支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計(jì)

1、支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計(jì)序言隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)生產(chǎn)率的要求也越來越 高，因此，大批量生產(chǎn)成為時(shí)代的需求，而組合機(jī)床就可以滿足 這一需求，我們有必要來研究他。另外，支架是主要起支撐作用 的構(gòu)架，承受較大的力，也有定位作用，使零件之間保持正確的 位置。因此支架加工質(zhì)量直接影響零件加工的精度性能，我們有 必要對(duì)其進(jìn)行研究。機(jī)械制造畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的容比較多，它是基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ) 課以及專業(yè)課的綜合，是學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（含機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)）和全部專業(yè)課，并進(jìn)行了實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是我們對(duì)所 有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的 訓(xùn)練，因此，它在我們?nèi)?/p>

2、大學(xué)生活中占有重要的地位。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造的基本理論，并結(jié) 合生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的技能知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初 步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（支架）的工藝規(guī)程的能力和 運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及 編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)。目錄對(duì)零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖1.1支架的作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)41.2支架的工藝分析41.3支架的零件圖5二、選擇毛坯的制造方法并繪制毛坯簡圖2.1選擇毛坯的制造方式52.2 確定毛坯的形狀、大小6三、制訂零件的機(jī)械加工工藝路線3.1確定零件各孔、平面加

3、工方案73.2 定位基準(zhǔn)的選擇93.3制訂工藝路線93.4 選擇各工序機(jī)床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定 103. 5 切削用量和時(shí)間定額的確定 113. 6 機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡訂3四、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 確定夾具設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖154.2 工件在夾具中加工的精度分析訂84.3 計(jì)算夾緊力204.4 畫夾具裝配圖和零件圖21五、參考文獻(xiàn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)21一、對(duì)零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖1.1支架的作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)支架是起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也具有定位作用，使零件之間 保持正確的位置。在支架高20mm處兩個(gè)R12mm寬12min的凸出

4、部位之間相隔2mm，其中一個(gè) 上有螺紋孔，另一個(gè)上有通孔，則此處構(gòu)造比較復(fù)雜，且在支架高36mm處有2mm 寬的一個(gè)缺口，這兩部分剛度比較低。中間有30mm的孔，屬于套類結(jié)構(gòu)，伸 出部分為一平臺(tái)，上有螺紋盲孔，在端部有傾斜6（T的凸出部分，起定位作用， 此處應(yīng)力教集中，強(qiáng)度要好。在平臺(tái)下面有增強(qiáng)其硬度的肋板。兩個(gè)R12mni凸出， 2inm寬36inin高處缺口及RlOmni凸出部分為復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其加工存在一定的難度， 要求較高，防止其損壞，需要對(duì)其進(jìn)行必要的熱處理。1. 2 零件的工藝分析主要加工表面30mm中心孔及兩端倒角，上、下端面，M6 I 12螺紋盲孔，右端部傾斜60°凸出部

5、分中間孔4）8mm，左端兩個(gè)凸出部分外側(cè)面及其中間M10螺紋孔和11孔。(1) 選用灰鑄鐵HT150，硬度150200HB，負(fù)荷低，磨損無關(guān)重要，變形很 小，經(jīng)過正火處理?；诣T鐵件的牌號(hào)和應(yīng)用圍如表1-1所示。(2) 未標(biāo)注圓角半徑為R3inin。(3) 加工表面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷»并應(yīng)清理清潔。(4) 所有加工表面應(yīng)光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金 屬夾雜物。(5) 上下表面應(yīng)與中心孔軸線保持一定的垂直度0. OGinin和平面度0. 05mm » 中心孔表面表面粗糙度RaW1.6“m，左端兩個(gè)凸出部分外表面RaW6. 3“ni，右 端部

6、傾斜60°凸出部分中間孔表面RaW1.6“in，為較高精度，且8；0015。(6) 在加工之前進(jìn)行人工時(shí)效熱處理，對(duì)毛坯預(yù)備性熱處理，為降低零件硬 度，在精加工階段的磨削加工前進(jìn)行淬火處理，淬火后工件硬度提高且易變形。表1-1灰鑄鐵件的牌號(hào)和應(yīng)用圍牌號(hào)硬度HB應(yīng)用圍工作條件用途舉例蓋、外罩、油盤、手輪、手把、支架、(1)負(fù)荷極低坐板、重錘等形狀簡單、不重要的零HT100W170(2)磨損無關(guān)重要件，這些鑄件通常不經(jīng)試驗(yàn)即被采用，(3)變形很小一般不需要加工，或者只需經(jīng)過簡單的機(jī)械加工。HT150150200(1)承受中等載荷的零件(1)一般機(jī)械制造中的鑄件，如支柱、 坐板、齒輪箱、刀

