支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具方案設(shè)計書

1、支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計作者：陳野摘要：隨著機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，大批量生產(chǎn)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(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，我們有必要對其進行研究。機械制造畢業(yè)設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合，是學完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)(含機床夾具設(shè)計)和全部專業(yè)課，并進行了實訓的基礎(chǔ)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?nèi)?/p>

2、大學生活中占有重要的地位。本次畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運用機械制造的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)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(shè)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(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力， 也是熟悉和運用有關(guān)手冊、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踐機會。關(guān)鍵字：機械制造；畢業(yè)設(shè)計；零件；一、對零件進行工藝分析并畫零件圖1.1支架的作用及結(jié)構(gòu)特點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R12mn寬12mnt勺凸出部位之間相隔 2mm其中一個上有螺

3、紋孔， 另一個上有通孔，則此處構(gòu)造比較復雜，且在支架高36mm處有2mm寬的一個缺口，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，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，強度要好。在平臺下面有 增強其硬度的肋板。兩個 R12mn凸出，2mm寬36mm高處缺口及R10mn凸出部分為復雜結(jié)構(gòu)， 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

4、側(cè)面及其中間M10螺紋孔和11孔。(1) 選用灰鑄鐵HT150,硬度150200HB,負荷低，磨損無關(guān)重要，變形很小，經(jīng)過正火處理。灰鑄鐵件的牌號和應(yīng)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(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和平面度0.05mm,中心孔內(nèi)表 面表面粗糙度 Raw 1.6卩m左端兩個凸出部分外表面 Raw 6.3卩m,右端部傾斜60°凸出部 分中間孔內(nèi)表面 Ra< 1.6卩m為

5、較高精度，且 800.015。(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(yīng)用范圍牌號硬度HB應(yīng)用范圍工作條件用途舉例HT100< 170(1) 負荷極低(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、重錘等形狀簡單、不重要的零件，這 些鑄件通常不經(jīng)試驗即被采用，一般不需 要加工，或者只需經(jīng)過簡單的機械加工。HT150150200(1) 承受中等載荷的零 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

6、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。HT200170220(1)承受較大負荷的零 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

7、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。HT2501902401.3 支架的零件圖，見圖紙所示0.060A0°MoR3技術(shù)要求：1、未注圓角均為R23;2、加工表面涂漆；3、線性未注公差為GB/T1804-m0.0600.0600.05040 ±0寸- 00500.1A ?800015M0?116535R10支架比1:1數(shù)量1設(shè)計重量材料HT150校核審核1410A二、選擇

8、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w490KPa,用于一般機械制造，薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配件以及壁厚w30mm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

9、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(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、大小毛坯的特點及應(yīng)用范圍制造精度加工余量原材

10、料工件尺寸工件形狀適用生產(chǎn) 類型生產(chǎn)成本IT11 13大鑄鐵、鑄銅 為主各種尺寸復雜各種生產(chǎn)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1112131425403.65.07940634.05.6810631004.469111001605.071012(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)鑄造方法合金種類般最小

11、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,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(chǎn)，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(chǎn)。為減輕工人的勞動

12、強度，留有進一步提高生 產(chǎn)率的可能，該支架在工藝設(shè)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(jīng)濟加工精度 等級（IT）加工表面粗糙度 Ra/m適用范圍1鉆11 1212.5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），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），孔徑20mm5鉆-擴-鉸893.2 1.66鉆-擴-粗鉸-精鉸71.6 0.8

13、7鉆-擴-機鉸-手鉸670.4 0.18鉆-（擴）-拉（或推）791.6 0.1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 0 0.032，要求內(nèi)表面粗糙度 Raw 6.3卩m則選擇鉆-擴-粗鉸-精鉸的加工 方式；B 加工11,要求內(nèi)表面 Raw 6.3卩m,選擇鉆-鉸的加工方式；C加工8 00.015，要求內(nèi)表面 Raw 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(jīng)濟加工精度等級（IT）加工表面粗糙度Ra/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

