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摆动
机械
加工
工艺
12
mm
夹具
设计
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摆动臂机械加工工艺及钻φ12mm孔夹具设计,摆动,机械,加工,工艺,12,mm,夹具,设计
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任务书示例(用宋体小四号字填写)湖南涉外经济学院毕业论文（设计）任务书学生姓名： 学号： 专业班级： 毕业论文（设计）题目： 摆动臂机械加工工艺及钻孔夹具设计 选题类型： 工程设计 选题来源： 联系生产实际 毕业论文（设计）时间: 自2014 年 12 月 10日开始至 2015 年 5 月 20 日止1. 毕业论文（设计）主要内容与要求1、毕业设计主要内容（1）制定摆动臂加工工艺规程（2）孔夹具设计；（3）编写设计计算说明书。2、毕业设计的主要技术指标（1） 绘制摆动臂毛坯及摆动臂零件图各一张；设计夹具一套，绘制夹具装配图一张及夹具件大件零件图两张；（2） 设计机械加工工艺规程一套；（画毛坯图，拟订工艺路线，选择机床和工艺装备，填写工艺过程卡片，确定加工余量、工序尺寸、切削用量、时间定额，填写加工工序卡片）（3） 设计计算说明书（8000字以上）一份。3、毕业设计基本要求（1）培养综合运用所学理论知识，独立分析和解决工程技术问题的能力。培养学生创新能力。（2）培养收集、查阅、分析各种文献资料的能力。进一步提高计算、绘图等技能。（3）学会使用工具书籍，通过夹具设计，提高结构设计能力。（4）初步掌握机械制造工艺规程设计和夹具设计的基本要求和设计方法；掌握设计计算说明书的编写。1选题类型：（1）生产实践；（2）工程设计；（3）实验研究；（4）理论分析；（5）文献综述；（5）调查研究；（6）理论应用；（7）其他。2选题来源：（1）教师科研相关；（2）联系生产实际；（3）解决社会现实问题；（4）其他。2.主要参考资料4、应收集的文献资料陈宏钧,方向明,马素敏等典型零件机械加工生产实例机械工业出版社，2004.8王季琨,沈中伟,刘锡珍机械制造工艺学天津大学出版社，2004.1李洪机械加工工艺手册北京出版社，1996.1孟少农机械加工工艺手册机械工业出版社，1991.9孙丽嫒机械制造工艺及专用夹具冶金工业出版社，2003.9杨叔子机械加工工艺师手册机械工业出版社，2004.93.毕业论文（设计）进度安排阶段阶 段 内 容起止时间1熟悉设计任务，查阅与收集资料，撰写开题报告，完成设计开题工作12.1012.312进一步收集资料，撰写详细的提纲，完成总体方案设计和部分设计计算1.11.153利用寒假，完成设计计算1.162.15完成机械加工工艺规程及夹具系统结构设计，绘制完成装配总图2.163.154完成所有工程图的绘制和设计说明书的初步写作3.164.105修改设计计算说明书，修改图纸，完成所有材料（图纸打印和说明书等）的打印并上交指导教师4.114.206指导教师指导学生集中修改论文（设计），4月27日以前定稿（提交最终纸质稿）4.214.277指导教师和评阅教师分别完成本科毕业论文（设计）的评阅与评分4.284.308毕业论文（设计）的答辩前准备、答辩以及答辩以后必要的修改工作，相关材料存档5.15.20指导教师（签名）：林海燕_ 日期：_系(教研室)主任(签名) ：_ 日期：_主管院长(签名) ：_ 日期：_注：任务书由指导教师本人填写，经系（教研室）主任、主管院长审核后发给学生。开题报告书示例湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）开题报告书论文（设计）题目作 者 姓 名所属学院专业年级 学院 专业 年级指导教师姓名、职称预计字数开题日期选题的根据： 1.说明本选题的理论、实际意义2.综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解（打印时请删除蓝色字体部分） 主要内容：研究方法：完成期限和采取的主要措施：主要参考资料：指导教师意见：（手写）指导教师签名： 年 月 日（本页手写）开 题 报 告 会 纪 要时间 地点与会人员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）会议记录摘要：记录人签名：年 月 日开题小组意见负责人签名： 年 月 日学 院 意 见主管院长签名：年 月 日本表可扩展指导人评语示例湖南涉外经济学院毕业论文（设计）指导教师评语主要对学生毕业论文（设计）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价 （打印时请删除蓝色字体部分）（本页手写）建议成绩（分数）： 指导教师签名：年 月 日评阅人评语示例湖南涉外经济学院毕业论文（设计）评阅教师评语主要对学生毕业论文（设计）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价 （打印时请删除蓝色字体部分）（本页手写）建议成绩（分数）： 评阅教师签名：年 月 日答辩记录示例湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）答辩记录论文题目（打印）作者姓名（打印）所属学院、专业、年级（打印）学院 专业 年级指导教师姓名、职称（打印）答 辩 会 纪 要时间（手写）地点（手写）答辩小组成员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）（手写）（手写）答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：（手写）记录人签名：年 月 日答辩小组意见评语：主要对学生毕业论文（设计）的研究思路，论文（设计）质量，文本图纸规范程度和对论文（设计）的介绍，回答问题情况等进行综合评价 （打印时请删除蓝色字体部分）（手写）答辩成绩（分数）： 最终评定等级： 答辩小组成员签名： 年 月 日二级学院审查意见主管院长签名： （学院公章） 年 月 日工 艺 过 程 卡产品型号零（部）件图号共1 页产品名称摆动臂零（部）件名称摆动臂第1 页材料牌号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间设 备工 艺 装 备工 时名称、型号编号夹 具辅具刀、量具准终单件10铸造铸造铸20时效时效热30铣铣22上端面金立式铣床X52K专用夹具游标卡尺面铣刀5min5min40铣铣22下端面金立式铣床X52K专用夹具游标卡尺面铣刀3min3min50钻钻铰12mm的孔并孔口倒角金摇臂钻床Z525专用夹具游标卡尺钻头，铰刀14min14min60铣铣R20.15外轮廓金立式铣床XK52专用夹具游标卡尺铣刀5min5min70车车8.6外圆以及R4.3圆弧金车床CA6140专用夹具游标卡尺外圆车刀5min5min80钻钻3孔并进行孔口倒角金摇臂钻床Z525专用夹具游标卡尺钻头，丝锥14min14min90去毛刺清洗去毛刺100验收验收110入库入库编 制审 核会 签标记处数更改文件号签 字日 期标 记处数更改文件号签 字日 期高卉林机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 摆动臂零件名称摆动臂共6页第 1 页车间工段工序号材料牌号机加工二30HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣22上端面硬质合金端铣刀，专用夹具，游标卡尺5002.670.2310.1123机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 摆动臂零件名称摆动臂共6页第 2 页车间工段工序号材料牌号机加工二40HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣22下端面硬质合金端铣刀，专用夹具，游标卡尺1000.330.0330.310. 