畢業(yè)設(shè)計(jì)-加工工藝與鉆床夾具設(shè)計(jì)

PAGEI摘要本設(shè)計(jì)是CA6140操縱機(jī)構(gòu)杠桿零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。CA6140杠桿零件的主要加工表面是平面及孔。一般來(lái)說(shuō)，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(shè)計(jì)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。基準(zhǔn)的選擇以杠桿外圓面作為粗基準(zhǔn)，以孔及其下表面作為精基準(zhǔn)。先將底面加工出來(lái)，然后作為定位基準(zhǔn)，在以底面作為精基準(zhǔn)加工孔。整個(gè)加工過(guò)程選用組合機(jī)床。在夾具方面選用專(zhuān)用夾具?？紤]到零件的結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)單，夾緊方式多采用手動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞杠桿零件，加工工藝，夾具，定位，夾緊河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE4目錄摘要 Ⅰ1緒論 11.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 11.2夾具的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 12杠桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 32.1零件的分析 32.1.1零件的作用 32.1.2零件的工藝分析 32.2杠桿加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 42.2.1確定毛坯的制造形式 42.2.2基面的選擇 42.2.3確定工藝路線(xiàn) 42.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 52.2.5確定切削用量 72.2.6確定基本工時(shí) 122.3小結(jié) 143專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 153.1加工工藝孔Φ25夾具設(shè)計(jì) 153.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 153.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析 163.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 173.1.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 173.1.5夾具精度分析 193.1.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 213.2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)夾具設(shè)計(jì) 213.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 213.2.2定位元件的設(shè)計(jì) 213.2.3定位誤差分析 223.2.4銑削力與夾緊力計(jì)算 233.2.5夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 233.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì) 263.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 273.4小結(jié) 274 總結(jié) 28參考文獻(xiàn) 29致謝 30河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。1.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì)材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀(guān)點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實(shí)用，美觀(guān)，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來(lái)新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。1.2夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類(lèi):(1)定位元件及定位裝置；(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱(chēng)夾緊機(jī)構(gòu))；(3)夾具體；(4)對(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等)；(5)動(dòng)力裝置；(6)分度,對(duì)定裝置；(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷(xiāo)釘,鍵和各種手柄等)；每個(gè)夾具不一定所有的各類(lèi)元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒(méi)有動(dòng)力裝置,一般的車(chē)床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）定位裝置的設(shè)計(jì)；（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)；（3）對(duì)刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)；（4）夾具體的設(shè)計(jì)；（5）其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。2杠桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零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(lái)支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(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Φ以及與此孔相通的Φ14階梯孔、M8螺紋孔；2）鉆Φ錐孔及銑Φ錐孔平臺(tái)；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(zhǔn)面：1）以Φ45外圓面為基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：Φ的孔、杠桿下表面2）以Φ的孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：Φ14階梯孔、M8螺紋孔、Φ錐孔及Φ錐孔平臺(tái)、2—M6螺紋孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺紋孔和Φ錐孔平臺(tái)。杠桿的Φ25孔的軸線(xiàn)合兩個(gè)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Φ25孔的是立式鉆床。工件以Φ25孔下表面及Φ45孔外圓面為定位基準(zhǔn)，在定位塊和V型塊上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工Φ25時(shí)，由于孔表面粗糙度為。主要采用鉆、擴(kuò)、鉸來(lái)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Φ12.7是立式銑床。工件以孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長(zhǎng)銷(xiāo)、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面：包括粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)、鉆Ф12.7的錐孔，由于30mm的下平臺(tái)的表面、孔表面粗糙度都為。其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7鋼球檢查。本套夾具中用于加工與Φ25孔相通的M8螺紋底孔是用立式鉆床。工件以孔及其下表面和寬度為30mm的下平臺(tái)作為定位基準(zhǔn)，在大端面長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工M8螺紋底孔時(shí)，先用Φ7麻花鉆鉆孔，再用M8的絲錐攻螺紋。2.2杠桿加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施2.2.1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(dá)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(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。