CA6140車床831007撥叉加工工藝和鉆M8螺紋孔夾具設計【UG夾具三維】

CA6140車床831007撥叉加工工藝和鉆M8螺紋孔夾具設計【UG夾具三維】,UG夾具三維,CA6140,車床,831007,加工,工藝,M8,螺紋,夾具,設計,UG,三維 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零（部）件圖號 共8 頁 產品名稱 零（部）件名稱 CA6140撥叉 第 1 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 03 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X51 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準終 單件 序號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸 轉速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數 時間定額 機動 輔助 1 粗銑工件底面 端面銑刀，游標卡尺 380 9.5 0.2 2.0 1 1.382 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零（部）件圖號 共8頁 產品名稱 零（部）件名稱 CA6140撥叉 第 2 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 04 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X51 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準終 單件 序號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸 轉速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數 時間定額 機動 輔助 1 粗銑Φ40端面 端面銑刀，游標卡尺 490 76.9 0.2 1.7 2 0.892 2 精銑Φ40端面 端面銑刀，游標卡尺 590 92.6 0.12 0.3 2 1.195 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零（部）件圖號 共8 頁 產品名稱 零（部）件名稱 CA6140撥叉 第 8 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 10 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 臥式銑床 X62 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準終 單件 序號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸 轉速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數 時間定額 機動 輔助 1 銑斷 三面刃銑刀，游標卡尺 60 75 0.063 4.0 2 0.853 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 CA6140撥叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 2 每 臺 件 數 2 備 注 工序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 01 備料 金屬型澆注 02 熱處理 時效處理 03 銑 粗銑工件底面 金工 X51 端面銑刀、游標卡尺 04 銑 粗銑、精銑Φ40端面 金工 X51 端面銑刀、游標卡尺 05 鉆 鉆、擴、鉸Φ22孔 金工 Z525 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、游標卡尺 06 鏜 粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔 金工 T4240 鏜刀、內徑百分尺 07 鏜 粗鏜、精鏜底面Φ73孔 金工 T4240 鏜刀、內徑百分尺 08 鉆 鉆、鉸Φ8 金工 Z525 麻花鉆、鉸刀、內徑百分尺 09 鉆 鉆、攻M8螺紋 金工 Z525 麻花鉆、絲錐、螺紋量規、內徑百分尺 10 銑 銑斷 金工 X62 三面刃銑刀、游標卡尺 11 去毛刺 去毛刺 鉗工 12 質檢 檢驗至圖紙要求 13 涂漆 涂漆 14 入庫 入庫 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 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 目 錄 1計算生產綱領、確定生產類型 1 1.1 生產綱領 1 1.2 生產類型 1 2 零件分析 3 3工藝規程設計 4 3.1 定位基準的選擇 4 3.2 制定加工工藝路線 5 3.3 選擇加工設備及工藝裝備 5 3.4 加工工序設計、工序尺寸計算 6 3.5 選擇切削用量、確定時間定額 7 4、鉆M8螺紋孔夾具設計 21 4.1問題的提出 21 4.2定位機構 21 4.3夾緊機構 22 4.4 夾緊力的計算 24 4.5 導向裝置的選擇 25 4.6機床夾具的總體形式 26 4.6.1確定夾具體： 26 4.6.2確定聯接體： 26 4.7定位誤差分析 26 4.7.1定位誤差 26 4.7.2產生定位誤差的原因 27 4.7.3定位誤差的計算 27 總 結 30 參考文獻 31 1計算生產綱領、確定生產類型 1.1 生產綱領 生產綱領：企業在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品的年產量。零件的生產綱領按下式計算。 N=Qn(1+a+) 式中： N——零件的生產綱領（件/年） Q——機器產品的年產量（臺/年） n——每臺產品中該零件的數量（件/臺） a——備品百分率 ——廢品百分率 1.2 生產類型 根據生產綱領的大小，可分為三種不同的生產類型： 1.單件生產：少量地制造不同結構和尺寸的產品，且很少重復。如新產品試制，專用設備和修配件的制造等。 2.成批生產：產品數量較大，一年中分批地制造相同的產品，生產呈周期性重復。而小批生產接近于單件生產，大批生產接近于大量生產。 3.大量生產：當一種零件或產品數量很大，而在大多數工作地點經常是重復性地進行相同的工序。 生產類型的判別要根據零件的生產數量（生產綱領）及其自身特點，具體情況見表1-1。 表1-1： 生產類型與生產綱領的關系 生產類型 重型 （零件質量大于2000kg） 中型 （零件質量為100-2000kg） 輕型 （零件質量小于100kg） 單件生產 小于等于5 小于等于20 小于等于100 小批生產 5-100 20-200 100-500 中批生產 100-300 200-500 500-5000 大批生產 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生產 大于1000 大于5000 大于50000 依設計題目知：Q=3000臺/年，n=2件/臺；結合生產實際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產綱領 N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年 零件是輕型零件，根據表1-1可知生產類型為大批生產。 