BKTM零件的銑72后端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含非標(biāo)8張CAD圖

BKTM零件的銑72后端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含非標(biāo)8張CAD圖,bktm,零件,72,端面,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,非標(biāo),cad BKTM零件的加工工藝及銑夾具設(shè)計(jì) 【摘要】 現(xiàn)代化的機(jī)械行業(yè)結(jié)構(gòu)變化很大，對(duì)于加工單位來說設(shè)計(jì)工藝水平對(duì)他們的影響是非常關(guān)鍵的。夾具行業(yè)的發(fā)展是非?？斓?，又因零件外形千變?nèi)f化專用夾具在夾具中的作用也是非常重要的。本次研究的對(duì)象是BKTM零件，該零件形狀規(guī)則外形方正，是機(jī)器或機(jī)構(gòu)上重要的零件之一，為機(jī)構(gòu)或機(jī)器的正常工作提供保障。零件上開設(shè)圓柱孔以及螺紋孔，零件相應(yīng)表面加工精度較高。 加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有零件的分析、生產(chǎn)類型的確定、制造方式的選擇、設(shè)計(jì)零件的加工工藝路線，選擇加工工藝裝備等。繪制毛坯圖以及工序圖，完成相應(yīng)的計(jì)算填寫工藝卡和工序卡。 本次專用夾具是為精銑72后端面而進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇的機(jī)床采用XK5032數(shù)控銑床。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有設(shè)計(jì)定位方案以及夾緊方案、選擇定位元件以及夾緊元件、設(shè)計(jì)夾具體以及選擇對(duì)刀塊等。 關(guān)鍵詞：BKTM零件；加工工藝；專用夾具；精銑；72后端面 Abstract: The structure of the modern machinery industry has changed a lot. For processing units, the impact of design technology on them is very critical. The development of the fixture industry is very fast, and the role of special fixtures in fixtures due to the ever-changing shape of parts is also very important. The object of this study is BKTM parts. The shape of the part is regular and square, and it is one of the important parts on the machine or mechanism, which guarantees the normal work of the mechanism or machine. Cylindrical holes and threaded holes are provided on the part, and the corresponding surface processing precision of the part is high. The main contents of processing technology design include analysis of parts, determination of production type, selection of manufacturing methods, design of processing route of parts, selection of processing equipment and so on. Draw the blank diagram and process diagram, complete the corresponding calculation and fill in the process card and process card. This special fixture is designed for precision milling of the rear face of 72. The machine tool selected is XK5032 CNC milling machine. The main contents of the design include designing positioning schemes and clamping schemes, selecting positioning elements and clamping elements, designing specific clamps, and selecting tool setting blocks. Keywords: BKTM parts; processing technology; special fixtures; precision milling; 72 rear face I 目 錄 1 緒論 1 1.1 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 1 1.2 機(jī)床夾具的功用 1 1.3 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 1 1.4 夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求 2 2 零件的分析 3 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的材料 3 2.3 零件的組成表面 4 2.4 零件的加工要求 4 2.5 零件的技術(shù)要求 4 3 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 5 3.1 零件生產(chǎn)類型的選擇 5 3.2 毛坯的制造形式的選擇 5 3.3 基準(zhǔn)的選擇與確定 6 3.4 加工工藝路線的確定 6 3.4.1 工藝路線方案一 6 3.4.2 工藝路線方案二 7 3.4.3 工藝路線的確定 7 3.5 加工機(jī)床及加工裝備的選擇 8 3.6 機(jī)械加工余量的選擇 8 3.7 選擇切削用量及計(jì)算加工的時(shí)間 9 4 專用夾具的設(shè)計(jì) 19 4.1 問題的提出 19 4.2 選擇定位方案和定位元件 19 4.3 選擇夾緊方案和夾緊元件 19 4.4 夾具體的設(shè)計(jì) 20 4.5 導(dǎo)向裝置選擇 21 4.6 銑削力計(jì)算 21 4.7 夾緊力計(jì)算 21 4.8 定位誤差分析 22 結(jié) 束 語(yǔ) 23 謝 辭 24 參考文獻(xiàn) 25 II 1 緒論 1.1 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須使工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)條件和經(jīng)濟(jì)效益等四方面達(dá)到辯證的統(tǒng)一。