CA10B前剎車調(diào)整臂外殼831012的機械加工工藝規(guī)程及銑12端面夾具設(shè)計【銑小端面夾具工藝裝備】

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摘要調(diào)整臂外殼的加工工藝及專用夾具設(shè)計，考慮到零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄造。調(diào)整臂外殼的主要加工面是調(diào)整臂的幾個端面、方槽和孔，由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保證。因此，采用先面后孔的原則，以保證加工精度。該設(shè)計中，應(yīng)先以大端外圓加工出兩端面，再以該基準(zhǔn)面加工小端面和相應(yīng)的孔。在其余工序中，均以此孔與端面為定位基準(zhǔn)，加工調(diào)整臂的孔、槽和一些端面，在整個加工過程中，用到了車床、銑床和鉆床。關(guān)鍵詞： 調(diào)整臂外殼，加工工藝，夾具設(shè)計IABSTRACTAdjusting the processing technology of the arm shell and the design of the special fixture, taking into account the parts in the operation of the machine in the process of little impact, the parts structure is relatively simple, so choose casting. The main processing surface of the adjusting arm shell is a few end faces, square grooves and holes of the adjusting arm, and the machining accuracy of the shell is easy to guarantee compared with the processing precision of the hole. Therefore, the principle of "first face, rear hole" is adopted to ensure the machining accuracy. In this design, should be the first to end outer circle processing two end, then the datum processing and the corresponding small end hole. In the rest of the process, the hole and end face are used as the positioning datum to adjust the hole, groove and end face of the adjusting arm. The lathe, milling machine and drilling machine are used in the whole process.Key words: adjusting arm shell, processing technology, fixture designII目錄摘要 ......................................................................IABSTRACT .................................................................II第一章 緒論 ..............................................................1第二章 零件的分析 ........................................................23.1 零件的作用 ...........................................................23.2 零件的工藝分析 .......................................................2第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 .......................................................24.1 確定毛坯的制造形式 ...................................................34.2 基準(zhǔn)的選擇 ...........................................................34.3 制定工藝路線 .........................................................3第四章 夾具設(shè)計 .........................................................254.1 問題的提出 ..........................................................254.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ......................................................254.3 切削力和夾緊力的計算 ................................................254.4 定位誤差分析 ........................................................264.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 ................................................264.