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XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 目錄 摘要 .................................................................................................................I BSTRACT ....................................................................................................II 目錄 ..............................................................................................................III 第一章 緒論 ..................................................................................................1 第二章:概述 ...................................................................................................2 2.1 夾具的現(xiàn)狀幾生產對其提出新的要求 ...................................................................2 2.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 ...............................................................................................3 2.3 機床夾具及其功用 ...................................................................................................4 2.4 機床夾具在機械加工中的作用 ...............................................................................5 2.5 機床夾具組成和分類 ...............................................................................................6 2.6 機床夾具的分類 .......................................................................................................7 2.7 機床夾具設計特點 ...................................................................................................9 2.8 機床夾具的設計要求 .............................................................................................10 第三章 零件的分析 ....................................................................................11 3.1 零件的工藝分析 .....................................................................................................11 第四章 工藝規(guī)程設計 ................................................................................14 4.1 確定毛坯的制造形式 .............................................................................................14 4.2 基面的選擇 .............................................................................................................14 4.3 制定工藝路線 .........................................................................................................14 4.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .....................................................16 4.5 確立切削用量及基本工時 .....................................................................................18 第五章 夾具設計 ........................................................................................34 5.1 夾具設計 .................................................................................................................34 5.2 定位基準的選擇 .....................................................................................................34 5.3 切削力和夾緊力計算 .............................................................................................35 5.4 定位誤差分析 .........................................................................................................36 5.5 夾具設計及操作的簡要說明 .................................................................................37 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 I 參考文獻 ......................................................................................................38 致謝 ..............................................................................................................39 附件 1 ...........................................................................................................40 附件 2 ...........................................................................................................50 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 0 第一章 緒論 畢業(yè)設計在我們大學的全部基礎課、技術基礎課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設 計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在 我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設計之后，我得到一次在畢 業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識， 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， 保證零件的加工質量。 （2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求， 設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處， 能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應 性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國的“四 化”建設打一個良好的基礎。 由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表 示真誠的感謝！ XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 1 第二章:概述 夾具最早出現(xiàn)在 1787 年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與 人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依 賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二 階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的 定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝 裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾 具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。 2.1 夾具的現(xiàn)狀幾生產對其提出新的要求 現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生 產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工件已占工件種類數(shù)的 85%左右。然而 目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產的能力工廠中 約擁有 13000~15000 套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔 4 年就要 更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有 15%左右，特別最近年來柔性制造 系統(tǒng)（FMS） 、數(shù)控機床（NC） ，加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推 廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下新的要求； （1） 、能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期； （2） 、能裝夾一組相似性特征的工件； （3） 、適用于精密加工的高精度的機床； （4） 、適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型技術； （5） 、采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率。 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 2 2.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面： （1）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高 對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可 達正負 0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5um，又如用于軸承套圈 磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達 0.2~0.5um。 （2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少 工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊 的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了 5 倍左右； 而高速卡盤則可保證卡爪在轉速 9000r/min 的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大 幅度提高。 （3）柔性化 夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調 組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產 批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通 用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向 將是夾具發(fā)展的主要方向。 （4）標準化 夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上， 首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近 的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、 元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造 了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249- 80，GB2262~2269-80 以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 3 性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產和 有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 2.3 機床夾具及其功用 2.3.1 機床夾具 夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工，熱 處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床工件是使用的夾具稱為機床夾具，在現(xiàn)代生產過程中，機床夾具是一 種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產率和產品的制造成本等， 故機床夾具的設計在企業(yè)產品設計和制造以及生產技術裝備中占有極其主要的地位。 機床夾具設計是一項重要的技術工件。 2.3.2 機床夾具的功能 在機床上應用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1.機床夾具的主要功能 機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而與夾具定位元 件的定位面接觸成配合實現(xiàn)的正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錯的操作。