支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用設(shè)計.doc

《支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用設(shè)計.doc（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設(shè)計(論文) 論文題目 支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用設(shè)計 姓 名 學(xué) 號 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 年 月 日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 （非學(xué)位論文不要） 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。 本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 　　 日期： 　　 年 　月　 　日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書 （非學(xué)位論文不要） 本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文論文作者簽名： 　　 導(dǎo)師簽名： 　　 日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　　 年 　月　 　日 摘要 隨著機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，大批量生產(chǎn)成為時代的需求，而組合機床就可以滿足這一需求，我們有必要來研究他。另外，支架是主要起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也有定位作用，使零件之間保持正確的位置。因此支架加工質(zhì)量直接影響零件加工的精度性能，我們有必要對其進(jìn)行研究。 機械制造畢業(yè)設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合，是學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)（含機床夾具設(shè)計）和全部專業(yè)課，并進(jìn)行了實訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是我們對所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們?nèi)甏髮W(xué)生活中占有重要的地位。 本次畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運用機械制造的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實踐中學(xué)到的技能知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（支架）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會。 關(guān)鍵詞：支架加工；夾具；零件加工 Abstract With the machinery manufacturing industry development, social productivity are increasingly high requirements, therefore, mass production has become the demand of the times, and the combined machine tool can meet this demand, we need to study it. In addition, support is the main support frame, bear larger force, but also has the function of positioning, so that the parts to maintain the correct position. So the bracket processing directly affects the quality of parts processing precision, it is necessary for us to study. Machinery manufacture graduation design involves more content, it is a foundation course, technical and specialized courses based on the comprehensive, is the completion of the foundations of machinery manufacturing technology (including machine tool fixture design ) and all the professional courses, and conducted training on the basis of, is that we all course of an in-depth and comprehensive general review, is also a theory with practical training, therefore, in our three years university life occupy an important position. This graduation design so that we can make comprehensive use of machinery basic theory, and combining with the production practice skills learned knowledge, independent analysis and solve process problems