2 零件分析 題目所給的零件是CA6140車床撥叉，用來把兩個咬合的齒輪撥開來，再把其中一個可以在軸上滑動的齒輪撥到另外一個齒輪上以獲得另個速度，即改變車床滑移齒輪的位置，實現變速。 表面粗糙度與機械零件的配合性質、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關系，對機械產品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標注采用Ra。 1、 撥叉Φ40端面,表面粗糙度Ra3.2 2、 撥叉底面，表面粗糙度Ra12.5 3、 撥叉Φ22H7mm孔，表面粗糙度Ra1.6 4、 撥叉Φ55孔，表面粗糙度Ra3.2 5、 撥叉Φ73孔端面，表面粗糙度Ra3.2 6、 撥叉Φ8孔，表面粗糙度Ra1.6 7、 撥叉M8螺紋，表面粗糙度Ra12.5 3工藝規程設計 3.1 定位基準的選擇 基準選擇是工藝規程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產無法正常進行。 1 、粗基準的選擇 ① 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。 ② 如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。 ③ 如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。 ④ 選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 ⑤ 粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。 重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選撥叉Φ40端面及Φ40外圓面為定位粗基準。 2、 精基準的選擇 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。 ①用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。 ②當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統一”，以免生產基準轉換誤差。 ③當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 ④為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。 ⑤有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。 根據該撥叉零件的技術要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目以Φ22H7孔及Φ40端面為定位精基準，滿足要求。 3.2 制定加工工藝路線 制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理 工序03：銑工件底面 工序04：粗銑、精銑Φ40端面 工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔并兩端倒角C1 工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔 工序07：粗鏜、精鏜下面Φ73孔 工序08：鉆、鉸Φ8 工序09：鉆、攻M8螺紋 工序10：銑斷 工序11：去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求 工序13：涂漆 工序14：入庫 3.3 選擇加工設備及工藝裝備 工序03：銑工件底面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K 工序04：粗銑、精銑Φ40端面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K 工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔并兩端倒角C1，刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔，刀具：鏜刀；量具：內徑百分尺；機床：坐標鏜床T4240 工序07：粗鏜、精鏜下面Φ73孔，刀具：鏜刀；量具：內徑百分尺；機床：坐標鏜床T4240 工序08：鉆、鉸Φ8，刀具：麻花鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 工序09：鉆、攻M8螺紋，刀具：麻花鉆、絲錐；量具：錐柄圓柱塞規、螺紋塞規；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525 工序10：銑斷，刀具：三面刃銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X62 3.4 加工工序設計、工序尺寸計算 1. 工件的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra12.5。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 2. Φ40端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.7mm 半精銑 單邊余量Z=0.3mm 3. Φ22孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造。粗糙度Ra1.6，根據表2.3-8得，先鉆孔至Φ20，再擴Φ20至Φ21.8，最后鉸Φ21.8孔至Φ22H7。 4.Φ55孔的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.7mm 精鏜 單邊余量Z=0.3mm 5. Φ73孔的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.7mm 精鏜 單邊余量Z=0.3mm 6. Φ73孔端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.7mm 精鏜 單邊余量Z=0.3mm 7. M8螺紋的加工余量 因螺紋的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-24知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。 8.Φ8孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造。粗糙度Ra為1.6，根據表2.3-8得，先鉆孔至Φ7.8，再鉸Φ7.8孔至Φ8。 9．