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設(shè)計任務(wù)書
原始資料：
被加工零件圖一份，小批生產(chǎn)。
Q=2000臺/年，n=1件/臺，每日1班。
設(shè)計要求：
1. 編制技術(shù)文件
（1） 機(jī)械加工工藝過程卡一套
（2） 工序卡一套
2. 繪制圖紙
（1） 零件圖1張
（2） 毛坯圖1張
（3） 夾具裝配圖1張
（4） 夾具零件圖1張
3. 設(shè)計說明書1份
摘 要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
杠桿加工工藝及鉆Φ8孔夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，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；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：杠桿、工藝規(guī)程、切削用量、夾具設(shè)計
Abstract
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
Lever processing technology and drill hole jig design is the design of Φ 8 include part machining process design, process design and fixture thre. In process design, analysis of the part must first understand the parts of the process re-engineering the structure of a blank, and select a good part of the processing of the base to design parts process route; followed by the various working steps on the part of the procedures for the size of the calculation, the key is to determine the various stages of work out of process equipment and cutting consumption; then dedicated fixture design, selection of design out of all the component parts fixture, such as the positioning components, clamping components, guiding elements, the specific folder connection with the machine parts and other components; calculate the positioning fixture positioning error generated, analysis fixture structure is reasonable and deficiencies, and attention to improving the design in the future.
Keywords: lever、Process planning、cutting parameter、grip design
目錄
第1章 機(jī)制工藝與夾具畢業(yè)設(shè)計 1
1.1零件的分析 1
1.1.1零件的作用 2
1.1.2零件的技術(shù)要求 2
1.1.3審查杠桿的工藝性 2
1.1.4確定杠桿的生產(chǎn)類型 3
1.2工藝規(guī)程設(shè)計 3
1.2.1確定毛坯的制造形式 3
1.2.2基面的選擇 3
1.2.3表面加工方法的確定 4
1.2.4制定工藝路線 5
1.2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
1.2.6確定切削用量及基本工時 9
1.3夾具設(shè)計 19
1.3.1定位方案 20
1.3.2夾緊機(jī)構(gòu) 20
1.3.3夾具與機(jī)床連接元件 20
1.3.4使用說明 20
1.3.5結(jié)構(gòu)特點 20
第二章 綜合實踐 21
2.1夾具體零件三維造型實現(xiàn)方法簡述 21
2.2夾具裝配三維造型過程簡述 25
2.3 鉆孔動畫制作過程簡述 28
設(shè)計總結(jié) 29
參考文獻(xiàn) 30
第1章 機(jī)制工藝與夾具畢業(yè)設(shè)計
1.1零件的分析
1.1.1零件的作用
題目所給的零件是杠桿，如下圖所示，φ20H7孔套在某固定軸上，φ8H7孔和φ8F9孔分別套在主動件和從動件上，主要是支撐與傳動作用。零件圖如下圖1-1所示：
圖1-1 杠桿零件
1.1.2零件的技術(shù)要求
零件的技術(shù)要求如下表1-1。
表1-1 零件的技術(shù)要求
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等級
表面粗糙度Ra
形位公差/mm
Φ20孔外端面
15
0.2
3.2
Φ35孔外端面
15
0.2
3.2
Φ16孔外端面
6
0.05
3.2
Φ10孔上端面
48.5
12.5
插槽內(nèi)表面
5
0.05
3.2
Φ8H7孔加工
Φ8H7
1.6
Φ20H7孔加工
Φ20H7
1.6
Φ8F9孔加工
Φ8F9
1.6
Φ10孔加工
Φ10
12.5
M4螺孔加工
M4
下端缺口
8
12.5
該杠桿形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的杠桿類零件。為實現(xiàn)傳遞驅(qū)動力的功能，其杠桿各孔與機(jī)器有配合要求，因此加工精度要求較高。杠桿左端兩臂內(nèi)表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時有準(zhǔn)確的位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三個端面孔有平行度要求，中間孔與兩端的孔的平行度為0.1mm。
綜上所述，該杠桿的各項技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅(qū)動力中的功用。
1.1.3 審查杠桿的工藝性
分析零件圖可知，杠桿零件中的Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9孔的外端面均要求銑削加工,并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了其
接觸剛度；φ8H7和φ20H7孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏離，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
1.1.4 確定杠桿的生產(chǎn)類型