in preliminary design, with a moderately complex parts ( bracket ) process capability and use of fixture design of the basic principles and methods, formulate fixture design, completion tongs structure design ability, is also familiar with and apply the manuals, charts and other technical data and write technical file to wait an opportunity to practice basic skills. Key words machining jig parts processing 翻譯結(jié)果重試 抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時，請稍后再試 支持中文、英文免費在線翻譯 支持網(wǎng)頁翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁地址即可 提供一鍵清空、復(fù)制功能、支持雙語對照查看，使您體驗更加流暢 目 錄 摘要1 Abstract2 1緒論6 1.1對零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖6 1.1.1 支架的作用及結(jié)構(gòu)特點6 1.1.2 支架的工藝分析6 1.1.3 支架的零件圖6 1.2選擇毛坯的制造方法并繪制毛坯簡圖 1.2.1 選擇毛坯的制造方式8 1.2.2 確定毛坯的形狀、大小9 2.制訂零件的機械加工工藝路線11 2.1 確定零件各孔、平面加工方案11 2.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇11 2.1.2 制訂工藝路線12 2.1.3 選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定13 2.1.4 切削用量和時間定額的確定14 2.1.5 機械加工工藝過程卡和工序卡15 3.機床夾具設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計20 3.1確定夾具設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖20 3.1.1工件在夾具中加工的精度分析21 3.1.2計算夾緊力22 3.1.3畫夾具裝配圖和零件圖24 結(jié)論28 致謝30 參考文獻(xiàn)31 1緒論 1.1對零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖 1.1 支架的作用及結(jié)構(gòu)特點 支架是起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也具有定位作用，使零件之間保持正確的位置。 在支架高20mm處兩個R12mm寬12mm的凸出部位之間相隔2mm，其中一個上有螺紋孔，另一個上有通孔，則此處構(gòu)造比較復(fù)雜，且在支架高36mm處有2mm寬的一個缺口，這兩部分剛度比較低。中間有Ф30mm的孔，屬于套類結(jié)構(gòu)，伸出部分為一平臺，上有螺紋盲孔，在端部有傾斜60的凸出部分，起定位作用，此處應(yīng)力教集中，強度要好。在平臺下面有增強其硬度的肋板。兩個R12mm凸出，2mm寬36mm高處缺口及R10mm凸出部分為復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其加工存在一定的難度，要求較高，防止其損壞，需要對其進(jìn)行必要的熱處理。 1.2 零件的工藝分析 主要加工表面Ф30mm中心孔及兩端倒角，上、下端面，M6↓12螺紋盲孔，右端部傾斜60凸出部分中間孔Ф8mm，左端兩個凸出部分外側(cè)面及其中間M10螺紋孔和Ф11孔。 (1)選用灰鑄鐵HT150，硬度150～200HB，負(fù)荷低，磨損無關(guān)重要，變形很小，經(jīng)過正火處理?；诣T鐵件的牌號和應(yīng)用范圍如表1-1所示。 （2）未標(biāo)注圓角半徑為R3mm。 （3）加工表面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷，并應(yīng)清理清潔。 （4）所有加工表面應(yīng)光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物。 （5）上下表面應(yīng)與中心孔軸線保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm，中心孔內(nèi)表面表面粗糙度Ra≤1.6μm，左端兩個凸出部分外表面Ra≤6.3μm，右端部傾斜60凸出部分中間孔內(nèi)表面Ra≤1.6μm，為較高精度，且Φ8 。 （6）在加工之前進(jìn)行人工時效熱處理，對毛坯預(yù)備性熱處理，為降低零件硬度，在精加工階段的磨削加工前進(jìn)行淬火處理，淬火后工件硬度提高且易變形。 表1-1 灰鑄鐵件的牌號和應(yīng)用范圍 牌號 硬度HB 應(yīng)用范圍 工作條件 用途舉例 HT100 ≤170 （1）負(fù)荷極低 （2）磨損無關(guān)重要 （3）變形很小 蓋、外罩、油盤、手輪、手把、支架、坐板、重錘等形狀簡單、不重要的零件，這些鑄件通常不經(jīng)試驗即被采用，一般不需要加工，或者只需經(jīng)過簡單的機械加工。 HT150 150～200 （1）承受中等載荷的零件 （2）摩擦面間的壓力≤490KPa (1)一般機械制造中的鑄件，如支柱、坐板、齒輪箱、刀架、軸承座、軸承滑座、工作臺，齒面不加工的齒輪和鏈輪，汽車、拖拉機的進(jìn)氣管，排氣管、液壓泵進(jìn)油管等； （2）薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配件，以及壁厚≤30mm的耐磨軸套等； （3）圓周速度為6～12m/s的帶輪以及其他符合左列工作條件的零件。 