由于工件在加工 時，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了 安全和可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。 1） 、對刀 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 4 調整刀具切削相對工件或夾具的正確位置如銑床夾具中餓對刀塊，它能迅速地確定銑 刀相對于夾具的正確位置。 2） 、導向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削，導向 元件制成模板形成故鉆床夾具長稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功能的。 2.4 機床夾具在機械加工中的作用 在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有一些六個方面，然而在不同的生產條 件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求，生產成本個 工人操作方面的要求以達到預期的效果。 （1） 、保證加工精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在 精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。 （2） 、提高勞動生產率 使用夾具是否能使工件迅速的定位很夾緊并能夠顯著的縮短輔助時間和基本時間，提 高勞動生產率。 （3） 、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可家少工的勞 動強度保證生產安全。 （4） 、保證工藝紀律 在生產過程中使用夾具可確保生產周期，生產強度等工藝秩序。例如：夾具設計也是 工程技術人員解決高難度零件的主要手段之一。 （5） 、降低生產成本 在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操 作，故可明顯降低生產成本。 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 5 （6） 、擴大機床工藝范圍 這是生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等， 也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。 2.5 機床夾具組成和分類 （1） 、系統(tǒng)元件 （2） 、夾緊元件 （3） 、夾具體 （4） 、連接元件 （5） 、對刀與導向裝置 （6） 、其他元件或裝置 一．機床夾具的基本組成部分 雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成部分 是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。 1.定位元件 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元 件的結構也就確定了。 2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。 3.夾具體 通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位 元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 二、幾夾具的其他組成部分 為滿足夾具的餓其他功能要求，各種夾具好要設計其他的元件個裝置。 1.連接元件 根據(jù)機床的工作特點，夾具在機床上的安裝。 連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上，連 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 6 接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。 2.對刀與導向裝置 對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊 調銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃 和對刀塊工作表面。 導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引 導刀具進行切削。 3.其他元件和裝置 根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾， 靠模裝置上下料加工工藝機器人等。 2.6 機床夾具的分類 1、按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產類型中的通用特性，故也是 選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產夾具 等五大類。 （1） 、通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡 盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使 用性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾 具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產周期，減少夾具品種從而降 低生產成本，其缺點是夾具的精度不高，生產效率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工 件，故使用與單件小批量生產中。 （2） 、專用夾具 專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強， 沒有通用性，在產品相對穩(wěn)定批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較長， XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 7 隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經(jīng)濟性等方面已多生許多問題。 （3） 、可調夾具 可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類 型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。 它一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者 則是一種可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小 批生產中上午有較好的經(jīng)濟效應。 （4） 、組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各 種夾具夾具用具既可拆除，留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產準備周 期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用家句數(shù)量的優(yōu)點，因此、組合夾具在單 件中小批多品種生產和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具，組合夾具也已商品化。 （5） 、自動化生產專用夾具 自動化生產專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種： 一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制 造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床的夾具比例正在增加，得以 滿足數(shù)控機床的加工要求，數(shù)控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊 組裝的夾具。 