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 ..............................................27參考文獻 .................................................................30致謝 .....................................................................310第一章 緒論隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)力的發(fā)展，要求機械工業(yè)不斷提供先進的技術(shù)設(shè)備，加之市場需求的變化多端，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例在提高。這樣，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，很不適應(yīng)新的生產(chǎn)特點。為了適應(yīng)機械工業(yè)又好又快發(fā)展的需要，機床夾具的設(shè)計與制造技術(shù)也必須與時俱進，要求企業(yè)的高級技能人才能不斷設(shè)計出構(gòu)思合理、結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確、工藝精良的夾具。所以，在大學(xué)畢業(yè)之前，選擇簡單的夾具設(shè)計，希望通過此次設(shè)計，在過程中希望得到以下訓(xùn)練： （1）運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)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(zhì)量。（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。（3）學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 （4）熟悉零件的工藝制定，和有關(guān)計算。 畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完大學(xué)的全部課程之后進行的，畢業(yè)設(shè)計對所學(xué)各課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)至關(guān)重要的一環(huán)。本設(shè)計就 CA10B 解放牌汽車的前調(diào)整臂的外殼的工藝規(guī)程及其加工過程中的專用夾具進行設(shè)計，由于作者的能力有限，設(shè)計難免存在不足和錯誤，懇請各位老師給予指教，在此致謝！1第二章 零件的分析3.1 零件的作用CA10B 解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼，主要是對前剎車調(diào)整臂進行支撐保護。3.2 零件的工藝分析零件加工過程中，要保證側(cè)孔 φ13.8，φ13，φ16 在同一個中心線上，中心軸線距定位基準(zhǔn) φ60 孔為 39.5±0.2 的位置精度要求；另外，上端 R11 孔對右側(cè)凸臺端面有 70±0.25 的位置精度要求；零件大端兩側(cè)端面相對中心線有 的尺寸要求等。主要工序加工面如下示例：第三章 工藝規(guī)程設(shè)計24.1 確定毛坯的制造形式零件的材料為 KT350,零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，又為大批量生產(chǎn)，而且表面粗糙度質(zhì)量要求也不是很高，故可采用鑄件，以提高生產(chǎn)效率和效益。4.2 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，對零件的生產(chǎn)是非常重要。1） 粗基準(zhǔn)的選擇按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，應(yīng)選取盡量不加工的表面為粗基準(zhǔn)，故選用 R41 外圓面及大端端面為粗基準(zhǔn)。以 V 型塊定位并進行壓緊。2） 精基準(zhǔn)的選擇粗加工進行后，以一端端面為精基準(zhǔn)，加工另一側(cè)端面。仍然以外圓用 V 型塊定位，加工一側(cè)端面和內(nèi)孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復(fù)。4.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，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)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，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)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。1）工藝路線方案一工序 1 粗,精車 φ60 孔, φ60 孔前后兩端面；工序 2 粗、精車 φ60 孔左右兩端面；工序 3 鉆、擴、鉸 φ12 孔,鉆、鉸 5×φ4.3 孔；工序 4 粗、精車 φ12 孔前后兩端面； 工序 5 粗、精車 φ60 孔上方槽內(nèi)表面,鉆、鉸 M10X25 螺孔；.工序 6 擴、鉸 φ13.8 孔、鉆、擴、鉸 φ16 孔,φ13 孔；3工序 7 鉆鉸 Rc1/8 錐孔；工序 8 去毛刺，檢查。按此工藝加工不太合理，我們知道對于一般零件采用基準(zhǔn)先行原則應(yīng)該先加工面后加工孔，才可滿足零件的加工要求，因此換方案如下：2）工藝路線方案二工序 1 粗車大端前后兩端面；工序 2 精車 φ12 孔前后端面；工序 3 粗車大端左右兩端面；工序 4 鉆、擴、鉸 φ12 孔；工序 5 鉆、擴、鉸 5×φ4.3 孔；工序 6 鉆、擴、鉸 φ60 孔；工序 7 粗車、精車槽端面；工序 8 車螺紋孔頂面，鉆攻 M10 螺紋；工序 9 鉆、擴、鉸 φ13、φ13.8、φ16 孔；工序 10 攻 Rc 1/8 錐孔；工序 11 去毛刺，檢驗。此方案較上述方案更加合理了，但是仍有些不足，例如前幾個工序裝夾反復(fù)次數(shù)較多，生產(chǎn)效率較低，影響經(jīng)濟效益，不適合大批量生產(chǎn)；工序 6 中的 φ60 孔，由于鑄件孔徑已經(jīng)達到 φ50，直徑較大，而精度要求不高，用車削即可。特此修改如下：3）工藝路線方案三工序 1 車大端兩端面；車 φ60 孔，采用 C620-1 車床，使用專用夾具；4工序 2 銑小端兩端面；工序 3 鉆、擴 φ12 孔；工序 4 一面兩銷，銑方槽；工序 5 以 φ60 孔，φ12 孔與端面一面兩銷，銑三個凸臺；工序 6 一面兩銷，鉆、擴、鉸 φ13、φ13.8、φ16 的孔；工序 7 鉆、攻 M10 螺紋；工序 8 一面兩銷，鉆、擴、鉸 5×φ4.3；工序 9 攻 Rc 1/8 錐孔；工序 10 去毛刺；工序 11 檢驗。