CM25自動車床擋桿擺動上搖臂加工工藝與鉆夾具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、31某某學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 cm25自動車床 擋桿擺動上搖臂工藝與鉆夾具設(shè)計 某某學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 cm25自動車床擋桿擺動上搖臂加工工藝與鉆夾具設(shè)計 專 業(yè)：機(jī)械制造與設(shè)計 教 學(xué) 系：機(jī) 電 工 程 系 摘 要 本文在查閱相關(guān)的資料和參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，首先對cm25自動車床擋桿擺動上搖臂圖樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，明確加工內(nèi)容和要求，確定加工方案，選擇適合的數(shù)控機(jī)床、刀具和夾具，及選擇合理的切削用量。最終根據(jù)cm25自動車床擋桿擺動上搖臂的零件圖、技術(shù)要求和加工批量，設(shè)計出適合于該cm25自動車床擋桿擺動上搖臂的加工工藝和選擇合適的加工工藝裝備并最終加工出符合生產(chǎn)要求的合格零件

2、。整個設(shè)計的指導(dǎo)思想是“簡便、高效、經(jīng)濟(jì)”。通過cm25自動車床擋桿擺動上搖臂設(shè)計與加工的整個過程，掌握零件設(shè)計與制造的步驟，為將來的發(fā)展打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞 cm25 自動車床 擋桿擺動上搖臂 工藝 鉆夾具目錄第1章 前 言41.1 畢業(yè)設(shè)計的目的41.2 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容41.3 數(shù)控加工的特點41.4 數(shù)控加工工藝設(shè)計的特點51.4.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體而詳細(xì)51.4.2 制定數(shù)控加工工藝時要特別強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性61.4.3 數(shù)控加工工藝的特殊要求61.4.4 加工程序的編寫是數(shù)控加工工藝的一項特殊內(nèi)容61.5 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容6第2章cm25自動車床擋桿擺動上搖臂數(shù)控加工工

3、藝設(shè)計82.1 零件工藝性分析82.1.1 零件結(jié)構(gòu)和功用分析82.1.2 零件圖紙分析92.1.3 主要技術(shù)要求分析92.1.4 毛坯和材料的分析102.2 機(jī)械工藝路線確定102.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇102.2.2 主要加工表面加工方法的選擇112.2.3 加工階段的劃分122.2.4 加工順序的安排132.2.6 確定切削用量及基本工時15第3章 鉆螺紋孔的專用夾具的設(shè)計243.1 設(shè)計主旨243.2 專用夾具設(shè)計243.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇243.2.2 定位元件的選擇243.2.3 夾緊裝置的設(shè)計253.2.4 導(dǎo)向元件253.2.5 鉆模板263.2.6 定位誤差分析263.2

4、.7 夾具體設(shè)計263.2.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明273.3 切削力及夾緊力的計算273.4 夾具精度的分析283.4.1 影響加工精度的因素283.4.2 保證加工精度的條件283.5 結(jié)論29致 謝30參考文獻(xiàn)31第1章 前 言隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)、國際市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新更為迅速，中、小批量的生產(chǎn)越來越多。在工業(yè)，中、小批零件的生產(chǎn)幾乎占產(chǎn)品數(shù)量的35%一50%，而且零件外形越來越復(fù)雜，精度要求也越來越高。傳統(tǒng)的機(jī)床的加工己不能滿足要求，柔性加工的重要性更加突出，數(shù)控加工的需求日益增大。1.1 畢業(yè)設(shè)計的目的 綜合運(yùn)用所學(xué)知識，培養(yǎng)結(jié)合實際獨立完成課題的工作能力。對自

5、動車床搖臂設(shè)計更加了解，熟悉鉆夾具設(shè)計的要點，正確的選擇相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床、刀具和夾具，熟練設(shè)置合理的走刀路線及選擇合理的切削用量。運(yùn)用理論結(jié)合實際去解決零件的設(shè)計和制造。1.2畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容本畢業(yè)設(shè)計根據(jù)某公司生產(chǎn)加工需要進(jìn)行cm25自動車床擋桿擺動上搖臂的零件圖的分析、加工工藝設(shè)計、夾具體的設(shè)計、書寫設(shè)計說明書和填寫相關(guān)加工文件。畢業(yè)設(shè)計論文包括零件設(shè)計圖紙、設(shè)計說明書、電子文檔各一份，通過cm25自動車床擋桿擺動上搖臂設(shè)計與加工的整個過程，掌握零件設(shè)計與制造的步驟，為將來的發(fā)展打下基礎(chǔ)。1.3 數(shù)控加工的特點 數(shù)控加工技術(shù)是與機(jī)床的控制密切結(jié)合而發(fā)展起來的，通常把采用數(shù)控裝置來實現(xiàn)自動化和高