14、671.6 0.83粗車-半精車-磨削790.8 0.24粗刨（或粗銃）-精刨（或 精銃）796.3 1.6一般加工不淬硬 的平面（端銃表 面粗糙度可較 低）5粗刨（或粗銃）-精刨（或 精銃）-刮研560.8 0.1精度要求較咼的 不淬硬平面，批 量較大時，宜采 用寬刃精刨方案6粗刨（或粗銃）-精刨（或 精銃）-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(shù)要求，四處平面加工，精度要求都在表面粗糙度Raw 6.31.6卩m之間，結(jié)合零件形狀尺寸，選擇粗銃-精銃的加工方式。（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

15、坯，應(yīng)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(yīng)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

16、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(guān)粗基準的選取原則 （即當零件有非加工表面時， 應(yīng)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(yīng)以與加工表面要求相對位置精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 8 00015以R10非加工表面外圓為粗基準。2、精基準

17、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(jié)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(shè)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，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(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

18、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 粗銃-精銃D面工序5 粗銃-精銃C、E面工序6 鉆M6J 12螺紋底孔工序7 攻螺紋M6J 12工序8 粗銃-精銃F面工序9 鉆M10螺紋底孔工序10攻螺紋M10工序11粗銃-精銃G面工序12 鉆-鉸11工序13鉆-擴-粗鉸-精鉸30 00.032工序14倒角30 0 0.032孔，C端面處工序15倒角30 0 0.032孔，D端面處工序16鉆-粗鉸-精鉸8 00&

19、#39;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(chǎn)率，按機械加工安排原則，合理的擬定工 藝路線。3.4 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萬能升降臺銃床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀 225mm量具卡板。D面有3mm加工余量，粗銃2mm留1mm余量，精銃，保證平面度 0.05mm(3) 工序5,選擇X6130

20、A萬能升降臺銃床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀 225mm量具卡板。C、E面有4.5mm加工余量，粗銃 3.5mm留1mm余量，精銃，相對A基準， 保證其垂直度度 0.06mm；(4) 工序6，選擇X6130A萬能升降臺銃床，專用夾具。5麻花鉆，螺旋角3 =28°，頂角2Ky =118°，后角a。=16°，橫刃斜角“ =40 60°，鉆孔深度12mm> 5盲孔，M10螺紋底孔，量具卡尺； 攻螺紋，絲錐 M63 1,螺紋量規(guī)，攻螺紋機 S4012A;(5) 工序8,選擇X6130A萬能升降臺銃床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀 225mm量

21、具卡板。F面有3mm加工余量，粗銃 2mm留 1mm余量，精銃，相對于 B面，保證 平行度0.06mm;(6) 工序9,選擇X6130A萬能升降臺銃床，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 M1CB 1，螺紋量規(guī)，攻螺紋機 S4012A;(7) 工序11，選擇X6130A萬能升降臺銃床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀 225mm量具卡板。G面有3mm加工余量，粗銃 2mm留 1mm余量，精銃，相對于 B面，保證 平行度0.06mm;(8) 工序12,選擇X6130A萬能升降臺銃床，專用夾具，10.8擴孔鉆(直柄擴孔鉆)， 量具卡尺，加工此

22、孔有 4mm (雙邊)余量，留 0.2m m精加工；鉸刀11H8,鉸孔，直柄機用鉸刀；(9) 工序13,選擇X6130A萬能升降臺銃床，專用夾具，29.8擴孔鉆(直柄擴孔鉆)， 量具卡尺，加工此孔有 10m m(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；(10) 工序14、15,倒角30 00032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萬能升降臺銃床，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

23、用鉸刀；3.5 切削用量和時間定額的確定(1) 工序4，粗銃-精銃D面，保證總高，fz =0.08mm/齒(參考切削手冊)，切削速 度：參考有關(guān)手冊，確定V =0.45m/s。即27m/min ,采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀， dw =225mm 齒數(shù)z=20,則ns = 1000v =1000 27 =38r/min,現(xiàn)采用X6130萬能升降臺銃床，根據(jù)機床J!dw兀 X 225使用說明書，取nw =37.5r/mi n,故實際切削速度為：V = n dwnw/1000= n 3 2253 37.5/1000=26.5m/min當nw =37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進給量fm應(yīng)為：Fm

