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畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）
支架工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
專 業(yè)：
班 級(jí)：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)老師：
完成日期：
摘要
支架零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)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(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)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(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝，定位，切削用量，夾緊
Abstract
The bolt body parts and milling fixture design process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, positioning, cutting dosage, clamping,
20
目 錄
第1 章 緒論 3
第2章 零件的分析 4
2.1 零件的作用 4
2.2 零件的工藝分析 4
第3章 零件的工藝規(guī)程 4
3.1 確定毛坯的制造形式 4
3.2 支架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 5
3.2.1 孔和平面的加工順序 5
2.2.2 孔系加工方案選擇 5
3.3 支架加工定位基準(zhǔn)的選擇 6
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 6
3.4 支架加工主要工序安排 7
3.5 毛坯尺寸的確定 9
3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備 9
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間 10
第5章 鉆￠10孔夾具設(shè)計(jì) 17
5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 17
5.2夾具的導(dǎo)向 17
5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 18
5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 21
5.5 鉆模板 22
5.6定位誤差的分析 23
5.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 24
5.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 26
5.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 28
總 結(jié) 28
參考文獻(xiàn) 29
致 謝 30
第1 章 緒論
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
支架零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
題目給出的零件是支架。支架的主要作用是保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此支架零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。
支架圖
2.2 零件的工藝分析
由支架零件圖可知。支架是它的外表面上有4個(gè)平面需要進(jìn)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）以后側(cè)大平面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：后側(cè)大平面銑削加工，其中有表面粗糙度要求為，
（2）以圓柱左側(cè)面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：圓柱左側(cè)面。
（3）以Φ20H7孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ20H7粗糙度為的孔。
（4）以頂部φ12凸臺(tái)面凸臺(tái)面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ12凸臺(tái)面
（5）以3×φ7孔、3×φ14孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：3×φ7孔、3×φ14孔粗糙度為的孔。
（6）以Φ6H7孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ20H7粗糙度為的孔。
第3章 零件的工藝規(guī)程
3.1 確定毛坯的制造形式
灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對(duì)基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大；因此，使石墨片得到細(xì)化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶?，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。
零件材料為HT200，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
牌號(hào)
鑄件壁厚
最小抗拉強(qiáng)度
硬度
鑄件硬度范圍
金相組織
HT200
2.5-10
10-20
20-30
30-50
175
145
130
120
H175
150-200
鐵素體+珠光體
表1.1灰鑄鐵（HT200）的性能參數(shù)
3.2 支架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該支架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(duì)于支架來說，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。
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。
3.2.1 孔和平面的加工順序
支架類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工支架上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。支架的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e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(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
支架零件的加工工藝應(yīng)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
支架孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系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(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。
根據(jù)支架零件圖所示的支架的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在鉆床上用鉆床較為適宜。
3.3 支架加工定位基準(zhǔn)的選擇
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入支架的零件與邊緣有一定的距離。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要孔作為主要基準(zhǔn)。即以支架的20孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要孔時(shí)，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(duì)位置。
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證支架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證支架在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從支架零件圖分析可知，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(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是支架的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c支架的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
3.4 支架加工主要工序安排
對(duì)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(zhǔn)。支架加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到支架加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。
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。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合銑床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于支架，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)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(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，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(dòng)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(jìn)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(jìn)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)將支架加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理
30
粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
40
粗銑圓柱左側(cè)面
50
粗銑圓柱右側(cè)面
60
鉆、擴(kuò)、鉸φ20H7孔
70
粗銑φ12凸臺(tái)面
80
鉆、擴(kuò)、鉸φ6H8孔
90
鉆3×φ7孔
100
鉆3×φ14孔
110
清洗、檢驗(yàn)
工藝路線二：
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理
30
粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
40
粗銑圓柱左側(cè)面
50
粗銑圓柱右側(cè)面
60
鉆、擴(kuò)φ20H7孔
70
粗銑φ12凸臺(tái)面
80
鉆、擴(kuò)、鉸φ6H8孔
90
鉆3×φ7孔
100
鉆3×φ14孔
110
鉸φ20H7孔
120
清洗、檢驗(yàn)
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，
方案一與方案二主要區(qū)別鉆、擴(kuò)、鉸φ20H7孔的加工選擇方面，方案一安排在最開始，方案二安排在最后，因?yàn)橐裱然鶞?zhǔn)后其他的原則，采用方案二
以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案二：
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理
30
粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
40
粗銑圓柱左側(cè)面
50
粗銑圓柱右側(cè)面
60
鉆、擴(kuò)φ20H7孔
70
粗銑φ12凸臺(tái)面
80
鉆、擴(kuò)、鉸φ6H8孔
90
鉆3×φ7孔
100
鉆3×φ14孔
110
鉸φ20H7孔
120
清洗、檢驗(yàn)
3.5 毛坯尺寸的確定
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)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
形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
（1）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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
（2）毛坯為實(shí)心，不沖孔。
3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備
機(jī)床的選用
查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得：
立式銑床，主要用于銑加工。
搖臂鉆床Z525，可用于鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲。
刀具的選用
查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得：
高速鋼端面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度?。?
