支架加工工藝和刨AB面夾具設計 第二種方案【含CAD圖紙、說明書】【大連交通課設專題】

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機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　1　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 30 粗銑P端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 粗銑P端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　2　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 40 粗銑Q端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 粗銑Q端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 460 91.2 0.15 1 1 0.33 0.4 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　3頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 50 半精銑P端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 半精銑P端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　4　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 60 半精銑Q端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 半精銑Q端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 460 91.2 0.15 1 1 0.33 0.4 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　5　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 70 粗銑底面(M面) HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 粗銑頂面(M面) 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 460 91.2 0.15 1 1 0.33 0.4 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　8　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 100 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆，擴，鉸Φ22 H7孔 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 700 1.22 0.33 5 1 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　8頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 110 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆，擴，鉸Φ18H7孔 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 700 1.22 0.33 5 1 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　9　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 100 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 刨床 BC6063 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 刨AB平面??? 刨刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　6　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 100 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 銑2X2退刀槽 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　10　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 90 銑2側18MM小平面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 銑2側18MM小平面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 460 91.2 0.15 1 1 0.33 0.4 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13頁 零件名稱 支架 第　11　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 130、130 鉆銑R6扁槽 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆R6扁孔底孔Φ13孔 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 2 銑R6扁槽 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　12　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 140 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆2-M8孔底孔 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 1300 1.22 0.26 3 1 2 對孔2-M8孔的螺紋孔攻絲 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 350 0.31 1 2.6 1 機械加工工序卡片 大連交通大學 機械加工工序卡片 零件圖號 共　13　頁 零件名稱 支架 第　13　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 150 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆孔M6的螺紋底孔 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 300 1.52 0.25 2.6 1 2 對孔M6的螺紋孔攻絲 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 350 0.31 1 2.6 1 課程設計 課 題： 支架加工工藝及刨AB面夾具設計 專 題： 專 業(yè)： 學 生 姓 名： 班 級： 學 號： 指 導 教 師： 完 成 時 間： 摘 要 支架零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract Hub parts processing and lathe fixture design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, process, cutting dosage, clamping, positioning II 目 錄 摘 要 II Abstract III 第1章 序 言 6 第2章 加工工藝規(guī)程設計 7 2.1 零件的分析 7 2.1.1 零件的作用 7 2..1.2 零件的工藝分析 7 2.2 確定毛坯的制造形式 8 2.3 支架加工工藝措施 8 2.3.1 孔和平面的加工順序 8 2.3.2 孔系加工方案選擇 8 2.4 支架加工定位基準的選擇 9 2.4.1 粗基準的選擇 9 2.4.2 精基準的選擇 9 2.5 支架加工主要工序安排 9 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 2.7確定切削用量及基本工時（機動時間） 13 第3章 刨A、B平面夾具設計 23 3.1 指出存在的問題 23 3.2 夾具設計 24 3.2.1夾具體設計 24 3.2.2 定位基準的選擇 24 3.2.3 定位方案和元件設計 24 3.2.4 定位誤差的計算 25 3.2.5切削力及夾緊力的計算 26 3.2.6 夾緊機構的設計 28 3.2.8確定夾具體結構尺寸和總體結構 29 3.2.9 夾具設計及操作的簡要說明 31 總 結 32 致 謝 33 參 考 文 獻 34 IV 29 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 支架零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是支架。主要作用是起固定連接其他部件的作用零。件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2..1.2 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 由支架零件圖可知。它的外表面上有3個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。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。現(xiàn)分析如下： （1）以P、Q面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：P、Q面的銑削加工；其中P、Q面有表面粗糙度要求為，Φ24孔、Φ36孔有表面粗糙度要求為。 （2）以頂面為主要加工平面的加工面。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 （3）以A、B端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：尺寸為210的小端面、尺寸18X23的小平面其中A、B面有表面粗糙度要求為 2.