臥式車床手柄座的加工工藝及夾具設(shè)計

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1、C6140臥式車床手柄座的加工工藝 及夾具設(shè)計 摘要：畢業(yè)要求需要設(shè)計一整套C6140臥式車床手柄座的加工工藝，并且設(shè)計兩套 專用夾具來裝夾手柄座進行快速生產(chǎn)。工藝設(shè)計的過程中需要考慮零件尺寸，考慮 零件是面還是孔以便選擇加工方法與加工機床。首先，分析零件圖，了解零件的功 用、材料、生產(chǎn)類型與技術(shù)要求。設(shè)計毛坯所用材料與具體大小形狀，確定每道工 序的加工工藝然后制定滿足要求的工藝路線。每道加工工序及時確定加工所需需要 的各種時間，其計算方法方式可以由各種文獻查到。專用夾具設(shè)計可以套用以往成 熟的夾緊方案，定位由手柄座外形可以輕松確定，設(shè)計結(jié)束后進行誤差計算分析合 理性。 關(guān)

2、鍵詞：工藝設(shè)計； 專用夾具；定位 面南科技女賢布襯畢業(yè)段材（倫女J 2.2生產(chǎn)綱領(lǐng) 2.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)計算 生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)的生產(chǎn)計劃，通常以一年為期，生產(chǎn)零件不能只生產(chǎn)需要數(shù) 量，還需要考慮其他因素，比如廢品的數(shù)量，因此生產(chǎn)綱領(lǐng)是根據(jù)需求與其他因素 計算出來的。機械制造工藝安排與生產(chǎn)綱領(lǐng)有關(guān)。因為工藝安排決定于生產(chǎn)類型， 生產(chǎn)類型是由生產(chǎn)綱領(lǐng)查表得出的。手柄座生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式如下； N = Qn（l + a）（l + h） 其中各字母代表意義如下： N…一手柄座計劃生產(chǎn)數(shù)量（件/年）； Q—手柄座需要的一年產(chǎn)量（臺/年）； n——臺機床需要的手柄座數(shù)量（件/臺）； a

3、 ----手柄座需要多加工數(shù)量，一般取為2%~4%； b----手柄座可能產(chǎn)生的廢品數(shù)量，一般取為0.3% ~0.7%o 設(shè)手柄座的備品率為2%,廢品率為0.6%,則由式子有如下計算： N = Qn（\ +。）（1 + b） =20000x1x1.02x1.006=20522 （件/年） 2.2.2生產(chǎn)類型確定 按照一年為期的生產(chǎn)類型可以查表得出，查表數(shù)據(jù)如表2-1所示。 表2-1機械加工零件生產(chǎn)類型的劃分 生產(chǎn)類型 工作地點每月 擔負的工序數(shù) 產(chǎn)品年產(chǎn)量/件 重型(> 2000kg) 中型 (100?2000kg) 輕型 (< 100kg) 單件生產(chǎn) 不作

4、規(guī)定 <5 <20 <100 小批生產(chǎn) >20 ?40 5-100 20?200 100?500 中批生產(chǎn) >10?20 100?300 200?500 500?5000 大批生產(chǎn) >1 ?10 300?1000 500?5000 5000?50000 大量生產(chǎn) 1 >1000 >5000 >50000 由手柄座一年的生產(chǎn)產(chǎn)量N=20522件/年，又根據(jù)手柄座材料為灰鑄鐵與手柄座 尺寸結(jié)合可知手柄座零件的重量小于100kgo根據(jù)表2-1由數(shù)據(jù)進行比對可以確定， 手柄座為輕型零件，其生產(chǎn)綱領(lǐng)在五千到五萬之間，可以確定生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)。

5、 2.3技術(shù)要求 表2-2技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏 差(mm) 公差及精 度等級 表面粗糙 度值RA ( u m) 形位公差 (mm) 045圓小端面 43 IT11 3.2 中25mm孑L 025言°。33 IT8 1.6 中14mm孑L 奶擴 IT7 1.6 中10mm孑L 八 +0.015 IT7 1.6 // 100： 40.2 A O5.5mm 孑L IT8 3.2 M10螺紋孔 M10 IT7 3.2 鍵槽 <+0.03 6（） IT10 側(cè)面1.6、 底面6.3

6、 槽 14mm ]4+023 *0 IT11 6.3  2.4手柄座的工藝分析 從零件圖可以分析得出，除了螺紋孔M10是在圓柱面上加工之外，其他每個孔 都是在平面上加工得到的。所以除了螺紋孔M10以外，其他孔都是容易用鉆頭輕松 定位加工，而且從公差及精度等級看，手柄座精度最高精度等級是IT7,表面粗糙度 為RA=1.6um,精度等級不高，可以在正常條件下加工出來。M10的螺紋孔雖然位 置要求高，加工面不是平面，但在大批量生產(chǎn)時，可設(shè)計專用夾具解決問題。手柄 座鍵和鍵槽中，鍵槽側(cè)面粗糙度要求較高，但在正常加工條件下，還是可以加工出 來?？偟膩碚f，手柄座比較容易

7、采用經(jīng)濟的加工方法加工出質(zhì)量有保障的產(chǎn)品，具 有良好的工藝性。 2.4.1端面加工 手柄座共有四個端面要加工：①45外圓凸臺的小端面有表面粗糙度要求，有加 工精度要求，①45圓大端面與中45外圓凸臺下的端面無特殊要求，但由于①45圓 的小端面加工需要以中45圓大端面為基準，所以都需要簡單加工；中14mm孔端面 也粗糙度要求，粗銃就能滿足加工要求。 2.4.2孔的加工 零件有五個孔要加工：①25圓為通孔，其外圓凸臺表面有加工精度要求，① 10mm孔共有兩個，并都是通孔，孔間有槽形成兩個對稱的內(nèi)端面，端面間有尺寸 要求。10mm的孔中心線與中25mm的孔中心線有位置度要求，根據(jù)

