K403-汽車手剎車蹄片拉桿臂工藝及精銑EF面夾具設計【工藝方案一】

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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 汽車手剎車蹄片拉桿臂 共 4 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 20 鉆 45#鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 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 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆、擴鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 專用夾具, 麻花鉆頭，擴孔刀，鉸刀，卡尺 233 25.6 0.45 1.25 1 2 3 4 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(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 汽車手剎車蹄片拉桿臂 共 4 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 30 鉆 45#鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 Jiaju002 專用夾具2 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 QIJU002 器具002 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆2-Φ12C11孔 專用夾具, 麻花鉆頭卡尺 590 12.44 0.2 5 1 15.8 30 2 擴下方2-Φ12C11孔° 專用夾具, 擴孔刀，卡尺 256 22 0.57 0.9 1 33.8 28 3 鉸下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 專用夾具, 麻花鉆頭，鉸刀，卡尺 100 31.4 1.6 0.1 1 45.6 20 4 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(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 汽車手剎車蹄片拉桿臂 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 40 銑 45#鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X525K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 Jiaju003 專用夾具03 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 Qiju003 專用器具03 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑上端槽 專用夾具, 錯齒三面刃銑刀,卡尺 75 0.5 0.06 7 1 1.05 0.3 2 3 4 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(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 汽車手剎車蹄片拉桿臂 共 4 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 50 銑 45#鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X525K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 Jiaju004 專用夾具04 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 Qiju004 專用器具04 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑下端槽 專用夾具, 錯齒三面刃銑刀,卡尺 75 0.5 0.06 7 1 1.05 0.3 2 3 4 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(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 汽車手剎車蹄片拉桿臂 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45 毛坯種類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 鑄造 鍛造毛坯 鑄 時效 時效 熱 涂漆 涂底漆 金 10 銑 粗銑精銑兩端面 金 銑床X52K 專用夾具, 硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）,卡尺 20 鉆 鉆、擴鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 金 鉆床Z525 專用夾具, 麻花鉆頭，擴孔刀，鉸刀，卡尺 30 鉆 鉆、擴下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 金 鉆床Z525 專用夾具, 麻花鉆頭，擴孔刀，卡尺 40 銑 粗銑上端槽 金 銑床X52K 專用夾具, 錯齒三面刃銑刀,卡尺 50 銑 粗銑下端槽 金 銑床X52K 專用夾具, 錯齒三面刃銑刀,卡尺 60 檢驗 檢驗 檢 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(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 汽車手剎車蹄片拉桿臂加工工藝和夾具設計 系 名： （四號宋體） 專業(yè)班級： （四號宋體） 學生姓名： （四號宋體） 學 號： （四號宋體） 指導教師姓名： （四號宋體） 指導教師職稱： （四號宋體） 年 月 摘要 在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機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，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 II 目錄 目 錄 摘要 II 第1章 緒論 1 第2章 加工工藝規(guī)程設計 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工藝分析 2 2.2 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 3 2.2.1 孔和平面的加工順序 3 2.2.2 孔系加工方案選擇 3 2.3 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工定位基準的選擇 4 2.3.1 粗基準的選擇 4 2.3.2 精基準的選擇 4 2.4 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工主要工序安排 4 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 6 第3章 夾具設計 15 3.1 研究原始質(zhì)料 15 3.2 切削力及夾緊力的計算 17 3.3 誤差分析與計算 18 3.4 定向鍵與對刀裝置設計 20 3.5 確定夾具體結構和總體結構 21 3.6夾具設計及操作的簡要說明 23 結 論 24 參考文獻 26 致 謝 27 第1章 緒論 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(chǎn)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(zhì)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。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是汽車手剎車蹄片拉桿臂零件。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 , 2.1.2 零件的工藝分析 由汽車手剎車蹄片拉桿臂零件圖可知。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件是一個汽車手剎車蹄片拉桿臂零件，它的外表面上有4個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1） 以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為 （2） 以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為 （3） 以Φ12C11孔為主要加工表面的加工孔。 （4）以2-Φ12C11孔為主要加工表面的加工孔。 （5）以上端槽為主要加工槽。 (6)以下端槽為主要加工槽。 2.2 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知。該汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的主要加工表面是平面及孔系。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，對于汽車手剎車蹄片拉桿臂零件來說，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系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工汽車手剎車蹄片拉桿臂零件上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案選擇 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最低的機床。 