（ 1.1）有：n ， in/96.45631.10rdV in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有： sdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f mZnaff 9.60/465. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9smf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.01jjjtt 工序 80： 鉆 2-13 孔 機(jī)床：Z525 刀具：錐柄麻花鉆，帶導(dǎo)柱直柄平底忽鉆（倒角） 。 【2】表 5-90 切削深度 ：pa6.5m 進(jìn)給量 ：取fr/3.0 切削速度 ：取Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取100.3687.9/in14vrdmin/70r 15 實(shí)際切削速度 ，由式（1.2）有：V 03.149570.36/dnVms 被切削層長度 ：lm60 刀具切入長度 ：1 式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2(21 刀具切出長度 ： 取l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.9）2jt in87.070.45618fnLj 工序 90：銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù)mD636Z 銑削深度 ：pa5.1 每齒進(jìn)給量 ：取ff/0 銑削速度 ：取Vs/. 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.01jjjtt 16 工序 100 鉆 18 孔 工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?18mm，表面粗糙度 25。加工機(jī) 床為 Z525 立式鉆床，加工刀具為：鉆孔15mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和 修磨橫刃（1 ）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 7表 28-10 可查出 ，由f 0.47.5/fmr表 于孔深度比 ， ，故 。0/3/21.6ld0.9lfk(.47.5)921f表 查 Z525 立式鉆床說明書，取 。43/mr 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.75f （由機(jī)床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給量 。max1569FN .8/fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。fff 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 得：v mP ，17/inm表 4732N表 ，5.69NM表 1.5kW表 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0.8Mvk.75lvk17/in0.87.2(/in)v m表 01/i165n rd: 查 Z525 機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為：95/mir09/in4/i110rv 由表 28-5， ，故.6MFTk4732.65()FN51.904.8m 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P/)Mnk表（.2(261.5kWW 機(jī)床有效功率 4.50.83E mPkP 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，015dm0.3/fr19/inr14/inv 相應(yīng)地 ， ，6FN54.8T.05mkW 17 32510/min7.8/inr 切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，0d.4/fr195/mir14/inv 5 鉆 18 孔夾具設(shè)計(jì) 5.1 定位基準(zhǔn)的選擇 在加工鉆 18孔工序時(shí)，2-13 通孔端面已經(jīng)加工到要求尺寸。因此選用和 2-13孔 及端面的作為定位基準(zhǔn)。選擇 2-13通孔孔限制了工件的 2 個(gè)自由度，選擇底面定位時(shí)， 限制了 3 個(gè)自由度。即一面 2 銷定位。工件以一面 2 銷定位時(shí)，夾具上的定位元件是： 一面 2 銷。 5.2 定位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面 2 銷定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面 一銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)短圓柱銷和固定擋銷進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)參考文獻(xiàn)11表 2-1-2 固定定位銷的結(jié)構(gòu)及主要尺寸如圖 4.13 所示。 圖 4.13 固定定位銷 5.3 定位誤差分析 機(jī)械加工過程中，產(chǎn)生加工誤差的因素有很多。在這些因素中，有一項(xiàng)因素于機(jī) 床夾具有關(guān)。使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對(duì)定及工件在夾具 18 中的定位密切相關(guān)。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等 于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 本夾具選用的定位元件為一面 2 銷定位。其定位誤差主要為： 銷與孔的配合 0.05mm，鉆模與銷的誤差 0.02mm，鉆套與襯套 0.029mm 由公式 e=(H/2+h+b) max/H max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05622 可見這種定位方案是可行的。 5.4 鉆削力與夾緊力的計(jì)算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、攻螺紋加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于攻螺紋切削 力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)9得： 鉆削力 6.08.2HBDfF 鉆削力矩 .91T 式中： 18Dm 231875323minaxmax 15.0rf 0.80.62621.7FN 1.9.3T 本套夾具采用移動(dòng)壓板夾緊，移動(dòng)壓板主要靠移動(dòng)壓板上的螺母來實(shí)現(xiàn)夾緊。 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： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210 式中： 6為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表 12可得： .01.301.56C 22.3P 1.2.fK 所以有： 98()CWFN 76.3P 150Kf 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 19 )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 6.2 .76zr 90 05 29 其中： 1()Lm )(8N 螺旋夾緊力： 04. 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖 移動(dòng)壓板受力簡圖 由表 261得：原動(dòng)力計(jì)算公式 001KLWl 即： 0478.23.932.75()KWLNl 由上述計(jì)算易得： K 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)簡單、操作方便，決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 5.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 根據(jù)參考文獻(xiàn)11表 2-1-47 可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖 4.14 所示。 20 圖 4.14 快換鉆套 鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 4.9 所示。 表 4.9 Dd H 公稱尺寸 允差 12h1m1r 6 20 12 +0.018+0.007 22 18 10 4 7 7 16 50 根據(jù)參考文獻(xiàn)11表 2-1-58 可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖 4.15 所示。 圖 4.15 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 4.10 所示。 表 4.10 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 12 +0.034+0.016 20 18 +0.023+0.012 0.5 2 21 根據(jù)參考文獻(xiàn)11夾具 U 型槽的結(jié)構(gòu)如圖 4.16 所示。 圖 4.16 U 型槽 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表 4.11 所示。 表 3.11 螺栓直徑 dD1DL 12 14 30 20 5.6 夾緊裝置的設(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。 根據(jù)參考文獻(xiàn)11移動(dòng)壓板（GB2175-80） ，其結(jié)構(gòu)如圖 4.17 所示。 圖 移動(dòng)壓板 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表所示 22 表LBbl1lKHh1m 120 30 11 36 50 8 16 4 1.5 12 5.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 本套夾具用于加工 18孔。定位采用常見的一面兩銷定位方案。以 2-13通孔下表 面（一面）及其內(nèi)孔（帶大端面的長圓柱銷） ，下平臺(tái)（固定定位銷）來實(shí)現(xiàn)完全定位。 主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用移動(dòng)壓板夾緊。工件加工完成后，移動(dòng)壓板向后 退一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時(shí)，先將工件放到帶大端面的長圓 柱銷，然后將移動(dòng)壓板前移，壓在工件上，將螺栓擰緊就可以進(jìn)行加工了。加工完成 以后將移動(dòng)壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。 參考文獻(xiàn) 1 李大磊，王棟，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014。 2崇凱，郭娟，李楠，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006。 3 王先逵，機(jī)械機(jī)械制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2006 。 4 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M ，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2000。 6 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1979。 致謝 由衷的感謝老師與組長的指導(dǎo)，但由于課程時(shí)間的倉促，很多本來應(yīng)該弄 懂弄透的地方都沒有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來源，比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標(biāo)系的理 解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向，離實(shí) 際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因?yàn)榉较虼_定了，就會(huì) 用最少的精力做好事情，這對(duì)于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活 中，要從事的工種是千差萬別的，只有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的 崗位，個(gè)人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻(xiàn)。 