7、架、軸承座、軸承(2)摩擦面間的壓力 W490KPa滑座、工作臺(tái)，齒面不加工的齒輪和 鏈輪，汽車、拖拉機(jī)的進(jìn)氣管，排氣 管、液壓泵進(jìn)油管等；(2) 薄壁(重量不大)零件，工作壓 力不大的管子配件，以及壁厚30inm 的耐磨軸套等；(3) 圓周速度為612m/s的帶輪以 及其他符合左列工作條件的零件。HT200170220(1)承受較大負(fù)荷的 零件(2) 摩擦面間的壓 力490KPa (大于 10t的大型鑄件 1470 Kpa)或需經(jīng)表 面淬火的零件(3) 要求保持氣密 性以及韌性的零件(1) 一般機(jī)械制造中較為中重要的鑄 件»如氣缸、齒輪、鏈輪、棘輪、襯 套、金屬切削機(jī)床床身、飛輪等

8、；(2) 汽車、拖拉機(jī)的汽缸體、汽缸蓋、 活塞、制動(dòng)轂、聯(lián)軸器盤、飛輪、離 合器外殼、分離器本體、左右半軸殼 等；(3) 承受7840KPa以下中等壓力的液 壓缸、泵體、閥體等；(4) 汽油機(jī)和柴油機(jī)的活塞環(huán)；(5) 圓周速度為1220m/s的帶輪以 及其他符合左列工作條件的零件。HT2501902401.3 支架的零件圖，見圖紙所示。|0. OGO |B I |0.050|3«ir技術(shù)要求：1、未注HI角均為R2 -3：2、加匚衣而涂海：3、線性未注公差為GB'TISO I f支架ItMT(V2010. 3. 11 Tir.2010.3. i i二、選擇毛坯的制造方式并繪制

9、毛坯簡圖2.1 選擇毛坯的制造方式該零件加工要求高，加工面數(shù)量多，并且種類繁多，有車、磨端面，鉆孔、 擴(kuò)孔、攻螺紋、車倒角、鉆斜孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。支架材 料為灰鑄鐵HT150，硬度為150200HB »承受中等載荷的零件，摩擦面間的壓力 W490KPa,用于一般機(jī)械制造，薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配 件以及壁厚W30mm的耐磨軸套等和圓周速度為612m/s的帶輪以及其他符合表 1-1中條件的零件。毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的力學(xué)性能和零件的 生產(chǎn)類型直接相關(guān)的，另外還和毛坯的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。鑄件：包括鑄鋼、鑄 鐵、有色金屬及合

10、金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大， 且吸振性能好，但鑄件的力學(xué)性能差。生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如金屬型鑄 造，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減少切削加工用量，從而提 高材料的利用率，降低了機(jī)械加工成本。金屬型鑄造就是將熔融的金屬澆注到金 屬模具中，依靠金屬自重充滿金屬模具型腔而獲得的鑄件，這種鑄件比砂型鑄造 鑄件精度高，表面質(zhì)量和力學(xué)性能好，生產(chǎn)效率也高，但需要專用的金屬型腔模， 適用于大批量生產(chǎn)中的尺寸不大的有色金屬鑄件，綜合上述生產(chǎn)此支架零件選擇 金屬型鑄造鑄件的方式。2.2 確定毛坯的形狀、大小(1) 毛坯的特點(diǎn)，如表2-

11、1所示：毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)用圍制造精度加工余量原材料工件尺寸工件形狀適用生產(chǎn)類型生產(chǎn)成本IT1113大鑄鐵、鑄銅為主各種尺寸復(fù)雜各種生產(chǎn)較低(2)鑄件尺寸公差，如表2-2所示：(/“m)鑄件基本尺寸公差等級(jí)大于至1112131425403.65.07940634.05.6810631004.469111001605.071012(3)鑄件的機(jī)械加工余量、如表2-3所示：(/mm)尺寸公差等級(jí)CT12加工余量等級(jí)MAFGHJ基本尺寸加工余量數(shù)值大于至1004.04.55.06.02.53.03.54.51001605.05.56.57.53.54.05.06.0(4)鑄造孔的最小尺寸，如表2-4所示

12、：(/mm)鑄造方法合金種類一般最小孔徑特殊最小孔徑金屬及砂型鑄造全部30810(5)機(jī)械加工余量，工序尺寸確定由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有誤差，因此所規(guī)定的加工余量其 實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之 分。鑄件的機(jī)械加工余量見毛坯的制造表2-3所示，尺寸公差等級(jí)為12，加工余量等級(jí)MA為G，則可選取毛坯的加工余量有4. 5niin和3. Omin兩種數(shù)值/及其他分析，確定毛坯的基本尺寸，畫出毛坯簡圖,如圖2-5所示：圖2-5062三、制訂零件的機(jī)械加工工藝路線由于零件是大批量生產(chǎn)，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機(jī)床、專用夾具 及專用刀具、量具，機(jī)

