杠桿零件的機械加工工藝與夾具設計說明

1、摘要1關鍵詞11前言22杠桿加工工藝規(guī)程設計 22.1零件的分析2零件的作用 2零件的工藝分析 22 . 2杠桿加工工藝 3確定毛坯的制造形式 3基面的選擇 3確定工藝路線 3機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4確定切削用量 53專用夾具的設計 163.1加工工藝孔 25夾具設計 16定位基準的選擇 16切削力的計算與夾緊力的分析 17 2夾緊元件及動力裝置確 18 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 18夾具精度分析 20夾具設計及操作簡要說明 213.2鉆M8螺紋孔夾具設計 21定位基準的選擇 21定位元件的設計 21定位誤差分析 22鉆削力與夾緊力的計算 23鉆套、襯套、鉆模板及夾具體

2、設計 23夾緊裝置的設計 25夾具設計及操作的簡要說明 263.4 小結(jié) 264結(jié)論 27參考文獻 27致謝 28杠桿零件的機械加工工藝及夾具設計摘要：本設計是CA6140杠桿零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。CA6140杠桿零件的主要加工表面是平面及孔。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證 孔的加工精度?；鶞实倪x擇以杠桿45外圓面作為粗基準，以 25孔及其下表面作為精基準。先將底面加工出來，然后作為定位基準，在以底面作為精基準加工孔。整個加工過程選用組合機床。在夾具方面選用專用夾具。

3、考慮到零件的結(jié)構(gòu)尺寸簡單，夾緊方式多采用手動夾緊，夾緊簡單，機構(gòu)設計簡單，且能滿足設計要求。關鍵詞:杠桿零件，加工工藝，夾具，定位，夾緊Mecha ni cal Process ing Tech no logy And Fixture Desig n of The LeverPartAbstract : This paper is to desig n the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spa

4、re part primarily processes the surface and bores. Gen erally speak ing, to guara ntee the accuracy of the flat surface process is easier tha n that of the bore. Therefore, this desig n follows the prin ciple that surface first and the n the bore, and defi nitely divides the process of flat surface

5、and bore into coarse processes and precise processes to guara ntee the bore processes. The basic choice is to con sider 45 outside circle as rough basis and to con sider 25 bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore

6、using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the mach ine bed. In the aspects of tongs choos ing, specialized tongs are used. In con sideratio n of the simple con struct ion size of the spare parts, clipp ing by hands is adopted. It is simple, and the orga ni zati on desig n is

7、simple, and can satisfy the desig n request.Key Words Lever spare parts, Craft proces , Tongs, Fixed position, Tight clip1冃u言本設計的課題,不僅讓我們系統(tǒng)全面的鞏固了三年來所學的的理論知識，還使我們把所學的理論知識運用到實際操作中。理論結(jié)合實際從而達到對理論知識更加的鞏固與理解，為我們走向社會打下堅實的基礎。二十一世紀機械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術的競爭。數(shù)控加工本身而言，具有設定數(shù)控程序后大批大量加工、效率高、質(zhì)量控制穩(wěn)定等優(yōu)點，是加工的必然趨勢。關鍵是你承接的工件

8、，是否適合你的數(shù)控機床，價格是 否具有贏利。數(shù)控技術是一種集機、電、液、光、計算機、自動控制技術為一體的知 識密集型技術，它是制造業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎，同時也是提高 產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段。本次設計主要步驟：杠桿零件夾具設計：設計夾具裝置，導向裝置，確定夾具技術要求和有關尺 寸，公差配合,夾具精度分析和計算；杠桿零件工藝設計：確定毛坯，確定工藝內(nèi)容。2杠桿加工工藝規(guī)程設計2.1零件的分析零件的作用題目給出的零件是 CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求 零件的配合要符合要求。零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能

