機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-支臂加工工藝及銑R4槽夾具的設(shè)計(jì)

支臂加工工藝及專用銑R4槽夾具的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名: 學(xué)生學(xué)號: 院（系）: 機(jī)械工程學(xué)院 年級專業(yè): 指導(dǎo)教師: _ 全套圖紙加扣 3012250582 目錄 1 序 言12分析支臂的零件圖22.1支臂工藝性的分析22.1.1支臂結(jié)構(gòu)功用分析22.1.2研究支臂零件的圖紙22.1.3主要技術(shù)的條件32.2 確定毛坯的結(jié)構(gòu)33支臂的加工工藝設(shè)計(jì)43.1 選取加工基面43.2工藝過程當(dāng)中應(yīng)該研究的主要的問題43.3 制定工藝路線43.4 先主要后次要的原理63.5設(shè)備及其工藝裝備確定63.6確定切削用量及基本工時64 夾具設(shè)計(jì)144.1定位基準(zhǔn)的選擇144.2設(shè)計(jì)夾具體144.3設(shè)計(jì)夾緊的裝置144.4計(jì)算夾具精度的分析144.5計(jì)算切削力與夾緊力154.6銑床夾具設(shè)計(jì)以及操作的使用說明165總結(jié)18參考書籍19致 謝20 1 序 言我們國家的制造機(jī)械生產(chǎn)的零件與產(chǎn)品,并且將他們制作成機(jī)械行業(yè)的設(shè)備。機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品不但能直接給大家使用,又能給別的行業(yè)供應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備,機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中有著各種各樣的機(jī)械或者其他的設(shè)備。制造產(chǎn)業(yè)在生活當(dāng)中是人們所不能離開的,因此機(jī)械制造的專業(yè),是一個國家的經(jīng)濟(jì)很快發(fā)展一個重要的行業(yè),這也是對國家基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展里面當(dāng)中,起了比較大的作用。因此說從當(dāng)中一種層面的來說,機(jī)構(gòu)生產(chǎn)的技能的高和低的重要指標(biāo)是每個國家經(jīng)濟(jì)上面整體能力及科技水準(zhǔn)的量衡。生產(chǎn)上面使用的夾具也是放在各種機(jī)器上面把零件重力夾緊、精準(zhǔn)定位，把切削刀具固定引導(dǎo)方向的一種設(shè)備，它的最主要的一個功能是將零件對應(yīng)與生產(chǎn)設(shè)備和加工刀具的一個合理的方位，并在生產(chǎn)折工程中維持一個不改變的位置，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的一個非常明顯的特色：現(xiàn)代零件發(fā)展得比較快，對品質(zhì)的要求比較高，種類上面的不一樣的規(guī)格也不少，產(chǎn)品跟新?lián)Q代的時間也較快。體現(xiàn)了在機(jī)械制造業(yè)上面，多個種類、批量不大生產(chǎn)的類型比例當(dāng)中，是占了一個非常大的比例。這是為了順應(yīng)了這一系列要求，一定要做好這種生產(chǎn)技術(shù)上面的前序工作，從而機(jī)床使用的裝夾工具是加工中非常重要的一部分。這次設(shè)計(jì)使用CAD設(shè)計(jì)支臂的專用夾具，以及機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，對專用的機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)。來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析以及精度的分析；經(jīng)過本設(shè)計(jì)使自己具有一定的設(shè)計(jì)。專用夾具的能力以及分析生產(chǎn)當(dāng)中。和與夾具有關(guān)的技術(shù)的問題的能力。2分析支臂的零件圖2.1支臂工藝性的分析2.1.1支臂結(jié)構(gòu)功用分析：這次設(shè)計(jì)我分到的設(shè)計(jì)的題目，是最普通的支臂的工件，支臂零件是起支撐的作用的構(gòu)架，而且承受非常大的力,也有著定位的作用,使各個零件之間能夠持有合理的位置。所以，支臂零件的加工的質(zhì)量，直接就影響到機(jī)器的精度以及壽命。