22机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 摆动臂零件名称摆动臂共6页第 3 页车间工段工序号材料牌号机加工二50HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件摇臂钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻铰12mm的孔并孔口倒角麻花钻，高速钢绞刀，塞规2000.320.80.110.17机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 摆动臂零件名称摆动臂共6页第 4 页车间工段工序号材料牌号机加工二60HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣R20.15外轮廓硬质合金端铣刀，专用夹具，游标卡尺4001.270.5310.723机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 摆动臂零件名称摆动臂共6页第 5 页车间工段工序号材料牌号机加工二70HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件车床CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1车8.6外圆以及R4.3圆弧外圆车刀，专用夹具，游标卡尺1500.490.015210.452机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 摆动臂零件名称摆动臂共6页第 6 页车间工段工序号材料牌号机加工二80HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻3孔并进行孔口倒角麻花钻，丝锥，专用夹具7500.20.1110.22I毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）论文题目：论文题目： 摆动臂加工工艺与工装设计 所属系部：所属系部： 指导老师：指导老师： 职职 称：称： 学生姓名：学生姓名： 班级、学号班级、学号: : 专专 业：业： 年年 月月 日日II摆动臂零件的工艺规程及夹具设计摆动臂零件的工艺规程及夹具设计【摘要】摆动臂零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词关键词 ：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差Abstract:Abstract: parts processing technology and fixture design is the design of the process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure; design then a special fixture, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error generated when calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. KeyKey words:words: Technology, process, cutting, clamping, positioningIII目目 录录1 绪论.12 零件的分析.22.1 零件的形状 .22.2 零件的工艺分析 .23 工艺规程设计.43.1 确定毛坯的制造形式.43.2 基面的选择.43.3 制定工艺路线.43.3.1 工艺路线方案一.43.3.2 工艺路线方案二.53.3.3 工艺方案的比较与分析.53.4 选择加工设备和工艺装备.53.4.1 机床选用.63.4.2 选择刀具.63.4.3 选择量具.63.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.63.6 确定切削用量及基本工时 .74 钻孔夹具设计.124.1 夹具的夹紧装置和定位装置.124.2 夹具的导向.134.3 钻孔与工件之间的切屑间隙.134.4 钻模板.144.5 定位误差的分析 .144.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用.154.7 确定夹具体结构和总体结构.174.8 夹具设计及操作的简要说明.18结 论.19参 考 文 献.20致 谢.2111绪论夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。 ”工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。22 2 零零件件的的分分析析2.12.1 零件的形状零件的形状题目给的零件是摆动臂零件，主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示 2-1。图 2-1 摆动臂零件图2.22.2 零件的工艺分析零件的工艺分析由零件图可知，其材料为 HT200，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。3摆动臂零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为 3.2。2. aRm粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值 3.2。4. 钻内孔，及表面粗糙度值aRmaR3.2。5.两侧面粗糙度aR值 6.3、12.5，面粗糙度值 6.3。mmmaRm摆动臂零件共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)底部端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，倒角钻孔。这一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求。其要求并不高，粗铣后半精铣就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，粗糙度为 3.2；的端面，并带有倒角。其要求也不高，粗铣后半精铣就可以达到精度要求。43 3 工工艺艺规规程程设设计计本摆动臂零件假设年产量为 10 万台，每台铣床需要该零件 1 个，备品率为19%，废品率为 0.25%，每日工作班次为 2 班。