9、優(yōu)良，但塑性較差、脆性 高，為此以下是杠桿需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）主要加工面：1）小頭鉆25oO.O23以及與此孔相通的14階梯孔、M8螺紋孔；2）鉆12.7oO.1錐孔及銑12.7。0.1錐孔平臺；3）鉆2 M6螺紋孔;4）銑杠桿底面及2 M6螺紋孔端面。（2）主要基準面：1）以45外圓面為基準的加工表面這一組加工表面包括：25oO.O23的孔、杠桿下表面2）以25oO.O23的孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：14階梯孔、M8螺紋孔、12.7。0.1錐孔及12.7 oO.1錐 孔平臺、2 M6螺紋孔及其倒角。其中主要加工面是 M8螺紋孔和12.7oo.1錐

10、孔平 臺。杠桿的25孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：本套夾具中用于加工 25孔的是立式鉆床。工件以25孔下表面及45孔外圓面 為定位基準，在定位塊和V型塊上實現(xiàn)完全定位。加工25時，由于孔表面粗糙度為 Ra 1.6 m。主要采用鉆、擴、鉸來保證其尺寸精度。本套夾具中用于加工杠桿的小平面和加工12.7是立式銑床。工件以2500023孔及端面和水平面底為定位基準，在長銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。加工表面： 包括粗精銑寬度為30mm的下平臺、鉆12.7的錐孔，由于30mm的下平臺的表面、 孔表面粗糙度都為Ra 6.3 m。其中主要的加工表面是孔12.7，要用 12.7鋼球檢查。

11、本套夾具中用于加工與25孔相通的 M8螺紋底孔是用立式鉆床。工件以25oO.O23孔及其下表面和寬度為30mm的下平臺作為定位基準，在大端面長圓柱銷、 支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。加工M8螺紋底孔時，先用7麻花鉆鉆孔，再用 M8的絲錐攻螺紋。2.2杠桿加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施確定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年產(chǎn)量為4000件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的 輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的 金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率?；娴倪x擇(1) 粗基準的選擇對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選

12、擇本零件的不加工表面是加強肋所在的肩臺的表面作為加工的粗基準，可用裝夾對肩臺進行加緊，利用一個V形塊支承 45圓的外輪廓作主要定位，以限制z、z、y、y四個自由度。 再以一面定位消除x、x兩個自由度，達到完全定位，就可加工25的孔。(2) 精基準的選擇主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用25的孔 作為精基準。確定工藝路線表1工藝過程Table 1 process engin eeri ng工序內(nèi)容3.2選用立式升降工序1粗精銑杠桿卜表面 。保證粗糙度是臺銃床X52K。工序2加工孔25。鉆孔25的毛坯到22mm22mm ;擴孔續(xù)表1工序內(nèi)容0 023至U24.7mm ;鉸孔24.7mm至到

13、 250 ' mm。保證粗糙度是1.6采用立式鉆床Z535。采用專用夾具。粗精銃寬度為 30mm 的下平臺，仍然采用立式銃床工序3X52K，用組合夾具。鉆12.7的錐孔，采用立式鉆床 Z535 ,為保證加工工序4的孔的位置度，采用專用夾具。加工螺紋孔 M8，锪鉆14階梯孔。用組合夾具，保工序5證與垂直方向成 10°。粗精銃M6上端面。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銃與工序6水平成36°的臺肩。用臥式銃床X52K ,使用組合夾具。鉆2-M6螺紋底孔、攻2-M6螺紋用立式鉆床 Z535 ,工序7為保證加工的孔的位置度 ，采用專用夾具工序8檢查機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確

14、定杠桿的材料是HT200 ,毛坯的重量0.85kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用 采用金屬模鑄造，毛坯尺寸的確定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，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及最小加工余量之分。由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小 余量時應按調(diào)整法加工方式予以確定。毛坯與零件不同的尺寸有：（具體見零件圖）故臺階已被鑄出，根據(jù)參考文獻14的 銑刀類型及尺寸可知選用6mm的銑刀進行粗加工，半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。1）加工25的端面，根據(jù)參考文獻8表4-35和表4-37考慮3mm，粗加

