CA6140杠桿加工工藝及夾具設計畢業(yè)設計論文1

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1、CA6140杠桿加工工藝及夾具設計摘 要本設計是CA6140杠桿零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。CA6140杠桿零件的主要加工表面是平面及孔。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔的加工精度?；鶞实倪x擇以杠桿外圓面作為粗基準，以孔及其下表面作為精基準。先將底面加工出來，然后作為定位基準，在以底面作為精基準加工孔。整個加工過程選用組合機床。在夾具方面選用專用夾具。考慮到零件的結構尺寸簡單，夾緊方式多采用手動夾緊，夾緊簡單，機構設計簡單，且能滿足設計要求。關鍵詞: 杠桿零件，加工工藝，

2、夾具，定位，夾緊 CA6140 Release Lever Processing Craft and Jig DesignABSTRACTThis paper is to design the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee t

3、he accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes. The bas

4、ic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the machine bed. In the aspect

5、s of tongs choosing, specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization design is simple, and can satisfy the design request.KEY WORDS: Lever spare parts, Craft proces , Tongs, Fixed positi

6、on, Tight clip3目錄前言1第1章 概述21.1課題背景及發(fā)展趨勢21.2 夾具的基本結構及夾具設計的內容2第2章 杠桿加工工藝規(guī)程的設計42.1零件的分析42.1.1 零件的作用42.1.2零件的工藝分析42.2杠桿加工的工藝過程設計52.2.1確定毛坯的制造形式52.2.2確定切削用量52.2.3確定基本工時182.2.4確定工藝路線24第3章 專用夾具設計263.1加工工藝孔25夾具設計263.1.1定位基準的選擇263.1.2切削力的計算與夾緊力分析263.1.3夾緊元件及動力裝置確定273.1.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計273.1.5夾具精度分析283.1.6夾具設

7、計及操作的簡要說明293.2 粗精銑寬度為30mm的下平臺夾具設計293.2.1定位基準的選擇293.2.2定位元件的設計293.2.3定位誤差分析303.2.4銑削力與夾緊力計算303.2.5夾具體槽形與對刀裝置設計313.2.6夾緊裝置及夾具體設計313.2.7夾具設計及操作的簡要說明313.3鉆M8螺紋孔夾具設計323.3.1定位基準的選擇323.3.2定位元件的設計323.3.3定位誤差分析323.3.4鉆削力與夾緊力的計算333.3.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計333.3.6夾緊裝置的設計333.3.7夾具設計及操作的簡要說明34結論35謝 辭36參考文獻37前言加工工藝及夾具畢

8、業(yè)設計是對所學專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產的不斷發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務。夾具設計最關鍵是要求對工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。除此之外，選擇夾具的類型與結構型式必

9、須與零件生產批量大小相適應，夾具結構與零部件應具有足夠的剛度和強度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間 第1章 概述加工工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產的不斷發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務。1.1課題背景及發(fā)展趨勢材料、結構、工藝是產品設計的物質技術基礎，一方面，技術制約著設計；另一方面，技術也推動著設計。從設計美

10、學的觀點看，技術不僅僅是物質基礎還具有其本身的“功能”作用，只要善于應用材料的特性，予以相應的結構形式和適當?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實用，美觀，經濟的產品，即在產品中發(fā)揮技術潛在的“功能”。技術是產品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產品帶來新的結構，新的形態(tài)和新的造型風格。材料，加工工藝，結構，產品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。工業(yè)的迅速發(fā)展，對產品的品種和生產率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小批生產作為機械生產的主流，為了適應機械生產的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。1.2 夾具的基本結構及夾具設計的內容按在夾具中的作用,地位結

11、構特點,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(或者稱夾緊機構)； (3)夾具體；(4)對刀,引導元件及裝置(包括刀具導向元件,對刀裝置及靠模裝置等)；(5)動力裝置；(6)分度,對定裝置；(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床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設有其它裝置及機構,例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。專用夾具的設計主要是對以下幾項內容進行設計：

