杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程及銑36的內(nèi)槽夾具設(shè)計

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I杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程及銑 36 的內(nèi)槽夾具設(shè)計摘 要杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差I(lǐng)IAbstractHub parts processing and lathe fixture design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting dosage, clamping, positioningIII目 錄摘 要 ........................................................................................................................................IIAbstract.....................................................................................................................................III目 錄 ......................................................................................................................................IV第 1 章 序 言.........................................................................................................................1第 2 章 零件的分析...................................................................................................................22.1 零件的形狀 ..................................................................................................................22.2 零件的工藝分析 ..........................................................................................................2第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計...............................................................................................................33.1 確定毛坯的制造形式 ..................................................................................................33.2 基面的選擇 ..................................................................................................................33.3 制定工藝路線 ..............................................................................................................43.3.1 工藝路線方案一 .............................................................................................43.3.2 工藝路線方案二 .............................................................................................43.3.3 工藝方案的比較與分析 .................................................................................53.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 ..........................................................................................63.4.1 機床選用 .........................................................................................................63.4.2 選擇刀具 .........................................................................................................63.4.3 選擇量具 .........................................................................................................63.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................................73.6 確定切削用量及基本工時 ...........................................................................................8第 4 章 銑 36 的內(nèi)槽夾具設(shè)計...............................................................................................204.1 指出存在的問題 ........................................................................................................204.2 夾具設(shè)計 ....................................................................................................................204.2.1 夾具體設(shè)計 ....................................................................................................204.2.2 定位基準的選擇 ...........................................................................................204.2.3 定位方案和元件設(shè)計 ...................................................................................214.2.4 定位誤差的計算 .............................................................................................21IV4.2.5 夾緊力計算 .....................................................................................................224.2.6 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 .............................................................................................244.2.7 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 .................................................................................244.2.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) ..................................................................264.2.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 .........................................................................28總 結(jié)...................................................................................................................................29致 謝.....................................................................................................................................30參 考 文 獻.............................................................................................................................310第 1 章 序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。1第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是杠桿零件，主要作用是起固定連接其他部件的作用。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。