24、 =fzznw =0.08 3 203 37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有 fm=60mm/mi n,故直接選用該值，切削加工時，由于是粗銃-精銃，利用作圖法，可得出行程刀刃口寬 20mmL=233 60mm=360mp則機動加工時間為：Tm=L/fm20=360/60mi n=6mi n(2) 工序5,粗銃-精銃C、E面，切削用量同上，銃刀行程L=360mmn 163 2mm=392mm則機動加工時間為 Tm = L/fm =392/60mi n=6.53mi n(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 d。

25、二5mml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(yīng)乘系數(shù) 0.75，貝Uf = (0.2 0.6 ) 3 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 =1000 3 18/3.14 3 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 3 53 195/1000=3.06m/min切削工時，L=12，則 Tm = L/nwf =12/1953

26、0.1=0.62min(4) 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V V=4.9m/min,機動工時：L=12mm 則Tm = 2L/nwf =12 3 2/195 3 1=0.13min(5) 工序8,粗銃-精銃F面，切削用量同工序 4, L=403 2=80mm則機動工時為 Tm=L/fm =80/60mi n=1.33mi n(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(guān)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

27、=(1.2 1.8)3 0.65 3 0.75=0.585 0.87mm/r根據(jù)機床說明書，選取f=0.57mm/r,貝UV= (1/2 1/3 ) V鉆=(1/2 1/3 )3 12=6 4m/min則主軸轉(zhuǎn)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=ndwnw/1000= n 3 373 68/1000=7.9m/min切削工時，L=12mm,Tm = L/nwf=12/68 3 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/fm =12/60=0.2mi n(8) 工序1

28、1,粗銃-精銃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 =0.31min11H8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,由此計算出轉(zhuǎn)速為：n=1000V/ n d=1000*18/ n *11=573.25r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=500r/min,貝U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)

29、工序13,加工30 00.032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 3 0.57=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,由此計算出轉(zhuǎn)速為：n=1000V/ n d=1000*18/ n *30=191.08r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=200r/min,貝U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(

30、11) 工序14,30 0 0.032內(nèi)孔倒角C1 (C端面處)，選臥式車床 C620-1，據(jù)手冊及機床取f1 =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/mi n,則此時切削速度為：V = n dnw/1000=11.3m/min切削工時：L=2mm 貝U Tm = L/nwf =2/120*0.08=0.21min(12) 工序15,30 00.032內(nèi)孔倒角C1 (D端面處)，同工序14,切削工時：Tm=0.21min(13) 工

31、序16,鉆-粗鉸-精鉸800.0157.8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(guān)資料，取鉸刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為：n=1000V/ n d=1000*18/ n *8=716.56r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=700r/min,貝U實際切削速度Vc = n dni/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

32、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(zhuǎn)速 r/min切削 速度 m/min工時 定額min41粗銑D 面，留1mn余量X6130A專 用 夾 具高速鋼 鑲齒一三 面刃銑 刀卡 板1260mm/min37.526.532精銑D面11351粗銑C E面，留1mn余 量X6130A13.53.262精銑CE面113.2661鉆M6J12螺紋底孔X6130A5麻花鉆頭卡尺1120.11953.060.6271攻螺紋M6J 12S4012A絲錐M63 1螺 紋 量 規(guī)11.251954.90.1

33、381粗銑F 面，留1mn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M103 1螺 紋 量 規(guī)11.251954.90.2111粗銑G 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

34、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(nèi)孔, C端 面處C620-1成型刀具樣板10.0812011.30.21151倒角30內(nèi)孑L, 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 7.96 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(nèi)容工藝裝備1鑄造鑄造2

35、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銃以60外圓和C面為粗基準，粗銃D面， 留1mm余量，精銃X6130A,專用工裝5銃以D面為精基準，粗銃C、E面，留1mm 余量，精銃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銃以D面為精基準，B面為粗基準，粗銃 F面，留1mm余量，精銃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銃以D面為精基準，B面為粗基準，粗銃 G面，留1mm余量，精銃X6130A,專用工裝

36、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(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計13經(jīng)過對支架零件的機械加工工藝規(guī)程分析設(shè)計，對零件有了全面的認知，選擇工序鉆-擴-粗鉸-精

37、鉸300"32分析，并結(jié)合此工序，設(shè)計一套專用夾具。4.1確定夾具設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖（1 ）定位方案加工30 00.032孔，內(nèi)孔表面粗糙度 Raw 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(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4-1Qj II表4-2削邊銷尺寸D2366882020 2525 3232 40> 40b2345668BD2-0.5

