畸形撥叉工藝和雙孔鉆模夾具設計【三維SW】【含5張CAD圖紙】

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機械加工工序卡片 大學名 機械加工工序卡片 零件圖號 共　14　頁 零件名稱 畸形撥叉 第　1　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 30 粗銑上方端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數 工時定額 基本 輔助 1 粗銑上方端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 機械加工工序卡片 大學名 機械加工工序卡片 零件圖號 共　14　頁 零件名稱 畸形撥叉 第　1　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 30 粗銑下方端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數 工時定額 基本 輔助 1 粗銑下方端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 機械加工工序卡片 大學名 機械加工工序卡片 零件圖號 共　14　頁 零件名稱 畸形撥叉 第　2　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 40 精銑上方端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數 工時定額 基本 輔助 1 精銑上方端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 460 91.2 0.15 1 1 0.33 0.4 機械加工工序卡片 大學名 機械加工工序卡片 零件圖號 共　14　頁 零件名稱 畸形撥叉 第　2　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 40 精銑下方端面 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數 工時定額 基本 輔助 1 精銑下方端面 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 460 91.2 0.15 1 1 0.33 0.4 機械加工工序卡片 大學名 機械加工工序卡片 零件圖號 共　14　頁 零件名稱 畸形撥叉 第 3　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 50 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數 工時定額 基本 輔助 1 鉆￠10的孔 鉆頭﹑游標卡尺、工裝 300 0.34 0.35 2 1 0.66 0.5 2 擴￠10的孔 鉆頭﹑游標卡尺、工裝 250 20.4 0.45 2 1 0.62 0.6 3 鉸孔10的孔 鉸刀﹑游標卡尺、工裝 300 0.35 0.35 0.8 1 0.96 0.5 機械加工工序卡片 大學名 機械加工工序卡片 零件圖號 共　14　頁 零件名稱 畸形撥叉 第 3　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 50 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數 工時定額 基本 輔助 1 鉆￠11的孔 鉆頭﹑游標卡尺、工裝 300 0.34 0.35 2 1 0.66 0.5 2 擴￠11.7的孔 鉆頭﹑游標卡尺、工裝 250 20.4 0.45 2 1 0.62 0.6 3 鉸孔12的孔 鉸刀﹑游標卡尺、工裝 300 0.35 0.35 0.8 1 0.96 0.5 機械加工工序卡片 大學名 機械加工工序卡片 零件圖號 共　14　頁 零件名稱 畸形撥叉 第 3　頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 50 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 進給量/（mm／r） 背吃刀量/mm 走刀 次數 工時定額 基本 輔助 1 鉆￠20的孔 鉆頭﹑游標卡尺、工裝 300 0.34 0.35 2 1 0.66 0.5 2 擴￠24.7的孔 鉆頭﹑游標卡尺、工裝 250 20.4 0.45 2 1 0.62 0.6 3 鉸孔25的孔 鉸刀﹑游標卡尺、工裝 300 0.35 0.35 0.8 1 0.96 0.5 機械加工工藝過程卡片 產品名稱 零(部)件名稱 零件圖號 材料 毛 坯 種 類 文件編號 畸形撥叉 畸形撥叉 Bocha HT150 鑄造 造 工 序 號 工 序 內 容 設 備 夾具名稱 刀具名稱 量具名稱 工作 等級 單件 工時 名稱 型號 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 時效處理，回火，去應力 30 打點劃線 40 粗銑上方端面 立式銑床 X52K 專用銑夾具1 端銑刀 游標卡尺 M 50 粗銑下方端面 立式銑床 X52K 專用銑夾具1 端銑刀 游標卡尺 M 60 精銑上方端面 立式銑床 X52K 專用銑夾具1 端銑刀 游標卡尺 M 70 精銑下方端面 立式銑床 X52K 專用銑夾具1 端銑刀 游標卡尺 M 80 鉆擴鉸￠10孔 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀 游標卡尺 M 90 鉆擴鉸￠12孔 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀 游標卡尺 M 100 鉆擴鉸￠25孔 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀 游標卡尺 M 110 去毛刺 120 檢驗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 課程設計 畸形撥叉工藝和雙孔鉆模夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 28 摘 要 畸形撥叉是某企業(yè)產品中的關鍵零件之一，本課題要求根據企業(yè)生產需要和畸形撥叉零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具，并完成必要的設計計算。本機床所用夾具的通用性強，工件采用定位夾緊，快速方便。夾緊采用手動加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。由于畸形撥叉的生產量比較大，為了保證產品質量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設計，并在關鍵工序使用組合機床或專用機床進行加工。 通過設計，綜合運用了大學期間的多數基礎和專業(yè)知識，加深所學知識體系，掌握了運用各項繪圖軟件進行設計的方法和技巧,熟悉了工程應用設計。 關鍵詞 畸形撥叉 零件分析 工藝路線 夾具設計 組合機床 Abstract The axile bush is one of the key parts of an enterprise products, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod and modular machine tool of the axile bush.The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform,so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency. Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well. Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool 目 錄 摘 要 II Abstract 1 一、 前言 3 2 零件工藝性分析 4 2.1 零件的作用 4 2.2 零件的工藝分析 4 3 畸形撥叉工藝規(guī)程設計 5 3.1 工藝規(guī)程的作用 5 3.2 毛坯的確定 5 3.3 定位基準的選擇 6 3.4 制定工藝路線 6 3.5 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 9 3.6 確定切削用量及基本工時 9 第4章 鉆模夾具設計 18 4.1設計要求 18 4.2夾具設計 18 4.2.1 定位基準的選擇 18 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 19 4.3定位誤差的分析 22 4.4鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 23 4.5 確定夾具體結構和總體結構 24 4.6夾具設計及操作的簡要說明 25 4 總結 26 參考文獻 27 致 謝 28 一、 前言 1.