瓦蓋機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計（2-φ10孔）【含說明書和CAD圖紙】

1 課程設(shè)計說明書 題 目 瓦蓋工藝工裝設(shè)計 所屬系部 所屬專業(yè) 所屬班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 2 摘 要 本文是對瓦蓋零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛 坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝 文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化， 并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。 關(guān)鍵詞：瓦蓋，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 ABSTRACT ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 目 錄 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 1 緒 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2 零件的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 2.1 零件的工藝分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 2.2 零件的工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3 工藝規(guī)程設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.1 加工工藝過程 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.2 確定各表面加工方案 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.2.1 考慮因素 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.3 確定定位基準(zhǔn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4 工藝路線的擬訂 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.1 工序的合理組合 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.2 工序的集中與分散 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.3 加工階段的劃分 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ?????????????????????????????????????????????????????14 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.5.2 零件的偏差計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4 鉆 2-Φ10 孔夾具設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4.1 研究原始質(zhì)料 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4.3 切削力及夾緊力的計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 4.4 誤差分析與計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.5 零、部件的設(shè)計與選用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 5 4.5.1 定位銷選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.5.2 夾緊裝置的選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 4.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 總 結(jié) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 參考文獻 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 致謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 1 緒 論 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟效益，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題的方法和手 段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們 的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是： ⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； ⑵ 完成專用夾具的設(shè)計。 通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加 工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設(shè)計， 首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生 產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。 7 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 圖 2-1 瓦蓋 瓦蓋是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工 孔和底面的精度要求較高，此外還有瓦蓋端面要求加工，對精度要求也很高。其有公差 要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響 機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和 重要的。 2.2 零件的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是 要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。 而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師 要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。 該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、 小孔。 ⑴ 以底端面為主有： ②底端面平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。2.3?Ra ⑵ 孔系加工有： ①?65 孔 采用粗鏜 半精鏜 精鏜加工方法1.6Ra? 8 鉆擴鉸 2- 孔 加工，其表面粗糙度為 ；8?1.6Ra? ②小孔 2- 孔鉆加工106.3Ra? 零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般 在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批1~3m 量生產(chǎn)。 上面主要是對零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯 的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平 面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過程中的主 要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精 度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度 要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 9 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要 有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè) 計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的加工工藝來說，應(yīng)選 擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效 率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng) 選擇價格較低的機床。 3.2.1 考慮因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加 工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生 產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生 產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬 由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設(shè)備， 推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形 狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面 與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過 程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底 面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過 程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精 10 基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩 孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于 兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基準(zhǔn)。4? 選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個 工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平 面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具 體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工 藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè) 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生 產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的 相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%蘇打及809c?: 0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、 鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的 原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn) 面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相 互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采 11 用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機床工 藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè) 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況 進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即 使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的 良好的經(jīng)濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并 