13、床按工藝路線排列組織流水生產(chǎn)。為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 留有進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的可能，該支架在工藝設(shè)計(jì)上采用了組合機(jī)床的流水線加 工方式。3.1確定零件各孔、平面的加工方式(1)孔的加工方式，如表3-1所示：表3-1 孔的加工方案序加工方案經(jīng)濟(jì)加工楕加工表面粗適用圍號(hào)度等級(jí)（IT）糙度Ra/ “ in1鉆11 1212.5加工未淬火鋼及鑄 鐵的實(shí)心毛坯，也可 用于加工非鐵金屬 （但粗糙度稍高），孔徑20mm。2鉆-錢893.2 1.63鉆-粗錢-精錢781.6 0.84鉆-擴(kuò)1112. 56. 3加工未淬火鋼及鑄 鐵的實(shí)心毛坯，也可 用于加工非鐵金屬 （但粗糙度稍高），孔徑 20mm。5鉆-擴(kuò)-錢

14、893.2 1.66鉆-擴(kuò)-粗錢-精錢71.6 0.87鉆-擴(kuò)-機(jī)錢-手錢670.4 0.18鉆-（擴(kuò)）-拉（或推）791.6 0.1大批量生產(chǎn)的中、小零件的通孔由表3-1可以確定支架零件各孔的加工方案如下：A、加工孔30；咖,要求表面粗糙度RaW6.3/zm，則選擇鉆-擴(kuò)-粗錢-精 錢的加工方式；B、加工11 »要求表面RaW6. ，選擇鉆-較的加工方式；C、 加工8；°皿，要求表面RaWl.，選擇鉆-粗較-精錢的加工方式。（2）平面的加工方式，如表3-2所示：表3-2平面的加工方案序號(hào)加工方案經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)（IT）加工表面粗糙度 Ra/ fi m適用圍1粗車-半精車8

15、96. 33. 2端面2粗車-半精車-精車671.6 0.83粗車-半精車-磨削790.8 0.24粗刨（或粗銃）-精刨（或精饒）796. 31.6一般加工不淬 硬的平面（端 銃表面粗糙度 可較低）5粗刨（或粗銃）-精刨（或精銃）-刮研560.8 0.1精度要求較高 的不淬硬平 面»批量較大 時(shí)，宜采用寬 刃精刨方案6粗刨（或粗銃）-精刨（或楮銃）-寬刃精刨670.8 0.2由表3-2可以確定支架零件各面的加工方案如下：分析零件的各部分技術(shù)要求，四處平面加工，精度要求都在表面粗糙度Ra W6.31.6“m之間，結(jié)合零件形狀尺寸，選擇粗銃-精銃的加工方式。（3）機(jī)械加工的安排原則1.

16、對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯，或尺寸偏差較大的毛坯，應(yīng)首先安排劃線工序，為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)；2. 按“先基面后其他”的順序，首先加工精基準(zhǔn)面；3. 在重要表面加工前應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正；4. 按“先主后次、先粗后精”的順序，對(duì)精度要求較高的各主要表面進(jìn)行 精加工、半精加工和精加工；5. 對(duì)于主要表面有位置精度要求的次要表面，應(yīng)安排在主要表面加工之后 加工；6. 一般情況，主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn)行，對(duì)于 易出現(xiàn)廢品的工序，精加工和光整加工可適當(dāng)提前。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇工件在機(jī)床上用夾具進(jìn)行夾緊加工時(shí)，用來決定工件相對(duì)于刀具的位置的工 件上的這些表面稱為定位基準(zhǔn)，定位基

17、準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。1、粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇要重點(diǎn)考慮如何保證各個(gè)加工表面都能分配到合理的加工余 4，保證加工面與非加工面的位置、尺寸精度，還同時(shí)要為后續(xù)工序提供可靠的 精基準(zhǔn)。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選取原則（即當(dāng)零件有非加工表面時(shí)，應(yīng)以這些非加工表 面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)非加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精 度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)）：加工I）面時(shí)，選取60外表面外圓為粗基準(zhǔn)， 利用V型塊和一緊固螺釘以60外圓定位夾緊，以限制四個(gè)自由度，再以C面 為次要粗基準(zhǔn)，限制一個(gè)自由度，共限制五個(gè)自由度，可以滿足加工要求；加 工M10和11以R12非加工表面外圓為粗基準(zhǔn)；加工8；

18、6;皿以R10非加工表 面外圓為粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí)，重點(diǎn)考慮的是減少工件的定位誤差，保證零件的加工精度和 加工表面之間的位置精度，同時(shí)也要考慮零件的裝夾方便、可靠、準(zhǔn)確。結(jié)合零 件形狀尺寸大小、裝夾定位，取I）面為精基準(zhǔn)，較好定位，且定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基 準(zhǔn)重合。3.3制訂工藝路線擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù) 要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個(gè)方面的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱 領(lǐng)確定加工工序和工藝容，依據(jù)工序的集中和分散程度來劃分工藝；二是選擇工 藝基準(zhǔn)，即主要選擇定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件 下，可以考慮采用萬能