鉆頭：直柄麻花鉆
鉸刀：硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀
錐鉸刀：公制/莫氏4號(hào)錐直柄鉸刀，刀具材料：
其他設(shè)備的選用
夾具：夾具采用專用的銑、鉆夾具
量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標(biāo)卡尺
輔助設(shè)備：銼刀、鉗子等
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間
切削用量包括背吃刀量a、進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。
工序30：粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
機(jī)床：銑床X52K
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
工序40：粗銑圓柱左側(cè)面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
工序50：粗銑圓柱右側(cè)面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實(shí)際銑削速度： 式（1.2）
進(jìn)給量： 式（1.3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
式（1.4）
取
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5）
工序60 鉆、擴(kuò)φ20H7孔。
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
鉆孔時(shí)先采取的是鉆孔，再擴(kuò)到，所以。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
⑵ 擴(kuò)孔
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。
片型號(hào)：E403
因鉆孔時(shí)先采取的是先鉆到孔再擴(kuò)到，所以，
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～52，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～53，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度有：
刀具切出長(zhǎng)度： ，取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序70：粗銑φ12凸臺(tái)面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實(shí)際銑削速度： 式（1.2）
進(jìn)給量： 式（1.3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
式（1.4）
取
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5）
工序80：鉆，鉸Φ6H7孔
機(jī)床：Z525
刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號(hào)：E211和E101
帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）
公制/莫式4號(hào)錐直柄鉸刀 刀具材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
式（1.8）
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.9）
．鉸孔
切削深度：，
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，由式（1.8）有：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.9）有：
工序90、100 鉆3×φ7孔、鉆3×φ14孔
計(jì)算步驟：一、鉆孔至Φ5，保證大孔鉆孔至Φ12以小孔為基準(zhǔn)，使用階梯鉆頭。（因?yàn)殡A梯鉆頭的剛度不同，應(yīng)以小鉆頭為基準(zhǔn)）
機(jī)床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=5mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量f
1)按加工要求決定進(jìn)給量，當(dāng)加工要求H12～H13精度時(shí)，鑄鐵強(qiáng)度≤200時(shí)，d0=5mm時(shí)f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8，當(dāng)硬度為200HBS，d0=5mm，鉆頭允許的進(jìn)給量f=0.60mm／r
3)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9.當(dāng)硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力8330N時(shí)進(jìn)給量為1.6 mm／r
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時(shí)的軸向力
當(dāng)f=0.28，d0≤10.2mm時(shí)軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N
根據(jù)Z525機(jī)床說明書機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)壽命 由表2.12，當(dāng)d0=5mm時(shí)鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標(biāo)準(zhǔn)鉆頭d0=5mm時(shí)Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=960 r／min但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)速nc=680r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=960 r／min nc·f=0.22×960=211.2 mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=680 r／min nc·f=0.28×680=190.4mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時(shí)較少，故第一方案較好。
這時(shí)Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當(dāng)f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m
扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)nc=960 r／min，Mm=29.4N·m
根據(jù)表2.23當(dāng)=170～213HBS，d0=5mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時(shí)Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機(jī)床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=960r／min，Vc=14m／min
3計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
二、擴(kuò)孔至Φ6,保證大擴(kuò)孔至Φ13以小孔為基準(zhǔn)，使用階梯擴(kuò)孔鉆頭。
機(jī)床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=6mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量f
1)按加工要求決定進(jìn)給量，當(dāng)加工要求H12～H13精度時(shí)，鑄鐵強(qiáng)度≤200時(shí)，d0=6mm時(shí)f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8，當(dāng)硬度為200HBS，d0=6mm，鉆頭允許的進(jìn)給量f=0.72mm／r
3)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9.當(dāng)硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力8330N時(shí)進(jìn)給量為1.6 mm／r
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時(shí)的軸向力
當(dāng)f=0.28，d0≤10.2mm時(shí)軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N
根據(jù)Z525機(jī)床說明書機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)壽命 由表2.12，當(dāng)d0=6mm時(shí)鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標(biāo)準(zhǔn)鉆頭d0=6mm時(shí)Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=680 r／min但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)速nc=545r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=680 r／min nc·f=0.22×680=149.6mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=545 r／min nc·f=0.28×545=152.6mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時(shí)較少，故第一方案較好。
