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1、矽/%乳父孝現(xiàn)ft科技學院OLYTEGHNIC IM4TITUTE TAIYUAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY太原理工大學現(xiàn)代科技學院課程設計張緊輪支架加工工藝及夾具設計說明書II1緒論.12張緊輪支架的分析 .22.1 張緊輪支架的工藝分析 .22.2 張緊輪支架的工藝要求 .23 工藝規(guī)程設計 .43.1 加工工藝過程 .43.2 確定各表面加工方案 .43.2.1 影響加工方法的因素 .43.2.2 加工方案的選擇 .53.3 確定定位基準 .53.2.1粗基準的選擇 .53.2.1精基準選擇的原則 . 63.4 工藝路線的擬訂 .73.4.1工序的合理組合 .73
2、.4.2 工序的集中與分散 .73.4.3 加工階段的劃分 .83.5 張緊輪支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定93.5.1毛坯的結構工藝要求 . 93.5.2 張緊輪支架的偏差計算 .103.4.4 加工工藝路線方案的比較 .103.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）124銑 35MM 和 28MM 平面夾具設計 .224.1問題的提岀 . 224.2 切削力和夾緊力計算 .224.3 定位誤差分析 .244.4 夾具設計及操作的簡要說明 .25結論.26參考文獻 .271機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通所學的知識，將理論與實踐相結 合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們
3、即將走向自己的工作崗位打下良好的基 礎。機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效 益，生產規(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該產品的質量的重 要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、 改善工人的勞動 強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置， 其作用是使工件相對 于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。而本次對于張
4、緊輪支架加工工藝及夾具設計的主要任務是：完成張緊輪支架零件加工工藝規(guī)程的制定22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很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜， 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Ra6.3，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稱度公 差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面 質量均影響機器或部件的裝配質量， 進而影
5、響其性能與工作壽命，因此它們的加 工是非常關鍵和重要的。2.2 張緊輪支架的工藝要求一個好的結構不但要應該達到設計要求， 而且要有好的機械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動 量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝 問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。3A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、 支架底面反面臺階面；兩 支腳的兩個端面?？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；Ra=6.3兩支腳端面的粗、精銑加工，其粗糙度
6、要求是Ra=63。 孔系加工有：13孔的鉆、鉸孔加工，其表面粗糙度為 Ra=6.3 ；腰形孔銑加工，其表面粗糙度要求Ra=25；張緊輪支架毛坯的選擇鑄造，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單 邊余量一般在 13mm，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。 因其年產量是4000件，由3表2.13可知是小批量生產。上面主要是對張緊輪支架零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分 析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。43 工藝規(guī)程設計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。一般來 說，保證
7、平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。 因此，對于張緊輪支架 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 之間的相互關系以及各尺寸精度。由上面的一些技術條件分析得知：張緊輪支架的尺寸精度，形狀精度以及位 置關系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案一個好的結構不但應該達到設計要求， 而且要有好的機械加工工藝性，也就 是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量 最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計張緊輪支架的 加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面和孔加工精度要求的加工方法及設備。除
8、了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外， 也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要 求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。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量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求, 選擇加工方法及分幾次加工。 根據(jù)生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小 批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工， 在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實際情
9、況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和 設備，推廣新技術，提高工藝水平。5 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術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Ra0.63卩m并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序 可為粗車一一半精車一一淬火一一粗磨。322 加工方案的選擇 由參考文獻3表2.112可以確定，平面的加工方案為：粗銑一一精銑(IT7LJIT9)，粗糙度為Ra6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以 較小。 由參考文獻
10、3表2.111確定，13孔的表面粗糙度要求為6.3，則選 擇孔的加方案序為：鉆-鉸。腰形孔銑加工加工方法3.3 確定定位基準3.2.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點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。粗基準選擇應當滿足以下要求： 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇 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。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面 是其余量要求均勻的重要表面
11、。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準， 加工床身 的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量， 使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位 準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經 初加工。6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 整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。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。321 精基準選擇的原則
12、基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定 位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比 較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。 例如：軸類零件常用頂針孔作為定位 基準。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。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反 復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨 齒面，這樣能保證
13、齒面余量均勻。自為基準原則，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。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外， 像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固 可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。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 整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。 但用一個平面和一個孔定位限制 工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程 中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。選擇精基準的原則時，考慮的重點
