換擋撥叉杠桿的機械加工工藝規(guī)程及銑R10.5側面夾具設計【含6張CAD圖紙】

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I摘要此次畢業(yè)設計融入了本科期間學的一些重要理論知識，如機床的轉速、進給量以及加工余量和刀具等參數(shù)的選用，同時也注意到要考慮有關零件加工時的表面精度和位置精度要求。此次畢設包括了換擋撥叉零件的工藝編制、撥叉專用夾具的設計以及設計說明書的撰寫。加工工藝和夾具設計是目前工廠生產(chǎn)過程中的重要流程，加工工藝包括機械加工工藝流程、各工序的加工參數(shù)等內(nèi)容，好的機械加工工藝可以充分簡化加工流程，提高工件加工質量。夾具設計是工藝流程的一部分，它是工藝裝備的重要組成部分，是除了機床以外最重要的工藝輔助裝備。關鍵詞：撥叉 夾具設計 工藝路線IIIIAbstractThe graduation design into the undergraduate period to learn some important theoretical knowledge, such as machine speed, feed and processing margins and tooling and other parameters of the selection,but also noted that the parts to consider the surface accuracy and location accuracy requirements.The complete set includes the shift fork parts of the preparation process, the design of the fork for the fixture and write the design manual.Processing technology and fixture design is an important process in the factory production process. The processing technology includes the machining process and the processing parameters of each process. The good machining process can simplify the processing flow and improve the quality of the workpiece. Fixture design is part of the process, it is an important part of process equipment, in addition to the machine tool is the most important auxiliary equipment.Key words：fork fixture design process route目 錄摘要 ...................................................................................................................................................IAbstract.............................................................................................................................................II第 1 章 緒論 ..................................................................................................................................11.1 引言 ..................................................................................................................................11.2 本課題背景及發(fā)展趨勢 ...................................................................................................2第 2 章 零件的分析 .......................................................................................................................32.1 零件的作用 .......................................................................................................................32.2 零件的工藝分析 ...............................................................................................................3第 3 章 工藝規(guī)程設計 ...................................................................................................................43.1 確定毛坯的制造形式 .......................................................................................................43.2 基面的選擇 .......................................................................................................................43.2.1 粗基準的選擇 .......................................................................................................43.2.2 精基準的選擇 .......................................................................................................43.3 制定工藝路線 ...................................................................................................................53.4 確定工件的機械加工余量、各工序尺寸和毛坯尺寸 ....................................................53.4.1 確定毛坯種類、加工余量和工序尺寸 .................................................................53.5 確定切削用量及基本工時 ................................................................................................7第 4 章 專用夾具設計 .................................................................................................................214.1 問題的提出 .....................................................................................................................214.2 工序 VII 銑夾具設計 .......................................................................................................214.2.1 工件定位基準的選擇 ...........................................................................................214.2.2 計算切削力及夾緊力 ...........................................................................................214.2.3 定位誤差分析 .......................................................................................................224.2.4 定位鍵與對刀裝置設計 .......................................................................................24致 謝 ............................................................................................................................................26參考文獻 ........................................................................................................................................271第 1 章 緒論1.1 引言發(fā)展先進的制造業(yè)是增強一個國家的國際制造競爭力和科技水平能力的重要手段，也是任何國家要想取得勝利和贏得聲望的法寶，同時也是與我們的社會生產(chǎn)生活實踐是息息相關的。現(xiàn)如今似乎很多國家都在極力提高自己的制造業(yè)能力，如德國提出的工業(yè) 4.0，就是為了競爭下一次的工業(yè)革命。德國工業(yè) 4.0描繪了制造行業(yè)的未來前景，通過極大資源利用現(xiàn)如今的物聯(lián)網(wǎng)技術和信息技術成果，強力推進工業(yè)實現(xiàn)飛越式發(fā)展；日本的社會“5.0”同樣也是為了提高自身的國際競爭力，為了改善人們的生活而提出來的；中國的中國制造 2025，在國外的一些國家看來，也可稱為是“工業(yè) 4.0”，甚至優(yōu)于國外。我國目前已經(jīng)對一些重要領域的工業(yè)生產(chǎn)方式做出準備，如航空航天，軍工等領域。中國的制造業(yè)雖然起步晚，但是這近幾年來以來發(fā)展的非常迅速，正在趕追美國、德國、日本、俄羅斯等軍事和工業(yè)強國。我們早已不再是只會生產(chǎn)桌子、椅子、馬車的國家。在中高端制造業(yè)上，盡管我們與提出工業(yè) 4.0的德國和提出社會 5.0 的日本在制造工業(yè)上還存在有一定程度的差距，尤其是重要核心科技還需依賴進口，做不到自主創(chuàng)新。但從另一個角度來看，我國的制造業(yè)發(fā)展水平較改革開放以來有很大的變化。