依題目可知，該杠桿生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。
1.2工藝規(guī)程設(shè)計
1.2.1 確定毛坯的制造形式
該零件的材料是QT45-5，球墨鑄鐵。考慮到此設(shè)計零件的材料性質(zhì)能抗壓，不能抗扭和抗彎。還有毛坯的形狀為對稱形狀。由此改零件應(yīng)選擇鑄造。采用上下分型的鑄造方法。
1.2.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
1.粗基準(zhǔn)的選擇。
重點考慮到既要保證在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，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選杠桿零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面為粗基準(zhǔn)。
2.精基準(zhǔn)的選擇。
根據(jù)該杠桿零件的技術(shù)要求和裝配要求,對于精基準(zhǔn)而言，主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目以Φ20H7的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。
1.2.3 表面加工方法的確定
1杠桿零件中零件Φ20H7、Φ8H7孔的外端面，它是毛坯鑄造出來之后第一個加工的端面，此面將作為粗基準(zhǔn)，表面粗糙度為Ra3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間
又能達(dá)到技術(shù)要求。
2.Φ10孔上端面，表面粗糙度為Ra12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式。
3.Φ8F9孔的外端面，表面粗糙度為Ra3.2，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。
4.兩Φ8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍與Φ8H7同心在Φ20內(nèi)，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。
5.Φ20H7孔加工，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工，為達(dá)到題目要求我們采取粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸的工序過程，最終完成Φ20H7孔加工。
6.Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工時對于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度為Ra1.6，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆—粗鉸—精鉸的加工方式。
7.Φ10孔加工，表面粗糙度為Ra12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆孔就能達(dá)到要求。
8.缺口的加工，表面粗糙度為Ra12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗車就能達(dá)到要求。
9.M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。在加工的適當(dāng)工藝過程中我們對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。
各表面加工方案如下表1-2
表1-2 各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級
表面粗超度Ra/μm
加工方案
備注
Φ20H7、Φ8H7孔外端面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表5-16
Φ10孔上端面
IT10
12.5
粗銑
表5-16
Φ8F9孔的外端面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表5-16
Φ8H7孔之間的槽
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表5-16
Φ20H7孔加工
IT7
1.6
粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸
表5-15
Φ8H7孔加工
IT8
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
表5-15
Φ8F9孔加工
IT7
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
表5-15
Φ10孔加工
IT11
12.5
鉆孔
表5-15
缺口的加工
IT11
12.5
粗銑
表5-16
M4螺孔加工
3.2
鉆—攻螺紋
表5-15
1.2.4 制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
方案一：
1.粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端
2.銑Φ20外圓端缺口
3.粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸Φ20H7孔
4.鉆—粗鉸—精鉸Φ8F9孔
5.鉆—粗鉸—精鉸Φ8H7孔
6.銑Φ10孔上端面
7.鉆Φ10孔
8.鉆—攻M4螺孔
9.銑兩Φ8H7孔之間的槽表面和R65內(nèi)圓弧面
方案二：
1.粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸Φ20H7孔
2.鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔
3.粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
4.粗銑兩Φ8H7孔之間的表面
5.鉆Φ10孔
6.粗銑Φ10孔上端面
7.粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面
8.粗銑缺口
9.鉆—攻M4螺孔
對于上述工序安排的兩個方案進(jìn)行比較：
方案一工序相對集中，便于管理。方案二則采用工序分散原則，各工序工作相對獨立?？紤]到該零件生產(chǎn)批量較大，工序集中可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案一較好。
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表1-3列出了杠桿的工藝路線。
表1-3 杠桿的工藝路線
序號
工序名稱
工序內(nèi)容
定位基面
設(shè)備
1
備料
砂型鑄造
2
銑
粗銑-半精銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面