8、孔的粗糙度要 求可以查文獻［1］得出孔的加工方式為鉆一擴一釵可以達到零件要求精度。中14mm 孔不是通孔，并且加工的深度要求不高，但是必須保證孔的深度大致達到零件要 求。中5mm圓錐孔是通孔，孔徑較小，但由于其與手柄座相連的部件有配合，且內(nèi) 表面有表面有比較高的粗糙度要求，因此鉆孔后還需要進行精釵以達到要求。中 5.5mm孔是通孔與鍵槽上的鍵有配合要求，又由于內(nèi)表面粗糙度要求比較高，因此 中5.5mm孔進行鉆孔后依然需要進行精釵以達到加工精度要求。 2.4.3螺紋孔的加工 螺紋孔中心線與①25mm孔中心線連線有30°的角度要求，再者螺紋孔的中心 與中45外圓凸臺的小端面有尺寸

9、精度要求，但精度要求不高。10mm螺紋孔加工時是在中45外圓柱表面上進行加工，加工對刀難度大，用裝夾要求高加工的難度比較 大。 2.4.4鍵槽與槽的加工 中25mm孔上的鍵槽每個表面都有粗糙度要求，其中兩個側(cè)面需要的粗糙度要 求最高，需要精加工才能滿足要求，又因為其底面尺寸基準與①25mm有關(guān)，由于 以圓柱內(nèi)表面為基準進行定位加工，難以加工，但是使用拉床可輕松達到要求，由 此可知加工還是比較容易。槽14mm兩側(cè)面雖然有粗糙度要求，但是要求并不高， 因此采用銖床進行一次銖削得到，由于槽比較深，銖削時應(yīng)采用銃刀直接較大的鑲 齒鐵刀。 通過對每個面與孔的加工工藝進行分析，手柄座的

10、加工遵循先面后孔原則先加 工出①45mm圓柱兩端面，由兩個表面粗糙度分析，①45mm的小端面進行粗銖后 仍舊要進行半精銃加工，可以對螺紋孔等進行定位。而以①45小端面為基準加工出 中25H8mm的孔，后面的孔加工，鍵槽等的加工都以中25H8mm的孔為精基準。因 此用①45mm小端面還有①25H8mm的孔作整體定位基準，其余的面與孔加工可以 以較高精度加工出來以滿足零件加工要求。 第3章毛坯設(shè)計 3.1毛坯制造方法 由于手柄座材料采用的是灰鑄鐵，并且零件尺寸比較小，由于零件有外圓柱面 還有一個半圓柱面因此零件形狀復(fù)雜。由于為大批量生產(chǎn)對生產(chǎn)效率要考慮，精度 要求高，因此采用砂

11、型鑄造中的金屬模機器造型。由于手柄座上孔大部分都較小， 而且有位置要求，表面有粗糙度要求，孔都不鑄出，全部由機械加工出來以滿足精 度要求。 3.2毛坯尺寸 手柄座零件材料采用灰鑄鐵，采用鑄造方法造毛坯。查閱文獻［2］提供表5-7、 表5-8、表5-9可選擇公差等級和加工余量等級。＜b45mm兩個端面之間的距離為 43mm，但本次加工要進行端面粗銖與精銖因此將余量放大。兩個端面需進行兩次粗 銃以及一次半精銖，因此兩個端面間的尺寸為47mm,由于加工余量等級為G級則 尺寸公差是2.8mm。①14mm孔的端面與①25mm孔中心線的距離由零件可知為 43mm，但是因為需要加工孔，因此

12、面需要粗銃，粗銃加工余量設(shè)計為2mm,因此 基本尺寸為45mm。 45 圖3-1手柄座毛坯圖 第4章 機械加工工藝設(shè)計 4.1基準的選擇 粗基準在選擇時常常選擇還沒有進行加工的面，如本次手柄座粗基準選擇6 45mm大端面，粗基準選擇需要根據(jù)加工的面選擇，本次加工選擇 45mm小端面，可減少誤差。若選擇6 45mm小端面后粗銖645mm大端面會 導致銖的面過大，使得加工的誤差大量累積降低加工精度，并且由于鑄件表面密度 較大，加工厚度不均勻會加速刀具的損耗。粗基準選擇時需選擇平整光滑表面，如 果選擇作為粗基準的表面有缺陷，將直接導致

13、加工精度不合格。最為重要的是粗基 準只能夠使用一次，多次使用粗基準會使選擇的粗基準誤差累積，降低加工精度， 因為粗基準本身未進行加工，本身精度就不高。比如選擇645mm大端面為基準加 工6 45mm小端面，然后又以4>45mm大端面為基準加工6 25mm孔，將直接導致孔 的位置不對。 精基準的選擇主要考慮減少定位誤差，精基準選擇經(jīng)濟合理的，有足夠加工余 量，能盡量減少誤差。精基準最好能在加工步驟中得到重復(fù)使用，這樣能提高加工 精度，多次使用精基準能減少加工中零件的裝夾次數(shù)，本次手柄座加工中將重復(fù)使 用6 25mm孔為精基準。機械加工中，盡可能使用精基準加工，使后續(xù)工序集中，

14、定位精確，選擇精基準后再考慮如何選擇正確粗基準加工出精基準面，由基準選擇 可選擇加工工藝流程重要部分。 4.2加工工藝的確定 手柄座加工部分可分為平面、孑I、螺紋孔等，相應(yīng)的加工位置形式不同采用的 加工方法亦不同。每個部分有相應(yīng)的表面粗糙度要求、位置度等要求。根據(jù)需要的 加工精度要求由文獻[2]P24~25可查閱加工方法。 1.①45mm圓小端面。需要的精度等級IT11,表面粗糙度有要求進行粗銖半精 銖可達到精度等級要求與粗糙度要求。 2.045mm圓大端面。無特殊要求，由于其有關(guān)基準選擇按一般加工要求進行粗 3. ①25H8mm孔，需要的精度等級為IT8,有很高的表面粗糙

15、度要求，直接進行 鉆孔，精度達不到要求，因此需要皎孔，而釵孔之前由于孔比較大必須進行擴孔。 4. <1）10H7mm孔，需要的精度等級為IT7,表面粗糙度同樣比較高，直接進行鉆 孔，可是達不到精度要求，因此鉆孔后再釵孔使之達到精度要求。 5. M10螺紋孔。公差及精度等級IT7,表面粗糙度為Ra3.2,進行鉆達到精度等 級IT10-IT13,粗糙度Ra5~80,用絲錐攻螺紋公差帶4H~7H,粗糙度Ra3.2~0.8o 6. 鍵槽6H9。公差及精度等級IT10,表面粗糙度為側(cè)面Ral.6,底面Ra6.3,使 用拉床加工可以達到精度要求。 7.614H7mm孔，需要加工達到精度等級

16、為IT7,直接進行鉆孔，但是鉆孔后達 不到加工要求，由由于孔比較大，根據(jù)加工經(jīng)驗，鉆孔后需進行擴孔，進行釵達到 精度等級IT6 ~IT9,粗糙度Ra0.32~10o 8.