其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 3.5 選擇切削用量、確定時間定額 工序01：金屬型澆注 工序02：時效處理 工序03：銑工件底面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝380 當＝380r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工序04：粗銑、精銑Φ40端面 工步一：粗銑Φ40端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝490 當＝490r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工步二：精銑Φ40端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝590 當＝590r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，， 則機動工時為 工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔并兩端倒角C1 工步一：鉆孔至Φ20 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ20孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z525立式鉆床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據Z525立式鉆床說明書，取， 故實際切削速度為 則機動工時為 工步二：擴Φ20孔至Φ21.8 利用鉆頭將孔擴大至，根據有關手冊規定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 根據機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按鉆床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工步三：鉸Φ21.8孔至Φ22H7 根據參考文獻Ⅳ表2-25，， 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，， 則機動工時為 工序06：粗鏜、精鏜Φ55孔、粗鏜、精鏜上面Φ73孔 工步一：粗鏜Φ51孔至Φ54.4 所選刀具為YT5硬質合金鏜刀。 1） 確定切削深度 2） 確定進給量 根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時， =0.15～0.30mm/r 按T4240機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.27mm/r 3） 確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 117m/min =409r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4） 基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步二：粗鏜Φ69孔至Φ72.4 所選刀具為YT5硬質合金鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T4240機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.27mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 117m/min =409r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步三：精鏜Φ54.4孔至Φ55 所選刀具為YT5硬質合金圓形鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時， =0.15～0.30mm/r 按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.19mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 130m/min =453r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=20mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工步四：精鏜Φ72.4孔至Φ73 所選刀具為YT5硬質合金圓形鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.19mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 130m/min =453r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=5mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工序07：粗鏜、精鏜上面Φ73孔 工步一：粗鏜Φ69孔至Φ72.4 所選刀具為YT5硬質合金鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T4240機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.27mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 117m/min =409r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步二：精鏜Φ72.4孔至Φ73 所選刀具為YT5硬質合金圓形鏜刀。 1）確定切削深度 2）確定進給量 根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為5mm時， =0.15～0.30mm/r 按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇 =0.19mm/r 3）確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 則 130m/min =453r/min 按T68機床上的轉速，選擇 4）基本時間 選鏜刀的主偏角=45°，則=0.3mm，=5mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工序08：鉆、鉸Φ8 工步一：鉆孔至Φ7.8 確定進給量：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ7.8孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z525機床說明書，現取 切削速度：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工步二：鉸Φ7.8孔至Φ8 根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-25，，，得 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，， 則機動工時為 工序09：鉆、攻M8螺紋 工步一：鉆M8螺紋底孔Φ6.8 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工步二：攻M8螺紋 選擇M8mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r 299r/min 按機床選取n=300r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 工序10：銑斷 1、 切削用量 ①本工序為粗銑基準面A，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。