2.1.2研究支臂零件的圖紙：（1）重要的面加工：1）銑底平面，保證10mm尺寸，位置度的誤差達(dá)到0.032）鉆16孔，加工的定位的基準(zhǔn)，為底平面，保證16mm的工序加工尺寸。3）鉆26孔, 定位的基準(zhǔn)為底平面及腰槽，保證34mm工序的尺寸，光潔度為3.22.1.3主要技術(shù)的條件：4腰槽的精度：尺寸與形狀的誤差，能夠影響到支臂工作的狀態(tài)，因此對4腰槽的要求低，4腰槽的尺寸公差為 3mm平面的精度：因?yàn)?mm的平面對支臂聯(lián)接時的密封性能有影響，而且作為定位的加工基面，要不就可能對孔的加工的精度，具有非常大的影響，所以就要規(guī)定它加工的要求。2.2 確定毛坯的結(jié)構(gòu) 分析支臂工件時作用，材質(zhì)的強(qiáng)度就要求非常的高，而且支臂的結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜，所以選用材質(zhì)為QT50-1.5鑄造的零件毛坯。根據(jù)參考書籍的表1.3-17，可得支臂毛坯的端面的余量為，平面的余量為，支臂毛坯的尺寸的偏差根據(jù)附表1.4-6可得到 3支臂的加工工藝設(shè)計(jì)3.1 選取加工基面選擇粗加工基準(zhǔn)因?yàn)橹П酃ぜ椴嫘皖惖墓ぜǔＲ云矫鎭碜鳛榇旨庸さ幕鶞?zhǔn)。通常以不加工的表面來作為粗加工的基準(zhǔn)，但支臂各個面都需要加工，就應(yīng)該以加工的余量比最小的面，來作為粗加工的基準(zhǔn)，因此對支臂零件，先以支臂的端面及右端面來作為粗加工的基準(zhǔn)，使用夾具來夾緊可以同時去掉幾個自由度，然后在以端面來定位可以去掉自由度。以支臂的平面作為主要的定位的粗加工基準(zhǔn)，以側(cè)面為輔助的粗加工的基準(zhǔn)。選擇精加工基準(zhǔn)因?yàn)榭紤]到支臂的加工精度，以及裝夾的準(zhǔn)確與方便，按照基準(zhǔn)相重合的原則，以及基準(zhǔn)統(tǒng)一的加工的原則，定位精基準(zhǔn)選擇加工后的平面3.2工藝過程當(dāng)中應(yīng)該研究的主要的問題 所取加工的方法，應(yīng)該符合每一種加工方法的經(jīng)濟(jì)和精度的要求。 所取的加工方法，能夠滿足加工面的幾何形狀的精度，表面位置度的精度的要求。 所取的加工的方法要與零件材料的可加工性相。 加工的方法要適應(yīng)支臂生產(chǎn)的類型。 所取加工的方法，要滿足企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備和工人技術(shù)的水平3.3 制定工藝路線思路一工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容10鑄造鑄造成型20熱處理時效處理，去除鑄造應(yīng)力30鉆鉆16孔40鉆鉆26孔50銑銑14上端面60銑銑26mm側(cè)面70銑銑4腰槽80銑銑底平面90銑銑深3mm平面100去毛刺去除工件表面毛刺150檢檢驗(yàn)工件尺寸，及表面質(zhì)量等是否合格思路二工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容10鑄造鑄造成型20熱處理時效處理，去除鑄造應(yīng)力30銑銑底平面40銑銑深3mm平面50銑銑14上端面60銑銑26mm側(cè)面70銑銑4腰槽80鉆鉆16孔90鉆鉆26孔100去毛刺去除工件表面毛刺思路方案的選取在零件工藝路線的擬定中，根據(jù)機(jī)械加工的考慮的原理：1 先基準(zhǔn)后其它的原理2 先粗后精加工的原理3 先面后孔的原理3.4 先主要后次要的原理全面的研究支臂，選取思路二合適。3.5設(shè)備及其工藝裝備確定所選用的機(jī)床有：X61銑床、Z525鉆床，檢驗(yàn)臺、鉗工臺。專用夾具設(shè)計(jì)銑床專用夾具設(shè)計(jì)，刀具選用銑刀、各級鉆頭、絲攻、圓銼刀量具選用游標(biāo)卡尺、專用塞規(guī)、專用量具3.6確定切削用量及基本工時工序：銑底平面切削加工的深度：單邊的余量，進(jìn)行2次走刀對零件進(jìn)行加工；進(jìn)給量：根據(jù)參考資料機(jī)械加工工藝手冊16-18可以得到：選?。磺邢骷庸に俣鹊挠?jì)算： 主軸轉(zhuǎn)動的速度的確定：根據(jù)機(jī)床來選擇，故實(shí)際切削加工的速度：切削加工的工時: 當(dāng)中所以銑底平面切削加工的深度：單邊的余量，進(jìn)行次走刀加工；進(jìn)給量選擇；切削加工速度的計(jì)算主軸轉(zhuǎn)動速度的確定：按照機(jī)床的選擇，故實(shí)際切削加工的速度：切削加工加工的工時: 公式當(dāng)中所以工序 : 銑深3mm平面按照參考資料9附表2.4-71，刀具選擇硬質(zhì)合金銑刀（面銑刀），材料選擇， ，齒數(shù)是，它為粗齒的銑刀。因?yàn)槠鋯芜叺挠嗔浚?