這時(shí)Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當(dāng)f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m
扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)nc=680 r／min，Mm=42.2N·m
根據(jù)表2.23當(dāng)=170～213HBS，d0=6mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時(shí)Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機(jī)床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=680r／min，Vc=14m／min
3計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
三、鉸孔至Φ7，保證大孔鉸孔至Φ14
查表2.25可知：進(jìn)給量f=0.2mm/r,切削速度vc =8m/min。
決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)壽命 由表2.12，當(dāng)d0=7mm時(shí)鉆頭后刀面最大磨損量取為0.4mm壽命T=60min
計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
工序 110 鉸φ20H7孔
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。
切削深度：，且。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～58，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～60，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31取
實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是：
總 結(jié)
加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)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(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)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(duì)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(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。
完成了本次設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
1.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社
2.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社
3.《機(jī)械制造工藝學(xué)》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社
3. 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社
5. 《工藝師手冊(cè)》 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社
3. 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?
7. 《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社
8. 《機(jī)械原理畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社
9.《金屬切削手冊(cè)》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
10.《幾何量公差與檢測(cè)》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
11．《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第三版 陳立德主編 高等教育出版社
12．《工程材料》 丁仁亮主編 機(jī)械工業(yè)出版社
13．《機(jī)械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》， 機(jī)械工業(yè)出版社
20．《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平主編 哈工大出版社
15.《現(xiàn)代機(jī)械制圖》 呂素霞 何文平主編 機(jī)械工業(yè)出版社
致 謝
經(jīng)過了的很長(zhǎng)時(shí)間，終于比較圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場(chǎng)磨練，通過圖書、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)。對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此時(shí)此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了重要保障。
43
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃與考核表
學(xué)生姓名
專業(yè)班級(jí)
指導(dǎo)教師
宿 崇
本課題其他人員
無
題 目
支架工藝規(guī)程及鉆6孔工裝夾具設(shè)計(jì)
時(shí) 間
計(jì)劃完成內(nèi)容
學(xué)生工作進(jìn)展情況
（由學(xué)生手寫）
指導(dǎo)教師檢查
意見、簽名、日期（手寫）
第1周
調(diào)研報(bào)告和翻譯外文
第2周
分析給定參考資料，復(fù)原設(shè)計(jì)加工零件工作圖
第3周
設(shè)計(jì)加工工藝過程卡和加工工序卡
第4周
工裝夾具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
第5周
繪制工裝夾具裝配圖
第6周
繪制工裝夾具裝配圖
第7周
繪制工裝夾具裝配圖
第8周
拆畫夾具零件圖
第9周
支架及其工裝夾具三維造型
第10周
支架及其工裝夾具三維造型
第11周
編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書提交初稿
第12周
編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書提交初稿
第13周
修改圖紙和說明書并
打印
第14周
論文整理、裝訂和參加
答辯
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
注： 1.“計(jì)劃完成內(nèi)容”由學(xué)生本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始時(shí)制定并交由指導(dǎo)教師審核簽字。
2．“第 周”依據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的實(shí)際執(zhí)行周數(shù)
2
大連交通大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）
支架工藝規(guī)程及鉆 6孔工裝夾具設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
專 業(yè)：
班 級(jí)：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)老師：
完成日期：
摘要
支架零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)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(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)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(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝，定位，切削用量，夾緊
Abstract
The bolt body parts and milling fixture design process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, positioning, cutting dosage, clamping,
32
目 錄
第1 章 緒論 3
第2章 零件的分析 4
2.1 零件的作用 4
2.2 零件的工藝分析 4
第3章 零件的工藝規(guī)程 4
3.1 確定毛坯的制造形式 4
3.2 支架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 5
3.2.1 孔和平面的加工順序 5
2.2.2 孔系加工方案選擇 5
3.3 支架加工定位基準(zhǔn)的選擇 6
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 6
3.4 支架加工主要工序安排 7
3.5 毛坯尺寸的確定 9
3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備 9
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間 10
第5章 鉆￠10孔夾具設(shè)計(jì) 17
5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 17
5.2夾具的導(dǎo)向 17
5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 18
5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 21