中國的海爾冰箱就走出了國門，邁進世界的大洪流中去，成為國人為之喝彩的冰箱制造商；其次華為也走出國門，華為的電子產(chǎn)品，如手機也受人們的青睞。近兩年來，在我國對國外一些國家的出口產(chǎn)品中，機電設備產(chǎn)品占比已經(jīng)超過了五分之二。在通訊技術的發(fā)展上中國至少已經(jīng)不遜色于德國，中國正極力發(fā)展 5G 技術；在移動互聯(lián)網(wǎng)領域，我相信如今正在崛起的中國已經(jīng)開始反超德國，華為就是一個很好的例子。中國制造 2025 在很大程度上促進現(xiàn)有傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的轉型升級，伴隨著產(chǎn)業(yè)轉型的到來，不管是對制造行業(yè)工藝裝備還是對制造產(chǎn)品的質量，其控制要求都會更高標準、嚴控制。制造產(chǎn)品質量標準要求更高，從而對工業(yè)設備的要求更高，就要更加精準控制工業(yè)設備，零部件和相應之配套的工具要求標準也自然而然的更高了，循環(huán)與整體促進的和諧局面也就慢慢成形了。2017 年 4 月 20 號，在文昌航天發(fā)射中心天舟一號貨運飛船發(fā)射成功；同年 5 月 5 日，中國自制大型客機 C919 首飛成功。取得的這些成功無疑不是在暗示中國航空航天業(yè)邁向新的里程碑，當然也體現(xiàn)出了中國這個制造大國的制造業(yè)獲得質的飛躍。這次中國自制的大型客機 C919 的機身、機翼、尾翼等機體部件已經(jīng)完全國產(chǎn)，動力裝置等還需采用國外進口。當然中國為了實現(xiàn)全部的自制，也成立了航空發(fā)動機的研究中心，目的就是改變航空發(fā)動機一直以來依賴2國外進口的現(xiàn)狀。1.2 本課題背景及發(fā)展趨勢撥叉是機床變速箱里的一個零件，主要位于機床上面的一個操縱機構中，對機床的速度進行變換。機床上加工零件時，撥叉就起著至關重要的作用，它不僅可以控制機床主軸轉速，而且也可以調(diào)整機床的進給速度。撥叉零件在工業(yè)生產(chǎn)中的需求量很大，由于撥叉在變換速度時，會承受一定的力，故使用壽命會大大的降低，從而導致?lián)Q撥叉零件的幾率大大提高，進而使機床的維修成本提高。因此，研究撥叉零件的加工工藝過程具有很大的實用性意義。為了使撥叉零件的制造成本能夠降低以及制造效率能夠得到提高，我們可以通過對撥叉零件的作用，結構以及工藝過程進行合理有效分析，使撥叉零件能夠高效快捷的加工生產(chǎn)出來，從而獲得少缺陷，低成本的撥叉零件。同時設計中所選用的零部件的結構性、經(jīng)濟性和實用性要好，這樣才能達到高效生產(chǎn)、長的使用壽命和可靠的工作性。目前我國將制造行業(yè)的核心主要聚焦在中、小批量等生產(chǎn)領域中，在很大程度范圍內(nèi)促進了國內(nèi)一些數(shù)控機床生產(chǎn)廠家的發(fā)展和研發(fā)速度，以能夠達到國內(nèi)，甚至國外的標準，從而更好的將我們自己生產(chǎn)的數(shù)控機床推銷出去。國內(nèi)的大部分數(shù)控機床生產(chǎn)廠家為了能在市場上站穩(wěn)腳跟，正在研發(fā)最新技術成果，朝著多元化的方向發(fā)展。他們?yōu)榱撕芎脩獙χ圃鞓I(yè)市場的變化以及來自國外生產(chǎn)廠家的競爭壓力，提高自身產(chǎn)品的競爭力和國際影響力，NC 編程技術和CNC 編程中的自動編程技術爭相被目前國內(nèi)的許多數(shù)控設備生產(chǎn)廠家所深入研究和廣泛采用。而國外的一些電子、機械、航空航天等重要領域的制造技術，自動編程技術的研究的較國內(nèi)要成熟，當然也應用的更加廣泛，涉及到很多行業(yè)。這也是國內(nèi)為什么要奮起直追的原因吧。自動編程技術對行業(yè)顯而易見的突出表現(xiàn)，使得發(fā)展前景變得更加廣闊。當然也有大多數(shù)制造廠家將 CNC 應用于零件機械加工中，來獲得高效、低成本的產(chǎn)品，這也是目前許多制造行業(yè)迫切需求的。3第 2 章 零件的分析2.1 零件的作用本次畢業(yè)設計所要設計加工的零件是撥叉。撥叉位于機床變速機構中，在機床運轉的過程中，撥叉要承載一定大小的力。此次撥叉零件通過 φ20H7 的孔再與 φ10H7 兩個同軸孔接連到另一個零件上去，以搖桿的運動達到零件的同步運動。這種運動機構突出的特征是快速，運動精準、可靠性高。2.2 零件的工藝分析本零件為一個撥叉，通過零件圖 2-1 可知，需要加工的地方有九處，分別是：（1）φ60 圓臺下端面，中間 φ20 下凸臺端面（2）左端 φ20 上凸臺端面（3）φ20H7 孔，φ30 沉頭孔（4）Φ9.8H9 孔，M12 螺紋，φ13 沉頭孔（5）R10.5 側面（6）2×φ10H7 孔（7）Φ10H7 孔（8）M6 螺紋（9）左端凹槽4圖 2-1 撥叉零件圖加工端面可用端銑刀進行加工；孔的精度可用鉸刀鉸孔達到要求；分別用絲錐攻絲兩個螺紋孔完成螺紋孔的加工；φ60 底面大平面是有表面精度要求和位置精度要求的，必須要先找好基準，進行粗銑，半精銑，再刮削才能到達所需要求。第 3 章 工藝規(guī)程設計3.1 確定毛坯的制造形式根據(jù)圖 2-1 可知，撥叉是一個形狀復雜零件，材料為 QT200，根據(jù)生產(chǎn)綱領，屬于成批生產(chǎn)的水平。撥叉零件的結構設計形式多種多樣，可是撥叉零件結構的主要特征依舊是大同小異，都有這共同的特點比如外形結構比較復雜、較多的加工部位、擁有半圓弧結構、比較難加工。對于這種典型的撥叉類零件，采用砂型鑄造得到毛坯是一種常用的方法，同時 QT200 是一種常用的鑄造材料，有很好的鑄造性能、塑性和韌性，適合用于像換擋撥叉承受較大力這樣的零件。同時焊接性，切削性能良好。3.2 基面的選擇基準面是工件的加工基準，同時基準面的選取在加工時也是十分重要的，基準面可以選擇較大的面、平面、大的外圓或者大的內(nèi)圓等基準要素。選擇合適的基準面不僅可以提高零件的加工效率，保證加工表面的質量，例如裝夾時方便進行定位、能很快找到夾具上得定位面和便于裝夾提升裝夾效率，從而節(jié)約了時間成本。