HT200 170～220 (1)承受較大負(fù)荷的零件 （2）摩擦面間的壓力＞490KPa（大于10t的大型鑄件＞1470 Kpa）或需經(jīng)表面淬火的零件 （3）要求保持氣密性以及韌性的零件 （1）一般機械制造中較為中重要的鑄件，如氣缸、齒輪、鏈輪、棘輪、襯套、金屬切削機床床身、飛輪等； （2）汽車、拖拉機的汽缸體、汽缸蓋、活塞、制動轂、聯(lián)軸器盤、飛輪、離合器外殼、分離器本體、左右半軸殼等； （3）承受7840KPa以下中等壓力的液壓缸、泵體、閥體等； （4）汽油機和柴油機的活塞環(huán)； （5）圓周速度為12～20m/s的帶輪以及其他符合左列工作條件的零件。 HT250 190～240 1.3 支架的零件圖，見圖紙所示。 1.2選擇毛坯的制造方式并繪制毛坯簡圖 2.1 選擇毛坯的制造方式 該零件加工要求高，加工面數(shù)量多，并且種類繁多，有車、磨端面，鉆孔、擴孔、攻螺紋、車倒角、鉆斜孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。支架材料為灰鑄鐵HT150，硬度為150～200HB，承受中等載荷的零件，摩擦面間的壓力≤490KPa,用于一般機械制造，薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配件以及壁厚≤30mm的耐磨軸套等和圓周速度為6～12m/s的帶輪以及其他符合表1-1中條件的零件。 毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的力學(xué)性能和零件的生產(chǎn)類型直接相關(guān)的，另外還和毛坯的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能好，但鑄件的力學(xué)性能差。 生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減少切削加工用量，從而提高材料的利用率，降低了機械加工成本。金屬型鑄造就是將熔融的金屬澆注到金屬模具中，依靠金屬自重充滿金屬模具型腔而獲得的鑄件，這種鑄件比砂型鑄造鑄件精度高，表面質(zhì)量和力學(xué)性能好，生產(chǎn)效率也高，但需要專用的金屬型腔模，適用于大批量生產(chǎn)中的尺寸不大的有色金屬鑄件，綜合上述生產(chǎn)此支架零件選擇金屬型鑄造鑄件的方式。 2.2 確定毛坯的形狀、大小 （1）毛坯的特點，如表2-1所示： 毛坯的特點及應(yīng)用范圍 制造精度 加工余量 原材料 工件尺寸 工件形狀 適用生產(chǎn)類型 生產(chǎn)成本 IT11～13 大 鑄鐵、鑄銅為主 各種尺寸 復(fù)雜 各種生產(chǎn) 較低 （2）鑄件尺寸公差，如表2-2所示：（/μm） 鑄件基本尺寸 公差等級 大于 至 11 12 13 14 25 40 3.6 5.0 7 9 40 63 4.0 5.6 8 10 63 100 4.4 6 9 11 100 160 5.0 7 10 12 （3）鑄件的機械加工余量，如表2-3所示:(/mm) 尺寸公差等級CT 12 加工余量等級MA F G H J 基本尺寸 加工余量數(shù)值 大于 至 - 100 4.0 4.5 5.0 6.0 2.5 3.0 3.5 4.5 100 160 5.0 5.5 6.5 7.5 3.5 4.0 5.0 6.0 （4）鑄造孔的最小尺寸,如表2-4所示：（/mm) 鑄造方法 合金種類 一般最小孔徑 特殊最小孔徑 金屬及砂型鑄造 全部 30 8～10 （5）機械加工余量，工序尺寸確定 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有誤差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。鑄件的機械加工余量見毛坯的制造表2-3所示，尺寸公差等級為12，加工余量等級MA為G，則可選取毛坯的加工余量有4.5mm和3.0mm兩種數(shù)值，及其他分析，確定毛坯的基本尺寸，畫出毛坯簡圖 2、制訂零件的機械加工工藝路線 由于零件是大批量生產(chǎn)，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機床、專用夾具及專用刀具、量具，機床按工藝路線排列組織流水生產(chǎn)。為減輕工人的勞動強度，留有進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的可能，該支架在工藝設(shè)計上采用了組合機床的流水線加工方式。 3.1 確定零件各孔、平面的加工方式 （1）孔的加工方式，如表3-1所示： 表3-1 孔的加工方案 序號 加工方案 經(jīng)濟(jì)加工精度等級（IT） 加工表面粗糙度Ra/μm 適用范圍 1 鉆 11～12 12.5 加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高），孔徑＜20mm。 2 鉆-鉸 8～9 3.2～1.6 3 鉆-粗鉸-精鉸 7～8 1.6～0.8 4 鉆-擴 11 12.5～6.3 加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高），孔徑＞20mm。 5 鉆-擴-鉸 8～9 3.2～1.6 6 鉆-擴-粗鉸-精鉸 7 1.6～0.8 7 鉆-擴-機鉸-手鉸 6～7 0.4～0.1 8 鉆-（擴）-拉（或推） 7～9 1.6～0.1 大批量生產(chǎn)的中、小零件的通孔 由表3-1可以確定支架零件各孔的加工方案如下： A、加工孔Φ30 ，要求內(nèi)表面粗糙度Ra≤6.3μm，則選擇鉆-擴-粗鉸-精鉸的加工方式； B、加工Φ11，要求內(nèi)表面Ra≤6.3μm，選擇鉆-鉸的加工方式； C、加工Φ8 ，要求內(nèi)表面Ra≤1.6μm，選擇鉆-粗鉸-精鉸的加工方式。 （2）平面的加工方式，如表3-2所示： 表3-2 平面的加工方案 序號 加工方案 經(jīng)濟(jì)加工精度等級（IT） 加工表面粗糙度Ra/μm 適用范圍 1 粗車-半精車 8～9 6.3～3.2 端面 2 粗車-半精車-精車 6～7 1.6～0.8 3 粗車-半精車-磨削 7～9 0.8～0.2 4 粗刨（或粗銑）-精刨（或精銑） 7～9 6.3～1.6 一般加工不淬硬的平面（端銑表面粗糙度可較低） 5 粗刨（或粗銑）-精刨（或精銑）-刮研 5～6 0.8～0.1 精度要求較高的不淬硬平面，批量較大時，宜采用寬刃精刨方案 6 粗刨（或粗銑）-精刨（或精銑）-寬刃精刨 6～7 0.8～0.2 由表3-2可以確定支架零件各面的加工方案如下： 分析零件的各部分技術(shù)要求，四處平面加工，精度要求都在表面粗糙度Ra≤6.3～1.6μm之間，結(jié)合零件形狀尺寸，選擇粗銑-精銑的加工方式。 （3）機械加工的安排原則 1. 對于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯，或尺寸偏差較大的毛坯，應(yīng)首先安 排劃線工序，為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)； 2. 按“先基面后其他”的順序，首先加工精基準(zhǔn)面； 3. 在重要表面加工前應(yīng)對精基準(zhǔn)進(jìn)行修正； 4. 按“先主后次、先粗后精”的順序，對精度要求較高的各主要表面進(jìn)行 精加工、半精加工和精加工； 5. 對于主要表面有位置精度要求的次要表面，應(yīng)安排在主要表面加工之后 加工； 6. 一般情況，主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn)行，對于 易出現(xiàn)廢品的工序，精加工和光整加工可適當(dāng)提前。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 工件在機床上用夾具進(jìn)行夾緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的工件上的這些表面稱為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇要重點考慮如何保證各個加工表面都能分配到合理的加工余量，保證加工面與非加工面的位置、尺寸精度，還同時要為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。 按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選取原則（即當(dāng)零件有非加工表面時，應(yīng)以這些非加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個非加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)）：①加工D面時，選取Φ60外表面外圓為粗基準(zhǔn)，利用V型塊和一緊固螺釘以Φ60外圓定位夾緊，以限制四個自由度，再以C面為次要粗基準(zhǔn)，限制一個自由度，共限制五個自由度，可以滿足加工要求；②加工M10和Φ11以R12非加工表面外圓為粗基準(zhǔn)；③加工Φ8 以R10非加工表面外圓為粗基準(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時，重點考慮的是減少工件的定位誤差，保證零件的加工精度和加工表面之間的位置精度，同時也要考慮零件的裝夾方便、可靠、準(zhǔn)確。結(jié)合零件形狀尺寸大小、裝夾定位，取D面為精基準(zhǔn)，較好定位，且定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。 3.3 制訂工藝路線 擬定工藝路線的出發(fā)點是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工序和工藝內(nèi)容，依據(jù)工序的集中和分散程度來劃分工藝；二是選擇工藝基準(zhǔn)，即主要選擇定位基準(zhǔn)和檢驗基準(zhǔn)。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床，組合機床和專用夾具，并盡量采用工序集中的原則，通過減少工件安裝的數(shù)量來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)精度以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 根據(jù)以上原則及前文分析，擬定如下工藝路線： 工序1 鑄坯（鑄造） 工序2 熱處理（人工時效，降低硬度） 工序3 以所選基準(zhǔn)，劃C、D、E面加工線 工序4 粗銑-精銑D面 工序5 粗銑-精銑C、E面 工序6 鉆M6↓12螺紋底孔 工序7 攻螺紋M6↓12 工序8 粗銑-精銑F面 工序9 鉆M10螺紋底孔 工序10 攻螺紋M10 工序11 粗銑-精銑G面 工序12 鉆-鉸Ф11 工序13 鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ30 工序14 倒角Φ30 孔，C端面處 工序15 倒角Φ30 孔，D端面處 工序16 鉆-粗鉸-精鉸Φ8 工序17 熱處理淬火，提高硬度，150～200HB 工序18 去毛刺 工序19 終檢 工序20 入庫 分析：為了提高效率，盡量減少零件的裝夾定位，如同一平面上孔加工在一次裝夾就完成加工要求，使工序集中，節(jié)約時間，提高了生產(chǎn)率，按機械加工安排原則，合理的擬定工藝路線。 3.4 選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定 （1）工序3，工件固定在平臺上，用劃線尺劃線找正； （2）工序4，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。D面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，保證平面度0.05mm； （3）工序5，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。C、E面有4.5mm加工余量，粗銑3.5mm留1mm余量，精銑，相對A基準(zhǔn)，保證其垂直度度0.06mm； （4）工序6，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具。 ①Ф5麻花鉆，螺旋角β=28，頂角2Kγ=118，后角α。=16，橫刃斜角ψ=40～60，鉆孔深度12mmФ5盲孔，M10螺紋底孔，量具卡尺； ②攻螺紋，絲錐M61，螺紋量規(guī)，攻螺紋機S4012A； （5）工序8，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。