CA6140車床杠桿831009機械加工工藝規(guī)程及鉆φ25孔夾具設計【鉆φ25孔】 【版本3】

CA6140車床杠桿831009機械加工工藝規(guī)程及鉆φ25孔夾具設計【鉆φ25孔】 【版本3】,鉆φ25孔,版本3,CA6140車床杠桿831009機械加工工藝規(guī)程及鉆φ25孔夾具設計【鉆φ25孔】,【版本3】,CA6140,車床,杠桿,831009,機械,加工,工藝,規(guī)程,25,夾具,設計,版本 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 青島理工大學 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題目 杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程和 專用夾具設計 學生姓名： 學生學號： 指導教師： 機械工程 學院 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 班 2010年6月15日 摘要 本設計是CA6140車床杠桿零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。CA6140車床杠桿零件的主要加工表面是平面和孔。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則，并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和平面的加工精度?；鶞实倪x擇以杠桿45外圓面作為粗基準，以25孔及其下表面作為精基準。先將底面加工出來，然后作為定位基準，在以底面作為精基準加工孔。整個加工過程選用專用夾具，考慮到零件的結(jié)構尺寸簡單，加緊方式多采用手動加緊，加緊簡單，機構設計簡單，且能滿足設計要求。 關鍵詞：杠桿零件，加工工藝，夾具，定位，加緊 圖A：零件三維效果圖 Abstract This paper is to design the craft processes of making the CA6140lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore process. The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25bore and its next surface as precise basis . The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. In the whole processes , specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization is simple, and can satisfy the design request. Key Words : Lever spare parts, craft process, tongs, fixed position, tight clip 目錄 摘要 I ABSTRACT II 目錄 Ⅲ 第一章 緒論 1 1.1課題背景及發(fā)展趨勢 1 1.2夾具的基本結(jié)構及夾具設計的內(nèi)容 1 第二章 杠桿加工工藝規(guī)程設計 3 2.1零件的作用 3 2.2零件的工藝分析 4 2.3 工藝規(guī)程的設計 4 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸、工時的確定 7 第三章 專用夾具設計 27 3.1加工?25孔夾具設計 27 總結(jié) 37 參考文獻 38 致謝 39 34 第一章 緒論 加工工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。 機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設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人員在技術革新中的一項重要任務。 1.1課題背景及發(fā)展趨勢 材料、結(jié)構、工藝是產(chǎn)品設計的物質(zhì)技術基礎，一方面，技術制約著設計；另一方面，技術推動設計。從設計美學的觀點看，技術不僅僅是物質(zhì)基礎還具有其本身的“功能”作用，只要善于應用材料的特性，予以相應的結(jié)構形式和適當?shù)募庸すに?，就能?chuàng)造出實用、美觀、經(jīng)濟的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術潛在的“功能”。 技術是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構，新的形態(tài)和新的造型風格。材料、加工工藝、結(jié)構、產(chǎn)品形象有機聯(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、中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高要求。 1.2夾具的基本結(jié)構及夾具設計的內(nèi)容 在機床上應用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1.機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。 1）、定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現(xiàn)的正定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。 2）.夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不錯的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。 1）.對刀 調(diào)整刀具切削相對工件或夾具的正確位置如銑床夾具中餓對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 2）.導向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削，導向元件制成模板形成故鉆床夾具長稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功能的。 按在夾具中的作用和結(jié)構特點，組成夾具的元件可劃分為以下幾類： （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）； （3）夾具體； （4）對刀，引導元件及裝置（包括刀具導向元件，對刀裝置及靠模裝置等）； （5）動力裝置； （6）分度，對定裝置； （7）其他的元件及裝置（包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機床想連接用的緊固螺釘、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有其它裝置及機構，例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。 專用夾具的設計主要是對以下幾項內(nèi)容進行設計：定位裝置的設計；夾緊裝置的設計；對刀—引導裝置的設計；夾具體的設計；其他元件及裝置的設計。 第二章 杠桿加工工藝規(guī)程設計 圖2.1杠桿零件圖 2.1零件的作用 位于車床制動機構中，主要起制動作用,杠桿一端與制動帶連接，另一端通過剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當離合器脫開時，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時針方向擺動，將制動帶拉緊；當左右離合器中任一個接合時，杠桿都順時針方向擺動，使制動帶放松，從而達到制動的目的。 2.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良。該零件的加工表面之間又相互位置要求，現(xiàn)分析如下： （1）主要加工面： 1）25的孔； 2）25的孔的下表面； 3）與25的孔相通的的沉頭孔及M8的螺紋孔； 4）寬度為30的平面及其的孔； 5）2—M6螺紋孔及其端面、倒角； （2）主要基準面： 1）以45外圓面為基準的加工表面 2）以25的孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：的沉頭孔及M8的螺紋孔、的孔及其平臺、2—M6螺紋孔及其端面、倒角。 2.3 工藝規(guī)程的設計 2.3.1確定毛坯的制造形式 零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，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。 圖2.2 杠桿毛坯圖 2.3.2基準選擇 1.粗基準的選擇 粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時應以這些不加工表面作為粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。 故可選的外圓作為粗基準。工件以的外圓以及孔的下表面作為定位基準，在定位塊和V形塊上實現(xiàn)完全定位。 2.精基準的選擇 零件中，各尺寸都以孔作為尺寸基準，故可取該圓作為精基準，采用專用夾具保證精度及加工效率。 2.3.3 制定工藝路線 工藝路線方案一： 工序1.粗銑孔下表面 工序2.精銑孔下表面 工序3.鉆、擴、鉸孔使尺寸達到 工序4.鉆、擴的錐孔，使尺寸達到 工序5.粗銑寬度為30mm的凸臺 工序6.精銑寬度為30mm的凸臺 工序7.锪鉆沉頭孔，鉆M8的螺紋底孔并攻螺紋 工序18.粗銑2-M6上端面 工序9.精銑2-M6上端面 工序10.鉆2-M6螺紋底孔，并攻螺紋锪120°倒角 工序11.終檢 工藝路線方案二： 工序1.粗銑孔下表面 工序2.精銑孔下表面 工序3.鉆、擴、鉸孔使尺寸達到 工序4.锪鉆沉頭孔，鉆M8的螺紋底孔并攻螺紋 工序5.粗銑2-M6上端面 工序6.精銑2-M6上端面 工序7.鉆2-M6螺紋底孔，并攻螺紋锪120°倒角 工序8.粗銑寬度為30mm的下平臺 工序9.精銑寬度為30mm的下平臺 工序10.鉆、擴的錐孔，使尺寸達到 工序11.終檢 2.3.4工藝方案的比較與分析 第二條路線與第一條路線的區(qū)別在于路線一先加工錐孔及其平面，第二條路線則把該組面放在最后。通過分析會發(fā)現(xiàn)，先加工錐孔及其平面有利于锪鉆沉頭孔，鉆M8的螺紋底孔并攻螺紋工序的定位， 從提高效率和保證精度這兩個前提下，第一個方案比較合理。所以我決定以第一個方案進行生產(chǎn)，具體的工藝過程如下表所示。 工序1 粗銑孔下表面。選用立式升降臺銑床X52K 工序2 精銑孔下表面。選用立式升降臺銑床X52K 工序3 .鉆、擴、鉸孔使尺寸達到，選用立式鉆床Z535 工序4 粗銑寬度為30mm的下平臺，選用立式升降臺銑床X52K 工序5 精銑寬度為30mm的下平臺，選用立式升降臺銑床X52K 工序6 鉆、擴的錐孔，使尺寸達到，選用立式鉆床Z535 工序7 锪鉆沉頭孔，鉆M8的螺紋底孔并攻螺紋，選用立式升降臺銑床X52K 工序8 粗銑2-M6上端面，選用臥式銑床X62W 工序9 精銑2-M6上端面，選用臥式銑床X62W 工序10 鉆2-M6螺紋底孔，并攻螺紋锪120°倒角，選用立式鉆床Z535 工序11 終檢 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸、工時的確定 2.4.1機械加工余量的確定 杠桿的材料是HT200，毛坯的重量0.85Kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯采用金屬模鑄造，毛坯的尺寸確定如下： 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和最小加工余量之分。 