该零件材料为 HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择焊接。依据设计要求 Q=100000 件/年，n=1 件/台；结合生产实际，备品率 和 废品率 分别取 19%和 0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=2XQn(1+)（1+)=238595 件/年3.13.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用型材，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.23.2 基面的选择基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像摆动臂零件这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准) 3。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.33.3 制定工艺路线制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.13.3.1 工艺路线方案一工艺路线方案一10 铸造铸造20 时效时效30 铣 铣 22 上端面40 铣 铣 22 下端面550 钻 钻铰 12mm 的孔并孔口倒角60 铣 铣 R20.15 外轮廓70 车 车 8.6 外圆以及 R4.3 圆弧80 钻 钻 3 孔并进行孔口倒角90 去毛刺 清洗去毛刺100 验收验收110 入库入库3.3.23.3.2 工艺路线方案二工艺路线方案二10 铸造铸造20 时效时效30 铣 铣 22 上端面40 铣 铣 22 下端面50 钻 钻铰 12mm 的孔并孔口倒角60 车 车 R20.15 外轮廓70 车 车 8.6 外圆以及 R4.3 圆弧80 钻 钻 3 孔并进行孔口倒角90 去毛刺 清洗去毛刺100 验收验收110 入库入库3.3.33.3.3 工艺方案的比较与分析工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在铣床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10 铸造铸造20 时效时效30 铣 铣 22 上端面40 铣 铣 22 下端面50 钻 钻铰 12mm 的孔并孔口倒角60 铣 铣 R20.15 外轮廓70 车 车 8.6 外圆以及 R4.3 圆弧80 钻 钻 3 孔并进行孔口倒角90 去毛刺 清洗去毛刺100 验收验收6110 入库入库3.43.4 选择加工设备和工艺装备选择加工设备和工艺装备3.4.13.4.1 机床选用机床选用.工序是粗铣、和精铣。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用铣床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 XK52 铣床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表 4.2-7。.工序是钻孔，选用 Z525 摇臂钻床。3.4.23.4.2 选择刀具选择刀具.在铣床上加工的工序,一般选用硬质合金铣刀和镗刀。加工刀具选用 YG6 类硬质合金铣刀，它的主要应用范围为普通低碳钢、冷硬低碳钢、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位铣刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册 （主编 孟少农） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有参数4。3.4.33.4.3 选择量具选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.53.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“摆动臂零件” 零件材料为 HT200，查机械加工工艺手册 （以后简称工艺手册 ） ，表 2.2-17 各种低碳钢的性能比较，灰焊接的硬度 HB 为 143269，表 2.2-23 灰焊接的物理性能，HT200 密度 =7.27.3（） ，计算零件毛坯的重量约为 23cmg。kg表 3-1 机械加工铣间的生产性质同类零件的年产量件生产类别重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产5 以下10 以下100 以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产300100050050005000500007大量生产1000 以上5000 以上50000 以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于 3050，毛坯重量2100为轻型，确定为大批生产。kgkg根据生产纲领，选择焊接类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查工艺手册表 3.1-19 特种焊接的类别、特点和应用范围，再根据表 3.1-20 各种焊接方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件5。表 3-2 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级公差等级 CT焊接方法灰焊接砂型手工造型1113砂型机器造型及壳型810金属型79低压焊接79熔模焊接57根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.63.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册 （第三版，艾兴、肖诗纲编，1993 年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别6。工序 30：铣 22 上端面机床：铣床 X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。15YT100Dmm5Z 单边余量：Z=1mm精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：取：取铣削速度fa0.15/famm Z2.8/Vm s每齿进给量：取取铣削速度faZmmaf/18. 02.47/Vm s机床主轴转速：n (3-1)10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照文献，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v8 (3-2)3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：,取amma60切削工时被切削层 ：由毛坯可知， l141lmm68lmm刀具切入：1l (3-3)2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： (3-4)1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间： (3-5)1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 40：铣 22 下端面机床：铣床 X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。