簡介 機械制造技術基礎課程設計是我們學完了大學全部基礎課，技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所有各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 本次課程設計內容包括零件的分析，工藝路線的制定，工藝規(guī)劃設計，某道工序的夾具設計以及該道工序的工序卡，機械加工綜合卡片，夾具裝配圖以及夾具底座零件圖的繪制等等。 就我個人而言，希望能通過這次課程設計對未來即將從事的工作進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，并學會將所學到的理論知識應用到具體的實際生產問題中來，為以后走向社會打下堅實的基礎。 由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請老師批評指正。 2.設計目的 機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎課程進行了生產實習之后的一個重要的實踐教學環(huán)節(jié)。學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行機械制造工藝及結構設計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練和準備。它要求學生綜合運用本課程及有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計。其目的如下： ①培養(yǎng)學生解決機械加工工藝問題的能力。通過課程設計，熟練運用機械技術基礎課程中的基本理論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定位、加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，初步具備設計一個中等復雜程度零件的能力。 ②培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力。 ③進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運用和編寫技術文件等基本技能。 2 零件工藝性分析 2.1 零件的作用 畸形撥叉是一個主要零件。通過撥動零件的實現(xiàn)換擋調速，該零件的加工好壞，將影響到整個配氣機構的工作性能。 2.2 零件的工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT150。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為上、下端面，φ10mm、φ12mm、φ25mm以及加工。由參考文獻[1]中有關孔的加工的經濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結構的工藝性也是可行的。 ⑴ 以上下端面為主有：① 零件上下端面加工，其粗糙度要求是； ② 畸形撥叉平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 ⑵ 孔系加工有： ①Φ12、Φ25鉆擴鉸加工，其表面粗糙度為； ②小孔Φ10H7鉆鉸加工 3 畸形撥叉工藝規(guī)程設計 3.1 工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程是生產準備、生產組織、計劃調度的主要依據，是指導工人操作的主要技術文件，也是工廠和車間進行設計或技術改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。 (1)根據機械加工工藝規(guī)程進行生產準備（包括技術準備）。在產品投入生產以前，需要做大量的生產準備和技術準備工作，例如，關鍵技術的分析與研究；刀、夾、量具的設計、制造或采購；設備改裝與新設備的購置或定做等。這些工作都必須根據機械加工工藝規(guī)程來展開。 (2)機械加工工藝規(guī)程是生產計劃、調度、工人的操作、質量檢查等的依據。 (3)新建或擴建車間(或工段),起原始依據也是機械加工工藝規(guī)程，根據機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數量，確定機床的布置和動力配置，確定生產面積的大小和工人的數量。 3.2 毛坯的確定 零件材料是HT150。零件年產量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機器造型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。 3.3 定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻 精基準的選擇：主要考慮基準重合問題，畸形撥叉的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則。?20孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 3.4 制定工藝路線 制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為大批生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。還有，應當考慮經濟效果，以便降低生產成本[9]。 3.4.1 工藝路線方案一 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 時效處理，回火，去應力 30 打點劃線 40 粗銑上方端面 50 粗銑下方端面 60 精銑上方端面 70 精銑下方端面 80 鉆擴鉸￠10孔 90 鉆擴鉸￠12孔 100 鉆擴鉸￠25孔 110 去毛刺 120 檢驗入庫 3.4.2 工藝路線方案二 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 時效處理，回火，去應力 30 打點劃線 40 粗銑上方端面 50 粗銑下方端面 60 鉆擴鉸￠10孔 70 鉆擴鉸￠12孔 80 鉆擴鉸￠25孔 90 精銑上方端面 100 精銑下方端面 110 去毛刺 120 檢驗入庫 3.4.3 工藝方案的比較與分析 因左右兩端面均對φ25mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數，提高加工精度。根據先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上φ25mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表１和附表2，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 時效處理，回火，去應力 30 打點劃線 40 粗銑上方端面 50 粗銑下方端面 60 精銑上方端面 70 精銑下方端面 80 鉆擴鉸￠10孔 90 鉆擴鉸￠12孔 100 鉆擴鉸￠25孔 110 去毛刺 120 檢驗入庫 3.5 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 ⑴ 上下端面的偏差及加工余量計算 上下端面計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表11～19。其余量值規(guī)定為2-3mm，現(xiàn)取3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取 精銑：由參考文獻[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。 參照參考文獻[3]表3～2，3～25,2.3～13和參考文獻[15]表1～8，可以查得： 鉆孔Φ25 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉆孔Φ12 參照參考文獻[3]表2.3～47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆——擴——鉸 由以上資料得出毛坯尺寸圖。 3.6 確定切削用量及基本工時 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap、進給量f及切削速度Vc 。 (2)確定方法是：確定切削深度——>確定進給量——>確定切削速度． (3)具體要求是： ①由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除 在中等功率機床上一次走刀ap可達8mm～10mm。 ②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構強度。 ③可用查表法或計算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查或計算法所得的轉速nc查，根據Vc查在選擇機床實有的主軸轉速表中選取接近的主軸轉速n機作為實際的轉速，再用 換算出實際的切削速度Vc機填入工藝文件中。 