17、 Ra0.32~10o 11. 圓錐孔（D5mm。公差及精度等級IT7,表面粗糙度Rai.6,進行鉆達到精度等 級IT10-IT13,粗糙度Ra5~80,進行釵達到精度等級IT6 -IT9,粗糙Ra0.32~10。 綜上，根據(jù)每個加工方法得到精度等級和表面粗糙度與零件要求做比較，可以 確定每個工序的具體加工方案，歸納如下表。 表4.1加工方法 加工表面 公差及 精度等級 表面粗糙度值RA (u m) 加工方案 045圓小端面 IT11 3.2 粗銃一半精飩 中45圓大端面 IT12 12.5 粗銖 中25mm孑L IT8 1.6 擴一釵 中14

18、mm孑L IT7 1.6 鉆一擴一皎 中14mm孔端面 IT12 12.5 粗銖 中1 Omm孑L IT7 1.6 鉆一皎 O5.5mm 孑L IT8 3.2 鉆一釵 05mm圓錐孔 IT7 1.6 鉆一皎 M10螺紋孔 IT7 3.2 鉆一攻螺紋 鍵槽 IT10 側(cè)面1.6、底面6.3 插削 槽 14mm IT11 6.3 粗銖 4.3制定工藝路線 在得出零件各個加工表面的加工方法后，還需要保證零件選擇定位基準后加工 不影響加工精度。除此之外，還需要選擇要以哪個面或者孔為基準，以保證工件的 幾何精度、尺寸精度和位置精度

19、正確合理，并在此基礎(chǔ)上保證生產(chǎn)效率，以此制定 工藝路線。正確的工藝路線能大大提高加工精度，提高生產(chǎn)速率。 4.3.1方案一 工序一：準備毛坯鑄造需要材料； 工序二：毛坯鑄造，毛坯不能有缺陷； 工序三：粗銖手柄座兩個端面，再然后對中45mm的小端面進行合適的半精銖 加工保證加工后端面間的尺寸為43mm； 工序四：鉆一擴一精釵①25H8mm孔，通孔，無預(yù)留孔，直接鉆孔； 工序五：鉆一粗釵一精釵孔（D10H7mm,孔比較深，加工選擇合適鉆頭； 工序六：銖①14H7mm孔端面，由于無特殊要求，粗銃即可； 工序七：鉆一粗釵一精皎①14H7mm孔，由于孔不是通孔，要保證加工深度；

20、工序八：鉆一精釵（P5mm孔，因為孔徑比較小，鉆孔后直接皎孔； 工序九：銖槽14x43 mm,槽較深，鐵刀選擇鑲齒鐵刀； 工序十：鉆一精05.5 mm孔，因為其與鍵槽的鍵配合，加工精度較高； 工序■-一:拉鍵槽6H9 mm,選擇合適拉床，保證加工精度； 工序十二：鉆一攻M10螺紋孔，鉆孔時注意加工孔直徑，選擇絲錐機器加工螺 紋； 工序十三：終檢。 4.3.2方案二 工序一：準備毛坯鑄造材料 工序二：毛坯鑄造，毛坯不能有凹陷等缺陷； 工序三：直接加工中45mm的小端面加工方法為粗伏一半精銃，然后對中45mm 大端面進行粗銖加工； 工序四：鉆一擴一精蘋交①25H8mm孔，保

21、證加工精度達到H8； 工序五：鉆一粗皎一精車交孔①10H7 mm,加工精度必須達到H7； 工序六：CD14H7 mm孔端面為加工孔作準備粗供即可； 工序七：鉆一粗釵一精釵0）14H7mm孔，其孔與其他部件配合且精度較高需保 證精度； 工序八：鉆一精釵①5mm孔，配合孔因此孔也需精加工； 工序九：鐵槽14x43 mm，保證兩側(cè)面間距離、粗糙度合適； 工序十：鉆一精皎①5.5 mm孔，與鍵槽配合，粗糙度小精加工； 工序^一:拉鍵槽6H9 mm,選擇拉床，可一次加工完成； 工序十二：鉆一攻M10螺紋孔，機器大批量加工采用絲錐加工； 工序十三：終檢、入庫。 4.3.3方案三

22、工序一：準備毛坯材料； 工序二：毛坯鑄造，毛坯不能有顯著缺陷； 工序三：粗飩①45mm的小端面，接下來粗銖中45mm孔的大端面，最后再半 精銖加工孔①45mm的小端面； 工序四：鉆一擴一精釵①25H8mm孔，孔加工精度高，因此需精皎加工； 工序五：拉鍵槽6H9 mm,選擇拉床加工； 工序六：伏槽14x43 mm,鐵刀參數(shù)必須合適，否則端面間尺寸將出錯； 工序七：鉆一精釵①5.5 mm孑L,通孔，與鍵配合，精餃加工； 工序八：鉆一攻M10螺紋孔，使用機器絲錐加工； 工序九：鉆一精釵（D5mm孔，通孔，精度不高，但與其他零件配合需精釵加 工； 工序十：鉆一粗釵一精餃孔①10H

23、7 mm，保證加工精度； ； 工序十一：粗銖①14H7mm孔端面，由于無要求只為孔加工做準備，粗銖； 工序十二：鉆一粗皎一精較①14H7mm孔，盲孔，需保證加工精度； 工序十三：終檢、入庫。 4.3.4工藝方案分析： 對三個方案進行分析可以得出以下結(jié)論：方案一是先加工中45mm的小端面， 然后以其為基準加工①45mm孔的大端面，而方案二則先加工大端面再加工小端 Machining Technology and Fixture Design of Handle Base of C6140 Horizontal Lathe Abstract: Graduation requir

