機械制造及其自動化專業(yè)[]

1、2010 屆畢業(yè)設計說明書題 目：支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設計學 院：機電工程學院專 業(yè)：機械制造及其自動化姓 名：班 級：機制 * 班號：*指導老師：*設計地點：武漢職業(yè)技術學院起止日期： 2009年 12月至 2010年 4 月序言 丿丁言隨著機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會對生產率的要求也越來越 高，因此，大批量生產成為時代的需求，而組合機床就可以滿足 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。因此支架加工質量直接影響零件加工的精度性能，我們有必要對其進行研究。機械制造畢業(yè)設計涉及的內容比較多， 它是基

2、礎課、技術基 礎課以及專業(yè)課的綜合，是學完機械制造技術基礎 （含機床夾具 設計）和全部專業(yè)課，并進行了實訓的基礎上進行的，是我們對 所有課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們三年大學生活中占有重要的地位。本次畢業(yè)設計使我們能綜合運用機械制造的基本理論，并結合生產實踐中學到的技能知識， 獨立地分析和解決工藝問題， 初 步具備設計一個中等復雜程度零件（支架）的工藝規(guī)程的能力和 運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及 編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會。目錄對零件進行工藝分析并畫零件圖1.

3、1 支架的作用及結構特點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、制訂零件的機械加工工藝路線3.1 確定零件各孔、平面加工方案73.2 定位基準的選擇93.3 制訂工藝路線93.4 選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定103.5 切削用量和時間定額的確定113.6 機械加工工藝過程卡和工序卡13四、機床夾具設計計算和結構設計4.1 確定夾具設計方案，繪制結構原理示意圖154.2 工件在夾具中加工的精度分析184.3 計算夾緊力204.4 畫夾具裝配圖和零件圖21五

4、、參考文獻及畢業(yè)設計總結21一、對零件進行工藝分析并畫零件圖1.1 支架的作用及結構特點支架是起支撐作用的構架，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20mn處兩個R12mr寬12mmt勺凸出部位之間相隔2mryi其中一個 上有螺紋孔，另一個上有通孔，則此處構造比較復雜，且在支架高36mn處有2mm 寬的一個缺口，這兩部分剛度比較低。中間有 30m m的孔，屬于套類結構，伸 出部分為一平臺，上有螺紋盲孔，在端部有傾斜 60°的凸出部分，起定位作用， 此處應力教集中，強度要好。在平臺下面有增強其硬度的肋板。兩個R12mr*出， 2mm寬36mm高處缺口及R1

5、0mn凸出部分為復雜結構，其加工存在一定的難度， 要求較高，防止其損壞，需要對其進行必要的熱處理。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，M6J 12螺紋盲孔，右端部傾斜60°凸出部分中間孔8mm左端兩個凸出部分外側面及其中間 M10 螺紋孔和11孔。(1) 選用灰鑄鐵HT15Q硬度150200HB負荷低，磨損無關重要，變形很小，經過正火處理?；诣T鐵件的牌號和應用范圍如表1-1所示。(2) 未標注圓角半徑為R3mm(3) 加工表面不應該有毛刺、裂縫、結疤、夾渣等缺陷，并應清理清潔。(4) 所有加工表面應光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金

6、屬夾雜物。(5) 上下表面應與中心孔軸線保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm 中心孔內表面表面粗糙度 Ra< 1.6卩m,左端兩個凸出部分外表面 Ra<6.3卩 右端部傾斜60°凸出部分中間孔內表面 Raw 1.6卩m為較高精度，且8。0.015。(6) 在加工之前進行人工時效熱處理， 對毛坯預備性熱處理，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灰鑄鐵件的牌號和應用范圍牌號硬度HB應用范圍工作條件用途舉例HT100w 170(1) 負荷極低(2) 磨損無關重要(3) 變形很小蓋、外罩、油盤、手輪、手把、支架、