15、工2mm 到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量 都是2mm。2） 對25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6?？捎靡淮未旨庸?.9mm， 一次精加工0.1mm就可達到要求。3） 加工寬度為30mm的下平臺時，用銑削的方法加工臺肩。由于臺肩的加工表 面有粗糙度的要求Ra 6.3 m，而銑削的精度可以滿足，故采取分四次的銑削的方式， 每次銑削的深度是2.5mm。4）鉆錐孔12.7時要求加工一半，留下的余量裝配時鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見，仍然采用12的鉆頭，切削深度是2.5mm。5） 鉆14階梯孔，由于粗糙度要求Ra 3.2 m ,因此考慮加工余量2mm?？?/p>

16、一 次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可達到要求。6）加工M8底孔，根據(jù)參考文獻8表4-23考慮加工余量1.2mm?？梢淮毋@削加 工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1就可達到要求。7）加工2-M6螺紋，根據(jù)參考文獻8表4-23考慮加工余量1.2mm?？梢淮毋@削 加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1mm就可達到要求。8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加 工1mm，可達到要求。確定切削用量工序1：粗、精銑 25孔下平面（1）粗銑25孔下平面加工條件：工件材料：HT200，鑄造。機床：X52K立式銑床。查參考文獻7表30 34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（

17、面銑刀），材料：YT15，D 100mm，齒數(shù) Z 8，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=1.9mm所以銑削深度ap : ap 1.9 mm每齒進給量af :根據(jù)參考文獻3表2.4-75，取af 0.12mm/Z銑削速度V :參照 參考文獻7表30 34，取V 1.33m/s。機床主軸轉(zhuǎn)速n : n 1000Vd（1）式中 V銑削速度；d 刀具直徑。由式（1）機床主軸轉(zhuǎn)速n :1000V1000 1.33 60-n254r/mind3.14 100按照參考文獻3表3.1-74n 300r / min實際銑削速度v : vdn10003.14 100 3001000 601.57m/s進給量 V

18、: Vf afZn 0.12 8 300 /604.8mm/s工作臺每分進給量 fm : fm Vf 4.8 mm/s 288mm / min a :根據(jù)參考文獻7表2.4-81, a 40mm(2)精銑25孔下平面此處省略NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整說明書和設計圖紙等.請聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設計下載！該論文已經(jīng)通過答辯（1）確定鉆削用量1）確定進給量f 根據(jù)參考文獻7表28-10可查出f表0.470.57mm/r，由于孔深度比丨/d。30/22 1.36，kf0.9，故 f表 （0.47 0.57） 0.9 0.42 0.51 mm/r。查Z535立

19、式鉆床說明書，取f 0.43mm/r。根據(jù)參考文獻7表28-8，鉆頭強度所允許是進給量f' 1.75mm/r。由于機床進給機 構(gòu)允許的軸向力Fmax 15690N （由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量f 1.8mm/r。由于所選進給量f遠小于f'及f"，故所選f可用。2） 確定切削速度v、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm根據(jù)表28-15，由插入 法得：v表 17m/ min ， F表 4732 NT表 51.69 N M，Pm表 1.25 kW由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正由參考文獻7表 28-3，kMv 0.88，k&#

20、187; 0.75，故v表 17m/ min 0.88 0.75 11.22（m/min）'1000v表 nd°1000 11.22mm/min 162r/min22mm查Z535機床說明書,取n 195r/min。實際切削速度為：d°n v1000由表 28-5 , kMFk MT1.06，故22mm 195r / min100014m/ min51.69N m 1.06 54.8N m3)校驗機床功率切削功率Pm為Pm1巳表(n/n )kMM1.25kW (195/ 246) 1.061.05kW機床有效功率1PePe4.5 kW 0.81 3.65 kWPm故

21、選擇的鉆削用量可用。即F4732 N 1.06 5016(N)Td0 22mm，0.43mm/r， n 195r/min， v 14m/min相應地5016N ， T54.8N m，F(xiàn)m 1.05kW(2)確定擴孔切削用量1)確定進給量f根據(jù)參考文獻7表28-31 ,=(0.7 0.8 ) mm/r X 0.7=0.49 0.56mm/r。根據(jù) Z535 機床說明書，取f =0.57mm/r。2)確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻7表28-33 ,取v表 25m/min。修正系數(shù)：aPR 24 722kmv 0.88 , ka v 1.02(根據(jù)- /1.5 0.9)pap2故 v表 25m/m

