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制動(dòng)杠桿加工工藝
及銑18平面夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：
學(xué)生學(xué)號(hào)：
院 （系）：
年級(jí)專(zhuān)業(yè)：
指導(dǎo)教師：
摘 要
制動(dòng)杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線(xiàn)；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞 制動(dòng)杠桿零件，加工工藝，夾具，定位，夾緊
28
目 錄
摘 要 I
1 緒論 1
2 制動(dòng)杠桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2制動(dòng)杠桿加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
2.2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2.2基面的選擇 4
2.2.3確定工藝路線(xiàn) 4
2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.2.5確定切削用量 7
2.3小結(jié) 16
3 銑18平面夾具設(shè)計(jì) 17
3.1研究原始質(zhì)料 17
3.2定位基準(zhǔn)的選擇 17
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 17
3.4 誤差分析與計(jì)算 18
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 19
3.5.1定位銷(xiāo)選用 19
3.5.2 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 19
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 21
結(jié) 論 23
參考文獻(xiàn) 24
致 謝 26
1 緒論
機(jī)械加工工藝規(guī)程是加工過(guò)程是提供零件的加工過(guò)程和工藝文件操作方法之一，它是具體的生產(chǎn)條件下，更合理的工藝和操作方法，按照規(guī)定的處理的批準(zhǔn)，以指導(dǎo)生產(chǎn)后所撰寫(xiě)的文件的形式。加工過(guò)程一般包括以下情況：在工件的加工工藝路線(xiàn)，每個(gè)過(guò)程的具體內(nèi)容和使用的設(shè)備和工藝設(shè)備，試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的工件，切削時(shí)間配額的數(shù)量等。
步驟開(kāi)發(fā)流程規(guī)范
1）生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)算，以確定生產(chǎn)的類(lèi)型。
2）分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖，零件加工分析。
4）制定工藝路線(xiàn)。
5）確定每個(gè)步驟中，計(jì)算需要的尺寸公差。
6），以確定所使用的每一個(gè)過(guò)程的設(shè)備和工具，夾具，量具。
7）來(lái)確定切削的量和固定的工作小時(shí)。
8）確定的主要過(guò)程的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。
9) 填寫(xiě)工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
工件夾具是一個(gè)技術(shù)和設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工，熱處理，裝配，焊接和測(cè)試過(guò)程機(jī)械制造工藝。
“工欲善其事，必先利其器。”
工具是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
2 制動(dòng)杠桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目給出的零件是制動(dòng)杠桿。它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，為此以下是制動(dòng)杠桿需要加工表面以及加工表面的位置要求。現(xiàn)分析如下：
（1）主要加工面：
1）小頭鉆Φ22以及與此孔相通的Φ14階梯孔、M8螺紋孔；
2）銑40X18平臺(tái)；
3）鉆2—M6螺紋孔；
4）銑距離中心為18的一平面。
（2）主要基準(zhǔn)面：
1）以Φ44外圓面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：Φ22的孔、制動(dòng)杠桿下表面
2）以Φ22的孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：Φ14階梯孔、M8螺紋孔、40X18平臺(tái)、2—M6螺紋孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺紋孔平臺(tái)。
制動(dòng)杠桿的Φ22孔的軸線(xiàn)合兩個(gè)端面有著垂直度的要求。現(xiàn)分述如下：
本套夾具中用于加工Φ22孔的是立式鉆床。工件以Φ22孔下表面及Φ44孔外圓面為定位基準(zhǔn)，在定位塊和V型塊上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工Φ22時(shí)，由于孔表面粗糙度為。主要采用鉆、擴(kuò)、鉸來(lái)保證其尺寸精度。
本套夾具中用于加工制動(dòng)杠桿的小平面和加工2—M6螺紋孔是立式銑床。工件以孔Φ22及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長(zhǎng)銷(xiāo)、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面：包括距離中心為18mm的平臺(tái)
本套夾具中用于加工與Φ22孔相通的M8螺紋底孔是用立式鉆床。工件以22孔及其下表面和寬平臺(tái)作為定位基準(zhǔn)，在大端面長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工M8螺紋底孔時(shí)，先用Φ7麻花鉆鉆孔，再用M8的絲錐攻螺紋。
2.2制動(dòng)杠桿加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
2.2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。由于年產(chǎn)量為5000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的鑄造。便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。
2.2.2基面的選擇
（1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一個(gè)V形塊支承44圓的外輪廓作主要定位，以限制z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ22的孔。
（2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用Φ22的孔作為精基準(zhǔn)。
2.2.3確定工藝路線(xiàn)
表2.1工藝路線(xiàn)方案一
工
序
號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
退火, 一般為500-550℃。保溫時(shí)間一般按5 min/mm 計(jì)算。后以 30-50 ℃、min速度隨爐冷到150-200℃出爐，空冷。
30
劃線(xiàn)打點(diǎn)
40
粗車(chē)?46右端面并倒角
50
粗車(chē)?46左端面并倒角
60
鉆孔Φ19mm
70
擴(kuò)孔?21.7孔
80
鉸?22E8孔
90
銑削40X18端面
100
銑尺寸為18的平面
110
粗銑A向面
120
局部熱處理G42（A面26X22）
130
半精銑A向面
140
鉆2-M6螺紋底孔
150
攻絲2-M6
160
M8螺紋底孔
170
攻絲M8
180
锪Ф14孔
190
去毛刺
200
檢驗(yàn)入庫(kù)
表2.2工藝路線(xiàn)方案二
工
序
號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
退火, 一般為500-550℃。保溫時(shí)間一般按5 min/mm 計(jì)算。后以 30-50 ℃、min速度隨爐冷到150-200℃出爐，空冷。
30
劃線(xiàn)打點(diǎn)
40
粗車(chē)?46右端面并倒角
50
粗車(chē)?46左端面并倒角
60
鉆孔Φ19mm
70
擴(kuò)孔?21.7孔
80
鉸?22E8孔
90
銑削40X18端面
100
銑尺寸為18的平面
110
粗銑A向面
120
局部熱處理G42（A面26X22）
130
半精銑A向面
140
鉆2-M6螺紋底孔
150
攻絲2-M6
160
锪Ф14孔
170
M8螺紋底孔
180
攻絲M8
190
去毛刺
200
檢驗(yàn)入庫(kù)
工藝路線(xiàn)的比較與分析：
第二條工藝路線(xiàn)不同于第一條是將“鉆Ф14孔，再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば?粗精銑M6上端面”其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都沒(méi)有太大程度的幫助。
以Ф22mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面。再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線(xiàn)的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線(xiàn)而先上端面， 再“鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線(xiàn)是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線(xiàn)與軸的軸線(xiàn)是非功過(guò)否重合這個(gè)問(wèn)題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線(xiàn)并不可行。