7、 坐板、重錘等形狀簡單、不重要的零 件，這些鑄件通常不經試驗即被采用， 一般不需要加工，或者只需經過簡單 的機械加工。HT150150 200(1) 承受中等載何 的零件(2) 摩擦面間的壓力w490KPa(1) 一般機械制造中的鑄件，如支柱、 坐板、齒輪箱、刀架、軸承座、軸承 滑座、工作臺，齒面不加工的齒輪和 鏈輪，汽車、拖拉機的進氣管，排氣管、液壓泵進油管等；(2) 薄壁(重量不大)零件，工作壓 力不大的管子配件，以及壁厚w 30mm 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。HT200170 220(1)承受較大負荷的 零件(2) 摩擦面間的壓

8、力 490KPa (大于 10t的大型鑄件 1470 Kpa)或需經表 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、金屬切削機床床身、飛輪等；(2) 汽車、拖拉機的汽缸體、汽缸蓋、 活塞、制動轂、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) 汽油機和柴油機的活塞環(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。HT250190 2401.3 支架的零件圖，見圖紙所示三卩1 |A技術要求：1、未注圓角均為R

9、23;2、加工表面涂漆；3、線性未注公差為GB/T1804-m0.060B4?110一-EEELEjmS?16I可0060 |B|0.050 |BL 4 二60 V35*r設計 校核 審核A+00015支架比例數(shù)量1:12010.3.14 重量材料HT15(二、選擇毛坯的制造方式并繪制毛坯簡圖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 < 490KPa用于一般機械制造，薄壁（重量不大）零件，

10、工作壓力不大的管子配 件以及壁厚w 30mm勺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構形狀、尺寸大小、材料的力學性能和零件的 生產類型直接相關的，另外還和毛坯的具體生產條件相關。鑄件：包括鑄鋼、鑄 鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當復雜，尺寸可以相當大， 且吸振性能好，但鑄件的力學性能差。生產綱領為大批量生產，采用精度和生產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

11、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，表面質量和力學性能好，生產效率也高，但需要專用的金屬型腔模， 適用于大批量生產中的尺寸不大的有色金屬鑄件，綜合上述生產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，如表2-1所示：毛坯的特點及應用范圍制造精度加工余量原材料工件尺寸工件形狀適用生產 類型生產成本IT11 13大鑄鐵、鑄 銅為主各種尺寸復雜各種生產較低（2）鑄件尺寸公差，如表2-2所示：（/卩m鑄件基本尺寸公差等級大于至1112131425403.65.07940634.05.6810631004.469111001605.0710

12、12(3)鑄件的機械加工余量，如表 2-3所示:(/mm)尺寸公差等級CT12加工余量等級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：(/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。鑄件的機械加工余量見毛坯的制造表2-3所示，尺寸公差等級為12,

13、加工余量等級MA為G,則可選取毛坯的加工余量有 4.5mm和3.0mm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2-5三、制訂零件的機械加工工藝路線由于零件是大批量生產，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機床、專用夾具 及專用刀具、量具，機床按工藝路線排列組織流水生產。為減輕工人的勞動強度， 留有進一步提高生產率的可能，該支架在工藝設計上采用了組合機床的流水線加 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 號加工方案經濟加工精 度等級（IT）加工表面粗 糙度Ra/卩m適用范圍1鉆11 1212.5加工未淬

14、火鋼及鑄 鐵的實心毛坯，也可 用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高），孔徑v 20mm2鉆-鉸893.2 1.63鉆-粗鉸-精鉸781.6 0.84鉆-擴1112.5 6.3加工未淬火鋼及鑄 鐵的實心毛坯，也可 用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高），5鉆-擴-鉸893.2 1.66鉆-擴-粗鉸-精鉸71.6 0.87鉆-擴-機鉸-手鉸670.4 0.1孔徑20mm8鉆-（擴）-拉（或推）791.6 0.1大批量生產的中、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30：032，要求內表面粗糙度 RaK6.3卩m則選擇鉆-擴-粗鉸- 精鉸的加工方式；B、加工11,要求內表面Raw