其中能穩(wěn)定地保證加工質(zhì)量是最基本的要求。為了提高生產(chǎn)率，夾具采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置以及快速高效的夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，這往往會(huì)增加夾具的制造成本，但當(dāng)工件的批量增加到一定規(guī)模時(shí)，因?yàn)閱渭墓r(shí)下降所獲得的經(jīng)濟(jì)效益將得到補(bǔ)償，從而降低工件的制造成本。因此所設(shè)計(jì)的夾具其復(fù)雜程度和工作效率必須與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，。 但是，任何技術(shù)措施都會(huì)遇到某些特殊情況，故對(duì)以上四方面有時(shí)候也很側(cè)重。例如對(duì)于位置精度要求很高的工件加工，往往著眼于滿足加工精度要求；對(duì)于精度要求不高的而生產(chǎn)批量較大的工件，則需要著重考慮提高夾具的工效。 總之，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)該滿足以下幾個(gè)基本要求： 1、保證工件的加工精度 即在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三個(gè)要求：工件在夾具中的定位，夾具在機(jī)床上的位置，刀具的正確位置。 2、保證工人的造作安全； 3、達(dá)到加工的造作生產(chǎn)率要求； 4、滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。 1.2 機(jī)床夾具的功用 機(jī)床夾具的主要功能如下： 1、保證加工質(zhì)量 使用機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。 2、提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本 使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且容易實(shí)現(xiàn)多件、多工位加工。 3、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。 4、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全 采用專用夾具裝卸工件顯然比不用夾具方便、省力、安全、迅速。 1.3 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 在機(jī)床上應(yīng)用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1、機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準(zhǔn)而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實(shí)現(xiàn)的，正確的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。 2、機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀與導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削相對(duì)工件或夾具的正確位置如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削，導(dǎo)向元件制成模板形成故鉆床夾具常稱為鉆模、鏜床夾具具有導(dǎo)向的功能。 1.4 夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求 為了確保工件的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，對(duì)夾緊裝置提出“正、牢、簡(jiǎn)、快”的基本要求，如下： 1、“正”就是在夾緊過程中應(yīng)保持工件原有的正確定位。 2、“牢”就是夾緊力要可靠、適當(dāng)，既要把工件壓緊夾牢，保證工件不位移、不抖動(dòng)；又不因?yàn)閵A緊力過大而使工件表面損傷或變形。 3、“簡(jiǎn)”就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性能好、容易制造。只有在生產(chǎn)批量較大的時(shí)候，才考慮相應(yīng)增加夾具夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。 4、“快”就是夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、迅速、方便、省力。 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，首先要合理選擇夾緊力的方向，再確定其著力點(diǎn)和大小，并確定夾緊力的傳遞方式和相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，最后選用或設(shè)計(jì)夾緊裝置的具體結(jié)構(gòu)，來保證實(shí)現(xiàn)上述基本要求。對(duì)于夾具體的基本要求有： 1、應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；2、力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸工件方便； 3、要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和實(shí)用性；4、結(jié)構(gòu)尺寸大小適當(dāng)且穩(wěn)定；5、排除切削問題要解決；6、夾具在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、安全； 2 零件的分析 2.1 零件的作用 本次研究的對(duì)象是BKTM零件，該零件形狀規(guī)則外形方正，是機(jī)器或機(jī)構(gòu)上重要的零件之一，為機(jī)構(gòu)或機(jī)器的正常工作提供保障。零件上開設(shè)圓柱孔以及螺紋孔，零件相應(yīng)表面加工精度較高。具體機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)見圖2-1BKTM零件圖。 圖2.1 BKTM零件圖 2.2 零件的材料 本零件材料選擇40Cr，是機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。