由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小加工余量時應該按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯與零件不同的尺寸有： 1.加工直徑25毫米孔的下端面。粗加工1.9毫米到金屬鑄模的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工0.1毫米達到要求的表面粗糙度要求。 2.加工直徑25毫米的孔。由于內(nèi)表面粗糙度要求為1.6，采用鉆22毫米、擴到24.7毫米、鉸25毫米，就可以達到要求。 3.加工寬度為30毫米的下平臺，用銑削的方法加工臺肩。由于臺肩的表面粗糙度要求為6.3，銑削加工就可滿足要求。故采用粗、精加工兩次就可以，粗加工余量1.9毫米，精加工0.1毫米。 4.直徑為12.7的錐孔，查工藝手冊，應用鉆、擴兩步就可以達到要求。采用直徑12毫米的鉆頭鉆孔，再用12.7的擴孔鉆加工到要求精度，具體精度控制可以控制加工轉(zhuǎn)速。 6.锪直徑14毫米的沉頭孔，此次加工決定一次锪鉆就達到要求，控制轉(zhuǎn)速及進給量來保證精度。 7.鉆M8螺紋底孔及攻螺紋。采用直徑6.7的鉆頭鉆底孔，再用M8的機用細柄絲錐攻螺紋， 8.加工2-M6的端面。粗加工1.9毫米到金屬鑄模的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工0.1毫米達到要求的表面粗糙度要求。 9.加工2-M6螺紋。采用直徑5的鉆頭鉆底孔，再用M6的機用細柄絲錐攻螺紋。 2.4.2確定切削用量及切削工時 工序一：粗銑孔下平面 加工材料：HT200，鑄造 機床：X52K立式銑床 1）查參考文獻《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。? 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀，材料：YT15，D=100mm，齒數(shù)Z=8，此為粗齒銑刀。 2）因其單邊余量Z=1.9mm ，所以銑削深度 3）每齒進給量:查《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹俊）表6-27,，現(xiàn)取, 4）銑削速度V（查《機械工藝手冊》，王先逵）V取1.00～2.00m/s，現(xiàn)取V=1.3m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n： =248r/min 查《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。?取n=300r/min 實際切削速度v 進給量: 工作臺每分鐘進給量: 5）確定切削工時 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=160mm 刀具切入長度l1: 《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-7 故 )=7mm 刀具切出長度l2: 取l2=4mm 走刀次數(shù)為1 機動時間tj: 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-30，可查得銑削的輔助時間tf=0.23min 粗銑總工時t=0.59+0.23=0.82min 工序二：精銑孔下平面 加工材料：HT200，鑄造；機床：X52K立式銑床 1)查參考文獻《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹俊）表4-16 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀，材料：YT15，D=100mm，齒數(shù)Z=12，此為細齒銑刀。 2)因其單邊余量Z=0.1mm，所以銑削深度 3)每齒進給量:根據(jù)《機械工藝手冊》表2.1-73取 4)銑削速度V：《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-30 取V=0.32m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n：=61r/min 查機械工藝手冊，取n=75 r/min 實際切削速度v 進給量: 工作臺每分鐘進給量: 5）確定切削工時 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=160mm 刀具切入長度l1: 精銑時l1=D=100mm 刀具切出長度l2: 取l2=2mm 走刀次數(shù)為1 機動時間tj: 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-30，可查得銑削的輔助時間tf=0.23min 粗銑總工時t=0.55+0.23=0.78min 工序三：加工孔到要求尺寸 工件材料為HT200，硬度為200HBS。孔的直徑為25mm,表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔—標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔—標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——標準高速鋼鉸刀。 