24、ements need to design a complete set of C6140 horizontal lathe handle base processing technology, and design two sets of special fixtures to clamp handle base for rapid production. In the process of process design, it is necessary to consider the size of parts and whether the parts are faces or h

25、oles in order to select the processing methods and machine tools. Firstly, the part drawings are analyzed to understand the functions, materials, production types and technical requirements of the parts. Design the material and specific size and shape of the blank, determine the processing techno

26、logy of each process, and then formulate the process route to meet the requirements. Each processing procedure determines in time the various time required for processing, and the calculation method can be found in various documents. The design of special fixture can be applied to the mature cla

27、mping scheme in the past. The location can be easily determined by the shape of the handle seat. After the design, the rationality of error calculation and analysis can be carried out. Key words: Process design, Special fixture, Positioning 面。這種加工方式看似沒有問題其實是不對的，因為這是第一次在毛坯上加工，而 毛坯由鑄造而成，毛坯表面比較致密，

28、若先加工大端面，誤差就會大量累積從而損 傷刀具，因此一般先加工面積較小的面，由此可見方案一比方案二優(yōu)秀。方案三中 兩個作為基準的孔①25H8mm與①10H7 mm沒有一起加工，后續(xù)基準比較凌亂，加 工精度不高不合理，方案三①10H7mm孔在M10螺紋孔前加工，難以保證位置精 度，因此先加工①10H7 mm孔，同理先加工①10H7 mm孔能更好定位05.5 mm錐 銷通孔、鍵槽6H9 mm和槽14x43 mm的精度。方案一在定位基準選擇與工序的安 排上比方案二和方案三都要優(yōu)秀，由此可見，手柄座應(yīng)選擇加工方案一。 工序一：備料，使用灰鑄鐵； 工序二：毛坯鑄造，采用機器批量生產(chǎn)；

29、工序三：先粗銖①45mm的小端面，然后以加工的面為基準粗銃中45mm的大 端面，最后半精伏中45mm加工小端面，保證精度，選擇X51立式銃床加工； 工序四：鉆一擴一精釵①25H8mm孔，通孔，無預(yù)留孔，保證加工精度，選擇 Z535立式鉆床加工； 工序五：鉆一粗釵一精皎孔①10H7mm,通孔，與（D25H8 mm孔有位置度要 求，精度較高，選擇精皎，選擇Z525立式鉆床加工； 工序六：粗銃①14H7mm孔端面，端面無要求加工精度，為加工孔作準備粗銖 即可，選擇用X51立式銃床加工； 工序七：鉆一粗釵一精釵①14H7mm孔，由于其是盲孔，且加工精度高，與外 部零件連接處，精較加工

30、，選擇Z525立式鉆床加工； 工序八：鉆一精釵①5mm孔，孔徑小，與其他有配合，精加工，選擇Z525立 式鉆床加工； 工序九：銖槽14x43 mm,選擇X62型號臥式銖床，刀具選擇鑲齒鐵刀，刀具 直徑選擇合適的一次加工成功； 工序十：鉆一精釵①5.5 mm孔，通孔，加工有粗糙度要求，與鍵配合，孔徑 小，精加工選擇Z525立式鉆床加工; 工序十一：拉鍵槽6H9mm,選擇L6120拉床，可一次加工成功且加工精度 高，省事高效； 工序十二：鉆一攻M10螺紋孔，大批量加工，采用機器加工，攻螺紋用絲錐， 選擇37搖臂鉆床進行鉆孔與攻螺紋； 工序十三：終檢、入庫。 4.4設(shè)備選擇

31、和工裝的選用 4.4.1機床選擇 機床選擇要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)類型，機床要保證加工到零件需要的精度要求，機 床尺寸規(guī)格要與零件外廓尺寸適應(yīng)。選擇結(jié)果如表4.1所示。 表4-1機床選擇 工序三、六 X51立式銃床 工序五、七、八、十 Z525立式鉆床 工序十一 L6120拉床 工序九 X62臥式銖床 工序四 Z535立式鉆床 工序十二 Z37搖臂鉆床 4.4.2刀具選擇 表4-2刀具選擇 加工內(nèi)容 機床 刀具 粗銃大小端面 X51 d=50mm, z=6直柄立鐵刀 半精銳小端面 X51 d=50mm, z=6直柄立鐵刀 鉆

32、mm 孑L Z535 O23mm高速鋼錐柄麻花鉆 擴（D25H8 mm 孑L Z535 024.8mm高速鋼錐柄擴孔鉆  鉉①25H8 mm孑L Z535 ①25mm高速鋼錐柄機用皎刀 鉆孔 O10H7 mm Z525

33、5高速鋼錐柄機用皎刀 精餃O14H7 mm孑L Z525 中14高速鋼錐柄機用釵刀 鉆05 mm錐銷通孔 Z525 O4.8mm的高速鋼麻花鉆 精釵①5 mm錐銷通孔 Z525 O5mm高速鋼直柄機用較刀 鐵槽 14x43 mm X62 鑲齒三面刃銖刀 鉆孔05.5 mm Z525 04.8的高速鋼錐柄麻花鉆 校孑］05.5 mm Z525 ①5.5mm的鉉刀 拉鍵槽6H9 mm L6120拉床 拉刀 鉆M10螺紋孔 Z37 08.5高速鋼錐柄麻花鉆 攻M10螺紋孔 Z37 MlOmm高速鋼機用絲錐 4.5機械加工余量、工序尺寸與公差

34、的確定 1. ①45mm小端面由于是作為孔加工精基準，需粗銖與精飩加工，由文獻［1］查 表L20可得:粗銃精度IT11,半精銖精度IT9,結(jié)果如下表。 表4-3. 1工序尺寸及公差計算表 工序名稱 加工余量(mm) 工序達到精度 工序尺寸及公差 (mm)  半精銖 0.5 IT9 43+0.062 粗銖 1.5 IT11 43.5%,16 2. ①25H8mm孔，無需在毛胚上留孔鑄造，那樣只會加大鑄造加工難度，只需 直接鉆孔后加工即可，由文獻⑴查表1-20可得：鉆孔精度IT12,擴孔精度 IT11,鉉孔精度IT8,結(jié)果如下。 表4-3. 2工序尺