12、（1）定位裝置的設計；（2）夾緊裝置的設計；（3）對刀-引導裝置的設計；（4）夾具體的設計；（5）其他元件及裝置的設計。第2章 杠桿加工工藝規(guī)程的設計2.1零件的分析2.1.1 零件的作用CA6140杠桿的主要作用是用來支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。2.1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，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；3）鉆2M6螺紋孔；4）銑杠桿底面及2M6螺紋孔端面。（2）主要基準面：1）以45外

13、圓面為基準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、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。 杠桿的25孔的軸線和兩個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，在定位塊和V型塊上實現(xiàn)完全定位。加工25時，由于孔表面粗糙度為。主要采用鉆、擴、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，在長銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。加工表面：包括粗精銑寬度為

14、30mm的下平臺、鉆12.7的錐孔，由于30mm的下平臺的表面、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。工件以孔及其下表面和寬度為30mm的下平臺作為定位基準，在大端面長圓柱銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。加工M8螺紋底孔時，先用7麻花鉆鉆孔，再絲錐用M8的攻螺紋。2.2杠桿加工的工藝過程設計2.2.1確定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年產量為4000件，達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，

15、而且還可以提高生產率。2.2.2確定切削用量（1）粗銑孔下平面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機床：X52K立式銑床。查參考文獻7表3034刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=1.9mm所以銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻7表3034，取。機床主軸轉速： 式（2.1）式中 V銑削速度； d刀具直徑。由式2.1機床主軸轉速：照參考文獻3表3.1-74 實際銑削速度：進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻7表2.4-81,（2）精銑孔下平面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機床：

16、X52K立式銑床。參考文獻7表3031刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=0.1mm銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7表3031，取銑削速度：參照參考文獻7表3031，取機床主軸轉速，由式（2.1）有：按照參考文獻7表3.1-31 實際銑削速度：進給量，由式（1.3）有：工作臺每分進給量： 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，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔24.7mm標

17、準高速鋼擴孔鉆；鉸孔25mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。確定鉆削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式鉆床說明書，取。根據參考文獻7表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據表28-9，允許的進給量。由于所選進給量遠小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得：，由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。由參考文獻7表28-3，故查Z535機床說明書，取。實際切削速度為：由表28-5，故3）校驗機床功率 切削功率為機床有

18、效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應地，（2）確定擴孔切削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-31，。根據Z535機床說明書，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 根據參考文獻7表28-33，取。修正系數(shù)：，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 （3）確定鉸孔切削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-36，按該表注4，進給量取小植。查Z535說明書，取。2）確定切削速度及 由參考文獻7表28-39，取。由參考文獻7表28-3，得修正系數(shù)，故 查Z535說明書，取，實際鉸孔速度 （4）各工序實際切削用量 根據以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔：，擴孔：，鉸孔：，工序3：粗精銑寬度為

19、30mm的下平臺（1）粗銑寬度為30mm的下平臺加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機床：X52K立式銑床。查參考文獻7表3034刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻7表3034，取。由式2.1得機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.1-74 實際銑削速度：進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻7表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 式（2.2）刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1（2）精銑寬度為30mm的下平臺加工條件：工件材料：

20、 HT200，鑄造。機床： X52K立式銑床。由參考文獻7表3031刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7表3031，取銑削速度：參照參考文獻7表3031，取機床主軸轉速，由式（2.1）有：按照參考文獻3表3.1-31 實際銑削速度：進給量，由式（2.3）有：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：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。加工機床為Z535立式鉆床，鉆孔12

21、mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔12.7mm標準高速鋼擴孔鉆。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式鉆床說明書，取。根據參考文獻7表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻7表28-9，允許的進給量。由于所選進給量遠小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據參考文獻7表28-15，由插入法得：，由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。由參考文獻7表28-3，故查Z535機床說明書，取。實際切

22、削速度為：由參考文獻7表28-5，故3）校驗機床功率 切削功率為機床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應地，（2）確定擴孔切削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-31，。根據Z535機床說明書，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 根據參考文獻7表28-33，取。修正系數(shù)：，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 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。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆孔至7，選用7的麻花鉆頭。攻M8螺紋，選用M8細柄機用絲錐攻螺紋。切削深度：進給量：根據參考文獻5表2.4-39，取切削速

