I課程設(shè)計課 題：擺架工藝與夾具設(shè)計專 業(yè)：學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時 間： II摘 要本設(shè)計是基于擺架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。擺架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以孔系定位加工出平面，再以平面與孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面?？紫档募庸げ捎玫氖亲鴺朔ㄧM孔。整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾具，機構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：擺架零件；工藝；夾具；IIIABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: parts; fixture;IV目 錄摘 要 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????IIABSTRACT??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????III第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1 零件的分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.1 零件的作用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.2 零件的工藝分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2 確定毛坯的制造形式 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.3 擺架加工工藝措施 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.3.1 孔和平面的加工順序 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.3.2 孔系加工方案選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.4 擺架加工定位基準的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.4.1 粗基準的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.4.2 精基準的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.5 擺架加工主要工序安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ????????????????????????????????????????????????????61.7 確定切削用量及基本工時（機動時間） ????????????????????????????????????????????????????????????7第 2 章 鉆 φ15 孔工序的夾具設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192.1 設(shè)計要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192.2 夾具設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192.2.1 定位基準的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192.2.2 切削力及夾緊力的計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192.3 定位誤差的分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????222.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????232.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????242.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26總 結(jié)?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27參考文獻???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28致 謝?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????291第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是擺架。擺架的主要作用是保證各零件之間能夠通過擺架進行正常裝配,并能進行合理運行。因此擺架零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。1.1.2 零件的工藝分析由擺架零件圖可知。它的外表面上有 3 個平面需要進行加工?？紫翟谇昂蠖嗣嫔?。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以 ?82 的底面面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：?82的底面的銑削加工；其中有表面粗糙度要求為 （2）以頂面為主要加工3.Ram?平面的加工面。這一組加工表面包括：頂面的銑削加工；2- M8 螺紋孔加工其中底面有表面粗糙度要求為 ，鉆 R6 扁孔工藝孔，銑 R6 扁槽mRa?3.6（2）以上端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：上端面、尺有表面粗糙度要求為 .2（3）以寬度為 50mm 的兩側(cè)面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：寬度為 50mm 的兩側(cè)面尺有表面粗糙度要求為 3.2Ram?（4）以 ?52 內(nèi)孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：?52 內(nèi)孔2尺有表面粗糙度要求為 3.2Ram?（4）以 Φ12 孔、Φ15 孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：?52 內(nèi)孔尺有表面粗糙度要求為 .1.2 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。1.3 擺架加工工藝措施由以上分析可知。該擺架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于擺架來說，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(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.3.1 孔和平面的加工順序擺架類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工擺架上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。擺架的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。擺架零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.3.2 孔系加工方案選擇擺架孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除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(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。1.4 擺架加工定位基準的選擇1.4.1 粗基準的選擇粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：3（1）保證各重要孔的加工余量均勻；（2）保證裝入擺架的零件與一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要孔作為主要基準。即以擺架的輸入軸和輸出軸的孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與邊緣的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與邊緣的相對位置。1.4.2 精基準的選擇從保證擺架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應(yīng)能保證擺架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從擺架零件圖分析可知，它的頂平面與各主要孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，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。至于前后端面，雖然它是擺架的裝配基準，但因為它與擺架的主要孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。1.5 擺架加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。