14、是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準。3.4 工藝路線的擬訂對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。張緊輪支架的加 工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。 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)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。73.4.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備 等具體生產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容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機 床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。 但需要設備和工人
15、數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。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，相應減少了操作工人數(shù) 和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些 表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床， 以提 高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生 產準備工作量大。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由 于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織 流水線生產。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 80L90 c 的含0.4%1.1%蘇打及0
16、.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零 件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于200mgo3.4.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時， 應考慮工序的數(shù)目， 采用工序集中或工序分散是其兩個不 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。工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和 生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表 面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床， 以提高 生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產 準
17、備工作量大。工序分散的特點工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機 床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。 但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。加工要求和工廠的具體 情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由 于不采用8專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織 流水線生產。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突 出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費
18、過多的生產準備工作量， 從而可取的良好的經濟效果。343 加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 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，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予 以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高 生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內 應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為Ra8（100卩m半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加
19、工并為主要表面的精加工做好準備， 保 證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9IT10。表面粗糙度為Ra1（1.25卩m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采用高精度的機床小的切前用量， 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Rai曠1.25卩m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
20、絕對的。 在實際生活中，對于剛性好，精度 要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段， 在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精 加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很 準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。93.5 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HT20Q生產類型為小批量生產,3.5.1 毛坯的結構工藝要求張緊輪支架為鑄造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求：由于鑄造件尺
21、寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機 件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的 對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。鑄造件的整體結構應力求簡單。 工藝基準以設計基準相一致。便于裝夾、加工和檢查。 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經濟性。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，但這樣可能導致毛坯制造困難， 需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。
22、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10形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖3.5.2 張緊輪支架的偏差計算毛坯余量參考相關標準，端面加工的都留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條件下，成批量生產可 以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本, 擬訂二個加工工藝路線方案。4.5.1工藝路線方案一1通過鑄造的方式獲得毛坯2時效處理3粗銑頂部平面Ji2mm勺余量，小孔不鑄造114粗銑3500.03、2801平面125半精銑頂部平面6粗銑兩支腳底面7半精銑兩支腳底面
23、8鉆擴鉸 2-13孔9粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量10半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達到尺寸公差要求11銃削側面18孔凸臺12鉆擴鉸18孑L13鉗工去毛刺14檢驗是否合格4.5.2工藝路線方案二1通過鑄造的方式獲得毛坯2時效處理3粗銑頂部平面4粗銑3500.03、2801平面5半精銑頂部平面6粗銑兩支腳底面7半精銑兩支腳底面8粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量9半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達到尺寸公差要求10銃削側面18孔凸臺11鉆擴鉸 2-13孔12鉆擴鉸18孑L13鉗工去毛刺14檢驗是否合格因2-13孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用
24、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13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 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，它們 慣性力較大，平衡困難；通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件 的加工路線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。1通過鑄造的方式獲得毛坯2時效處理3粗銑頂部平面4精銑頂部平面5粗銑兩
25、支腳底面6精銑兩支腳底面7粗銑3500.03、2801平面8銃削側面18孔凸臺9鉆擴鉸 2-13孔10鉆擴鉸18孑L11鉗工去毛刺12檢驗是否合格3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 3：粗銑頂部平面機床：立式銑床X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料：W,8Cr4VD =63mm 齒數(shù) Z =6銑削深度：1.5mm每齒進給量 af:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73,取14af=0.18mm/Z銑削速度 V :參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,取 V =1.2m/s機床主軸轉速n:實際銑削速度 V :V二蘭3.14 63 370，1.22m/s式（1.2）
26、10001000X60進給量 Vf:Vf=afZ n=0.18 6 370/60：6.66mm/s式（1.3）工作臺每分進給量fm:fm二Vf= 6.66mm/s = 399.6mm/mina；:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,a, = 60mm被切削層長度 I :由毛坯尺寸可知L=64mm刀具切入長度h:=0.5(。-. D -a.) (1 3)式(1.4)= 0.5(63 632- 602)(1 3) = 24.98mm取h =25mm、刀具切出長度l2:取l2=1.5mm走刀次數(shù)為1mmI +1 +lc 76 + 25 + 2機動時間 tj1:切1112=76 25 2:.