23、度：參照參考文獻5表2.4-41，取由式（2.1）機床主軸轉速：，取實際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1攻M81.5的螺紋機床：Z535立式鉆床刀具：細柄機用絲錐（）進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照參考文獻5表2.4-105，取由式（2.1）機床主軸轉速：，取絲錐回轉轉速：取實際切削速度： （2）锪鉆14階梯孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為14mm，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為锪鉆，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給量 根據參考文獻7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查

24、Z535立式鉆床說明書，取。根據參考文獻7表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻7表28-9，允許的進給量。由于所選進給量遠小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得：，由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。由參考文獻7表28-3，故查Z535機床說明書，取。實際切削速度為由參考文獻7表28-5，故校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應地， 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，用回轉分度儀

25、加工，粗精銑與水平成36的臺肩。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。機床：X52K立式銑床。查參考文獻7表3034刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻7表3034，取由式（2.1）機床主軸轉速：按照參考文獻7表3.1-74 實際銑削速度：進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻7表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1（2）精銑M6上端面加工條

26、件：工件材料： HT200，鑄造。機床： X52K立式銑床。參考文獻7表3031刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7表3031，取銑削速度：參照參考文獻7表3031，取機床主軸轉速，由式（1.1）有：按照參考文獻3表3.1-31 實際銑削速度：進給量，由式（2.3）有：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1工序7：鉆2-M6工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?mm。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆孔至5，選

27、用5的麻花鉆頭。攻M6螺紋，選用M6細柄機用絲錐攻螺紋。切削深度：進給量：根據參考文獻5表2.4-39，取切削速度：參照參考文獻5表2.4-41，取由式（2.1）機床主軸轉速：，取實際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1攻M61.5的螺紋機床：Z535立式鉆床刀具：細柄機用絲錐（）進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照參考文獻5表2.4-105，取由式（2.1）機床主軸轉速：，取絲錐回轉轉速：取實際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1工序8：校驗2.2.3確定基本工時（1）粗銑、精銑25孔下平面加工條件：工件材料：HT200鑄鐵，

28、200MPa機床：X525K機床刀具：高速鋼鑲齒套式面銑刀粗銑的切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-45可查得銑削的輔助時間精銑的切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-45可查得銑削的輔助時間銑25孔下表面總工時為：t=+=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min（2）鉆孔加工條件：工件材料：HT200鑄鐵，200MPa機床：Z535立式鉆床 刀具：鉆孔標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔標

29、準高速鉸刀鉆孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉速， 鉸孔：，=（30+3+1）/0.43195=0.41min根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間擴孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉速=（30+3+1）/0.57275=0.22min根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間鉸孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉速=（30+3+1）/1.6100=0.21min根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間總工時：t=+=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min（3）粗精銑寬度為30mm的下平

30、臺工件材料：HT200，金屬模鑄造加工要求：粗銑寬度為30mm的下平臺，精銑寬度為30mm的下平臺達到粗糙度3.2。機床：X52K立式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀計算切削工時粗銑寬度為30mm的下平臺根據參考文獻9進給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm，走刀長度是249mm。機床主軸轉速為37.5z/min。切削工時：=249/(37.53)=2.21min。根據參考文獻5表2.5-45可查得銑削的輔助時間精銑寬度為30mm的下平臺根據參考文獻9進給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm，走刀長度是249mm。機床主軸轉速為37.5z/min

31、。切削工時：=249/(37.53)=2.21min根據參考文獻5表2.5-45可查得銑削的輔助時間粗精銑寬度為30mm的下平臺的總工時： t=+=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min（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，機床：Z535立式鉆床刀具：高速鋼鉆頭12，計算基本工時用12擴孔12.7的內表面。根據參考文獻9進給量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，機床主軸轉速為195r/min。走刀長度是36mm。基本工時：=236/(0.64195)=0.58 min。根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削

32、的輔助時間用12.7擴孔12.7的內表面。根據參考文獻9進給量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，機床主軸轉速為195r/min。走刀長度是36mm?；竟r：=236/(0.64195)=0.58 min。根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間總的基本工時：t=+=4.7min。（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底孔的工時被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間