22、in 0.88 1.02 11.22m/minn 1000v表/( d°)1000 11.22mm/mi n/(24.7mm)286r / mi n查機床說明書，取n275r/min。實際切削速度為don1024.7mm 275r/min 1021.3m/ min(3) 確定鉸孔切削用量1） 確定進給量f根據(jù)參考文獻7表28-36 , f表1.3 2.6mm，按該表注4, 進給量取小植。查Z535說明書，取f 1.6mm/r。2） 確定切削速度v及n由參考文獻7表28-39，取v表 8.2m/min。由參考文獻7表28-3，得修正系數(shù)kMv 0.88，ka, 0.99（根據(jù) apR

23、25 "/。.仁厶 1.2）（7）ap2故 v表 8.2m/min 0.88 0.99 7.14m/minn 1000v表/（ d°）1000 7.14（m/ min）/（25mm）91.5r / min查Z535說明書式（6），取n 100r/min，實際鉸孔速度3vdon 10325mm 100r / min 107.8m/ min（4）各工序?qū)嶋H切削用量根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔：d°22mm，f0.43mm/r， n 195r /min， v 14m/min擴孔：d0 24.7mm， f 0.57mm/r， n 275r/min， v 21.3

24、m/min鉸孔：d°25mm，f1.6mm/r， n 100r/min， v 7.8m/min工序3：粗精銑寬度為30mm的下平臺（1）粗銑寬度為30mm的下平臺加工條件：工件材料：HT200，鑄造。機床：X52K立式銑床。查參考文獻7表30 34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：YT15，D 100mm，齒數(shù)Z 8，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度ap : ap 2mm每齒進給量af :根據(jù)參考文獻3表2.4-75，取af 0.12 mm/Z銑削速度V :參照參考文獻7表 30 34，取 V 1.33m/s。由式2.1得機床主軸轉(zhuǎn)速n :1000V n

25、d100033 60 254r/min3.14 100按照參考文獻3表3.1-74 n 300r / min實際銑削速度v : vdn10003.14 100 3001000 601.57m/s進給量VfVfaf Zn0.12 8 300 /604.8 mm/s(7)工作臺每分進給量fm : fm Vf4.8mm/ s 288mm / mina :根據(jù)參考文獻7表2.4-81, a 30mm被切削層長度I :由毛坯尺寸可知I 30mm，刀具切入長度11:l10.5(D,D2a2) (13)(8)0.5(100 . 1002 302) (1 3) 5.3mm刀具切出長度l2 :取l2 2mm走刀

26、次數(shù)為1(2)精銑寬度為30mm的下平臺加工條件：工件材料：HT200，鑄造。機床：X52K立式銑床。由參考文獻7表30 31刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀)：YT15, D 100mm，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度a p : a p 1.0 mm每齒進給量af :根據(jù)參考文獻7表3031，取af 0.08mm/Z銑削速度V :參照參考文獻7表30 31，取V 0.32m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n，由式(1)有：1000V1000 0.32 60一，.n61r / mind3.14 100按照參考文獻3表3.1-31 n 75r/min實際銑削速度v : v

27、dn10003.14 100 751000 600.4m/s進給量Vf，由式(2.3)有：VfafZn 0.15 12 75/602.25mm/s工作臺每分進給量 fm :fm V 2.25 mm/s 135 mm / min被切削層長度I :由毛坯尺寸可知I 40mm刀具切入長度h :精銑時h D 100mm刀具切出長度I2 :取I2 2mm走刀次數(shù)為1工序4:鉆12.7的錐孔工件材料為 HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2.7mm ,表面粗糙度Ra 6.3 m。加工機床為Z535立式鉆床，鉆孔一一12mm標準高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔一一12.7mm標準高速鋼擴孔鉆。