具體分析如下： 40Cr是我國(guó)GB的標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)，40Cr鋼是機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好，水淬時(shí)可淬透到Ф28～60mm,油淬時(shí)可淬透到Ф15～40mm。這種鋼除調(diào)質(zhì)處理外還適于氰化和高頻淬火處理。切削性能較好，當(dāng)硬度為174～229HB時(shí)，相對(duì)切削加工性為60%。該鋼適于制作中型塑料模具。 這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負(fù)荷及中等速度工作的機(jī)械零件，如汽車的轉(zhuǎn)向節(jié)、后半軸以及機(jī)床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等； 經(jīng)淬火及中溫回火后用于制造承受高負(fù)荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉(zhuǎn)子、滑塊、套環(huán)等； 經(jīng)淬火及低溫回火后用于制造承受重負(fù)荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實(shí)體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環(huán)等； 經(jīng)調(diào)質(zhì)并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、 螺釘、螺帽、進(jìn)氣閥等。此外，這種鋼又適于制造進(jìn)行碳氮共滲處理的各種傳動(dòng)零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。 2.3 零件的組成表面 1、72±0.05前后兩端面，所在的表面及端面；2X45°倒角，所在的表面及端面；4-Φ22通孔，所在的表面及端面； 2、280X280周邊及C30倒角，所在的表面及端面；242X240、240X98及30X45°倒角，所在的表面及端面； 3、4-Φ23通孔，所在的表面及端面；2-Φ23通孔，所在的表面及端面；2-M12螺紋孔，所在的表面及端面； 2.4 零件的加工要求 1、72±0.05前端面，加工后其表面粗糙度公差為Ra0.8um；72±0.05后端面，加工后其表面粗糙度公差為Ra1.6um； 2、280X280四周邊，加工后其表面粗糙度公差為Ra1.6um； 3、2-M12螺紋孔上端面及98左右兩端面，加工后其表面粗糙度公差為Ra1.6um； 4、零件圖上其余未注加工要求的表面、端面及內(nèi)孔，加工后其表面粗糙度公差為Ra6.3um。 2.5 零件的技術(shù)要求 1、主視圖98左右兩端面，相對(duì)于280左右兩端面的對(duì)稱度公差為0.02； 2、72±0.05前后兩端面，相對(duì)于280前后兩端面的對(duì)稱度公差為0.02； 3、框架的兩條軸線相互垂直，誤差不大于0.1°。 27 3 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.1 零件生產(chǎn)類型的選擇 企業(yè)越是專業(yè)，生產(chǎn)產(chǎn)品的類型就越多，這些都會(huì)影響到工藝流程的制定。生產(chǎn)數(shù)量又三種，一種是大量的，一種是成批的，還有一種是單件的，生產(chǎn)類型不一樣，加工工藝也就完全不一樣。根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)還有特征將產(chǎn)品的生產(chǎn)類型定下來，所謂生產(chǎn)綱領(lǐng)，說的就是計(jì)劃時(shí)間里面的生產(chǎn)數(shù)量還有進(jìn)度安排。 論文設(shè)計(jì)的BKTM零件外形規(guī)則，查看機(jī)械資料，這個(gè)零件生產(chǎn)類型是大批的，先將它的工藝進(jìn)行一個(gè)大致的安排：劃分加工流程；工序集中；用通用機(jī)器生產(chǎn)加工，買很多專用工裝回來。 3.2 毛坯的制造形式的選擇 零件的材料為KT37-12，零件的輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，又為大批量生產(chǎn)。通過對(duì)毛坯制造形式的查閱，其毛坯的種類主要有鑄造，鍛造，型材等。本零件的毛坯選擇鍛造的制造形式，以提高生產(chǎn)效率和效益。零件輪廓的鍛造毛坯選擇2.5mm的加工余量，零件上的圓柱孔，螺紋孔均采用實(shí)心鍛造的方式獲得。具體結(jié)構(gòu)見圖3.1BKTM零件毛坯圖。 圖3.1 BKTM零件毛坯圖 3.3 基準(zhǔn)的選擇與確定 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)在進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)盡可能滿足的要求和原則有：保證相互位置要求原則；保證加工表面加工余量合理分配的原則；便于工件裝夾原則；粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則；為了保證所有加工表面有足夠的加工余量,選用加工余量小的表面作粗基準(zhǔn),不要用同一尺寸方向上；有非加工表面,應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)；對(duì)所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正，且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時(shí)，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。 本零件選用72前后端面為粗基準(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇 工件加工的第一工序或最初幾道工序中，用已加工過的表面所作的定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)在進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)盡可能滿足的要求和原則有：“基準(zhǔn)重合”原則；“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；“自為基準(zhǔn)”原則；“互為基準(zhǔn)”原則；精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。 本零件也選用72前后端面及280X280周邊作為精基準(zhǔn)。 3.4 加工工藝路線的確定 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。 