27、 0.26min式(1.5)fm399.6工序 4:粗銑兩支腳底面機床：立式銑床X52K刀具：硬質合金端銑刀(面銑刀)材料：W,8Cr4VD =63mm 齒數(shù) Z = 6銑削深度 ap:ap= 3mm每齒進給量 af:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73,取af-0.18mm/Z銑削速度 V ： 參照參考文獻7機械加工工藝手冊 表2.4-81, 取 V -1.2m/s1000V:do1000 1.2 603.14 63:363.97r /min，n = 370r / min式(1.1)15工作臺每分進給量fm:fm=Vf= 6.66mm/s = 399.6mm/mina；:根據(jù)參考文獻
28、7機械加工工藝手冊表2.4-81,a；二60mm被切削層長度 I :由毛坯尺寸可知 I 二 76mm刀具切入長度h:=0.5（。-：D2-a2；） （1 3）式（1.4）= 0.5（63 - 632- 602）（1 3） =24.98mm取h =25mm刀具切出長度l2:取l2= 2mm走刀次數(shù)為1機動時間 tj1:切=一=76 25 20.26min式（1.5）j jfm399.6工序 5:精銑頂部平面機床：立式銑床X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料：W,8Cr4VD =63mm 齒數(shù) Z = 6銑削深度 ap=0.5mm每齒進給量 af:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73
29、,取af-0.15mm/Z銑削速度 V ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,機床主軸轉速n:1000V1000 1.2 60n363.97r/min , n =370r/min兀 d3.14 漢 63實際銑削速度V心號3.14 63 3701000 60:1.22m/s進給量 Vf:Vf-afZn=0.18 6 370/60 6.66mm/s式（1.1）式（1.2）式（1.3）16取 V =1.5m/s機床主軸轉速n，由式（1.1）有：171000V1.5 6，454.96r/min ,460r/minnd03.14x63實際銑削速度 V ，由式（1.2）有：v 二加 =3.146
30、3 4601.52m/s10001000 漢 60進給量 Vf，由式（1.3）有：Vf=afZ n=0.15 6 460/60 =6.9mm/s工作臺每分進給量fm:fm=Vf= 9mm/s = 414mm/min被切削層長度 I :由毛坯尺寸可知 I 二 76mm刀具切入長度h:精銑時h = D = 63mm刀具切出長度:取l2=0.5mm走刀次數(shù)為1。機動時間 tj2，由式（1.5）有：G”12fm本工序機動時間tj二切tj2=0.26 0.33 = 0.59min工序 6：精銑兩支腳底面機床：立式銑床X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料：W,8Cr4VD =63mm 齒數(shù) Z =
31、6銑削深度 ap:ap= 1.5mm每齒進給量 af:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73,取af-0.15mm/Z銑削速度 V :參照參考文獻7機械加工工藝手冊 表2.4-81, 取 V =1.5m/s機床主軸轉速n，由式（1.1）有:實際銑削速度 V ，由式（1.2）有：V.3.14 63 460: 1.52m/s10001000 漢 60進給量 Vf，由式（1.3）有：Vf=afZ n=0.15 6 460/60 =6.9mm/s76 63 2：0.33min4141000Vd01000 1.5 603.14 63:454.96r / minn = 460r /min18工作臺每
32、分進給量fm:fm= Vf= 9mm/s = 414mm/min被切削層長度 I :由毛坯尺寸可知 I 二 76mm刀具切入長度h:精銑時h = D二63mm刀具切出長度12:取12=2mm走刀次數(shù)為1。本工序機動時間tj二切，tj2=0.26 0.33 = 0.59min工序 7：粗銑C 平面機床：立式銑床X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料：W,8Cr4VD =63mm 齒數(shù) Z = 6銑削深度 ap=1mm每齒進給量 af:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73,取af=0.18mm/Z銑削速度 V ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,取 V =1.2m/s機床主
33、軸轉速n:進給量 Vf:Vf二afZn=0.18 6 370/60：6.66mm/s式（1.3）工作臺每分進給量fm:fm二Vf= 6.66mm/s = 399.6mm/mina；:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,a；：= 60mm被切削層長度 l :由毛坯尺寸可知L=64mm刀具切入長度h:機動時間 tj2，由式（1.5）有:tj2I l1l276 63 2414：0.33min1000Vd01000 1.2 603.14 63:363.97r /min，n = 370r / min式（1.1）實際銑削速度V:八；0003.14 63 3701000 60:1.22m/s式（1
