1 前言 加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。 機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展 ,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項重要任務(wù)。 1.1 課題背景及發(fā)展趨勢 材料 、 結(jié)構(gòu) 、 工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本 身的 “ 功能 ” 作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的 “ 功能 ” 。 技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。 工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種 ，對 中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對 機床夾具提出更高的要求。 1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計的內(nèi)容 按在夾具中的作用 ,地位結(jié)構(gòu)特點 ,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類 : (1)定位元件及定位裝置； (2)夾緊元件及定位裝置 (或者稱夾緊機構(gòu) )； (3)夾具體； (4)對刀 ,引導(dǎo)元件及裝置 (包括刀具導(dǎo)向元件 ,對刀裝置及靠模裝置等 )； (5)動力裝置； (6)分度 ,對定裝置； (7)其它的元件及裝置 (包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機床相連接用的緊固螺釘 ,銷釘 ,鍵和各種手柄等 )； 每個夾具不一定所有的各類元件都具備 ,如手動夾具就沒有動力裝置 ,一般的車床夾具不一定有刀具 導(dǎo)向元件及分度裝置。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機構(gòu) ,例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。 專用夾具的設(shè)計主要是對以下幾項內(nèi)容進行設(shè)計：（ 1）定位裝置的設(shè)計；（ 2）夾緊裝置的設(shè)計；（ 3）對刀 -引導(dǎo)裝置的設(shè)計；（ 4）夾具體的設(shè)計；（ 5）其他元件 2 及裝置的設(shè)計。 3 目錄 1 前言 . 1 1.1 課題背景及 發(fā)展趨勢 . 1 1.2 夾 具 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 及 設(shè) 計 內(nèi) 容 . 1 2 尾 座 體 加 工 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 . 3 2.1 零件的分析 . 3 2.1.1 零件的作用 . 3 2.1.2 零件的工藝分析 . 3 2.2 加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 . 4 2.2.1 確定毛坯的制造形式 . 4 2.2.2 基面的選擇 . 4 2.2.3 確定工藝路線 . 4 2.2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 5 2.2.5 確定切削用量 . 6 2.3 小結(jié) . 18 3 專用夾具設(shè)計 . 19 3.1 鏜 60 孔夾具設(shè)計 . 20 3.1.1 定位基準的選擇 . 20 3.1.2 切削力的計算與夾緊力分析 . 20 3.1.3 夾緊元件及動力裝置確定 . 21 3.1.4 鏜套、鏜模板及夾具體設(shè)計 . 21 3.1.5 夾具精度分析 . 27 3.1.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 . 27 3.4 小結(jié) . 39 4 結(jié)束語 . 40 參考文獻 . 41 4 2 尾座體 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的分析 1.尾座體的用途 題目所給的零件是機床尾座體， 60H6 的孔與頂尖研配，底面與磨床工作臺相連，通過 M10mm 孔用螺栓將“尾座體”緊固在工作臺上。主要作用是固定頂尖。圓柱體形的部分有一個 60H6 孔，并且有一個 10 孔，頂尖穿過 60H6 孔，將螺釘擰緊，這樣就將頂尖固定。2.零 件的工藝分析 “尾座體”共有三組加工表面，其中兩組有位置度要求。（ 1）以 60mm 孔為中心 ,以基準面 A 的加工表面。這一組表面包括 60mm孔以及 10 12.5 的沉頭孔和粗糙度 Ra=6.3 m 的凸臺面。（ 2）以基準面 B 為中心的加工表面。這一組表面包括 Ra=3.2 m 的基準面 B，Ra=6.3 m 的右端面和 Ra=12.5 m 的下端面。以 35H7 孔為中心的加工表面。這一組表面包括 35H7 孔以及 1 45的倒角，下端面和 M10 的螺紋孔。其中主要加工面為 35H7 孔內(nèi)壁。第一組和第二組加工表面有位置度要求，如 下： 60H7 孔圓度公差為 0.006mm； 35H7 孔圓柱度公差為 0.004mm； 35H7 孔中心線與端面垂直度度公差的要求為 0.15mm； 60H7 孔中心線與端面垂直度公差的要求為 0.05mm； 60H6 的孔軸心線與導(dǎo)軌面的位置度誤差為 0 0.1； 各面的粗糙度達到需要的要求； 60H6 的孔需精加工、研配； 5 導(dǎo)軌面配刮 10 13 點 /2525。 2.2 尾座體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 2.2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料 HT200。由于年產(chǎn)量為 4000 件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 2.2.2 基面的選擇 （ 1）粗基準的選擇 對于本零件而言，按照互為基準的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗 基 準，可用裝夾對肩臺進行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準，以限制 z、 z、 y、 y、五個自由度。