3.4.1 工藝路線方案一 工序1、鍛造； 工序2、熱處理； 工序3、鉆4-Φ22通孔； 工序4、銑242X240周邊； 工序5、銑72前端面； 工序6、銑72后端面； 工序7、粗銑280X280周邊； 工序8、鉆4-Φ23通孔； 工序9、鉆2-Φ23通孔； 工序10、鉆2-M12螺紋孔； 工序11、終檢； 3.4.2 工藝路線方案二 工序1、鍛造； 工序2、熱處理； 工序3、粗銑72前端面； 工序4、粗銑72后端面； 工序5、粗銑280X280周邊； 工序6、線切割242X240周邊； 工序7、精銑72前端面； 工序8、精銑72后端面； 工序9、精銑280X280周邊； 工序10、鉆4-Φ23通孔； 工序11、鉆2-Φ23通孔； 工序12、鉆2-M12螺紋孔； 工序13、鉆4-Φ22通孔； 工序14、磨72前端面； 工序15、清洗； 工序16、終檢； 工序17、入庫(kù)。 3.4.3 工藝路線的確定 方案1：加工的流程是先對(duì)零件上4-Φ22通孔進(jìn)行鉆孔加工，而后以4-Φ22通孔為定位基準(zhǔn)，對(duì)72前后兩端面、內(nèi)部242X240以及外部280X280進(jìn)行銑加工。最后，完成零件上其他孔的加工。 方案2：加工的流程是先對(duì)零件上72前后兩端面進(jìn)行銑加工，以此為主要定位面進(jìn)行外部280X280進(jìn)行銑加工，內(nèi)部240X240線切割加工。而后對(duì)零件上的通孔及螺紋孔進(jìn)行鉆削加工，最后，磨削72前端面。 方案1加工工序簡(jiǎn)便，但采用鍛造端面對(duì)4-Φ22通孔進(jìn)行鉆孔加工，其孔的尺寸和形位公差很難保證。內(nèi)部242X240周邊采用銑加工不合適，存在圓弧過渡的情況。72前端面因Ra達(dá)0.8um，需對(duì)其進(jìn)行磨削加工。方案2加工工序是在方案1的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，先銑加工出零件的大面，以其作為定位基準(zhǔn)對(duì)孔進(jìn)行加工及線切割的加工。最后，對(duì)72前端面進(jìn)行磨削加工。該方案為保證加工精度，做到粗精加工分開。 通過上面對(duì)方案的分析比較，決定選擇方案2作為本零件的加工工藝路線。 3.5 加工機(jī)床及加工裝備的選擇 為更好的加工出各表面、端面及內(nèi)孔，保證尺寸的同時(shí)保證零件的粗糙度。對(duì)零件加工之前，需要對(duì)使用的機(jī)床、采用的刀具、量具和夾具進(jìn)行相應(yīng)選擇。 1、銑加工 （1）加工機(jī)床及裝夾夾具：XK5032數(shù)控銑床和專用夾具； （2）加工刀具及測(cè)量工具：三面刃銑刀及游標(biāo)卡尺； 2、線切割 （1）加工機(jī)床及裝夾夾具：DK7735線切割機(jī)和專用夾具； （2）加工刀具及測(cè)量工具：切割絲及游標(biāo)卡尺； 3、鉆加工 （1）加工機(jī)床及裝夾夾具：Z3040搖臂鉆床和專用夾具； （2）加工刀具及測(cè)量工具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆以及絲錐鉆；游標(biāo)卡尺以及螺紋量規(guī)； 4、磨加工 （1）加工機(jī)床及裝夾夾具：M7140平面磨床和專用夾具； （2）加工刀具及測(cè)量工具：砂輪和千分尺； 3.6 機(jī)械加工余量的選擇 完成了上面對(duì)加工工藝路線的設(shè)計(jì)，加工工藝裝備的選擇。查機(jī)械加工切削手冊(cè)，選擇機(jī)械加工余量如下表3.1。 表3.1 機(jī)械加工余量對(duì)照表 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 加工余量（mm） 1 鍛造 2 熱處理 3 粗銑 粗銑72前端面； 2 4 粗銑 粗銑72后端面； 2 5 粗銑 粗銑280X280周邊； 2 6 線切割 線切割242X240周邊； 2.5 7 精銑 精銑72前端面； 0.5 8 精銑 精銑72后端面； 0.5 9 精銑 精銑280X280周邊； 0.5 10 鉆 鉆4-Φ23通孔的底孔； 5（單邊） 擴(kuò)4-Φ23通孔； 6.4（單邊） 鉸4-Φ23通孔； 0.1（單邊） 11 鉆 鉆2-Φ23通孔的底孔； 5（單邊） 擴(kuò)2-Φ23通孔； 6.4（單邊） 鉸2-Φ23通孔； 0.1（單邊） 12 鉆 鉆2-M12螺紋孔的底孔； 5（單邊） 鉆2-M12螺紋孔； 1（單邊） 13 鉆 鉆4-Φ22通孔的底孔； 5（單邊） 擴(kuò)4-Φ22通孔； 5.9（單邊） 鉸4-Φ22通孔； 0.1（單邊） 14 磨 磨72前端面； 15 清洗 16 終檢 17 入庫(kù) 3.7 選擇切削用量及計(jì)算加工的時(shí)間 工序1、鍛造； 工序2、熱處理； 工序3、粗銑72前端面； （1）加工機(jī)床：XK5032數(shù)控銑床；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取2mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=60m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=300r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=285，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序4、粗銑72后端面； （1）加工機(jī)床：XK5032數(shù)控銑床；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取2mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=60m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=300r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=285，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序5、粗銑280X280周邊； （1）加工機(jī)床：XK5032數(shù)控銑床；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取2mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=60m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=300r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=1124，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序6、線切割242X240周邊； （1）加工機(jī)床：DK7735線切割機(jī)；刀具：切割絲；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取2.5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=5m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=280r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=484，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