15YT100Dmm5Z 精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：取：取铣削速度fa0.15/famm Z2.8/Vm s每齿进给量：取，取铣削速度faZmmaf/18. 02.47/Vm s机床主轴转速：n (3-6)10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照文献，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v (3-7)3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm9：取amma60切削工时被切削层 ：由毛坯可知， l141lmm68lmm刀具切入：1l 2210.5()(1 3)lDDa (3-8)220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： (3-9)1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间： (3-10)1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 50：钻铰 12mm 的孔并孔口倒角机床：立式钻床 Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：pa6pamm进给量：取。frmmf/33. 0切削速度取。 V0.48/Vm s机床主轴转速：n （3-38）100010000.4860539.53 / min3.146.35vnrd按照文献，取630 /minnr所以实际切削速度 ： （3-39）v3.146.35 6300.56/1000100060dnvm s切削工时 被切削层 ：l42lmm刀具切入：1l （3-40）117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出： 取2lmml412mml32走刀次数为 110机动时间： （3-41）1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 60：铣 R20.15 外轮廓机床：铣床 XK52刀具：铣刀(硬质合金材料)，材料：。15YT精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：取：取铣削速度fa0.15/famm Z2.8/Vm s每齿进给量：取，取铣削速度faZmmaf/18. 02.47/Vm s机床主轴转速：n (3-6)10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照文献，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v (3-7)3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：取amma60切削工时被切削层 ：由毛坯可知， l141lmm68lmm刀具切入：1l 2210.5()(1 3)lDDa (3-8)220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： (3-9)1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间： (3-10)1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 70 粗车 8.6 外圆以及 R4.3 圆弧11所选刀具为 YG6 硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表 1.1，由于 C6140 机床的中心高为 200（表 1.30） ，故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择mmHBmmmm2516mm5 . 4车刀几何形状为卷屑孔带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角0V012006vK090=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。vK010s00srmm8 . 0.确定切削深度pa由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故mm5 . 2 = pa25 . 2mm25. 1.确定进给量f根据切削加工简明实用手册可知：表 1.4刀杆尺寸为，工件直径400 之间时，mm16mm25pamm4100 进给量=0.51.0frmm按 CA6140 机床进给量（表 4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7frmm确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 130，CA6140 机床进给机构允许进给力=3530。maxFN根据表 1.21，当强度在 174207时，=时，径HBSpamm4f75. 0rmmrK045向进给力：=950。RFN切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表 1.292） ，故实际进给力fFroFfKsFfKkrFfK为： =950=1111.5 由于切削时fF17. 1N进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。frmm7 . 0.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表 1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=mm5 . 1T。min60.确定切削速度0V切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表 1.11，当硬质合金刀加工硬度 200219的铸件，15YTHBS，切削速度=。pamm4frmm75. 0Vmin63m切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表 1.28） ，tvKmvKsvKTvKKvK故： =tVvK=63 （3-12）0V0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 min48m12 =120 （3-13）nDVc1000127100048minr根据 CA6140 车床说明书选择 =1250nminr这时实际切削速度为：cV = （3-14）cV1000cDn1000125127min50m.