再以一面定位消除 x、向自由度，達到定位 ,目的。 （ 2）精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和 便于裝夾，采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準。 2.2.3 確定工藝路線 表 2.1工藝路線方案一 工序 1 粗精鏜 60 孔 工序 2 鏜 35 孔 工序 3 粗 ,精銑側(cè)平面 工序 4 粗精銑底平面 工序 5 粗精銑端面 工序 6 鉆上平面 M22螺孔 工序 7 鉆下平面螺紋各孔 工序 8 鉆下側(cè)面孔 工序 9 去除銳邊毛剌 工序 10 檢驗 表 2.2工藝路線方案二 工序 1 粗精銑底平面 工序 2 粗精銑端面 工序 3 粗 ,精銑側(cè)平面 工序 4 粗精鏜 60 孔 6 工序 5 鏜 35 孔 工序 6 鉆上平面 M22螺孔 工序 7 鉆下平面螺紋各孔 工序 8 鉆下側(cè)面孔 工序 9 去除銳邊毛剌 工序 10 檢驗 工藝路線的比較與分析： 第二條工藝路線不同于第一條是將“鏜孔工序放在各面加工結(jié)束后再進行加工 。 其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動提高了生產(chǎn)效率。而且對于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助 ,并且符合先面后孔的加工原則。采用基準重合的原則，先加工底平面，然后以底平面為精基準再加工其它平面上的各孔與平面，這樣便保證了，兩平面的平行度要求同時為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則。 若選 第一條工藝路線 ， 加工不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個問題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。如果選取第二條工藝方案，先鏜上、下平面各孔，然后以這些已加工的孔為精基準，加工其它各孔的形位公差要求 從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)第二個方案比較合理。所以我決定以第二個方案進行生產(chǎn)。具體的工藝過程見工藝卡片所示。 2.2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 尾座體的材料是 HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造 , 毛坯尺寸的確 定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義 上 的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 1）加工尾座體的底平面，根據(jù) 參考文獻 8表 4-35 和表 4-37 考慮 3mm，粗加工 2mm 到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工 1mm， 2）加工寬度為 112 的側(cè)面時，用銑削的方法加工兩側(cè)面。由于側(cè)面的加工表面有粗糙度的要求 3.2aRm，而銑削的精度可以滿足，故采取分二次的銑削的方式，粗銑削的深度是 2mm，精銑削的深度是 1mm 3）鏜直徑 60 孔時，由于粗糙度要求 0.8aRm，因此考慮加工余量 3mm。 7 可一次粗加工 2mm，一次精加工 0.5 就可達到要求。 6）加工 M22 孔，根據(jù) 參考文獻 8表 4-23 考慮加工余量 1.2mm?？梢淮毋@削加工余量 1.1mm，一次攻螺紋 0.1 就可達到要求。 7）加工 M6 底孔時，根據(jù) 參考文獻 8表 4-23 考慮加工余量 1.2mm。 可一次鉆削加工余量 1.1mm，一次攻螺紋 0.1mm 就可達到要求。 8） 加工下平面臺階面各小孔 ，粗加工 2mm 到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工 1mm，可達到要求。 2.2.5 確定切削用量 工序粗、精銑尾座 體底 平面 （ 1）粗銑底平面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機床： X52K 立式銑床。 查 參考文獻 7表 30 34 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齒數(shù) 8Z ，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=2mm 所以銑削深度pa： 2pa mm 每齒進給量fa：根據(jù)參考文獻 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z銑削速度 V ：參照參考文獻 7表 30 34，取 1.33 /V m s 。 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1000Vnd 式（ 2.1） 式中 V 銑削速度； d 刀具直徑。 由式 2.1 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照參考文獻 3表 3.1-74 300 / m innr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根據(jù)參考文獻 7表 2.4-81, 40a mm （ 2）精銑下平面 8 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機床： X52K 立式銑床。 參考文獻 7表 30 31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： 15YT ， 100D mm ，齒數(shù) 12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量： Z=1mm 銑削深度pa： 1pa mm 每齒進給量fa：根據(jù)參考文獻 7表 30 31，取 0 .0 8 /fa m m Z 銑削速度 V ：參照 參考文獻 7表 30 31，取 0.32 /V m s 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ，由式（ 2.