選擇各工序切削用量 （1） 確定鉆削用量 1） 確定進給量 根據(jù)《機械加工工藝設計手冊》（王先逵）表3.4-1，可查出,故可取 根據(jù)手冊，鉆頭強度所允許的進給量.由于機床進給機構允許的軸向力允許的進給量. 由于所選f遠小于、，故所選f合適。 2） 確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm 由插入法得： V表=17m/min，F(xiàn)表=4732N T表=51.69N﹒M ，Pm表=1.25KW 由于實際加工條件與上面所給條件不完全相同，故應對所查得的數(shù)據(jù)進行修正。 查上述手冊，得到KMV=0.88,KIV=0.75, 故V表=17×0.88×0.75=11.22m/min 查機床手冊，取n=195r/min. 實際切削速度為 查上述手冊，KMF=KMT=1.06 故F=4732N×1.06=5016N T=5169N﹒M×1.06=54.8 N﹒M 3)校驗機床功率 切削功率Pm為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 d0=22mm,f=0.43mm/r,n=195r/min,v=14m/min 相應的 F=5016N，T=54.8 N﹒M, （2）確定擴孔鉆削用量 1）確定進給量f 根據(jù)《機械加工工藝設計手冊》（王先逵）表3.4-5可查出）×0.7=（0.49～0.56mm/r）,根據(jù)機床參數(shù)表，取f=0.57mm/r 3） 確定切削速度v及n 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-54，取v表=25mm/min， 根據(jù)《機械加工工藝設計手冊》（王先逵），取修正系數(shù) KMV=0.88,(根據(jù)) 故v表=25×0.88×1.02=22.44m/min N=1000 v表/3.14d0=289r/min 查機床參數(shù)表，取n=275r/min 實際切削速度為 V=3.14 d0·n/1000 =3.14×24.7×275÷1000 =21.3m/min （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量f 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-46，f表=1.3～2.6mm,按該表注4，進給量取小值。查機床手冊，取f=1.6mm/r. 2)確定切削速度v及n 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-50，取v表=8.2m/min， 修正系數(shù) KMV=0.88,(根據(jù)) 故v表=8.2×0.88×0.99=7.14m/min N=1000 v表/3.14d0=91.5r/min 查機床參數(shù)表，取n=100r/min 實際鉸削速度為 V=3.14 d0·n/1000 =3.14×25×100÷1000 =7.8m/min （1） 確定鉆、擴、鉸工時 1）鉆孔工時：切入長度3mm，切出長度1mm,d0=22mm,f=0.43mm/r,n=195r/min, t1=(30+3+1)/0.47×195=0.37min 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表7-33,可查得鉆削的輔助時間為t1f=0.67+0.23=0.9min 2)擴孔工時：切入長度3mm，切出長度1mm,d0=24.7mm,f=0.57mm/r、n=275r/min、 T2=(30+3+1)/0.57×275=0.22min 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表7-33,可查得鉆削的輔助時間為t2f=0.67+0.23=0.9min 3)鉸孔工時：切入長度3mm，切出長度1mm,d0=25mm,f=1.6mm/r、n=100r/min、 T3=(30+3+1)/1.6×100=0.21min 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表7-33,可查得鉆削的輔助時間為t3f=0.67+0.23=0.9min 總工時t=t1+t1f+t2+t2f+t3+t3f=0.37+0.9+0.22+0.9+0.21+0.9=2.8min 工序四 粗銑寬度為30mm的下平臺 加工材料：HT200，鑄造；機床：X52K立式銑床 1）查參考文獻《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。? 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀，材料：YT15，D=100mm，齒數(shù)Z=18，此為粗齒銑刀。 2）因其單邊余量Z=1.9mm，所以銑削深度 3）每齒進給量:查《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-27，現(xiàn)取。 4）銑削速度V（查《機械工藝手冊》，王先逵）V取1.00-2.00m/s，現(xiàn)取V=1.3m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n：=248r/min 查《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹俊）,取n=300r/min 實際切削速度v 進給量: 工作臺每分鐘進給量: 5）確定切削工時 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=30mm 刀具切入長度l1: 《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹俊）表7-7 故 )=7mm 刀具切出長度l2: 取l2=4mm 走刀次數(shù)為1 機動時間tj: 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹俊）表7-30，可查得銑削的輔助時間tf=0.23min 粗銑總工時t=0.59+0.23=0.82min 工序五：精銑孔下平面 加工材料：HT200，鑄造；機床：X52K立式銑床 查參考文獻《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。? 