序7、精銑72前端面； （1）加工機(jī)床：XK5032數(shù)控銑床；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.3mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=475r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=281，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序8、精銑72后端面； （1）加工機(jī)床：XK5032數(shù)控銑床；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.3mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=475r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=281，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序9、精銑280X280周邊； （1）加工機(jī)床：XK5032數(shù)控銑床；刀具：三面刃銑刀；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.3mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=475r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=1120，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序10、鉆4-Φ23通孔； 工步1：鉆4-Φ23通孔的底孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：麻花鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=12.5m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=423r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=19，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工步2：擴(kuò)4-Φ23通孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：擴(kuò)孔鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取6.4mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=15m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=267r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=19，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工步3：鉸4-Φ23通孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：鉸孔鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.1mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=20m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=331r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=19，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序11、鉆2-Φ23通孔； 工步1：鉆2-Φ23通孔的底孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：麻花鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=12.5m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=423r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=20，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工步2：擴(kuò)2-Φ23通孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：擴(kuò)孔鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取6.4mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=15m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=267r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=20，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工步3：鉸2-Φ23通孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：鉸孔鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.1mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=20m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=331r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=20，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序12、鉆2-M12螺紋孔； 工步1：鉆2-M12螺紋孔的底孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：麻花鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=12.5m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=423r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=20，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工步2：鉆2-M12螺紋孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：絲錐鉆；量具：螺紋量規(guī)； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取1mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=15m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=423r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=20，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序13、鉆4-Φ22通孔； 