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照參考文獻 7表 3.1-31 75 / minnr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV，由式（ 1.3）有： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i nmff V m m s m m 粗銑的切削工時 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 298l mm ， 刀具切入長度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 4 0 ) ( 1 3 ) 7 mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數(shù)為 1 機動時間1jt：121 2 9 8 7 2 1 . 0 7 m i n288jml l lt f 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-45 可查得銑削的輔助時間1 1.04ft 精銑的切削工時 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 298l mm 刀具切入長度 1l ：精銑時1 100l D m m 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 走 刀次數(shù)為 1 9 機動時間2jt：122 2 9 8 1 0 0 2 1 . 0 9 m i n135jml l lt f 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-45 可查得銑削的輔助時間2 1.04ft 銑下平面的總工時為： t=1jt+2jt+1ft+2ft=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min 工序 2：加工上平面，各切削用量與加工上平面相近，因此省略不算，參照工序 1 執(zhí)行。 工序 3：粗精銑寬度為 112mm 的側(cè)面： （ 1）粗銑寬度為 112mm 的側(cè)面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機床： X52K 立式銑床。 查 參考文獻 7表 30 34 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齒數(shù) 8Z ，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=2mm 所以銑削深度pa： 2pa mm 每齒進給量fa：根據(jù)參考文獻 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z銑削速度 V ：參照參考文獻 7表 30 34，取 1.33 /V m s 。 由式 2.1 得機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照參考文獻 3表 3.1-74 300 / m innr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根據(jù)參考文獻 7表 2.4-81, 60a mm 被 切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 60l mm ， 刀具切入長度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 式（ 2.2） 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 1 1 3 mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 10 走刀次數(shù)為 1 （ 2）精銑寬度為 112mm 的側(cè)平面 加工條件： 工件材料 ： HT200，鑄造。 機床： X52K 立式銑床。 由參考文獻 7表 30 31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： 15YT ， 100D mm ，齒數(shù) 12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量： Z=1mm 銑削深度pa： 1.0pa mm 每齒進給量fa：根據(jù) 參考文獻 7表 30 31，取 0 .0 8 /fa m m Z 銑削速度 V ：參照 參考文獻 7表 30 31，取 0.32 /V m s 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ，由式（ 2.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照參考文獻 3表 3.1-31 75 / minnr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV，由式（ 2.3） 有： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 60l mm 刀具切入長度 1l ：精銑時1 100l D m m 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 走刀次數(shù)為 1 根 據(jù) 參考文獻 9：1t=249/(37.5 3)=2.21min。 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-45 可查得銑削的輔助時間1 0.41ft 精銑寬度為 20mm 的下平臺 根據(jù) 參考文獻 9切削工時：2t=249/(37.5 3)=2.21min 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-45 可查得銑削的輔助時間2 0.41ft 粗精銑寬度為 30mm 的下平 臺的總工時： t=1t+2t+1ft+2ft=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min 工序：粗鏜 60H12 的孔 機床：臥式鏜床 618T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀， 鏜刀材料： 5YT 11 切削深度pa： 2.0pa mm，毛坯孔徑0 56d mm。 