銑刀直徑d=125mm，寬度L=28mm，齒數Z=20。根據《切削用量簡明手冊》第三部分表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼料的大于等于785MPa，故選前角=15°，后角=12°（周齒），=6°（端齒）。 已知銑削寬度=28mm，銑削深度=2.5mm。機床選用X62W型臥式銑床。 ②確定每齒進給 根據表3.3，X62W型臥式銑床的功率為7.5KW（表4.2-35），工藝系統剛性為中等，高速鋼端面銑刀加工鋼料，查得每齒進給量=0.06～0.1mm/z，現取=0.07mm/z。 2、 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據表3.7，用高速鋼端面銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=70mm，耐用度T=120min(表3.8）。 3、 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據表3.27中公式計算： 式中 =48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。 m/min≈27.86m/min =70.9r/min 根據X62W型臥式銑床主軸轉速表（表4.2-39），選擇 實際切削速度 工作臺每分鐘進給理為 根據X62W型銑床工作臺進給量表（表4.2-40），選擇 則實際每齒進給量為 4、 校驗機床功率 根據表3.28的計算公式，銑削時的功率（單位KW）為 式中 =650，=1.0，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=2.5，=0.063mm/min，=28.5mm，Z=20，d=50mm，n=475r/min,=0.63mm =2076.8N X62銑床主動電機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 =0.063mm/min，，， 5、基本工時 三面刃銑刀銑端面的基本時間為： 工序11：去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求 工序13：涂漆 工序14：入庫 4、鉆M8螺紋孔夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序鉆M8螺紋孔。 經過與指導老師協商，決定設計第9道工序——鉆、攻M8螺紋孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為Φ7.5mm 麻花鉆、高速鋼絲錐，對工件的M8x1mm的螺紋孔進行加工。 4.1問題的提出 本夾具主要用來鉆、攻M8螺紋孔，這有一定的技術要求。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 4.2定位機構 圖2-1-1圓柱銷 圖2-1-2削邊銷 在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設計中首先要解決的問題。 根據工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。 設計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。 由于該零件的加工是鉆M8孔并以φ22表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設計采用的定位機構為圓柱銷與大平面相結合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動，限制兩個自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的轉動和移動，限制四個自由度；兩個短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉動及Z方向的移動。裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設計的定位選用的是短銷與平面相結合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉動自由度以及Z方向的旋轉自由度。心軸定位的特點為結構簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。 4.3夾緊機構 圖2-2-1工件放置方式 1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時保證加工精度。 2 .夾緊力的方向的確定： 1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。 2）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。 3 .夾緊力的作用點的選擇： 1）夾緊力的作用點應與支承點“點對點”對應，或在支承點確定的區域內，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。 2）夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。 3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 4）夾緊力的反作用力不應使夾具產生影響加工精度的變形。 4. 選擇夾緊機構： 設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則： 1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。 2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。 3)夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構 4)必須保證自鎖，機動夾緊應有聯鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。 5)夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。 6)夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產綱領和工廠的條件相適應。 圖2-2-2夾緊機構 選用螺栓螺母夾緊機構來對被加工工件進行夾緊。 螺栓螺母夾緊機構的特點：①結構簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。 