15、 6.3卩m 選擇鉆-鉸的加工方式；C、加工800.015，要求內表面RaK 1.6卩m選擇鉆-粗鉸-精鉸的加工方式。（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 號加工方案經濟加工精度等 級（IT）加工表面粗糙 度Ra/卩m適用范圍1粗車-半精車896.3 3.2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（或粗銑）-精刨（或 精銑）796.3 1.6一般加工不淬 硬的平面 （端 銑表面粗糙度 可較低）5粗刨（或粗銑）-精刨（或 精銑）-刮研560.8 0.1精度要求較咼 的不淬硬平 面，批量較大 時，宜米用寬 刃精刨方案6粗刨（

16、或粗銑）-精刨（或 精銑）-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要求，四處平面加工，精度要求都在表面粗糙度Ra< 6.31.6卩m之間，結合零件形狀尺寸，選擇粗銑-精銑的加工方式。（3）機械加工的安排原則1. 對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯，或尺寸偏差較大的毛坯，應首先安 排劃線工序，為精基準加工提供找正基準；2. 按“先基面后其他”的順序，首先加工精基準面；3. 在重要表面加工前應對精基準進行修正；4. 按“先主后次、先粗后精”的順序，對精度要求較高的各主要表面進行 精加工、半精加工和精加工；5. 對于主要表面有位置精度要求的次要表

17、面，應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放在最后階段進行，對于 易出現(xiàn)廢品的工序，精加工和光整加工可適當提前。3.2 定位基準的選擇工件在機床上用夾具進行夾緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的工 件上的這些表面稱為定位基準，定位基準分為粗基準和精基準。1 、粗基準的選擇粗基準的選擇要重點考慮如何保證各個加工表面都能分配到合理的加工余 量，保證加工面與非加工面的位置、 尺寸精度，還同時要為后續(xù)工序提供可靠的 精基準。按照有關粗基準的選取原則（即當零件有非加工表面時，應以這些非加工表 面作粗基準；若零件有若干個非加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精

18、 度較高的不加工表面作粗基準）：加工D面時，選取60外表面外圓為粗基準， 利用V型塊和一緊固螺釘以 60外圓定位夾緊，以限制四個自由度，再以C面為次要粗基準，限制一個自由度，共限制五個自由度，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； 加工800.015以R10非加工表 面外圓為粗基準。2、精基準的選擇選擇精基準時，重點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，同時也要考慮零件的裝夾方便、可靠、準確。結合零 件形狀尺寸大小、裝夾定位，取 D面為精基準，較好定位，且定位基準與設計基 準重合。3.3 制訂工藝路線擬定工藝路線的出發(fā)點是使零

19、件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術 要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作：一是根據(jù)生產綱 領確定加工工序和工藝內容，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，即主要選擇定位基準和檢驗基準。在生產綱領已確定為批量生產的條 件下，可以考慮采用萬能機床，組合機床和專用夾具，并盡量采用工序集中的原 則，通過減少工件安裝的數(shù)量來提高生產率。 除此之外，還應盡量考慮經濟精度 以便使生產成本盡量下降。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（人工時效，降低硬度）工序3 以所選基準，劃C、D E面加工線工序4 粗銑-精銑D面工序5 粗銑

20、-精銑C E面工序6 鉆M0 12螺紋底孔工序7 攻螺紋M6J 12工序8 粗銑-精銑F面工序9 鉆M10螺紋底孔工序10攻螺紋M10工序11粗銑-精銑G面工序12鉆-鉸11工序13鉆-擴-粗鉸-精鉸3000'032工序14倒角30 00.032孔，C端面處工序15倒角30 00.032孔，D端面處工序16鉆-粗鉸-精鉸800.015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)約時間，提高了生產率，按機械加工安 排原則，合理的擬定工藝路線。3