19、機(jī)床，組合機(jī)床和專用夾具，并盡量采用工序集中的原則， 通過減少工件安裝的數(shù)量來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)精度以便 使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)以上原則及前文分析，擬定如下工藝路線：工序1 鑄坯（鑄造）工序2 熱處理（人工時(shí)效*降低硬度）工序3 以所選基準(zhǔn)，劃C、I）、E面加工線工序4 粗銃-精鐵I）面工序5 粗銃-精銃C、E面工序6 鉆M6/12螺紋底孔工序7攻螺紋M6 112工序8粗銃-精銃F面工序9鉆M10螺紋底孔工序10攻螺紋M10工序11粗銃-精銃G面工序12鉆-錢11工序13鉆-擴(kuò)-粗錢-楮較30帶刪工序14倒角30補(bǔ)血孔，C端面處工序15倒角30o,032孔，I)端面處工序

20、16鉆-粗錢-精錢8恥工序17熱處理淬火，提高硬度，150200HB工序18去毛刺工序19終檢工序20入庫分析：為了提高效率，盡量減少零件的裝夾定位，如同一平面上孔加工在一 次裝夾就完成加工要求，使工序集中，節(jié)約時(shí)間，提高了生產(chǎn)率，按機(jī)械加工安 排原則，合理的擬定工藝路線。3. 4 選擇各工序機(jī)床及工、夾具，刀具»加工余量及工序間尺 寸與公差的確定(1) 工序3，工件固定在平臺(tái)上，用劃線尺劃線找正；(2) 工序4，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銃床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銃刀225mm »量具卡板。1)面有3mm加工余量»粗銃2nnn留limn余量，精 饒，

21、保證平面度0. 05inin ；(3) 工序5，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銃床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銃刀225mm »量具卡板。C、E面有4. 5mni加工余量，粗饒3. 5nini留limn余 t，精銃，相對(duì)A基準(zhǔn)，保證其垂直度度0. 06mni ；(4) 工序6，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銃床，專用夾具。5麻花鉆，螺旋角8=28。，頂角2Kr=118°，后A a <> =16°，橫刃斜角0=4060。，鉆孔深度12mm0 5盲孔，M10螺紋底孔，量具卡尺； 攻螺紋，絲錐M6xl，螺紋量規(guī)，攻螺紋機(jī)S4012A ；(5) 工序8，選擇X6

22、130A萬能升降臺(tái)饒床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銃刀225mm »量具卡板。F面有3mn)加工余量»粗銃2nnn留lnnn余量，精 銃，相對(duì)于B面，保證平行度0. OGinin ；(6) ®工序9，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銃床，專用夾具，9擴(kuò)孔鉆(直柄 擴(kuò)孔鉆)，擴(kuò)鉆通孔9，M10螺紋底孔，量具卡尺； 攻螺紋，絲錐MlOxl，螺紋量規(guī)，攻螺紋機(jī)S4012A ；(7) 工序11，選擇X6130A萬能升降臺(tái)饒床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銃刀225mm »量具卡板。G面有3mn)加工余量»粗銃2nnn留lnnn余量，精 銃相對(duì)于B面

23、保證平行度0. OGinin ；(8) 工序12，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銃床，專用夾具910.8擴(kuò)孔鉆(直 柄擴(kuò)孔鉆），量具卡尺»加工此孔有4iiiiii （雙邊）余量，留0. 2mm精加工；較.刀11H8，錢孔，直柄機(jī)用錢刀；（9）®工序13，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銃床，專用夾具，29.8擴(kuò)孔鉆（直柄擴(kuò)孔鉆）»量具卡尺»加工此孔有l(wèi)Oiiuii （雙邊）余量*留0. 2mm精加工； 粗錢到29. 93，直柄機(jī)用錢刀； 精錢到30H7，直柄機(jī)用錢刀；（10）工序14、15，倒角30穢妙孔兩端面孔，選用臥式車床C620-1，專用 夾具；（11）工序

24、16，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銃床，專用夾具，量具卡尺7. 8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，鉆孔，留0. 2mm余量； 粗錢到7. 96mm »留0. 04inm余量»直柄機(jī)用錢刀； 精錢到8H7，直柄機(jī)用錢刀；3. 5切削用量和時(shí)間定額的確定（1）工序4，粗銃-精銃I）面，保證總高fz =0.08mm/齒（參考切削手冊(cè)）， 切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定V M.45n）/s。即27m/inin，采用高速鋼鑲齒三 面刃銃刀 dw =225mm 苗數(shù) z=20 測(cè)陽=-7 =38r7jnin,現(xiàn)采用 X6130/zdw225萬能升降臺(tái)銃床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取z =37. 5r/min,故實(shí)

25、際切削速度為：V =dwn*/1000=x225x37. 5/1000=26. 5m/min當(dāng)nw =37. 5r/min時(shí)工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為:Fm =fzznw =0. 08x20x37. 5=60inin/min査機(jī)床說明書，剛好有fin=60nini/iiiin,故直接選用該值*切削加工時(shí)/由于是粗 鐵-精錢，利用作圖法，可得出行程刀刃口寬20mm，L=2x-x60nun=360nun，則機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為:Tm =L/fm =360/60min=6niin(2) 工序5，粗銃-精銃C、E面，切削用量同上，銃刀行程L=360mm+ 16x 2mm=392mm * 則機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為