6、效率加工的機(jī)床統(tǒng)稱為數(shù)控機(jī)床。在實現(xiàn)加工合理化及高效率方面，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比具有許多優(yōu)勢，它突出地表現(xiàn)為:1、加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控系統(tǒng)每輸出一個脈沖，機(jī)床移動部件的位移量稱為脈沖當(dāng)量，數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.001mm，高精度的數(shù)控機(jī)床可達(dá)0.0001mm，其運(yùn)動分辨率遠(yuǎn)高于普通機(jī)床。數(shù)控機(jī)床加工零件的質(zhì)量由機(jī)床保證，無人為操作誤差的影響，所以同一批零件的尺寸一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。2、能完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件加工。例如，采用二軸聯(lián)動或二軸以上聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床，可加工母線為曲線的旋轉(zhuǎn)體曲面零件、凸輪零件和各種復(fù)雜空間曲面類零件。3、生產(chǎn)效率高。數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速

7、和進(jìn)給量范圍比普通機(jī)床的范圍大，良好的結(jié)構(gòu)剛性允許數(shù)控機(jī)床采用大的切削用量，從而有效地節(jié)省了機(jī)動時間。對某些復(fù)雜零件的加工，如果采用加工中心，可實現(xiàn)在一次裝夾下進(jìn)行多工序的連續(xù)加工，減少了半成品的周轉(zhuǎn)時間，生產(chǎn)率的提高更為明顯。4、對產(chǎn)品改型設(shè)計的適應(yīng)性強(qiáng)。當(dāng)被加工零件改型設(shè)計后，在數(shù)控機(jī)床上只需變換零件的加工程序，調(diào)整刀具參數(shù)等，就能實現(xiàn)對改型設(shè)計后零件的加工，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期大大縮短。因此，數(shù)控機(jī)床可以很快地從加工一種零件轉(zhuǎn)換為加工另一種改型設(shè)計后的零件，這就為單件、小批量新試制產(chǎn)品的加工，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的頻繁更新提供了極大的方便。5、能減輕工人勞動強(qiáng)度、改善勞動條件。1.4 數(shù)控加工工藝設(shè)計的特

8、點合理確定數(shù)控加工工藝對實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效和經(jīng)濟(jì)的數(shù)控加工具有極為重要的作用。數(shù)控加工工藝問題的處理與普通加工工藝基本相同，在設(shè)計零件的數(shù)控加工工藝時，首先要遵循普通加工工藝的基本原則和方法，同時還必須考慮數(shù)控加工本身的特點和零件編程要求。14.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體而詳細(xì)數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)描述的切削加工步驟，而且還包括工夾具型號、規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內(nèi)容以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等。1.42 制定數(shù)控加工工藝時要特別強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性復(fù)雜型面的加工編程通常要用自動編程軟件來實現(xiàn)，由于絕大多數(shù)三軸以上聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床不具有刀具補(bǔ)償功能，在自動編程時必須先選定刀具再生成刀具中

9、心運(yùn)動軌跡。若刀具預(yù)先選擇不當(dāng)，所編程序?qū)⒅荒芡频怪貋怼?.4.3 數(shù)控加工工藝的特殊要求（1）由于數(shù)控機(jī)床較普通機(jī)床的剛度高，所配的刀具也較好，因而在同等情況下，所采用的切削用量通常比普通機(jī)床大，加工效率也較高。選擇切削用量時要充分考慮這些特點。（2）由于數(shù)控機(jī)床的功能復(fù)合化程度越來越高，因此，工序相對集中是現(xiàn)代數(shù)控加工工藝的特點，明顯表現(xiàn)為工序數(shù)目少，工序內(nèi)容多，并且由于在數(shù)控機(jī)床上盡可能安排較復(fù)雜的工序，所以數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。（3）由于數(shù)控機(jī)床加工的零件比較復(fù)雜，因此在確定裝夾方式和夾具設(shè)計時，要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。1.4.4 加工程序的編