圖 2-1 杠桿零件2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 45#，該材料具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。杠桿零件主要加工表面為：1. 兩外側(cè)面，表面粗糙度 值為 3.2 。2. 28 的內(nèi)側(cè)aRm?面端面，表面粗糙度 值 3.2 。3. R15 的圓弧，表面粗糙度 值 3.2 。4. aRm?aφ17.3，φ12.1 的孔粗糙度 值 6.3 、12.5 ，法蘭面粗糙度 值 6.3 。?杠桿共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)．兩外側(cè)面的加工表面：這一組加工表面包括：兩外側(cè)面，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).尺寸為 28 的內(nèi)側(cè)面的加工表面：2這一組加工表面包括：28 的內(nèi)側(cè)面，36 的內(nèi)槽，粗糙度為 6.3；其要求也不高。第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計本杠桿假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺，每臺車床需要該零件 1 個，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 45#，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛鐵鍛造。依據(jù)設(shè)計要求 Q=100000 件/年，n=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2XQn(1+α)（1+β)=238595 件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 45#，鍛件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應(yīng)性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鍛件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鍛件。考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇，對像杠桿這樣的零件來說，選好粗基準是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。對于精基準而言，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復(fù)。33.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一10 鍛造 鍛造毛坯20 時效 時效處理30 銑 粗銑兩外側(cè)面40 銑 粗銑 28 的內(nèi)側(cè)面50 銑 粗銑 R15 的圓弧60 調(diào)質(zhì)70 銑 半精銑兩外側(cè)面80 銑 半精銑 28 的內(nèi)側(cè)面90 銑 半精銑 R15 的圓弧100 鉆 鉆 φ17.3，φ12.1 的孔110 擴 擴 φ17.3φ12.1φ68 的孔120 鉸 精鉸 φ68 的孔130 鉆 鉆兩螺紋底孔，攻絲140 銑 半精銑 36 的內(nèi)槽150 氮 軟氮化160 鉆 加工 φ17.6 、φ12.1 、φ68 的孔到尺寸170 涂 涂油180 鉗 去毛刺190 檢 檢驗入庫3.3.2 工藝路線方案二10 鍛造 鍛造毛坯20 時效 時效處理430 銑 粗銑兩外側(cè)面40 銑 粗銑 28 的內(nèi)側(cè)面50 銑 粗銑 R15 的圓弧60 調(diào)質(zhì)70 銑 半精銑兩外側(cè)面80 銑 半精銑 28 的內(nèi)側(cè)面90 銑 半精銑 R15 的圓弧100 鉆 鉆 φ17.3，φ12.1 的孔110 擴 擴 φ17.3φ12.1φ68 的孔120 鉸 精鉸 φ68 的孔130 鉆 鉆兩螺紋底孔，攻絲140 銑 半精銑 36 的內(nèi)槽150 氮 軟氮化160 鉆 加工 φ17.6 、φ12.1 、φ68 的孔到尺寸170 涂 涂油180 鉗 去毛刺190 檢 檢驗入庫3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10 鍛造 鍛造毛坯20 時效 時效處理30 銑 粗銑兩外側(cè)面40 銑 粗銑 28 的內(nèi)側(cè)面50 銑 粗銑 R15 的圓弧60 調(diào)質(zhì)70 銑 半精銑兩外側(cè)面80 銑 半精銑 28 的內(nèi)側(cè)面590 銑 半精銑 R15 的圓弧100 銑 半精銑 36 的內(nèi)槽110 鉆 鉆 φ17.3，φ12.1 的孔120 擴 擴 φ17.3φ12.1φ68 的孔130 鉸 精鉸 φ68 的孔140 鉆 鉆兩螺紋底孔，攻絲150 氮 軟氮化160 鉆 加工 φ17.6 、φ12.1 、φ68 的孔到尺寸170 涂 涂油180 鉗 去毛刺190 檢 檢驗入庫3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機床選用①.工序是粗銑和半精。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用銑床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 X52K 銑床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表 4.2-7。②.工序鉆孔，選用 Z35 搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具①.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金銑刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鍛鐵、冷硬鍛鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位銑刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。63.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“杠桿” 零件材料為 45#，查《機械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝手冊》 ） ，表2.2-17 各種鍛鐵的性能比較，灰鍛鐵的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 灰鍛鐵的物理性能，45#密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)同類零件的年產(chǎn)量 [件]生產(chǎn)類別重型（零件重>3150kg）中型（零件重100~3150kg）輕型（零件重120~250 6.04.0頂、側(cè)面底 面鍛孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6 確定切削用量及基本工時切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版，艾興、肖詩綱編，1993 年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。工序 30：粗銑兩外側(cè)面機床：銑床 X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。15YT0Dm?5Z?單邊余量：Z=3mm所以銑削深度 ：pa2m?精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進給量 ：取 ：取銑削速度fa5/f Z?2.8/Vms?每齒進給量 ：取 取銑削速度f mf8. 47機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.47601.9/in31Vnrd????8按照文獻，取 475/minr?實際銑削速度 ：v3.102.9/06dnv s????進給量 ： fV1854760.12/ffaZnms???工作臺每分進給量 ： m./475infV?：,取?a60?切削工時被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68lm?刀具切入 ：1210.5()(~3lDa????601)2?刀具切出 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 1jt12420.36min7.5jmlf????機動時間 ：'1jt'1268.19i.jlf所以該工序總機動時間'105injjtt??工序 40：粗銑 28 的內(nèi)側(cè)面機床：銑床 X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。15YT0Dm?5Z?單邊余量：Z=3mm所以銑削深度 ：pa3m?精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進給量 ：取 ：取銑削速度fa5/f Z?2.8/Vms?9每齒進給量 ：取 ，取銑削速度faZmf/18.0?2.47/Vms?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.476.97/in310Vnrd????按照文獻，取 5/ir?實際銑削速度 ：v3.14072.49/06dnvms???進給量 ： fV185607.12/ffaZns???工作臺每分進給量 ： m./45minfV?：取?a60?切削工時被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68l?刀具切入 ：1210.5()(~3lDa????601)2m?刀具切出 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 1jt12420.36in7.5jmlf????機動時間 ：'1jt'1268.19mi.jlf所以該工序總機動時間'105injjtt??工序 50：粗銑 R15 的圓弧機床：銑床 X52K刀具：立銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。15YT4Dm?5Z?單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度 ：pa2.m?每齒進給量 ：取 ：取銑削速度f015/f Z2.8/Vs?10每齒進給量 ：取 取銑削速度faZmf/18.0?2.47/Vms?