33、攻M8螺紋的工時被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間锪鉆14階梯的工時锪鉆孔進給量，機床主軸轉速，被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間：由參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間t=+t=0.19+1.77=1.96min該工序的總工時為： 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min（6）粗精銑2-M6上端面工件材料：HT200，金屬模鑄造加工要求：粗銑寬度為30mm的下平臺，精銑寬度為30mm的下平臺達到粗糙度3.2。機床：X52K立式銑床刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀

34、（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。粗銑2-M6上端面切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-45可查得銑削的輔助時間精銑2-M6上端面切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-45可查得銑削的輔助時間t=+=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min銑2-M6上端面切削（7）鉆2-M6螺紋孔鉆錐孔26到25。用5的鉆頭，走刀長度38mm，切削深度2.5mm，進給量0.2mm/z，切削速度0.51m/s，被切削層長度：刀具

35、切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間攻M6螺紋被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間：根據參考文獻5表2.5-41可查得鉆削的輔助時間總工時為：t=2+=3.75min根據該零件的生產綱量為每年產4000件。按一年360天，每天總工作時間為8小時。則每個零件所需的額定時間為：t=3608604000=43.2min。根據計算所得的機動時間加上每道工序間的輔助時間。所用是實際時間為：所以該方案滿足生產要求。2.2.4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、鉸孔使尺寸到達mm工序3粗精

36、銑寬度為30mm的下平臺工序4鉆12.7的錐孔工序5加工M8螺紋孔，锪鉆14階梯孔工序6粗精銑2-M6上端面工序7鉆2-M6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、鉸孔使尺寸到達mm工序3粗精銑寬度為30mm的下平臺工序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 加工M8螺紋孔，锪鉆14階梯孔工序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是將“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”其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動影響生產效率。而對于零的尺寸精

37、度和位置精度都沒有太大程度的幫助。以25mm的孔外輪廓為精基準，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， 再“鉆14孔，加工螺紋孔M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非功過否重合這個問題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)第一個方案也比較合理想。所以我決定以第一個方案進行生產。具體的工藝過程如表2.3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選用立式升降臺銑床X52K。工序2加工孔25。鉆孔25的毛坯到2

38、2mm；擴孔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，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。用回轉分度儀加工，粗精銑與水平成36的臺肩。用臥式銑床X52K，使用組合夾具。工序7鉆2-M6螺紋底孔、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25第3章 專用夾具設計3.1加工工藝孔25夾具

39、設計 3.1.1定位基準的選擇由零件圖可知，工藝孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應與頂面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準時，應盡量選擇上一道工序即粗、精銑25下表面工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應選擇選用45外圓面作為定位基準，用V型塊定位限制4個自由度。再以25下表面加3個支撐釘定位作為主要定位基面以限制工件的三個自由度。為了提高加工效率，根據工序要求先采用標準高速鋼麻花鉆刀具對工藝孔25進行鉆削加工；然后采用

40、標準高速鋼擴孔鉆對其進行擴孔加工；最后采用標準高速鉸刀對工藝孔25進行鉸孔加工。準備采用手動夾緊方式夾緊3.1.2切削力的計算與夾緊力分析由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠遠大于擴和鉸的切削力。因此切削力應以鉆削力為準。由參考文獻9得：鉆削力 鉆削力矩 式中： 本道工序加工工藝孔時，工件的45外圓面與V形塊靠緊。采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機構夾緊，該機構主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個普通螺旋夾緊。根據參考文獻11可查得夾緊力計算公式： 式（3.1）式中： 單個螺旋夾緊產生的夾緊力（N）； 原始作用力（N）； 作用力臂（mm）； 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm）； 螺桿

41、端部與工件間的摩擦角（）； 螺紋中徑之半（mm）； 螺紋升角（）； 螺旋副的當量摩擦角（）。由式（3.1）根據參考文獻11表1-2-23可查得點接觸的單個普通螺旋夾緊力：3.1.3夾緊元件及動力裝置確定由于杠桿的生產量很大，采用手動夾緊的夾具結構簡單，在生產中的應用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動力裝置采用手動夾緊。采用手動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。本道工序夾具的夾緊元件選用帶光面壓塊的壓緊螺釘。旋緊螺釘使其產生的力通過光面壓塊將工件壓緊。3.1.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計工藝孔的加工需鉆、擴、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套以減少更換鉆套的輔助時間。根據工藝要求：