此工藝路線裝夾重復(fù)次數(shù)少，加工工序能夠滿足零件的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)效率較高，適合大批量生產(chǎn)，就此采用。4.4 機械加工余量及毛坯尺寸的確定CA10B 解放牌汽車前剎車調(diào)整臂外殼的材料為 KT350，σ b =350MPa，毛坯重量2.5kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。試確定各加工表面的機械加工余量及毛坯尺寸如下：1） 非加工表面考慮其零件非加工表面，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造可成。2） 大端端面及小端端面沿軸線方向的加工余量查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 （以下稱《設(shè)計指南》 ）表 5-4，取鑄件的機械加工余量等級為 F 時的機械加工余量 RAM 均為1.5mm；查表 5-1 取公差等級為 CT11，再查表55-3 得出尺寸公差 CT 為 3.6mm。由《設(shè)計指南》表達式 5-1,5-2,5-3；則毛坯鑄造時，工件兩側(cè)總共需要的留出的金屬余量(雙側(cè)加工)ΔR=2RAM+CT/2= 2 1.5+3.6/2=4.8mm，以單側(cè)為 2.4mm 余量加工，單側(cè)工序余量?如下：粗車 2mm；半精車 0.4mm；3） 內(nèi)孔 φ60（已鑄 φ50 孔） ，φ12（已鑄 φ6 孔）仿照 2） ，查《設(shè)計指南》 ，得鑄件留出的金屬余量(雙側(cè)加工) φ60 是10mm，φ12 是 6mm；現(xiàn)制定單側(cè)工序余量如下：① φ60粗車 3.5mm；半精車 1.5mm；② φ12鉆 2.5mm； 擴 0.5mm；鉸 0 mm； 4） 方槽同上，取方槽端面鑄造余量為 2.5mm，工序余量如下：6粗銑 2 mm；半精銑 0.5 mm；5） 三個凸臺同上，取凸臺的鑄造加工余量均為2mm，則工序余量如下：粗銑 1.5 mm；半精銑 0.5 mm；6）其他尺寸直接鑄造得到由于零件的粗糙度要求不是很高，且為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時都應(yīng)按調(diào)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(zhǔn)，車大端端面以及 φ60 孔(1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造。加工要求：粗車大端端面，表面粗糙度 Ra=12.5um，半精車大端端面，表面粗糙度7Ra=6.3um；粗車 φ60 孔，表面粗糙度 Ra=12.5um，半精車 φ60 孔，表面粗糙度Ra=6.3um；機 床：C620-1 型臥式車床。刀 具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》第二卷（以下簡稱《工藝手冊》 ）加工鑄鐵選擇高速鋼端面車刀。根據(jù)車床中心高選擇刀桿尺寸 16mm 25mm；選刀具前角 ＝15°,后?0?角 ＝ 8°，副后角 ’=10°,主刃 =60°,副刃 ’=15°0?0?r?r?(2) 切削用量1）車大端端面1. 確定進給量根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-114，當(dāng)車刀刀桿尺寸為 16mm 25mm，αp≤3mm 時，工件?的直徑為 60mm-100mm 時，f=0.4-0.5mm/r。根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-57，取f=0.5mm/r。2. 計算切削速度查《工藝手冊》表 1.1-55，車削速度的計算公式（m/min） vyxpmckfaTvv?上式中 ， ， mm， ， ， ， ；8.4Cv125.0?pa0?vx5.vy.0?f1vk計算得，車削速度 m/min。3c3. 確定主軸轉(zhuǎn)速由公式 min/7.1625.10rdvnws ????按《設(shè)計指南》表 5-56，與 162.7r/min 相近的車床轉(zhuǎn)速為 150r/min 和 185r/min,現(xiàn)取 185r/min，如果選 150r/min，則速度損失很大，所以實際的切削速度為=37.76m/min。v4. 校驗機床功率由《工藝手冊》表 1.1-57，切削需要的功率 4106???VFcP8上式中 ， ， ， ， ， ，980?ZFC2pa5.0?f0.1FzX75.?FzY0Fzn代入計算得 kw；51.P由《設(shè)計指南》表 5-55，查 C620-1 車床的主電動機的功率為 7kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為185r/min 時，主軸傳遞的最大功率為=5.9kw，所以機床的功率足夠，可以正常加工。故所選 背吃刀量 mm，進給量 。2?parmf/5.0?（3) 基本工時因為工件面積很小，表面粗糙度要求很低，且若換刀或者變換切削速度所節(jié)約的時間很少，故只改變切削深度。半精車時再以 0.4mm 為切削深度，其余變量不變，走刀一次，故車大端端面所需時間 t=28.5s 4=114s。?2） 車 φ60 孔(1) 切削用量1. 確定進給量根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-114，當(dāng)?shù)稐U尺寸 16mm 25mm， 時，工件?map53??直徑為 60mm 時，f=0.5-0.8mm/r，根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-57，取 f=0.71mm/r。2. 計算切削速度查《工藝手冊》表 1.1-55，車削速度的計算公式（m/min） vyxpmckfaTvv?上式中 ， ， mm， ， ， ， ；8.4Cv125.0?pa2.0?vx5.vy.0?f1vk計算得，車削速度 m/min。6c3. 確定主軸轉(zhuǎn)速ZFfFZnYXkVc??sfntwm5.28.0154????9由公式 min/69.145.210rdvnws ????按《設(shè)計指南》表 5-56，與 162.7r/min 相近的車床轉(zhuǎn)速為 150r/min 和 185r/min,選 150r/min，所以實際的切削速度為 =25.91m/min。