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀，材料：YT15，D=100mm，齒數(shù)Z=20，此為細齒銑刀。 因其單邊余量Z=0.1mm，所以銑削深度 每齒進給量:查手冊現(xiàn)取 銑削速度V：取V=0.32m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n：=61r/min 查手冊取n=75 r/min 實際切削速度v 進給量: 工作臺每分鐘進給量: 確定切削工時 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=30mm 刀具切入長度l1: 精銑時l1=D=100mm 刀具切出長度l2: 取l2=2mm 走刀次數(shù)為1 機動時間tj: 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹俊）表7-30，可查得銑削的輔助時間tf=0.23min 粗銑總工時t=1.1+0.23=1.33min 工序六 鉆、擴的孔 工件材料為HT200，孔的直徑為12.7毫米，表面粗糙度為6.3，加工機床為Z535立式鉆床，鉆孔——直徑12毫米標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——直徑12.7的標磚高速鋼擴孔鉆。 選擇各工序切削用量 （1） 確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-42，可查出,故可取 根據(jù)手冊，鉆頭強度所允許的進給量.由于機床進給機構允許的軸向力允許的進給量. 由于所選f遠小于、，故所選f合適。 4） 確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm 由插入法得： V表=17m/min F表=4732N T表=51.69N﹒M Pm表=1.25KW 由于實際加工條件與上面所給條件不完全相同，故應對所查得的數(shù)據(jù)進行修正。 查上述手冊，得到KMV=0.88,KIV=0.75, 故V表=17×0.88×0.75=11.22m/min 查機床手冊，取n=195r/min. 實際切削速度為 查上述手冊，KMF=KMT=1.06 故F=4732N×1.06=5016N T=5169N﹒M×1.06=54.8 N﹒M 3)校驗機床功率 切削功率Pm為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 d0=22mm,f=0.43mm/r,n=195r/min,v=14m/min 相應的 F=5016N，T=54.8 N﹒M, 計算工時： 鉆孔工時：切入長度3mm，切出長度1mm,d0=12mm,f=0.43mm/r,n=195r/min, t1=(6.7+3+1)/0.47×195=0.12min 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表7-33,可查得鉆削的輔助時間為t1f=0.67+0.23=0.9min （2）確定擴孔鉆削用量 1）確定進給量f 根據(jù)手冊可查出）×0.7=（0.49～0.63mm/r）,根據(jù)機床參數(shù)表，取f=0.57mm/r 2）確定切削速度v及n 取v表=25mm/min， 修正系數(shù) KMV=0.88,(根據(jù)) 故v表=25×0.88×1.02=22.44m/min N=1000 v表/3.14d0=289r/min 查機床參數(shù)表，取n=275r/min 實際切削速度為 V=3.14 d0·n/1000 =3.14×24.7×275÷1000 =21.3m/min 擴孔工時：切入長度3mm，切出長度1mm,d0=24.7mm,f=0.57mm/r、n=275r/min、 T2=(6.7+3+1)/0.57×275=0.07min 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表7-33,可查得鉆削的輔助時間為t2f=0.07+0.23=0.3min 工序七 锪鉆沉頭孔，鉆M8的螺紋底孔并攻螺紋 工件材料為HT200，硬度為200HBS。孔的直徑為8mm。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆孔至，用的麻花鉆頭。攻M8的螺紋，選用M8的細柄機用絲錐攻螺紋。 1)加工M8底孔 切削深度ap： ap=15.5 進給量f：取f=0.25mm/r 切削速度v：取v=0.43mm/r 故機床主軸轉(zhuǎn)速n： 查機床參數(shù)，取n=750r/min 實際切削速度v’: v’= 被切削層長度l：l=15.5mm 刀具切入長度l1： 刀具切出長度l2：l2=0 走到次數(shù)為1次 鉆削用時t1： 2)攻M8×1.5的螺紋 機床：Z535立式鉆床； 刀具：細柄機用絲錐（M8×1.5） 進給量f：由于螺距P=1.5，因此進給量f=1.5mm/r 切削速度v：取v=0.148m/s=8.88m/min 故機床主軸轉(zhuǎn)速n： 取n=275r/min 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n0：取n0=275r/min 實際切削速度v’: v’= 被切削層長度l：l=15mm 刀具切入長度l1： 刀具切出長度l2：l2=0 走到次數(shù)為1次 鉆削用時t1： (2) 锪鉆沉頭孔 工件材料為HT200，硬度為200HBS?？