28、選擇各工序切削用量。(1)確定鉆削用量1)確定進給量f于孔深度比 l/d。30/22 1.36, kif查Z535立式鉆床說明書,取f 0.43mm/r。根據(jù)參考文獻7表28-8 ,鉆頭強度所允許是進給量f' 構(gòu)允許的軸向力Fmax 15690 N (由機床說明書查出)，根據(jù)參考文獻7表28-10可查出f表0.470.57mm/r ,由0.9 ,故 f表(0.47 0.57) 0.9 0.42 0.51mm/r。1.75mm/r。由于機床進給機根據(jù)參考文獻7表28-9 ,允OIH、f及f ,故所選f可用。軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm根據(jù)參考文獻7表許的進給量f 1.8mm/r由于所選

29、進給量f遠小于2)確定切削速度v、28-15 ,由插入法得：v表 17m/ min , F表 4732 NT表 51.69 N M ,巳表 1.25 kW由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。由參考文獻7表 28-3 , kMv 0.88, k» 0.75,故Iv表 17m/ min 0.88 0.75 11.22(m/min)'1000v表 1000 11.22mm/min.22mmd°n162r/min查Z535機床說明書,取n 195r/min。實際切削速度為：d0n22mm 195r / min 一 ,.v14m/ min1000

30、 1000由參考文獻7表28-5 , kMF kMT 1.06,故F 4732 N 1.06 5016( N)T 51.69N m 1.06 54.8N m3）校驗機床功率切削功率Pm為1Fm Fm表 ( n / n ) kMM1.25kW (195/ 246) 1.061.05kW機床有效功率P'ePe4.5kW 0.81 3.65 kWPm(9)(10)故選擇的鉆削用量可用。即do 22mm, f 0.43mm/ r , n 195r/ min , v 14m/ min相應地F 5016N , T 54.8N m, Pm 1.05kW（2）確定擴孔切削用量1）確定進給量f根據(jù)參考文

31、獻7表28-31 ,(0.7 0.8 )mm/r X 0.7=0.49 0.56mm/r 。根據(jù)Z535機床說明書，取f =0.57mm/r 。2）確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻7表28-33 ,取v表 25m/min。修正系數(shù)：apR 24 722kmv 0.88 , kapv 1.02(根據(jù)上 /1.50.9)pap2故 v表 25m/min 0.88 1.02 11.22m/minn 1000v表/( d0)1000 11.22mm/mi n/(24.7mm)286r / min查機床說明書，取n275r/min。實際切削速度為d°n1024.7mm 275r / min 1

32、021.3m/min工序5:鉆M8螺紋孔锪鉆14階梯孔/1）加工M8底孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為8mm。加工機床為Z535立式鉆床， 加工工序為鉆孔至7,選用7的麻花鉆頭。攻M8螺紋，選用M8細柄機用絲錐攻螺紋。切削深度ap : ap 10.5mm進給量f :根據(jù)參考文獻 表2.4-39 ,取f 0.25mm/r切削速度V :參照參考文獻 表2.4-41 ,取V 0.43m/s由式（1）機床主軸轉(zhuǎn)速n :n 型匹 1000 °43 60 n74r/min，取 n 900r/mindo3.14 7實際切削速度V :Vd°n1000被切削層長度1 :

33、 l12.5mm刀具切入長度11 :I1Dctgkr1000(12)314 7 900 0.33m/s607ctg12024.1mm(11)刀具切出長度走刀次數(shù)為1攻M8 X1.5的螺紋機床：Z535立式鉆床刀具：細柄機用絲錐（M8 1.5）進給量f :由于其螺距p 1.5mm,因此進給量f 切削速度V :參照參考文獻表2.4-105 ,取Vl2 : l201.5mm /r0.148m/ s 8.88m/min由式（1）機床主軸轉(zhuǎn)速n :1000Vndo1000 8.883.14 8353.5r/min ,取n360r / min絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n°:取nn 360r / mind0n

34、3.14 8 360 實際切削速度V : V 00.15m/s1000 1000 60（2）锪鉆14階梯孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?4mm ,表面粗糙度Ra 3.2 m。加工機床為Z535立式鉆床,加工工序為锪鉆,加工刀具為：锪鉆孔14mm小直徑端面锪鉆。1）確定切削用量確定進給量f根據(jù)參考文獻7表28-10可查出f表 0.250.31mm/r ,由于孔深度比丨/d。 3/12 0.25 , kf 1.0 ,故 f表 (0.25 0.31) 1.0 0.25 0.31 mm/r。 查Z535立式鉆床說明書，取f 0.23mm/r。根據(jù)參考文獻7表28-8 ,鉆頭強度