工步1：鉆4-Φ22通孔的底孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：麻花鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取5mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=12.5m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=423r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=72，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工步2：擴(kuò)4-Φ22通孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：擴(kuò)孔鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取5.9mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=15m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=267r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=72，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工步3：鉸4-Φ22通孔； （1）加工機(jī)床：Z3040搖臂鉆床；刀具：鉸孔鉆；量具：游標(biāo)卡尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.1mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.1mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=20m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=331r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=72，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序14、磨72前端面； （1）加工機(jī)床：M7140平面磨床；刀具：砂輪；量具：千分尺； （2）切削深度：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.02mm； （3）進(jìn)給量：查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取f=0.3mm/r。 （4）切削速度的計(jì)算及主軸轉(zhuǎn)速的選擇 工件材料為40Cr，查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=30m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=950r/min。 得實(shí)際切削速度 （5）基本時(shí)間 計(jì)算公式：式中：l=280，則 （6）輔助時(shí)間 計(jì)算公式：式中：，則 工序15、清洗； 工序16、終檢； 工序17、入庫(kù)。 4 專用夾具的設(shè)計(jì) 4.1 問題的提出 本夾具主要用來精銑72后端面，生產(chǎn)的時(shí)候?qū)τ诿娲笮〉囊筮M(jìn)行確保，另外，在工序里，要注意怎么將勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，怎么將工人的勞動(dòng)強(qiáng)度變低。 4.2 選擇定位方案和定位元件 1、選擇定位方案 （1）利用72前端面和4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件支承板上端面定位，限制3個(gè)自由度。 （2）利用280X280周邊的左端面和定位塊端面定位，限制2個(gè)自由度。 （2）利用280X280周邊的后端面和定位塊端面定位，限制1個(gè)自由度。 完成完全定位，定位方案為3個(gè)面。定位塊的定位方案采用“一面兩銷”。 2、選擇定位元件 （1）4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件支承板和2個(gè)定位塊。 （2）定位塊的定位元件都采用圓柱銷和菱形銷。圖4.1為夾具裝配圖。 圖4.1 夾具裝配圖 4.3 選擇夾緊方案和夾緊元件 1、選擇夾緊方案 （1）利用對(duì)刀夾緊座、方頭螺栓、夾緊盤對(duì)工件左右方向的夾緊。 （2）利用夾緊座、方頭螺栓、夾緊盤對(duì)工件前后方向的夾緊。 （3）夾具上其他零件的夾緊方案都采用對(duì)角線方向2個(gè)內(nèi)六角螺栓夾緊。 2、選擇夾緊元件 （1）BKTM零件的夾緊元件：1個(gè)對(duì)刀夾緊座、1個(gè)夾緊座、2人方頭螺栓、2個(gè)夾緊盤。 （2）夾具上其他零件的夾緊元件：2個(gè)內(nèi)六角螺栓。 4.4 夾具體的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候，要達(dá)到下面幾點(diǎn)要求： 1、對(duì)產(chǎn)品的加工要求能夠滿足 加工產(chǎn)品的質(zhì)量要能夠滿足需求，要想質(zhì)量有所保障，那么就要將定位基準(zhǔn)，定位方法還有定位元件都要選擇對(duì)，有需要的時(shí)候還要分析一下誤差。 2、要將生產(chǎn)率提高，將成本變低 它的結(jié)構(gòu)必須要是效率高，速度快，這樣輔助時(shí)間也就沒有多長(zhǎng)，生產(chǎn)率自然就變高了，并且使用的零部件盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，還有標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不能復(fù)雜，加工起來簡(jiǎn)單，這樣夾具的造價(jià)也就沒有那么高。 3、使用起來要方便，不耗力氣，并且安全性要高 客觀條件允許的話，并且造價(jià)還不高，夾緊裝置盡量用氣動(dòng)，液壓這些方式，這樣一來工人的強(qiáng)度就沒有那么大。操作的地方要符合操作習(xí)慣，并且安全性高。 4、排屑要方便 在設(shè)計(jì)里面，排屑是一個(gè)關(guān)鍵問題。