35、寸及公差計算表 工序名稱 加工余量(mm) 工序達到精度 工序尺寸及公差 (mm) 精鉉 0.3 IT8 ①25才°°33 擴孔 1.8 IT11 0 24.8J013 鉆孔 0 IT12 中 23J021 3. (D10H7mm孔，通孔，孔徑較小，無法預(yù)留孔鑄造，直接鉆孔后釵孔加工使 其達到加工精度，由文獻［1］查表L20可得：鉆孔精度IT12,粗釵精度 IT10,精釵精度IT7。 表4-3. 3工序尺寸及公差計算表 工序名稱 加工余量(mm) 工序達到精度 工序尺寸及公差 (mm) 精皎 0.04 IT7 ①10嚴15 粗釵

36、 0.16 IT10 中9.96嚴58 鉆孔 0 IT12 中9.8嚴5 4. ①14H7mm孔，這個孔是盲孔，而且孔的直徑不大，預(yù)留有孔會使加工難度 增大，因此不預(yù)留孔，由文獻⑴查表1-20可得：鉆孔精度IT12,粗釵精度 IT10,精餃精度IT7,結(jié)果如下。 表4-3.4工序尺寸及公差計算表 工序名稱 加工余量(mm) 工序達到精度 工序尺寸及公差 (mm) 精釵 0.05 IT7 中 14o°015 粗釵 0.95 IT10 中 13.95J0058 鉆孔 0 IT12 ①13才0.15 5. M10螺紋孔，加工時要保證

37、加工前孔徑合理，用絲錐進行攻螺紋由文獻⑴查 表1-20可得：鉆孔精度IT12,攻螺紋為普通粗牙螺紋。 表4-3. 5工序尺寸及公差計算表 工序名稱 加工余量(mm) 工序達到精度 工序尺寸及公差 (mm) 攻螺紋 1.5 6H M10 鉆孔 0 IT12 0 8.5J0090 4.6加工用量與工時計算 4.6.1工序三計算相關(guān) 1. 粗銃①45mm小端面，其為第一次加工部分，加工面積較小。 (1) 進給量力 可以根據(jù)文獻［1］提供的表5-11看出加工每齒進給量范圍：兀=0.16?0.3 mm/z,每齒進給量選擇需要根據(jù)X51機床數(shù)據(jù)選擇，選擇范圍內(nèi)

38、有的量，否則就無 法正確加工，根據(jù)參考文獻［1］的數(shù)據(jù)表5-13,選擇:fz = 0.25mm/zo (2) 機床加工參數(shù)確定 同理可根據(jù)文獻［1］的表5-13可以知曉銃削需要的速度，v = 47m/min,由公式 n = , 算得 n=299.36r/mino red 根據(jù)參考文獻［1］提供的表4-15, X51銖床的主軸轉(zhuǎn)速知曉只有取n = 300r/min 才能滿足要求，實際切削速度可以由公式反推的出：u = 47.1m/min。而工作臺的進 給量是可以由公式：fMz=fz X n x Z計算得出，帶入所有求出的數(shù)據(jù)，不難的出結(jié) 果：/^=450mm/min,進給量為

39、計算結(jié)果還需要根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選擇，選擇結(jié)果表示 如下：/m =400mm/mino z (2)加工時間計算 銃削小端面的基本時間計算的公式可計算加工需要的時間，計算的公式為 ,其他時間如輔助時間、休息難以定量計算，其變動不確定，因此 7 Zwz 只計算基本時間。計算式中，由文獻⑴表5-43提供銖削基本時間可知： / = 45mm,/j =0.5(d_ J】)+(1 ?3),由d = 50mm,《二45mm,有計算結(jié)果 Z, = 0.5^0-7502 - 452)+1 = 15.1mm,其中l(wèi)2 = 3mm,所有的數(shù)據(jù)都是已知或者可以 由已數(shù)據(jù)計算得到，計算得tj = 0.16

40、mino 2. 粗銖①45mm大端面，大端面與對應(yīng)的小端面采用的刀具和機床是相同的， 并且只存在背吃刀量不同，因此不用再重新計算進給量與切削速度，只需計算加工 時間即可。 (1)加工時間計算 / + /] + Z9 fMz I = 85.5mm,=0.5(d_ Jd。 =0*0 - a/502-452 )+1 = 15.1mm d=50mm,6z<,=45mm,可有計算結(jié)果 選擇質(zhì)=3mm帶入計算，將前幾個選擇和計算 ，其中各個字母代表的意義的具體數(shù)字不存在未知。計算如下: 的數(shù)據(jù)帶入計算公式可知：tj = 0.26min。 3.①45mm小端面由于有加工精度要求，其

41、表面粗糙度亦有具體要求，因此 機床加工進給量與銃削速度要單獨計算。 (1)機床加工參數(shù)確定 由前面選擇銖刀時可知銃刀的直徑是知道的，并且銖刀選擇時齒數(shù)也考慮到， 即也是己知的，同理，加工余量計算時所有數(shù)據(jù)也已知，因此可直接查查文獻［1］表5-11得知每齒進給量在范圍X =0.16-0.3mm/z內(nèi)，由于機床進給只能夠選擇其中 得fz = 0.18mm/zo查文獻［1］表5-13可以大概知曉銖削需要的速度，選擇v = 49m/min,機床主軸轉(zhuǎn)速是可以根據(jù)已知的式子〃 =〔計算的，帶入選擇的速度 ml 算得n=312.10r/min,根據(jù)參考文獻［1］表4-15所列出的數(shù)據(jù)，可

42、以選擇，而且由于 是半精銃，可以適當取大點轉(zhuǎn)速取〃 = 380r/min,由〃=1。。。",實際的切削速度可 Tid 反推:v = 59.66m / min。 工作臺的進給量是可以由々廣介xnx z計算得到，帶入前面刀具參數(shù)與計算的 每齒進給量可得；為=410mm/min。根據(jù)立式銖床工作臺合理選擇進給量進給數(shù) 據(jù)，可選擇較合適的々7 = 400mm/mino （2）加工時間計算 由文獻⑴表5-43銃削基本時間的計算選擇正確計算公式,式中的 /mz 所有數(shù)據(jù)都是可以由已知數(shù)據(jù)計算的。由選擇的銖削基本時間的計算公式計算 其中數(shù)據(jù)結(jié)果如下： / = 45mm,/1 =0.5