10、寫是數(shù)控加工工藝的一項特殊內(nèi)容制定數(shù)控加工工藝的著重點在整個數(shù)控加工過程的分析，關(guān)鍵在確定進(jìn)給路線及生成刀具運(yùn)動軌跡。復(fù)雜表面加工的刀具運(yùn)動軌跡生成需借助自動編程軟件，既是編程問題，當(dāng)然也是數(shù)控加工工藝問題。這也是數(shù)控加工工藝與普通加工工藝最大的不同之處。1.5 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容根據(jù)實際應(yīng)用需要，數(shù)控加工工藝主要包括以下內(nèi)容：1、選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定數(shù)控機(jī)床加工內(nèi)容。2、對零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。3、具體設(shè)計數(shù)控加工工序，如工步的劃分、工件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。4、處理特殊的工藝問題，如對刀點、換刀點的選擇，加工路

11、線的確定，刀具補(bǔ)償?shù)取?、編程誤差及其控制。6、處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令，編制工藝文件。第2章cm25自動車床擋桿擺動上搖臂數(shù)控加工工藝設(shè)計2.1零件工藝性分析 圖2.1 搖臂的零件圖2.1.1零件結(jié)構(gòu)和功用分析cm25雙尾軸五刀高速精密自動車床是一種高性能、高精度、低噪音的凸輪式自動車床。自動車床：有五組滑板，二個尾軸，共有400多個零件組成，結(jié)構(gòu)精密，通過凸輪來控制生產(chǎn)，凸輪每轉(zhuǎn)一個回轉(zhuǎn)即完成一個零件的加工。凸輪轉(zhuǎn)速1.036轉(zhuǎn)/分鐘，可根據(jù)不同的加工零件進(jìn)行調(diào)整，每分鐘最快可加工36個零件。機(jī)床可裝5把刀具、2支鉆頭和1支絲錐、1只板牙，復(fù)雜零件可同步進(jìn)行外圓、球面、圓錐面、圓弧面、

12、臺階、割槽、鉆孔、攻絲、板牙、切割等加工，一次即可完成所有加工工序，無需手工操作。由于機(jī)床的五把刀具與二個尾軸在加工過程中可以同時工作，所以這種機(jī)床比數(shù)控機(jī)床加工零件的速度要快46倍。cm25自動車床擋桿擺動上搖臂如圖1所示，是自動車床上的一個零件。搖臂的結(jié)構(gòu)比較簡單，其結(jié)構(gòu)特點是近似圓臺、前后比較對稱，搖臂的臂身是圓柱，然后由凸臺和圓柱還有孔組合而成，搖臂比較厚，因此搖臂的剛性比較好，在加工時不需著重考慮自重、切削力、夾緊力等對零件變形的影響。2.1.2 零件圖紙分析由零件圖可知，該零件形狀較為簡單、外形尺寸比小。搖臂的表面粗糙度要求并不是很高，采用銑削加工就可以達(dá)到要求，此搖臂的孔比較多，

13、所以需要鉆孔，還有許多螺紋加工，在零件頂部還有一個深槽，表面粗糙度并不高。這些加工形狀和加工要求將影響到選擇儀器的裝配。 零件的尺寸標(biāo)注采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)即設(shè)計基準(zhǔn)，無多余尺寸與封閉尺寸。 2.1.3 主要技術(shù)要求分析（1）主要加工表面的精度：主要加工表面沒有尺寸要求，而且表面粗糙度也不高，只需要銑削就可以了。（2）螺紋孔的精度：螺紋技術(shù)要求少，而且表面粗糙度也不高。（3）孔的精度：搖臂頂部沉孔的表面粗糙度不高，而兩個前后通孔的表面粗糙度高，尺寸精度也比較高。（4）槽的精度：槽比較深，但表面粗糙度不高。2.1.4 毛坯和材料的分析圖2.2 毛坯圖搖臂的產(chǎn)量120件/月，屬于中等批量生產(chǎn)。搖臂材料為

14、ht250，毛坯重量約為18.5kg。毛坯主要采用砂型鑄造，毛坯的加工余量為3mm公差為0.5。2.2 機(jī)械工藝路線確定2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該遵循的五個原則：（1） 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)；（2） 在沒有要求重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應(yīng)該以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)；（3） 在與2）中相同的前提下，若零件上有的表面不需要加工，則應(yīng)以不加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)，以達(dá)到壁厚均勻、外形對稱等要求；（4） 選用粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整光潔，不應(yīng)有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，這樣