進給量 f ：根據(jù)參考文獻表 2.4-66，刀桿伸出長度取 mm200 ，切削深度為Fa=2.0mm。因此確定進給量 0.2 /f mm r 。 切削速度 V ：參照參考文獻 3表 2.4-9 取 2 . 4 / 1 4 4 / m i nV m s m 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 4 4 8 0 4 . 5 6 / m i n3 . 1 4 5 6Vnrd ， 按照參考文獻 3表 3.1-41 取 1 0 0 0 / m innr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 5 6 1 0 0 0 2 . 9 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 工作臺每分鐘進給量mf： 0 . 2 1 0 0 0 2 0 0 / m i nmf f n m m 被切削層長度 l ： 340l mm 刀具切入長度 1l ：12 . 5( 2 3 ) 2 6 . 3 330p ral m mt g k t g 刀具切出長度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次數(shù) i ： 1i 機動時間1jt：121 3 4 0 6 . 3 3 4 1 . 7 5 m i n200jml l lt f 查參考 文獻 1，表 2.5-37 工步輔助時間為： 2.61min 精鏜下端孔 60H12 機床：臥式鏜床 618T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀， 鏜刀材料： 5YT 切削深度pa： 0.5pa mm 進給量 f ：根據(jù)參考文獻 3表 2.4-66，刀桿伸出長度取 mm200 ，切削深度為Fa=0.5mm 。因此確定進給量 0 .1 5 /f m m r 切削速度 V ：參照參考文獻 3表 2.4-9，取 3 . 1 8 / 1 9 0 . 8 / m i nV m s m 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 1 9 0 . 8 1 0 2 9 / m i n3 . 1 4 5 9Vnrd ，取 1 0 0 0 / m innr 實際切削速度 v ，： 3.14 61 1000 3.09 /1000 1000 60dnv m s 工作臺每分鐘進給量mf： 0 . 1 5 1 0 0 0 1 5 0 / m i nmf f n m m 被切削層長度 l ： 35l mm 12 刀具切入長度 1l ：10 . 5( 2 3 ) 2 2 . 8 730p ral m mt g k t g 刀具切出長度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次數(shù) i ： 1i 機動時間1jt：121 3 4 0 2 . 8 7 4 2 . 3 1 m i n150jml l lt f 所以該工序總機動工時 1 . 7 5 2 . 3 1 4 . 0 6 m i njt 查參考文獻 1，表 2.5-37 工步輔助時間為： 1.86min 工序 5：粗鏜 35H7 的孔 機床：臥式鏜床 618T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀， 鏜刀材料： 5YT 切削深度pa： 2.0pa mm，毛坯孔徑0 30d mm。 進給量 f ：根據(jù)參考文獻表 2.4-66，刀桿伸出長度取 mm200 ，切削深度為Fa=2.0mm。因此確定進給量 0.2 /f mm r 。 切削速度 V ：參照參考文獻 3表 2.4-9 取 1 . 9 2 / 1 1 5 / m i nV m s m 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 5 1 2 2 0 . 8 / m i n3 . 1 4 3 0Vnrd ， 按照參考文獻 3表 3.1-41 取 1 2 0 0 / m innr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 3 0 6 0 0 0 . 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 3 4dnv m s 工作臺每分鐘進給量mf： 0 . 2 6 0 0 1 2 0 / m i nmf f n m m 被切削層長度 l ： 81l mm 刀具切入長度 1l ：12 . 0( 2 3 ) 2 5 . 4 530p ral m mt g k t g 刀具切出長度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次數(shù) i ： 1i 機動時間1jt：121 8 1 5 . 4 5 4 0 . 6 m i n150jml l lt f 查參 考文獻 1，表 2.5-37 工步輔助時間為： 2.61min 精鏜下端孔到 35H12 機床：臥式鏜床 618T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀， 鏜刀材料： 5YT 13 切削深度pa： 0.5pa mm 進給量 f ：根據(jù)參考文獻 3表 2.4-66，刀桿伸出長度取 mm200 ，切削深度為Fa=0.5mm 。因此確定進給量 0 .1 5 /f m m r 切削速度 V ：參照參考文獻 3表 2.4-9，取 2 . 8 6 / 1 7 1 . 7 2 / m i nV m s m 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 1 7 1 . 7 2 1 6 0 8 . 4 / m i n3 . 1 4 3 4Vnrd ，取 800 / m innr 實際切削速度 v ，： 3.14 61 800 4.37 /1000 1000 35dnv m s 工作臺每分鐘進給量mf： 0 . 1 5 8 0 0 1 2 0 / m i nmf f n m m 被切削層長度 l ： 81l mm 刀具切入長度 1l ：10 . 5( 2 3 ) 2 2 . 8 730p ral m mt g k t g 刀具切出長度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次數(shù) i ： 1i 機動時間1jt：121 8 1 2 . 8 7 4 0 . 7 3 2 m i n120jml l lt f 所以該工序總機動工時 0 . 