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過(guò)程如表2.3所示。
表2.3 最終工藝過(guò)程
工
序
號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
退火, 一般為500-550℃。保溫時(shí)間一般按5 min/mm 計(jì)算。后以 30-50 ℃、min速度隨爐冷到150-200℃出爐，空冷。
30
劃線(xiàn)打點(diǎn)
40
粗車(chē)?46右端面并倒角
50
粗車(chē)?46左端面并倒角
60
鉆孔Φ19mm
70
擴(kuò)孔?21.7孔
80
鉸?22E8孔
90
銑削40X18端面
100
銑尺寸為18的平面
110
粗銑A向面
120
局部熱處理G42（A面26X22）
130
半精銑A向面
140
鉆2-M6螺紋底孔
150
攻絲2-M6
160
M8螺紋底孔
170
攻絲M8
180
锪Ф14孔
190
去毛刺
200
檢驗(yàn)入庫(kù)
2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
制動(dòng)杠桿的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
毛坯與零件不同的尺寸有：(具體見(jiàn)零件圖)故臺(tái)階已被鑄出,根據(jù)參考文獻(xiàn)[14]的銑刀類(lèi)型及尺寸可知選用6mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。
1）加工Φ22的端面，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮3mm，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。
2）對(duì)Φ22的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6?？捎靡淮未旨庸?.9mm，一次精加工0.1mm就可達(dá)到要求。
3）加工寬度為30mm的下平臺(tái)時(shí)，用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求，而銑削的精度可以滿(mǎn)足，故采取分四次的銑削的方式，每次銑削的深度是2.5mm。
5）鉆Ф14階梯孔，由于粗糙度要求，因此考慮加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可達(dá)到要求。
6）加工M8底孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量1.2mm。可一次鉆削加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1就可達(dá)到要求。
7）加工2-M6螺紋，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量1.2mm?？梢淮毋@削加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1mm就可達(dá)到要求。
8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可達(dá)到要求。
2.2.5確定切削用量
工序30：粗車(chē)?46右端面并倒角
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車(chē)刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車(chē)床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車(chē)毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車(chē)刀幾何形狀如表12
表12 車(chē)刀幾何形狀角度
刀角名稱(chēng)
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車(chē)刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為3.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=3.0mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車(chē)鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車(chē)床的使用說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車(chē)床的使用說(shuō)明書(shū)得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車(chē)刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車(chē)刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車(chē)床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車(chē)削用量為
。
式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車(chē)削時(shí)的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
工序40：粗車(chē)?46左端面并倒角
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車(chē)刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車(chē)床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車(chē)毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車(chē)刀幾何形狀如表12
表12 車(chē)刀幾何形狀角度
刀角名稱(chēng)
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車(chē)刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為3.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=3.0mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車(chē)鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車(chē)床的使用說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車(chē)床的使用說(shuō)明書(shū)得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車(chē)刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車(chē)刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車(chē)床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車(chē)削用量為
。
式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車(chē)削時(shí)的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
工序50：鉆、擴(kuò)、鉸?22E8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(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ19mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ21.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。
（1）確定鉆削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
2）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，由插入法得：
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故
查Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為：
由表28-5，，故
3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
（2）確定擴(kuò)孔切削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-31，。根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=0.57mm/r。
2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
（3）確定鉸孔切削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z525說(shuō)明書(shū)，取。
2）確定切削速度及 由參考文獻(xiàn)[7]表28-39，取。由
參考文獻(xiàn)[7]表28-3，得修正系數(shù)，
故
查Z525說(shuō)明書(shū)，取，實(shí)際鉸孔速度
（4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：
鉆孔：，，，
擴(kuò)孔：，，，
鉸孔：，，，
工序60：銑削40X18端面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