5.5 鉆模板 22
5.6定位誤差的分析 23
5.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 24
5.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 26
5.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 28
總 結(jié) 28
參考文獻(xiàn) 29
致 謝 30
第1 章 緒論
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
支架零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
題目給出的零件是支架。支架的主要作用是保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此支架零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。
支架圖
2.2 零件的工藝分析
由支架零件圖可知。支架是它的外表面上有4個(gè)平面需要進(jìn)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）以后側(cè)大平面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：后側(cè)大平面銑削加工，其中有表面粗糙度要求為，
（2）以圓柱左側(cè)面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：圓柱左側(cè)面。
（3）以Φ20H7孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ20H7粗糙度為的孔。
（4）以頂部φ12凸臺(tái)面凸臺(tái)面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ12凸臺(tái)面
（5）以3×φ7孔、3×φ14孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：3×φ7孔、3×φ14孔粗糙度為的孔。
（6）以Φ6H7孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ20H7粗糙度為的孔。
第3章 零件的工藝規(guī)程
3.1 確定毛坯的制造形式
灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對(duì)基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大；因此，使石墨片得到細(xì)化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶?，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。
零件材料為HT200，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
牌號(hào)
鑄件壁厚
最小抗拉強(qiáng)度
硬度
鑄件硬度范圍
金相組織
HT200
2.5-10
10-20
20-30
30-50
175
145
130
120
H175
150-200
鐵素體+珠光體
表1.1灰鑄鐵（HT200）的性能參數(shù)
3.2 支架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該支架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(duì)于支架來說，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。
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。
3.2.1 孔和平面的加工順序
支架類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工支架上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。支架的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e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(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
支架零件的加工工藝應(yīng)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
支架孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系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(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。
根據(jù)支架零件圖所示的支架的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在鉆床上用鉆床較為適宜。
3.3 支架加工定位基準(zhǔn)的選擇
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入支架的零件與邊緣有一定的距離。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要孔作為主要基準(zhǔn)。即以支架的20孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要孔時(shí)，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(duì)位置。
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證支架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證支架在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從支架零件圖分析可知，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(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是支架的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c支架的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
3.4 支架加工主要工序安排
對(duì)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(zhǔn)。支架加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到支架加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。
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。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合銑床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于支架，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)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(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，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(dòng)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(jìn)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(jìn)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)將支架加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理
30
粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
40
粗銑圓柱左側(cè)面
50
粗銑圓柱右側(cè)面
60
鉆、擴(kuò)、鉸φ20H7孔
70
粗銑φ12凸臺(tái)面
80
鉆、擴(kuò)、鉸φ6H8孔
90
鉆3×φ7孔
100
鉆3×φ14孔
110
清洗、檢驗(yàn)
工藝路線二：
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理
30
粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
40
粗銑圓柱左側(cè)面
50
粗銑圓柱右側(cè)面
60
鉆、擴(kuò)φ20H7孔
70
粗銑φ12凸臺(tái)面
80
鉆、擴(kuò)、鉸φ6H8孔
90
鉆3×φ7孔
100
鉆3×φ14孔
110
鉸φ20H7孔
120
清洗、檢驗(yàn)
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，
方案一與方案二主要區(qū)別鉆、擴(kuò)、鉸φ20H7孔的加工選擇方面，方案一安排在最開始，方案二安排在最后，因?yàn)橐裱然鶞?zhǔn)后其他的原則，采用方案二
以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案二：
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
10
鑄造
20
時(shí)效處理
30
粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
40
粗銑圓柱左側(cè)面
50
粗銑圓柱右側(cè)面
60
鉆、擴(kuò)φ20H7孔
70
粗銑φ12凸臺(tái)面
80
鉆、擴(kuò)、鉸φ6H8孔
90
鉆3×φ7孔
100
鉆3×φ14孔
110
鉸φ20H7孔
120
清洗、檢驗(yàn)
3.5 毛坯尺寸的確定