35、所允許是進給量f' 1.75mm/r。由于機床進給機 構(gòu)允許的軸向力Fmax 15690N (由機床說明書查出)，根據(jù)參考文獻7表28-9，允 許的進給量f 1.8mm/ r。由于所選進給量f遠小于f'及f"，故所選f可用。確定切削速度v、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm根據(jù)表28-15，由插入法得：v表 17m / min ， F表 4732 NT表 51.69 N M， Fm表 1.25 kW由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。 由參考文獻7表28-3，kMv 0.88，心 0.75，故v表 17m/min 0.88 0.75 11.2

36、2(m/min)1000v 表 1000 11.22mm/ mi nn298r/mind012mm查Z535機床說明書，取n 195r/min。實際切削速度為vd0n100012mm 195r / min小，.7.35m/ min 1000由參考文獻7表28-5，kMFkMT1.0，故F 4732 N 1.04732( N)T 51.69N m 1.0 51.69N m校驗機床功率切削功率Fm為FmIPm表(n/n)kMM1.25kW (195/ 298) 1.00.82kW機床有效功率p'e Pe4.5kW 0.81 3.65kW Fm故選擇的鉆削用量可用。即d0 12mm， f 0

37、.23mm/ r， n 195r/min， v 7.35m/ min 相應地F 4732N，T 51.69N m，Pm 0.82kW工序6：粗精銑M6上端面工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。要求粗糙度Ra 3.2 m，用回轉(zhuǎn)分度儀加 工，粗精銑與水平成36°的臺肩。用立式銑床X52K，使用組合夾具。(1)粗銑M6上端面加工條件：工件材料：HT200,鑄造。機床：X52K立式銑床。查參考文獻7表30 34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀 (面銑刀)，材料：YT15，D 100mm，齒數(shù)Z 8此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度ap : ap 2mm每齒進給量a f :

38、根據(jù)參考文獻3表2.4-75，取af 0.12mm /Z銑削速度V ：參照參考文獻7表30 34，取V 1.33m/s由式（1）機床主軸轉(zhuǎn)速n :1000V1000 1.33 60-n254r/mind3.14 100按照參考文獻7表3.1-74n 300r / min實際銑削速度v : vdn10003.14 100 3001000 601.57m/s進給量 Vf : Vf afZn 0.12 8 300 /604.8mm/s工作臺每分進給量 fm : fm Vf 4.8 mm/s 288mm / mina :根據(jù)參考文獻7表2.4-81, a 40mm被切削層長度I :由毛坯尺寸可知I 4

39、0mm,刀具切入長度l1 :l1 0.5(D - D_a2) (13)( 12)0.5(100 .；1002 402) (1 3) 7mm刀具切出長度l2 :取l2 2mm走刀次數(shù)為1(2)精銑M6上端面加工條件：工件材料：HT200，鑄造。機床：X52K立式銑床。參考文獻7表30 31刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀)：YT15，D 100mm，齒數(shù)12，此為 細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度ap : ap 1.0mm每齒進給量af :根據(jù)參考文獻7表3031 ,取af 0.08mm/Z銑削速度V :參照參考文獻7表30 31，取V 0.32m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n ,由

40、式（1）有：1000V1000 0.32 60一，.n61r/mind3.14 100按照參考文獻3表3.1-31 n 75r/mindn 3.14 100 75頭際銑削速度v : v0.4m/s1000 1000 60進給量 Vf ,由式（2）有：Vf afZn 0.15 12 75/602.25mm/s工作臺每分進給量 fm :fm Vf 2.25 mm /s 135 mm / min被切削層長度I :由毛坯尺寸可知I 40mm刀具切入長度h :精銑時h D 100mm刀具切出長度J :取J 2mm走刀次數(shù)為1工序7:鉆2-M6工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?mm。加