26、Tm = L/fm =392/60min=6. 53min(3) 工序6，鉆M6 ! 12螺紋底孔，即鉆5盲孔，確定進(jìn)給量f :根據(jù)切 削手冊(cè)，當(dāng)材料<5 b<800MPa » d ° =<t> 5mm時(shí)，f =0.20.6mm/r »由于本零件 在加工5孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則f = (0. 20. 6) x0. 75=0.150. 45mm/r根據(jù)X6130機(jī)床說明書，取f=0. linni/r,切削速度，根據(jù)切削手冊(cè)，查得切削 速度V= 18m/min »所以Ns = 1000V/ 7r dw =10

27、00x18/3.14x5=1145r/min根據(jù)機(jī)床說明書，取nw=195r/niin,故實(shí)際切削速度為V =dwn*/1000 =x5xl95/1000=3. 06m/min切削工時(shí)，L=12，則 Tm = L/nwf =12/195x0.1=0. 62min(4) 工序 7 » 攻螺紋 M6 I 12 * V = 0. lm/s = 6m/min,即 ns =238r/niin,按機(jī) 床選取 nw =195r/min，則 V=4. 9m/min,機(jī)動(dòng)工時(shí)：L=12nnn » 則Tm = 2L/n*f =12x2/195x1=0.13niin(5) 工序8 »粗

28、銃-精銃F面，切削用量同工序4，L=40x2=80mm,則機(jī)動(dòng)工時(shí) 為 Tm =L/fm =80/60min=l. 33min(6) 工序9，鉆M10螺紋底孔，即擴(kuò)孔鉆9的鉆頭對(duì)8的孔進(jìn)行擴(kuò)孔， 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取f=(l. 21. 8)f 鉆=(1. 21. 8) xO. 65x0. 75=0. 5850. 87mm/r根據(jù)機(jī)床說明書，選取f=0. 57mm/r,則V= (1/21/3) V 鉆=(1/21/3) xl2=64m/min則主軸轉(zhuǎn)速為n=51. 634r/min,并按機(jī)床說明書取n* =68r/niin,實(shí)際切削速度 為：V= 7t dw

29、n»/l000= 7ix37x68/l000=7. 9m/min切削工時(shí)，L=12mm,Tm = L/nwf=12/68x0.57=0.31min(7) 工序10，攻螺紋MIO »切削用量同工序7，L=12iiiiii *則機(jī)動(dòng)工時(shí)為：Tm = L/fm =12/60=0. 2min(8) 工序11，粗銃-精銃G面，切削用量同工序8、機(jī)動(dòng)工時(shí)為：Tm=1.33inin(9) 工序12，鉆-錢11孔 用10.8鉆頭對(duì)8孔進(jìn)行擴(kuò)鉆，同工序9，切削工時(shí)：Tm =0.31min11H8錢刀錢孔 滲考有關(guān)資料，取較刀的切削速度VcM). 3m/s=18m/min, 由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速為：

30、n=1000V/ 7td=1000*18/ n *11=573. 25r/min按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=500i7iniri,則實(shí)際切削速度Vc = 7t dn/1000= n *11*500/1000=15. 7m/min=0. 26m/s切削工時(shí):L=12mm Tm =L/nVc =12/500*0. 26=0. 09niin(10) 工序13，加工30帶血孔 用29. 8鉆頭對(duì)25孔進(jìn)行擴(kuò)鉆，同工序9，切削工時(shí)：L=71，則切削 工時(shí):Tm =L/nwf=71/68x0. 57=1. 83min 粗錢-精錢30孔，參考有關(guān)資料，取較.刀的切削速度Vc =0. 3m/s=18m/min, 由此

31、計(jì)算出轉(zhuǎn)速為：n=1000V/d=1000*18/-*30=191. 08r/min按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=200r/niin, H實(shí)際切削速度Vc = 7i dn/1000= n *30*200/1000=18. 84m/niin=0. 314m/s切削工時(shí):L=70mm，Tm =2L/nVc=2*70/200*0. 314=2. 23min(11) 工序14，030；°032孔倒角Cl (C端面處)，選臥式車床C620-1，據(jù) 手冊(cè)及機(jī)床取fl =0. 08mm/r,當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí)，根據(jù)一般資料，確定切削速 度 V=16m/min,則ns =1000V/ it d=1000*16

32、/ n *30=159. lr/min按機(jī)床說明書取nw =120r/min,則此時(shí)切削速度為：V =dnw/1000=ll. 3m/min切削工時(shí):L=2mm » 則 Tm = L/nwf =2/120*0. 08=0. 21min(12) 工序15，D30o)O32孔倒角Cl (I)端面處)，同工序14，切削工時(shí)：Tm =0. 21min(13) 工序16，鉆-粗錢-精錢8捫7. 8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔，同工序6，切削工時(shí)：L=10mm，Tm = L/nwf=l0/195*0.1=0. 51min粗較-精較8 參考有關(guān)資料取錢刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計(jì)算出