II 張緊輪支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒 論 1 2 張緊輪支架的分析 2 2.1 張緊輪支架的工藝分析 2 2.2 張緊輪支架的工藝要求 2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3.1 加工工藝過程 5 3.2 確定各表面加工方案 5 3.2.1 影響加工方法的因素 5 3.2.2 加工方案的選擇 6 3.3 確定定位基準(zhǔn) 6 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 7 3.4 工藝路線的擬訂 8 3.4.1 工序的合理組合 8 3.4.2 工序的集中與分散 8 3.4.3 加工階段的劃分 9 3.5 張緊輪支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 10 3.5.2 張緊輪支架的偏差計(jì)算 11 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 11 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 13 4 鉆 18 孔夾具設(shè)計(jì) 23 4.1 問題的提出 23 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 23 4.3 切削力和夾緊力計(jì)算 23 4.3 定位誤差分析 25 4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 26 結(jié) 論 27 參考文獻(xiàn) 28 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)貫通所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐相 結(jié)合，對(duì)專業(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)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)，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，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。 而本次對(duì)于張緊輪支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： 完成張緊輪支架零件加工工藝規(guī)程的制定 2 2 張緊輪支架的分析 2.1 張緊輪支架的工藝分析 張緊輪支架是一個(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，此外還有小頭孔端要求加工，對(duì)精度 要求也很高。張緊輪支架的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，張緊輪6.1Ra 支架底面與大頭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)稱度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何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 張緊輪支架的工藝要求 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 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 3 圖 2.1 張緊輪支架零件圖 該加工加工表面：平面加工包括張緊輪支架底面、支架底面反面臺(tái)階面； 兩支腳的兩個(gè)端面?？紫导庸ぐ?13 孔；腰形孔。 以平面為主有： 張緊輪支架底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；6.1Ra 兩支腳端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。. 孔系加工有： 13 孔的鉆、鉸孔加工，其表面粗糙度為 ；6.3Ra 腰形孔銑加工，其表面粗糙度要求 ；1. 張緊輪支架毛坯的選擇鑄造，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。13m 因其年產(chǎn)量是（自己填寫）件，由3表 2.13 可知是小批量生產(chǎn)。 上面主要是對(duì)張緊輪支架零件的結(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造和中批的批量生產(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 加工工藝過程 由以上分析可知，該張緊輪支架零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。 一般來說，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)于張 緊輪支架來說，加工過程中的主要問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：張緊輪支架的尺寸精度，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)張緊輪 支架的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿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)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(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)連桿小頭孔的加工， 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 5 色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實(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。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn) 備工序可為粗車半精車淬火粗磨。 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79IT:aR 以較小。 由參考文獻(xiàn)3表 2.111 確定，13 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則 選擇孔的加方案序?yàn)椋恒@鉸。 腰形孔銑加工加工方法 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、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。 6 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，能保證張緊輪支架 在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從張緊輪支架零件圖分析可 知，主要是選擇加工張緊輪支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)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具 比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為 定位基準(zhǔn)。車削、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 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，能保證張緊輪支架 在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位 限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加 工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 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)。 7 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)。張緊輪支架的 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 加工張緊輪支架底面大頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 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)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的 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，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 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(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)可采用高效率的專用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(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，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(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) 8 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)可采用高效率的專用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(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)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的 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，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，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(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)加工過程劃分為幾個(gè)階段： 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 9 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。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，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的粗加工。 3.5 張緊輪支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的 確定 張緊輪支架的鑄造采用的是制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為小批量生 產(chǎn)， 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 張緊輪支架為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于鑄造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模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的 對(duì)稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 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 10 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 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 張緊輪支架的偏差計(jì)算 毛坯余量參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，端面加工的都留 3mm 的余量，小孔不鑄造 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，擬訂二個(gè)加工工藝路線方案。 