2.3 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工定位基準的選擇 2.3.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要孔的加工余量均勻； （2）保證裝入汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.3.2 精基準的選擇 從保證汽車手剎車蹄片拉桿臂零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證汽車手剎車蹄片拉桿臂零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從汽車手剎車蹄片拉桿臂零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，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)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的裝配基準，但因為它與汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于汽車手剎車蹄片拉桿臂零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。 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。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 鍛造 鍛造毛坯 時效 時效 涂漆 涂底漆 10 銑 粗銑精銑兩端面 20 鉆 鉆、擴鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 30 鉆 鉆、擴下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 40 銑 粗銑上端槽 50 銑 粗銑下端槽 60 檢驗 檢驗 70 入庫 入庫 工藝路線二： 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 鍛造 鍛造毛坯 時效 時效 涂漆 涂底漆 10 銑 粗銑精銑兩端面 20 銑 粗銑上端槽 30 銑 粗銑下端槽 40 鉆 鉆、擴鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 50 鉆 鉆、擴下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 60 檢驗 檢驗 70 入庫 入庫 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 鍛造 鍛造毛坯 時效 時效 涂漆 涂底漆 10 銑 粗銑精銑兩端面 20 鉆 鉆、擴鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 30 鉆 鉆、擴下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45° 40 銑 粗銑上端槽 50 銑 粗銑下端槽 60 檢驗 檢驗 70 入庫 入庫 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “汽車手剎車蹄片拉桿臂零件”零件材料采用45號鋼制造，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。 （1）底面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 （3）孔 毛坯為實心，不沖孔。 （4）端面加工余量。 根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。 半精銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》，其加工余量值取為。 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序30：粗銑精銑兩端面 機床：銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] （1）粗銑兩端面 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《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： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑兩端面 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 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(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序20鉆、擴鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45° （1）鉆孔工序 1）背吃刀量=5mm 2）進給量 由表5-12，選取每轉進給量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表5-22查得，因為工件為45號鋼，v=20m/min，帶入公式得 參照表4-15所列Z525的主軸轉速取n=590r/min。實際轉速為 確定擴孔切削用量 1)確定進給量f 根據(jù)參考文獻[1]表28-31, 。根據(jù)Z515機床說明書取f=0.57mm/r。 2）確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻[1]表28-33，取。修正系數(shù)： 故 查機床說明書取。實際切削速度為 確定鉸孔切削用量 （1）確定進給量f 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表 注4，進給量取小植。查Z535說明書取。 （2）確定切削速度v及n 由參考文獻[7]表28-39取。由參考文獻[1]表28-3，得修正系數(shù)，（根據(jù)） 故 查Z515說明書，取n=100r/min,實際鉸孔速度 基本時間的計算 1）鉆孔 查表5-41，=24 mm， =2 mm =5 mm f=0.2 mm/r, n=590 r/min 帶入 2）擴孔 根據(jù)表5-41，，按=15 ，=1.5，查得=0.56 mm ， =5.3 mm 3）鉸孔 根據(jù)表5-41及表5-42 查得 =20 mm ，=22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/min 輔助時間的計算 根據(jù)經(jīng)驗公式，輔助時間與基本時間的關系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助時間為： 鉆孔工步：=0.15×15.8=2.37s 擴孔工步：=0.15×33.8=5.07s 精鉸工步：=0.15×45.6=6.84s 其他時間計算 除了作業(yè)時間之外，每件工序的單位時間還包括布置工作地點時間、休息時間與生理需要時間和準備與終結時間。由于是大批生產(chǎn)，分攤到每個工件的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作時間是作業(yè)時間的2%～7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%～4%,在此均取3%，則各工序的其他時間（+）可按關系式（3%+3%）+×(+)計算，他們分別為： 鉆孔：+=6%×（2.37+15.8）=1.09s 擴孔：+=6%×（5.07+33.8）=2.33s 鉸孔：+=6%×（6.84+45.6）=3.15s 單件總時間的計算 鉆孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s 擴孔工步：=33.8+5.07+2.33=41.2s 鉸孔工步：=45.6+6.84+3.15=55.51s 工序30鉆、擴下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45° （1）鉆孔工序 1）背吃刀量=5mm 2）進給量 由表5-12，選取每轉進給量 f=0.2mm/r 3)切削速度 由表5-22查得，因為工件為45號鋼，v=20m/min，帶入公式得 參照表4-15所列Z525的主軸轉速取n=590r/min。實際轉速為 確定擴孔切削用量 1)確定進給量f 根據(jù)參考文獻[1]表28-31, 。根據(jù)Z515機床說明書取f=0.57mm/r。 2）確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻[1]表28-33，取。修正系數(shù)： 故 查機床說明書取。實際切削速度為 確定鉸孔切削用量 （1）確定進給量f 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表 注4，進給量取小植。查Z535說明書取。 （2）確定切削速度v及n 由參考文獻[7]表28-39取。由參考文獻[1]表28-3，得修正系數(shù)，（根據(jù)） 故 查Z515說明書，取n=100r/min,實際鉸孔速度 基本時間的計算 1）鉆孔 查表5-41，=24 mm， =2 mm =5 mm f=0.2 mm/r, n=590 r/min 帶入 2）擴孔 根據(jù)表5-41，，按=15 ，=1.5，查得=0.56 mm ， =5.3 mm 3）鉸孔 根據(jù)表5-41及表5-42 查得 =20 mm ，=22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/min 輔助時間的計算 根據(jù)經(jīng)驗公式，輔助時間與基本時間的關系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助時間為： 鉆孔工步：=0.15×15.8=2.37s 擴孔工步：=0.15×33.8=5.07s 精鉸工步：=0.15×45.6=6.84s 其他時間計算 除了作業(yè)時間之外，每件工序的單位時間還包括布置工作地點時間、休息時間與生理需要時間和準備與終結時間。