15、可減小定位誤差，并能保證零件夾緊可靠；（5） 粗基準(zhǔn)一般只使用一次。這個搖臂零件需加工的表面有：18mm圓柱的底平面，10mmx2圓臺的端面，10mm孔的左端面和與10mm孔左端面垂直的平面，36mm圓柱的兩端面，8h7(+0.018 0)mm和15h7(+0.015 0)mm的孔，5.5mm和10mm的孔，m6、m6x0.5、3xm5的螺紋，寬1.5的深槽。 a. 18mm圓柱的底平面：以搖臂底平面為基準(zhǔn)。 b10mmx2圓臺的端面：以18mm圓柱的底平面為基準(zhǔn)。 c10mm孔的左端面和與10mm孔左端面垂直的平面：以18mm圓柱的底平面為基準(zhǔn)。 d36mm圓柱的兩端面：以10mm孔的左端面

16、為基準(zhǔn)。 e8h7(+0.018 0)mm和15h7(+0.015 0)mm的孔：以10mm孔的左端面為基準(zhǔn)。 f5.5mm和10mm的孔：以10mm孔的左端面為基準(zhǔn)。 h寬1.5的深槽：以10mm孔的左端面為基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該遵循的四個原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則；(2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；(3)“互為基準(zhǔn)”原則；(4)“自為基準(zhǔn)”原則；精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。以36mm圓柱的前后端面為精基準(zhǔn)。2.2.2 主要加工表面加工方法的選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀及各加工表面的尺寸及形位公差、表面粗糙度要求，確定各表面加工方法如下：

17、a、10mmx2圓臺的端面：粗銑b、18mm圓柱的底平面：粗銑c、10mm孔的左端面和與10mm孔左端面垂直的平面：粗銑d、36mm圓柱的兩端面：粗銑-半精銑-精銑e、8h7(+0.018 0)mm和15h7(+0.015 0)mm的孔：鉆-粗鉸-精鉸；鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸f、5.5mm和10mm的孔:粗銑g、m6、m6x0.5、3xm5的螺紋：鉆-手工攻螺紋h、 寬1.5的深槽：粗銑2.2.3 加工階段的劃分在工序安排上先加工定位基準(zhǔn)，然后再加粗精加工主要表面，最后加工孔，符合“先面后孔”的機(jī)械加工工序安排原則。搖臂的工藝過程分析為以下三個階段：（1）粗加工階段粗加工階段包括粗銑10mmx2圓

18、臺的端面、18mm圓柱的底平面、10mm孔的左端面和與10mm孔左端面垂直的平面、36mm圓柱的兩端面（留余量1mm）、粗鉸7.8mm的孔至7.96mm、粗鉸14.85mm至14.95mm。 （2）半精加工階段半精加工階段完成36mm圓柱的兩端面（留余量0.5mm）。（3）精加工階段精加工階段包括精銑36mm圓柱的兩端面,使表面粗糙度達(dá)ra1.6和精 鉸7.96mm達(dá)到8h7(+0.018 0)mm，表面粗糙度達(dá) ra1.6，公差等級h7及精鉸14.95mm達(dá)到15h7(+0.015 0)mm，表面粗糙度達(dá) ra1.6，公差等級h7。（4）輔助加工階段輔助加工階段包括手工攻上面所有螺紋。搖臂的

19、要加工表面比較多，為了保證各加工面精度，采用“工序集中”的原則。這樣做不僅可以減少輔助時間而且有利于保證加工精度。2.2.4 加工順序的安排制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序一：鑄造工序二：時效工序三：第一次裝夾粗銑最左端10mm圓臺的端面和10mm孔左端面 第二次裝夾粗銑前端10mm圓臺的端面和36mm圓柱前端面留余量1mm 第三次裝夾粗銑18mm圓柱的底平面 第四次裝夾粗銑36mm圓柱的后端面留余量

20、1mm 第五次裝夾粗銑與10mm孔左端面垂直的面工序四：半精銑36mm圓柱的兩端面留余量0.5mm（兩次裝夾）工序五：精銑36mm圓柱的兩端面,使表面粗糙度達(dá)ra1.6 （兩次裝夾）工序六：多次裝夾：1、鉆4.2mmx2和5mmx2的孔2、鉆7.8mm和14mm的孔3、鉆4.2mm的螺紋底孔工序七：擴(kuò)14mm的孔至14.85mm 工序八：1、粗鉸7.8mm的孔至7.96mm 2、粗鉸14.85mm至14.95mm工序九：1、精鉸7.96mm達(dá)到8h7(+0.018 0)mm，表面粗糙度達(dá) ra1.6，公差等級h72、精鉸14.95mm達(dá)到15h7(+0.015 0)mm，表面粗糙度達(dá) ra1.