33、轉(zhuǎn)速為：n=1000V/d=1000*18/ n*8=716. 56r/min按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=700r/min,則實(shí)際切削速度Vc = n dn/1000= n *8*700/1000=17. 58ni/min=0. 29m/s切削工時(shí):L=10mm » Tm =2L/nVc =2*10/700*0. 29=0. lmin3. 6 機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡表3-4 支架機(jī)械加工工藝主要工序卡工序工步工序說明機(jī)床夾 具 或 輔 助X 具刀具量具走 刀 次 數(shù)切 削 深 度 mm進(jìn)給量mm/r主軸 轉(zhuǎn)速 r/min切削 速度 m/min工時(shí) 定額 min41粗錢D 面，留 1mm余

34、1X6130A專 用 夾 具高速鋼 鑲齒三 面刃銃 刀卡 板1260mm/min37.526.532精銃D 面11351粗軌嚟E面，留 lnun 余 量X6130A13.53. 262E面113. 2661鉆12螺紋 底孔X6130Ae 5麻 花鉆頭卡尺1120.11953.060. 6271攻螺紋M6 112S4012A絲錐M6xl螺紋量規(guī)11.251954.90.1381粗錢F 面，留X6130A高速鋼 鑲齒三卡板1260mm/niin37.526.50. 67lnun 余1面刃銃刀2精銃F面110. 6791鉆H10螺紋底孔X6130A4>9擴(kuò)孔鉆頭卡尺1120.57687.90.

35、31101攻螺紋M10S4012A絲錐Ml 0x1螺紋量規(guī)11.251954.90.2111粗錢G 面，留 1mm余1X6130A高速鋼 鑲齒三 面刃銃 刀卡 板1260mm/niin37.526.50. 672精銃G面110. 67121擴(kuò)鉆e8孔X6130A4>10.8擴(kuò)孔鉆頭卡尺1120.57687.90.312精加工錢孔4>11H8較刀1121.650015.70.09131擴(kuò)鉆4>25孔X6130A4 29.8 擴(kuò)孔鉆頭1710.57687.91.832粗錢到4>29. 93中29. 93較刀1711.12001&81.123精錢到4> 30H7

36、4>30H71711.12141倒角e30孔<端面處C620-1成型刀具樣 板10. 0812011.30.21151倒角e30 孔 4)端面處C620-1成型刀具10. 080.21161用4>7.8鉆頭鉆孔X6130A4>7.8麻花鉆卡尺1100.11953.060.512粗錢到0 7. 964>7.96較刀1101.770017.60. 053粕錢到4>8H74>8H7較刀1100.05表3-3 支架機(jī)械加工工藝過程卡工序號(hào)工序名稱工序容工藝裝備1鑄造鑄造2熱處理人工時(shí)效熱處理3劃線以毛坯外形找正劃主要加工線鉗臺(tái)4桃以60外圓和C面為粗基準(zhǔn)祖銃1

37、）面，留1mm余量，精銃X6130A，專用工裝5以I）面為精基準(zhǔn)，粗銃C、E面， 留lllllli余量/精銃X6130A，專用工裝6鉆用5鉆頭鉆M6 J 12螺紋底孔X6130A，專用工裝，鉆模7攻螺紋攻螺紋M6 1 12S4012A,專用工裝8以I）面為精基準(zhǔn)，B面為粗基準(zhǔn)，粗錢F面，留1mm余量»精錢X6130A，專用工裝9鉆用9鉆頭擴(kuò)鉆Ml0螺紋底孔X6130A，專用工裝，鉆模10攻螺紋攻螺紋M10S4012A,專用工裝11以I）面為精基準(zhǔn)，B面為粗基準(zhǔn)， 粗銃G面，留limn余量，精銃X6130A，專用工裝12鉆-較用10. 8鉆頭擴(kuò)鉆8孔，精加工X6130A，專用工錢孔裝，

38、鉆模13鉆-錢用29. 8鉆頭擴(kuò)鉆25孑1.，粗錢到29. 93，精錢到0 3OH7X6130A，專用工裝，鉆模14倒角倒角30孔，C端面處C620-1,專用工裝15倒角倒角30孔，I）端面處C620-1,專用工裝16鉆-錢用0 7.8鉆頭鉆孔相錢到7. 96，精錢到0 8H7X6130A，專用工裝，鉆模17熱處理淬火，提高硬度，150200HB18鉗工去毛刺鉗臺(tái)19終檢按圖樣要求檢驗(yàn)各部分尺寸20入庫涂防銹油,入庫四、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)過對(duì)支架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程分析設(shè)計(jì)，對(duì)零件有了全面的認(rèn)知，選 擇工序13鉆-擴(kuò)-粗錢-精錢30；0032分析，并結(jié)合此工序，設(shè)計(jì)一套專用夾具。4