式（2.2）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
工序70 銑距離中心18平面
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床： X52K立式銑床。
由參考文獻(xiàn)[7]表30—31
刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，由式（2.3）有：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
工序80：先鉆2-M6螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲2-M6
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?mm。加工機(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ5，選用Φ5的麻花鉆頭。攻M6螺紋，選用M6細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
攻M6×1.5的螺紋
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
工序90：先鉆M8螺紋底孔，锪Ф14孔,然后進(jìn)行攻絲M8
（1）加工M8底孔
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為8mm。加工機(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ7，選用Φ7的麻花鉆頭。攻M8螺紋，選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
攻M8×1.5的螺紋
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
（2）锪鉆Φ14階梯孔
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?4mm，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序?yàn)轱零@，加工刀具為：锪鉆孔——Φ14mm小直徑端面锪鉆。
1）確定切削用量
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
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，由插入法得：
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故
查Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
2.3小結(jié)
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)。
3 銑18平面夾具設(shè)計(jì)
3.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)粗、精銑18平面，在銑此平面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對(duì)18平面進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。
銑該平面時(shí)其對(duì)孔的要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷(xiāo)一調(diào)節(jié)支撐釘?shù)亩ㄎ环绞剑@種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.4 誤差分析與計(jì)算
為了滿(mǎn)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。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
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(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
3.5.1定位銷(xiāo)選用
本夾具選用一可換定位銷(xiāo)銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如下表：
表5.1 定位銷(xiāo)
d
H
D
公稱(chēng)尺寸
允差
14～30
16
22
～0.011
22
5
1
4
M12
4
3.5.2 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱(chēng)尺寸
允差d
允差
公稱(chēng)尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成銑加工，所以選用側(cè)裝對(duì)刀塊。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱(chēng)尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
結(jié) 論
通過(guò)近一個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書(shū)館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來(lái)最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì)，也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計(jì)。
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致 謝
在本文完成之際，首先向我最尊敬的導(dǎo)師老師致以最誠(chéng)摯的敬意和最衷心的感謝。幾個(gè)月以來(lái)，他不遺余力地對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行了指導(dǎo)。在我課程設(shè)計(jì)這段時(shí)間，無(wú)論在學(xué)習(xí)還是在生活上，恩師都給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷。他以其淵博的知識(shí)，寬厚的胸懷、無(wú)私的敬業(yè)精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和開(kāi)拓進(jìn)取的精神激勵(lì)著我，并言傳身教，身體力行地不斷培養(yǎng)我獨(dú)立思考，深入探索，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使我受益匪淺。老師給與了該設(shè)計(jì)關(guān)鍵性的技術(shù)指導(dǎo)，并指明了研究的方向，雖然平日里工作繁多，但在我做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別在說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)和修改上給予了我悉心的指導(dǎo)，特此向老師表示衷心的感謝和敬意!
課程設(shè)計(jì)雖已完成了，但由于知識(shí)水平的局限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)缺乏，設(shè)計(jì)還存在許多不足，有很多地方需要改進(jìn)。對(duì)于這些不足，我將在以后的工作中利用盡自已所能的去補(bǔ)充和完善，讓自己成為對(duì)社會(huì)作更多的貢獻(xiàn)，成為有用之才。
此外還要感謝那些給予過(guò)我關(guān)心、幫助的老師和同學(xué)，正是有了大家的關(guān)懷、鼓力和我自己的努力，此設(shè)計(jì)才得以順利完成。
杠桿加工工藝
及鉆2-M6螺紋夾具設(shè)計(jì)
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學(xué)生學(xué)號(hào)：
院 （系）：
年級(jí)專(zhuān)業(yè)：
指導(dǎo)教師：
摘要
杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線(xiàn)；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞: 杠桿零件，加工工藝，夾具，定位，夾緊
III
Abstract
Leverage parts processing technology and fixture design that includes parts machining process design, process design, and dedicated fixture design three parts. In the process design to first analyze the parts to understand parts of the process and then design a rough structure, and select the machining datum good parts, design parts of the process line; then the part of each step of the process to calculate the size of a key is to determine the technical equipment and cutting the amount of each step; then dedicated fixture design, select the individual components to design a fixture, such as positioning element, clamping element, the guide element, clamp connecting the machine parts and other components; positioning errors in the calculation of the fixture, analyze rationality and shortcomings of the fixture structure and attention to improving future designs.