2、按夾具使用的機床分類 這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具。 設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點是機床切削 成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。 1.4、機床夾具的設計特點和要求 1、用加劇裝夾工件的優(yōu)點如下： 1） 、所保證加工精度 用夾具裝夾工件時工件相對刀具及機床的位置由夾具保證不 受工人技術的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 8 2） 、提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正，可顯著的減 少輔助工時，提高勞動生產率，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切 削用量，提高勞動生產率，可使用多工位夾具，并可采用高小夾緊機構，進一步提高 勞動生產率。 3） 、能擴大機床的使用范圍 4） 、能降低成本 在批量生產后使用夾具后，由于勞動生產率的提高，使用技術等級 較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了成本夾具制造成本分攤在一批工件 上，沒個工件制造的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本，元 件批量越大使用夾具所取得的經(jīng)濟效應就越大。 5） 、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。 當采用氣動、液動等夾緊裝置時可減少工人的勞動強度，保證安全生產延長工人的操 作壽命，提高企業(yè)整體的技術水平。 2.7 機床夾具設計特點 機床夾具設計與其他裝備設計比較有較大的差別，主要表現(xiàn)在以下五個方面： （1） 、要有較短的設計和制造周期，一般沒有條件對夾具進行原理性實驗和復雜的計 算工作； （2） 、夾具的精度一般比工件的精度變了三倍； （3） 、夾具在一般情況下是單體制造的，重復制造的機會通常要求夾具在投產時一次 成功。 （4） 、夾具和操作工人的關系非常的密切，要求夾具與生產條件和操作密切結合。 （5） 、夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少，設計者要熟悉夾具 的制造方法，以滿足設計的工藝要求。 2.8 機床夾具的設計要求 設計夾具時，應滿足下列四項基本要求 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 9 （1） 、保證工件的加工精度 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三項要求， 工件在夾具中的定位，夾具在機床上的位置，刀具的正確位置。 （2） 、保證工人的造作安全； （3） 、達到加工的造作生產率要求 （4） 、滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟效應 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 10 第三章 零件的分析 3.1 零件的工藝分析 前剎車調整臂外殼共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1.以 φ60mm 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ60H7mm 的孔，以及 φ60mm 孔的前后兩端面，其中主要加工 表面為 φ60 H7mm 通孔。0.128?? 2.以 φ60mm 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ60 孔左右兩端面，以及 5φ 孔0.1643? XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 11 3.銑 26H11 的槽 這一組加工表面包括：此槽的端面,底面，16H11mm 的槽兩側面。 4.以 φ60mm 孔為中心的加工表面。 這一組加工表面包括 φ 孔、φ 孔、φ 孔，主要是加工 φ 孔、0.1238?0.126?0.123? 0.1238? φ 孔0.126? XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 12 5.以 φ 孔為中心的加工表面0.241? 這一組加工表面包括這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： φ 孔、該孔前后兩端面,階梯臺端面,主要加工 φ 孔0.24? 0.241? 由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 13 第四章 工藝規(guī)程設計 4.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 KT350?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單， 故選擇鑄件毛坯。 4.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量 得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造 成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件， 則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇 原則，現(xiàn)選取 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊 V 形塊支承0.1286?? R41 外圓端面作主要定位面，限制 5 個自由度，再以一個銷釘限制最后 1 個自由度， 達到完全定位,然后進行車削。 （2）精基準的選擇。 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算， 這在以后還要專門計算，此處不再重復。 4.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術 要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專 用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生 產成本盡量下降。 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 14 （1）工藝路線方案一 工序一 粗,精車 φ60 孔, φ60 孔前后兩端面 工序二 粗、精車 φ60 孔左右兩端面。 工序三 鉆、擴、鉸 φ 孔,鉆、鉸 5φ 孔0.241?0.1643? 工序四 粗、精車 φ12 孔前后兩端面,鉆 φ 孔.28 工序五 粗、精車 φ60 孔上方槽內表面,鉆、鉸該槽左上方端面 M10X25 螺孔. 工序六 擴、鉸 φ 孔、鉆、擴、鉸 φ 孔,φ 孔0.1238? 0.126?0.24? 工序七 裝配時鉆鉸錐孔 工序八 檢查。 上面的工序加工不太合理，因為由經(jīng)驗告訴我們大多數(shù)都應該先車平面再加工孔，那 樣會更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時鉆兩個孔，對設備有一定要求。 且看另一個方案。 （2）. 工藝路線方案二 工序一 以 R41 外圓為粗基準，粗車 φ60 孔前后端面。 工序二 以 R41 外圓為粗基準，粗車 φ60 孔左右兩端面。 工序三 精車 φ12 孔前后端面。 工序四 以 φ12 孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸 φ12 孔，孔的精度達到 IT7。 工序五 以 φ12 孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸 5 個 φ4.3 孔，孔的精度達到 IT7。 