F面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，相對于B面，保證平行度0.06mm； （6）①工序9，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф9擴孔鉆（直柄擴孔鉆），擴鉆通孔Ф9，M10螺紋底孔，量具卡尺； ②攻螺紋，絲錐M101，螺紋量規(guī)，攻螺紋機S4012A； （7）工序11，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀Ф225mm，量具卡板。G面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，相對于B面，保證平行度0.06mm； （8）①工序12，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф10.8擴孔鉆（直柄擴孔鉆），量具卡尺，加工此孔有4mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工； ②鉸刀Ф11H8，鉸孔，直柄機用鉸刀； （9）①工序13，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，Ф29.8擴孔鉆（直柄擴孔鉆），量具卡尺，加工此孔有10mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工； ②粗鉸到Ф29.93，直柄機用鉸刀； ③精鉸到Ф30H7，直柄機用鉸刀； （10）工序14、15，倒角Φ30 孔兩端面內(nèi)孔，選用臥式車床C620-1，專用夾具； （11）工序16，選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，量具卡尺 ①Ф7.8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，鉆孔，留0.2mm余量； ②粗鉸到Ф7.96mm，留0.04mm余量，直柄機用鉸刀； ③精鉸到Ф8H7，直柄機用鉸刀； 3.5 切削用量和時間定額的確定 （1）工序4，粗銑-精銑D面，保證總高，fz =0.08mm/齒（參考《切削手冊》），切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V =0.45m/s。即27m/min，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw =225mm，齒數(shù)z=20，則ns = = =38r/min,現(xiàn)采用X6130萬能升降臺銑床，根據(jù)機床使用說明書，取nw =37.5r/min,故實際切削速度為： V =πdwnw/1000=π22537.5/1000=26.5m/min 當(dāng)nw =37.5r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為： Fm =fzznw =0.082037.5=60mm/min 查機床說明書，剛好有fm=60mm/min,故直接選用該值，切削加工時，由于是粗銑-精銑，利用作圖法，可得出行程刀刃口寬20mm，L=2 60mm=360mm，則機動加工時間為：Tm =L/fm =360/60min=6min (2)工序5，粗銑-精銑C、E面，切削用量同上，銑刀行程L=360mm﹢162mm=392mm，則機動加工時間為Tm = L/fm =392/60min=6.53min （3）工序6，鉆M6↓12螺紋底孔，即鉆Ф5盲孔，確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊》，當(dāng)材料δb＜800MPa，d。=Ф5mm時，f =0.2～0.6mm/r，由于本零件在加工Ф5孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f =（0.2～0.6）0.75=0.15～0.45mm/r 根據(jù)X6130機床說明書，取f=0.1mm/r,切削速度，根據(jù)《切削手冊》，查得切削速度V=18m/min，所以 Ns = 1000V/πdw =100018/3.145=1145r/min 根據(jù)機床說明書，取nw=195r/min,故實際切削速度為 V =πdwnw/1000 =π5195/1000=3.06m/min 切削工時，L=12，則Tm = L/nwf =12/1950.1=0.62min (4)工序7，攻螺紋M6↓12，V = 0.1m/s = 6m/min,即ns =238r/min,按機床選取nw =195r/min，則V=4.9m/min,機動工時：L=12mm，則 Tm = 2L/nwf =122/1951=0.13min (5)工序8，粗銑-精銑F面，切削用量同工序4，L=402=80mm,則機動工時為Tm =L/fm =80/60min=1.33min (6)工序9，鉆M10螺紋底孔，即擴孔鉆Ф9的鉆頭對Ф8的孔進(jìn)行擴孔，根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 f=(1.2～1.8)f鉆 =(1.2～1.8) 0.650.75=0.585～0.87mm/r 根據(jù)機床說明書，選取f=0.57mm/r,則 V=（1/2～1/3）V鉆 =（1/2～1/3）12=6～4m/min 則主軸轉(zhuǎn)速為n=51.6～34r/min,并按機床說明書取nw =68r/min,實際切削速度為：V=πdwnw/1000=π3768/1000=7.9m/min 切削工時，L=12mm,Tm = L/nwf=12/680.57=0.31min (7)工序10，攻螺紋M10，切削用量同工序7，L=12mm，則機動工時為： Tm = L/fm =12/60=0.2min (8)工序11，粗銑-精銑G面，切削用量同工序8，機動工時為：Tm=1.33min （9）工序12，鉆-鉸Ф11孔 ①用Ф10.8鉆頭對Ф8孔進(jìn)行擴鉆，同工序9，切削工時：Tm =0.31min ②Ф11H8鉸刀鉸孔，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為： n=1000V/πd=1000*18/π*11=573.25r/min 按機床實際轉(zhuǎn)速取n=500r/min,則實際切削速度 