34、.2）1922h =0.5（D 一 . D a；） （1 3）式（1.4）= 0.5（63 一 632-602）（1 3） = 24.98mm取h =25mm刀具切出長度I2:取I2= 2mm走刀次數(shù)為1機動時間 tj1:t” =_二_2520.26min式（1.5）J1 J1fm399.6工序&銃削側面18孔凸臺機床：立式銑床X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料：W,8Cr4VD =63mm 齒數(shù) Z = 6銑削深度 ap:ap-1.5mm每齒進給量 af:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73,取af=0.15mm/Z銑削速度 V :參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81
35、,取 V =1.5m/s機床主軸轉速n，由式（1.1）有：1000Vn =1000 1.5 60454.96r/min，n =460r/min3.14 63d0n 3.14 63 460實際銑削速度 V，由式（1.2）有：V01.52m/s10001000 漢 60進給量 Vf，由式（1.3）有：Vf= afZ n=0.15 6 460/60 = 6.9mm/s工作臺每分進給量fm:fm二Vf= 9mm/s = 414mm/min被切削層長度 l :由毛坯尺寸可知 l 二 76mm刀具切入長度l1:精銑時h = D二63mm刀具切出長度 J :取l2=2mm20走刀次數(shù)為1。21機動時間“，由
36、式（W有：f76晉心3min本工序機動時間tj二切tj2=0.26 0.33 = 0.59min工序 9: 鉆擴鉸 2-13孔機床：Z525刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀刀具材料：W18Cr 4V切削深度ap:ap= 6.5mm進給量f:根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表切削速度V:參照參考文獻7機械加工工藝手冊表機床主軸轉速n，由式（1.1）有:走刀次數(shù)為 1二丄818 67fn工序 10 鉆擴鉸18孔2.4-52，取f = 0.33mm/r2.4-53，取V = 0.36m/s型J00036 603
37、.14 13: 687.9r / min,取n二700r / min實際切削速度由式（1.2）有:二d0n1000_ 3.14 9.5 7001000 60:0.36m/ s被切削層長度二 60mm刀具切入長度h = Dctgkr(1 2) =10ctg120 2 = 4.8mm：5mm2 2式（1.8）刀具切出長度l2:I2= 1 4mm取I2= 3mm機動時間tj2:tj20.33 70022工件材料為HT200， 硬度200HBS。 孔的直徑為18mm,公差為H7,表面粗 糙度&1.6計。加工機床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具23分別為： 鉆孔一一15mm標準高速鋼麻
38、花鉆， 磨出雙錐和修磨橫刃； 擴孔一一 17.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔 18mm標準高速鉸刀。選擇各工序切 削用量。（1）確定鉆削用量1） 確定進給量 f根據(jù)參考文獻7表28-10可查出f表=0.47 0.57mm/r，由于孔深度比I/d。=30/22 =1.36,kf=0.9，故f表二（0.470.57） 0.9 =0.42 0.51mm/r。查Z525立式鉆床說明書，取f = 0.43mm/ r。根據(jù)參考文獻7表28-8,鉆頭強度所允許是進給量f1.75mm/r。由于機床進給機構允許的軸向力Fmax= 15690N（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的 進給量f1.8mm/r。由
39、于所選進給量 f 遠小于f及f，故所選 f 可用。2） 確定切削速度V、軸向力F、轉矩T及切削功率Pm根據(jù)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，kMv=0.88，Kv=0.75，故/表=17m/ min漢0.88疋0.75 = 11.22(m/mi n)查Z525機床說明書，取 n =195r/min。實際切削速度為:由表28-5，kMF= kMT=1.06，故F = 4732 N 1.06 = 5016( N)T =51.69N m 1.06 =54.8N mPm- 巳表(n/n)kMM= 1.25kW (195/
40、 246) 1.06 =1.05kW機床有效功率PE龍：-4.5kW 0.81 =3.65kW Pm故選擇的鉆削用量可用。即d0=15mm，f =0.43mm/r， n =195r/min，v =14m/min 相應地v表二17m/ min，F(xiàn)表二4732NT表=51.69N M，Pm表二1.25kW二d0n _二15mm 195r / minv-14m/ min1000 100010003）校驗機床功率切削功率Pm為二d0: 15mm: 15mm24F =5016N , T =54.8N m ,Pm=1.05kW（2）確定擴孔切削用量1） 確定進給量 f 根據(jù)參考文獻7表28-31,f表（0
41、.7 |_0.8）mm/r 0.7=0.490.56mm/r。根據(jù)Z525機床說明書，取f=0.57mm/r。2） 確定切削速度v及n根據(jù)參考文獻7表28-33,取v表=25m/min。修 正系數(shù)：kmv= 0.88，kapv二1.02故v表二2 5m / m in 0. 8 8 1w02m11. 22 /minn =1000v表（: d0）= 1 0 0 0 1 1 m2r2/ min/ （ m ml 7=286 /min查機床說明書，取 n -275r/min。實際切削速度為3v =二don 10-: 17. mm 2 7T5 / m iin 1 0=2 1. m /min（3）確定鉸孔切