2.2.2基面的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一個(gè)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(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25的孔。（2）精基準(zhǔn)的選擇主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用Φ25的孔作為精基準(zhǔn)。2.2.3確定工藝路線(xiàn)表2.1工藝路線(xiàn)方案一工序1粗精銑Φ25孔下表面工序2鉆、擴(kuò)、鉸孔使尺寸到達(dá)Фmm工序3粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)工序4鉆Ф12.7的錐孔工序5加工M8螺紋孔，锪鉆Ф14階梯孔工序6粗精銑2-M6上端面工序7鉆2-M6螺紋底孔孔，攻螺紋孔2-M6工序8檢查表2.2工藝路線(xiàn)方案二工序1粗精銑Ф25孔下表面工序2鉆、擴(kuò)、鉸孔使尺寸到達(dá)Фmm工序3粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)工序4鉆Ф12.7的錐孔工序5粗精銑2-M6上端面工序6鉆2-Ф5孔，加工螺紋孔2-M6續(xù)表2.2工序7加工M8螺紋孔，锪鉆Ф14階梯孔工序8檢查工藝路線(xiàn)的比較與分析：第二條工藝路線(xiàn)不同于第一條是將“工序5鉆Ф14孔，再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば?粗精銑M6上端面”其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都沒(méi)有太大程度的幫助。以Ф25mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面。再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線(xiàn)的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線(xiàn)而先上端面，再“鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線(xiàn)是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線(xiàn)與軸的軸線(xiàn)是非功過(guò)否重合這個(gè)問(wèn)題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線(xiàn)并不可行。從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過(guò)程如表2.3所示。表2.3最終工藝過(guò)程工序1粗精銑杠桿下表面。保證粗糙度是3.2選用立式升降臺(tái)銑床X52K。工序2加工孔Φ25。鉆孔Φ25的毛坯到Φ22mm；擴(kuò)孔Φ22mm到Φ24.7mm；鉸孔Φ24.7mm到Фmm。保證粗糙度是1.6采用立式鉆床Z535。采用專(zhuān)用夾具。工序3粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)，仍然采用立式銑床X52K，用組合夾具。工序4鉆Ф12.7的錐孔，采用立式鉆床Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專(zhuān)用夾具。工序5加工螺紋孔M8，锪鉆Ф14階梯孔。用組合夾具，保證與垂直方向成10゜。工序6粗精銑M6上端面 。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成36゜的臺(tái)肩。用臥式銑床X52K，使用組合夾具。工序7鉆2-M6螺紋底孔、攻2-M6螺紋用立式鉆床Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專(zhuān)用夾具工序8檢查2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定杠桿的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生產(chǎn)類(lèi)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(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及最小加工余量之分。由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)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(jiàn)零件圖)故臺(tái)階已被鑄出,根據(jù)參考文獻(xiàn)[14]的銑刀類(lèi)型及尺寸可知選用6mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。1）加工Φ25的端面，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮3mm，粗加工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(duì)Φ25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(dá)到要求。3）加工寬度為30mm的下平臺(tái)時(shí)，用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求，而銑削的精度可以滿(mǎn)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Φ12.7時(shí)要求加工一半，留下的余量裝配時(shí)鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見(jiàn)，仍然采用Φ12的鉆頭，切削深度是2.5mm。5）鉆Ф14階梯孔，由于粗糙度要求，因此考慮加工余量2mm?？梢淮未旨庸?.85mm，一次精加工0.15就可達(dá)到要求。6）加工M8底孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[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(dá)到要求。7）加工2-M6螺紋，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量1.2mm。可一次鉆削加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1mm就可達(dá)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(dá)到要求。2.2.5確定切削用量工序1：粗、精銑孔下平面（1）粗銑孔下平面加工條件：工件材料：HT200，鑄造。機(jī)床：X52K立式銑床。查參考文獻(xiàn)[7]表30—34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=1.9mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式（2.1）式中V—銑削速度；d—刀具直徑。由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,（2）精銑孔下平面加工條件：工件材料：HT200，鑄造。機(jī)床：X52K立式銑床。參考文獻(xiàn)[7]表30—31刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀）：，，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=0.1mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：按照參考文獻(xiàn)[7]表3.1-31實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量，由式（1.3）有：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：工序2：加工孔Φ25到要求尺寸工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)表28-9，允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率根據(jù)表28-15，由插入法得：，，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為：由表28-5，，故3）校驗(yàn)機(jī)床功率切削功率為機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，，，相應(yīng)地，，（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-31，。根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-33，取。