v4. 校驗機床功率由《工 藝手冊》表 1.1-57，切削需要的功率 上式中 ， ， ， ， ， ，980?ZFC2pa71.0?f0.FzX75.?FzY0Fzn代入計算得 kw；6.1P由《設(shè)計指南》表 5-55，查 C620-1 車床的主電動機的功率為 7kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為185r/min 時，主軸傳遞的最大功率為=5.9kw，所以機床的功率足夠，可以正常加工。故所選 背吃刀量 mm，進給量 。2?parmf/71.0?(2) 基本工時因為工件面積很小，若換刀或者變換切削速度所節(jié)約的時間可以忽略，再快速走刀兩次即可達到表面粗糙度要求。工序二 以 φ60 孔和大端端面為精基準(zhǔn)，銑小端端面(1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造；加工要求：銑小端端面，表面粗糙度 Ra=6.3um；機 床： X5012 型立式銑床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-40 選擇高速鋼銑刀。根據(jù)表 2.1-20，選擇刀桿直徑 d=40mm，長度 L=63mm，齒數(shù) z=8；選刀具前角 ＝15°,后角 ＝12°，已知銑0?0?4106???VFcPZFfFZnYXk?sfntwm6.95018..????10削寬度 40mm，銑削深度 αp=2mm，銑雙面。(2) 切削用量1. 確定每齒進給量根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65，X5012 型銑刀功率為 1.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等，根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-71，查得進給量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。2. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。查《工藝手冊》表 2.1-75，銑刀最大的磨損量為 0.5mm，耐用度 90min。3. 確定切削速度和工作臺每分鐘的進給量其中 ， ， ， ， ， ，mae40?ap27?vC45.0qv1.?xv4.0yv， ， ， ， ，8..1???kSvMv 3.uv1.0v3min9T，d=40 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：zmfz/5.0Zin/21.78.0415.02971.3.0..3.0vc ????確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。mi/.rdvnwcs??根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-72 選擇 n=130r/min，則實際的切削速度為 v=16.2m/min，所以工作臺每分鐘的進給量 fmz in/156根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-73，X5012 立式銑床的工作臺進給量選擇 fmz=100mm/min,則實際每齒的進給量 fz=0.2mm/z。4.校驗機床功率。根據(jù)《工藝手冊》2.1-78 計算銑削功率的公式為式中 ， ， ， ， ，294?ZFCpa71.0?f0.FzX72.?FzYvpzpTqvckfdvUYXm310???VFcPfcwqueYXpkndzfcff FFZ ?11， ， ， ， mm/z，0?Fzn86.Fu0?Fw2pa.0?zf 86.0?Fq代入計算得 =930.14N, kw；c5.P因為 X5012 型銑床的主電動機的功率為 1.5kw，故所選的切削用量可用。(2) 基本工時根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-99，一次進給銑削一端開口槽的基本時間是由于表面的粗糙度值為 6.3，一次銑削基本就可以達到精度要求，為保證精度要求合格，可再快速進給一次，機動時間約為 8s。工序三 以 φ60 孔和大端端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴、鉸、精鉸 φ12 孔(1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造；加工要求：鉆擴 φ12 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；機 床： Z535 鉆床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=11mm，d=12mm(2) 切削用量1） 鉆孔 φ111. 確定進給量由《設(shè)計指南》表 5-127 可查，當(dāng)鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=11 時，則每轉(zhuǎn)進給量f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。2. 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T3. 確定切削速度根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速svTflw6.240???min/8.1302450rns???12根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實際的切削速度 v=33.16m/min。（3) 基本工時2） 擴孔至 φ12。(1) 切削用量1. 確定進給量查《設(shè)計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設(shè)計指南》rmf/6.0~5?表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.02. 