42、削用量1） 確定進給量 f根據(jù)參考文獻7表28-36，f表= 1.3 2.6mm，按該表 注4,進給量取小植。查Z525說明書，取 f =1.6mm/r。2） 確定切削速度v及n由參考文獻7表28-39,取v表二8.2m/min。由 參考文獻7表28-3，得修正系數(shù)kMv=0.88，=0.99（apR=1.2）aP故v表=8. 2m / m in 0. 8 8 0. 9 9n 7. 1 4 /minn =1000v表/C d。）=1000 7.14（m/min） /（二 25mm）=91.5r / min查Z525說明書，取 n =100r/min，實際鉸孔速度v =二dn 10 二二 2 5
43、m m 1 0 0 /min31 0m7. 8 /min（4） 各工序實際切削用量根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔：d0=15mm, f = 0.43mm/r , n =195r/min , v=14m/min 擴孔：d0=17.7mm, f =250.57mm/r , n =275r/mi n,v = 21.3m/min 鉸孔：d0=18mm, f =1.6mm/r , n =100r/min ,v=7.8m/min264 銑 C(35mm 和 28mm 平面夾具設計4.1 問題的提出本夾具是用來銑尺寸35和尺寸28的平面，零件圖中兩個小孔的中心距也有一 定的公差要求另外,此中心線為三
44、個側平面的設計基準，有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工，因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動 強度，而精度則不是主要問題為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。1定位基準的選擇首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其 完全定位，可以采用：一面加支撐釘和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。一 底面限制的自由度有3個，一個支撐釘限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限 制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工 件的全部6個自由度，屬于完全定位。在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋
45、轉，y軸 的旋轉三個移動自由度。一個支撐釘限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。4.2 切削力和夾緊力計算(1)刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀 40機床：X52K型萬能銑床由3所列公式得代入上式，可得F=889.4N因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。安全系數(shù)K= K1K2K3K4查表9.48得其中:CF= 30yF= 0.65 uFCFapXF-d0qVnyzUFzaezWF修正系數(shù)kv=1.0qF=0.83 XF=1.0= 0.83 ap =8z=24wF= 0278川滿足要求1.3 4 N-15MPa-1經校核：滿足強
46、度要求，夾具安全可靠,其中：Ki為基本安全系數(shù)1.5K2為加工性質系數(shù)1.1K3為刀具鈍化系數(shù)1.1K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以 F = KF 775.7N(2)夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機由N仃f2=KF其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取f,= f2=0.25F=Pz+GG為工件自重FH.N3 5 5.4Nf1+ f2夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級B=6100MPas= 8- = 480MPa10螺釘疲勞極限：二=0.32二B=0.32 600 = 192MPa極限應力幅：fm二=51.76MPakCT許用應力幅：誓17.3MPaSa螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切
47、應力為I L廿s=2.54取s=4得 丄120MPad2c28使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力4.3 定位誤差分析(1)定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面、滑動v型塊和支撐釘間隙配合。(2)工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時, 孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具 是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差 多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心 連線方向相同，則其定位誤差為：Td