41、工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆孔至5,選用5的麻花鉆頭。攻M6螺紋，選用M6細柄機用絲錐攻螺紋。切削深度ap : ap 4.25mm進給量f :根據(jù)參考文獻 表2.4-39 ,取f 0.25mm/r切削速度V :參照參考文獻 表2.4-41 ,取V 0.43m/s由式（1）機床主軸轉(zhuǎn)速n :1000V n1000 0.43 603.14 51643r/min ,取n900r / min實際切削速度V : Vd°n3.14 5 9001000601000被切削層長度l : l15mm刀具切入長度l1 :Dhctgkr(12)5ctg 12023.5mmdo2 2刀具切出長度l2

42、 : l20走刀次數(shù)為1攻M6 X1.5的螺紋機床：Z535立式鉆床刀具：細柄機用絲錐（M6 1.5）進給量f :由于其螺距p 1.5mm,因此進給量f 1.5mm/r切削速度V :參照參考文獻 表2.4-105，取V 0.148m/s 8.88m/min由式（1）機床主軸轉(zhuǎn)速n :1000V n1000 8.883.14 6471.3r / min，取 n480r/min絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n°:取nn 480r/min實際切削速度V : V如3.14 6 480 0.15m/s1000 1000 60被切削層長度1 : 1 15mm刀具切入長度h : h 4.5mm刀具切出長度* : l

43、20do走刀次數(shù)為1工序8：校驗3專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工杠桿零件時，需要 設計專用夾具。根據(jù)任務要求中的設計內(nèi)容，需要設計加工工藝孔 25夾具、銑寬度為30mm的 下平臺夾具及鉆M8底孔夾具各一套。其中加工工藝孔的夾具將用于組合鉆床，刀具 分別為麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀對工件上的工藝孔進行加工。銑寬度為30mm的下平臺 將用于組合銑床，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀 YG8對杠桿的25孔下表面進行加工。鉆 M8底孔夾具采用立式鉆床，先用麻花鉆鉆孔，再用絲錐攻螺紋。3.1加工工藝孔25夾具設計本夾具主要用來鉆、擴、鉸工藝孔25。這個工藝孔有尺寸精度要求為+0.023

44、， 表面粗糙度要求，表面粗糙度為Ra 1.6 m，與頂面垂直。并用于以后各面各孔加工 中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度 。本到工序為杠桿加工的第二 道工序，加工到本道工序時只完成了杠桿下表面的粗、精銑。因此再本道工序加工時 主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率， 降低勞動強度。定位基準的選擇由零件圖可知，工藝孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應與頂面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加 工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇工 藝孔的加工定位基準時，應盡量選擇上

45、一道工序即粗、精銑25下表面工序的定位基 準，以及設計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應選擇選用45外圓面作為定位基準，用V型塊定位限制4個自由度。再以25下表面加3個支撐釘定位 作為主要定位基面以限制工件的三個自由度。為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標準高速鋼麻花鉆刀具對工藝孔25進行鉆削加工；然后采用標準高速鋼擴孔鉆對其進行擴孔加工；最后采用標準高速鉸刀 對工藝孔25進行鉸孔加工。準備米用手動夾緊方式夾緊。切削力的計算與夾緊力分析由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠遠大于擴和鉸的切 削力。因此切削力應以鉆削力為準。由參考文獻9得：鉆削力F26Df 0.8H

46、B06(13)鉆削力矩T10D1.9f 0.8HB0.6(14)式中：D 25mm1HB HB maxHBmax HB min255 1 255 18723233f 0.15mm r1F 26250.150.8 2320.63755.2 NT 10 251.9 0.150.8 2320.626174N mm本道工序加工工藝孔時，工件的45外圓面與V形塊靠緊。采用帶光面壓塊的壓 緊螺釘夾緊機構(gòu)夾緊，該機構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個普通螺旋夾緊。根據(jù)參 考文獻11可查得夾緊力計算公式：W0 QL l（15）rtg 1 rztg（2）式中： 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）;Q原始作用力（N）;L