Vc =πdn/1000=π*11*500/1000=15.7m/min=0.26m/s 切削工時：L=12mm，Tm =L/nVc =12/500*0.26=0.09min (10)工序13，加工Φ30 孔 ①用Ф29.8鉆頭對Ф25孔進(jìn)行擴鉆，同工序9，切削工時：L=71，則切削工時：Tm =L/nwf=71/680.57=1.83min ②粗鉸-精鉸Φ30孔，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為： n=1000V/πd=1000*18/π*30=191.08r/min 按機床實際轉(zhuǎn)速取n=200r/min,則實際切削速度 Vc =πdn/1000=π*30*200/1000=18.84m/min=0.314m/s 切削工時：L=70mm，Tm =2L/nVc=2*70/200*0.314=2.23min （11）工序14，Φ30 內(nèi)孔倒角C1（C端面處），選臥式車床C620-1，據(jù)手冊及機床取f1 =0.08mm/r,當(dāng)采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般資料，確定切削速度V=16m/min,則 ns =1000V/πd=1000*16/π*30=159.1r/min 按機床說明書取nw =120r/min,則此時切削速度為： V =πdnw/1000=11.3m/min 切削工時：L=2mm，則Tm = L/nwf =2/120*0.08=0.21min （12）工序15，Φ30 內(nèi)孔倒角C1（D端面處），同工序14，切削工時：Tm =0.21min （13）工序16，鉆-粗鉸-精鉸Φ8 ①Φ7.8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔，同工序6，切削工時：L=10mm， Tm = L/nwf=10/195*0.1=0.51min ②粗鉸-精鉸Φ8，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為： n=1000V/πd=1000*18/π*8=716.56r/min 按機床實際轉(zhuǎn)速取n=700r/min,則實際切削速度 Vc =πdn/1000=π*8*700/1000=17.58m/min=0.29m/s 切削工時：L=10mm ，Tm =2L/nVc =2*10/700*0.29=0.1min 3.6 機械加工工藝過程卡和工序卡 表3-4 支架機械加工工藝主要工序卡 工序 工步 工序說明 機床 夾具或輔助工具 刀具 量具 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 工時定額 min 4 1 粗銑D面，留1mm余量 X6130A 專用夾具 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 卡板 1 2 60mm/min 37.5 26.5 3 2 精銑D面 1 1 3 5 1 粗銑C、E面，留1mm余量 X6130A 1 3.5 3.26 2 精銑C、E面 1 1 3.26 6 1 鉆M6↓12螺紋底孔 X6130A Ф5麻花鉆頭 卡尺 1 12 0.1 195 3.06 0.62 7 1 攻螺紋M6↓12 S4012A 絲錐M61 螺紋量規(guī) 1 　 1.25 195 4.9 0.13 8 1 粗銑F面，留1mm余量 X6130A 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 卡板 1 2 60mm/min 37.5 26.5 0.67 2 精銑F面 1 1 0.67 9 1 鉆M10螺紋底孔 X6130A Ф9擴孔鉆頭 卡尺 1 12 0.57 68 7.9 0.31 10 1 攻螺紋M10 S4012A 絲錐M101 螺紋量規(guī) 1 　 1.25 195 4.9 0.2 11 1 粗銑G面，留1mm余量 X6130A 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 卡板 1 2 60mm/min 37.5 26.5 0.67 2 精銑G面 1 1 0.67 12 1 擴鉆Ф8孔 X6130A Ф10.8擴孔鉆頭 卡尺 1 12 0.57 68 7.9 0.31 2 精加工鉸孔 Ф11H8鉸刀 1 12 1.6 500 15.7 0.09 13 1 擴鉆Ф25孔 X6130A Ф29.8擴孔鉆頭 1 71 0.57 68 7.9 1.83 2 粗鉸到Ф29.93 Ф29.93鉸刀 1 71 1.1 200 18.8 1.12 3 精鉸到Ф30H7 Ф30H7 1 71 1.12 14 1 倒角Ф30內(nèi)孔，C端面處 C620-1 成型刀具 樣板 1 　 0.08 120 11.3 0.21 15 1 倒角Ф30內(nèi)孔，D端面處 C620-1 成型刀具 1 　 0.08 0.21 16 1 用Ф7.8鉆頭鉆孔 X6130A Ф7.8麻花鉆 卡尺 1 10 0.1 195 3.06 0.51 2 粗鉸到Ф7.96 Ф7.96鉸刀 1 10 1.7 700 17.6 0.05 3 精鉸到Ф8H7 Ф8H7鉸刀 1 10 0.05 表3-3 支架機械加工工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 鑄造 鑄造 2 熱處理 人工時效熱處理 3 劃線 以毛坯外形找正劃主要加工線 鉗臺 4 銑 以Ф60外圓和C面為粗基準(zhǔn)，粗銑D面，留1mm余量，精銑 X6130A，專用工裝 5 銑 以D面為精基準(zhǔn)，粗銑C、E面，留1mm余量，精銑 X6130A，專用工裝 6 鉆 用Ф5鉆頭鉆M6↓12螺紋底孔 X6130A，專用工裝，鉆模 7 攻螺紋 攻螺紋M6↓12 S4012A,專用工裝 8 銑 以D面為精基準(zhǔn)，B面為粗基準(zhǔn)，粗銑F面，留1mm余量，精銑 X6130A，專用工裝 9 鉆 用Ф9鉆頭擴鉆M10螺紋底孔 X6130A，專用工裝，鉆模 10 攻螺紋 攻螺紋M10 S4012A,專用工裝 11 銑 以D面為精基準(zhǔn)，B面為粗基準(zhǔn)，粗銑G面，留1mm余量，精銑 X6130A，專用工裝 12 鉆-鉸 用Ф10.8鉆頭擴鉆Ф8孔，精加工鉸孔 X6130A，專用工裝，鉆模 13 