所以銑削加工的深度：每齒的進(jìn)給量：按照參考資料7附表2.4-75，選取，銑削加工的速度：根據(jù)參考資料7附表3037，選擇機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動的速度： 式（2.1）公式當(dāng)中 V銑削加工的速度； d刀具的直徑。機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動速度：參照參考資料3附表3.1-77 實(shí)際銑削加工的速度：進(jìn)給量： 機(jī)床工作臺每分鐘的進(jìn)給量： ：按照文獻(xiàn)資料7附表2.4-83 被切削層的長度：根據(jù)零件毛坯的尺寸可以知道銑刀切入時的選擇： ，銑刀切出時的選擇：按照參考文獻(xiàn)資料機(jī)械制造工藝學(xué)附表可以知到：按照參考資料附表3.2-8可知：操作機(jī)床的時間是： min根據(jù)參考資料附表3.2-4可得：測量零件的時間是： min故精銑深3mm平面切削加工的用量： 按照參考資料附表6.2-4可得： 按照參考資料附表6.3-23銑刀銑削加工灰鑄鐵時所以機(jī)床的轉(zhuǎn)動的速度工時的定額：按照參考資料附表6.3-4可知：按照參考資料附表3.4-6可得：操作的時間是按照參考資料附表3.5-7可得到：測量零件的時間是： 所以工序：銑14上端面粗銑（選擇硬質(zhì)合金銑刀，） 1）銑削加工的深度以及寬度 因?yàn)閷挾缺容^大，分為兩次切削加工 2）每齒的進(jìn)給量 （按照資料切削手冊附表3.7） 3）切削加工的速度以及每分鐘的進(jìn)給量 切削加工的速度：按照參考資料機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊（下面簡稱機(jī)械手冊）附表3-34，確定 得所以 現(xiàn)選擇X61式銑床，按照機(jī)床使用的說明書（查資料工藝手冊附表4.2-38），選擇，所以實(shí)際切削加工速度是 當(dāng)時，機(jī)床工作臺每分鐘的進(jìn)給量應(yīng)該是 根據(jù)機(jī)床的說明書，選擇 4）切削加工工時：公式當(dāng)中，資料（切削手冊附表3.25，所以資料（切削手冊附表3.25，所以 精銑26mm側(cè)面選擇硬質(zhì)合金銑刀，1）銑削加工的深度以及寬度 2）每齒的進(jìn)給量 3）切削加工的速度以及每分鐘的進(jìn)給量切削加工的速度：按照參考資料機(jī)械手冊附表3-32，v選擇m/s得m/min所以 現(xiàn)選擇X61式銑床，按照機(jī)床的使用說明書（查資料工藝手冊附表4.2-37），選擇，所以實(shí)際切削加工的速度是 當(dāng)時，機(jī)床工作臺的每分鐘進(jìn)的給量應(yīng)該是 結(jié)合機(jī)床的說明書，選擇4）切削加工工時：公式中，資料（切削手冊附表3.25，所以 所以 工序 銑4腰槽粗銑4腰槽它和表面的粗糙精度，都要留的精加工切削余量銑削深度：機(jī)床設(shè)定每齒的進(jìn)給量：根據(jù)書籍機(jī)械加工工藝手冊表2.1.76，選機(jī)床設(shè)定銑削的速度：參照書籍機(jī)械加工工藝手冊表2.5.88，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.1.84,刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：精銑4腰槽 因?yàn)榱慵牟馁|(zhì)是QT50-1.5，所以硬質(zhì)合金做的銑刀，直徑為，齒數(shù)為。參照文獻(xiàn)資料得知選擇了銑刀基本形狀是, ， ， 前面知道銑削的寬度，銑削的深度所以機(jī)床用X61銑床就可以了。 1.每齒的進(jìn)給量f的確定按照參考書籍能知，X61式機(jī)床的功率以及工藝的系統(tǒng)。得出每一個齒的進(jìn)給量、選擇。2.銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)以及耐用度的選擇按照參考書籍得出，銑刀的刀齒的后刀面最大的損耗量是，刀具的直徑，最大的使用量。3.確定切削速度 根據(jù)參考書籍得出，X61的機(jī)床的功率是為7.5kw，工藝的加工和傳動的系統(tǒng)的剛性為中等的。查得知每齒的進(jìn)給量、現(xiàn)取。 參照X61銑床主傳動軸的轉(zhuǎn)速說明表來查取， , 。則實(shí)際切削： 實(shí)際進(jìn)給量： 3.校驗(yàn)機(jī)床功率 參照相關(guān)書籍所知，銑削時的功率（單位kw）為:當(dāng), , 參照相關(guān)X61銑床說明書可知：銑床主傳動軸的主要電動機(jī)是允許的功率 ×P 所以這機(jī)床功率足夠滿足加工的要求?