對粗加工，選取實際切削速度Vc機實際進給量f機和背吃刀量asp之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 工序40：粗銑上方端面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 式（1.5） 工序50：粗銑下方端面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 式（1.5） 工序60：精銑上方端面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ， 實際銑削速度，由式（1.2）有： 進給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1。 機動時間，由式（1.5）有： 本工序機動時間 工序70：精銑下方端面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ， 實際銑削速度，由式（1.2）有： 進給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1。 機動時間，由式（1.5）有： 本工序機動時間 工序8：鉆擴鉸￠10孔 機床：鉆床Z525 刀具：高速鋼麻花鉆 （1）先加工到尺寸為φ8.5 切削深度： 進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4.39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 機動時間： 鉸φ10孔到規(guī)定尺寸 取背吃刀量 切削速度，進給量則 采用Z525型立式鉆床 取轉速 故實際切削速度為 由 鉸孔切入切出行程 該工序基本時間為 工序90：鉆擴鉸Φ12。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： ⑵ 擴孔 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～31選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度： 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～52，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～53，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數為1 機動時間： ⑶ 鉸孔Φ12 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。 切削深度：，且。 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～60，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31取 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 該工序的加工機動時間的總和是： 工序100：鉆擴鉸Φ25。 （1）鉆￠25的孔 由資料[1]《機械加工工藝手冊》表得：，，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ，， 根據式1.11可得 (3) 擴孔 由資料[1]《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取， ，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ，， 根據式1.11可得： (5)鉸孔 由資料[1]《機械加工工藝手冊》表得：，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ， 鉸圓柱孔時，由資料[1]《機械加工工藝手冊》表得： 根據式1.11可得： 第4章 鉆模夾具設計 4.1設計要求 為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產，任務為設計一鉆φ25孔、鉆φ12孔。 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 4.2夾具設計 4.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 由零件圖可知：進行加工前，底面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案：選外圓面平面、和側面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表得： 有： 安全系數K可按下式計算有： 式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻[5]表 可得： 所以 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即： 安全系數K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。 b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機構的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。 螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構的特點： （1）結構簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數由參考文獻[5]可查得： 螺旋夾緊力： 該夾具采用夾緊機構， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 4.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，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。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.4鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。 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 HT150 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT150 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 鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.5 確定夾具體結構和總體結構 對夾具體的設計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(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，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結構的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，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，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。 4.6夾具設計及操作的簡要說明 夾具體是夾具的基礎件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應有足夠的剛度和強度，同時結構工藝性要好。 由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結構復雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT150，鑄造成型后時效處理，以消除內應力。 由于工件采用V型塊定位Φ60mm外圓面，這就要求V型塊固定在一個與水平面成45°的支撐面上。我們可以采用加工一有45°面的支撐塊固定在夾具體上，經過切削加工達到我們要求的定位尺寸。 4 總結 本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下： （1）缺乏實際工廠經驗，對一些參數和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。 （2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。 （3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數據采集和控制上還有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。 參考文獻 [1] 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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