21、.4 選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定(1) 工序3, 工件固定在平臺上，用劃線尺劃線找正；(2) 工序4,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銑刀225mm量具卡板。D面有3mm加工余量，粗銑2mm留 1mn余量，精 銑，保證平面度0.05mm(3) 工序5,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 225mm量具卡板。C、E面有4.5mm加工余量，粗銑3.5mm留1mm余 量，精銑，相對A基準，保證其垂直度度0.06mm(4) 工序6,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具。5麻花鉆，螺旋角B =28&

22、#176;,頂角2Ky =118°，后角a。=16°，橫刃 斜角書=4060°,鉆孔深度12mn 5盲孔，M10螺紋底孔，量具卡尺；攻螺紋，絲錐M6X 1,螺紋量規(guī)，攻螺紋機 S4012A(5) 工序8,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銑刀225mm量具卡板。F面有3mm加工余量，粗銑2mmi留 1mm余量，精 銑，相對于B面，保證平行度0.06mm(6) 工序9,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，9擴孔鉆(直柄 擴孔鉆)，擴鉆通孔9, M10螺紋底孔，量具卡尺；攻螺紋，絲錐M10X 1,螺紋量規(guī)，攻螺紋機 S4012A(7

23、) 工序11,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銑刀225mm量具卡板。G面有3mn加工余量，粗銑2mm留 1mn余量，精 銑，相對于B面，保證平行度0.06mm(8) 工序12,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，10.8擴孔鉆(直 柄擴孔鉆)，量具卡尺，加工此孔有4mm(雙邊)余量，留0.2mm精加工鉸刀11H8,鉸孔，直柄機用鉸刀；(9) 工序13,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，29.8擴孔鉆(直 柄擴孔鉆)，量具卡尺，加工此孔有10mm(雙邊)余量，留0.2mm精加工； 粗鉸到29.93，直柄機用鉸刀； 精鉸到30H7,直柄機用鉸刀；(1

24、0) 工序14、15,倒角3000.032孔兩端面內孔，選用臥式車床 C620-1，專用夾具；(11) 工序16,選擇X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，量具卡尺7.8標準麻花鉆，鉆孔，留0.2mm余量； 粗鉸到7.96mm留0.04mm余量，直柄機用鉸刀； 精鉸到8H7,直柄機用鉸刀；3.5 切削用量和時間定額的確定(1)工序4,粗銑-精銑D面，保證總高，fz =0.08mm齒(參考切削手冊), 切削速度：參考有關手冊，確定V =0.45m/s。即27m/min,采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm齒數(shù) z=20,則 ns = 1000v =1000 27 =38r/min,現(xiàn)采用

25、X6130兀dw兀匯225萬能升降臺銑床，根據(jù)機床使用說明書，取nw =37.5r/min,故實際切削速度為：V = n dwnw/1000= n X 225X 37.5/1000=26.5m/min當nw =37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為：Fm =f zznw =0.08 X 20X37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fn=60mm/mi n故直接選用該值，切削加工時，由于是粗銑-精銑，利用作圖法，可得出行程刀刃口寬 20mm L=2X色X 60mm=360mm則20機動加工時間為：Tm =L/f m =360/60min=6min 工序5,粗銑-精銑C、E面

26、，切削用量同上，銑刀行程 L=360mm 16X 2mm=392mm則機動加工時間為 Tm = L/f m =392/60min=6.53min(3)工序6,鉆M6J 12螺紋底孔，即鉆5盲孔，確定進給量f :根據(jù)切 削手冊，當材料S bv 800MPa do二5mm時，f =0.20.6mm/r，由于本零件 在加工5孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù) 0.75，貝Uf = (0.2 0.6 ) X 0.75=0.15 0.45mm/r根據(jù)X6130機床說明書，取f=0.1mm/r,切削速度，根據(jù)切削手冊，查得切削速度V=18m/min所以NS = 1000V/ n dw =1000X 18