修正系數(shù)：，故查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為（3）確定鉸孔切削用量1）確定進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說(shuō)明書(shū)，取。2）確定切削速度及由參考文獻(xiàn)[7]表28-39，取。由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，得修正系數(shù)，故查Z535說(shuō)明書(shū)，取，實(shí)際鉸孔速度（4）各工序?qū)嶋H切削用量根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔：，，，擴(kuò)孔：，，，鉸孔：，，，注：其他工序的切削用量省略。2.2.6確定基本工時(shí)（1）粗銑、精銑Φ25孔下平面加工條件：工件材料：HT200鑄鐵，200MPa機(jī)床：X525K機(jī)床刀具：高速鋼鑲齒套式面銑刀粗銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間精銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間銑Φ25孔下表面的總工時(shí)為：t=+++=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min（2）鉆孔加工條件：工件材料：HT200鑄鐵，200MPa機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：鉆孔——標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀鉆孔工時(shí)：切入3mm、切出1mm，進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，鉸孔：，，，=（30+3+1）/0.43×195=0.41min根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間擴(kuò)孔工時(shí)：切入3mm、切出1mm，進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=（30+3+1）/0.57×275=0.22min根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間鉸孔工時(shí)：切入3mm、切出1mm，進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=（30+3+1）/1.6×100=0.21min根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間總工時(shí)：t=+++++=0.41+0.22+0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min注：其他工序的基本工時(shí)省略。2.3小結(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)。3專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工杠桿零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工工藝孔Φ25夾具、銑寬度為30mm的下平臺(tái)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(kuò)孔鉆、鉸刀對(duì)工件上的工藝孔進(jìn)行加工。銑寬度為30mm的下平臺(tái)將用于組合銑床，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)杠桿的Φ25孔下表面進(jìn)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Φ25夾具設(shè)計(jì)本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)、鉸工藝孔Φ25。這個(gè)工藝孔有尺寸精度要求為+0.023，表面粗糙度要求，表面粗糙度為，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?yàn)楦軛U加工的第二道工序，加工到本道工序時(shí)只完成了杠桿下表面的粗、精銑。因此再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)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(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.1.1定位基準(zhǔn)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(yīng)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(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑Φ25下表面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇選用Φ45外圓面作為定位基準(zhǔn)，用V型塊定位限制4個(gè)自由度。再以Φ25下表面加3個(gè)支撐釘定位作為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度。為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆刀具對(duì)工藝孔Φ25進(jìn)行鉆削加工；然后采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)孔加工；最后采用標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀對(duì)工藝孔Φ25進(jìn)行鉸孔加工。準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊方式夾緊。3.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)[9]得：鉆削力鉆削力矩式中：本道工序加工工藝孔時(shí)，工件的Φ45外圓面與V形塊靠緊。采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，該機(jī)構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個(gè)普通螺旋夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可查得夾緊力計(jì)算公式：式（3.1）式中：—單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）；—原始作用力（N）；—作用力臂（mm）；—螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）；—螺桿端部與工件間的摩擦角（°）；—螺紋中徑之半（mm）；—螺紋升角（°）；—螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°）。由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-23可查得點(diǎn)接觸的單個(gè)普通螺旋夾緊力：3.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定由于杠桿的生產(chǎn)量很大，采用手動(dòng)夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊。采用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)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。旋緊螺釘使其產(chǎn)生的力通過(guò)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3.1所示。圖3.1帶光面壓塊的壓緊螺釘3.1.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿(mǎn)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(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔Φ25mm分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。鉆、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φmm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-47可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)尺寸如圖3.2及表3.1所示。圖3.2快換鉆套表3.1鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：dHD公稱(chēng)尺寸公差222530+0.021+0.0084642125.5181829.555°襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示。