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.476.97/in310Vnrd????按照文獻，取 5/ir?實際銑削速度 ：v3.14072.49/06dnvms???進給量 ： fV185607.12/ffaZns???工作臺每分進給量 ： m./45minfV?：,取?a60?切削工時被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68l?刀具切入 ：1210.5()(~3lDa????601)2m?刀具切出 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 1jt12420.36in7.5jmlf????機動時間 ：'1jt'1268.19mi.jlf所以該工序總機動時間'105injjtt??工序 70：半精銑兩外側(cè)面機床：銑床 X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。15YT0Dm?5Z?精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度 ：pa1.0m?每齒進給量 ：取 ：取銑削速度f 5/f Z2.8/Vs?11每齒進給量 ：取 ，取銑削速度faZmf/18.0?2.47/Vms?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.476.97/in310Vnrd????按照文獻，取 5/ir?實際銑削速度 ：v3.14072.49/06dnvms???進給量 ： fV185607.12/ffaZns???工作臺每分進給量 ： m./45minfV?：取?a60?切削工時被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68l?刀具切入 ：1210.5()(~3lDa????601)2m?刀具切出 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 1jt12420.36in7.5jmlf????機動時間 ：'1jt'1268.19mi.jlf所以該工序總機動時間'105injjtt??工序 80：半精銑 28 的內(nèi)側(cè)面機床：銑床 X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。15YT0Dm?5Z?精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度 ：pa1.0m?每齒進給量 ：取 ：取銑削速度f 5/f Z2.8/Vs?12每齒進給量 ：取 ，取銑削速度faZmf/18.0?2.47/Vms?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.476.97/in310Vnrd????按照文獻，取 5/ir?實際銑削速度 ：v3.14072.49/06dnvms???進給量 ： fV185607.12/ffaZns???工作臺每分進給量 ： m./45minfV?：取?a60?切削工時被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68l?刀具切入 ：1210.5()(~3lDa????601)2m?刀具切出 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 1jt12420.36in7.5jmlf????機動時間 ：'1jt'1268.19mi.jlf所以該工序總機動時間'105injjtt??工序 90：半精銑 R15 的圓弧機床：銑床 X52K刀具：材料： ，齒數(shù) 。15YT5Z?精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度 ：pa.0m每齒進給量 ：取 ：取銑削速度f 15/f Z?2.8/Vms?13每齒進給量 ：取 ，取銑削速度faZmf/18.0?2.47/Vms?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.476.97/in310Vnrd????按照文獻，取 5/ir?實際銑削速度 ：v3.14072.49/06dnvms???進給量 ： fV185607.12/ffaZns???工作臺每分進給量 ： m./45minfV?：取?a60?切削工時被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68l?刀具切入 ：1210.5()(~3lDa????601)2m?刀具切出 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 1jt12420.36in7.5jmlf????機動時間 ：'1jt'1268.19mi.jlf所以該工序總機動時間'105injjtt??工序 100：鉆 φ17.3，φ12.1 的孔機床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。⑴ 鉆孔 φ12.1鉆孔 φ12.1 時先鉆 孔。1.5?14切削深度 ：pa6m?進給量 ：取 。frf/3.0切削速度 取 。V48s機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，100.6539./min314vnrd????按照文獻，取 /ir?所以實際切削速度 ：v.14.5630./0ds????切削工時 被切削層 ：l42m?刀具切入 ：117(~)105.9622rDlctgkctgm?????刀具切出 ： 取l4?l32走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 1jt60.5in.3jLfn???⑵ 鉸孔 φ12.1刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料） 。片型號：E403切削深度 ：pa1.35m?進給量 ：取 。f06/fr切削速度 ：取 。V.4s機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.62.78/min3149vnrD????按照文獻取 5/ir所以實際切削速度 ：v3.149.50.2/06ds????切削工時被切削層 ：l42m15刀具切入 有：1l1 19.7(~2)20.8632rDdlctgkctgm?????????刀具切出 ： ，取lm4l3走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt20.16in.5jLfn????工序 110 擴 φ17.3φ12.1φ68 的孔表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔選用 Z35 搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表 2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫刃斜20??0?0f0角 =50 ，L=197mm,l =116mm。?01表 3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花鉆直徑范圍l l1>11.80～13.20 151 101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф α f ψ8.6～18.00 30 118 12 40～60表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（ 1）后刀面最大磨損限度 mm16鉆頭直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料≤20高速鋼 鍛鐵 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴孔）鍛鐵、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.確定進給量查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm②.確定切削速度查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在灰鍛鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機械加工in工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K =1.0，R =0.85。mvtvV=12 =10.32 （3-85.0?min17）則 = =131 （3-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr則實際切削速度 = = =11.8v實③.確定切削時間查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： 其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m23.1?10d?0514.3?17則： t= =9.13 s工序 130 鉆兩螺紋底孔，攻絲鉆孔選用機床為 Z35 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rf30.?確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-minkfaTdcvvyxpmzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6mir選取 i120?所以實際切削速度為 =2.647.3?vin確定切削時間（一個孔） =ts20.8??工序 140 半精銑 36 的內(nèi)槽機床：銑床 X52K刀具：立銑刀(硬質(zhì)合金材料)，切削深度 ：pa2.0m?根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[1]表476?0.8/famz?查得切削速度 ，302?3/inV機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10245./in.160rd????按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 。7?實際切削速度 ：v3..0/nms6.05273??18進給量 ：fV0.8247.5/601.39/ffaZnms???工作臺每分進給量 ： m8infV被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， ll刀具切入長度 ：10.5(~2)lD??=81mm刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 2jt12081.23min.6jmlf????本工序機動時間： 125.ijjtt?