53.2.1 粗基準的選擇粗基準的選擇：粗基準是進行加工時所選的第一個定位基準，粗基準是工件上的沒有加工過的表面。這樣可以保證加工表面與不加工表面間的位置精度。在選擇粗基準時，盡量選擇那些表面平整、均勻、沒有高低起伏、易于定位的面，應避開澆冒口、毛刺等不利于定位的位置，可使工件定位可靠，夾緊方便。同時粗基準只可使用一次。對于本設計選用左端 φ20 圓柱上部端面為主要的定位粗基準。3.2.2 精基準的選擇選擇精基準要盡量保證在加工時的定位基準和圖紙上標注的基準重合，即圖紙上的尺寸就是加工時的定位尺寸，避免了應為加工基準和圖紙基準的不統(tǒng)一所產(chǎn)生的誤差。在精加工時，精加工的基準盡量選取同一個定位基準，選用同一個定位基準可提高工件的加工精度，避免多次更換基準以免產(chǎn)生誤差。本設計選用已加工過的中間 φ20 圓柱底面和 φ60 圓柱底面作為定位的精基準。3.3 制定工藝路線按照圖紙要求，加工零件毛坯時，為了使加工出的零件滿足使用的要求，如尺寸、公差、粗糙度等要求，我們需要在零件加工過程中進行熱處理，同時要通過使用最短的加工工序和最方便加工的方式進行加工。查《機械制造工藝設計簡明手冊》 [1]，編寫撥叉的機械加工工藝如下表 3-1 所示：表 3-1 工藝路線方案工序號 工序名稱 工序內(nèi)容I 鑄造II 熱 時效處理III 銑 粗銑 φ60 圓臺下端面、φ20 下凸臺端面，半精銑 φ60 圓臺下端面IV 銑 粗銑、半精銑左端 φ20 下凸臺端面V 鉆 鉆、擴、粗鉸、精鉸至 φ20H7 孔，锪 φ30 沉頭孔6VI 鉆 鉆、鉸至 φ9.8H9 孔，攻 M12 螺紋，锪 φ13 沉頭孔VII 銑 粗銑 R10.5 側面VIII 鉆 鉆、粗鉸、精鉸至 2×φ10H7 孔IX 鉆 鉆、粗鉸、精鉸至 φ10H7 孔X 鉆 鉆 φ5 孔，攻 M6 螺紋XI 銑 粗銑左端凹槽XII 刮 刮 φ60 圓臺下端面XIII 去毛刺 去除機械加工所留下的毛刺XIV 清洗 在乳化液中清洗零件保證沒有贓物并吹凈XV 檢驗 檢驗至圖紙要求XVI 入庫 入庫3.4 確定工件的機械加工余量、各工序尺寸和毛坯尺寸3.4.1 確定毛坯種類、加工余量和工序尺寸零件材料為 QT200，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-3，選用鑄件的尺寸公差為 CT8 級，查表 2.2-5 得，加工余量為 MA-G 級。工件的機械加工余量與工序尺寸見表 3-2。表 3-2 機械加工余量與工序尺寸加工面 加工余量 Z（mm） 工序尺寸 Z（mm）工件 φ60 端面的加工余量2.5粗銑單邊余量1.5半精銑單邊余量0.85刮研單邊余量 0.15φ20 下凸臺端面的加工余量2 粗銑就可滿足其精度要求7φ20 上凸臺端面的加工余量2 粗銑單邊余量 1.8 半精銑單邊余量 0.2R10.5 兩側面的加工余量 2 粗銑就可滿足其精度要求工件上所有孔的加工余量實心鑄造其他不加工表面的加工余量直接鑄造根據(jù)上表所確定的機械加工余量繪制毛坯圖，如圖 3-1 所示。圖 3-1 撥叉毛坯圖3.5 確定切削用量及基本工時工序 III 粗銑 φ60 圓臺下端面、φ20 下凸臺端面，半精銑 φ60 圓臺下端面。（1）粗銑 φ60 圓臺下端面1.選擇刀具：YT15 硬質合金刀片81）根據(jù)《切削用量簡明手冊》 [2]表 3.1，銑削深度 時，端銑刀直徑map4?為 80mm， 為 60mm，但已知銑削寬度 為 60mm，故根據(jù)銑削寬度0d0ae,選擇 ，標準硬質合金端銑刀，故齒數(shù)mae6?md8? 10?Z2）銑刀幾何形狀《切削用量簡明手冊》表 3.2：由于 ，故選擇MPab5??， ， ， ， ， ， 。0?r?03er0'r?08???0'1?0??0?2.選擇切削用量 pa1）決定銑削深度本次工序加工余量不大，選擇一次走刀以節(jié)省工時，則 。map5.1?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱端銑以提高進給量。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當用YT15，銑床功率為 7kw 時， 。采用不對稱端銑，取zmfz /18.0~9.?。zmfz/13.0?3）決定銑刀磨鈍標準及道具壽命根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.5，由于銑刀直徑 ，故耐用度 。d80?min180?T4）決定切削速度 和每分鐘進給量Cvfv切削速度可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中的公式計算，也可由表中查出。根據(jù)表 3.13，當 ， , , 時，d80?10Zap5.3?zmfz/24.0， ， 。smvt/62.1?srnt/45.6smvft/2.7各修正系數(shù)為： 89.0?fmvnmvkfss故： skvt /15.809.621????rnt 445smkvfftf /..79根據(jù) X62W 說明書選： ，min/30/.5rsnc?。因此實際切削速度和每齒進給量為：mi/37/25.6svf ?3.計算基本工時式中 ， ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 20，不對稱???ylLmL120?安裝銑刀，入切量及超切量 ，則my25???，故14520（2）粗銑 φ20 圓臺下端面粗銑 φ20 圓臺下端面可以同樣采取上述的機床轉速，實際切削速度和每齒進給量。即：， ，min/30rnc?in/36.75zm/125.0計算基本工時：（3）半精銑 φ60 圓臺下端面1.選擇切削用量 pa1）決定切削深度i/6.75180dvc??zmznfcfz /2.03??fvLtst.23in754?stm2.7in354?L?10zmznvfcfz /08.1375???