椎闹睆綖?4mm。表面粗糙度為Ra=3.2um。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為锪鉆，加工刀具為：小直徑端面锪鉆。 1）確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-42，可查出,故可取 根據(jù)手冊，鉆頭強度所允許的進給量.由于機床進給機構允許的軸向力允許的進給量. 由于所選f遠小于、，故所選f合適。 確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm 由插入法得： V表=17m/min F表=4732N T表=51.69N﹒M Pm表=1.25KW 由于實際加工條件與上面所給條件不完全相同，故應對所查得的數(shù)據(jù)進行修正。 查上述手冊，得到KMV=0.88,KIV=0.75, 故V表=17×0.88×0.75=11.22m/min 查機床手冊，取n=275r/min. 實際切削速度為 查上述手冊，KMF=KMT=1 故F=4732N×1=4732N T=51.69N﹒M×1=51.69N﹒M 校驗機床功率 切削功率Pm為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 d0=14mm,f=0.23mm/r,n=275r/min,v=12m/min 相應的 F=5016N，T=51.69N﹒M, 工時計算： 切入長度3mm，切出長度1mm,d0=14mm,f=0.23mm/r,n=275r/min, t1=(15.5+3+1)/0.23×275=0.31min 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表7-33,可查得鉆削的輔助時間為t1f=0.67+0.23=0.9min 工序八 粗銑2-M6上端面 加工材料：HT200，鑄造；機床：X62W臥式銑床 查參考文獻《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。? 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀，材料：YT15，D=100mm，齒數(shù)Z=18，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量Z=1.9mm 所以銑削深度 每齒進給量:查《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-27 現(xiàn)取 銑削速度V（查《機械工藝手冊》，王先逵）V取1.00-2.00m/s，現(xiàn)取V=1.3m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n：=248r/min 查《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。?取n=300r/min 實際切削速度v 進給量: 工作臺每分鐘進給量: 5）確定切削工時 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=40mm 刀具切入長度l1: 《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-7 故 )=7mm 刀具切出長度l2: 取l2=4mm 走刀次數(shù)為1 機動時間tj: 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-30，可查得銑削的輔助時間tf=0.23min 粗銑總工時t=0.08+0.23=0.31min 工序九：精銑2-M6上端面 加工材料：HT200，鑄造；機床： X62W臥式銑床 查參考文獻《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。? 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀，材料：YT15，D=100mm，齒數(shù)Z=20，此為細齒銑刀。 因其單邊余量Z=0.1mm 所以銑削深度 每齒進給量:查手冊現(xiàn)取 銑削速度V：取V=0.32m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n：=61r/min 查手冊取n=75 r/min 實際切削速度v 進給量: 工作臺每分鐘進給量: 5）確定切削工時 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=40mm 刀具切入長度l1: 精銑時l1=D=100mm 刀具切出長度l2: 取l2=2mm 走刀次數(shù)為1 機動時間tj: 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-30，可查得銑削的輔助時間tf=0.23min 粗銑總工時t=1.2+0.23=1.43min 工序十 鉆2-M6螺紋底孔，并攻螺紋锪120°倒角 工件材料為HT200，硬度為200HBS?？椎闹睆綖?mm。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆孔至，用的麻花鉆頭。攻M6的螺紋，選用M6的細柄機用絲錐攻螺紋。 