27、/3.14 X 5=1145r/min根據(jù)機床說明書，取nw=195r/min,故實際切削速度為V = n dwnw/1000 = n X 5X 195/1000=3.06m/min切削工時，L=12,則 Tm = L/n wf =12/195 X 0.1=0.62min 工序 7,攻螺紋 M6J 12, V = 0.1m/s = 6m/min, 即 ns =238r/min,按機 床選取 nw =195r/min，貝U V=4.9m/min,機動工時：L=12mm 則Tm = 2L/n wf =12 X 2/195 X 仁0.13min(5) 工序8,粗銑-精銑F面，切削用量同工序4, L=

28、40X 2=80mm則機動工 時為 Tm =L/f m =80/60min=1.33min(6) 工序9,鉆M10螺紋底孔，即擴孔鉆 9的鉆頭對8的孔進行擴孔， 根據(jù)有關手冊的規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取f=(1.2 1.8)f 鉆=(1.2 1.8) X 0.65 X 0.75=0.585 0.87mm/r根據(jù)機床說明書，選取f=0.57mm/r,則V= (1/2 1/3) V鉆=(1/2 1/3 ) X 12=64m/min則主軸轉速為n=51.634r/min,并按機床說明書取 nw =68r/min,實際切削速度 為：V=n dwnw/1000= n X 37 X 68

29、/1000=7.9m/min切削工時，L=12mm,m = L/n wf=12/68 X 0.57=0.31min(7) 工序10,攻螺紋M10切削用量同工序7, L=12mm則機動工時為：Tm = L/f m =12/60=0.2min(8) 工序11,粗銑-精銑G面，切削用量同工序8,機動工時為：Tm=1.33min(9) 工序12,鉆-鉸11孔用10.8鉆頭對8孔進行擴鉆，同工序9,切削工時：Tm =0.31mi n11H8鉸刀鉸孔，參考有關資料，取鉸刀的切削速度VC =0.3m/s=18m/min, 由此計算出轉速為：n=1000V/n d=1000*18/ n *11=573.25r

30、/min按機床實際轉速取n=500r/min,則實際切削速度VC =n dn/1000= n *11*500/1000=15.7m/min=0.26m/s切削工時：L=12mm Tm =L/nVc =12/500*0.26=0.09min(10) 工序13,加工3000.032孔 用29.8鉆頭對25孔進行擴鉆，同工序9,切削工時：L=71，則切削 工時：Tm =L/nwf=71/68 X 0.57=1.83min 粗鉸-精鉸30孔，參考有關資料，取鉸刀的切削速度V =0.3m/s=18m/min, 由此計算出轉速為：n=1000V/n d=1000*18/ n *30=191.08r/min

31、按機床實際轉速取n=200r/min,則實際切削速度VC =n dn/1000= n *30*200/1000=18.84m/min=0.314m/s切削工時：L=70mm Tm =2L/nVc=2*70/200*0.314=2.23min(11) 工序14,30。0.032內孔倒角C1 ( C端面處),選臥式車床C620-1, 據(jù)手冊及機床取fi =0.08mm/r,當采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般資料，確定切削 速度 V=16m/min,則ns =1000V/n d=1000*16/ n *30=159.1r/min按機床說明書取nw =120r/min,則此時切削速度為：V = n dnw/

32、1000=11.3m/min切削工時：L=2mm 則 Tm = L/n wf =2/120*0.08=0.21min(12) 工序15,30。°.032內孔倒角C1 (D端面處)，同工序14,切削工時:Tm =0.21min(13) 工序16,鉆-粗鉸-精鉸8000157.8標準麻花鉆鉆孔，同工序 6,切削工時：L=10mmTm = L/n wf=10/195*0.1=0.51min粗鉸-精鉸8,參考有關資料，取鉸刀的切削速度VC =0.3m/s=18m/mi n,由此計算出轉速為：n=1000V/n d=1000*18/ n *8=716.56r/min按機床實際轉速取n=700r