本次工序加工余量不大，選擇一次走刀以節(jié)省工時，則 。map85.0?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YT15，銑床功率為 7kw 時， ，采用不對稱端銑，取zmfz /18.0~9.?。zmfz/09.?3）決定切削速度 和每分鐘進給量Cvfv切削速度可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.27 中的公式計算，也可由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.13，當 ， , ,md80?10Zmap5.?時， ， ， 。故：zmfz/1.0?smvt/07.2?srnt/24.8?svft/59.6kvt 71.90??srnt /8. mkvfftf 6.456??根據(jù) X62W 說明書選擇： ，in/37/2.rsc。因此實際切削速度和每齒進給量為：min/30/5svf?2.計算基本工時式中 ， ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 20，不對稱???ylLmL120?安裝銑刀，入切量及超切量 ，則 ，故：y5mL14520??工序 IV 粗銑、半精銑左端 φ20 上凸臺端面i29410dc?fvLtstm9in4?11（1）粗銑左端 φ20 上凸臺端面1.選擇切削用量 pa1）決定切削深度本次工序加工余量不大，選擇一次走刀以節(jié)省工時，則 。map8.1?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YT15，銑床功率為 7kw 時， ，采用不對稱端銑，取zmfz /18.0~9.?。zmfz/12.0?3）決定切削速度 和每分鐘進給量Cvfv根據(jù)表 3.13，當 ， , , 時，d80?10Zap5.3?zmfz/13.0， ， 。故：svt/62.1?srnt/45.6smft/2.7skvt /.896???rnt 540.45?skvfftf /1.27根據(jù) X62W 說明書選： ，min/3/.rsc。因此實際切削速度和每齒進給量為：min/375/2.6svf ?2.計算基本工時式中 ， ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 20，不對稱???ylLmL20?安裝銑刀，入切量及超切量 ，則 ，故y5mL4520??i/6.751080dvc ???zmznfcfz /2.3?fmvLt12（2）半精銑左端 φ20 的上凸臺端面1.選擇切削用量 pa1）決定切削深度本次工序加工余量不大，選擇一次走刀以節(jié)省工時，則 。map2.0?2）決定每齒進給量 zf采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.5，當使用 YT15，銑床功率為 7kw 時， ，采用不對稱端銑，取zmfz /18.0~9.?。zmfz/09.?3）決定切削速度 和每分鐘進給量Cvfv根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.13，當 ， , ,d80?10Zmap5.?時， ， ， 。故：zfz/1.0?smt/07.2?srnt/42. sft/59.6mkvt 7.9??srnt /80.8?kvfftf 6.456?根據(jù) X62W 說明書選擇： ，in/37/2.rsc。因此實際切削速度和每齒進給量為：min/30/5svf?2.計算基本工時stm2.7in354?mi/2.9410580dvc ????zznfcfz /.37fmvLt?13式中 ， ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 20，不對稱???ylLmL20?安裝銑刀，入切量及超切量 ，則 ，故：y5mL4520??工序 V 鉆、擴、粗鉸、精鉸至 20H7 孔，锪 φ30 沉頭孔。（1）鉆孔 φ181.選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑 。md180?鉆頭幾何形狀為《切削用量簡明手冊》表 2.1 及表 2.2：修磨橫刃，， ， ， ， ， ， ，03??0182?017be5.302?05??mb2。ml42.選擇切削用量1）決定進給量按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2.7，當加工要求為鑄鐵的 ， ， 。由于MPab20??md180?rmf/53.0~4.，故不用乘孔深修正系數(shù)。根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取83.1/5/??dl。rmf4.2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命。由《切削用量簡明手冊》表 2.12，當 時，鉆頭的后刀面最大磨md180?損量取為 0.6mm，壽命 。min60?T3）決定切削速度根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2.15 查得切削速度 ，所以：in/18v?stm9in304mi/31801rdvnw???14根據(jù) Z525 機床說明說書，取 ，但因所選轉速較計算轉數(shù)為min/392rnc?高，會使刀具使用壽命降低，可將進給量降低一級，即可取 。rmf/36.0?3.計算基本工時式中 ， ，入切量及超切量由《切削用量簡明手冊》表???ylLml15?2.29 查得 ，故：0（2）擴孔至 φ19.81.選擇刀具利用 φ19.8 的專用擴孔鉆對 φ18 的孔進行擴鉆。2.確定切削用量取背吃刀量 ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2.10 得出，擴鉆的map9.0?