48、=Dmax-Dmi n與機床夾具有關的加工誤差 r， 一般可用下式表示：厲=* DI * DW = M =2由參考文獻可得：滑動V型塊和支撐釘定位誤差：采用自動對中夾具后，定位誤差取決于對中塊 螺桿以及滑塊的制造誤差同時,對對中塊利用調整螺釘進行調整并的誤差只有0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中，利用中間大孔定位，孔壁與定位銷的配合間隙為0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為0.08+0.05=0.13乞0.2mm所以能滿足精度要求. 夾緊誤差:j=(ymaxymin)COS：其中接觸變形位移值:29查 表1215有KRaz=0.004,KHB=-0.0016,G =0.41
49、2,n = 0.7。二：ycos：= 0.0028mm 磨損造成的加工誤差：冷別通常不超過 0.005mm 夾具相對刀具位置誤差：取 0.01mm誤差總和：二j 二0.085mm：0.3mm從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.4 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結 構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓 緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到 本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊 為了提高生產力，使用快速螺旋
50、夾緊機構。=y=(kRaZRaZNZ)n19.621)30通過這次課程設計， 使我對零件制造過程、 加工工藝和夾具設計都有了更進 一步的認識，也加深了對大學中所學基礎知識的學習和理解。課程設計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論 上正確無誤的設計，在實際中往往存在各種問題。 這樣，在設計時就必須考慮所 設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行 性，課程設計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設計夾具。在本次設計中，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，通用性較強的標準件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最
51、先進的加 工。但也有不足之處：特別是對于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可 能會劃傷工件內孔表面，本可以在夾具體內部設置液壓升降系統(tǒng)， 使工件孔與定 位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺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。無論怎樣，這次的課程設計使我獲益良多，是我在學校的最后一次答卷， 也是我成功邁向社會的第一步。31參考文獻1楊叔子，機械加工工藝師手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，2004。2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，2004。3李洪，機械加工工藝手冊M，北京：機械工業(yè)出版社
52、，1590。4方昆凡，公差與配合手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，1599。5王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術出版社，2000。6東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，1579。7吳宗澤，機械設計實用手冊 M，北京：化學工業(yè)出版社，2000。8劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1587。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，1584。10 周永強，高等學校課程設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。11 黃如林，切削加工簡明實用手冊M，北京：化學工業(yè)出版社，2004。12 余光國，馬
53、俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1595。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?？茖W技術出版社，1580。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，1591。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 : 915。16 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005： 417。17 王先逵，機械機械制造工藝學，機械工業(yè)出版社，2006。18 Machine Tools N.chernor 1584.15 Machi ne Tool Metalworki ng Joh n L.Feirer 1573.20 Han dbook of Machi ne Tools Manfred weck 1584 .
張緊輪支架加工工藝及夾具設計說明書.