39、. 1確定夾具設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖（1）定位方案加工30加回孔，孔表面粗糙度RaW1.6“ni，以底面I）面為精基準(zhǔn)，限制 三個(gè)自由度，以11孔軸線為定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由度，則對(duì)Z軸旋轉(zhuǎn)自由 度形成過定位，增大誤差，必須消除過定位。此種情形可選擇削邊銷（棱形銷） 即可消除過定位，再由夾緊裝置即可限制一個(gè)自由度，從而工件處于完全定位狀削邊銷尺寸標(biāo)準(zhǔn)如圖4-1和表4-2所示：圖4-1表4-2削邊銷尺寸D2366882020 2525 3232 40>40b2345668BD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5(2) 導(dǎo)向方案為了能迅速、準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對(duì)位置，

40、鉆夾具都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具 的元件一鉆套，鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之 間留有排屑空間，因工件批量大且經(jīng)鉆-粗較精較.孔工序，加工精度高，所以此 處選用固定式鉆模，鉆套選用快換鉆套，如圖4-3所示：圖4-3快換鉆套(3) 夾緊方案由于零件加工工序較簡單，定位較容易，工件批量大，選取簡單的手動(dòng)夾緊 裝置，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用于夾緊零件的螺釘選有帶手柄的螺冒，便于操作，使工 件裝卸迅速，方便。由于螺釘與工件60外圓接觸并施加夾緊力，此處選用圓 周線接觸。夾緊裝置見總裝配圖所示。(4) 夾具體的設(shè)計(jì)結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、加工要求及以上分析，初步設(shè)計(jì)夾具體的結(jié)構(gòu)。a、采用鑄造夾具體的鋼套

41、鉆孔鉆模、定位心軸及鉆模板均按裝在夾具體上，夾具體底面為安裝基準(zhǔn)面，此方案結(jié)構(gòu)緊湊，安裝穩(wěn)定，剛性好，成本低，結(jié)構(gòu) 簡單，較合理。b、采用型材夾具體的鉆模，夾具體由左側(cè)板、定位心軸、鉆模板安裝在底 座上，夾具體底面為安裝基準(zhǔn)面，此方案的夾具體為框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì) 量較輕、鉆模剛性好，固定鉆模板螺釘受力比較大，易變形，但是由于零件為大 批量生產(chǎn)，盡量減少生產(chǎn)成本，此方案不可取。綜合上述，確定采用a方案。夾緊裝置是緊固螺釘與V型塊組成，其V型塊與夾具體連接為一體，V型 塊及尺寸見圖4-4和表4-5所示：圖4-4BH1brND基本極限偏基本極限偏差尺寸差f7尺寸£925161.555

42、45 6065-0.03() -0.06020-0.020-0.072夾具體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及各部分尺寸見夾具體圖紙所示：(5) 夾具總裝配圖上的公差、技術(shù)要求的標(biāo)注活動(dòng)配合公差選擇如表4-7、表4-8所示：表4-7配合形式精度要求應(yīng)用定位銷與工件基準(zhǔn)孔一般要求較高精度定位元件與工件定位基準(zhǔn)間H7 H7 H1/?6g6/6776 H6 H6 力 5 g5 /5表4-8鉆套名稱加工方法及配合部位配合種類及公差等級(jí)可換鉆套或快換鉆套鉆孔及擴(kuò)孔外徑與襯套H7 H7g6fl刀具切削部分導(dǎo)向Fl , G7 hb/z6刀柄或刀桿導(dǎo)向Hl H7/7g6粗錢孔外徑與襯套Hl H7g6h6徑G7 , H7/?6 /?

43、6精錢孔外徑與襯套H6 H6g5 h5徑G6 H6 h5h5影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差(Sa)它們主要指夾具安裝基面與機(jī)床相應(yīng)配合表面之間的尺寸、公差。夾具體的 安裝基面與機(jī)床的配合，鉆模的安裝基面是平面，可不必標(biāo)注。 影響夾具精度的尺寸和精度鉆套與定位銷之間尺寸40±0.1型塊的寬度35. 8+0. 02，為影響夾具體的 精度尺寸，誤差在規(guī)定圍。 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求夾具總圖上無法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說明的問題，可作為技術(shù)要求用文字寫 在總圖的空白處。如夾具使用時(shí)的操作順序等。 夾具總圖上公差值的確定夾具總圖上標(biāo)注公差值的原則是在滿足工件加工要求的前提下，盡量降低夾

44、具的制造精度。夾具總圖上標(biāo)注的第25類尺寸的尺寸公差和位置公差均直接 影響工件的加工精度，取dj =（1/5 l/2）&k式中：dJ 夾具總圖上的尺寸公差或位置公差；6k -與&J相應(yīng)的工件尺寸公差或位置公差。當(dāng)工件批量大、加工精度低時(shí)，&J取小值，因?yàn)檫@樣可延長夾具使用壽命， 又不增加夾具制造難度；反之取大值。此夾具總裝圖尺寸公差、位置公差均取相 應(yīng)工件公差的1/3左右。對(duì)于直接影響工件加工精度的配合尺寸，在確定了配合 性質(zhì)后，應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合。工件的加工尺寸未注公差時(shí)，工件公差6k視為IT14IT12,夾具上的相應(yīng) 尺寸公差按IT11IT9標(biāo)注；工件上的位置未注公