進給量為 ，根據(jù)機床說明書，選取 。rf/7~6. rmf/62.0?則主軸轉速為 ，并按機床說明書取 ，故實際min/64~97rn? in/97rc?切削速度為：3.計算基本工時nfLt?stm6.10in3.92???i/4~12)3()12(?鉆vmi/03.61978.0dvcw???15式中 ， ，入切量及超切量由《切削用量簡明手冊》表???ylLml15?2.29 查得 ，故：8（3）粗鉸孔至 φ19.941.選擇刀具利用 φ19.94 的專用鉸刀對 φ19.8 的孔進行粗鉸孔。2.確定切削用量取背吃刀量 ，取進給量 ， ，根據(jù)機床map07.?rmf/8.0?in/8?v說明書，取進給量 ，則機床主軸轉速為：rf/81并按機床說明書取 ，故實際切削速度為：min/140rnc?3.計算基本工時式中 ， ，入切量及超切量由《切削用量簡明手冊》表???ylLml15?2.29 查得 ，故：8nfLt?stm8.2in6.097???i/12794.rdvw??min/7.81409.dvcw???nfLt?stm12in8.014????16（4）精鉸孔至 φ20H71.選擇刀具利用 φ20 的鉸刀對 φ19.94 的孔進行精鉸孔。2.確定切削用量取背吃刀量 ，取進給量 ，切削速度 ，map03.?rmf/6.0?min/4?v根據(jù)機床說明書，取進給量 ，則機床主軸轉速為：rf/62.并按機床說明書取 ，故實際切削速度為：min/97rc?3.計算基本工時式中 ， ，入切量及超切量由《切削用量簡明手冊》表???ylLml15?2.29 查得 ，故：8（5）锪 φ30 沉頭孔根據(jù)有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的 ，3/1~2故：in/341dvw??min/09.61720dvcw???nfLt?stm8.2in6.097???m/r2.0631???鉆f17按機床說明書取 ， 則機床主軸轉速為：rmf/2.0?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：in/97rc?計算基本工時：工序 VI 鉆、鉸至 φ9.8H9 孔，攻 M12 螺紋，锪 φ13 沉頭孔。（1）鉆 φ9.6 孔工件材料為鑄鐵，孔 φ9.6mm，高速鋼鉆頭，查《切削用量簡明手冊》表5.19切削速度 ，進給量 ，則：min/20v?rmf/2.0?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：in/54rnc?該工序基 本時間為：/min3.5163??鉆vin/5630.1rdvnw???min/14.9031dvw???stm8.13in2.0973????in/5.63.91dvw??mctgctgDlr 8.51426.9)~1(201 ???????ml in/43.165.910dvw???18（2）鉸孔至 φ9.8H9取背吃刀量 ，孔 φ9.8H9，查《切削用量簡明手冊》表 5.23map1.0?切削速度 ，進給量 ，則：in/4v rmf/8.0?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：min/392rnc?查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 6.2-6 絞孔切入切出行程 ，ml1.?ml152?該工序基本時間為：（3）攻 的螺紋12MZ525 立式鉆床，刀具為細柄機用絲錐。進給量 ，查《切削用量簡明手冊》表 5.14，切削速度rmf/5.?，則機床in/8v 主軸轉速：sfnlfLTj 6.27min4.052.18431 ???????in/458.911rdvnw??sfnlfLTj 4.1min9.0328.15421 ???????min/21801rdvnw???in/1.2108.dvw???19按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：min/195rnc?攻 M12 螺紋的基本工時：ml28?，刀具切入長度 ，31 02?l（3）锪 φ13 沉頭孔Z525 立式鉆床，刀具為：锪鉆孔 φ13 小直徑端面锪鉆。可取進給量 ，查表得 ， ，rmf/2.0?min/17v?8.0?vk75.lvk則機床主軸轉速：按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：min/195rnc?in/35.702dvw???sfnlfLTj 6.min1.095.13281??????i/2.5.0817vc?in/7.413.rdnw???in/96.703dvw???20計算基本工時：，ml4?l1工序 VII 粗銑 R10.5 側面1.選擇刀具刀具選取三面刃銑刀， ， ， 。map0.2?d10?min/5v4?Z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則：zmfz/.0?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：min/180rnc?當 時,min/180rnc?按機床標準選取, .rf/950?3）計算基本工時， ， ，l8.25? madle 62)10()3~((1 ??????l2sfnlLTj 2.7min1.0952.41 ?????in/1592rdvw???in/1.37vw?rZnfczm /94802.?siftMm 4.8in.i495268.32 ??21工序 VIII 鉆、粗鉸、精鉸至 2×φ10H7 孔（1）鉆孔至 φ9.8由 Z525 立式鉆床說明書?。?，zmf/17.0?in/20v?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為 min/54rnc?