機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、中國(guó)石油大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計(jì)專 業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化姓 名：薛知才班 級(jí)：12春學(xué) 號(hào)：12807145011指導(dǎo)老師：*起止日期：2013年10月至2014年2月序言隨著機(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)涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及

2、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)甏髮W(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)41.2

3、 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(jiǎn)圖 2.1 選擇毛坯的制造方式5 2.2 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、平面加工方案7 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇9 3.3 制訂工藝路線9 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10 3.5 切削用量和時(shí)間定額的確定11 3.6 機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡13四、 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184.3 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

4、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12mm的凸出部位之間相隔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60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)R12mm凸出，2mm寬36mm高處缺口及R10mm凸出部分為復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其加工存在一定的

5、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，M612螺紋盲孔，右端部?jī)A斜60凸出部分中間孔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)用范圍如表1-1所示。（2）未標(biāo)注圓角半徑為R3mm。（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0.06mm

6、和平面度0.05mm，中心孔內(nèi)表面表面粗糙度Ra1.6m，左端兩個(gè)凸出部分外表面Ra6.3m，右端部?jī)A斜60凸出部分中間孔內(nèi)表面Ra1.6m，為較高精度，且8。（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)用范圍牌號(hào)硬度HB應(yīng)用范圍工作條件用途舉例HT100170（1）負(fù)荷極低（2）磨損無關(guān)重要（3）變形很小蓋、外罩、油盤、手輪、手把、支架、坐板、重錘等形狀簡(jiǎn)單、不重要的零件，這些鑄件通常不經(jīng)試驗(yàn)即被采用，一般不需要加工，或者只需經(jīng)過簡(jiǎn)單的機(jī)械加工。HT150150200（1

7、）承受中等載荷的零件（2）摩擦面間的壓力490KPa(1)一般機(jī)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(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。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

8、削機(jī)床床身、飛輪等；（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。二、選擇毛坯的制造方式并繪制毛坯簡(jiǎn)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

9、件，摩擦面間的壓力490KPa,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30mm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。

10、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?。?）毛坯的特點(diǎn)，如表2-1所示：毛坯的特點(diǎn)及應(yīng)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(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1112131425403.65.07940634.05.68106

11、31004.469111001605.071012（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：（/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

12、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4.5mm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(jiǎn)圖，如圖2-5所示：圖2-5三、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)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/m適用范圍1

13、鉆111212.5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-鉸893.21.63鉆-粗鉸-精鉸781.60.84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)-鉸893.21.66鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸71.60.87鉆-擴(kuò)-機(jī)鉸-手鉸670.40.18鉆-（擴(kuò)）-拉（或推）791.60.1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，要求內(nèi)表面粗糙度Ra6.3m，則選擇鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸的加工方式；B、加工11，要求內(nèi)表面Ra6.3m，選

14、擇鉆-鉸的加工方式；C、加工8，要求內(nèi)表面Ra1.6m，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(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/m適用范圍1粗車-半精車896.33.2端面2粗車-半精車-精車671.60.83粗車-半精車-磨削790.80.24粗刨（或粗銑）-精刨（或精銑）796.31.6一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560.80.1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（或粗銑）-精刨（或精銑）-寬刃精刨670.80.2由表3-2可以確定支

15、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Ra6.31.6m之間，結(jié)合零件形狀尺寸，選擇粗銑-精銑的加工方式。（3）機(jī)械加工的安排原則1. 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

16、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量，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D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

17、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D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內(nèi)容

18、，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、D、E面加工線工序4 粗銑-精銑D面工序5 粗銑-精銑C、E面工序6 鉆M612螺紋底孔工序7 攻螺紋M612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

19、銑G面工序12 鉆-鉸11工序13 鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸30工序14 倒角30孔，C端面處工序15 倒角30孔，D端面處工序16 鉆-粗鉸-精鉸8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)銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銑