確定切削速度根據(jù) = ，則主軸的轉(zhuǎn)速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 in/4.651~3.r《設(shè)計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min(2) 基本工時3） 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=11.94mm工序四 以 φ60 孔，φ12 孔和大端端面為精基準(zhǔn)，一面兩銷銑方槽(1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造；加工要求：銑方槽，表面粗糙度 Ra=6.3um；syLt 68.4032.7516032.75????????syLt 5.460.531260.5???????? sLt 6.30216021?????13vpezpTqvckafdvUYXm?機 床： X5012 型立式銑床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-40 選擇高速鋼銑刀。根據(jù)表 2.1-20，選擇圓柱形銑刀直徑 d=3.5mm，長度 L=63mm，齒數(shù) z=3； (2) 切削用量1. 確定每齒進給量根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65，X5012 型銑刀功率為 1.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等，根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-71，查得進給量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。2. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。查《工藝手冊》表 2.1-75，銑刀最大的磨損量為 0.5mm，耐用度 90min。3. 確定切削速度和工作臺每分鐘的進給量其中 ， ， ， ， ， ，86m2?7vC45.0?qv1.xv4.0?yv， ， ， ， ，.0.1??kSvMv 3.uv1.0pv3min9T，d=3.5mm ， ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：zfz/5.0?Z確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。min/51.4910rdvnwcs??根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-72 選擇 n=355r/min，則實際的切削速度為 v=3.9m/min，所以工作臺每分鐘的進給量 fmz i/7.根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-73，X5012 立式銑床的工作臺進給量選擇 fmz=165mm/min,則實際每齒的進給量 fz=0.155mm/z。4.校驗機床功率。根據(jù)《工藝手冊》2.1-78 計算銑削功率的公式為in/05.8.3865.2937.0.4.1.03. 0vc ???310???VFcPfcwqueYXpkndzafCcff FFZ ?14式中 ， ， ， ， ，294?ZFCpazmf/15.0?0.1?FzX72.FzY， ，z=3， ， ， mm/z，0zn86.uFw86ea2zf 860?q代入計算得 =3875.9N, kw；c2.P因為 X5012 型銑床的主電動機的功率為 1.5kw，故所選的切削用量可用。(2) 基本工時根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-99，一次進給銑削兩端開口槽的基本時間是由于表面的粗糙度值為 6.3，一次銑削基本就可以達到精度要求，為保證精度要求合格，可再快速進給一次，機動時間約為 10s。工序五 以 φ60 孔，φ12 孔和大端端面為精基準(zhǔn)，銑三個凸臺、由工件的結(jié)構(gòu)尺寸和表面精度要求可知道，三個凸臺面積與小端尺寸相近，且粗糙度要求相同，故可以使用一套銑削參數(shù)就可以達到加工工藝設(shè)計要求，所以計算參數(shù)選定相同。 (1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造；加工要求：銑凸臺，表面粗糙度 Ra=6.3um；機 床： X5012 型立式銑床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-40 選擇高速鋼銑刀。根據(jù)表 2.1-20，選擇刀桿直徑 d=40mm，長度 L=63mm，齒數(shù) z=8；選刀具前角 ＝15°,后角 ＝12°，已知銑0?0?削寬度 40mm，銑削深度 αp=2mm。(2) 切削用量1. 確定每齒進給量根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65，X5012 型銑刀功率為 1.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等，根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-71，查得進給量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。svTfllw73.2602????152. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。查《工藝手冊》表 2.1-75，銑刀最大的磨損量為 0.5mm，耐用度 90min。3. 確定切削速度和工作臺每分鐘的進給量其中 ， ， ， ，mae30?ap27?vC45.0qv， ， ， ， ， ，1.0?xv4.yv 8..1??kSvMv 3.0uv1.pv3m， ，d=40， ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：min9Tzfz/150Zin/7.18.083.2471..0.1.03.vc ????確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。mi/4.9rdvnwcs??根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-72 選擇 n=130r/min，則實際的切削速度為 v=16.2m/min，所以工作臺每分鐘的進給量 fmz in/156根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-73，X5012 立式銑床的工作臺進給量選擇 fmz=100mm/min,則實際每齒的進給量 fz=0.2mm/z。