21、6，公差等級h7工序十：1、5.5mm的鍵槽銑刀銑5.5mm的孔深12.95mm2、10mm的鍵槽銑刀銑10mm的孔深5.7mm工序十一：銑寬為1.5mm的深槽工序十二：攻m6，m6x0.5，3xm5的螺紋工序十三：去毛刺工序十三：檢驗2.2.5加工余量及工序尺寸的公差。表一 10mmx2圓臺的端面工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差粗銑3毛坯3表二 18mm圓柱的底平面工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差粗銑3毛坯3 表三 10mm孔的左端面和與10mm孔左端面垂直的平面工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差粗銑3毛坯3 表四 36mm圓柱的兩端面工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺

22、寸公差精銑0.317半精銑0.717.6粗銑219毛坯323 表五 3xm5的螺紋工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差鉆-4.2it114.2毛坯-表六 2xm6的螺紋工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差鉆-5it115毛坯-表七 8mm的孔工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差精鉸0.048it118粗鉸0.167.96it117.96鉆-7.8it117.8毛坯- 表八 15mm的孔工序名稱工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差精鉸0.0515it1215粗鉸0.114.95it1214.95擴(kuò)0.8514.85it1214.85鉆-14it1214毛坯- 表九 寬1.5的鍵槽工序名稱

23、工序余量工序尺寸公差等級尺寸公差粗銑1.5毛坯1.5 2.26確定切削用量及基本工時工序三：第一次裝夾粗銑最左端10mm圓臺的端面和10mm孔左端面第二次裝夾粗銑前端10mm圓臺的端面和36mm圓柱前端面留余量1mm 第三次裝夾粗銑18mm圓柱的底平面 第四次裝夾粗銑36mm圓柱的后端面留余量1mm 第五次裝夾粗銑與10mm孔左端面垂直的面 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。加工要求：第一次裝夾粗銑最左端10mm圓臺的端面和10mm孔左端面 第二次裝夾粗銑前端10mm圓臺的端面和36mm圓柱前端面留余量1mm 第三次裝夾粗銑18

24、mm圓柱的底平面 第四次裝夾粗銑36mm圓柱的后端面留余量1mm 第五次裝夾粗銑與10mm孔左端面垂直的面加工設(shè)備：x6030銑床刀具：選用高速鋼直柄立銑刀。外徑16mm，齒數(shù)3齒。2、計算切削用量：切削深度a p=0.9mm每齒進(jìn)給量vf：查參考文獻(xiàn)1表10-210得vf=0.5mm/z銑削速度c：查參考文獻(xiàn)6表2-21得c=22m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：選用x6030臥式銑床，根據(jù)參考文獻(xiàn)2表3-9，取nw=600。故實際切削速度為當(dāng)nw=600時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為查參考文獻(xiàn)表，得fm=950 mm/min，故選工作臺的進(jìn)給量為950mm/min。 切削工時：由于是粗銑，故整個

25、銑刀刀盤不必銑過整個工件。利用作圖法，可得銑刀的行程l1=24,機(jī)動工時為銑刀的行程l2=82,機(jī)動工時為銑刀的行程l3=18,機(jī)動工時為銑刀的行程l4=68,機(jī)動工時為 銑刀的行程l5=14,機(jī)動工時為 工序四：半精銑36mm圓柱的兩端面留余量0.5mm（兩次裝夾） 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。 加工要求：半精銑36mm圓柱的兩端面留余量0.5mm（兩次裝夾） 加工設(shè)備：x6030銑床 刀具：選用高速鋼直柄立銑刀。外徑16mm，齒數(shù)3齒。2、計算切削用量：切削深度a p=0.35mm每齒進(jìn)給量vf：查參考文獻(xiàn)1表10-