Φ20H7內(nèi)圓柱面
X60臥式雙面銑床
3
擴(kuò)
粗?jǐn)U-精擴(kuò)-精鉸Φ20H7孔
Φ35和Φ20兩外端面
立式鉆床ZX525
4
鉆
鉆-粗鉸-精鉸Φ8F9,Φ8H7孔
Φ20H7內(nèi)圓柱面
立式鉆床ZX525
5
銑
銑Φ10孔上端面
Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面
立式銑床X51
6
鉆
鉆Φ10孔
Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面
立式鉆床ZX525
7
鉆
鉆—攻M4螺紋孔
Φ20H7和Φ8H7兩內(nèi)圓柱面
立式鉆床ZX525
8
銑
粗銑兩Φ8H7孔之間的槽表面和R65圓弧面
Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面
X62臥式銑床
9
銑
銑缺口
Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面
立式銑床X51
10
輔助
清洗
11
檢
終檢
1.2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)條件：生產(chǎn)批量為小批量、毛坯制造方法為砂型鑄造手工化學(xué)劑造型、毛坯材料為球墨鑄鐵、零件最大尺寸為110×90×30
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 畢業(yè)設(shè)計指南》得加工余量RMA和毛坯尺寸R的關(guān)系：
單邊外表面加工：R=F+RMA+CT/2
雙邊外表面加工：R=F+2*RMA+CT/2
雙邊內(nèi)表面加工：R=F-2*RMA-CT/2
①毛坯鑄件公差等級：查表5-2得小批量生產(chǎn)毛坯鑄件公差等級為11～13，取11級。
②機(jī)械加工余量公差等級：查表5-5得機(jī)械加工余量公差等級為F～H級，取F級
③鑄件機(jī)械加工余量RMA：由最大尺寸110×9×30查表5-4得鑄件機(jī)械加工余量RMA=1.5 mm
④毛坯基本尺寸計算：Φ8F9、Φ8H7、10孔較小，鑄成實心。
Φ20H7孔——加工部分為雙邊孔加工。查表5-3得尺寸公差CT=3.2,由此：R=20-2x1.5-3.2/2=15.4
尺寸48.5——加工部分為單邊，外表面加工。查表5-4得 CT=4由此：
R=48.5+1.5+4/2=52
下端缺口8mm——加工部分為單邊，外表面加工。查表5-4得CT=2.8，由此：R=8+1.5+2.8/2=10.9，取10
寬12mm尺寸——加工部分為雙邊，外表面加工。查表5-4得CT=3，由此：
R=12+2x1.5+3/2=16.5
寬30mm尺寸——加工部分為雙邊，外表面加工。查表5-4得CT=3.6，由此：
R=30+2x1.5+3.6/2=34.8
由此計算出下表1-4的毛坯加工面的尺寸：單位mm
表1-4 毛坯加工面的尺寸
零件尺寸
單邊加工余量
鑄件尺寸
Φ20H7孔
2.3
Φ15.4
離圓心48.5
3.5
52
下端缺口尺寸8
2.9
10
寬12尺寸
2.25
16.5
寬30尺寸
2.4
34.8
按上面的尺寸和給定加工零件圖，繪制如下毛坯圖1-2。
圖1-2 杠桿毛坯圖
1.2.6 確定切削用量及基本工時
工序一 備料
工序二 以Φ20H7一端面粗基準(zhǔn)，銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面，使Φ20H7、Φ8H7兩孔外端面尺寸至、使Φ8F9外端面尺寸至
1. 加工條件
工件材料：QT45-5,σb =0.16GPa HB=190～241,鑄造。
加工要求：粗、半精銑φ20、φ8H7、φ8F9孔的端面。
機(jī)床：X60臥式雙面銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1）銑削深度 因為切削量較小，故粗銑ap=1.5mm，精銑ap=0.9 mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14～0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/r。
3）查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4）計算切削速度 按《切削手冊》，V c=
算得 V＝96mm/s，n=431r/min,Vf=490mm/s
據(jù)X60臥式銑床參數(shù)，粗銑選擇n=400r/min,Vfc=400mm/s,精銑選擇n=560r/min,Vfc=560mm/s，則實際切削速度V粗=3.14*80*400/1000=100.5m/min, V精=3.14*80*560/1000=140.7 m/min，進(jìn)給量根據(jù)機(jī)床參數(shù)選擇f粗=0.167mm/r，f精=0.15 mm/r。
5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定，粗銑: ap=1.5mm、n=400r/min、V=100.5m/min、f=0.167mm/r
半精銑：ap=0.9mm、n=560r/min、V=140.7m/min、f=0.15mm/r
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序二 以φ35的外圓面為粗基準(zhǔn)，鉆、粗鉸、精鉸φ20孔,孔的精度達(dá)到IT7。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18、19擴(kuò)孔鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
所以，
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
3.計算工時
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(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：
粗?jǐn)U：
精擴(kuò)：
鉸孔：
工序四 （1）以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ8F9孔，保證孔的精度達(dá)到IT9。
1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=7.5mm,橫刀長b=5mm, 棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇立式鉆床Z525已有的進(jìn)給量
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～1.4mm，壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.6～0.9mm，壽命
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為n=400r/min
故實際的切削速度v=7.5m/min