4.校驗機床功率。根據(jù)《工藝手冊》2.1-78 計算銑削功率的公式為式中 ， ， ， ， ， ，294?ZFCpa71.0?f0.FzX72.?FzYmae30， ， ， ， mm/z，0zn86.uFw2pazf 86q代入計算得 =617.78N, kw；c9.P因為 X5012 型銑床的主電動機的功率為 1.5kw，故所選的切削用量可用。(2) 基本工時根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-99，一次進給銑削一端開口槽的基本時間是310???VFcPfcwqueYXpkndzfcff FFZ ?vpezpTqvckfadvUYXmsvTflw 4.20610436?????16由于表面的粗糙度值為 6.3，一次銑削基本就可以達到精度要求，為保證精度要求合格，可再快速進給一次，機動時間約為 8s。工序六 專用夾具鉆、擴 、鉸 φ13.8 孔，φ13 孔和 φ16 孔1> 鉆、擴 φ13.8 孔(1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造；加工要求：鉆擴 φ13.8 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；機 床： Z535 鉆床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=13mm，d=13.8mm(2) 切削用量1） 鉆孔 φ131. 確定進給量由《設(shè)計指南》表 5-127 可查，當(dāng)鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=13 時，則每轉(zhuǎn)進給量f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。2. 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T3. 確定切削速度根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實際的切削速度 v=33.16m/min。（3) 基本工時min/8.1302450rns???syLt 75.6032.7546032.75????????172） 擴孔至 φ13.8。(1) 切削用量1. 確定進給量查《設(shè)計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設(shè)計指南》rmf/6.0~5?表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.02. 確定切削速度根據(jù) = ，則主軸的轉(zhuǎn)速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 in/4.651~3.r《設(shè)計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min。(2) 基本工時3) 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=13.6mm2> 鉆、擴 φ13 孔(1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造；加工要求：鉆擴 φ13 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；機 床： Z535 鉆床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=12mm，d=13mm(2) 切削用量1） 鉆孔 φ121. 確定進給量由《設(shè)計指南》表 5-127 可查，當(dāng)鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=12 時，則每轉(zhuǎn)進給量syLt 01.7632.054632.05???????? sLt 2.760124601?????18f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。2. 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T3. 確定切削速度根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實際的切削速度 v=33.16m/min。(3) 基本工時2） 擴孔至 φ13。(1) 切削用量1. 確定進給量查《設(shè)計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設(shè)計指南》rmf/6.0~5?表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.02. 確定切削速度根據(jù) = ，則主軸的轉(zhuǎn)速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 in/4.651~3.r《設(shè)計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min。(2) 基本工時3) 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=12.94mmmin/8.1302450rns???syLt 25.1063.0754632.075????????syLt 28.9603.546032.5???????? sLt 2.10610346210?????193> 鉆、擴 φ16 孔(1) 加工條件加工要求：鉆擴 φ16 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；機 床： Z535 鉆床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=15mm，d=16mm；(2) 切削用量1） 鉆孔 φ151. 確定進給量由《設(shè)計指南》表 5-127 可查，當(dāng)鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=15 時，則每轉(zhuǎn)進給量f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。2. 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T3. 