43、（d_ J，）+（1 ?3）,其中 d=50mm,ae =45mm,可知有如下結(jié) 果"=0.5伉-一45。）+1 = 15.1mm,選擇l2 = 3mm進行計算，將這些計算的數(shù)據(jù) 再帶入總式有q = 0.16min。 4.6.2工序四計算相關(guān) 1. 鉆 CD25H8mm 孔。 （1）機床加工參數(shù)確定 可由閱文獻［2］表5-78得到fr = 0.78 ~ 0.96mm /r ,但是由于手柄座的材料使用 的是灰鑄鐵，剛性查閱資料可得其是中等剛性，因此f, =0.59?0.72mm/r。再根據(jù) Z535機床進給量選擇片=0.72mm/r,查閱文獻［2］中表5-80選擇合適鉆孔數(shù)據(jù)：

44、 v = 0.45m/s = 27m/min ,根據(jù)公式〃=】°°°，計算可知主軸轉(zhuǎn)速n=373.86r/mino查 nd 文獻［1］中的表4-9選擇機床有的主軸轉(zhuǎn)速：n=400r/min,帶入公式n = 1。。?？?,可得 nd 到機床加工時的切削速度v = 28.9m/min。 (2)加工時間 鉆孔的基本時間可由參考文獻［1］表5-41得到：式中沒有未知 m m D-d 數(shù)據(jù)Z=43mm, * = cotq + (1?2),九=8mm,取質(zhì)=3mm進行計算，帶入 總式得到：tj = 0.19mmo 2. 擴①25H8mm孔。 (1) 機床加工參數(shù)確定 進行擴孔加

45、工時需選擇合適的加工參數(shù)，據(jù)參考文獻［2］表5-81查詢每轉(zhuǎn)進給量 范圍為/ = 1.2mm/r ,由根據(jù)機床Z535選擇fr = 0.96mm /r。翻閱文獻⑵中的 表5-81可知擴孔加工切削速度是鉆孔加工的倍數(shù)： vc =(上?L)v鉆=14.5?9.6m/min , 〃 =四竺將計算得到的切削速度數(shù)據(jù)范圍帶入計 2 3 nd 算〃 =186.2?123.3r/min,其中只有數(shù)據(jù)〃 = 140r/min在Z535中可以查到，因此選 擇它作為轉(zhuǎn)速，根據(jù)式子〃 =1 °°皈推出v = 10.9m/min。 nd (2) 加工時間 計算公式：= 4= / + ? +■, 其中

46、 I = 43mm, " = ― cog+ (1 ?2)； mm 2 24 8 _ 23 D=24.8mm0 =23mm,g =60°,所以4 =—: cot60°+2 = 2.5mm,取Z2=3mm 帶 入總式計算，計算結(jié)果q = 0.36min。 3. 精車交①25mmH8孑L,保證皎孔精度，選用機床刀具已知。 (1) 機床加工參數(shù)確定 由參考文獻［2］中提供的表5-81列出的數(shù)據(jù)，選擇釵孔在范圍/ = 1.30-2.60mm/r 進行加工，據(jù)文獻［1］表4-10與Z535相關(guān)機床有的數(shù)據(jù)_/；=1.60mm/r,精釵 ①25mm的孔由加工參數(shù)選擇v=2?6mm/mi

47、n。由計算： 1000% 1000 x (2?6) nc = = — = 25 ?76(r/min) c nD yr x 25 i , ， 查閱文獻［1］表4-9立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速，?。簄=68 r/min,帶入公式〃=1°°°', 7id 其實際切削速度v=5.34m/mino (3) 加工時間 精餃孔的基本時間公式：tj = — *其中I = 43mm,帶入其進行計算 m m D-d I、= co",. + (l ?2)可得：Z1=2.05mm； D=25mm, = 24.8mm, Kr = 60°,取 Z2=3mm進行計算，所有數(shù)據(jù)帶入總式計算結(jié)果：tj =

48、 0.44mino 4.6.3工序五計算相關(guān) 1,鉆(P10H7mm 孔。 (1) 機床加工參數(shù)確定 考慮零件材料擁有剛性由文獻［2］提供的表5-78有/=0.47~0.57mm/r,根據(jù)機床 選擇范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，由文獻［1］中表4-10選擇的結(jié)果無=0.36mm/r。查閱文獻⑴中 與鉆孔相關(guān)表5-22選擇速度v = 16mm/min,又由it =】可以輕松計算得到結(jié)果 兀d n = 519.95r/min,根據(jù)機床Z525數(shù)據(jù)選擇n=545r/min,再根據(jù)n = '?！恪?，,實際加 7id 工零件時v=16.8m/mino (2) 加工時間 t- = 4 = / +

49、 < + ‘2 其中 /=38mm, " =—— cotq + (l ?2)計算結(jié)果，t? = mm 2 0.22mino 2. 粗鉉 Q10H7mm 孔。 (1) 機床加工參數(shù)確定 粗釵每轉(zhuǎn)進給量范圍戶0.65?l.3mm/r,由機床Z525選擇fr = 0.81mm /r。初步 由文獻⑵表5-82選擇V = 14m/min ,同樣可算出〃 =447.7(r/min),由機床Z525 數(shù)據(jù)選擇n = 545r/min進行加工，實際加工時：v = 17m/min o (2) 加工時間 = 4 = / +〈 + ‘2 , /=38mm, 4= ~ coty.+ (1 ?2)推出

50、t； = 0.10mm。 7 Jh Jn 2 ； 3. 精皎孔 Q10H7mmo (1) 機床加工參數(shù)確定 精餃①10H7mm的每轉(zhuǎn)進給量可由文獻［1］提供表5-30得知戶0.50?l.00mm/r, 需要考慮機床進給不能超出范圍，否則加工精度將大大降低，選擇機床 fr = 0.62mm /r。又選擇 v=3m/min,可得到n = 95r/min,由機床選取 n=97r/min, 則得出：v = 3.04m/mino (2) 機床加工參數(shù)確定 釵孔的基本時間：t： =土=' + "‘2 其中 /=38mm, < =—一 cot￡. + (l ?2), ,加 m 2 Z2