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下：
擴(kuò)鉆：n=400、v=7.5、f= 0.2
粗鉸：n=500、v=11、f= 0.16
精鉸：n=630、v=15.8、f= 0.12
3.計算工時
T=17+18/400*0.2=0.4min
（2） 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ8H7孔，保證空的精度達(dá)到IT7。
1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=7.5mm,橫刀長b=5mm, 棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇Z3025搖臂鉆床已有的進(jìn)給量
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～1.4mm，壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.6～0.9mm，壽命
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為n=400r/min
故實際的切削速度v=7.5m/min
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下：
擴(kuò)鉆：n=400、v=7.5、f= 0.2
粗鉸：n=500、v=11、f= 0.16
精鉸：n=630、v=15.8、f= 0.12
3.計算工時 T=17+18/400*0.2=0.4min
工序五 粗銑φ10孔上端面。
1. 加工條件
工件材料：QT45-5,σb =0.45GPa HB=160～210,鑄造。
加工要求：粗銑φ10上端面。
機(jī)床：X51立式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金套式面銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=16,深度ap=2.8,齒數(shù)z=3,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=24mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=3.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14～0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 V＝36mm/s，n=480r/min,Vf=432mm/s
據(jù)X51銑床參數(shù)，選擇n=490r/min,Vfc=441mm/s,則實際切削速度V =3.14*24*441/1000=33.2m/min,
實際進(jìn)給量為f=V/nz=441/(300*3)=0.49mm/r。
5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=3.5mm，n=490r/min，V=33.2m/min，f=0.49mm/r。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(32+80)/432=0.25min。
工序六 以Φ20H7孔為精基準(zhǔn)，鉆φ10孔，深度20mm。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
3.計算工時
工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個φ3.3孔，攻M4螺紋
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=3mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為n=500r/min
故實際的切削速度v=20m/min
（4）校驗扭矩功率
故滿足條件，校驗成立。
最終確定: 鉆孔 n=500r/min、V=20m/min、f=0.15mm/r
攻絲 n=97r/min、V=1.2m/min、 f=0.7mm/r
3.計算工時 T=4+2/800*0.22=0.034
工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn)，粗銑兩Φ8H7孔之間的表面和粗銑R65內(nèi)圓弧面
工件材料：QT45-5 鑄造。
機(jī)床：X62臥式銑床。
1、粗銑內(nèi)槽留余量1mm
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼直角三面刃銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=8,深度ap=42.5,齒數(shù)z=12,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=8mm
2 、切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較大，因為R65內(nèi)圓弧面粗糙度大 故可以選擇ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 V＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s
據(jù)XA62臥式銑床參數(shù)，選擇n=235r/min,Vfc=600mm/s,則實際切削速度V c=600.4,實際進(jìn)給量為fzc=V fc/nz=0.21mm/z。
5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗合格。
3、半精銑內(nèi)槽
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼直角三面韌銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=10,深度ap=12,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=10mm
4 、切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較大，因為R65內(nèi)圓弧面粗糙度大 故可以選擇ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 V＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s
據(jù)XA62臥式銑床參數(shù)，選擇n=235r/min,Vfc=600mm/s,則實際切削速度V c=600.4,實際進(jìn)給量為fzc=V fc/nz=0.21mm/z。
5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗合格。
5、計算基本工時
tm＝L/ Vf=(42.5*4)/60=2.8min.