45、差時(shí)，工件位置公差&k視為IT9IT11,夾具上的相應(yīng)尺寸公差按IT7IT9標(biāo)注。4. 2工件在夾具中加工的精度分析（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(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多。 與夾具有關(guān)的因素有定位誤差【）、對(duì)刀誤差A(yù)t、夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)a 和夾具制造誤差等。在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，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（：。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不準(zhǔn)確，而形 成總的加工誤差工Ao1）定位誤差【）加工尺寸（40±O.l ） mm的定位誤差）=0。

46、對(duì)稱度0. limn的定位誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。工件定 位孔的尺寸為11H7（ + V 01 8）,定位心軸的尺寸為llf6 （二：則d =Xmax = （0. 018+0. 027 ） mm =0. 045min2）對(duì)刀誤差A(yù)t因?qū)Φ稌r(shí)刀具相對(duì)于對(duì)刀塊或?qū)蛟奈恢貌痪_而造 成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會(huì)引起鉆頭的位移或傾斜， 造成加工誤差。由于鋼套壁厚較薄，可只計(jì)算鉆頭位移引起的誤差。鉆套導(dǎo)向孔 尺寸為29. 8F7 （盤股），鉆頭尺寸為29. 8%.（）I6mm。尺寸（40±O.l ） mm及對(duì)稱 度0.1伽 的刀具誤差均為鉆頭與導(dǎo)向

47、孔的最大間隙。At = Xmax = （0.108+0. 016） mm=0.124mm3）夾具的安裝誤差.*因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三 者間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾 具的安裝誤差。此夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，Aa =0。4）夾具誤差因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包 括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。 夾具誤差的大小取決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時(shí)的調(diào)整與修配精度。影響尺寸（40±O.l ） min的夾具誤差為導(dǎo)向孔對(duì)安裝基面I）的垂直度厶川 =0.

48、03min »導(dǎo)向孔軸心線到定位端面的尺寸公差ZJ2 =0. OGinin。影響對(duì)稱度0. linm的夾具誤差為導(dǎo)向孔對(duì)定位心軸的對(duì)稱度厶比=0. 03mni。5）加工方法誤差ZXG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，所以在設(shè)計(jì)夾具時(shí)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)ZG =（5k/3（2）保證加工精度的條件工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差工 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為&#

49、163; 二上述各項(xiàng)誤差的平方和的平方根W6k即工件的總加工誤差工 應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差6k。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Jc。因此將上式改寫為：£ Aok-Jc 或 Jc=&k -工 $0當(dāng)JcO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短和夾具總圖上各項(xiàng)公差0 J確定得是否合理。鋼套鉆29. 8mm孔時(shí)，加工精度的計(jì)算列于表4-9所示：表4-9誤差名稱加工要求(40±O.l ) nun對(duì)稱度0. limnD00. 045nmiAt0.124mni0.124inmAa

50、00AjAJ2+AJ3= (0. 06+0. 03) mmJ2=0 03mmg(0.2/3)mm=0. 067mm(0.l/3)mm=0. 033mmS 0.156mm0.0194mmJc(0. 2-0.156)mm=0. 044mm>0(0. 1-0. 0194)mm=0. 0806mm>0由表4-9可知，該鉆模能滿足工件的各項(xiàng)精度要求，且有一定的精度儲(chǔ)備。4.3計(jì)算夾緊力（1）由4.1中分析選擇點(diǎn)接觸式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，計(jì)算此夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力。 單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力按下公式計(jì)算：Wo=QL/ r " tan<pi+rztan （a +卩2 "）】（式中

51、Wo 單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）；Q 原始作用力（N）；L作用力臂（inm）；螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm） 其值視為螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定；螺桿端部與工件間的摩擦角；02一一螺旋副的當(dāng)量摩擦角(°)；rz螺紋中經(jīng)之半(min)；a螺紋升角o)(2) 計(jì)算公式中各項(xiàng)的值 確定原始作用力Q的值：由于是手動(dòng)的簡單裝置，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇Q =65N<> 確定L的值：作用力臂即為螺釘上手柄的長度，L取為100mm。 確定廠"的值：由于夾緊裝置是圓周線接觸式，則螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑查資料取為6. 9，即廠=6. 9。 確定01和02 "的值：螺桿端部與工件間的摩擦角01和螺旋副的當(dāng)量摩擦角02 "取值如4-10所示：表 4-10螺紋形狀三角螺紋梯形螺紋方牙螺紋螺紋牙形半角030°15°0卩2 " =arctan(tan(P 2/cos B90°5(T8°50 "8°32 "注：tan卩2 =0.15 *(p2為螺旋副的摩擦角()。確定rz和a的值，由表4T1所示：公稱直徑/mm螺距P/mm中經(jīng)之半rz/mm升角a121.755. 43152°26 "1.55.5132°29 "1.255.