6 0 . 7 3 2 1 . 3 3 2 m i njt 查參考文獻 1，表 2.5-37 工步輔助時間為： 1.56min 工序鉆 M22 螺紋孔 工件材料為 HT200 鐵，孔的直徑為 6mm。加工機床為 Z535 立式鉆床，加工工序為鉆孔至 20.5，選用 5 的麻花鉆頭。攻 M22 螺紋，選用 M22 細柄機用絲錐攻螺紋。 進給量 f ：根據(jù) 參考文獻 5表 2.4-39，取 rmmf /25.0 切削速度 V ：參照 參考文獻 5表 2.4-41，取 smV /43.0 由式（ 2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 6 0 4 0 0 . 8 / m i n3 . 1 4 2 0 . 5Vnrd ，取 900 / m innr 實際切削速度 V ： 0 3 . 1 4 2 0 . 5 9 0 0 0 . 9 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削層長度 l ： 50l mm 刀具切入長度 1l ：1 5( 1 2 ) 1 2 0 2 3 . 522rDl c t g k c t g m m 14 刀具切出長度 2l ： 02 l 走刀次數(shù)為 1 攻 M22 1.5 的螺紋 機床： Z535立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐（ 22 1.5M ） 進給量 f ：由于其螺距 mmp 5.1 ,因此進給量 rmmf /5.1 切削速度 V ：參照 參考文獻 5表 2.4-105，取 m in/88.8/148.0 msmV 由式（ 2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 8 8 4 7 1 . 3 / m i n3 . 1 4 6Vnrd ，取 480 / m innr 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速0n：取 4 8 0 / m innnr 實際切削速度 V ： 0 3 . 1 4 2 2 4 8 0 0 . 5 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削層長度 l ： 50l mm 刀具切入長度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出長度 2l ： 02 l 走刀次數(shù)為 1 機動時間jt：12 5 0 3 . 5 0 . 2 6 5 m i n0 . 2 5 8 0 0j l l lt fn 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-41 可查得鉆削的輔助時間1 1.77ft 攻 M6 螺紋 被切削層長度 l ： 50l mm 刀具切入長度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出長度 2l ： 02 l 走刀次數(shù)為 1 機動時間jt：1 2 1 205 0 4 . 5 5 0 4 . 5 0 . 0 5 m i n1 . 5 4 8 0 1 . 5 4 8 0jl l l l l lt f n f n 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-41 可查得鉆削的輔助時間1 1.77ft 總工時為： t=2jt+ft=3.75min 工序加工 M8 底孔 工件材料為 HT200 鐵，孔的直徑為 8mm。加工機床為 Z535 立式鉆床，加工工序為 15 鉆孔至 7，選用 7 的麻花鉆頭。攻 M8 螺紋，選用 M8 細柄機用絲錐攻螺紋。 進給量 f ：根據(jù) 參考文獻 5表 2.4-39，取 rmmf /25.0 切削速度 V ：參照 參考文獻 5表 2.4-41，取 smV /43.0 由式（ 2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 6 0 1 1 7 4 / m i n3 . 1 4 7Vnrd ，取 900 / m innr 實際切削速度 V ： 0 3 . 1 4 7 9 0 0 0 . 3 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削層長度 l ： 20l mm 刀具切入長度 1l ：1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 4 . 122rDl c t g k c t g m m 刀具切出長度 2l ： 02 l 走刀次數(shù)為 1 攻 M8 1.5 的螺紋 機床： Z535立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐（ 8 1.5M ） 進給量 f ：由于其 螺距 mmp 5.1 ,因此進給量 rmmf /5.1 切削速度 V ：參照 參考文獻 5表 2.4-105，取 m in/88.8/148.0 msmV 由式（ 2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 8 8 3 5 3 . 5 / m i n3 . 1 4 8Vnrd ，取 360 / m innr 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速0n：取 3 6 0 / m innnr 實際切削速度 V ： 0 3 . 1 4 8 3 6 0 0 . 1 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 攻 M8 螺紋的工時 被切削層長度 l ： 20l mm 刀具切入長度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出長度 2l ： 02 l 走刀次數(shù)為 1 機動時間jt：1 2 1 202 0 4 . 5 2 0 4 . 5 0 . 0 9 m i n1 . 5 3 6 0 1 . 5 3 6 0jl l l l l lt f n f n 16 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-41 可查得鉆削的輔助時間1 1.77ft 工序 8：階梯孔 工件材料為 HT200 鐵，孔的直徑為 20mm，表面粗糙度 3.2aRm。加工機床為 Z535 立式鉆床，加工工序為锪鉆，加工刀具為：锪鉆孔 20mm 小直徑锪鉆。 