為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修 補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn) 率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變 形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度 為 Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合 適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺 寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止 或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精 度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同， 有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 12 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求 不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加 工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必 須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì) 區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段 可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考 慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂二 個加工工藝路線方案。 4.5.1 工藝路線方案一 10 機器砂型鑄造 20 人工時效處理 30 涂漆 40 粗銑尺寸到 41.5mm、半精銑底端面尺寸到 39.5mm 50 銑 ?25 凸臺端面尺寸到 37.5mm 60 粗鏜 ?65 孔尺寸到 61mm、半精鏜 ?65 孔尺寸到 67.5mm 70 精鏜 ?65 孔尺寸到 65mm 80 鉆 4-?13mm，锪孔 4-?20mm 90 鉆 2-?8mm 底孔，鉸孔 2-?8mm 100 鉆 2-?10mm 底孔，鉸孔 2-?10mm 110 鉆 ?6mm 孔、锪 120°倒角 120 鉆螺紋孔底孔 ?8mm、攻絲 M10-6H 130 檢驗 140 入庫 4.5.2 工藝路線方案二 10 機器砂型鑄造 20 人工時效處理 30 涂漆 40 粗鏜 ?65 孔尺寸到 61mm、半精鏜 ?65 孔尺寸到 67.5mm 13 50 精鏜 ?65 孔尺寸到 65mm 60 粗銑尺寸到 41.5mm、半精銑底端面尺寸到 39.5mm 70 銑 ?25 凸臺端面尺寸到 37.5mm 80 鉆 4-?13mm，锪孔 4-?20mm 90 鉆 2-?8mm 底孔，鉸孔 2-?8mm 100 鉆 2-?10mm 底孔，鉸孔 2-?10mm 110 鉆 ?6mm 孔、锪 120°倒角 120 鉆螺紋孔底孔 ?8mm、攻絲 M10-6H 130 檢驗 140 入庫 因 ?65 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(shù)， 提高加工精度。根據(jù)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，端面上 ?65 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； 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。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 10 機器砂型鑄造 20 人工時效處理 30 涂漆 40 粗銑尺寸到 41.5mm、半精銑底端面尺寸到 39.5mm 50 銑 ?25 凸臺端面尺寸到 37.5mm 60 粗鏜 ?65 孔尺寸到 61mm、半精鏜 ?65 孔尺寸到 67.5mm 70 精鏜 ?65 孔尺寸到 65mm 80 鉆 4-?13mm，锪孔 4-?20mm 90 鉆 2-?8mm 底孔，鉸孔 2-?8mm 100 鉆 2-?10mm 底孔，鉸孔 2-?10mm 14 110 鉆 ?6mm 孔、锪 120°倒角 120 鉆螺紋孔底孔 ?8mm、攻絲 M10-6H 130 檢驗 140 入庫 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的鍛造采用的是 HT150 灰口鑄鐵造制造，其材料是 HT150，生產(chǎn)類型為中批量 生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合 的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱， 盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 ⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工 余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用 昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一 定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 3.5.2 零件的偏差計算 ⑴ 下端面的偏差及加工余量計算 根據(jù)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 0.21m? 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 0.251?? 鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1?IT12.5Rau?m2.0 15 鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8IT?1.6Raum?0.43m 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———鉸 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 04：粗銑尺寸到 41.5mm、半精銑底端面尺寸到 39.5mm 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z 銑削深度 ：pam3? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r? 實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0???? 進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.? 工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ? ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl 16 工序 05：銑 ?25 凸臺端面尺寸到 37.5mm 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z 銑削深度 ：pam3? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r? 實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0???? 進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.? 工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ? ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl 工序 06 粗鏜 ?65 孔尺寸到 61mm、半精鏜 ?65 孔尺寸到 67.5mm 切削深度 ：pa? 進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，切削深度為f 20 。因此確定進給量m2rf/7.0 切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V min/18/3.sV? 17 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01184.2/min3.9Vrd????in/40r? 實際切削速度 ： ? 0.56ns 工作臺每分鐘進給量 ：mf i/87.f? 被切削層長度 ：l19? 刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.5230)~2(???? 刀具切出長度 ： 取2l53l 行程次數(shù) ：i1 機動時間 ：2jt in97.1284.1921??mjfl 工序 07 精鏜 ?65 孔尺寸到 65mm 切削深度 ：pa 進給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66。因此確定進給fap1? 量 rmf/5.0? 切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V min/24/.0sV? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n02463.7/min3.10Vrd???6r 實際切削速度 ： ? .ns? 工作臺每分鐘進給量 ：mf i/245.f? 被切削層長度 ：l19 刀具切入長度 ： mtgtgkarp .30)~2(???? 刀具切出長度 ： 取2l53?l2 行程次數(shù) ：i1 切削深度 ： 機動時 ：pam2jt min86.01324.51921????mjfl 工序 09：鉆 2-?8mm 底孔，鉸孔 2-?8mm 機床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)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(jù)參考文獻[3]表 2.4～38，取 。f rmf/3.0? 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～41，取 。V48Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n 18 ，100.486539./min31vnrd???? 按照參考文獻[3]表 5.1～31，取 0? 所以實際切削速度 ： .186.5/dns??? 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ：1 17(~)105.962rDlctgkctgm?????? 刀具切出長度 ： 取2l4?l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt60.5in.3jLfn?? ⑵ 擴孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度 ：pa1.35m? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～52，取 。f 0.6/fmr? 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～53，取 。V4Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD???? 按照參考文獻[3]表 5.1～31，取 5n? 所以實際切削速度 ：v..0.52/06dms? 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 有：11 19.7(~)20.863rDdlctgkctg??????? 刀具切出長度 ： ，取2l4ml3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt30.16in.5jLfn??? ⑶ 鉸孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 切削深度 ： ，且 。pa0.1m8D? 19 進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～58， 取 。f rmf/0.2~1?rf/0.2? 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～60，取 。V sV3 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.3265.7/in14rD???? 按照參考文獻[3]表 5.1～31 取 1n? 實際切削速度 ：v.80.63/ms 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ，10019.7(~)20.9rDdlctgkctg?????? 刀具切出長度 ： 取2l4?ml3? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：3jt2.09.7in315jLnf?? 該工序的加工機動時間的總和是 ：jt20.1670.48minj??? 