33、/min,則實際切削速度VC =n dn/1000= n *8*700/1000=17.58m/min=0.29m/s切削工時：L=10mm, Tm =2L/nVc =2*10/700*0.29=0.1min3.6 機械加工工藝過程卡和工序卡表3-4支架機械加工工藝主要工序卡工序工步工序說明機床夾 具 或 輔 助 工 具刀具量具走 刀 次 數(shù)切 削 深 度mm進給量mm/r主軸 轉速 r/min切削 速度 m/min工時 定額min41粗銑D 面，留1mn余量X6130A專高速鋼 鑲齒一三卡1260mm/min37.526.532精銑D面11351粗銑C E面，留1mm余 量X6130A用 夾

34、 具面刃銑 刀板13.53.262精銑CE面113.2661鉆M6J12螺紋X6130A5麻花鉆頭卡尺1120.11953.060.62底孔71攻螺紋M6J 12S4012A絲錐M6X 1螺 紋 量 規(guī)11.251954.90.1381粗銑F 面，留1mm余量X6130A高速鋼 鑲齒一三 面刃銑刀卡板1260mm/min37.526.50.672精銑F面110.6791鉆M10螺紋底孔X6130A9擴孔鉆頭卡尺1120.57687.90.31101攻螺紋M10S4012A絲錐M10X 1螺 紋 量 規(guī)11.251954.90.2111粗銑G 面，留1mn余量X6130A高速鋼 鑲齒一三 面刃銑

35、刀卡板1260mm/min37.526.50.672精銑G面110.67121擴鉆8孔X6130A 10.8擴孔鉆頭卡尺1120.57687.90.312精加工鉸孔 11H8鉸刀1121.650015.70.09131擴鉆25孔X6130A 29.8擴孔鉆 頭1710.57687.91.832粗鉸到29.9329.93鉸刀1711.120018.81.123精鉸到 30H7 30H71711.12141倒角30內孔, C端 面處C620-1成型刀具樣板10.0812011.30.21151倒角30內C620-1成型刀具10.080.21孑L, D端 面處161用7.8鉆頭鉆孔X6130A7.8

36、麻花鉆卡尺1100.11953.060.512粗鉸到 7.96 7.96鉸刀1101.770017.60.053精鉸到8H78H7鉸刀1100.05表3-3支架機械加工工藝過程卡工序號工序名稱工序內容工藝裝備1鑄造鑄造2熱處理人工時效熱處理3劃線以毛坯外形找正劃主要加工線鉗臺4銑以60外圓和C面為粗基準，粗銑D面，留1mn余量，精銑X6130A專用工裝5銑以D面為精基準，粗銑C、E面，留1mm余量，精銑X6130A專用工裝6鉆用5鉆頭鉆M6J 12螺紋底孔X6130A，專用工 裝，鉆模7攻螺紋攻螺紋M6J 12S4012A,專用工裝8銑以D面為精基準，B面為粗基準， 粗銑F面，留1mm余量，精

37、銑X6130A專用工裝9鉆用9鉆頭擴鉆M10螺紋底孔X6130A，專用工 裝，鉆模10攻螺紋攻螺紋M10S4012A,專用工裝11銑以D面為精基準，B面為粗基準， 粗銑G面，留1mm余量，精銑X6130A專用工裝12鉆-鉸用10.8鉆頭擴鉆8孔，精加工 鉸孔X6130A，專用工 裝，鉆模13鉆-鉸用29.8鉆頭擴鉆25孔，粗鉸至U29.93，精鉸到 30H7X6130A，專用工 裝，鉆模14倒角倒角30內孔，C端面處C620-1,專用工裝15倒角倒角30內孔，D端面處C620-1,專用工裝16鉆-鉸用7.8鉆頭鉆孔，粗鉸到7.96， 精鉸到8H7X6130A，專用工 裝，鉆模17熱處理淬火，提

38、高硬度，150200HB18鉗工去毛刺鉗臺19終檢按圖樣要求檢驗各部分尺寸20入庫涂防銹油，入庫四、機床夾具設計計算和結構設計經過對支架零件的機械加工工藝規(guī)程分析設計，對零件有了全面的認知，選擇工序13鉆-擴-粗鉸-精鉸3000.032分析，并結合此工序，設計一套專用夾具。4.1確定夾具設計方案，繪制結構原理示意圖(1) 定位方案加工3000.032孔，內孔表面粗糙度 RaK 1.6卩m以底面D面為精基準，限 制三個自由度，以11孔軸線為定位基準，限制三個自由度，則對 Z軸旋轉自 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