鉆-鉸 用Ф29.8鉆頭擴鉆Ф25孔，粗鉸到Ф29.93，精鉸到Ф30H7 X6130A，專用工裝，鉆模 14 倒角 倒角Ф30內(nèi)孔，C端面處 C620-1,專用工裝 15 倒角 倒角Ф30內(nèi)孔，D端面處 C620-1,專用工裝 16 鉆-鉸 用Ф7.8鉆頭鉆孔，粗鉸到Ф7.96，精鉸到Ф8H7 X6130A，專用工裝，鉆模 17 熱處理 淬火，提高硬度，150～200HB 18 鉗工 去毛刺 鉗臺 19 終檢 按圖樣要求檢驗各部分尺寸 20 入庫 涂防銹油，入庫 3、機床夾具設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 經(jīng)過對支架零件的機械加工工藝規(guī)程分析設(shè)計，對零件有了全面的認(rèn)知，選擇工序13鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ30 分析，并結(jié)合此工序，設(shè)計一套專用夾具。 4.1 確定夾具設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖 （1）定位方案 加工Φ30 孔，內(nèi)孔表面粗糙度Ra≤1.6μm，以底面D面為精基準(zhǔn)，限制三個自由度，以Φ11孔軸線為定位基準(zhǔn)，限制三個自由度，則對Z軸旋轉(zhuǎn)自由度形成過定位，增大誤差，必須消除過定位。此種情形可選擇削邊銷（棱形銷）即可消除過定位，再由夾緊裝置即可限制一個自由度，從而工件處于完全定位狀態(tài)，進(jìn)行加工。 削邊銷尺寸標(biāo)準(zhǔn)如圖4-1和表4-2所示： 圖4-1 表4-2 削邊銷尺寸 D2 3～6 6～8 8～20 20～25 25～32 32～40 ＞40 b 2 3 4 5 6 6 8 B D2-0.5 D2-1 D2-2 D2-3 D2-4 D2-5 (2)導(dǎo)向方案 為了能迅速、準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件—鉆套，鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，因工件批量大且經(jīng)鉆-粗鉸-精鉸孔工序，加工精度高，所以此處選用固定式鉆模，鉆套選用快換鉆套，如圖4-3所示： 圖4-3 快換鉆套 （3）夾緊方案 由于零件加工工序較簡單，定位較容易，工件批量大，選取簡單的手動夾緊裝置，螺旋夾緊機構(gòu)，用于夾緊零件的螺釘選有帶手柄的螺冒，便于操作，使工件裝卸迅速，方便。由于螺釘與工件Φ60外圓接觸并施加夾緊力，此處選用圓周線接觸。夾緊裝置見總裝配圖所示。 （4）夾具體的設(shè)計 結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、加工要求及以上分析，初步設(shè)計夾具體的結(jié)構(gòu)。 a、采用鑄造夾具體的鋼套鉆孔鉆模、定位心軸及鉆模板均按裝在夾具體上，夾具體底面為安裝基準(zhǔn)面，此方案結(jié)構(gòu)緊湊，安裝穩(wěn)定，剛性好，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，較合理。 b、采用型材夾具體的鉆模，夾具體由左側(cè)板、定位心軸、鉆模板安裝在底座上，夾具體底面為安裝基準(zhǔn)面，此方案的夾具體為框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量較輕、鉆模剛性好，固定鉆模板螺釘受力比較大，易變形，但是由于零件為大批量生產(chǎn)，盡量減少生產(chǎn)成本，此方案不可取。 綜合上述，確定采用a方案。 ①夾緊裝置是緊固螺釘與V型塊組成，其V型塊與夾具體連接為一體，V型塊及尺寸見圖4-4和表4-5所示： 圖4-4 表4-5 V型塊尺寸 N D B H l b r 基本尺寸 極限偏差 f7 基本尺寸 極限偏差 f9 25 16 1.5 55 ＞45～60 65 20 ②夾具體的設(shè)計結(jié)構(gòu)及各部分尺寸見夾具體圖紙所示： （5）夾具總裝配圖上的公差、技術(shù)要求的標(biāo)注 ①活動配合公差選擇如表4-7、表4-8所示： 表4-7 配合形式 精度要求 應(yīng)用 定位銷與工件基準(zhǔn)孔 一般要求 較高精度 定位元件與工件定位基準(zhǔn)間 ，， ，， 配合形式 精度要求 應(yīng)用 定位銷與工件基準(zhǔn)孔 一般要求 較高精度 定位元件與工件定位基準(zhǔn)間 ， ， ， ， 表4-8 鉆套名稱 加工方法及配合部位 配合種類及公差等級 可換鉆套或快換鉆套 鉆孔及擴孔 外徑與襯套 ， 刀具切削部分導(dǎo)向 ， 刀柄或刀桿導(dǎo)向 ， 粗鉸孔 外徑與襯套 ， 內(nèi)徑 ， 精鉸孔 外徑與襯套 ， 內(nèi)徑 ， ②影響夾具在機床上安裝精度的尺寸和公差（SA） 它們主要指夾具安裝基面與機床相應(yīng)配合表面之間的尺寸、公差。夾具體的安裝基面與機床的配合，鉆模的安裝基面是平面，可不必標(biāo)注。 ③影響夾具精度的尺寸和精度 鉆套與定位銷之間尺寸400.1，V型塊的寬度35.80.02，為影響夾具體的精度尺寸，誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。 ④夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 夾具總圖上無法用符號標(biāo)注而又必須說明的問題，可作為技術(shù)要求用文字寫在總圖的空白處。如夾具使用時的操作順序等。 ⑤夾具總圖上公差值的確定 夾具總圖上標(biāo)注公差值的原則是在滿足工件加工要求的前提下，盡量降低夾具的制造精度。夾具總圖上標(biāo)注的第2～5類尺寸的尺寸公差和位置公差均直接影響工件的加工精度，取 δJ =(1/5～1/2)δk 式中：δJ —夾具總圖上的尺寸公差或位置公差； δk --與δJ 相應(yīng)的工件尺寸公差或位置公差。 當(dāng)工件批量大、加工精度低時，δJ 取小值，因為這樣可延長夾具使用壽命，又不增加夾具制造難度；反之取大值。此夾具總裝圖尺寸公差、位置公差均取相應(yīng)工件公差的1/3左右。對于直接影響工件加工精度的配合尺寸，在確定了配合性質(zhì)后，應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合。 