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表 1.25，=，HBS 160245pamm3f rmm75. 0切削速度时，min50mV =CPkw7 . 1切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：krPckPcrK0 =1.7=1.2 CP73. 0kw根据表 1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削nmin125rEPkw9 . 5CPEP用量可在 CA6140 机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，=，=pammfrmm7 . 0nmin125rsr08. 2Vmin50m工序 80：钻 3 孔并进行孔口倒角（1） 、钻孔切削深度：pa1.5pamm进给量：根据机械加工工艺师手册表 28-10，取f(0.22 0.28)/fmm r由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则(0.20 0.28) 0.75/(0.165 0.21)/fmm rmm r根据机械加工工艺师手册表 28-13，取0.20/fmm r取切削速度24/minVm取=24, =9 代入公式（2-1）得V0d机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册表 9-n01000100024849 / min3.144.2Vnrd3，取772 /minnr实际切削速度： V03.144.277221.8/ min10001000d nVm 被切削层长度 ：l48lmm刀具切入长度： 1l8lmm13刀具切出长度： 2l3lmm走刀次数为 1取，, ,代入公式（2-4）得：48l 18l 23l 0.20f 772n 机动时间：jt12148830.38min772 0.20jllltfn 以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1122 0.380.76minjtt144 4 钻钻孔孔夹夹具具设设计计4.14.1 夹具的夹紧装置和定位装置夹具的夹紧装置和定位装置在本次夹具设计中，设计钻12mm的夹具，在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对15称中心在规定位置上。4.24.2 夹具的导向夹具的导向在钻床上加工孔时，大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性，从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中，导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等，因此，导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻套。如图4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC60。我选择的钻套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间套上两个固定衬套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-1980。材料仍选取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。4.34.3 钻孔与工件之间的切屑间隙钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套：主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以 F7/m6 或 F7/k6 配合装入衬套中。3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。16钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。4.44.4 钻模板钻模板在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。44.54.5 定位误差的分析定位误差的分析定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案，只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的 1/3，即可认为该定方案符合加工精度的要求。在用夹具装夹工件时，当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时，工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说，因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差，且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差，因此，虽然工件已经定位，但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位误差： 17 当以任意边接触时 minD WDd 当以固定边接触时 2DdD W 式中为彼此最小间隙min通过分析可得： 0.052Dmm0.011dmmmin0mm因此：当以任意边接触时 0.063D Wmm2 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： mmSNcHBKRkmnZHBaZRaZy014. 081. 9)(1cos0.013j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0960.5jwmmmm 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.64.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。18表d dD DD1D1H Ht t基本基本极限极限偏差偏差 F7F7基本基本极限极限偏差偏差 D6D6013+0.010+0.004611.8471.82.65869-2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.00893.34710458118121656+0.022+0.01010+0.019+0.01013681215101620810+0.028+0.0131518101218+0.023+0.01222122025121522260.0081518+0.034+0.0162630162836182230+0.028+0.01534222635392036HT2002630+0.041+0.0204246303548+0.033+0.017522
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