1）確定切削用量 確定進給量 f 根據(jù) 參考文獻 7表 28-10可查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 8 / 1 3 0 . 6ld ， 1.0lfk ，故( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表 。查 Z535 立式鉆床說明書，取0 .2 3 /f m m r 。 根據(jù) 參考文獻 7表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 1 .7 5 /f m m r 。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力m a x 15690FN（由機床說 明書查出），根據(jù) 參考文獻 7表 28-9，允許的進給量 1 .8 /f m m r 。 由于所選進給量 f 遠小于 f 及 f ，故所選 f 可用。 確定切削速度 v 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率mP 根據(jù)表 28-15，由插入法得： 1 7 / m invm表 ， 4732FN表 5 1 .6 9T N M表 ， 1 .2 5mP kW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 由 參考文獻 7表 28-3， 0.88Mvk ， 0.75lvk ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i n13v mmnrd m m 表 查 Z535 機床說明書，取 195 / m innr 。實際切削速度為 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dn m m rvm 由 參考文獻 7表 28-5， 1 .0M F M Tkk，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校驗機床功率 切削功率mP為 /)m M MmP P n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 機床有效功率 17 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E mP P k W k W P 故選擇的鉆削用量可用。即 0 13d mm， 0 .2 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 7 .3 5 / m invm 相應(yīng)地 4732FN ， 5 1 .6 9T N m， 0.82mP kW 工序 9：校驗 （ 5） 锪 鉆 20 階梯孔 加工條件： 工件材料： HT200，金屬模鑄造， 機床： Z535 立式鉆床 刀具：高速鋼鉆頭 7， M8 絲錐， 20 小直徑端面锪鉆 被切削層長度 l ： 20l mm 刀具切入長度 1l ：1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 4 . 122rDl c t g k c t g m m 刀具切出長度 2l ： 02 l 走刀次數(shù)為 1 機動時間jt：12 1 2 . 5 4 . 1 0 . 0 7 m i n0 . 2 5 9 0 0j l l lt fn 根據(jù) 參考文獻 5表 2.5-41 可查得鉆削的輔助時間1 1.77ft 锪鉆 20 階梯的工時 锪鉆孔進給量 0 .2 3 /f m m r ，機床主軸轉(zhuǎn)速 195 / m innr ， 被切削層長度 l ： 12l mm 刀具切入長度 1l ：1 20( 1 2 ) 1 2 0 2 1 0 . 222rDl c t g k c t g m m 刀具切出長度 2l ： 02 l 走刀次數(shù)為 1 機動時間jt：12 3 1 0 . 2 0 . 2 7 m i n0 . 2 5 1 9 5j l l lt fn 由 參考文獻 5表 2.5-41 可查得鉆削的輔助時間1 1.77ft t=jt+ft t=0.27+1.77=2.04min 該工序的總工時為： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min 所以該方案滿足生產(chǎn)要求。 18 2.3 小結(jié) 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對加工工藝規(guī)程的設(shè)計，可以了解了加工工藝對生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。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)。 19 3 專用夾具設(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。在加工杠桿零件時，需要設(shè)計專用夾具。 夾具總裝圖 20 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計尾座體鏜直徑 60 孔夾具 ,鏜孔的夾具將用于組合鉆床，刀具分別鏜刀。 3.1 鏜直徑 60 孔夾具設(shè)計 本夾具主要用來鏜上平夾具，此孔也是后面作為工藝孔使用，這個工藝孔有尺寸精度要求為 +0.03，表面粗糙度要求，表面粗糙度為 1.6aRm，與頂面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加 工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本到工序為杠桿加工的第一道工序，加工到本道工序時只完成了尾座體上各表面的粗、精銑。因此再本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 3.1.1 定位基準的選擇 由零件圖可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鉆的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑箱體的下表面工序的 定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應(yīng)選擇選用下平作為定位基準，為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標準硬質(zhì)合金鏜刀刀具對工藝孔進行粗鏜削加工；然后采用硬質(zhì)合金鏜刀 對其進行精加工， 準備采用手動夾緊方式夾緊。 