47、作用力臂（mm ）;r'螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm ）；1 螺桿端部與工件間的摩擦角（°）;Z 螺紋中徑之半（mm ）； 螺紋升角（°）；2 螺旋副的當量摩擦角（°）。由式（15）根據(jù)參考文獻11表1-2-23可查得點接觸的單個普通螺旋夾緊力：Wo35 504 (3o10'9o50')1895N夾緊元件及動力裝置確定由于杠桿的生產(chǎn)量很大，采用手動夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應用也比較 廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動力裝置采用手動夾緊。采用手動夾緊，夾緊可靠， 機構(gòu)可以不必自鎖。本道工序夾具的夾緊元件選用帶光面壓塊的壓緊螺釘。旋緊

48、螺釘使其產(chǎn)生的力通 過光面壓塊將工件壓緊。帶光面壓塊的壓緊螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1帶光面壓塊的壓緊螺釘Fig I With smooth compressi on screw press block鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計工藝孔的加工需鉆、擴、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié) 構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔25mm分鉆、 擴、鉸三個工步完成加工。鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔一一22mm標準高 速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔一一24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔 2500.023 mm標準高速鉸刀。根據(jù)參考文獻11表2-1-47可查

49、得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)尺寸如圖2及表2所示。圖2 快換鉆套Fig 2 Quick drill bush ing表2 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表Table 2 Drill bush ing structure parameters of hole reami ng tech no logydDD1D2hh1mrH公稱尺寸公差222530+0.0214642125.5181829.555 °+0.008襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖3所示圖3固定襯套Fig 3 stati onary bush ing襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示。表3固定襯套的結(jié)構(gòu)尺寸Table 3 Structure si

50、ze fixed bush ingd公稱尺寸DHC允差G允差公稱尺寸+0.041+0.03330254213+0.020+0.017根據(jù)參考文獻11表2-1-27固定V型塊的結(jié)構(gòu)及主要尺寸如圖4及表4所示圖4 V型塊Fig 4 V type block表4 V型塊的主要尺寸Table 4 The main dime nsions of the V type blockNDBHLllAA1dd1d2hb4245522068201426221011181012注：鉆模板選用固定式鉆模板，工件以底面及45外圓面分別靠在夾具支架的定位快 及V型塊上定位，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊。夾具體的設計主

51、要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖ZJZ-01所示。夾具精度分析利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關系。因此在夾具設計中， 當結(jié)構(gòu)方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準與加工基準重合，又采用頂面為主要定 位基面，故定位誤差dw很小可以忽略不計。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸 25o0.023 mm及表面粗糙度Ra1.6 m。本道工序最后采用鉸加工，選用標準高速鉸刀， 直徑

52、為25o0.023 mm，并采用鉆套，鉸刀導套孔徑為d 25 0.039 mm，夕卜徑為D 30 0.012 mm同軸度公差為0.005mm。固定襯套采用孔徑為30 0.篤mm，同軸度公差為 0.005mm。該工藝孔的位置度應用的是最大實體要求即要求：(1)各孔的實際輪廓受最24.9mm的理想圓柱面的控制。(2)25mm。( 3)當各孔的實際輪廓偏25mm時可將偏離量補償給位置度大實體實效邊界的控制即受直徑為250.1各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸 離其最大實體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸公差。(4)如各孔的實際輪廓處于最小實體狀態(tài)即其實際直徑為25.023mm時，相對于最大實體尺寸25mm的偏離量為0.023mm，此時軸線的位置度誤差可達到其最大值 0.10.0230.123mm。即孔的位置度公差最小值為0.1mm。工藝孔的尺寸 25 0.023mm，由選用的鉸刀尺寸25 0.005 mm滿足。工藝孔的表面粗糙度Ra1.6 m，由本工序所選用的加工工步鉆、擴、鉸滿足。 影響兩工藝孔位置度的因素有(如下圖所示)：(1) 鉆模板上兩個裝襯套孔的尺寸公差：10.005mm(2) 兩襯套的同軸度公差：20.005mm(3) 襯套與鉆套配合的最大間隙：325.034 25.012 0.022mm(4) 鉆套的同軸度公差：40