計算基本工時： （2）粗鉸 φ9.8 孔至 φ9.96取 ，切削速度 ，則：zmf/3.0?min/14v?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為： min/392rnc?i/9.648.21rdvnw??min/7.160548.91dvw???l104?mctgctgDlr 9.5128.9)~(201 ??????sfnlfLTj 4.71in9.5417.021 ??????mli/7.6.0rdnw??22計算基本工時： （2）精鉸孔至 φ10H7取 ,切削速度 ，則：zmf/3.0?min/3v?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為： min/97rc?計算基本工時： ml152?i/5.91010rdnw??in/26.10396.1ndvcw????l104?ctgctgdDlr 08.1428.96)~(2011 ????????sfnlfLTj 2.61min0.392.0158421 ??????in/31097dvcw???ml104?mctgctgdDlr 02.15296.)~(2011 ????????23工序 IX 鉆、粗鉸、精鉸至 φ10H7 孔。（1）鉆孔至 φ9.81.決定切削用量：取背吃刀量 ，由《切削用量簡明手冊》可查出，根據(jù) Z525 立式map8.9?鉆床，取進給量 ，切削速度： ，則：zf/170min/20v?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：min/54rnc?計算基本工時：ml132?sfnlfLTj 4.10in7.93.0421 ?????i/9.648.10rdvnw??in/7.16058.91dvw???ml25?mctgctgDlr 9.5148.9)~1(01 ?????l2sfnlfLTj 4.20in3.5417.0921 ????24min/7.496.101rdvnw????min/26.10396.1ndvcw????min/5.910310rdvnw????ml25?mctgctgdDlr 08.1458.96)~1(2011 ????????l52?（2）粗鉸孔至 φ9.961.決定切削用量：取背吃刀量 ，由《切削用量簡明手冊》可查出，根據(jù) Z525 立map08.式鉆床，取進給量 ，切削速度： ，則：zf/3i/v按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：i/2r計算基本工時：（3）精鉸孔至 φ10H71.確定切削用量：取背吃刀量 ，由《切削用量簡明手冊》可查出，根據(jù) Z525 立map2.式鉆床，取進給量 ，切削速度： ，則：zf/3i/vsfnfLTj 21in35.0923.0181 ??25min/31097ndvcw????min/159201rdvnw????mctgctgdDlr 02.145296.10)~(2011 ????????? 按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：i/97r 計算基本工時：工序 X 鉆 φ5 孔，攻 M6 螺紋。Z525 立式鉆床鉆孔至 φ5，選用 φ5 的麻花鉆，攻 M6 螺紋選用 M6 細柄機用絲錐攻螺紋。1.鉆 φ5 孔切削深度 ，進給量 取 ，切削速度 map5 zf/.0，則：i/25v?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：in/1360rnc?l25sfnlfLTj 4.80in3.197.0521?26ml9?l2102?l 計算基本工時：2.攻 螺紋6M背吃刀量 ，進給量 ，切削速度 map5.0? zmf/0.1?，則：in/8.v?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：in/54rnc?計算基本工時：min/36.21051ndvcw????ml9?mctgctgDlr 5.3145)2~1(201 ??????in/4768.10rdvw??sfnlfLTj 52.min4.136.5921 ?????in/3.105610dvw???27ml76.51?l2工序 X 粗銑左端凹槽二次粗銑左端凹槽第一次選用高速鋼直柄立銑刀。 ，Z=5，槽深 。查md10?mh12ax?《切削用量簡明手冊》表 5.11 ， 5.14，每齒進給量 ，切削速zfz/03.度 ，則：min/26v?按機床說明書，選取 ，故實際切削速度為：min/725rnc?in/7.210dvw???計算基本工時：第二次銑削方式和第一次相同，則單件工時為 sTj 623???siflTmj 3in5.017.08651 ?????sfnlLTj 98.1min03.54129????in/6.8271010rdvw???i/5.853.Znfczm28第 4 章 專用夾具設計4.1 問題的提出根據(jù)畢設要求選擇重要工序進行夾具設計，本次要設計的夾具是粗銑R10.5側面的夾具。銑R10.5側面在臥式銑床上進行加工。4.2 工序 VII 銑夾具設計4.2.1 工件定位基準的選擇本道工序粗銑 R10.5 側面，采用 φ60 端面、φ20 內(nèi)圓面及一側面定位，對應的定位元件為：襯套、非標準定位銷和 A 型固定式定位銷。1.襯套作為第一定位基準，與工件 φ60 端面相配合限制三個自由度，即 x軸轉動、y 軸轉動和 z 軸移動。2.非標準定位銷作為第二定位基準，與工件中間 φ20 內(nèi)圓面相配合限制兩個自由度，即 x 軸移動和 y 軸移動。293.A 型固定式定位銷作用在工件一側面，限制一個自由度，即 z 軸轉動。4.2.2 計算切削力及夾緊力4.2.2.1 計算切削力刀具：高速鋼圓柱立銑刀機床：X51 型立式銑床由《機床夾具及應用》所列公式得： FVzwqueyXpFndafC0?