Keywords: lever parts, processing, fixture, positioning, clamping 目 錄
摘 要 II
Abstract III
緒論 1
第2章零件的分析 2
第3章工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 4
3.1 確定毛坯的制造形式 4
3.2 基面的選擇 4
3.3 確定工藝路線(xiàn) 4
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
3.5 確定切削用量和基本工時(shí) 6
第4章加工2-M6孔夾具設(shè)計(jì) 24
4.1問(wèn)題提出 24
4.2夾具的設(shè)計(jì) 24
4.3切削力及夾緊力的計(jì)算 24
4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 27
4.5 鉆模板 28
4.6定位誤差的分析 28
4.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 29
4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 31
結(jié)束語(yǔ) 34
緒論
機(jī)械加工工藝規(guī)程是加工過(guò)程是提供零件的加工過(guò)程和工藝文件操作方法之一，它是具體的生產(chǎn)條件下，更合理的工藝和操作方法，按照規(guī)定的處理的批準(zhǔn)，以指導(dǎo)生產(chǎn)后所撰寫(xiě)的文件的形式。加工過(guò)程一般包括以下情況：在工件的加工工藝路線(xiàn)，每個(gè)過(guò)程的具體內(nèi)容和使用的設(shè)備和工藝設(shè)備，試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的工件，切削時(shí)間的計(jì)算等。
步驟開(kāi)發(fā)流程規(guī)范
1）生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)算，以確定生產(chǎn)的類(lèi)型。
2）分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖，零件加工分析。
4）制定工藝路線(xiàn)。
5）確定每個(gè)步驟中，計(jì)算需要的尺寸公差。
6），以確定所使用的每一個(gè)過(guò)程的設(shè)備和工具，夾具，量具。
7）來(lái)確定切削的量和固定的工作小時(shí)。
8）確定的主要過(guò)程的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。
9) 填寫(xiě)工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
工件夾具是一個(gè)技術(shù)和設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工，熱處理，裝配，焊接和測(cè)試過(guò)程機(jī)械制造工藝。
“工欲善其事，必先利其器?！惫ぞ呤侨祟?lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
零件的分析
題目給出的零件是CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。它位于車(chē)床制動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主要起制動(dòng)作用。杠桿一端與制動(dòng)帶連接，另一端通過(guò)剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開(kāi)時(shí)，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，將制動(dòng)帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個(gè)接合時(shí)，杠桿都順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使制動(dòng)帶放松，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。要求零件的配合是符從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個(gè)部分。
1、Ф25mm的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)要保證Ф25 + 00.023的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求較高。
連桿的支撐底板底面，粗糙度要求Ra3.2,同時(shí)保證連桿的高度30mm。
2、 連桿上端面及下端側(cè)面；上端面40×30mm,粗糙度要求Ra3.2,同時(shí)保證與Ф25mm
的圓柱軸線(xiàn)的距離90mm；下端側(cè)面保證尺寸17mm，粗糙度要求Ra6.3；離Ф25mm的圓柱軸線(xiàn)45mm的側(cè)面粗糙度要求Ra12.5。
3、鉆孔及攻螺紋孔；上端面2×M6，保證尺寸10mm、20mm,沉頭錐角120°，粗糙度要求Ra6.3；M8的螺紋孔，锪Ф14×3mm的圓柱孔，粗糙度Ra3.2；鉆下端Ф12.7 + 00.1的錐孔，保證公差要求，以及中心線(xiàn)與Ф25mm的圓柱軸線(xiàn)的距離60 mm粗糙度要求Ra6.3。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
杠桿的Φ25孔的軸線(xiàn)合兩個(gè)端面有著垂直度的要求。現(xiàn)分述如下：
本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工Φ12.7。工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長(zhǎng)銷(xiāo)、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面。包括粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)、鉆Ф12.7的錐孔 ，由于30mm的下平臺(tái)的表面、孔表面粗糙度都為Ra6.3um。其中主要的加工表面是孔Ф12.7,要用Ф12.7鋼球檢查。
20
第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
根據(jù)任務(wù)書(shū)：
本杠桿零件年產(chǎn)量為7萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)需要該零件1個(gè)，備品率為2%，廢品率為2.6%。
該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=7萬(wàn)臺(tái)件/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和 廢品率β分別取2%和2.6%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=Qn(1+α)（1+β)=7萬(wàn)臺(tái)件/年X1件/臺(tái)X(1+2%)（1+2.6%)
= 7.3256萬(wàn)件/年=7326件/年
表3-1 機(jī)械加工車(chē)間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類(lèi)別
同類(lèi)零件的年產(chǎn)量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)表3-1可知，該零件為輕型零件，為大量生產(chǎn)。