20、刀225mm，量具卡板。D面有3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，保證平面度0.05mm；（3）工序5，選擇X6130A萬能升降臺(tái)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(duì)A基準(zhǔn)，保證其垂直度度0.06mm；（4）工序6，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銑床，專用夾具。5麻花鉆，螺旋角=28，頂角2K=118，后角。=16，橫刃斜角=4060，鉆孔深度12mm5盲孔，M10螺紋底孔，量具卡尺；攻螺紋，絲錐M61，螺紋量規(guī)，攻螺紋機(jī)S4012A；（5）工序8，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銑床，專用夾具，采用

21、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2mm留1mm余量，精銑，相對(duì)于B面，保證平行度0.06mm；（6）工序9，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銑床，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M101，螺紋量規(guī)，攻螺紋機(jī)S4012A；（7）工序11，選擇X6130A萬能升降臺(tái)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3mm加工余量，粗銑2mm留1mm余量，精銑，相對(duì)于B面，保證平行度0.06mm；（8）工序12，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銑床，專用夾具，10.8擴(kuò)孔鉆（直柄擴(kuò)孔鉆），量具卡尺，加工此孔

22、有4mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工；鉸刀11H8，鉸孔，直柄機(jī)用鉸刀；（9）工序13，選擇X6130A萬能升降臺(tái)銑床，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10mm（雙邊）余量，留0.2mm精加工；粗鉸到29.93，直柄機(jī)用鉸刀；精鉸到30H7，直柄機(jī)用鉸刀；（10）工序14、15，倒角30孔兩端面內(nèi)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(tái)銑床，專用夾具，量具卡尺7.8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，鉆孔，留0.2mm余量；粗鉸到7.96mm，留0.04mm余量，直柄機(jī)用鉸刀；精鉸到8H7，直柄機(jī)用鉸刀；3.5 切削用量和時(shí)間定額的確定（1）

23、工序4，粗銑-精銑D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 =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 =38r/min,現(xiàn)采用X6130萬能升降臺(tái)銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取nw =37.5r/min,故實(shí)際切削速度為：V =dwnw/1000=22537.5/1000=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 =0.082037.5=60mm/min查機(jī)床說明書，剛好有fm=60mm/min,故直接選用該值，切削加工時(shí)，由于是

24、粗銑-精銑，利用作圖法，可得出行程刀刃口寬20mm，L=260mm=360mm，則機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為：Tm =L/fm =360/60min=6min(2)工序5，粗銑-精銑C、E面，切削用量同上，銑刀行程L=360mm162mm=392mm，則機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為Tm = L/fm =392/60min=6.53min（3）工序6，鉆M612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b800MPa，d。=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）0.75=0.150.45mm/r根據(jù)X6130機(jī)床說明書，

25、取f=0.1mm/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/dw =100018/3.145=1145r/min根據(jù)機(jī)床說明書，取nw=195r/min,故實(shí)際切削速度為V =dwnw/1000 =5195/1000=3.06m/min切削工時(shí)，L=12，則Tm = L/nwf =12/1950.1=0.62min(4)工序7，攻螺紋M612，V = 0.1m/s = 6m/min,即ns =238r/min,按機(jī)床選取nw =195r/min，則V=4.9m/min,機(jī)動(dòng)工時(shí)：L=12mm，則Tm = 2L/nwf =122/1951=0.13mi

26、n(5)工序8，粗銑-精銑F面，切削用量同工序4，L=402=80mm,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為Tm =L/fm =80/60min=1.33min(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=(1.21.8)f鉆 =(1.21.8) 0.650.75=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）12=64m/min則主軸轉(zhuǎn)速為n=51.634r/min,并按機(jī)床說明書取nw =68r/min,實(shí)際切削速度為：V=dwnw/1000=3768/1000=7

27、.9m/min切削工時(shí)，L=12mm,Tm = L/nwf=12/680.57=0.31min(7)工序10，攻螺紋M10，切削用量同工序7，L=12mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為：Tm = L/fm =12/60=0.2min(8)工序11，粗銑-精銑G面，切削用量同工序8，機(jī)動(dòng)工時(shí)為：Tm=1.33min（9）工序12，鉆-鉸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鉸刀鉸孔，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速為：n=1000V/d=1000*18/*11=573.25r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=500r/