擺架加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到擺架加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于擺架，需要精加工的是孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇c??908打及 0.25%—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4內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20制定以下兩種工藝方案：方案一工序號工 序 內(nèi) 容10 鑄造20 時效處理30 粗銑尺寸為 ?82 的底面40 粗銑上端面50 粗銑左端面60 半精銑尺寸為 ?82 的底面70 半精銑上端面80 半精銑左端面90 粗銑、半精銑寬度為 50mm 的兩側(cè)面100 鉆擴 Φ32 孔110 粗車 ?52 內(nèi)孔120 半精車 ?52 內(nèi)孔130 精車 ?52 內(nèi)孔140 車 2x1 退刀槽150 粗銑尺寸為 105 的兩外側(cè)面160 粗銑尺寸為 65 的兩內(nèi)側(cè)面170 半精銑尺寸為 65 的兩內(nèi)側(cè)面180 鉆擴鉸 Φ12 孔190 鉆擴鉸 Φ15 孔200 鉆 4-M8 螺紋底孔攻絲 4-M8210 鉆 4-M6 螺紋底孔攻絲 4-M6220 去毛刺230 檢驗入庫5方案二工序號工 序 內(nèi) 容10 鑄造20 時效處理30 粗銑尺寸為 ?82 的底面40 粗銑上端面50 粗銑左端面60 半精銑尺寸為 ?82 的底面70 半精銑上端面80 半精銑左端面90 粗銑、半精銑寬度為 50mm 的兩側(cè)面100 鉆擴 Φ32 孔110 粗車 ?52 內(nèi)孔120 半精車 ?52 內(nèi)孔130 精車 ?52 內(nèi)孔140 車 2x1 退刀槽150 鉆擴鉸 Φ12 孔160 鉆擴鉸 Φ15 孔170 粗銑尺寸為 105 的兩外側(cè)面180 粗銑尺寸為 65 的兩內(nèi)側(cè)面190 半精銑尺寸為 65 的兩內(nèi)側(cè)面200 鉆 4-M8 螺紋底孔攻絲 4-M8210 鉆 4-M6 螺紋底孔攻絲 4-M6220 去毛刺230 檢驗入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工端面再加工孔，而方案二是先加工孔再加工端面，違背了先面后孔的原則，綜合考慮確定具體的加工路線如下:6工序號工 序 內(nèi) 容10 鑄造20 時效處理30 粗銑尺寸為 ?82 的底面40 粗銑上端面50 粗銑左端面60 半精銑尺寸為 ?82 的底面70 半精銑上端面80 半精銑左端面90 粗銑、半精銑寬度為 50mm 的兩側(cè)面100 鉆擴 Φ32 孔110 粗車 ?52 內(nèi)孔120 半精車 ?52 內(nèi)孔130 精車 ?52 內(nèi)孔140 車 2x1 退刀槽150 粗銑尺寸為 105 的兩外側(cè)面160 粗銑尺寸為 65 的兩內(nèi)側(cè)面170 半精銑尺寸為 65 的兩內(nèi)側(cè)面180 鉆擴鉸 Φ12 孔190 鉆擴鉸 Φ15 孔200 鉆 4-M8 螺紋底孔攻絲 4-M8210 鉆 4-M6 螺紋底孔攻絲 4-M6220 去毛刺230 檢驗入庫1.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“擺架”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170—241，7生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（1）底面的加工余量。根據(jù)工序要求，底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m4.3~70.2 m28.0?精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。1（2）前后端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、 、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取 。m5.3~70.3鑄件毛坯的基本尺寸為 ，根據(jù)《機械加工工藝手m375.206??冊》表 2.3.11，鑄件尺寸公差等級選用 CT7。再查表 2.3.9 可得鑄件尺寸公差為。6.1（3）螺孔加工余量毛坯為實心，不沖孔。表 1 毛坯尺寸零件尺寸 單側(cè)余量 雙側(cè)余量 鑄件尺寸105 3 6 2965 2 4 24￠12 實心鑄造 實心鑄造 無￠15 實心鑄造 實心鑄造 無4-M8 實心鑄造 實心鑄造 無4-M6 實心鑄造 實心鑄造 無1.7 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30：粗銑尺寸為 ?82 的底面機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX528刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 40：粗銑上端面機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX52刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?96?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 50：粗銑左端面機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pam3?10每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取fa銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zmaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 60 半精銑尺寸為 ?82 的底面銑削深度 ：pa1?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zmaf/15.0?V取 sV機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n11， min/96.45631.010rdVn???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 70 半精銑上端面銑削深度 ：pam每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/15.0?V取 sV機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。12機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 80 半精銑左端面機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX52刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 113機動時間 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621????mjfl工序 100：鉆、擴?32 孔工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm，公差為 H7，表面粗糙度 。加工機床為 Z525 立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具1.6aR?分別為：鉆孔——Φ19mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ31.7mm 標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ32mm 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 根據(jù)參考文獻 [7]表 28-10 可查出 ，f 0.47~.5/fmr?表由于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld?.9lfk?。查 Z525 立式鉆床說明書，取(.47~.5).94~05/f mr??表。03/mr根據(jù)參考文獻[7]表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機'1.75/fr?床進給機構(gòu)允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允max169FN?許的進給量 ?！?.8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。f'f“f2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由v mP插入法得：，17/inm?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5mkW表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。由參考文獻[7]表 28-3， ， ，故0.8vk.lvk'17/in72(/in)???表 ''01./i16n rd?表查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：95/mir0/in4/mi110rv???由表 28-5， ，故.6MFTk4732.65()N51.904.8m?????3）校驗機床功率 切削功率 為P14'/)mMPnk?表（1.25(92461.05kWW??機床有效功率 ' 83E mkP??故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02dm?0.43/fr195/inr?14/inv?相應(yīng)地， ，516FN.8T?.0mkW（2）確定擴孔切削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-31，f。根據(jù) Z525 機床說明書，取f??::表 （ 0.78） /r0.7=49./r=0.57mm/r。2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻[7]表 28-33，取 。修vn 25/minv?表正系數(shù)：，0.8mvk?24.71.02(/1.09)ppRavak??根 據(jù)故 '25/in/min?表' '01)nd??表 （./i(24.7)86/ir查機床說明書，取 。實際切削速度為5/inr?301vdn????32.7/mi10/i??（3）確定鉸孔切削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-36， ，按該表f 1.3~26fm?表注 4，進給量取小植。查 Z525 說明書，取 。1.6/fmr2）確定切削速度 及 由參考文獻[7]表 28-39，取 。vn 8./inv表由參考文獻[7]表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk?0.9pavk524.7(/0152)pRa??根 據(jù)故 '8./min.89.4/minv?表 ' '01()nd?表15107.4(/min)(25)95/ir????查 Z525 說明書，取 ，實際鉸孔速度10/ir?30vdn??325/in7.8/min????（4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔： ， ， ，019m0.4/fr?195/ir?14/minv?