；緯r間 參照相關(guān)資料了解到銑刀它銑面時的基本時間為： 工序：鉆16孔鉆孔：按照參考資料機(jī)械加工工藝手冊附表可知：進(jìn)給量,切削加工的速度，切削加工的深度機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動速度選擇 實(shí)際切削加工的速度被切削層的長度：加工刀具切入的長度：加工刀具切出的長度： 選擇按照按照資料機(jī)械制造工藝學(xué)附表可以得到：=0.08按照參考資料附表3.3-9可得：裝夾零件的時間是按照參考資料附表3.3-12可得：松開卸下零件的時間是按照參考資料附表3.3-14可得：測量零件的時間是： 故輔助的時間是 所以=工序：鉆26孔鉆孔至6.7機(jī)床的選擇：選用鉆床Z525鉆床及專用夾具刀具選擇：鉆頭，直徑，幾何的形狀是切削用量簡明手冊附表2.2-表2.5，選取雙錐修磨橫刃，計(jì)算切削加工用量（1）進(jìn)給量的確定按照加工要求決定進(jìn)給量：按照參考資料切削用量簡明手冊附表2.5，鑄鐵乘以孔深修正的系數(shù)，所以根據(jù)鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量：按照參考資料切削用量簡明手冊附表2.9，當(dāng)，時，根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度確定的進(jìn)給量：按照參考資料切削用量簡明手冊附表3.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所容許的軸向力是，（Z525鉆床所容許的軸向力是，根據(jù)切削用量簡明手冊附表2-36.）時，進(jìn)給量是4 夾具設(shè)計(jì)本套專用夾具的設(shè)計(jì)，主要用來加工50孔端面，保證83的尺寸以及光潔度達(dá)到6.3。選擇底平面來作為加工的基準(zhǔn)。加工當(dāng)中的定位。它加工的質(zhì)量直接影響到后面的工序的加工的精度。在加工4腰槽孔時主要應(yīng)該研究，如何保證本工序尺寸的精度要求以及表面光潔度的要求，和咋樣增加勞動的生產(chǎn)效率，減少勞動的強(qiáng)度。4.1定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)支臂能夠知道：加工4腰槽孔時，底平面已加工，因?yàn)閯e的面都沒有加工，加工以后的定位的基準(zhǔn)都要以它為作為加工的參考面?，F(xiàn)在根據(jù)圖中所表示的位置，為加工的基準(zhǔn)面。4.2設(shè)計(jì)夾具體在機(jī)床上面來進(jìn)行加工時，支臂隨著設(shè)計(jì)的夾具一起定位在機(jī)床上面，加工的時后就受到了比較大的銑削力的作用，而且銑削力隨著轉(zhuǎn)動速度的提高而很快的提高。因此在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)該正確的分析到各個裝置的位置的布局。預(yù)防震動所帶來的加工的精度對零件加工表面的質(zhì)量的影響。4.3設(shè)計(jì)夾緊的裝置 銑床夾具在加工的過程當(dāng)中，要承受到銑削力的作用，它合力的大和小以及方向相對于支臂的定位的基準(zhǔn)是會變化的，因此要求夾緊的裝置要有滿足要求的夾緊力。以及優(yōu)良的自鎖性，以確保夾緊的安全牢靠。4.4計(jì)算夾具精度的分析 根據(jù)支臂能夠知道，所編制的夾具需要滿足加工的要求：因?yàn)閷λ募庸さ木纫蟛皇翘?，因此不需要進(jìn)行檢驗(yàn)。計(jì)算定位的誤差： 按照國標(biāo)的要求，根據(jù)參考書籍 10附表能夠知道：選擇中等級，得 ：尺寸的偏差是 4.5計(jì)算切削力與夾緊力根據(jù)參考書籍10查表可得：銑削力的公式計(jì)算得： 公式當(dāng)中 根據(jù)附表得： 得：銑削扭矩的公式計(jì)算 ： 得：按照零件受力的銑削力以及夾緊力的作用的情況，找出在零件加工的過程當(dāng)中，對夾緊最不好的狀態(tài)瞬間，根據(jù)靜力平衡的原則，算出出理論上的夾緊力。然后為確保牢靠的夾緊，再來乘安全的系數(shù)來作為實(shí)際的所需要的夾緊力的數(shù)。 根據(jù)資料表可知： 取，得：計(jì)算螺旋的夾緊時所產(chǎn)生的夾緊力：公式當(dāng)中的參數(shù)，根據(jù)參考書籍10可以知道： 公式當(dāng)中： 螺旋的夾緊力：本次設(shè)計(jì)的銑面夾具，選用螺旋的夾緊的機(jī)構(gòu)，使用螺栓經(jīng)過快速的夾緊裝置來對工件進(jìn)行壓緊。：原動力的計(jì)算的公式 得： 根據(jù)上面的計(jì)算知道： 所以選擇此夾緊的機(jī)構(gòu)來工作是合理的。4.6銑床夾具設(shè)計(jì)以及操作的使用說明本次設(shè)計(jì)的夾具用在X61銑床上面。