3.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對(duì)稱(chēng)特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。
3.2 基面的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ45軸的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25的孔。
精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用Φ25的孔作為精基準(zhǔn)。
3.3 確定工藝路線(xiàn)
1、工藝路線(xiàn)方案一：
工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm
工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
工序3鉆Ф12.7的錐孔
工序4鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8
工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6
工序6粗精銑Φ16、M6上端面
工序7 檢查
2、工藝路線(xiàn)方案二：
工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm
工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
工序3鉆Ф12.7的錐孔
工序4粗精銑Φ16、M6上端面
工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6
工序6鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8
工序7 檢查
3、工藝路線(xiàn)的比較與分析
第二條工藝路線(xiàn)不同于第一條是將“工序4鉆Ф14孔，再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば?粗精銑Φ16、M6上端面”其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零件的尺寸精度和位置精度都沒(méi)有太大程度的幫助。
以Ф25mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面。再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線(xiàn)的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線(xiàn)而先上端面， 再“鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線(xiàn)是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線(xiàn)與軸的軸線(xiàn)是非功過(guò)否重合這個(gè)問(wèn)題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線(xiàn)并不可行。
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，所以我決定以按照下面方案進(jìn)行生產(chǎn)。
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
杠桿的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，。
由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定；
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定有零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
毛坯與零件不同的尺寸有：(具體見(jiàn)零件圖與毛坯圖)故臺(tái)階已被鑄出,根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》的銑刀類(lèi)型及尺寸可知選用6mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。
1.Φ25的端面考慮2mm，粗加工1.9m到金屬模鑄造的質(zhì)量，和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。
2.對(duì)Φ25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6
可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可達(dá)到要求。。
3.鉆錐孔Φ12.7時(shí)要求加工一半，留下的裝配時(shí)鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見(jiàn)，仍然采用Φ12的鉆頭，切削深度是2.5mm。
4.用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求6.3，而銑削的精度可以滿(mǎn)足，故采取分四次的銑削的方式，每次銑削的深度是2.5mm。
3.5 確定切削用量和基本工時(shí)
工序2：粗銑?25通孔上表面
機(jī)床：立式銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)楊叔子．《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照楊叔子．《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實(shí)際銑削速度：
： 式（1.2）
進(jìn)給量 ： 式（1.3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)楊叔子．《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表2.4-81 ,
被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度 ：
式（1.4）
取
刀具切出長(zhǎng)度 ：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）
工序3：粗銑?25通孔下表面
機(jī)床：銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)楊叔子．《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照楊叔子．《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實(shí)際銑削速度:
： 式（1.2）
進(jìn)給量： 式（1.3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)楊叔子．《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
式（1.4）
取
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5）
工序5：鉆Φ25H7的通孔
1 鉆孔。加工零件的中心孔，使其達(dá)到指定的尺寸要求
加工中心孔到Φ250＋0.023 （先鉆孔到Φ25在加工擴(kuò)孔到Φ250＋0.023）
工件材料：HT200 ，金屬模鑄造
加工要求：擴(kuò)孔的加工精度是1.6。
機(jī)床：立式鉆床，Z535