42、工藝孔25mm分鉆、擴、鉸三個工步完成加工。鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔mm標準高速鉸刀。根據參考文獻11表2-1-47可查出鉆套孔徑結構尺寸根據參考文獻11表2-1-27可查出固定V型塊的結構及主要尺寸鉆模板選用固定式鉆模板，工件以底面及45外圓面分別靠在夾具支架的定位快及V型塊上定位，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊。夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。3.1.5夾具精度分析利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個

43、封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關系。因此在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準與加工基準重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸mm及表面粗糙度。本道工序最后采用鉸加工，選用標準高速鉸刀，直徑為mm，并采用鉆套，鉸刀導套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。該工藝孔的位置度應用的是最大實體要求。即要求：（1）各孔的實際輪廓受最大實體實效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體

44、實效尺寸。（3）當各孔的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸時可將偏離量補償給位置度公差。（4）如各孔的實際輪廓處于最小實體狀態(tài)即其實際直徑為時，相對于最大實體尺寸的偏離量為，此時軸線的位置度誤差可達到其最大值。即孔的位置度公差最小值為。工藝孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿足。工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴、鉸滿足。影響兩工藝孔位置度的因素有：（1）鉆模板上兩個裝襯套孔的尺寸公差：（2）兩襯套的同軸度公差：（3）襯套與鉆套配合的最大間隙：（4）鉆套的同軸度公差：（5）鉆套與鉸刀配合的最大間隙： 所以能滿足加工要求。3.1.6夾具設計及操作的簡要說明如鉆鉸25孔的

45、夾具裝配圖所示。裝卸工件時，先將工件放在定位塊上；再把工件向固定V行塊靠攏，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊；然后加工工件。當工件加工完后，將帶光面壓塊的壓緊螺釘松開，取出工件3.2 粗精銑寬度為30mm的下平臺夾具設計3.2.1定位基準的選擇由零件圖可知25孔的軸線所在平面和右端面有垂直度的要求是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，定位基準是右端面，設計基準是孔25的軸線，定位基準與設計基準不重合，需要重新計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)決定用兩把銑刀對杠桿寬度為30mm的下平臺同時進行粗精銑加工。同時為了采

46、用手動夾緊。3.2.2定位元件的設計本工序選用的定位基準為一面兩銷定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對固定擋銷和帶大端面的短圓柱銷進行設計。根據參考文獻11可查出帶大端面的短圓柱銷的結構尺寸參數(shù)根據參考文獻11可查出固定擋銷的結構尺寸參數(shù)。3.2.3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

47、位方案是可行的。3.2.4銑削力與夾緊力計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生振動，必須對“17”六角螺母和”11”螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計算公式 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)的當量摩擦半徑()根據參考文獻6其回歸方程為 FjktTs其中Fj螺栓夾緊力(N)； kt力矩系數(shù)(cm1) T

48、s作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N3.2.5夾具體槽形與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據參考文獻11可查出定向鍵的結構尺寸參數(shù)。根據參考文獻11可查出夾具U型槽的結構尺寸參數(shù)。對刀裝置由對刀塊來實現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成杠桿寬度為30mm下平臺的粗精銑加工，所以選用直角對刀塊。 3.2.6夾緊裝置

49、及夾具體設計夾緊裝置采用移動的A型壓板來夾緊工件，采用的移動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。夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。3.2.7夾具設計及操作的簡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，在短銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。采用轉動A型壓板夾緊工件。當加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。一次加工小平面和加工12.7，如夾具銑平臺裝配圖。3.3鉆M8螺紋孔夾具設計3.3.1定位基準的選擇在加工M8螺紋孔工序

50、時，25孔和寬度為30mm的下平臺已經加工到要求尺寸。因此選用和25孔及25孔下表面加上寬度為30mm的作為定位基準。選擇25孔限制了工件的3個自由度，選擇45外圓面定位時，限制了3個自由度。即一面兩銷定位。工件以一面兩銷定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為25孔下表面，兩銷為短圓柱銷和固定擋銷。3.3.2定位元件的設計本工序選用的定位基準為一面兩銷定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和固定擋銷進行設計根據參考文獻11，可查得短圓柱銷的結構和尺寸參數(shù)。根據參考文獻11表2-1-2可查出固定定位銷的結構及主要尺寸參數(shù)。3.3.3定位誤差