支臂見裝配圖底平面作為定位的基準(zhǔn)，在定位板以及壓板上面來實(shí)現(xiàn)定位。如前面所說，應(yīng)該考慮增高支臂的生產(chǎn)效率，本銑面的夾具設(shè)計(jì)選用了手動的夾緊的方式，在夾緊以及松開支臂時比較的費(fèi)時的費(fèi)力。因?yàn)檠芯勘局П鄣捏w積，支臂的材料容易銑削，銑削的力不是很大等特點(diǎn)。通過對想法的仔細(xì)的考慮與分析，選取了手動的夾緊的方式，及螺旋的夾緊的機(jī)構(gòu)，此類的夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較的簡單，而且有可靠的夾緊、通用性比較廣，在機(jī)床的專用夾具當(dāng)中應(yīng)用的比較廣泛。5總結(jié)在這次設(shè)計(jì)過程中,真正讓我感受到了知識的重要性。在這次的支臂零件的設(shè)計(jì)當(dāng)中,使用學(xué)過CAD的畫圖軟件,來對圖紙進(jìn)行繪制,因?yàn)楹芫枚紱]有使用了,所以現(xiàn)在在開始畫圖的時候就出現(xiàn)很多問題,開始也不是很得心應(yīng)手。但是熟練一下就能夠畫了。CAD制圖對以后工作也是有很大的幫助的。把大學(xué)幾年所學(xué)的專業(yè)的知識,和實(shí)際的應(yīng)用相互聯(lián)系到支臂的設(shè)計(jì)當(dāng)中來了。對機(jī)器上面的零件支臂工藝過程的的編制,工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的,這樣在加工工件就可以用什么使用機(jī)床加工,保證怎樣加工,加工工藝裝備及設(shè)備等。在支臂零件的設(shè)計(jì)當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了自己欠缺的地方。本次的設(shè)計(jì)研究的過程當(dāng)中依然存在很多不合理的地方，比如：（1）缺少實(shí)際工廠加工的經(jīng)驗(yàn)，對于一些參數(shù)以及元件的選取大概不是比較的合理，具有浪費(fèi)可能。（2）和專用夾具有關(guān)的刀具以及量具的分析還不師太明確。（3）系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)還不是比較的完善，在和計(jì)算機(jī)的配合，所進(jìn)行的比較精確的數(shù)據(jù)的選取，以及控制上面還有不足之處。（4）有的地方不能使用：人工的操作比較多，零部件的磨損度在實(shí)際當(dāng)中還不是太明確。參考書籍1黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20052陳宏鈞.實(shí)用金屬切削手冊M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20053李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京: 北京出版社 1990,124鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京: 高等教育出版社 20005黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶: 重慶大學(xué)出版社 2002,76丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京: 高等教育出版社 19977儲凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶: 重慶大學(xué)出版社 1997,128廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京: 中國計(jì)量出版社 2000,19樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1992,1210孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.冶金工業(yè)出版社,2002致 謝本次的支臂零件的設(shè)計(jì)是在XXX老師的指導(dǎo)下才能夠完成的。在整個零件的設(shè)計(jì)當(dāng)中，XX老師在方方面面都給了我比較大的幫助。我真心感謝老師在我設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，給我的幫助和非常耐心的分析與講解。同時也感謝我的同學(xué)以及室友給我設(shè)計(jì)的幫助，以及生活上的照顧，真心的謝謝所有老師和同學(xué)們。21