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)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
形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
（1）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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
（2）毛坯為實(shí)心，不沖孔。
3.6 確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備
機(jī)床的選用
查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得：
立式銑床，主要用于銑加工。
搖臂鉆床Z525，可用于鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲。
刀具的選用
查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得：
高速鋼端面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度取：
鉆頭：直柄麻花鉆
鉸刀：硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀
錐鉸刀：公制/莫氏4號(hào)錐直柄鉸刀，刀具材料：
其他設(shè)備的選用
夾具：夾具采用專用的銑、鉆夾具
量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標(biāo)卡尺
輔助設(shè)備：銼刀、鉗子等
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間
切削用量包括背吃刀量a、進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。
工序30：粗銑后側(cè)大平面（3XΦ7孔所在平面）
機(jī)床：銑床X52K
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
工序40：粗銑圓柱左側(cè)面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
工序50：粗銑圓柱右側(cè)面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實(shí)際銑削速度： 式（1.2）
進(jìn)給量： 式（1.3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
式（1.4）
取
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5）
工序60 鉆、擴(kuò)φ20H7孔。
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
鉆孔時(shí)先采取的是鉆孔，再擴(kuò)到，所以。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
⑵ 擴(kuò)孔
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。
片型號(hào)：E403
因鉆孔時(shí)先采取的是先鉆到孔再擴(kuò)到，所以，
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～52，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～53，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度有：
刀具切出長(zhǎng)度： ，取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序70：粗銑φ12凸臺(tái)面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實(shí)際銑削速度： 式（1.2）
進(jìn)給量： 式（1.3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
式（1.4）
取
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.5）
工序80：鉆，鉸Φ6H7孔
機(jī)床：Z525
刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號(hào)：E211和E101
帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）
公制/莫式4號(hào)錐直柄鉸刀 刀具材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
式（1.8）
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.9）
．鉸孔
切削深度：，
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，由式（1.8）有：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.9）有：
工序90、100 鉆3×φ7孔、鉆3×φ14孔
計(jì)算步驟：一、鉆孔至Φ5，保證大孔鉆孔至Φ12以小孔為基準(zhǔn)，使用階梯鉆頭。（因?yàn)殡A梯鉆頭的剛度不同，應(yīng)以小鉆頭為基準(zhǔn)）
機(jī)床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=5mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量f
1)按加工要求決定進(jìn)給量，當(dāng)加工要求H12～H13精度時(shí)，鑄鐵強(qiáng)度≤200時(shí)，d0=5mm時(shí)f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8，當(dāng)硬度為200HBS，d0=5mm，鉆頭允許的進(jìn)給量f=0.60mm／r
3)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9.當(dāng)硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力8330N時(shí)進(jìn)給量為1.6 mm／r
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時(shí)的軸向力
當(dāng)f=0.28，d0≤10.2mm時(shí)軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N
根據(jù)Z525機(jī)床說明書機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)壽命 由表2.12，當(dāng)d0=5mm時(shí)鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標(biāo)準(zhǔn)鉆頭d0=5mm時(shí)Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=960 r／min但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)速nc=680r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=960 r／min nc·f=0.22×960=211.2 mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=680 r／min nc·f=0.28×680=190.4mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時(shí)較少，故第一方案較好。
這時(shí)Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當(dāng)f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m
扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)nc=960 r／min，Mm=29.4N·m
根據(jù)表2.23當(dāng)=170～213HBS，d0=5mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時(shí)Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機(jī)床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=960r／min，Vc=14m／min
3計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
二、擴(kuò)孔至Φ6,保證大擴(kuò)孔至Φ13以小孔為基準(zhǔn)，使用階梯擴(kuò)孔鉆頭。
機(jī)床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=6mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量f
1)按加工要求決定進(jìn)給量，當(dāng)加工要求H12～H13精度時(shí)，鑄鐵強(qiáng)度≤200時(shí)，d0=6mm時(shí)f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8，當(dāng)硬度為200HBS，d0=6mm，鉆頭允許的進(jìn)給量f=0.72mm／r
3)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9.當(dāng)硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力8330N時(shí)進(jìn)給量為1.6 mm／r
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時(shí)的軸向力