工件的加工尺寸未注公差時，工件公差δk 視為IT14～I(xiàn)T12,夾具上的相應(yīng)尺寸公差按IT11～I(xiàn)T9標(biāo)注；工件上的位置未注公差時，工件位置公差δk 視為IT9～I(xiàn)T11,夾具上的相應(yīng)尺寸公差按IT7～I(xiàn)T9標(biāo)注。 4.2 工件在夾具中加工的精度分析 （1）影響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進(jìn)行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多。與夾具有關(guān)的因素有定位誤差△D、對刀誤差△T、夾具在機床上的安裝誤差△A和夾具制造誤差△J等。在機械加工工藝系統(tǒng)中，因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差△C。上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不準(zhǔn)確，而形成總的加工誤差 △。 1) 定位誤差△D 加工尺寸（40 ）mm的定位誤差△D =0。 對稱度0.1mm的定位誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。工件定 位孔的尺寸為Φ11H7( ),定位心軸的尺寸為Φ11f6（ ），則 △D =Xmax =（0.018+0.027）mm =0.045mm 2）對刀誤差△T 因?qū)Φ稌r刀具相對于對刀塊或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。由于鋼套壁厚較薄，可只計算鉆頭位移引起的誤差。鉆套導(dǎo)向孔尺寸為Φ29.8F7（ ），鉆頭尺寸為Φ29.8 mm。尺寸（40 ）mm及對稱度0.1mm的刀具誤差均為鉆頭與導(dǎo)向孔的最大間隙。 △T = Xmax =（0.108+0.016）mm=0.124mm 3）夾具的安裝誤差△A 因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。此夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，△A =0。 4）夾具誤差△J 因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差的大小取決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時的調(diào)整與修配精度。 影響尺寸（40 ）mm的夾具誤差為導(dǎo)向孔對安裝基面D的垂直度△J3 =0.03mm，導(dǎo)向孔軸心線到定位端面的尺寸公差△J2 =0.06mm。 影響對稱度0.1mm的夾具誤差為導(dǎo)向孔對定位心軸的對稱度△J2 =0.03mm。 5）加工方法誤差△G 因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以在設(shè)計夾具時常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3。計算時可設(shè)△G =δk/3 (2)保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時，總加工誤差 △為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此，保證工件加工精度的條件為 △=上述各項誤差的平方和的平方根≤δk 即工件的總加工誤差 △應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差δk 。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量JC 。因此將上式改寫為： △≤δk-JC 或 JC =δk - △ ≥0 當(dāng)JC≥0時，夾具能滿足工件的加工要求。JC值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差δJ確定得是否合理。 鋼套鉆Φ29.8mm孔時，加工精度的計算列于表4-9所示： 表4-9 誤差名稱 加工要求 （40）mm 對稱度0.1mm △D 0 0.045mm △T 0.124mm 0.124mm △A 0 0 △J △J2+△J3=（0.06+0.03）mm △J2=0.03mm △G (0.2/3)mm=0.067mm (0.1/3)mm=0.033mm △ 0.156mm 0.0194mm JC (0.2-0.156)mm=0.044mm＞0 (0.1-0.0194)mm=0.0806mm＞0 誤差名稱 加工要求 （40 ）mm 對稱度0.1mm △D 0 0.045mm △T 0.124mm 0.124mm △A 0 0 △J △J2+△J3=（0.06+0.03）mm △J2=0.03mm △G (0.2/3)mm=0.067mm (0.1/3)mm=0.033mm △ 0.156mm 0.0194mm JC (0.2-0.156)mm=0.044mm＞0 (0.1-0.0194)mm=0.0806mm＞0 由表4-9可知，該鉆模能滿足工件的各項精度要求，且有一定的精度儲備。 4.3 計算夾緊力 （1） 由4.1中分析選擇點接觸式螺旋夾緊機構(gòu)，計算此夾緊機構(gòu)的夾緊力。單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力按下公式計算： W0=QL/【r′tanφ1+rztan（а+φ2′）】 （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）； r′——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm），其值視為螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定； φ1 ——螺桿端部與工件間的摩擦角； φ2′——螺旋副的當(dāng)量摩擦角（）； rz ——螺紋中經(jīng)之半（mm）； а ——螺紋升角。） （2）計算公式中各項的值 ①確定原始作用力Q的值： 由于是手動的簡單裝置，根據(jù)經(jīng)驗選擇Q