圖3.3固定襯套襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.2所示。表3.2固定襯套的結(jié)構(gòu)尺寸dHDC公稱(chēng)尺寸允差公稱(chēng)尺寸允差30+0.041+0.0202542+0.033+0.01713根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-27固定V型塊的結(jié)構(gòu)及主要尺寸如圖3.4及表3.3所示。圖3.4V型塊表3.3V型塊的主要尺寸NDBHLllAA1dd1d2hb4245522068201426221011181012注：T=L+0.707D-0.5N鉆模板選用固定式鉆模板，工件以底面及Φ45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(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見(jiàn)夾具裝配圖ZJZ-01所示。3.1.5夾具精度分析利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)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(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。由工序簡(jiǎn)圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸Φmm及表面粗糙度。本道工序最后采用鉸加工，選用標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀，直徑為Φmm，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（1）各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸。（3）當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（4）如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為時(shí)，相對(duì)于最大實(shí)體尺寸的偏離量為，此時(shí)軸線(xiàn)的位置度誤差可達(dá)到其最大值。即孔的位置度公差最小值為。工藝孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿(mǎn)足。工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿(mǎn)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(gè)裝襯套孔的尺寸公差：（2）兩襯套的同軸度公差：（3）襯套與鉆套配合的最大間隙：（4）鉆套的同軸度公差：（5）鉆套與鉸刀配合的最大間隙：所以能滿(mǎn)足加工要求。3.1.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明鉆鉸Φ25孔的夾具如夾具裝配圖ZJZ-01所示。裝卸工件時(shí)，先將工件放在定位塊上；再把工件向固定V行塊靠攏，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊；然后加工工件。當(dāng)工件加工完后，將帶光面壓塊的壓緊螺釘松開(kāi)，取出工件。3.2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)夾具設(shè)計(jì)本夾具主要用來(lái)粗精銑杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。粗精銑杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)時(shí)，杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)有粗糙度要求，杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)與工藝孔軸線(xiàn)分別有尺寸要求。本道工序是對(duì)杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)進(jìn)行粗精加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知Φ25孔的軸線(xiàn)所在平面和右端面有垂直度的要求是10゜，從定位和夾緊的角度來(lái)看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基準(zhǔn)是右端面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔Φ25的軸線(xiàn)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，需要重新計(jì)算上下端面的平行度，來(lái)保證垂直度的要求。在本工序只需要確定右端面放平。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對(duì)杠桿寬度為30mm的下平臺(tái)同時(shí)進(jìn)行粗精銑加工。同時(shí)為了采用手動(dòng)夾緊。3.2.2定位元件的設(shè)計(jì)本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩銷(xiāo)定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷(xiāo)。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)固定擋銷(xiāo)和帶大端面的短圓柱銷(xiāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]帶大端面的短圓柱銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如圖3.5所示。圖3.5帶大端面的短圓柱銷(xiāo)根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]固定擋銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)如圖3.6所示。圖3.6固定擋銷(xiāo)主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.4所示。表3.4固定擋銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)尺寸1218142641243.2.3定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面兩銷(xiāo)定位。其定位誤差主要為：銷(xiāo)與孔的配合0.05mm，銑/鉆模與銷(xiāo)的誤差0.02mm，銑/鉆套與襯套0.029mm由公式e=(H/2+h+b)×△max/H△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mme=0.06×30/32=0.05625可見(jiàn)這種定位方案是可行的。3.2.4銑削力與夾緊力計(jì)算本夾具是在銑\鉆床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)“17”六角螺母和”11”螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2)式（3.2）Fj－沿螺旋軸線(xiàn)作用的夾緊力Fs－作用在六角螺母L－作用力的力臂(mm)d0－螺紋中徑(mm)α－螺紋升角(゜)ψ1－螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜)ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜)r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑(゜)根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]其回歸方程為Fj＝ktTs其中Fj－螺栓夾緊力(N)；kt－力矩系數(shù)(cm－1)Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)；Fj=5×2000=10000N3.2.5夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。圖3.7定向鍵根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。圖3.8U型槽主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。表3.5U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸螺栓直徑12143020對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成杠桿寬度為30mm下平臺(tái)的粗精銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.9所示。圖3.9直角對(duì)刀塊塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。圖3.10平塞尺塞尺尺寸如表3.