38、D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5（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(yīng)設(shè)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(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單，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(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)

39、計結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、加工要求及以上分析，初步設(shè)計夾具體的結(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 面為安裝基準面，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 體底面為安裝基準面，此方案的夾具體為框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復雜、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

40、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-Q.030-0.06020_0.020_0.072 夾具體的設(shè)計結(jié)構(gòu)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(shù)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(yīng)用定位銷與工件基準孔一般要求較高精度定位兀件與工件定位基準間H7 H7 H 7 h6 ， g6 ， f6H 6 H6 H 6 h5 ' g5 ' f5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

41、 7 H7 g6 ' f7刀具切削部分導向F7 G7 h6 ' h6刀柄或刀桿導向H 7 H7f7 ' g6粗鉸孔外徑與襯套H7g6H7転內(nèi)徑G7"h6，H7"h6精鉸孔外徑與襯套H6g5，H6h5內(nèi)徑G6h5，H6h5 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(yīng)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(nèi)

42、。 夾具總圖上應(yīng)標注的技術(shù)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(shù)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：S J 夾具總圖上的尺寸公差或位置公差；S k -與S J相應(yīng)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 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(yīng)工

43、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(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，工件公差S k視為IT14IT12,夾具上的相應(yīng)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(yīng)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(guān)的因素有定位誤差 D對刀誤差厶T、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

44、力 變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差厶G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o1） 定位誤差厶D 加工尺寸（40_0.1） mm勺定位誤差 D =0。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（鳥°i8）,定位心軸的尺寸為 llf6 （二鳥；），貝U D =Xmax = （0.018+0.027 ） mm =0.045mm2 ）對刀誤差厶T因?qū)Φ稌r刀具相對于對刀塊或?qū)蛟奈恢貌痪_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

45、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 （工薦），鉆頭尺寸為29.8 0016 mm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?qū)蛟鞍惭b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，因而沒有安裝誤差， A =0。4）夾具誤差厶J因夾具上定位兀件、對刀或?qū)蜇＜鞍惭b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

46、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(diào)整與修配精度。影響尺寸（40_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 =0.03mm。5）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多，又不便于計算，所以在設(shè)計夾具時常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3。計算時可設(shè) G =S k/3（2）保證加工精度的條件

47、工件在夾具中加工時，總加工誤差x 為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此，保證工件加工精度的條件為=上述各項誤差的平方和的平方根wS k即工件的總加工誤差 7應(yīng)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：/ w S k-JC 或 JC = S k -/'0當JC0時，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短和夾具總圖上各項公差S J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

48、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=0.033mmZ 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(gòu)，計算此夾緊機構(gòu)的夾緊力。單個螺旋 夾緊產(chǎn)生的夾緊

49、力按下公式計算：WO=QL/【r' tan $ 1+rzta n （a +© 2 '）】（式中WO 單個螺旋夾緊產(chǎn)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（m）,其值視為螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定；$ 1 螺桿端部與工件間的摩擦角；$ 2 '螺旋副的當量摩擦角（°）;rz螺紋中經(jīng)之半（ m）;a螺紋升角。）（2）計算公式中各項的值 確定原始作用力 Q的值：由于是手動的簡單裝置，根據(jù)經(jīng)驗選擇Q =65N。 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

50、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330°15°0$ 2' =arctan (tan$ 2/cos 390° 50'8° 50'8 ° 32'注：tan $ 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

51、中經(jīng)之半 rz/mm升角a121.755.43152 ° 26'1.55.5132 ° 29'1.255.5942° 2'15.6751 ° 36'1426.35052 ° 52'1.56.5132 ° 61'16.6751 ° 22'1627.35052 ° 29'1.57.5131 ° 49'17.6751 ° 11'注：a =arctan (nP/2 n rz)，n 為螺紋線數(shù)。(3) 計算夾緊力 由(1)和(2)可以計算出夾緊力：W0 = QL/【r' tan $ 1+rzta n (a + $ 2 ')】=65 3 190/【6.93 0.15+ 7.3505 3 tan (2° 29' + 8 ° 50')】=4928N4.4 畫夾具裝配圖和零件圖夾