51、=3mm帶入計算公式可得q = 0.73min。 4.6.4工序六計算相關(guān) 1 .粗銖(D14H7 mm孔端面。 (1)機床加工參數(shù)確定 目錄 第1章緒論 1 1.1設(shè)計的意義 1 1.2發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3課題目的 2 第2章零件分析 4 2.1零件作用 4 2.2生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 5 2.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)計算 5 2.2.2生產(chǎn)類型確定 5 2.3技術(shù)要求 6 2.4手柄座的工藝分析 7 2.4.1端面加工 7 2.4.2孔的加工 7 2.4.3螺紋孔的加工 7 2.4.4鍵槽與槽的加工 8 第3章毛坯設(shè)計 9 3.1毛坯制造方法 9 3.2毛

52、坯尺寸 9 第4章 機械加工工藝設(shè)計 10 4.1基準的選擇 10 4.2加工工藝的確定 10 4.3制定工藝路線 12 4.3.1工藝路線方案一 12 由于銖面是為接下來的鉆孔做準備，只需粗加工，刀具與加工機床X51參數(shù)有 ￡ = 0.16 ?0.3mm/z,選擇fz = 0.25mm/zo 粗銃加工速度 v=47m/min,得出n = 299.36r/mino根據(jù)機床已有數(shù)據(jù)選取n = 300r/min ,得到u = 47.lm/min。 fMz~fz x n x z,帶入已知數(shù)據(jù)= 450mm/min,選擇= 400mm/mino (2) 加工時間 粗鐵的基本時間

53、計算公式tj = ' + /i+，2 ,式中，由文獻⑴表5-43銖削基本時間 fMz 的計算圖表標注可知： I = 31mm, Zj = 0.5(6?-yjd2 -(1 - 3),由 d=50mm/ ae =30mm,有虹=22mm, 選擇& =3mm,帶入所有數(shù)據(jù)到總式q = 0.14mino 4.6.5 1序七計算相關(guān) 1. 鉆①14H7 mm孔，刀具與機床各種參數(shù)己知，其不是通孔，加工中要保證深 度合適，否則將無法與其他零件連接。 (1) 機床加工參數(shù)確定 鉆孔時孔比較小，刀具直徑也小，據(jù)文獻［1］提供表5-22有/= 0.20?0.40mm/ r,選取f=0.28m

54、m/r。鉆孔速度選擇較小的，由v=16?24m/min, 〃 =】°°?？冢? 7id 到n = 391.96?587.95r/min,根據(jù)機床選擇?。骸?= 545i7min,實際加工實物時 v = 22.2m/min。 (2) 加工時間 "=4 = / +〈 +‘2 , I = 28mm； \ = 3mm ； /2 = 0mm , 計算結(jié)果：t； 仇 fri = 0.20mino 2. 粗釵①14H7mm孔。 (1)機床加工參數(shù)確定 粗鉉014H7mm孔每轉(zhuǎn)進給量戶0.10?2.00mm/r,選擇較加工精度較低的則有 fr = 0.81mm /r , v = 12.

55、6m/ min ,因〃 =1。。。，, n - 287.7(r/min),據(jù)機床選?。? red 〃 = 272r/min ,實際加工時：v = 11.9m/min。 (2) 加工時間 根據(jù)參考文獻［1］表5-41,餃孔的基本時間：'=土= ' + "'2其中/=28mm, m m D-d 4 = cog. + (1?2),質(zhì)=0mm帶入計算公式可得， ty=0.14min 3. 精釵CD14H7mm的孔 (1) 進給量人 查閱文獻［2］提供的表5-8可以得出f = 0.10~2.00mm/r,選擇機床擁有的運 行數(shù)據(jù) fr = 0.81mm / r。 (2) 機床加

56、工參數(shù)確定 本次精餃孔時v = 4m/min ,又有n = 1。。。，, n =91.0(r/min),由機床參數(shù) 7id 取：w = 97r/min ,實際加工有 v = 4.3m/min □ (3) 加工時間 鉉孔的基本時間：t, =_L=4 +匕其中/=28mm, I】="一＞ cog+ (1?2), mm 2 l2 = 0mm帶入計算公式可得， t;=0.39min 4.6.6工序八計算相關(guān) 1 .鉆 孔 (1)機床加工參數(shù)確定 由文獻［2］中提供的表5-78再考慮零件制造材料擁有的剛性可知/ = 0.20?0.25mm/r,據(jù)文獻［1］提供的表4-10知/

57、；. =0.22mm/r。查閱文獻［1］中表5-22 數(shù)據(jù)取v = 20m/min ,所以可以得出? = 1273.9r/min ,查文獻［1］中表4-9選擇取 值：〃 = 1360r/min ,實際加工零件時 v = 21.4m/min。 (3) 加工時間 根據(jù)參考文獻［1］中提供參考的表5-41, 孔的基本時間：t kj + l^+l^其 D-d 中 /=8mm,有= coty. + (1 ?2), l2 = 3mm帶入總式可得q = 0.05mino 2. 精釵05mm的圓錐孔 (1) 機床加工參數(shù)確定 據(jù)文獻［2］的表5-82可知f = 0.40?0.80mm/r,由

58、Z525機床可選擇數(shù)據(jù)中選取 f = 0.48mm/r。查閱文獻［1］提供的表5?26得u = 4m/min ,貝I n = 1°°°', 7id n=254.78m/min,查文獻［1］其中的表4.9可知:n=195m/mino進行實際加工時計算 得 v=3.06m/mino (2) 加工時間： 根據(jù)參考文獻［1］中表5-41,皎孔的基本時間：0=g=/ + ￡+‘2其中/=8mm, m fit D-d ，= cotx, + (1?2),可得虹=3mm, l2 = 3mm帶入計算公式可得， ty=0.15min 4.6.7工序九計算相關(guān) 1. 鐵槽14x43 mm,刀

59、具由加工槽的深度選擇鑲齒三面刃銖刀200X14GB/T 7953-1999,刀具齒數(shù)為22,可知曉一次走刀達到銖削寬度，使用X62型臥式銖床 進行加工。 (1)機床加工參數(shù)確定 由文獻［3］中的表3-3可知fr =1.2 - 2.7mm /r,自行取1.2mm/r ,由此可計算出 上號= 0.05mm/z。計算得到"119.33m/min ,由根據(jù) 〃 ='°°°，可得/:=190r/min,由文獻［1］提供表4-18參考選擇〃=190r/min。實際進行 7id 加工時v = 1.99m/s ,進而進給量算出為九=209mm/min ,根據(jù)文獻［1］中表4-19, 可以選