39、自由度，從而工件處于完全定位狀 態(tài)，進行加工。削邊銷尺寸標準如圖4-1和表4-2所示：圖4-1B6k)QJ /表4-2 削邊銷尺寸D2366882020 2525 3232 40> 40b2345668BD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5(2) 導向方案為了能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具都應設置引導刀具 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，因工件批量大且經鉆-粗鉸-精鉸孔工序，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

40、，定位較容易，工件批量大，選取簡單的手動夾緊 裝置，螺旋夾緊機構，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) 夾具體的設計結合零件的結構、加工要求及以上分析，初步設計夾具體的結構。a、采用鑄造夾具體的鋼套鉆孔鉆模、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面，此方案結構緊湊，安裝穩(wěn)定，剛性好，成本低，結構 簡單，較合理。b、采用型材夾具體的鉆模，夾具體由左側板、定位心軸、鉆模板安裝在底 座上，夾具體底面為安裝基準面，此方案的夾具體為框架式結構，結構復雜、質 量

41、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，盡量減少生產成本，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4-4表4-5 V型塊尺寸NDBHlbr基本尺寸極限偏差f7基本尺寸極限偏差f925161.555> 45 6065-0.030-0.06020-0.020-0.072 夾具體的設計結構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、技術要求的標注 活動配合公差選擇如表4-7、表4-8所示：表4-7配合形式精度要求應用定位銷與工件基一般

42、要求較高精度定位兀件與工件準孔H7H7H7H6H6H6定位基準間，h6g6f 6，h5，g5f5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可換鉆套 或快換鉆套鉆孔及擴孔外徑與襯套H 7H7g6f7刀具切削部分導向F7 G7 h6h6刀柄或刀桿導向H 7H7f7g6粗鉸孔外徑與襯套H7H7g6h6內徑G7 H7h6h6精鉸孔外徑與襯套H6 H6 g5h5內徑G6 H6h5， h5 影響夾具在機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床相應配合表面之間的尺寸、公差。夾具體的安裝基面與機床的配合，鉆模的安裝基面是平面，可不必標注。 影響夾具精度的尺寸和精度鉆套與定位銷之間

43、尺寸40 ± 0.1，V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)定范圍內。 夾具總圖上應標注的技術要求夾具總圖上無法用符號標注而又必須說明的問題，可作為技術要求用文字寫在總圖的空白處。如夾具使用時的操作順序等。 夾具總圖上公差值的確定夾具總圖上標注公差值的原則是在滿足工件加工要求的前提下，盡量降低夾具的制造精度。夾具總圖上標注的第 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S J =（1/5 1/2） S k式中：SJ夾具總圖上的尺寸公差或位置公差；S k -與S J相應的工件尺寸公差或位置公差。當工件批量大、加工精度低時，S

44、J取小值，因為這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 應工件公差的1/3左右。對于直接影響工件加工精度的配合尺寸， 在確定了配合 性質后，應盡量選用優(yōu)先配合。工件的加工尺寸未注公差時，工件公差 S k視為IT14IT12,夾具上的相應 尺寸公差按IT11IT9標注；工件上的位置未注公差時，工件位置公差 S k視為 IT9IT11,夾具上的相應尺寸公差按IT7IT9標注。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行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多。 與夾具有關的因素有定位誤差厶D、對刀誤差厶T

45、、夾具在機床上的安裝誤差 A 和夾具制造誤差厶J等。在機械加工工藝系統(tǒng)中，因機床精度、刀具精度、刀具 與機床的位置精度、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 C。上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不準確，而形 成總的加工誤差a o1）定位誤差厶d加工尺寸（40一0.1） mm勺定位誤差 d =0o對稱度0.1mm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（+ 018 ）,定位心軸的尺寸為11f6 （：o： 0 2 7 ），則 d =Xmax = （0.018+0.027 ） mm =0.045mm2）對刀誤差厶T因對刀時刀具相