4.5.1 工藝路線方案一 11 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時(shí)效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑 、 平面03.5128 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 鉆擴(kuò)鉸 2-13 孔 90 粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量 100 半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達(dá)到尺寸公差要求 110 銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 120 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 130 鉗工去毛刺 140 檢驗(yàn)是否合格 4.5.2 工藝路線方案二 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時(shí)效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑 、 平面03.5128 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量 90 半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達(dá)到尺寸公差要求 100 銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 110 鉆擴(kuò)鉸 2-13 孔 120 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 12 130 鉗工去毛刺 140 檢驗(yàn)是否合格 因 2-13 孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少 裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后 精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后 面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路 線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題 還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加 工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難； 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零 件的加工路線。機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時(shí)效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑 、 平面03.5128 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 鉆擴(kuò)鉸 2-13 孔 90 粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量 100 半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達(dá)到尺寸公差要求 110 銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 120 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 130 鉗工去毛刺 140 檢驗(yàn)是否合格 13 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 30：粗銑頂部平面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-Zaf/18.0V 81，取 sV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式min/97.3614.30210rdn in/370r （1.1） 實(shí)際銑削速度 ： 式V snd/2.1601374.0 （1.2） 進(jìn)給量 ： 式f smZnaff /./378. （1.3） 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/6.39/6.sVf ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7 機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-81,a a0 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml7 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31(5.021aDl 98.24603. 取 ml21 14 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式j(luò)t min26.0.3957621mjfl （1.5） 工序 40：粗銑 、 平面03.5128 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-Zaf/18.0V 81，取 sV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式min/97.3614.30210rdn in/370r （1.1） 實(shí)際銑削速度 ： 式V snd/2.1601374.0 （1.2） 進(jìn)給量 ： 式f smZnaff /./378. （1.3） 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/6.39/6.sVf ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7 機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-81,a a0 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml7 刀具切入長度 ：1 15 式（1.4）)31(5.021aDl m98.24603. 取 ml21 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式j(luò)t min26.0.3957621mjfl （1.5） 工序 50：半精銑頂部平面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam5.1 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-Zaf/15.0V 81，取 sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 16 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.021jjjtt 工序 60：粗銑兩支腳底面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-Zaf/18.0V 81，取 sV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式min/97.3614.30210rdn in/370r （1.1） 實(shí)際銑削速度 ： 式V snd/2.1601374.0 （1.2） 進(jìn)給量 ： 式f smZnaff /./378. （1.3） 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/6.39/6.sVf ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7 機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-81,a a0 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml7 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31(5.021aDl 98.24603. 17 取 ml251 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式j(luò)t min26.0.3957621mjfl （1.5） 工序 70：半精銑兩支腳底面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam5.1 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-Zaf/15.0V 81，取 sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 18 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 min59.03.26.01jjjtt 工序 80： 鉆擴(kuò)鉸 2-13 孔 機(jī)床：Z525 刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號(hào)：E211 和 E101 帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84 ） 公制/莫式 4 號(hào)錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418 切削深度 ：pa6.5m 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-52，取f rmf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-53，取V sV6 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取100.3687.9/min14vrdin/70r 實(shí)際切削速度 ，由式（1.2）有：V 03.145.36/dVms 被切削層長度 ：lm60 刀具切入長度 ：1 式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2(21 刀具切出長度 ： 取l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.9）2jt in87.0703.45618fnLj 工序 90、100：粗銑、半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達(dá)到尺寸公差要求 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam5.1 19 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取fa 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-Zmaf/15.0V 81，取 sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.021jjjtt 工序 110：銑削側(cè)面 18 孔凸臺(tái) 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam5.1 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-Zaf/15.0V 81，取 sV 20 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（ 1.1）有：n ， min/96.45631.010rdV in/460r 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有： smdV/52.113.0 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：fVZnaff /9.60/465. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.021jjjtt 工序 120 鉆擴(kuò)鉸 18 孔 工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?18mm，公差為 H7，表面 粗糙度 。加工機(jī)床為 Z525 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀1.6aRm 具分別為：鉆孔15mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔 17.