3.1.2 切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鏜加工，參 考文獻 9得： 鏜削力 6.08.026 HBDfF 鏜削力矩 6.08.09.110 HBfDT 式中： 62D mm 2321872553125531 m i nm a xm a x HBHBHBHB 115.0 rmmf 0 . 8 0 . 62 6 2 5 0 . 1 5 2 3 2 3 7 5 5 . 2FN 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 2 5 0 . 1 5 2 3 2 2 6 1 7 4T N m m 本道工序加工工藝孔時，工件的下平面與臺價臺靠緊。采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機構(gòu)夾緊，該機構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個普通螺旋夾緊。根據(jù) 參考文獻 11可查得夾 緊力計算公式： 0 12()ZQLW r tg r tg 式（ 3.1） 式中： 0W 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（ N）； Q 原始作用力（ N）； L 作用力臂（ mm）； 21 r 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（ mm）； 1 螺桿端部與工件間的摩擦角（）； Zr 螺紋中徑之半（ mm）； 螺紋升角（）； 2 螺旋副的當量摩擦角（）。 由式（ 3.1）根據(jù)參考文獻 11表 1-2-23 可查得點接觸的單個普通螺旋夾緊力： 0 3 5 5 0 18954 ( 3 1 0 9 5 0 )WN 3.1.3 夾緊元件及動力裝置確定 由于尾座體的生產(chǎn)量很大，采用手動夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動力裝置采用手動夾緊。采用手動夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。 本道工序夾具的夾緊元件選用帶光面壓塊的壓緊螺釘。旋緊螺釘使其產(chǎn)生的力通過光面壓塊將工件壓緊。 3.1.4 鏜套、鏜模板及夾具體設(shè)計 工藝孔的加工需粗、精鏜切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。鉆模板選用固定式鉆模板，工件以底面及側(cè)面分別靠在夾具支架的定位快， 用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊。 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖如上圖所示 . 3.1.5 夾具精度分析 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計中，當結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進行精度分析和誤差計算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準與加工基準重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差wd很小可以忽略不計。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸 0.020.0162mm 及表面粗糙度 1.6aRm。本道工序最后采用精鏜加工，選用標準硬質(zhì)合金鏜刀，直徑為 0.020.0162mm，并采用鏜套，鏜刀導(dǎo)套孔徑為該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實體要求。 工藝孔的表面粗糙度 1.6aRm，由本工序所選用的加工工步粗鏜精滿足。 影響 兩工藝孔位置度的因素有： （ 1）鏜模板上裝襯套孔的尺寸公差： mm005.01 22 （ 2）兩襯套的同軸度公差： mm005.02 （ 3）襯套與鉆套配合的最大間隙：3 2 5 . 0 3 4 2 5 . 0 1 2 0 . 0 2 2 mm （ 4）鉆套的同軸度公差： mm005.04 （ 5）鏜套與鏜刀配合的最大間隙：5 2 5 . 0 3 9 2 5 . 0 0 8 0 . 0 3 1 mm 2 2 2 2 2 21 2 3 4 52 2 0 . 0 3 9 0 . 0 7 8 0 . 1wd m m m m 所以能滿足加工要求。 3.1.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 鏜 60 孔的夾具如夾具裝配圖所示。裝卸工件時，先將工件放在定位塊上；用壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊；然后加工工件。當工件加工完后，將帶光面壓塊的壓緊螺釘松開，取出工件。 3.4 小結(jié) 對專用夾具的設(shè)計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設(shè)計可以反應(yīng)夾具設(shè)計時應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。 23 結(jié)束語 通過近兩個月的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計方法和步驟，不僅是對 所學(xué)知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計的整個過程。 在整個設(shè)計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴謹?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計，也是最難的一次。在設(shè)計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有 xxx 老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計中少走了一些彎路，順 利的完成了設(shè)計。 本設(shè)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(jīng)驗，