擴孔： ， ， ，3.7d522.3鉸孔： ， ， ，021.6/f0/in78/i工序 100 刨 AB 平面 深度 ：pa1m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zf/5.0?V取 sV1機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.00rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt16工序 150：粗銑尺寸為 105 的兩外側(cè)面機床：臥式銑床 X6132 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl17工序 180：鉆擴鉸 Φ12 孔機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ121)進給量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=24~34m/min. 取 V=15m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 398r/minWπd10cv152??與 398r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 400r/min?，F(xiàn)選取 =400r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sn?415.07/mi?5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =1.28min6043.?工序 200：鉆 4-M8 螺紋孔機床：Z525 立式鉆床 ⑴鉆孔 ：6m?選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 m/r28.0f?機（《切削》表 2.15）in/8Vc?c10v0x16849r/minD?機機 π π按機床選取 /i機n./i100cV?機機 π π基本工時： min1230.1f9.8ltx???機 機⑵攻螺紋 M8mm：選擇 M8mm 高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fmr?7.5/mincV?機18107.5298(/min)cVnrD????查按機床選取 n機6.8/icm機基本工時： 1203.5(in)7.ltf?????機工序 210 鉆 4- 螺孔M 機床：Z525 立式鉆床 切削深度 ：pam6.2?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-39，f，取rf/8.0~2.?rf/5.0切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-41，取Vsm/36.機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n，取min/132.51436001rd???? min/130r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? sdV/5.62.540?????被切削層長度 ：lm7刀具切入長度 ，由式（1.8）有：1ctgctgkDlr 5.120.5)2~(21 ??????刀具切出長度 ：l走刀次數(shù)為 1機動時間 ，由式（1.5）有：jt min06.1325.071?????fnltj③、攻 螺紋孔6M機床：組合攻絲機刀具：高速鋼機動絲錐進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量fmp1?rmf/1?切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-105，取V19min/9.6/15.0sV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n，取i/24.34.0 rd???? min/350r?絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取 n50n?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? sdV/109.6104.0????被切削層長度 ：lm25刀具切入長度 ：1 mf31)~(???刀具切出長度 ：2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ，由式（1.5）有：jt min08.35120502121 ???????fnlfltj第 2 章 鉆 φ15 孔工序的夾具設(shè)計2.1 設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于 Z525 鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一鉆 φ15 孔。本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。2.2 夾具設(shè)計2.2.1 定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。20由零件圖可知：進行加工前，底面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案：選底面平面、和側(cè)面和心軸定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。2.2.2 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻[5]查表 可得：721?切削力公式： .06f PFDfK?式中 5m/r查表 得： 821?0.75()36bp?其中： 0.b??.48K?即： 95()fFN實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表 得：12?12KFW????有： 10.7,.6安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[5]表 可得：60~ 12?1.20.1.301.56K????所以 9586492()fWFN?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：FK??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1 可知其公式6~21參數(shù)：123456.0,.,1.0,3KK??由此可得： .310.56???所以 845()KWFN?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)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。b.實際需要的夾緊力 FJ 需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J 需=KFJ 理。c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力 FJ 是否滿足條件：FJFJ 需。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。22僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點：（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻[5]1～2～26 可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：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?901052???'29?螺旋夾緊力： 048()N?23該夾具采用夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得： KW??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)。2.3 定位誤差的分析為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj????與機床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：jMjjWDAZWj ???? ???⑴定位誤差 ： 11minDWd????2i 2min. DdJarctgL?????其中：，10.52Dm??20D??，d .3d， in?in4⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNl??查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw???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。2.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。24為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。表d D D1 H t基本 極限偏差 F7基本 極限偏差 D6＞0～1 3 +0.010+0.0046＞1～1.8 4 7＞1.8～2.6 5 86 9 --＞2.6～3+0.016+0.006＞3～3.36+0.016+0.008 9＞3.3～4 7 10＞4～5 8 118 12 16＞5～6+0.022+0.01010+0.019+0.01011＞6～8 12 1510 16 20＞8～10+0.028+0.011 15 18＞10～12 +0.034 18+0.023+0.0122212 20 250.00825＞12～15 22 26＞15～18+0.01626 3016 28 36＞18～22 30+0.028+0.01534＞22～26 35 3920 36HT150＞26～30+0.041+0.02042 46＞30～35 48+0.033+0.0175225HT15056＞35～42 55 59＞42～48 110 660.012＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。2.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除26在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取 HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。