當(dāng)f=0.28，d0≤10.2mm時(shí)軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N
根據(jù)Z525機(jī)床說明書機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)壽命 由表2.12，當(dāng)d0=6mm時(shí)鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標(biāo)準(zhǔn)鉆頭d0=6mm時(shí)Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=680 r／min但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)速nc=545r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=680 r／min nc·f=0.22×680=149.6mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=545 r／min nc·f=0.28×545=152.6mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時(shí)較少，故第一方案較好。
這時(shí)Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當(dāng)f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m
扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)nc=680 r／min，Mm=42.2N·m
根據(jù)表2.23當(dāng)=170～213HBS，d0=6mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時(shí)Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機(jī)床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=680r／min，Vc=14m／min
3計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
三、鉸孔至Φ7，保證大孔鉸孔至Φ14
查表2.25可知：進(jìn)給量f=0.2mm/r,切削速度vc =8m/min。
決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)壽命 由表2.12，當(dāng)d0=7mm時(shí)鉆頭后刀面最大磨損量取為0.4mm壽命T=60min
計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
工序 110 鉸φ20H7孔
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。
切削深度：，且。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～58，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～60，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31取
實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是：
第5章 鉆￠6孔夾具設(shè)計(jì)
5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置
本夾具主要用于鉆￠6孔夾具設(shè)計(jì)
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。
在這次夾具設(shè)計(jì)中，定位是采用一根心軸和一個(gè)定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個(gè)同心半圓環(huán)來定位。當(dāng)被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進(jìn)行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。
5.2夾具的導(dǎo)向
在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對(duì)于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。
導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。
在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。
鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。
因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。
圖4.2 鉆套
鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC110。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。
5.3切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：鉆頭φ6。
則軸向力：見《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點(diǎn):
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因?yàn)榇算@的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
5.5 鉆模板
在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
5.6定位誤差的分析
3) 夾具安裝誤差
因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
4) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。
5) 加工方法誤差
因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè)
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需留出一定的精度儲(chǔ)備量。因此將上式改寫為
或
當(dāng)時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
5.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。
為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
5.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)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(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)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(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)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(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)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(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，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(dòng)，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(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
5.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用支撐銷定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此時(shí)雖然有過定位，但面是經(jīng)加工過的面，定位是允許的。
總 結(jié)
加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)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(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)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(duì)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(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。
完成了本次設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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致 謝
經(jīng)過了的很長(zhǎng)時(shí)間，終于比較圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場(chǎng)磨練，通過圖書、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)。對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此時(shí)此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了重要保障。
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