26、210得vf=0.3mm/z銑削速度c：查參考文獻(xiàn)6表2-21得c=18m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：選用x6030臥式銑床，根據(jù)參考文獻(xiàn)2表3-9，取nw=190 rmin。故實際切削速度為當(dāng)nw=190時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為查參考文獻(xiàn)6表3-9，得fm=190 mm/min，故選工作臺的進(jìn)給量為190mm/min。 切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件。利用作圖法，可得銑刀的行程l=68,機(jī)動工時為 工序五：精銑36mm圓柱的兩端面,使表面粗糙度達(dá)ra1.6（兩次裝夾） 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄

27、件。 加工要求：精銑36mm圓柱的兩端面,使表面粗糙度達(dá)ra1.6（兩次裝夾） 加工設(shè)備：x6030銑床 刀具：選用高速鋼直柄立銑刀。外徑16mm，齒數(shù)3齒。2、計算切削用量：切削深度a p=0.1mm,可一次切除每齒進(jìn)給量vf：查參考文獻(xiàn)1表10-210得vf=0.2mm/z銑削速度c：查參考文獻(xiàn)6表2-21得c=14m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：選用x6030臥式銑床，根據(jù)參考文獻(xiàn)2表3-9，取nw=150 rmin。故實際切削速度為當(dāng)nw=150時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為查參考文獻(xiàn)6表3-9，得fm=90mm/min，故選工作臺的進(jìn)給量為90mm/min。 切削工時：由于是粗銑，故整個

28、銑刀刀盤不必銑過整個工件。利用作圖法，可得銑刀的行程l1=68,機(jī)動工時為 工序六：多次裝夾： 1、鉆4.2mmx2和5mmx2的孔 2、鉆7.8mm和14mm的孔 3、鉆4.2mm的螺紋底孔 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。 加工要求：多次裝夾1、 鉆4.2mmx2和5mmx2的孔2、 鉆7.8mm和14mm的孔3、 鉆4.2mm的螺紋底孔 加工設(shè)備：z535鉆床 刀具: 1、4.2mm、5mm的鉆頭 2、7.8mm的鉆頭 3、14mm的鉆頭2、計算切削用量： 進(jìn)給量：f1=0.13mm/r ，f2=0.22mm/r ,

29、f3=0.37mm/r (見參考文獻(xiàn)1表11-10) 切削速度：v=2.4m/min（見參考文獻(xiàn)1表11-12） 主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 nw=275r/min(按參考文獻(xiàn)2表3-9) 所以實際切削速度 切削工時 工序七：擴(kuò)14mm的孔至14.85mm 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。 加工要求：擴(kuò)14mm的孔至14.85mm 加工設(shè)備：z535鉆床 刀具: 14.85mm的擴(kuò)孔鉆 2、計算切削用量： 進(jìn)給量：f=0.396mm/r (見參考文獻(xiàn)2表11-10) 切削速度：v=1.35m/min（見參考文獻(xiàn)2表11-12） 主

30、軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 nw=100r/min(按參考文獻(xiàn)2表3-9) 所以實際切削速度 切削工時 工序八：1、粗鉸7.8mm的孔至7.96mm 2、粗鉸14.85mm至14.95mm 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。 加工要求：1、粗鉸7.8mm的孔至7.96mm 2、粗鉸14.85mm至14.95mm 加工設(shè)備：z535鉆床 刀具: 7.96mm的鉸刀和14.95mm的鉸刀 2、計算切削用量： 進(jìn)給量：f1=0.1mm/r ，f2=0.15mm/r (見參考文獻(xiàn)2表11-10)切削速度：v=5.4m/min（見參考文獻(xiàn)2表1

31、1-12） 主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 nw=530r/min(按參考文獻(xiàn)2表3-9) 所以實際切削速度 切削工時 工序九：1、精鉸7.96mm達(dá)到8h7(+0.018 0)mm，表面粗糙度達(dá) ra1.6，公差等級h7 2、精鉸14.95mm達(dá)到15h7(+0.015 0)mm，表面粗糙度達(dá) ra1.6，公差等級h7 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。 加工要求：1、精鉸7.96mm達(dá)到8h7(+0.018 0)mm，表面粗糙度達(dá) ra1.6，公差等級h7 2、精鉸14.95mm達(dá)到15h7(+0.015 0)mm，表面粗糙度達(dá) r