刀具：選用Φ22mm的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆
計(jì)算鉆削用量、
確定進(jìn)給量f 根據(jù)表3.41可查出=（0.47-0.57），由于孔深和孔徑之比L/d0 =30/22. k1f =1.0不用加上安全修正系數(shù)。故查立式鉆床Z535，取f=0.53mm/r。根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=1.75mm/r。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力=15690N（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查處），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量 1.8mm/r。
由于所選擇的進(jìn)給量=0.53mm/r 遠(yuǎn)小于和，所以所選用的進(jìn)給量是可以使用的。
確定切削速度v
根據(jù)所給出的條件按照表3.4-8和表3.4-10進(jìn)行計(jì)算，直接按照表3.4-15可以查出相應(yīng)的值
v=17m/min F=4732N T=51.69Nm P m=1.25KW
由于實(shí)際加工條件與上表所給的條件不是完全一樣的，故應(yīng)該對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)=0.88
=0.75，故=17m/min0.880.75=11.22mm/min
查Z535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)，n=195r/min 那么實(shí)際切削速度為
由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的休整系數(shù)是=1.06，故F=47321.06=5016N
檢驗(yàn)機(jī)床的功率
切削功率為
機(jī)床有效功率為
由于，故所選的切削用量是可以的，既
相應(yīng)的F=5016N ，T=54.8NM ，
2．?dāng)U孔
擴(kuò)孔選擇=24.5mm標(biāo)準(zhǔn)高速剛擴(kuò)孔鉆頭。
確定擴(kuò)孔進(jìn)給量根據(jù)表3.4-5，取=（0.7-0.8）0.7mm/r=0.9-0.56mm/r。
根據(jù)Z535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=0.57mm/r 。
確定切削速度及
根據(jù)表3.4-34，取=25mm/min
由于切削條件跟上表有不同，切削速度尚需要乘以下修正系數(shù)
故
根據(jù)Z535 機(jī)型說(shuō)明書(shū)，取n=275r/min ，實(shí)際擴(kuò)孔速度
3．鉸孔
1）鉸刀
選用25mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀
確定鉸孔切削用量
確定進(jìn)給量根據(jù)表3.4-6查出，=1.3-2.6mm，按照該表注4，進(jìn)給量取小值。
按照Z(yǔ)535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=1.6mm/r
切削速度和n根據(jù)表3.4-40，取=8.2m/min 。
切削速度修正系數(shù)由表3.4-9查出
故
根據(jù)Z535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=100r/min ，實(shí)際鉸孔速度
各個(gè)工序?qū)嶋H切削用量
根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：
鉆孔：
擴(kuò)孔：
鉸孔：
工序7：
粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
1、 工件材料：HT200，金屬模鑄造
加工要求：粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)，精銑寬度為30mm的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。
機(jī)床：X52立式銑床
刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)
2、計(jì)算切削用量
粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)
以知條件：工件的形狀如毛胚所市，工件為HT200鑄造件，硬度180HBW，有外皮，用X50322立式銑床進(jìn)行加工，機(jī)床的功率是7。5KW：所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)，試確定切削用量。
銑刀直徑 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-32以及面銑刀標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5342-1985， 選擇銑刀直徑 =225mm 齒數(shù)Z= 20
銑削用量
背吃刀量：由于加工余量為2m m故在一次走刀內(nèi)切完，取=2mm
確定每齒的進(jìn)給量：
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量=0.20 – 0.29mm/齒 ，采用對(duì)稱(chēng)銑削。取=0.2mm。
確定銑削速度 及銑削功率
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-75和表2.1-76，銑刀后面最大磨損限度為2mm ，刀具壽命T=120min
根據(jù)給定的條件，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-87得到
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到：
給定的材料硬度是190HBW，銑削的寬度是 ；實(shí)際的工件的硬度是180HBW，實(shí)際的銑削的寬度是
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-79查出修正系數(shù)
考慮修正系數(shù)后的銑削速度
計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度
=
根據(jù)X5032型立式銑床說(shuō)明書(shū)取
校驗(yàn)機(jī)床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機(jī)床的條件經(jīng)過(guò)計(jì)算和比較結(jié)果
數(shù)值大于加工工藝過(guò)程要求的功率，故所選用的機(jī)床X5032立式銑床是符合加工要求的。
4） 基本功時(shí)：1.58min
工序9 鉆?12的孔擴(kuò)孔至?12.7
1、工件材料：HT200，金屬模鑄造，
加工要求：銑孔內(nèi)表面，無(wú)粗糙度要求。機(jī)床：X5032立式銑床
刀具：高速鋼鉆頭
2、計(jì)算切削用量
用Φ11擴(kuò)孔Φ12.7的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。
基本工時(shí)：t1=2×36/(0.64×195)=0.58 min.
用Φ12擴(kuò)孔Φ12.7的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。
基本工時(shí)：t2=2×36/(0.64×195)=0.58 min.
第四工序基本工時(shí)：t=t1+t2=1.16min.