確定切削速度根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實際的切削速度 v=33.16m/min。(3) 基本工時2） 擴孔至 φ16。(1) 切削用量1. 確定進給量查《設(shè)計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設(shè)計指南》rmf/6.0~5?表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.0min/8.1302450rns???syLt 75.16032.756032.75????????202. 確定切削速度根據(jù) = ，則主軸的轉(zhuǎn)速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 min/4.651~3.r《設(shè)計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min。(2) 基本工時工序七 鉆、攻 M10 螺紋(1) 加工條件加工要求：鉆、攻 M10 螺紋；機 床： Z535 鉆床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=9.2mm；(2) 切削用量1） 鉆孔 φ9.21. 確定進給量由《設(shè)計指南》表 5-127 可查，當(dāng)鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=15 時，則每轉(zhuǎn)進給量f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。2. 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T3. 確定切削速度根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-134，取切削速度 v=12.8m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 407r/min 的是 392r/min，則實際的切削速度 v=12.3m/min。（3) 基本工時syLt 48.2603.56032.5????????syLt .21360.75310632.075???????）（ min/r4076π10???vns212) 絲錐攻 M10 螺紋(1) 確定切削速度根據(jù)《工藝手冊》表 7.2-13，取切削速度 v=15m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 477.5r/min 的是 392r/min，則實際的切削速度 v=12.3m/min。(2) 基本工時工序八 一面兩銷，鉆、擴、鉸 5 φ4.3?(1) 加工條件工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造；加工要求：鉆、擴、鉸 φ4.3 孔；機 床： Z535 鉆床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=4mm，d=4.3mm，高速鋼鉸刀 φ4.24mm(2) 切削用量1） 鉆孔 φ41. 確定進給量由《設(shè)計指南》表 5-127 可查，當(dāng)鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=4 時，則每轉(zhuǎn)進給量f=0.11-0.13mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.11mm/r。2. 確定切削速度根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-134，取切削速度 v=40m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 3184.7r/min 的是 1100r/min，則實際的切削速度 v=13.8m/min。min/r5.4760π1???vns snltm.8)1(5.1?????min/7.3184510rns???22（3) 基本工時一個孔用時：2） 擴孔至 φ4.3。(1) 切削用量1. 確定進給量查《設(shè)計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設(shè)計指南》rmf/6.0~5?表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.02. 確定切削速度根據(jù) = ，則主軸的轉(zhuǎn)速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/12 in/8.962~3.14r《設(shè)計指南》表 5-65 取 n=1100r/min，則實際切削速度為 v=14.85m/min。(2) 基本工時3） 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=1mm/min d=4.24mm工序九 一面兩銷，攻 Rc1/8 錐螺紋孔(1) 加工條件加工要求：鉆、攻 Rc1/8 錐螺紋孔；機 床： Z535 鉆床刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇錐形鉆 d=8mm；(2) 切削用量1） 鉆錐孔syLt 1096.01236.01????????syLt 27.1605.102365.01 ????????sLt 4856021356021?????231. 確定進給量由《設(shè)計指南》表 5-127 可查，當(dāng)鑄鐵的 σb >100MPa，當(dāng) d=15 時，則每轉(zhuǎn)進給量f=0.22-0.26mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.25mm/r。2. 確定切削速度根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-134，取切削速度 v=6m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 238.8r/min 的是 195r/min，則實際的切削速度 v=3.67m/min。