32、a1.6，公差等級h7 加工設(shè)備：z535鉆床 刀具: 8mm的鉸刀和15mm的鉸刀 2、計算切削用量： 給量：f1=0.15mm/r ，f2=0.25mm/r (見參考文獻(xiàn)2表11-10) 切削速度：v=6.4m/min（見參考文獻(xiàn)2表11-12） 主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 nw=530r/min(按參考文獻(xiàn)2表3-9) 所以實際切削速度 切削工時 工序十：1、銑5.5mm的孔深12.95mm 2、銑10mm的孔深5.7mm 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。 加工要求：1、銑5.5mm的孔深6.3mm 2、銑10mm的孔深5.

33、7mm 加工設(shè)備：x6030銑床 刀具：選用5.5mm的鍵槽銑刀和10mm的鍵槽銑刀 2、計算切削用量： 銑削進(jìn)給量：f=0.15mm/r 銑削速度c：查參考文獻(xiàn)1表2-21得c=18m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n： 選用x6030臥式銑床，根據(jù)參考文獻(xiàn)1表3-9，取nw=600rmin。故實際切削速度為 當(dāng)nw=600時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為 查參考文獻(xiàn)，得fm=90 mm/min，故選工作臺的進(jìn)給量為90mm/min。 切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件。利用作圖法，可得銑刀的行程: l1=5.7mm,機(jī)動工時為 l2=6.3mm,機(jī)動工時為 工序十一：銑寬為1.5m

34、m的深槽 本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下： 1、加工條件 工件材料：ht250人工時效熱處理，鑄件。 加工要求：銑寬為1.5mm的深槽 加工設(shè)備：x6030銑床 刀具：1.5mm的鋸片銑刀，z=24 2、計算切削用量: 每齒進(jìn)給量vf：查參考文獻(xiàn)1表2-21得vf=0.05mm/z 銑削速度c：查參考文獻(xiàn)23-9得c=18m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n： 選用x6030臥式銑床，根據(jù)參考文獻(xiàn)，取nw=300 rmin。故實際切削速度為 當(dāng)nw=300時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為 查參考文獻(xiàn)，得fm=375mm/min，故選工作臺的進(jìn)給量為375mm/min。 切削工時：由于是粗銑，

35、故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件。利用作圖法，可得銑刀的行程l=22,機(jī)動工時為.第3章 鉆螺紋孔的專用夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，通常需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第6道工序中的鉆螺紋底孔的鉆床夾具。3.1設(shè)計主旨 本夾具主要用來鉆螺紋底孔，加工到本工序的時候，凸臺表面已經(jīng)加工，以此，在這道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。3.2專用夾具設(shè)計3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，以36圓臺的兩端面作為精基準(zhǔn)，以10孔的左端面作為粗基準(zhǔn)。3.2.2定位元件的選擇 對定位元件的基本要求：1、 足夠的精度2

36、、 足夠的強(qiáng)度和剛度3、 耐磨性好4、 應(yīng)協(xié)調(diào)好與有關(guān)元件的關(guān)系5、 良好的結(jié)構(gòu)工藝性 根據(jù)搖臂零件鉆5的螺紋孔的工序尺寸、形狀要求，工件定位時需要限制6個自由度，運(yùn)用兩個支撐板和圓柱銷來限制工件自由度。3.2.3夾緊裝置的設(shè)計 夾緊裝置設(shè)計的好壞不僅關(guān)系到工件的加工質(zhì)量，而且對提高生產(chǎn)率，降低加工成本以及創(chuàng)造良好的工作條件等諸方面都有很大的影響，所以設(shè)計的夾緊裝置應(yīng)滿足下列基本要求。1、 夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。2、 夾緊力的大小要可靠、適當(dāng)，既要保證工件在整個加工過程中得位置不變，振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的加緊變形。3、 夾緊裝置的自動化和復(fù)雜程度應(yīng)適應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相

37、適應(yīng)，保證生產(chǎn)率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，以便于制造和維修。4、 夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是加緊力方向、作用點、大小的確定。 夾緊力作用點的選擇應(yīng)遵循的規(guī)則： 為了使定位穩(wěn)定，夾緊力作用點應(yīng)該落在主要的定位支承面上，在主要的定位支承板上的支承點所圍成的面積內(nèi)。 1、夾緊力應(yīng)作用在工件剛性較好的部位上，不應(yīng)該使工件加緊變形或使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩。 2、為了防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動，夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近被加工表面。 3、夾緊力作用點的數(shù)目，應(yīng)盡量在工件的整個接觸面上分布均勻，以減少加緊變形。 本工序采用手動加緊裝置。采用平面型壓板進(jìn)行加緊。 3.2.4導(dǎo)向元件