結(jié)果：粗銑 f=0.21 mm/z, n=235r/min,Vfc=5.9mm/min
半精銑 f=0.15 mm/z, n=475r/min,Vfc=14.9mm/min
工序九 粗銑缺口
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金三面銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=30mm,深度ap=2.5齒數(shù)z=3,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=24mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
α=0.25mm/Z
ν=0.35m/s（21mm/min）
d=175mm,
按機(jī)床參數(shù)選取n=300r/min
故實際切削速度ν==22.6m/min
切削工時：t=30/V =1.3min
1.3 夾具設(shè)計
經(jīng)老師指定工序，設(shè)計第二道工序——加工Φ8H7、Φ8F9兩孔孔的鉆床專用夾具。本夾具將用立式鉆床ZX525。所設(shè)計的夾具裝配圖如下圖1-3，以及有關(guān)說明。
圖1-3 夾具裝配圖
1.3.1 定位方案
工件總體以Φ35一端面及Φ20H7孔為定位基準(zhǔn)，采用平面與定位銷組合定位方案，另外在加工Φ8F9孔的時候由于該孔端面小于定位平面，所以采用了可調(diào)輔助支承套和可調(diào)Ｖ型塊進(jìn)行定位，這樣可以提高穩(wěn)定性，其中定位銷限制了2個自由度，Φ35一端面限制了3個自由度，V型塊限制了2個自由度，共限制了7個自由度。
1.3.2夾緊機(jī)構(gòu)
由于是孔加工夾具，運用手動夾緊可以滿足要求。采用螺母和圓柱銷上的螺栓實現(xiàn)夾緊，還有就是防止工件轉(zhuǎn)動V型塊夾緊裝置，由于都是手動螺旋夾緊，所以夾緊力適可而止，不需要進(jìn)行夾緊力計
1.3.3 夾具與機(jī)床連接元件
采用四個標(biāo)準(zhǔn)螺栓，將夾具體底面固定在機(jī)床工作臺上，用于鉆床夾具相對于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置，并保證加工孔的中心線與機(jī)床主軸在同一條直線上，確保加工精度
1.3.4 使用說明
安裝工件時，取下圓柱銷上的開口墊圈，并向左調(diào)動V型塊，將工件Φ20H7套在定位銷上，并將Φ8F9外圓柱面放進(jìn)V型塊，然后預(yù)緊V型塊，然后將上面
的夾緊螺母進(jìn)行預(yù)緊，接下來向右調(diào)動V型塊，頂住即可，然后把Φ8F9孔下面的可調(diào)輔助支承套網(wǎng)上調(diào)一調(diào)，直至頂住Φ8F9孔下端面即可。然后再把夾緊螺母夾緊適當(dāng)?shù)轿唬@樣就可以進(jìn)行孔加工了。當(dāng)?shù)谝粋€孔Φ8F9加工完畢后，松開夾緊螺母和V型塊裝置，使工件順時針轉(zhuǎn)動一個角度，讓第二個孔Φ8H7的外圓柱面正好放在V型塊里即可，然后夾緊方法和第一個孔夾緊步驟一樣。
1.3.5 結(jié)構(gòu)特點
該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，由于是小批量生產(chǎn)，就沒有設(shè)計機(jī)動夾緊裝置，本道工序采用手動夾緊的夾具比較簡單，制造成本相對較低，夾具上裝有鉆套，可使夾具在一批零件的加工之前很好的導(dǎo)向，同時夾具底面上的定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，以便于孔加工，但由于需要轉(zhuǎn)動角度，故轉(zhuǎn)動時需要將工件固定的好，否則將會影響到加工精度。
第2章 綜合訓(xùn)練
2.1夾具體零件三維造型實現(xiàn)方法簡述
夾具造型使用的是UG8.0版本三維造型軟件，結(jié)合自身的學(xué)習(xí)條件，用UG畫出了夾具零件三維圖及夾具裝配圖，在過程中也遇到了很多小問題，不過過程還算順利，以下就是繪圖步驟及造型圖。