查《機床夾具及應用》表 9.4—8 得其中：修正系數(shù) 0.1?vk30?FC3.Fq0.1?FXz=24 65.y8.uPa0?Fw代入上式，可得 N4.9?考慮安全系數(shù)：安全系數(shù) 4321K其中： 為基本安全系數(shù) 1.5為加工性質系數(shù) 1.12為刀具鈍化系數(shù) 1.13K為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14所以: NF7.15'?4.2.2.2 計算夾緊力選用夾緊螺釘夾緊機 由 ??FKf???21其中 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取f 25.01f30為工件自重GPFz??NfN4.35121??夾緊螺釘：公稱直徑 md8?MPaB106??MPaBs4801???螺釘疲勞極限： 9263.2.1??極限應力幅： Pakma7.51li????許用應力幅： ??MSa3.li??強度校核計算：螺釘許用切應力： ??s???，取??4~5.2?s???s得： MPa10?滿足要求。???????8.24cHdF?PaNc153.2通過計算校核可以算出，強度要求符合標準要求，夾具安全可靠。4.2.3 定位誤差分析本設計的專用夾具是用在 Z51 立式銑床上的，并在其上固定的。工件上的孔與夾具體的定位銷保持親密的接觸。孔心是此次加工工序的定位基準，即φ20 的孔心。此工序的尺寸方向和孔心、圓臺的中心線方向相同，那么其定位31誤差可以用下面的式子來表示： minaxDTd??工序中誤差總和 工序規(guī)定的尺寸公差，即：?gwj????而加工誤差 ，我們可以用下面的式子來表示：j?MjjWDAZWj ???? ???由《幾何量公差與檢測》 [3]可得：（1）兩定位銷的定位誤差 ： 11minDWd??????1 21min2in.DddJWarctgL????其中：，10.52D??20D??，1.dm2.3dm， 1in0??2in0.4?且： ，得：L80.63DWm???.2J（2）夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj????其中接觸變形位移值：321()(9.62nHBZyRaZkNcl???查《幾何量公差與檢測》表 1.2.15 有：。10.4,0.,.4,0.7RazHBKCn???cos.28jym???（3）磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??05.（4）夾具相對刀具位置誤差： 取AD1.誤差總和： 0.85.3jwm????通過計算和分析，本次設計的專用夾具滿足要求。4.2.4 定位鍵與對刀裝置設計本設計定位鍵使用兩個，分別安裝在夾具體底面的縱向槽中的左邊和右邊。它們的距離要相隔遠一些。定向鍵與銑床工作臺 T 形槽配合，使夾具在銑床工作臺上具有正確的方位。根據(jù) JB/T8016-1999 定位鍵結構如圖 4-3 所示：圖 4-3 夾具體槽形與螺釘圖33根據(jù) T 形槽的寬度 ，定向鍵的結構尺寸見表 4-1：ma18?表 4-1 定向鍵數(shù)據(jù)表夾具體槽形尺寸B 2B2h公稱尺寸允差 d允差 4L H h D 1公稱尺寸允差 D18 -0.014 -0.045 25 13 3 10 5.5 18 +0.023 4塞尺選用平塞尺，其結構如圖 4-5 所示： 圖 4-4 平塞尺結構圖對刀平塞尺尺寸見表 4-2：表 4-2 對刀平塞尺的規(guī)格及主要尺寸34公稱尺寸 H 允差 d C1 -0.014 0.25致 謝大學時光即將結束，按照規(guī)定的畢業(yè)設計日程表將自己的畢設完成，并交到畢業(yè)設計指導老師那里。在這短短的幾個月時間里，自己從接到課題開始就一直在著手準備?？紤]到此次畢設有之前課程設計的鍛煉，鑒于有之前的經(jīng)驗，就到圖書館和網(wǎng)上查閱了大量資料，翻閱各種設計手冊，理清了自己的設計思路和畢業(yè)設計的主要任務。自己了解到此次畢業(yè)設計，涉及到大學幾年里所學的很多知識，從最基礎的機械制圖，到機械制造工藝學，再到機床手冊、夾具手冊、刀具手冊、量具手冊的查詢等方面的專業(yè)知識。在此次畢業(yè)設計中，我的指導老師趙忠澤老師以他豐富的專業(yè)知識、耐心認真的指導，給我們的設計提出了很多寶貴的意見和建議，為我們設計的完成付出了寶貴時間和精力。在此，我向趙老師表示忠心的感謝！畢業(yè)設計可以說是我們對大學期間所學知識的作最后一次系統(tǒng)性的總結和檢驗。大學里學校對我們專業(yè)做出的培養(yǎng)計劃就是一個很好的印證，為我們開35設的各學科的知識，各門任課教師一個課時一個課時的帶我們走向專業(yè)方向，讓我們了解自己所學專業(yè)，讓我們提前規(guī)劃好將要面對的未來。在這里我想對我的專業(yè)任課老師說一句：謝謝老師，你們辛苦了。是你們引領我們?nèi)W習專業(yè)機械知識，讓我們有信心面對就業(yè)崗位?？傊乙兄x全體老師，感謝關心和幫助我的同學和朋友，更感謝母校北華航天工業(yè)學院對我的培養(yǎng)和教育，祝明天會更好！參考文獻[1]李益民，機械制造工藝設計簡明手冊[M]，機械工業(yè)出版社。[2]艾興，切屑用量簡明手冊[M]，機械工業(yè)出版社。[3]甘永立，幾何量公差與檢測[M]，上?？萍技夹g出版社。[5]劉守勇.機械制造工藝與機床夾具.北京：機械公業(yè)出版社，1994[6]徐鴻本.機床夾具設計手冊.沈陽：遼寧科技出版社，2004[7]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導.北京：冶金工業(yè)出版，2002[8]李忠海.鉆孔專用夾具設計與加工.裝備制造技術[J]，2010.0936[9]Alexander Hornberg, "Handbook of Machine Vision".(October 13, 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