38、 導(dǎo)向元件用來調(diào)整刀具的位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削。它是鉆床夾具和 鏜床夾具所特有的特殊元件，主要指鉆模中額的鉆套和鏜模中的鏜套等。加工時， 鉆頭與鉆套應(yīng)留有適量間隙，因此鉆頭的中心就有可能略偏離理想位置，這是影 響鉆床夾具加工精度的一個因素。 本工序鉆的是m6x0.5的螺紋孔的底孔，使用的市高速鋼麻花鉆，需要使用導(dǎo)向元件鉆套。在鉆模板上安裝一個固定式鉆套，引導(dǎo)鉆頭靠近工件。 3.2.5鉆模板 用于裝夾鉆套的鉆模板，鉆模板多裝配在夾具體或支架上、與夾具體的其他元件相連接或在夾具體鑄成一體，是鉆床夾具的重要的組成部分，按其與夾具體的鏈接方式分為固定式、鉸鏈?zhǔn)?、分離式和懸掛式等幾種。設(shè)計模板時因注意

39、以下幾點： a鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元件的位置應(yīng)有足夠的精度。 b鉆模板應(yīng)具有足夠的剛度，以保證鉆套位置的準(zhǔn)確性，但又不能做的太厚太重。注意布置加強(qiáng)肋以提高鉆模板的剛性。 c為保證加工的穩(wěn)定性，懸掛式的鉆模板導(dǎo)桿上的彈簧力必須足夠，使模板在夾具上能維持足夠的定位壓力。 分析零件圖可知，采用固定式鉆模板。本工序所用的鉆模板采用螺釘緊固在夾具體上，精度較高。3.2.6定位誤差分析 本工序采用10孔的左端面和36圓臺的端面作為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 3.2.7夾具體設(shè)計 夾具上的各類裝置和元件通過夾具體連接成一個整體。因此夾具體的形狀及尺寸取決于夾具

40、上各種裝置的布置及與機(jī)床的連接。夾具體要有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性，有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)工藝性要好，排屑方便，和在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠的要求。 夾具體毛坯的類型采用焊接夾具體，并用一個肋板提高夾具體的剛度，半開式的結(jié)構(gòu)形式。 3.2.8夾具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工平面上的螺紋孔。工件以兩個面為定位基準(zhǔn)，在圓柱銷和支承板上實現(xiàn)完全定位。采用平面型壓板夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用壓板夾緊機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計中還按老師的要求畫出了夾具體的零件圖，具體結(jié)構(gòu)可參見附圖。 3.3切削力及夾緊力的計算 理論上，夾緊力的

41、大小應(yīng)與作用在工件上的其它力相平衡；而實際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的鋼度夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計算很復(fù)雜的。因此，實際設(shè)計中采用估計法 類比法和實驗法來確定所需的夾緊力。 當(dāng)采用估計法確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將夾具和工件看成一個剛體。根據(jù)工件所受切削力夾緊力的作用情況，找出加工過程中對夾具不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力。 即fwk=kff式中fwk為實際所需夾緊力，單位為n；ff為在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為n；k為安全系數(shù)f 安全系數(shù)k按式計算 通常情況下，取k=1.52.5。當(dāng)加緊力相反時，取k=

42、2.53。 加工性質(zhì)系數(shù)k1：精加工1.2 粗加工1.0 刀具鈍化系數(shù)k2=1.11.3 切削特點系數(shù)k3：連續(xù)切削1.0 斷續(xù)切削1.2 切削力ff按式計算 d-鉆頭直徑：5mm. f-每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：0.1mm kp-修正系數(shù)：0.75 所以 即夾緊力為 使用聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力夾緊裝置，即可指定可靠的夾緊力。 3.4夾具精度的分析 3.4.1影響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多。有定位誤差d、對刀誤差t、夾具在機(jī)床上的安裝誤差a、夾具誤差j、加工方法誤差g。上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不精確，從而形成總的加工誤差。 3.4.2保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