28、min,則實(shí)際切削速度Vc =dn/1000=*11*500/1000=15.7m/min=0.26m/s切削工時(shí)：L=12mm，Tm =L/nVc =12/500*0.26=0.09min(10)工序13，加工30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=71/680.57=1.83min粗鉸-精鉸30孔，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計(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/min,則實(shí)際切削速度Vc =dn/1000=*30

29、*200/1000=18.84m/min=0.314m/s切削工時(shí)：L=70mm，Tm =2L/nVc=2*70/200*0.314=2.23min（11）工序14，30內(nèi)孔倒角C1（C端面處），選臥式車床C620-1，據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取f1 =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/d=1000*16/*30=159.1r/min按機(jī)床說明書取nw =120r/min,則此時(shí)切削速度為：V =dnw/1000=11.3m/min切削工時(shí)：L=2mm，則Tm = L/nwf =2/120*0.08=0.21min（12）工序15，3

30、0內(nèi)孔倒角C1（D端面處），同工序14，切削工時(shí)：Tm =0.21min（13）工序16，鉆-粗鉸-精鉸87.8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔，同工序6，切削工時(shí)：L=10mm，Tm = L/nwf=10/195*0.1=0.51min粗鉸-精鉸8，參考有關(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速為：n=1000V/d=1000*18/*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 =dn/1000=*8*700/1000=17.58m/min=0.29m/s切削工時(shí)：L=10mm ，Tm =2L/nVc =2*10/700*0.29=

31、0.1min3.6 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)床夾具或輔助工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粗銑D面，留1mm余量X6130A專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀卡板1260mm/min37.526.532精銑D面11351粗銑C、E面，留1mm余量X6130A13.53.262精銑C、E面113.2661鉆M612螺紋底孔X6130A5麻花鉆頭卡尺1120.11953.060.6271攻螺紋M612S4012A絲錐M61螺紋量規(guī)11.251954.90.1381粗銑F

32、面，留1mm余量X6130A高速鋼鑲齒三面刃銑刀卡板1260mm/min37.526.50.672精銑F面110.6791鉆M10螺紋底孔X6130A9擴(kuò)孔鉆頭卡尺1120.57687.90.31101攻螺紋M10S4012A絲錐M101螺紋量規(guī)11.251954.90.2111粗銑G面，留1mm余量X6130A高速鋼鑲齒三面刃銑刀卡板1260mm/min37.526.50.672精銑G面110.67121擴(kuò)鉆8孔X6130A10.8擴(kuò)孔鉆頭卡尺1120.57687.90.312精加工鉸孔11H8鉸刀1121.650015.70.09131擴(kuò)鉆25孔X6130A29.8擴(kuò)孔鉆頭1710.576

33、87.91.832粗鉸到29.9329.93鉸刀1711.120018.81.123精鉸到30H730H71711.12141倒角30內(nèi)孔，C端面處C620-1成型刀具樣板10.0812011.30.21151倒角30內(nèi)孔，D端面處C620-1成型刀具10.080.21161用7.8鉆頭鉆孔X6130A7.8麻花鉆卡尺1100.11953.060.512粗鉸到7.967.96鉸刀1101.770017.60.053精鉸到8H78H7鉸刀1100.05表3-3 支架機(jī)械加工工藝過程卡工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)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銑以60外圓和

34、C面為粗基準(zhǔn)，粗銑D面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝5銑以D面為精基準(zhǔn)，粗銑C、E面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝6鉆用5鉆頭鉆M612螺紋底孔X6130A，專用工裝，鉆模7攻螺紋攻螺紋M612S4012A,專用工裝8銑以D面為精基準(zhǔn)，B面為粗基準(zhǔn)，粗銑F面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝9鉆用9鉆頭擴(kuò)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(zhǔn)，B面為粗基準(zhǔn)，粗銑G面，留1mm余量，精銑X6130A，專用工裝12鉆-鉸用10.8鉆頭擴(kuò)鉆8孔，精加工鉸孔X6130A，專用工裝，鉆模13鉆-鉸用29