工序 160 加工 φ17.6 、φ12.1 、φ68 的孔到尺寸取 rmf2.0?rm1.05.??1（ ）sv.in所以 （ ）rn8713r按機床選取 = （ ）wi80r.所以實際切削速度 （ ）smv2.?in5切削工時（一個孔）：st3.1.03??19第 4 章 銑 36 的內(nèi)槽夾具設(shè)計4.1 指出存在的問題為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。對于銑 36 的內(nèi)槽夾具設(shè)計，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。4.2 夾具設(shè)計4.2.1 夾具體設(shè)計設(shè)計夾具，首先要仔細分析加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)個零部件間的相對運動；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應(yīng)的材料。完成鉆床夾具的所有設(shè)計后，用 AutoCAD 進行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求，最后進行論文撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設(shè)計。4.2.2 定位基準的選擇在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，滑鞍上的裝配基準為平面，而它們又是滑鞍上其他要素的設(shè)計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，20選底面和側(cè)面為定位基準。 4.2.3 定位方案和元件設(shè)計根據(jù)以上零件的結(jié)構(gòu)分析以及定位基準的選擇，可得定位基準為平面，因此可選擇定位元件為支承板,如圖 4.1 定位支承板所示。根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析，本道工序需限制 4 個自由度，為了增加定位的可靠行，實際限制了其 6 個自由度。本夾具采用 6 點定位原則，用兩個固定的支撐板作為一大平面，限制了工件的兩個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度；采用一面 2 銷共限制 6 個自由度，兩孔分別是 φ17.3，φ12.1 的孔4.2.4 定位誤差的計算⑴ 定位誤差 ： 11minDWd??????1 21in2min.DdDdJarctgL?????其中：，10.52Dm??20D??，d .3dm， in?in4.6DW??圖 4.1 定位支承板21.032JWm??⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inmaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl???查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0.,.42,0.7azBKC???cos.28jym???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??05.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD?1.誤差總和： 0.85.3jwm???從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.2.5 夾緊力計算根據(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夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算有：： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 [5]表 可得： 6~ 12?1.20.1.301.56CK????..52..23P1.2.01.301.5f22所以有： 193.08()KCWFN??76.P?1359.0()Kf?螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2???.76zr?901?052??'29??螺旋夾緊力： 048.()WN該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 163圖 4.1 受力簡圖由表 得：原動力計算公式 261?001KLWl???即： 0478.23.932.75()KWLNl?? ???由上述計算易得： K??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。234.2.6 夾緊機構(gòu)的設(shè)計采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構(gòu)，統(tǒng)稱螺旋夾緊機構(gòu)。由于這類夾緊機構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大，故在機床夾具中得到廣泛運用。它的主要缺點是夾緊和松開工件時比較費力。本夾具采用移動壓板進行夾緊，同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求。同時，由于移動壓板標準件，可直接購買，降低了夾具的制造成本。夾緊力的計算單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按下列計算： )(2'1'0????tgrtQLWz式中： W0——單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N） ；Q ——原始作用力（N） ；L——作用力臂（ mm） ；——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm） ，其值視螺桿端'r部的結(jié)構(gòu)形式而定，參見《機床夾具設(shè)計手冊》第三版表 1-2-20；——螺桿端部與工件間的摩擦角（ °） ；1?——螺紋中徑之半（mm） ；zr——螺旋升角（°） ，參見《機床夾具設(shè)計手冊 》第三版表 1-2-21；?——螺旋副的當(dāng)量摩擦角（ °） ， 式中 為螺旋副的摩擦角（°） ，2'? 2?β 為螺紋牙型半角（°） ，參見《機床夾具設(shè)計手冊》第三版表 1-2-22。4.2.7 定向鍵與對刀裝置設(shè)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。24通過定向鍵與銑床工作臺 T 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(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)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(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：×o圖 4.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 4.4：表 4.4 定向鍵夾具體槽形尺寸B 2B公稱尺寸允差 d允差 4L H h D 1公稱尺寸允差 D2h1 ～ ～0 2 1 4 1 4 18 +0 5258 0.012 .035 5 2 2 .5 .019對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 4.3 所示： 標 記四 周 倒 圓×圖 4.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表 4.5：表 4.5 塞尺公稱尺寸 H 允差 d C3 ～0.006 0.254.2.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計夾具體時，必26須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計時也應(yīng)加以考慮。夾具體設(shè)計的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鍛造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠27夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機構(gòu)所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。4.2.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)） 。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。28總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。29致 謝這次畢業(yè)設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。30參 考 文 獻[1] 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980。[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1995。[3] 李慶壽。機床夾具設(shè)計［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1991。[4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］ 。北京出版社，1996。[5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。[6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］ 。化學(xué)工業(yè)出版社，2544。[7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設(shè)計[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。[8] [周永強，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。[9] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。[10] 王光斗，王春福。機床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。[11] 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院