切屑都在夾具里面聚集，對(duì)于工件的準(zhǔn)確定位有很大的影響；切屑的熱量是飛航大的，這樣一來必然會(huì)出現(xiàn)形狀的改變，產(chǎn)品質(zhì)量就沒有那么好了；將切屑消除掉要耗費(fèi)一段時(shí)間。 5、裝在機(jī)床上的時(shí)候穩(wěn)定，并且可靠性高。 在滿足上面使用要求的基礎(chǔ)上，本次夾具制造形式選擇鑄造，材料選擇HT200具體零件圖見圖4.2。 圖4.2 夾具體零件圖 4.5 導(dǎo)向裝置選擇 本次設(shè)計(jì)的要求是要對(duì)零件72后端面進(jìn)行精銑加工。通過對(duì)夾具和零件的分析。在對(duì)刀夾緊座上面設(shè)置圓形對(duì)刀塊標(biāo)準(zhǔn)件（JB/T 8031.1-1999）作為銑刀的導(dǎo)向裝置。 4.6 銑削力計(jì)算 加工機(jī)床：XK5032數(shù)控銑床；切削刀具：三面刃銑刀； 由所列公式 得 查切削手冊(cè)得其中：修正系數(shù)，，，，，，，z=24，。代入上式，可得 F=965N 4.7 夾緊力計(jì)算 。 為基本安全系數(shù)，取1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； 為刀具鈍化系數(shù)，取1.1； 為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； 為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3； 為手動(dòng)夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。 所以=2.6 實(shí)際夾緊力應(yīng)為：。 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，，。 所以，取螺栓預(yù)緊力。 選材料為45鋼，M16方頭螺栓。 則，小于45鋼許用應(yīng)力。 選材料為45鋼，M16方頭螺栓，合適。 4.8 定位誤差分析 定位誤差，是由于工件在夾具上（或者機(jī)床上）定位不準(zhǔn)而引起的加工誤差。因?yàn)閷?duì)一批工件來說， 刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動(dòng)的，即被加工表面的位置相對(duì)于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序 基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。零件的主要定位元件為支承板、定位塊。 1、定位塊 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和資料，確定定位塊的結(jié)構(gòu)及尺寸公差，定位塊保證前后及左右誤差。 2、支承板 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，確定支承板的尺寸及形位公差，支承板保證上下方向誤差。 通過對(duì)零件圖的分析，本工序非最終加工工序，后面還需進(jìn)行磨削加工。因此，其定位誤差在允許的范圍內(nèi)。 結(jié) 束 語(yǔ) 本次設(shè)計(jì)是之前所學(xué)專業(yè)知識(shí)的綜合。通過此次設(shè)計(jì)，可以提高綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，其中包括看圖、繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、查閱手冊(cè)等諸多在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)必備的基本能力，課程設(shè)計(jì)對(duì)于今后的學(xué)習(xí)和工作都是一次難得的演練。通過對(duì)BKTM零件工藝規(guī)程及其專用夾具的設(shè)計(jì)，我對(duì)零件的工藝加工、工序設(shè)計(jì)以及夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟有了深入的了解，自己感覺收獲頗豐。 當(dāng)然，本次設(shè)計(jì)不全是是我個(gè)人獨(dú)立完成的，而是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。由于我的機(jī)械專業(yè)知識(shí)有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更顯空白，所以在設(shè)計(jì)中常常碰到阻礙，是在指導(dǎo)老師不厭其煩的指教和引導(dǎo)下，我才能順利完成任務(wù)。 謝 辭 在設(shè)計(jì)即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的導(dǎo)師。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從題目的選定到論文寫作的指導(dǎo)，經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥，再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟，常常讓我有“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”。感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到設(shè)計(jì)的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！ 最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 參考文獻(xiàn) [1] 王先逵，機(jī)械制造工藝學(xué)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1997.10 [2] 孟少農(nóng)，機(jī)械加工工藝手冊(cè)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [3] 陳宏均，典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [4] 劉友才，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1991.5 [5] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊(cè)，北京出版社，1996 [6] 黃如林，劉新佳，汪群，切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [7] 余光國(guó)，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 [8] 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