1)加工M6底孔 切削深度ap： ap=20 進給量f：取f=0.25mm/r 切削速度v：取v=0.43mm/r 故機床主軸轉(zhuǎn)速n： 查機床參數(shù)，取n=750r/min 實際切削速度v’: v’= 被切削層長度l：l=20mm 刀具切入長度l1： 刀具切出長度l2：l2=0 走到次數(shù)為1次 鉆削用時t1： 2)攻M6×1.5的螺紋 機床：Z535立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐（M6×1.5） 進給量f：由于螺距P=1.5，因此進給量f=1.5mm/r 切削速度v：取v=0.148m/s=8.88m/min 故機床主軸轉(zhuǎn)速n： 取n=400r/min 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n0：取n0=400r/min 實際切削速度v’: v’= 被切削層長度l：l=20mm 刀具切入長度l1： 刀具切出長度l2：l2=0 走到次數(shù)為1次 鉆削用時t1： (2) 锪鉆120°倒角 工件材料為HT200，硬度為200HBS。孔的直徑為6mm。表面粗糙度為Ra=6.3um。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為锪鉆，加工刀具為：小直徑锪鉆，磨出120°刃角。 1）確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》（哈工大，王紹?。┍?-42，可查出,故可取 根據(jù)手冊，鉆頭強度所允許的進給量.由于機床進給機構允許的軸向力允許的進給量. 由于所選f遠小于、，故所選f合適。 確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm 由插入法得： V表=17m/min F表=4732N T表=51.69N﹒M Pm表=1.25KW 由于實際加工條件與上面所給條件不完全相同，故應對所查得的數(shù)據(jù)進行修正。 查上述手冊，得到KMV=0.88,KIV=0.75, 故V表=17×0.88×0.75=11.22m/min 查機床手冊，取n=275r/min. 實際切削速度為 查上述手冊，KMF=KMT=1 故F=4732N×1=4732N T=51.69N﹒M×1=51.69N﹒M 校驗機床功率 切削功率Pm為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 d0=6mm,f=0.23mm/r,n=275r/min,v=5.2m/min 相應的 F=5016N，T=51.69N﹒M, 工時計算： 切入長度3mm，切出長度1mm,d0=6mm,f=0.23mm/r,n=275r/min, t1=(2+3+1)/0.23×275=0.1min 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表7-33,可查得鉆削的輔助時間為t1f=0.67+0.23=0.9min 工序十一：終檢 第三章 專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，在杠桿加工時，需要設計專用夾具。 在各工序中，我選擇設計加工?25孔夾具以及銑?12.7孔平臺的夾具各一套。其中，加工工藝孔的夾具用于組合鉆床，刀具分別為麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀對工件進行加工。銑?12.7孔平臺應用組合銑床，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀YG8。 3.1加工?25孔夾具設計 本夾具用來鉆、擴、鉸工藝孔?25?？椎某叽缇葹?0.023，表面粗糙度要求，與底面垂直。該孔的加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度，因此加工精度要求較高。本道工序為杠桿加工的第二道工序，其前面已經(jīng)把該孔的底面平面加工完畢，因此該工序可以不考慮與底面垂直精度，而應該主要考慮保證尺寸精度和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 3.1.1基準的選擇 由零件圖可知，為了保證所加工后的孔能使后續(xù)工序的加工余量均勻，根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則，在選擇定位基準時，應盡量選擇上一道工序加工完畢的表面作為定位基準，以及設計基準作為其定位基準。因此，加工工藝孔的定位基準應選擇選用?45外圓面作為定位基準，可以用V形塊定位限制4個自由度；再以?25孔下表面定位。 為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標準高速鋼麻花鉆刀具對工藝孔進行鉆削加工；然后采用標準高速鋼擴孔鉆對其進行擴孔加工；最后采用標準高速鋼鉸刀對工藝孔進行鉸孔加工，采用手動夾緊。 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鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠遠大于擴和鉸的切削力。因此，切削力應以鉆削力為準。 由參考書【2】得： 鉆削力 鉆削力矩 式中：D=22mm f=0.43mm/r 所以， 本工序加工過程中，工件的?45外圓面與V形塊靠緊，采用快速螺旋夾緊機構推動壓頭夾緊工件。屬于普通螺旋夾緊，夾緊力計算工式： 式中： --單個螺旋產(chǎn)生的夾緊力（N）； Q—原始作用力（N）； L—作用力臂（mm）; --螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm）； --螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； --螺紋中徑的半徑（mm）； --螺紋升角（°）； --螺旋副的當量摩擦角（°）； 3.1.3夾緊元件及動力裝置的確定 由于杠桿的生產(chǎn)量很大，采用手動夾緊的夾具結(jié)構簡單，在生產(chǎn)中的應用也比較廣泛。