工序六 以 φ12 孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸 φ60 孔，保證孔的精度達到 IT7。 工序七 粗車 半精車 精車槽 26H11 的端面 工序八 車螺紋孔頂面 工序九 以 φ60 孔及端面和 φ12 孔為定位基準,鉆、擴、鉸、精鉸 φ13.8 孔，孔的精 度達到 IT7。 工序十 以 φ60 孔及端面和 φ12 孔為定位基準,鉆、擴、鉸、精鉸 φ16 孔，孔的精度 達到 IT7。 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 15 工序十一 以 φ60 孔及端面和 φ12 孔為定位基準,鉆、擴、鉸、精鉸 φ13 孔，孔的精 度達到 IT7。 工序十二 檢查(裝配時鉆、鉸錐孔) 雖然工序仍然是十二步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二 快了一倍（實際車削只有兩次，而且刀具不用調整） 。多次加工 φ13.8φ16 孔是精度 要求所致。 以上工藝過程詳見圖 3。 4.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA10B 前剎車調整臂外殼” ；零件材料為 KT350，硬度 150HBW，毛坯重量 2.5kg，? 生產類型為中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯 尺寸如下： （1）外圓表面（R41） 考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因 此直接鑄造而成。 （2）外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ12，φ60 端面） 。 查《機械制造工藝設計簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表 3.1～26，取 φ12，φ60 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工） 車削加工余量為： 粗車 2mm 精車 0.5mm XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 16 （3）. 內孔（φ60 已鑄成 φ50 的孔） 查《工藝手冊》表 2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取 φ60 孔已鑄成孔長度余量為 5， 鑄成孔直徑為 50mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 2.5mm 擴孔 1mm 鉸孔 0.03mm 精鉸 0mm 同上，零件 φ12 的孔也已鑄出 φ6 的孔。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 1mm 擴孔鉆 0.1mm 粗鉸孔 0.03mm 精鉸孔 0mm (4)槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 鑄出槽端面至中心線 51.5mm 的距離，余量為 3mm。 工序尺寸加工余量： 粗車端面 2.1 mm 半精車 0.7 mm 精車 0 mm (5).螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至 φ60 孔軸線且平行軸線方向 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 17 74.5mm 的距離，余量為 4 mm 工序尺寸加工余量： 粗車頂面 3.1 mm 半精車 0.7 mm 精車 0.2 mm (6). 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工 余量時應按調整法加工方式予以確認。 4.5 確立切削用量及基本工時 工序一 以 R41 外圓為粗基準，粗車 φ60 孔前后端面。 (1)加工條件 工件材料：KT350,σ b =0.35GPa HBW 150,鑄造。? 加工要求：粗車 φ60 孔前后端面。 機床： CW6163A 臥式車床。 刀具：硬質合金鋼端面車刀. 據(jù)《切削用量簡明手冊》 （后簡稱《切削手冊》 ）取刀具直徑 do=80mm。選 刀具前角 ＝20°后角 ＝8°，副后角 ’=10°，刃傾角 =－10°,0?0?0?s? 主刃 =45°,副刃 ’=15°r?r? (2).切削用量 1）車削深度 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 18 因為切削量較小，故可以選擇 =1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。pa 2）每轉進給量 機床功率為 10kw。查《切削手冊》f=0.1~0.6mm/r。由于加工簡單，選較小量 f=0.15 mm/r。 3）查后刀面最大磨損及壽命 查《機械切削用量手冊》表 8，壽命 T=180min 4）計算切削速度 按《2》表 14， v=34.2m/min n=136r/min 根據(jù)（《工藝手冊》表 4.2-39）取 =140（r/min）wn 所以，實際切削速度為： 35(/mi)10dv?? 5）計算基本工時 tm＝Li/( *f)=1.14minwn 工序二 以 R41 外圓為粗基準，粗車 φ60 孔左右兩端面。 (1).加工條件 工件材料：KT350,σ b =0.35GPa HBW 150,鑄造。? 加工要求：粗車 φ60 孔前后端面。 機床： CW6163A 臥式車床。 刀具：硬質合金鋼端面車刀. 據(jù)《切削用量簡明手冊》 （后簡稱《切削手冊》 ）取刀具直徑 do=80mm。選 刀具前角 ＝20°后角 ＝8°，副后角 ’=10°，刃傾角 =－10°,0?0?0?s? 主刃 =45°,副刃 ’=15°r?r? (2).切削用量 1）車削深度 因為切削量較小，故可以選擇 =1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。pa 2）每轉進給量 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 19 機床功率為 10kw。查《切削手冊》f=0.1~0.6mm/r。由于加工簡單，選較小量 f=0.15 mm/r。 3）查后刀面最大磨損及壽命 查《機械切削用量手冊》表 8，壽命 T=180min 4）計算切削速度 按《2》表 14， V=34.2m/min n=136r/min 根據(jù)（《工藝手冊》表 4.2-39）取 =140（r/min）wn 所以，實際切削速度為： 35(/mi)10dv?? 5）計算基本工時 tm＝ /( f)=1.6min。12()li?wn? 工序三 精車 φ12 孔前后端面。 1.加工條件 工件材料：KT350, =0.35GPa HBW 150,鑄造。b?? 加工要求：精車 φ12 孔上下端面。 機床： CW6163A 臥式車床。 刀具：硬質合金鋼端面車刀.車削深度 1.8mm/rmaxF 'f 由于所選擇的進給量 遠遠小于 和 ，故可以使用。f'f' （2）耐用度 查[2]表 9 T=4500s=75min （3）切削速度 用不同的刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4-mp 10 進行計算。根據(jù)所給條件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法計算得： XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 21 V=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, =1.25kwmp 由于實際條件與上表所給條件不完全相同，故應該對結果進行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系數(shù) =0.88， =0.75，故：mvklvk =17m/min*0.88*0.75=11.22m/min' =162r/min ''01nd?? 