46、對于對刀塊或導向元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會引起鉆頭的位移或傾斜， 造成加工誤差。由于鋼套壁厚較薄，可只計算鉆頭位移引起的誤差。鉆套導向孔 尺寸為29.8F7 （ ：006 ），鉆頭尺寸為29.8爲6口陽尺寸（40±0.1） mm及對稱度0.1mm的刀具誤差均為鉆頭與導向孔的最大間隙 t = Xmax = （0.108+0.016 ） mm=0.124mm3）夾具的安裝誤差厶A因夾具上定位元件、對刀或導向元件及安裝基面三者間（包括導向元件與導向元件之間）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

47、差，A =0o4）夾具誤差厶J因夾具上定位元件、對刀或導向元件及安裝基面三者間（包 括導向兀件與導向兀件之間）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的調整與修配精度。影響尺寸（40二0.1） mm的夾具誤差為導向孔對安裝基面D的垂直度厶J3=0.03mm導向孔軸心線到定位端面的尺寸公差厶 J2 =0.06mm影響對稱度0.1mm的夾具誤差為導向孔對定位心軸的對稱度 J2 =0.03mm5）加工方法誤差 G因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、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 該項誤差影響因素

48、多，又不便于計算，所以在設計夾具時常根據(jù)經驗為它留出工 件公差的1/3。計算時可設 g = S k/3（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 差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此，保證工件加工精度的條件為二上述各項誤差的平方和的平方根W S k即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸公差 S k。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工 件加工精度時，需留出一定的精度儲備量 JC。因此將上式改寫為：< S k-J C 或 J C =S k - '、- >0當JC>0時，夾具能滿足工件的加工要求

49、。JC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公差 SJ確定得是否合理。鋼套鉆29.8mm孔時，加工精度的計算列于表 4-9所示：表4-9誤差名 稱加工要求(40±0.1) mm對稱度0.1mm D00.045mm T0.124mm0.124mm A00 J J2+AJ3= (0.06+0.03 ) mm J2=0.03mm G(0.2/3)mm=0.067mm(0.1/3)mm=0.033mm送 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

50、件的各項精度要求，且有一定的精度儲備4.3 計算夾緊力（1）由4.1中分析選擇點接觸式螺旋夾緊機構，計算此夾緊機構的夾緊力。 單個螺旋夾緊產生的夾緊力按下公式計算：W0=QL/【r' ta n © 1+rzta n （a + © 2 '）】（式中W單個螺旋夾緊產生的夾緊力（N）;Q原始作用力（N）;L作用力臂（mr）r ' 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑 （mr）,其值視為螺桿端部的結 構形式而定；© 1螺桿端部與工件間的摩擦角；© 2螺旋副的當量摩擦角（°）；r z螺紋中經之半（mr）a螺紋升角。）（2）計算公式中各項

51、的值 確定原始作用力Q的值：由于是手動的簡單裝置，根據(jù)經驗選擇 Q =652 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r 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量摩擦半徑查資料取為6.9，即 r ' =6.9。 確定© 1和© 2 '的值：螺桿端部與工件間的摩擦角© 1和螺旋副的當量摩擦角© 2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B30°15°0© 2 =arctan (tan © 2/cos B90° 50

52、8° 508° 32注：ta n © 2 =0.15，© 2為螺旋副的摩擦角（°）確定rz和a的值，由表4-11所示:公稱直徑/mm螺距P/mm中經之半rz/mm升角a121.755.43152° 261.55.5132° 291.255.5942° 215.6751° 361426.35052° 521.56.5132° 6116.6751° 221627.35052° 291.57.5131° 4917.6751° 11注：a =arctan （nP/2 n rz），n 為螺紋線數(shù)。（3）計算夾緊力由（1）和