由于是大批生產(chǎn)，分攤到每個工件的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作時間是作業(yè)時間的2%～7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%～4%,在此均取3%，則各工序的其他時間（+）可按關系式（3%+3%）+×(+)計算，他們分別為： 鉆孔：+=6%×（2.37+15.8）=1.09s 擴孔：+=6%×（5.07+33.8）=2.33s 鉸孔：+=6%×（6.84+45.6）=3.15s 單件總時間的計算 鉆孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s 擴孔工步：=33.8+5.07+2.33=41.2s 鉸孔工步：=45.6+6.84+3.15=55.51s 工序40粗銑上端槽 機床：銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 ⑴ 粗銑14槽 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～74，取 實際切削速度： 進給量： 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： =63mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序50粗銑下端槽 機床：銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 ⑴ 粗銑14槽 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～74，取 實際切削速度： 進給量： 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： =63mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 第3章 夾具設計 本夾具是工序精銑E、F面（互為基準，先右后左）的專用夾具。 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計精銑E、F面銑床夾具。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 一、機床夾具定位元件 工件定位方式不同，夾具定位元件的結構形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1．支承釘 常用支承釘?shù)慕Y構形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖a）用于支承精基準面；球頭支承釘（圖b）用于支承粗基準面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內(nèi)，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。 圖6-1 常用支承釘?shù)慕Y構形式 2．支承板 常用的支承板結構形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖a）結構簡單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖b），在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。 圖6-2 常用支承板的結構形式 3．可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結構形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準面，支承高度可以根據(jù)需要進行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個可調(diào)支承限制一個自由度。 圖6-3 常用可調(diào)支承的結構形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件 1．定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結構形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選用圖 a 所示的結構；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結構；當工件同時以圓孔和端面組合定位時，則應選用圖c所示的帶有支承端面的結構。用定位銷定位時，短圓柱銷限制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐銷（圖d）限制三個自由度。 圖6-6 固定式定位銷的結構形式 （1）定位方案 本工序以孔軸線為基準，采用一面二銷塊的定位方案實現(xiàn)完全定位。銷選擇固定式定位銷（表5-167）D=12mm的定位銷，面定位采用三個可調(diào)支撐螺釘（表5-166）選擇M8長度35的可調(diào)支撐釘。 （2）夾緊機構 根據(jù)零件的生產(chǎn)率要求，采用手動夾緊裝置即可滿足要求。根據(jù)零件的形狀及夾緊裝置，采用螺栓擰緊，進行夾緊。 （3）對刀裝置 采用側裝對刀塊及平面塞尺對刀。選用JB/T 8031.4-1999直角對刀塊固定在夾具體上，保證刀具的垂直高度以及夾具體定位精度。（表5-176） （4）夾具與機床的連接元件 采用兩個標準定位鍵A14h6 JB/T 8016-1999，固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對于機床進給方向的正確位置，并保證定位鍵的寬度和機床工作臺T型槽相匹配的要求。 （5）結構特點 該夾具結構簡單，操作方便，但加工精度受到定位鍵與銑床定位精度影響，定位基準與設計基準不重合，對精度產(chǎn)生影響。 3.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)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(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 根據(jù)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(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 3.3 誤差分析與計算 該夾具以采用一面一銷再加上一擋銷的定位方式，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： 由參考文獻[5]可得： ⑴銷的定位誤差 ： 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： 3.4 定向鍵與對刀裝置設計 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。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 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。 塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表5.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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。 3.6夾具設計及操作的簡要說明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取 結 論 通過這次的課程設計，我們系統(tǒng)地回顧了相關專業(yè)的大學，也深深意識到學習的重要性，認識到設計是一種學習的方式。在設計過程中，我們使用的系統(tǒng)設計方法和相關設計軟件（如AutoCAD），熟悉設計相關的信息（包括手冊，標準和規(guī)范）和實證估計有了一定程度的提高，在計算機和方便的參考書籍和手冊的情感設計和幫助。 通過這次課程設計，機械制造過程更系統(tǒng)的了解一般的過程，學習和掌握整個設計過程中，有一個科學的設計方法是更嚴格的。課程設計的基本理論知識，可以學習使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設計方案，進行必要的計算，效率高的項目的設計以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識，進行必要的計算設計，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過程，了解情況之前，機床刀具和加工，課程設計有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。 在設計和分析使我感到更多的設計思路，提高我們的學習能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的課程設計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。課程設計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。 24 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　27 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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