查 z535 型機床說明書，取 n=195r/min，實際切削速度為： 03.5m/in1v實 由表 3.4-11，切削力以及轉矩的修正系數(shù) =1.06，故：fk? F=4732N*1.06=5016N T=51.69N.m*1.06=54.8N.m. 3.計算工時 120.17min.56mLtnf???? 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴鉆：選高速鋼擴孔鉆 1）確定進給量 f 根據(jù)表 3.4-5，取 f=（0.7~0.8）*0.7mm/r=0.49~0.56mm/r。根據(jù) z535 型機床說明書， 取 f=0.57mm/r 2)確定切削速度 v 及 n 根據(jù)表 3.4-34，取 v=25m/min 由于切削條件與上表不同，故應該乘以以下修正系數(shù)： 0.8,1.2pmvavk? 故 '25/in*4/min'1./i7r? 根據(jù) z535 型機床說明書，取 n=275r/min。實際擴孔速度： XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 22 min0*24.75/min21.3/1dnv??? 3)計算工時: 210.9i.57mLtnf?? 鉸孔：選高速鋼鉸刀 10/ir?.~3/mr?01.94dm?312.in.50mLtnf?? 精鉸：選高速鋼鉸刀 10/inr?.~3/r?01.94d?312.min.50mLtnf??1234.6imTtt?? 工序五 以 φ12 孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸 5 個 φ4.3 孔，精度達到 IT7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇 Z535 立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=3mm 采用雙頭刃磨法， 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 由 do=10mm,查《2》表 5 按鉆頭 0.13/fmr? 按機床強度查[1]表 10.1-2 選擇 rmf/8.1~056.? 最終決定選擇機床已有的進給量 4 （2）耐用度 查[2]表 9 T=4500s=75min （3）切削速度 查《1》表 10.1-2 n=50-2000r/min 取 n=1000r/min. XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 23 3.計算工時 320.6min0.1mLtnf????5.imTt 工序六 以 φ12 孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸 φ60 孔，保證孔的精度達到 IT7。 1.選擇鉆床及鉆頭 選擇 z535 型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨 法， 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 f 根據(jù)表 3.4-1 可以查出 f=0.7 0.8mm/r 由于孔深和孔徑之比~ / =0.2，所以 =1.0，'0dn??llfk 故 =（0.7 0.8）*1=0.7 0.8mm/r'f~~ 查 z535 型立式鉆床說明書，取 =0.7mm/rf 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量 =2.1mm/r。機床進給機構允許的軸向力'f =69620N（由機床說明書查出） ，根據(jù)表 3.4-4，允許的進給量 >2.4mm/rmaxF 'f 由于所選擇的進給量 遠遠小于 和 ，故可以使用。f'f' （2）確定切削速度 v、軸向力 F、轉矩 T 以及切削功率 mp 用不同的刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4- 10 進行計算。根據(jù)所給條件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法計算得： V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kwmp 由于實際條件與上表所給條件不完全相同，故應該對結果進行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系數(shù) =0.88， =0.75，故：mvklvk =12m/min*0.88*0.75=7.92m/min' =45.85r/min ''01nd?? 查 z535 型機床說明書，取 n=60r/min，實際切削速度為： 0.36m/in1v實 由表 3.4-11，切削力以及轉矩的修正系數(shù) =1.06，故：fk? XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 24 F=27860N*1.06=29531.6N T=686.7N.m*1.06=727.9N.m 3)校驗機床功率 切削功率 為mp =7.22kw*(/)mvk?實 機床有效功率為： 效率=12kg*0.81=9.72kg'E 由于 故選擇的切削用量可以使用，即'Emp? /min05,0.7/,60/in,1.36dfrv?? 相應的：F=29531.6N,T=727.9N.m， =7.22kwmp 4）計算工時： 選擇 n=60r/min 所以 (32)/60.7)8inmt???? 2、擴孔 (1)選用 標準高速鋼擴孔鉆56? (2)確定擴孔切削用量 1）確定進給量 f 根據(jù)表 3.4-5，取 f=（1.3~1.5）*0.7mm/r=0.91~1.05mm/r。根據(jù) z535 型機床說明書， 取 f=0.95mm/r 2)確定切削速度 v 及 n 根據(jù)表 3.4-34，取 v=20.3m/min 由于切削條件與上表不同，故應該乘以以下修正系數(shù)： 0.8,1.2pmvavk? 故 '0.3/min*.8102./minv?? =103.6r/min'1/i56r? 根據(jù) z535 型機床說明書，取 n=120r/min。實際擴孔速度： min0*5620/in./1dnv??? 3)計算工時: 2320.min.951mLtf??? XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 25 鉸孔 （1）選用 mm 標準高速鋼鉸刀。60? （2）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 f，根據(jù)表 3.4-6 查出，f=1.25~1.8/mm，按該表注 4，進給量取較 小值。按 z535 型機床說明書，取 f=1.6mm/r。 2）切削速度 v 及 n 根據(jù)表 3.4-40，去 v=8.5m/min 切削速度的修正系數(shù)由表 3.4-9 查出0.8,.9pmvavk? 故： '8.5/min*0.897.4/minv?? n ''01/i2/i6nrrd? 根據(jù) z535 型機床說明書，取 n=60r/min，實際鉸孔速度 in05/in10.5/1v??? 3)計算工時： 32.3mi.6mLtnf?? 精鉸同上 12341.8inmmTtt?? 工序七 粗車 半精車槽 26H11 的端面 1. 選擇機床刀具 選擇機床： CW6163A 臥式車床。 刀具:QA2022L-03. 刀具前角 ＝10°后角 ＝8°，副后角 ’=10°，刃傾角 =－10°,0?0?0?s? 主刃 =45°,副刃 ’=15°r?r? 2. 切削用量 查 2 表 5 f=0.14~0.24mm/r T=180min 取 f=0.15mm/r v=34.2m/min n=136r/min XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 26 3. 計算工時 粗車 121()(34)*28.3s6.mlitnf??? 半精車 122()().0s.4mlitf?1m2Tt6? 工序八 車螺紋孔頂面 1.選擇機床及刀具 選擇機床： CW6163A 臥式車床。 2.切削用量 1）車削深度 因為切削量較小，故可以選擇 =1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。