工序4
1．鉆孔
鉆頭：選擇14的高速鋼鉆頭，和6的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭
確定鉆削用量（大孔）
確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械加工工藝
手冊(cè)表3.4-1查處=0.61-0.75
根據(jù)孔深和孔的直徑的比值=3/14=0.214
有表格給定的數(shù)值可的比值3，不有加修正系數(shù)
=0.61-0.75mm/r
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=1.25mm/r.機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的軸向力
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-4，允許的進(jìn)給量1.8mm/r
由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。
確定切削速度
查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-8和表3.4-10可以直接找出相應(yīng)的
=14mm/min根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，N=195r/min
那么實(shí)際的切削速度是
基本功時(shí)：
t=L/fn=0.35min
確定鉆削用量（小孔）
1）確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-1可查出=0.36-0.44mm/r，由于孔深和孔直徑的比值=12.5/6=2.083
所以不有加修正系數(shù)
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給量
=0.72mm/r，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最到軸向力根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-4，允許的最大進(jìn)給量1.8mm/r
由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。
確定切削速度
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.4-15可以直接查速度
=12m/min
查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=195r/min，那么實(shí)際的切削速度
確定基本功時(shí)：t=L/fn=0.89min
加工此處的總的功時(shí)：
2．加工螺紋
因?yàn)槁菁y孔為為細(xì)牙螺紋，所以螺紋孔加工到
（1）鉆頭選用mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀
（2）確定鉆削用量
1）確定進(jìn)給量，根據(jù)表3.4-1可查出，選用立式鉆床Z5125A，取進(jìn)給量為=0.20mm/r
根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=0.78mm/r。
機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力=9000N
根據(jù)表3.4-4允許的進(jìn)給量>1.9mm/r
由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用
確定切削速度v，軸向力F，轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆，擴(kuò)，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)機(jī)床有效功率為
故
取N=375r/min.則實(shí)際切削速度v為
由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù)
故
校驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率為
kw
機(jī)床有效功率為
因?yàn)?.故選擇的切削用量可用
即
選用的細(xì)長(zhǎng)柄機(jī)用絲錐，工件材料中碳鋼，前角，后角，主偏角
選用切削速度
根據(jù)表7.2-13查得mm/min,選擇v=10m/min
（3）扭矩的確定
根據(jù)表7.2-12得
查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表7.2-12
得，
（4）攻螺紋時(shí)的轉(zhuǎn)速
r/min
取n=400r/min
m/min
選擇絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速為450r/min
基本時(shí)間的確定
==15.27s
式中 - 工件螺紋長(zhǎng)度（mm）
- 絲錐切削錐長(zhǎng)度（mm）
- 攻螺紋時(shí)的超切量，取=（2-3）；
- 攻絲紋時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）
- 絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/mm ）
- 工件螺紋距（mm ）
工序11 粗精銑Φ5、M6上端面
由工件可以得到尺寸LB=40 30
1、工件材料：HT200，金屬模鑄造
加工要求：銑寬度為30mm長(zhǎng)度是40mm的平臺(tái)，精銑寬度為30mm的上平臺(tái)面達(dá)到粗糙度3.2。
機(jī)床：X50322立式銑床
刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)
2、計(jì)算切削用量
粗銑寬度為30mm的上平面
以知條件：工件的形狀如毛胚所示，工件為HT200鑄造件，硬度180HBW，有外皮，用X52K立式銑床進(jìn)行加工，機(jī)床的功率是7。5KW：所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)，試確定切削用量。
銑刀直徑 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-32以及面銑刀標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5342-1985， 選擇銑刀直徑 =225mm 齒數(shù)Z= 20
銑削用量
背吃刀量：由于加工余量為2m m故在一次走刀內(nèi)切完，取=2mm
確定每齒的進(jìn)給量：
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量=0.20 – 0.29mm/齒 ，采用對(duì)稱(chēng)銑削。取=0.2mm。
確定銑削速度 及銑削功率
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-75和表2.1-76，銑刀后面最大磨損限度為2mm ，刀具壽命T=120min 。
根據(jù)給定的條件，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-87得到
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到：
給定的材料硬度是190HBW，銑削的寬度是 ；實(shí)際的工件的硬度是180HBW，實(shí)際的銑削的寬度是
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-79查出修正系數(shù)
考慮修正系數(shù)后的銑削速度
計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度=
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)取
校驗(yàn)機(jī)床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機(jī)床的條件經(jīng)過(guò)計(jì)算和比較結(jié)果
數(shù)值大于加工工藝過(guò)程要求的功率，故所選用的機(jī)床X5032立式銑床是符合加工要求的。
7）基本功時(shí)：1.466mm
工序12 鉆Φ5、加工M6上端面用立式鉆床Z525，為保證加工的孔的位置度，采用專(zhuān)用夾具
1．鉆孔
鉆頭：選擇5的高速鋼鉆頭
1．確定鉆削用量（通孔）
確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-1查處=0.14-0.18
根據(jù)孔深和孔的直徑的比值=15/5=3.0
有表格給定的數(shù)值可的比值=3，不有加修正系數(shù)
=0.14-0.18 mm/r
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=0.27mm/r.機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的軸向力
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-4，允許的進(jìn)給量1.8mm/r
由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。
確定切削速度
查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-8和表3.4-10可以直接找出相應(yīng)的
=15mm/min根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，N=195r/min
那么實(shí)際的切削速度是
3）基本功時(shí)：
t=L/fn=0.29min
2．確定鉆削用量（盲孔）
1）確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-1可查出=0.18-0.22mm/r，由于孔深和孔直徑的比值=20/6=3.33
所以有加修正系數(shù)
=（0.18-0.22）0.9=0.162-0.198mm/r
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給量
=0.27mm/r，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最到軸向力根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.4-4，允許的最大進(jìn)給量1.8mm/r
由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于和，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。
確定切削速度
根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.4-15可以直接查速度
=23m/min
查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=195r/min，那么實(shí)際的切削速度
確定基本功時(shí)：t=L/fn=0.38min
加工此處的總的功時(shí)：
2．加工螺紋
因?yàn)槁菁y孔為為細(xì)牙螺紋，所以螺紋孔加工到
（1）鉆頭選用mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀
（2）確定鉆削用量
1）確定進(jìn)給量，根據(jù)表3.4-1可查出，選用立式鉆床Z5125A，取進(jìn)給量為=0.16mm/r
根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量=0.78mm/r。