1.打開UG軟件，新建模型，如下圖2-1。
圖2-1 新建模型
2.在模型中，畫夾具的各個零件
（1）杠桿零件三維圖
先在草圖模塊里把杠桿的中心截面形狀畫好，利用拉伸中對稱值拉伸草圖，形成實體，在選定的平面畫草圖拉伸求和，最后在打孔，切槽，和利用“螺紋”功能打螺紋孔，最終形成三維體如下圖2-2。
圖2-2 杠桿零件三維圖
（2）夾具體零件三維圖
先把底板方形草圖畫好，然后拉伸成長方體實體，然后畫左邊小臺階的草圖拉伸與底座求和，然后再打孔、畫螺紋孔、畫槽、倒角，如下圖2-3。
2-3 夾具體底座三維圖
（3）其他零件三維圖
由于其他零件三維圖造型相對簡單，基本都是利用草圖功能拉伸實現(xiàn)的，這里就不作詳細(xì)解釋，其他零件三維圖見下圖2-4至圖2-14。
圖2-4 圓柱銷 圖2-5鉆模板
圖2-6 固定螺釘 圖2-7 活動V型塊
圖2-8六角螺圖 2-9 開口墊圈
圖2-10 可調(diào)支承 圖2-11 鉆套
圖2-12 六角螺釘 圖2-13 圓柱銷
圖2-14 開槽螺釘 圖2-15 固定螺釘固定板
2.2 夾具裝配三維造型過程簡述
1.裝配圖
打開UG，新建裝配模塊，先添加組件“底座”然后一一添加其他組件，利用“裝配約束”使每個組件裝配至合適的位置。如下圖2-16所示。
圖2-16 添加組件
裝配好需要進(jìn)行約束，使每個組件安裝到想要的位置，用“接觸對其”方法裝配，裝配好后形成三維裝配圖，如下圖2-17、2-18所示。
圖 2-17 裝配約束
圖2-18 夾具裝配三維圖
2.裝配爆炸圖
裝配圖建好后，然后點擊工具欄中的“爆炸圖”新建一個自動爆炸圖，設(shè)置好偏移距離，如下圖2-19所示。
圖2-19 夾具爆炸圖
2.3 鉆孔動畫制作過程簡述
1.進(jìn)入裝配序列新建裝配序列，如下圖2-20所示。
圖2-20 新建裝配序列
2.插入運動
先選擇對象，然后移動組件，點擊坐標(biāo)系，然后輸入想要移動的距離或轉(zhuǎn)動的角度，按Enter鍵確定移動后的位置，以此類推，確定每個組件的位置，最后按順序播放動畫，再導(dǎo)出動畫為AVI視頻格式，以便觀看。如下圖2-21。
圖2-21 插入運動
設(shè)計總結(jié)
在這次的畢業(yè)設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解。
通過這次夾具設(shè)計，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計，綜合運用本專業(yè)所學(xué)畢業(yè)的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次鉆孔夾具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我的獨立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了鉆孔夾具設(shè)計等畢業(yè)所學(xué)的內(nèi)容，掌握鉆孔夾具設(shè)計的方法和步驟，掌握鉆孔夾具設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的畢業(yè)都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。
在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計夾具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。
在此感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣.這次模具設(shè)計的每個實驗細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。同時感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。
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