工序 10：鉆 2-?10mm 底孔，鉸孔 2-?10mm 機床：Z525 刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101 帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84 ） 公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418 Φ10H7 孔先鉆 Φ9.5 孔，然后鉸孔至 Φ10 切削深度 ：pa.75m? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取f rmf/3.0? 切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-53，取V sV6 機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取100.3687.9/min145vrd????in/70r? 實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.145.36/dVms????? 被切削層長度 ：lm60 刀具切入長度 ：1 20 式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~1(21 ??????? 刀具切出長度 ： 取lm4l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.070.45618?????fnLj 鉸孔 孔0.8?? 切削深度 ： ，pam5.D1 進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-58， 取f rmf/0.2~1?rf/0.2? 切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-60，取V sV/3. 機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取min/46.1014.3210rD???? in/60r? 實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? smDV31.1.30????? 被切削層長度 ：lm2 刀具切入長度 ，由式（1.8）有：1 ctgctgkdDlr 14.20215.0)~(01 ???????? 刀具切出長度 ： 取2l4ml3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ，由式（ 1.9）有：4jt min03.60214.4 ????nfLtj 工序 11：鉆 ?6mm 孔、锪 120°倒角 機床：鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度 ：pa3m? 根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,切削速度 。4.2?0.2/fmr?smV/36.0? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，in/1476.3010dV??? 21 按照參考文獻[3]表 5.1～31，取 。160/minnr? 實際切削速度 ：v3.4.5/10Ds???? 切削工時 被切削層長度 ：lm 刀具切入長度 ：1 6(~2)10242rctgkctgm?????? 刀具切出長度 ： 取 。2l4l3 加工基本時間 ： jt124.in.6jLlfn?? 工序 12 鉆螺紋孔底孔 ?8mm、攻絲 M10-6H 表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 選用 Z525 搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表 2.4-37 鉆頭的磨 鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花 鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫刃斜角25??0?0f0 =50 ，L=197mm,l =116mm。?01 表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-85） mm 直柄麻花鉆 直徑范圍 l l1 22 >11.80～ 13.20 151 101 表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф α f ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度 mm 鉆頭 直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料 ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度 T min 刀具直徑 d0（ mm） 刀具類型 加工材料 刀具材料 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在 KTH350-10（190HBS）上鉆 孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，in 表 10.4-10 鉆孔條件改變時切削速度修正系數(shù) K =1.0，R =0.85。mvtv V=12 =10.32 （3-17）85.0?i 則 = =131 （3-18）nnr231? 23 查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr 則實際切削速度 = = =11.8v實 4 鉆 2-φ10 孔夾具設(shè)計 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來 2-φ10 孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求， 最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對 2-φ10 孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔 進行了鉆、擴、鉸加工加工。因此，定位、夾緊方案有：410?? 方案Ⅰ：選底平面、 工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，夾28?? 緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件上的小 孔。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式， 工藝孔用短圓柱銷，棱形銷定位，夾緊方式 用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的， 孔端是410?? 不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。心軸上的開孔也不利于排銷。 圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來 設(shè)計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制 5 個自由度。 4.3 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。 10d??02514.3? 24 由參考文獻[5]查表 可得：721? 切削力公式： .06f PFDfK? 式中 0m/r 查表 得： 821?0.75()3bp? 其中： .6b??48? 即： 950()fFN 實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表 得：12? 12KFW??? 有： 120.7,.6?? 安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K? 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [5]表 可得： 60~ 12? ...10.56??? 所以 9589()KfWFN? 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定 選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 取 ， ，1.56?10.7?2.16? 查參考文獻[5]1～2～26 可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計 算： )(210 ?????tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 6.2???.76zr?90?05??'29?? 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04. 由上述計算易得： K? 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該孔次性 加工即可滿足要求。 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 11minDWd?????? 2i 2min.DDdJarctgL??? 其中： 25 ，10.52Dm??20D?? ，d .3dm ， in?in4 .6DW?? .02J? ⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj?? 其中接觸變形位移值： 1()9.62nHBZyRaZkNl??? 查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC??cos8jy?? ⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?m5. ⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD?. 誤差總和： 0.85jwm??? 4.5 零、部件的設(shè)計與選用 4.5.1 定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如表 4.1 和 4.2： 表 4.1 可換定位銷 D d H 公稱尺寸 允差 1 h1b1dC1 14～ 18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 表 4.2 固定棱形銷 d d H 公稱尺寸 允差 Lh1b1C1 40～ 50 20 22 +0.034 ～0.02 3 65 5 3 8 1 6 1.5 4.5.2 夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表 4.3： 表 4.3 移動壓板 26 公稱直徑 L BHlb1dK 6 45 20 8 19 4.6 7 M6 5 4.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)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(jié)構(gòu)如下圖所 示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖 4.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 4.4： 表 4.4 鉆套 D d H 公稱尺寸 允差 12 Dh1mCr? 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 0.5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 27 圖 4.2 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 4.5： 表 4.5 固定襯套 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 鉆模板選用固定式鉆模板，用 4 個沉頭螺釘和 2 個錐銷定位于夾具體上。 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工 孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實10?? 現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機構(gòu)夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 28 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進一步 的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面 的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工 序進行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾 緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn) 率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率， 降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量 的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺 寸不大