（3) 基本工時2) 絲錐攻 Rc1/8 (1) 確定切削速度根據(jù) M8 與 Rc1/8 設(shè)計參數(shù)基本相同，進給量 f=0.5mm/r,查《工藝手冊》表 7.2-13，取切削速度 v=15m/min，所以鉆床的轉(zhuǎn)速根據(jù)《設(shè)計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉(zhuǎn)速接近 477.5r/min 的是 392r/min，則實際的切削速度 v=12.3m/min。(2) 基本工時工序十 手工去毛刺，時間 1-2min。工序十一 檢查尺寸規(guī)格，時間 1-2min。syLt 2.15605.19426025.19???????min/r8.2360π1???vns min/r5.4760π1???vns stm5.1)30921(5.2?????24第四章 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計第 4 道工序銑小端兩端面的銑床夾具。4.1 問題的提出 本夾具主要用于銑小端兩端面，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。我們要以已加工的 Φ62 孔及其端面作為定位主基準(zhǔn)，兩 Φ30端面作為輔助基準(zhǔn)。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。以已加工的 Φ62 孔及其端面作為定位主基準(zhǔn)，兩 Φ30 端面作為輔助基準(zhǔn)。4.3 切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成小端兩端面的銑加工，銑削力。由《切削手冊》得：銑削力 式（5-2）6.08.2HBDfF?銑削力矩 式（5-3）6.0.91T式中： 10.5Dm????maxaxmin187491733B????代入公式（5-2）和（5-3）得1.2fr????0.8.665741FN??1.9.0.039T??本道工序加工小端兩端面時，夾緊力方向與銑削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。4.4 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑25向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在 Z 軸方向，且向下。 0.12.30.2.67DYzTd??????式中 ——定位副間的最小配合間隙（ mm） ；——工件圓孔直徑公差（mm） ； D——定位銷外圓直徑公差（mm） 。Td4.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：×o夾具體槽形與螺釘圖根據(jù) T 形槽的寬度 a=16mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表夾具體槽形尺寸B 2B2h公稱尺寸 允差 d 允差 4L H h D 1公稱尺寸 允差 D16 -0.011 -0.027 25 10 4 12 6.6 15 +0.023 526對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是來加工小端兩端面，采用特制對刀塊。塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 標(biāo) 記×四 周 倒 圓圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸 H 允差 d C1 -0.006 0.254.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了螺旋夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。夾具裝配圖附圖如下27夾具體附圖如下2829參考文獻1、崇 凱 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社，20062、李昌年 機床夾具設(shè)計與制造. 北京.機械工業(yè)出版社，2006 3、王先逵 機械加工工藝手冊.第一卷. 北京.機械工業(yè)出版社，20064、王先逵 機械加工工藝手冊.第二卷. 北京.機械工業(yè)出版社，20065、王先逵 機械制造工藝學(xué). 北京.機械工業(yè)出版社，20056、駱?biāo)鼐? 朱詩順 機械課程設(shè)計簡明手冊. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社，20067、陳于萍 周兆元 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 北京.機械工業(yè)出版社，20058、史美堂 金屬材料及熱處理. 上海.科學(xué)技術(shù)出版社，20069、孫麗媛 機械制造工藝及專用夾具 北京.冶金工業(yè)出版社，200210、吳 拓 機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo). 北京.機械工業(yè)出版社，200530致謝大學(xué)畢業(yè)設(shè)計是四年來所學(xué)專業(yè)知識的綜合。通過此次設(shè)計，可以提高綜合運用知識的能力，其中包括看圖、繪圖、設(shè)計計算、查閱手冊等諸多在機械設(shè)計制造行業(yè)必備的基本能力，畢業(yè)設(shè)計對于今后的學(xué)習(xí)和工作都是一次難得的演練。通過對前調(diào)整臂外殼工藝規(guī)程及其專用家具的設(shè)計，我對零件的工藝加工、工序設(shè)計以及夾具設(shè)計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)計不全是是我個人獨立完成的，而是在鄭培文老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。由于我的機械專業(yè)知識有限，實踐經(jīng)驗更顯空白，所以在設(shè)計中常常碰到阻礙，是在鄭老師不厭其煩的指教和引導(dǎo)下，我才能順利完成任務(wù)。鄭老師的循循善誘，已經(jīng)讓我欽佩不已，而鄭老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度更是讓我倍受教益。在此，我向鄭老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同學(xué)們的協(xié)作和幫助，使我能按時順利地完成畢業(yè)設(shè)計。