機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力=9000N
根據(jù)表3.4-4允許的進(jìn)給量>1.9mm/r
由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用
確定切削速度v，軸向力F，轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆，擴(kuò)，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)
故
取N=375r/min.則實(shí)際切削速度v為
由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù)
故
校驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率為
kw
機(jī)床有效功率為
因?yàn)?.故選擇的切削用量可用
即
選用的細(xì)長(zhǎng)柄機(jī)用絲錐，工件材料中碳鋼，前角，后角，主偏角
選用切削速度
根據(jù)表7.2-13查得mm/min,選擇v=10m/min
（3）扭矩的確定
根據(jù)表7.2-12得
查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表7.2-12
得，
（4）攻螺紋時(shí)的轉(zhuǎn)速
r/min
取n=520r/min
m/min
選擇絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速為450r/min
基本時(shí)間的確定
==12.2s
式中 - 工件螺紋長(zhǎng)度（mm）
- 絲錐切削錐長(zhǎng)度（mm）
- 攻螺紋時(shí)的超切量，取=（2-3）；
- 攻絲紋時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）
- 絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/mm ）
- 工件螺紋距（mm ）
4 加工2-M6孔夾具設(shè)計(jì)
為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。本夾具將用在z535鉆床。刀具是高速鋼鉆頭。
4.1問(wèn)題提出
本夾具主要用來(lái)加工2-M6孔（2-M6孔螺紋底孔是φ5，所以后文的計(jì)算全部采用的是φ5）。這兩個(gè)孔與上下端面有著垂直度的要求，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，要求保證垂直度要求。
4.2夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
4.3切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：鉆頭φ5。
則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類(lèi)型和特點(diǎn):
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱(chēng)特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開(kāi)始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因?yàn)榇算@的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
4.5 鉆模板
在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
4.6定位誤差的分析
3) 夾具安裝誤差
因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒(méi)有安裝誤差，=0.
4) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。
5) 加工方法誤差
因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)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(chēng)為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè)
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需留出一定的精度儲(chǔ)備量。因此將上式改寫(xiě)為
或
當(dāng)時(shí)，夾具能滿(mǎn)足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
4.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿(mǎn)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(shí)間。
為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來(lái)滿(mǎn)足達(dá)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
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上。
4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)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(shí)效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度
保證在加工過(guò)程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)
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(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿(mǎn)足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)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(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)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(shí)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(guò)程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，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(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
31
結(jié)束語(yǔ)
為期兩月的夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我組四名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績(jī)，畢業(yè)設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》畢業(yè)的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。
總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我有了很大的收獲學(xué)到了很多的東西本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)行的這是我們即將離開(kāi)學(xué)院走上工作崗位之前對(duì)所學(xué)各課進(jìn)行的一次全面的、深入的、綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，是我們?cè)谧呱瞎ぷ鲘徫恢耙淮螛O好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，因此它在望沒(méi)的四年大學(xué)生活中占有積極重要的地位。
就我個(gè)人而言，我通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己在大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次良好的回顧，并在次基礎(chǔ)上有所提高，對(duì)自己將來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，無(wú)論是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件加工工藝還是CAD畫(huà)圖能力都得到了大大的鞏固和提高，從而鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，并培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?zhuān)業(yè)精神，為以后參加國(guó)家的工業(yè)化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，為早日實(shí)現(xiàn)國(guó)家的現(xiàn)代化貢獻(xiàn)一份力量。
由于個(gè)人的能力有限，設(shè)計(jì)尚有諸多不足之處懇請(qǐng)老師大力支持，在次不勝感謝。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車(chē)廠(chǎng)工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000。
[2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，2005。
[3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，2011。
[4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)［Ｍ］。北京出版社，2012。
[5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2010。
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[9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007。
[10] 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2010。
[11] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量[M]，中國(guó)計(jì)量出版社，2540：9-19,2012。
[14] 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2008。
[15] 樂(lè)兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17,2012
[16] Machine Tools N.chernor ,2004.
[17] Machine Tool Metalworking John L.Feirer ,2003.
[18] Handbook of Machine Tools Manfred weck ,2004 .