51、分析機械加工過程中，產生加工誤差的因素有很多。在這些因素中，有一項因素于機床夾具有關。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項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兩銷定位。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/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。3.3.4鉆削力與夾緊力的計算由于本道工

52、序主要完成工藝孔的鉆、攻螺紋加工，而鉆削力遠遠大于攻螺紋切削力。因此切削力應以鉆削力為準。由參考文獻9得：鉆削力 鉆削力矩 式中： 本套夾具采用移動壓板夾緊，移動壓板主要靠移動壓板上的螺母來實現(xiàn)夾緊。根據參考文獻11可知該機構屬于單個螺旋夾緊。由式（3.1）根據參考文獻11表1-2-20到表1-2-23可查得 3.3.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計M8螺紋孔的加工需鉆、攻螺紋兩次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套以減少更換鉆套的輔助時間。根據工藝要求：M8螺紋孔分鉆、攻螺紋兩個工步完成加工。鉆、攻，加工刀具分別為：鉆孔7標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；攻螺紋8的絲錐。根據參考文獻11

53、表2-1-47可查得鉆套孔徑結構尺寸參數(shù)。根據參考文獻11表2-1-58可得襯套選用固定襯套其結構尺寸參數(shù)。根據參考文獻11可查出夾具U型槽的結構尺寸參數(shù)。3.3.6夾緊裝置的設計夾緊裝置采用移動的A型壓板來夾緊工件，采用的移動壓板（GB2175-80）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。3.3.7夾具設計及操作的簡要說明本套夾具用于加工M8螺紋孔。定位采用常見的一面兩銷定位方案。以25孔下表面（一面）及其內孔（帶大端面的長圓柱銷），加上寬度為30mm的下平臺（固定定位銷）來實現(xiàn)完全定位。主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用移動壓板夾緊。工件加工完成后，移動壓板向后退

54、一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時，先將工件放到帶大端面的長圓柱銷和固定定位銷處，然后將移動壓板前移，壓在工件上，將螺栓擰緊就可以進行加工了。加工完成以后將移動壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。如鉆M8底孔夾具裝配圖所示。39結論本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、夾具和組合機床的設計與分析、杠桿的工藝分析、設計的技術要求、確定各表面加工方案、確定定位基準、工藝規(guī)程的制定、工藝規(guī)程的制定、加工階段的劃分、工裝夾具結構方案的確定、工裝夾具配置、時間定額計算及生產安排、專用夾具設計，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。致此本人設計基本完成了

55、預期的目標，在整個實現(xiàn)過程中，各零件的設計基本到位。但是由于時間倉促、條件有限，設計成果并不是很好，夾具的精度控制等。有的問題還待于進一步深入，具體如下：（1）缺乏實際工廠經驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。（2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據采集和控制上還有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。參考文獻1 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982. (1)2 孫已德，機床夾具圖冊M，北京：機械工業(yè)出版社，1984：20-23。3 貴州工學院機械制造工藝教

56、研室，機床夾具結構圖冊M，貴陽：貴州任命出版社，1983：42-50。4 劉友才，機床夾具設計 ，北京：機械工業(yè)出版社，1992 。5 孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷M，北京：機械工業(yè)出版社，1991。6 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，1979。7 李洪，機械加工工藝師手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，1990。8 馬賢智，機械加工余量與公差手冊M，北京：中國標準出版社，1994。9 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，1984。10 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。11 薛源順

57、,機床夾具設計(第二版) M,機械工業(yè)出版社,2003.112 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。13 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊M，上海：上海科學技術出版社，1980。14 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。15 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社，2000：9-19。16 哈爾濱工業(yè)大學,哈爾濱市教育局,專用機床夾具設計與制造,黑農江人民出版社,1979.12 17 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005：4-17。 保護與報警定值與結果保護與報警定值與結果過載大于110%報警，大于120%延時5秒跳閘出口電壓高卸載大于108%短路200%，延時0.08秒跳閘出口電壓低卸載低于85%電流不平衡不平衡電流大于20%，延時5秒跳閘電壓高跳閘大于110%漏電電流