pa 2）刀具耐用度 查《2》表 壽命 T=180min。 3） 計算切削速度 查[2]得 ＝34.2mm/s，n=136r/min,0V12()(.58)*2.3s0mlitnf???? 工序九 以 φ60 孔及端面和 φ12 孔為定位基準,鉆、擴、鉸、精鉸 φ13.8 孔，孔的精 度達到 IT7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇 z535 型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=12mm，鉆頭采用雙頭刃磨 法， 2.選擇切削用量 根據(jù)表 3.4-1 可以查出 f=0.47 0.57mm/r 按鉆頭 ~rmf/57.0~4.? 按機床強度查[1]表 10.1-2 選擇 rf/8.1056.? 最終決定選擇機床已有的進給量 /m XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 27 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量 =1.75mm/r。機床進給機構允許的軸向力'f =15690N（由機床說明書查出） ，根據(jù)表 3.4-4，允許的進給量 >1.8mm/rmaxF 'f 由于所選擇的進給量 遠遠小于 和 ，故可以使用。f'f' 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量 =2.1mm/r。機床進給機構允許的軸向力'f =69620N（由機床說明書查出） ，根據(jù)表 3.4-4，允許的進給量 >2.4mm/rmax 'f 由于所選擇的進給量 遠遠小于 和 ，故可以使用。f'f' （2）確定切削速度 v、軸向力 F、轉矩 T 以及切削功率 mp 用不同的刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4- 10 進行計算。根據(jù)所給條件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法計算得： V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kwmp 由于實際條件與上表所給條件不完全相同，故應該對結果進行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系數(shù) =0.88， =0.75，故：mvklvk =12m/min*0.88*0.75=7.92m/min' =45.85r/min ''01nd?? 查 z535 型機床說明書，取 n=60r/min，實際切削速度為： 0.36m/in1v實 由表 3.4-11，切削力以及轉矩的修正系數(shù) =1.06，故：fk? F=27860N*1.06=29531.6N T=686.7N.m*1.06=727.9N.m 3)校驗機床功率 切削功率 為mp =7.22kw*(/)mvk?實 機床有效功率為： 效率=12kg*0.81=9.72kg'E 由于 故選擇的切削用量可以使用，即'Emp? /min012,0.5/,60/in,1.36dfrv?? 相應的：F=29531.6N,T=727.9N.m， =7.22kwmp 4）計算工時： XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 28 13421.min0.56mLtnf???? 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴鉆：選高速鋼擴孔鉆 120/inr?rmf/8.0~7?013.6dm?2342.mi0.75mLtnf??? 鉸孔：選高速鋼鉸刀 60/inr?1.5~30/fr?013.74d?342.3i60mLtnf??? 精鉸：選高速鋼鉸刀 60/minr?1.5~30/fmr?013.87dH?432.imLtnf???1234.inmTtt? 工序十 以 φ60 孔及端面和 φ12 孔為定位基準,鉆、擴、鉸、精鉸 φ16 孔，孔的精度 達到 IT7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇 z535 型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=14mm，鉆頭采用雙頭刃磨 法， 2.選擇切削用量 根據(jù)表 3.4-1 可以查出 f=0.47 0.57mm/r 按鉆頭 ~rmf/57.0~4.? 按機床強度查[1]表 10.1-2 選擇 rf/8.1056.? 最終決定選擇機床已有的進給量 /m 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量 =1.75mm/r。機床進給機構允許的軸向力'f =15690N（由機床說明書查出） ，根據(jù)表 3.4-4，允許的進給量 >1.8mm/rmaxF 'f 由于所選擇的進給量 遠遠小于 和 ，故可以使用。f'f' 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量 =2.1mm/r。機床進給機構允許的軸向力'f =69620N（由機床說明書查出） ，根據(jù)表 3.4-4，允許的進給量 >2.4mm/rmax 'f XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 29 由于所選擇的進給量 遠遠小于 和 ，故可以使用。f'f' （2）確定切削速度 v、軸向力 F、轉矩 T 以及切削功率 mp 用不同的刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的 v、F、T、 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4- 10 進行計算。根據(jù)所給條件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法計算得： V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kwmp 由于實際條件與上表所給條件不完全相同，故應該對結果進行修正。由表 3.4-9 可知， 切削速度的修正系數(shù) =0.88， =0.75，故：mvklvk =12m/min*0.88*0.75=7.92m/min' =45.85r/min ''01nd?? 查 z535 型機床說明書，取 n=60r/min，實際切削速度為： 0.36m/in1v實 由表 3.4-11，切削力以及轉矩的修正系數(shù) =1.06，故：fk? F=27860N*1.06=29531.6N T=686.7N.m*1.06=727.9N.m 3)校驗機床功率 切削功率 為mp =7.22kw*(/)mvk?實 機床有效功率為： 效率=12kg*0.81=9.72kg'E 由于 故選擇的切削用量可以使用，即'Emp? /min014,0.7/,60/in,1.36dfrv?? 相應的：F=29531.6N,T=727.9N.m， =7.22kwmp (2)耐用度 查[2]表 9 T=4500s=75min (3)切削速度 查《1》表 10.1-2 XXXX 大學畢業(yè)設計（論文）說明書 30 n=50-2000r/min 取 n=1000r/min. 3.計算工時 1240.9min.56mLtnf???? 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴鉆：選高速鋼擴孔鉆 120/inr?rmf/8.0~7?015.6dm?423in.51mLtf?? 鉸孔：選高速鋼鉸刀 60/inr?r/6.~?015.94d?324min0mLtf?? 精鉸：選高速鋼鉸刀 60/inr?r/6.~1?0167dH?42.in0mLtf??12341.6mimTtt?? 工序十一 以 φ60 孔及端面和 φ12 孔為定位基準,鉆、擴、鉸、精鉸 φ13 孔，孔的精 度達到 IT7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇 z535 型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