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT150，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，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，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2.3 支架加工工藝措施 由以上分析可知。該支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。 由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.3.1 孔和平面的加工順序 支架類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工支架上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。支架的加工自然應遵循這個原則。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，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。 支架零件的加工工藝應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。 2.3.2 孔系加工方案選擇 支架孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。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率的條件下，應選擇價格最底的機床。 2.4 支架加工定位基準的選擇 2.4.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入支架的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以支架的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。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，再以另一個主要支承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支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁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箱壁的相對位置。 2.4.2 精基準的選擇 從保證支架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證支架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從支架零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承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，雖然它是支架的裝配基準，但因為它與支架的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.5 支架加工主要工序安排 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。支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支架加工完成為止，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，也應該在粗加工階段完成。對于支架，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產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支承孔系，然后以支承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。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 制定以下兩種工藝方案： 方案一 工 序 號 工 序 內 容 10 鑄造 20 時效處理 30 粗銑P端面 40 粗銑Q端面 50 半精銑P端面 60 半精銑Q端面 70 粗銑底面(M面) 80 鉆，擴，鉸Φ22 H7孔 90 鉆，擴，鉸Φ18H7孔 100 刨AB平面?? 110 銑2X2退刀槽 120 銑2側18MM小平面 130 鉆R6扁孔底孔Φ12孔 140 銑R6扁槽 150 鉆2-M8孔攻絲 160 鉆M6孔攻絲 170 檢驗入庫 方案二 工 序 號 工 序 內 容 10 鑄造 20 時效處理 30 鉆，擴，鉸Φ22 H7孔 40 鉆，擴，鉸Φ18H7孔 50 粗銑P端面 60 粗銑Q端面 70 半精銑P端面 80 半精銑Q端面 90 粗銑底面(M面) 100 刨AB平面?? 110 銑2X2退刀槽 120 銑2側18MM小平面 130 鉆R6扁孔底孔Φ12孔 140 銑R6扁槽 150 鉆2-M8孔攻絲 160 鉆M6孔攻絲 170 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: 工 序 號 工 序 內 容 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火, 30 劃線打點 40 粗銑P端面 50 粗銑Q端面 60 半精銑P端面 70 半精銑Q端面 80 粗銑底面(M面) 90 鉆，擴，鉸Φ22 H7孔 100 鉆，擴，鉸Φ18H7孔 110 刨AB平面?? 120 銑2X2退刀槽 130 銑2側18MM小平面 140 鉆R6扁孔底孔Φ12孔 150 銑R6扁槽 160 鉆2-M8孔攻絲 170 鉆M6孔攻絲 180 檢驗入庫 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “支架”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT150，硬度HB為170—241，生產類型為大批量生產，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。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 （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。 鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機械加工工藝手冊》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。 （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 單側余量 雙側余量 鑄件尺寸 23 3 6 29 18 2 4 24 ￠18H7 實心鑄造 實心鑄造 無 ￠22H7 實心鑄造 實心鑄造 無 2-M8 實心鑄造 實心鑄造 無 M6 實心鑄造 實心鑄造 無 2.7確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序10 無切削加工，無需計算 工序20 無切削加工，無需計算 工序30：粗銑P端面 機床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 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，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.5） 工序40：粗銑Q端面 機床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 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，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.5） 工序50 半精銑P端面 銑削深度： 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，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ， 實際銑削速度，由式（1.2）有： 進給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機動時間，由式（1.5）有： 本工序機動時間 工序60 半精銑Q端面 銑削深度： 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，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ， 實際銑削速度，由式（1.2）有： 進給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機動時間，由式（1.5）有： 本工序機動時間 工序70 粗銑底面(M面) 機床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 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，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.5） 工序80：鉆、擴、鉸?22H7孔 工件材料為HT200，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2mm，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——Φ21.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ22mm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，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 2）確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 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，，，故 查Z525機床說明書，取。實際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， （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，。