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔18mm 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 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-10 可查出f ，由于孔深度比 ， ，故0.47.5/fmr表 0/3/21.6ld0.9lfk 。查 Z525 立式鉆床說明書，取()0.942.51mr表 。.3/f 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床.75/fmr 21 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max15690FN 許的進(jìn)給量 。1.8/fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。ff 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，v mP 由插入法得： ，17/inm表 4732N表 ，5.69TNM表 1.5mkW表 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。 由參考文獻(xiàn)7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk17/in07.2(/in)表 01./i165n rdm: 查 Z525 機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為：95/inr09/in4/i110rv 由表 28-5， ，故.6MFTk4732.65()N5.94.8m 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P/)Mnk表（1.2(261.05kWW 機(jī)床有效功率 4.5.83E mPkP 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，015dm0.3/fr19/inr14/inv 相應(yīng)地 ， ，6FN54.8T.05mPkW （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，取f:表 （ 0.78） m/r0.7=9./r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-33，取 。修vn 25/minv表 正系數(shù)： ，0.8mvk1.02pavk 22 故 25/min0.812./minv表 1)nd表 （ ./i(7.)86/ir 查機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為25/inr301vdn 37./mi102/i （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-36， ，按該f 1.326fm表 表注 4，進(jìn)給量取小植。查 Z525 說明書，取 。.6/fr 2）確定切削速度 及 由參考文獻(xiàn)7表 28-39，取 。vn 8./inv表 由 參考文獻(xiàn)7表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk0.9pavk(1.2)pRa 故 8./min0.897.14/minv表 ()nd表17.4/i(25)95/ir 查 Z525 說明書，取 ，實(shí)際鉸孔速度10/inr30vdn 325/mi7.8/i （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： ， ， ，010.4/fr195/minr14/inv 擴(kuò)孔： ， ， ，7.d522.3m 鉸孔： ， ， ，08.6/f0/in78/i 23 4 鉆 18 孔夾具設(shè)計(jì) 在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用 來固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，接受施工或檢測(cè)的裝置。 在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確 的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。 定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。 工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置 稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。 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，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配工序的鉆 18 孔的鉆床夾具。 4.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆 18 孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求， 為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 機(jī)器零件是由若干個(gè)表面組成的。這些表面之間的相對(duì)位置關(guān)系包括兩方 面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對(duì)位置精度。研究零件表面的相對(duì)位置 關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置。 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、 面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 2. 工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同， 又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 （1）裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 24 （2）測(cè)量基準(zhǔn) 測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。 （3）工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的 基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。 （4）定位基準(zhǔn) 工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸 心線、對(duì)稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為 定位基準(zhǔn)。 本道工序加工鉆 18 孔，精度不高，因此我們采用已加工好的端面定位， 采用支承釘和擋銷定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他 的輔助定位即可以滿足要求。 4.3 切削力和夾緊力的計(jì)算 在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過程。 工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加 工過程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置 變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置， 即稱為夾緊裝置。 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要 素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況， 而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對(duì)夾緊結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確 才能獲得良好的效益。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 （2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 2. 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 （1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移 或偏轉(zhuǎn)。 25 （2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形 （3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用 切削原理公式計(jì)算。 （3）對(duì)重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，必須計(jì) 入慣性力。 （4）分析對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的 夾緊力即為計(jì)算夾緊力 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(cè)得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF 鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T 式中： 9Dmmaxaxmin187491733 代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr0.8.6F6x9745N 1.0.Tx278. 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立 計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 4.4 定位誤差分析 本工序選用的工件在支承釘和擋銷上定位，擋銷為水平放置，由于定位副 間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存 在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤 差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。 0.15.20.34.712DYzTd 式中 定位副間的最小配合間隙（mm） ； 26 工件圓孔直徑公差（ mm） ； DT 定位銷外圓直徑公差（mm） 。d 擋銷水平放置時(shí)定位分析圖 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 采用支承釘和擋銷定位即可指定可靠的卡緊力。同時(shí)我們采用快換鉆套， 當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套。保證導(dǎo)向的精度， 這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn) 27 結(jié) 論 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過程、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)中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。課程設(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)過程中，必須考慮到方方面面的問題， 在理論上正確無誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問題。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，課程設(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、成本等問題，所選用的零、 部件都是操作簡單，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。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用 夾具還有待改進(jìn)。無論怎樣，這次的課程設(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。 28 參考文獻(xiàn) 1 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)M 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