因此，決定采用采用快速螺旋夾緊機構推動壓頭夾緊工件，且手動夾緊夾緊可靠，機構可以不必自鎖。 圖3.1 自定位夾緊元件 3.1.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 工藝孔的加工需鉆、擴、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套，以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求，工藝孔分為三個工步完成加工。鉆、擴、鉸的刀具分別為：鉆孔——?22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔—— ?24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——?25mm標準高速絞刀。 襯套選用固定式襯套。 鉆模板選用固定式鉆模板 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及如何將上述各元件整合成一個整體，如圖3.2。 3.1.5夾具精度分析 由工序圖可知，本工序定位基準與加工基準重合，又采用以加工面定位故定位誤差很小，可忽略不計。此次加工，最重要的是保證孔的表面質(zhì)量和尺寸要求。加工過程的最后采用鉸加工，選用標準高速鋼鉸刀，直徑為，并采用鉆套，鉸刀導套孔直徑，外徑，同軸度公差為φ0.005mm。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為φ0.005mm。 圖3.2 鉆床夾具裝配圖 該工藝孔的位置度應用的是最大實體要求，即要求： 各孔的實際輪廓最大實體時效邊界的控制即受直徑為φ25-φ0.1=φ24.9mm的理想圓柱面的控制；各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸φ25mm；當孔的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸φ25mm時可將偏移量補償給位置度公差；如各孔的實際輪廓尺寸處于最小實體狀態(tài)即實際直徑為φ25.023mm時，相對于最大實體尺寸φ25mm的偏移量為0.023mm，此時軸線的位置度誤差可達到其最大值φ0.1+φ0.023=φ0.123mm，即孔的位置度公差最小值為φ0.1mm。 工藝孔的尺寸由鉸刀的尺寸滿足。 工藝孔的表面粗糙度可由所選的加工工步鉆、擴、鉸滿足。 影響工藝孔位置度的因素有： 鉆模板上裝襯套的孔的尺寸公差Δ1=0.005mm; 襯套的同軸度公差：Δ2=0.005mm； 襯套與鉆套配合的最大間隙：Δ3=0.022mm； 鉆套的同軸度公差：Δ4=0.005mm； 鉆套與鉸刀配合的最大間隙：Δ5=0.031m； <0.1mm 所以能滿足加工要求。 3.1.6夾具操作說明 先將工件放在圓臺上，再把工件向固定V形塊靠近，然后加緊加工工件；當工件加工完畢后，先將快速螺旋夾緊機構推動壓頭退回，取出工件。 總結(jié) 本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題研究不深，有待于進一步深入，具體如下： （1）缺乏實際工廠的實踐、操作經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能存在不合理之處，有一定浪費； （2）與夾具相關的刀具、量具等元件了解不足，可能會導致元件選用不正確或者不合理； （3）系統(tǒng)的設計不太完善，考慮有不周全之處； （4）此次設計大部分只傾向于理論可行，實際中的操作方便與否、工時占用等問題還有待解決； 參考文獻 【1】《機械制造工藝及專用夾具設計指導書》 孫麗媛 主編 冶金工業(yè)出版社 2002 【2】《機械制造工藝設計手冊》 王紹俊 主編 哈爾濱工業(yè)大學出版社 1985 【3】《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》 吳拓 方瓊珊主編 機械工業(yè)出版社 2006 【4】《機械加工工藝手冊》 王先逵 主編 機械工業(yè)出版社 2007 【5】《機械設計手冊》 成大先 主編 化學工業(yè)出版社 1994 【6】《機械加工工藝設計手冊》 張耀宸 主編 航空工業(yè)出版社 1987 【7】《機械制造工藝裝備設計手冊》 袁長良 主編 中國計量出版社 1992 【8】《機械制圖》（第五版） 何銘新 錢可強 主編高等教育出版社2006 【9】《機械制造工藝學》 王先逵 主編 機械工業(yè)出版社 【10】《機械制造裝備設計》 李慶余 孟光耀 主編 2009 【11】《UG NX4基礎教程》（第二版） 江洪 李靜紅等編著 機械工業(yè)出版社2008 【12】《AutouCAD 2006 繪制機械圖》 楊月英 張琳主編 中國建材工業(yè)出版社2006 【13】《互換性與測量技術基礎》（第二版） 陳于萍 周兆元 主編 機械工業(yè)出版社2008 【14】《機械課程設計簡明手冊》 吳拓 方瓊珊 主編 機械工業(yè)出版社 【15】《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》 機械工業(yè)出版 【16】《機械加工工藝手冊》 李洪 主編 北京出版社 致謝 本文從選題、方案擬定與確定到課題的具體實際研究都是在鄭老師和馬老師的全面、悉心指導下完成的。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的知識、豐富的創(chuàng)造力、高瞻遠矚的學術思想，以及敏銳的洞察力，始終令我敬佩，并將影響我一生。值此成文之際，謹向?qū)煴磉_我深深地敬意和衷心的感謝！ 在四年的大學生活、學習中，得到了機械工程學院的各位老師和同學的無私幫助，在此深表感謝！ 感謝所有關心和幫助過我的人們！ 最后，在本文結(jié)束之際，向所有為我的論文提出寶貴意見的評閱老師們表示衷心的感謝和崇高的敬意！ 謝謝！