根據(jù)Z525機床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 （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，，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。 2）確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39，取。由 參考文獻[7]表28-3，得修正系數(shù)， 故 查Z525說明書，取，實際鉸孔速度 （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：，，， 擴孔：，，， 鉸孔：，，， 工序90：鉆、擴、鉸?18H7孔 工序90與工序80的計算方法完全一樣,為了篇幅需要,故不在一一列舉. 工序100 刨AB平面?? 深度： 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，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ， 實際銑削速度，由式（1.2）有： 進給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機動時間，由式（1.5）有： 本工序機動時間 工序120：銑2側18MM小平面 機床：臥式銑床X6132 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 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，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.5） 工序130：鉆R6扁孔底孔Φ12孔 機床：X52K立式銑床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ12 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=15m/min 3)確定機床主軸轉速　　 ns== 398r/min 與398r/min相近的機床轉速為400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; t= ==1.28min 工序130：鉆2-M8螺紋孔 機床：Z525 立式鉆床 ⑴鉆孔： 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 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min 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 按機床選取 基本工時： 工序140 鉆螺孔 機床：Z525 立式鉆床 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-39，，取 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.8）有： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間，由式（1.5）有： ③、攻螺紋孔 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 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ，取 絲錐回轉轉速：取 實際切削速度，由式（1.2）有： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間，由式（1.5）有： 第3章 刨A、B平面夾具設計 3.1 指出存在的問題 為了提高勞動生產率和降低生產成本，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。對于刨A、B平面夾具設計，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產成本和降低勞動強度。 3.2 夾具設計 3.2.1夾具體設計 設計夾具，首先要仔細分析加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進一步考慮零件間的連接關系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設計合理的結構實現(xiàn)個零部件間的相對運動；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應的材料。 完成鉆床夾具的所有設計后，用AutoCAD進行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標注相關尺寸及技術要求，最后進行論文撰寫、整理、修改完成該課程設計。 3.2.2 定位基準的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，滑鞍上的裝配基準為平面，而它們又是滑鞍上其他要素的設計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側面為定位基準。 3.2.3 定位方案和元件設計 根據(jù)以上零件的結構分析以及定位基準的選擇，可得定位基準為平面，因此可選擇定位元件為支承板,如圖4.1定位支承板所示。 圖4.1 定位支承板 根據(jù)工序圖及對零件的結構的分析，本道工序需限制4個自由度，為了增加定位的可靠行，實際限制了其6個自由度。本夾具采用6點定位原則，用兩個固定的支撐板作為一大平面，限制了工件的兩個旋轉自由度和一個移動自由度 3.2.4 定位誤差的計算 ⑴ 定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 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。 3.2.5切削力及夾緊力的計算 刀具：刨刀（硬質合金） 根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 式（3-1） 查表可得： 代入公式（3-1）得 = 查表可得刨削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 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： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖4.1受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 3.2.6 夾緊機構的設計 采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構，統(tǒng)稱螺旋夾緊機構。由于這類夾緊機構簡單，夾緊可靠，通用性大，故在機床夾具中得到廣泛運用。它的主要缺點是夾緊和松開工件時比較費力。 本夾具采用移動壓板進行夾緊，同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求。同時，由于移動壓板標準件，可直接購買，降低了夾具的制造成本。 夾緊力的計算 單個螺旋夾緊時產生的夾緊力按下列計算： 式中： W0——單個螺旋夾緊產生的夾緊力（N）； Q ——原始作用力（N）； L——作用力臂（mm）； ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端部的結構形式而定，參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-20； ——螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； ——螺紋中徑之半（mm）； ——螺旋升角（°），參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-21； ——螺旋副的當量摩擦角（°）， 式中為螺旋副的摩擦角（°），β為螺紋牙型半角（°），參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-22。 3.2.8確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復雜的基礎件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結構應便于排屑。此外，夾具體結構的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以考慮。 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機構所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸，確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 3.2.9 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 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：上海科學技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］。化學工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [8] [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，2542。 [9]?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，1987。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，2542。 [11] 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?？茖W技術出版社，1984。 [12] 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，1991。 [13] 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，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2540。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17 34