4.4 夾緊力的計算 由文獻4查得鉆孔時軸向力經驗公式： （5-1） 其中： 代入數據后算得： （5-2） 在計算夾緊力時必須把安全系數考慮在內， 安全系數 其中，為基本安全系數1.2； 為加工性質系數為1.3； 為刀具鈍化系數為1.2； 為斷續切削系數為1.3 考慮到安全系數后，夾具所需的豎直向上的夾緊力： （5-3） 工件的夾緊是通過壓塊與工件之間的摩擦來實現的，所以摩擦力充當夾具所需的豎直向上的夾緊力。通過查找參考文獻【5】可知，45鋼與鑄鐵之間的摩擦系數，為了安全起見，不妨取。因此壓塊所需的壓緊力： （5-4） 4.5 導向裝置的選擇 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，鉆床夾具中鉆頭的導向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種。這些裝置均已標準化，可按標準選擇。綜上分析，本次設計采用固定導向套加工工件，來提高其工作的連續性和其工作效率。選擇導向裝置： 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。 用于鉆床零件加工的是可換鉆套裝置。換鉆套時，只需將鉆套逆時針轉動，當缺口轉到螺釘位置時即可取出，換套方便迅速。 鉆夾具中的鉆套,除要求它引導鉆頭，鉆出正確的孔外，還要求它能在裝卸時快而準確。一般在工廠中使用較多的是可換鉆套，雖然這種鉆套具有可換的優點，但在制造上較復雜；由于采用螺釘來壓緊,所以占面大，而又增加制造步驟。 鉆模板與支柱之間用開口銷連接。 4.6機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。 夾具的組成歸納為： 1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3）導向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4） 動力裝置在成批生產中，為了減輕工人勞動強度，提高生產率，常采用氣動、液動等動力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 6）其他元件及裝置 根據加工需要來設置的元件或裝置。 4.6.1確定夾具體： 夾具體上一般不設定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯接體，并于機床可靠聯接。 4.6.2確定聯接體： 聯接體是將導向裝置與夾具體聯接的工件，設計時主要考慮聯接體的剛性，合理布置聯接體的位置，給定位元件、夾緊機構留出空間。此夾具體的聯接裝置通過內六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應的位置上在用一個聯接體支承鉆套板，同樣用內六角螺栓定位。 4.7定位誤差分析 4.7.1定位誤差 工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產生的： 1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。 2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。 3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。 其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。 4.7.2產生定位誤差的原因 1.基準不重合來帶的定位誤差： 夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產生定位誤差稱之為基準轉換誤差。 2.間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產生定位誤差。 3.與夾具有關的因素產生的定位誤差 1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。 2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產生的導向誤差和對刀誤差。 3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產生的位置誤差。 4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。 4.7.3定位誤差的計算 本道工序所需保證的是所加工的兩個孔，根據最終的零件要求可以知道，零件的螺紋孔到中心線之間的尺寸公差需要保持在中，而在這一步加工過程中，需要保證左右兩個零件同時合格。 本道工序中，加工螺紋孔的主要誤差來源有： A、鉆頭的位置誤差。鉆頭的位置誤差包括襯套與快換鉆套之間的位置誤差，麻花鉆與快換鉆套之間的位置誤差。這屬于夾具對定誤差。 B、工件擺放的位置誤差。也就是定位銷與削邊銷之間的尺寸誤差。這屬于定位誤差中的基準不重合誤差。定位銷與工件之間的配合誤差不用考慮，因為工件時豎直擺放，定位銷的軸線與工件內孔的軸始終都在豎直平面內。 在誤差分析中，忽略了襯套與鉆模板之間的配合誤差以及定位銷與夾具體之間的配合誤差，因為它們都是過盈配合。同時還忽略了快換鉆套內孔與外圓得同軸度誤差，因為對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽略。 以下的誤差分析均采用極限位置法分析 鉆頭的位置誤差分析（夾具對定誤差）： 襯套與快換鉆套之間的配合關系是：，而， ，按照極限位置法分析可知：鉆套軸線與襯套軸線之間的最大偏差是在鉆套外圓取最小極限尺寸，襯套內孔取最大極限尺寸。 故計算夾具第一部分對定誤差： （5-5） 快換鉆套內孔的尺寸是：，而，按照極限位置法分析可知：快換鉆套軸線與麻花鉆軸線之間的最大偏差是在快換鉆套內孔取最大極限尺寸。 故計算夾具第二部分對定誤差： （5-6） 而鉆孔所需的工序公差： （5-7） 故總的對定誤差： （5-8） 故夾具所選的對定方案是合格的。 工件擺放的位置誤差分析（定位誤差）： 定位銷孔與削邊銷孔之間的尺寸公差為：，夾具體中定位銷孔與削邊銷孔的中心線的平行度公差為。按照極限位置法分析可知： 當夾具體定位銷孔與削邊銷孔的中心線往左偏移0.01 mm時，加工孔的尺寸為： （5-9） （5-10） 當夾具體定位銷孔與削邊銷孔的中心線往右偏移0.01 mm時，加工孔的尺寸為： （5-11） （5-12） 定位誤差為： （5-13） 所以夾具所選的定位方案合理。 總 結 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻 1.鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業出版社 2004，8 2.趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業出版社 1984，2 3.孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業出版社 2002，12 4.李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12 5.鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 2000 6.黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，7 7.丘宣懷 主編 機械設計 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