60、擇fM = 235mm /min實際加工每齒進給量計算為為力=0.056mm/z。 若每次背吃刀量選擇為4mm,可由尺寸數(shù)據(jù)得出總共需要走11刀才能完成加 工。有計算 11 / ao \ A = Z^x4/? + 8j = 0.88x(4 + 8 + 12 + ??? + 44)+88 = 320.32mm (2)加工時|0］ Z. ―― — 32。.32 = i.36min 7 v 235 4.6.8工序十計算相關(guān) 1 .鉆孑L①5.5 (1) 機床加工參數(shù)確定 根據(jù)零件材料的剛性據(jù)文獻［2］中的表5-78可矢口f = 0.20?0.25mm/r,由Z525選 擇尤=0

61、.22mm/r。查閱文獻［1］表5-22取v=24m/min,所以可以得出 ?=1592.4r/min,查文獻⑴中表4-9提供數(shù)據(jù)取〃 = 1360r/min,實際進行本次鉆孔 加工時 v = 20.5m/min。 (2) 基本時間 根據(jù)參考文獻［1］中的表5-41,皎孔的基本時間：t _LJ + l^+l2其中 m m n-d /=5mm, 4= cotq + (l?2),計算結(jié)果Z1 = 3mm,取l2 = 3mm,將得到的所 有數(shù)據(jù)帶入總式t7=0.037mino 2. 餃孑L 05.5mm (1) 機床加工參數(shù) 查閱文獻［2］中表5-82數(shù)據(jù)可知f = 0.6

62、5?l.30mm/r,據(jù)Z525選取f = 0.81mm/ro 選v = 8m/min,根據(jù)〃 =1°°°口 , n=463.23m/min,查文獻［1］中表 4?9 7id 提供的機床數(shù)據(jù)n=392m/mino 則實際切削速度為：v=6.77m/min (2) 加工時間 根據(jù)文獻［1］提供表5-41,皎孔的基本時間：。+’2其中/=5mm, m m ，= —cot/c,. + (1 - 2),可得九=3mm,取l2 = 3mm帶入計總式進行計算可以 得，tj = 0.035mino 4.6.9工序十一計算相關(guān) 拉鍵槽6H9 mm 采用臥式內(nèi)拉床L6120o (1)進

63、給量確定:由參考文獻［1］表5-33與工件材料知，戶0.06?0.2mm/z現(xiàn)在取 f=0.06mm/zo 伺)拉削速度確定：由參考文獻［1］表5-34,按表面粗糙度Ral.6u m或公差 0.03-0.05mm,選取IV拉削速度組 3.5?3m/min,取 v=3.5m/mino (3) 基本時間 公式可計算拉削基本時間q =；:歡七 7 1000vzfz 其中z》=3.5, 1=43mm, r\ = 1.2, K=1.4, v=3.5m/min,心=0.06mm, z=9o 得出 t;=0.13min 4.6.10 T序十二計算相關(guān) 1. 鉆①8.5mm孑L,加工為攻

64、螺紋做準備，孔徑要合適。 (1)機床加工參數(shù)確定 由手柄座材料擁有的剛性可知得/ = 0.35?0.43mm/r ,根據(jù)Z37機床數(shù)據(jù)選擇 每轉(zhuǎn)進給量為：/=0.375mm/r。鉆小孔時v=20m/min,由〃='。。。，得出主軸轉(zhuǎn)速 n=749.34r/min,根據(jù)機床選擇n = 710r/min,帶入公式n ='。。嘰實際加工時 nd i/=18.95m/mino (3) 加工時間 t； = — = / + 4 +1 其中有 /=10mm, 4 ― cot/r +(1 ?2)計算有= 3mm, 7 fii fii 2 取?2 = 3mm計算結(jié)果：q = 0.06min。

65、 2. 攻M10螺紋孔，選擇機器鉆孔，讓它能實現(xiàn)大批量生產(chǎn) 刀具：MIOmm高速鋼機用絲錐， 機床：Z37搖臂鉆床。 (1) 機床加工參數(shù)確定 /?一定等于工件上的螺紋的螺距〃，否則無法正確加工零件，而該螺紋螺距 p=1.5mm由此f=1.50mm/r。查文獻［1］中的表4-7,選擇/=1.50mm/ro查文獻⑴中 的表5-37,攻螺紋需要切削速度查到為v=5?10m/min,實際由機床Z37取 v=8m/min。計算由〃=254.78r/mm,查文獻［1］中表4-6選擇主軸轉(zhuǎn)速取為 〃=224r/mm,實際攻螺紋時有 v=7.03m/min。 (2) 加工時間： 查文獻［

66、1］中表 5-46, tj = (1+?+人 + 】+?+■)、可知］=iomm, I. = 2 X J V fn fnQ ) 1.5 = 3mm, l2 = 2 x 1.5 = 3mm, i=l, n0 = 112r/mm,得出 tj =0.143min 第5章銖14mm槽夾具設(shè)計 5.1夾具設(shè)計分析 工序九需要在X62臥式銖床上銖14X43的槽，由于槽有粗糙度與尺寸要求，要 求精度較高，應(yīng)該采用專用夾具。專用夾具不僅可以提高加工的精度，更能在大批 量生產(chǎn)時節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的速度與質(zhì)量。 5.2方案設(shè)計 5.2.1定位方案設(shè)計 本次加工14X43的槽在工序九，在此之前的工序四與工序五已經(jīng)加工出兩個 孔，工序三則已經(jīng)加工出兩個端面，所以本次設(shè)計采用一面兩銷的定位方案。工序 四中加工的O25H8mm孔是后續(xù)加工的基準，因此這個孔用圓柱短銷定位可以限制兩個移動自由度。再以一個菱形銷插入與其同心的小孔中，由于銷的結(jié)構(gòu)特點其可 與圓柱短銷限制一個旋轉(zhuǎn)自由度：Y軸的轉(zhuǎn)動。而使零件與夾具體的一個面接觸可 限制一個移動自由度與兩個旋轉(zhuǎn)自由度，從而讓零件不動。由此