35、.8鉆頭擴(kuò)鉆25孔，粗鉸到29.93，精鉸到30H7X6130A，專用工裝，鉆模14倒角倒角30內(nèi)孔，C端面處C620-1,專用工裝15倒角倒角30內(nèi)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)-粗鉸-精鉸30分析，并結(jié)合此工序，設(shè)計(jì)一套專用夾具。 4.1 確定夾具設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖

36、（1）定位方案加工30孔，內(nèi)孔表面粗糙度Ra1.6m，以底面D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態(tài)，進(jìn)行加工。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D2366882020252532324040b2345668BD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5(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，鉆夾具都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件鉆套，鉆套一般安裝在鉆模板上，

37、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(jiǎn)單，定位較容易，工件批量大，選取簡(jiǎn)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，

38、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(jiǎn)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4-4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 f925161.55545606520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：（

39、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，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，刀具切削部分導(dǎo)向，刀柄或刀桿導(dǎo)向，粗鉸孔外徑與襯套，內(nèi)徑，精鉸孔外徑與襯套，內(nèi)徑， 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400.1，V型塊的寬度35.80.02，

40、為影響夾具體的精度尺寸，誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。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J =(1/51/2)k式中：J 夾具總圖上的尺寸公差或位置公差； k -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(zhǎng)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

41、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k 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D、對(duì)刀誤差T、夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)和夾具制造誤差J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

42、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(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。1) 定位誤差D 加工尺寸（40）mm的定位誤差D =0。對(duì)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(),定位心軸的尺寸為11f6（），則D =Xmax =（0.018+0.027）mm =0.045mm 2）對(duì)刀誤差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29.8

43、F7（），鉆頭尺寸為29.8mm。尺寸（40）mm及對(duì)稱度0.1mm的刀具誤差均為鉆頭與導(dǎo)向孔的最大間隙。 T = Xmax =（0.108+0.016）mm=0.124mm 3）夾具的安裝誤差A(yù) 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，A =0。4）夾具誤差J 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）

44、mm的夾具誤差為導(dǎo)向孔對(duì)安裝基面D的垂直度J3 =0.03mm，導(dǎo)向孔軸心線到定位端面的尺寸公差J2 =0.06mm。影響對(duì)稱度0.1mm的夾具誤差為導(dǎo)向孔對(duì)定位心軸的對(duì)稱度J2 =0.03mm。5）加工方法誤差G 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)G =k/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=上述各項(xiàng)

45、誤差的平方和的平方根k即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差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(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：k-JC 或 JC =k - 0 當(dāng)JC0時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。JC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）mm對(duì)稱度0.1mmD00.045mmT0.124mm0.124mmA00JJ2+J3=（0.06+0.03）mmJ2=0.03mmG(0.2/3)mm=0.067

46、mm(0.1/3)mm=0.033mm0.156mm0.0194mmJC(0.2-0.156)mm=0.044mm0(0.1-0.0194)mm=0.0806mm0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：W0=QL/【rtan1+rztan（+2）】（式中W0 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（mm）； r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； 1 螺桿端部與工件間

47、的摩擦角；2螺旋副的當(dāng)量摩擦角（）； rz 螺紋中經(jīng)之半（mm）； 螺紋升角。） （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(jiǎn)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(zhǎng)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(dāng)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(dāng)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301502=arctan（tan2/cos9050850832注：tan2 =0.15，2為螺旋副的摩擦角（）。 確定rz和的值，由表4-11所示：公稱直徑/mm螺距P/mm中經(jīng)之半rz/mm升角121.755.43152261.55.5132291.255.5942215.6751361426.3