杠桿的機械加工工藝規(guī)程編制與夾具設(shè)計,杠桿,機械,加工,工藝,規(guī)程,編制,夾具,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 題目 杠桿零件設(shè)計計 學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心 批次 層次 專業(yè) 學(xué) 號 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教 師 起 止 日 期20xx年 3 月 5 日起至20xx 年4月22日止 摘 要 通過對杠桿零件的工藝分析，知其主要加工表面為平面和孔，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(shè)計遵循先面后孔、先主后次、先粗后精、基準面先行的原則。選擇了合理的機械加工工藝，考慮到零件的結(jié)構(gòu)尺寸簡單，夾緊方式采用手動夾緊，夾緊簡單，機構(gòu)設(shè)計簡單，且能滿足設(shè)計要求。最終設(shè)計出了一套合理的專用夾具，并繪制了夾具裝配圖。 關(guān)鍵詞：工藝分析夾具設(shè)計 裝配圖 目 錄 第1章 緒論 1 1.1設(shè)計背景及發(fā)展趨勢 1 1.2夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計的內(nèi)容 1 第2章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2 2.1 零件及其工藝分析 2 2.2 生產(chǎn)類型的確定 2 2.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 2 2.2.2生產(chǎn)類型 3 第3章 毛坯的選擇及毛坯圖的繪制 4 3.1毛坯的類型 4 3.2毛坯尺寸的選擇與確定 4 第4章 工藝規(guī)程設(shè)計 5 4.1定位基準的選擇 5 4.2零件加工方法的選擇 5 4.3 制定工藝路線 5 4.4工序尺寸的確定及計算 6 4.5確定切削用量及時間定額 6 4.5.1確定切削用量 6 4.5.2確定基本工時 17 第5章 鉸削2-Φ8H7孔用鉆床夾具設(shè)計 22 5.1擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 22 5.2確定工件的定位方案 22 5.3確定工件的夾緊形式 23 5.4確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置 24 5.5夾具定位夾緊方案分析與論證 26 5.5.1定位基準分析 26 5.5.2鉆削力計算 26 5.5.3夾緊力計算 26 5.6夾具體的結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計 27 5.6.1鑄造夾具體 27 5.6.2鍛造夾具體 27 5.6.3焊接夾具體 27 5.6.4裝配夾具體 28 5.7夾具精度校核 28 5.7.1驗算中心距 28 5.7.2驗算兩孔平行度精度 29 5.8夾具簡要操作說明 30 第6章 繪制夾具裝配圖 31 第7章 總結(jié) 32 參考文獻 33 第1章緒論 1.1設(shè)計背景及發(fā)展趨勢 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)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。 工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效率提出了越來越高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機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)計的內(nèi)容 按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類: (1)定位元件及定位裝置； (2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機構(gòu))； (3)夾具體； (4)對刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝置及靠模裝置等)； (5)動力裝置； (6)分度,對定裝置； (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床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)； 每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車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)有其它裝置及機構(gòu),例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。 專用夾具的設(shè)計主要是對以下幾項內(nèi)容進行設(shè)計： （1）定位裝置的設(shè)計； （2）夾緊裝置的設(shè)計； （3）對刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計； （4）夾具體的設(shè)計； （5）其他元件及裝置的設(shè)計。 第2章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1 零件及其工藝分析 圖2-1 杠桿零件圖 題目給定的零件是杠桿，它在機械產(chǎn)品中主要起固定支承作用。由杠桿零件圖（附圖）可知其各表面的加工精度和表面粗糙度。需要加工一15厚上平面、一15厚下平面，Φ40上、下平面及2-Φ8H7、Φ10H7、Φ25H9內(nèi)孔，需保證其孔的相互平行度及與底面的垂直度。根據(jù)其加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件相對復(fù)雜但沒有很難加工的表面，所以上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以實現(xiàn)，從而保證生產(chǎn)的可持續(xù)性。 2.2 生產(chǎn)類型的確定 生產(chǎn)類型由零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)來確定。 2.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。零件在計劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算： ???????????N=Qn(1+a%)(1+b%)? （式2-1） ????式中?Q—產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年）? ????N—每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）? A—備品的百分數(shù)? ????B—廢品的百分數(shù)。? 2.2.2生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。生產(chǎn)類型的劃分，主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)，即年產(chǎn)量。 由題目所述：此杠桿年生產(chǎn)量為9000件，備品率為2.5%，廢品率為1%。即此零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。 第3章 毛坯的選擇及毛坯圖的繪制 3.1毛坯的類型 由題目所述毛坯材料為HT200，綜合考慮此零件的復(fù)雜程度及生產(chǎn)類型，為保證使其零件有較高的精度，保證零件表面質(zhì)量和機械性能，故采用金屬膜機器造型成形。 3.2毛坯尺寸的選擇與確定 根據(jù)鑄件材料、生產(chǎn)類型、基本尺寸、加工余量等級查表得，要求的鑄件機械加工余量為2mm。 毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。即可參照杠桿毛坯零件合圖（附圖）確認。 圖3-1 杠桿毛坯零件合圖 第4章 工藝規(guī)程設(shè)計 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。不同生產(chǎn)類型的零件的加工工藝有很大的不同。因此，制訂工藝規(guī)程時，首先?應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定其相應(yīng)的生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型確定以后，零件制造工藝過程的總體輪廓也就勾畫出來了。 4.1定位基準的選擇 在加工時，用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所采用的基準，稱為定位基準。根據(jù)定位基準原則及《機械制造工藝學(xué)》，結(jié)合題目所給零件，現(xiàn)以零件 Φ40上平面或下平面為主要的定位粗基準；選擇以圓柱體的Φ25H9孔為精基準，以保證零件的加工精度和裝夾準確方便，遵循“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則。 4.2零件加工方法的選擇 本零件需要加工（按杠桿零件圖）左15厚下平面、右15厚上平面，Φ40上、下平面、及2-Φ8H7、Φ10H7、Φ25H9內(nèi)孔，需保證其孔的相互平行度及與底面的垂直度。材料為HT2000，加工方法(按先后順序)如下： （1）Φ40圓柱上平面與Φ30上凸臺上平面同時加工：公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑-精銑，并倒R3園角。 （2）Φ40圓柱下平面，按主視圖左、右15厚上、下平面：公差等級為IT7，表面粗糙度分別為Ra3.2、Ra6.3，需進行粗銑-精銑，并倒R3園角。 （3）Φ25H9、Φ10H7、2-Φ8H7內(nèi)孔：公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6，需分別進行鉆-粗鉸-精鉸，其中Φ25H9孔端倒角。 4.3 制定工藝路線 由于該零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用工序集中來提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，并保證圖紙加工要求。工藝路線如下，并附機械加工工藝規(guī)程卡： 鑄造 時效或退火處理 涂底漆 工序1：（1）粗銑Φ40的上端聯(lián)體面及15厚左、右上平面。 （2）粗銑-精銑Φ40、15厚下左下平面，刀檢中部Φ30及15厚右下平面。 （3）精銑Φ40的上端聯(lián)體面及15厚右上平面。 工序2：（1）鉆-粗鉸-精鉸Φ25H9的孔，倒角。 （2）鉆-粗鉸-精鉸Φ10H7的孔。 （3）鉆-粗鉸-精鉸Φ8H7的兩個孔。 工序3：清洗。 工序4：涂漆。 工序5：終檢入庫。 4.4工序尺寸的確定及計算 1）粗、精銑Φ40的上端聯(lián)體面及15厚左、右上平面。 根據(jù)參考文獻[8]表4-35和表4-37考慮粗加工均留3mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工留1mm。。 2）粗銑-精銑Φ40、15厚下左下平面，中部Φ30及15厚右下平面。 粗加工留2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工留1mm。 3）鉆-粗鉸-精鉸Φ25H9的孔，倒角。 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。 4）鉆-粗鉸-精鉸Φ10H7的孔。 由于粗糙度要求1.6，因此考慮加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15mm就可達到要求。 5）鉆-粗鉸-精鉸2-Φ8H7孔。 由于粗糙度要求1.6，因此考慮加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15mm就可達到要求。 4.5確定切削用量及時間定額 4.5.1確定切削用量 工序1：銑上表面 （1）粗加工Φ40的上端聯(lián)體面及15厚左、右上平面加工條件： 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（面銑刀），材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其余量：Z=2.8mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻[7]表30-34，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 式（4-1） 式中 V—銑削速度； d—刀具直徑。 由式2.1機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]表2.4-81, （2）精銑Φ40的上端聯(lián)體面及15厚左、右上平面加工條件： 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）：，，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的余量：Z=0.2mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]表30-31，取 銑削速度：參照參考文獻[7]表30-31，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有： 按照參考文獻[7]表3.1-31 實際銑削速度： 進給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進給量： 工序2：銑下表面 （1）粗加工Φ40、15厚下左下平面，中部Φ30及15厚右下平面加工條件： 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（面銑刀），材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其余量：Z=2.8mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻[7]表30-34，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 式（4-2） 式中 V—銑削速度； d—刀具直徑。 由式2.1機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]表2.4-81, （2）精加工Φ40、15厚下左下平面，中部Φ30及15厚右下平面加工條件： 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）：，，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的余量：Z=0.2mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]表30-31，取 銑削速度：參照參考文獻[7]表30-31，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有： 按照參考文獻[7]表3.1-31 實際銑削速度： 進給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進給量： 工序3：加工Φ25H9孔的加工條件： 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H9，表面粗糙度。加工機床為四面組合鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔-Φ23mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔-Φ24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔-Φ25mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，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： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， （2）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-31，。根據(jù)Z535機床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z535說明書，取。 2）確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39，取。由 參考文獻[7]表28-3，得修正系數(shù)， 故 查Z535說明書，取，實際鉸孔速度 （3）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：，，， 擴孔：，，， 鉸孔：，，， 工序4：加工Φ10H7孔的加工條件： 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?0mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆、鉸，加工刀具分別為：鉆孔-Φ9.7mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；鉸孔-Φ10mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量： （1）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，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： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， （2）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z535說明書，取。 2）確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39，取。由 參考文獻[7]表28-3，得修正系數(shù)， 故 查Z535說明書，取，實際鉸孔速度 （3）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：，，， 鉸孔：，，， 工序5：加工Φ8H7孔的加工條件： 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆、鉸，加工刀具分別為：鉆孔-Φ7.7mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；鉸孔-Φ8mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，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： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， （2）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z535說明書，取。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-39，取。由參考文獻[7]表28-3，得修正系數(shù)， 故 查Z535說明書，取，實際鉸孔速度 （3）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：，，， 鉸孔：，，， 4.5.2確定基本工時 （1）銑上表面 1）粗銑Φ25H9、工件右方Φ8H7的上平面及30mm寬的平臺加工條件： 工件材料：HT200鑄鐵，200Mpa；機床：X525K機床；刀具：高速鋼鑲齒套式面銑刀 粗銑的切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時間 2）精Φ25H9、工件右方Φ8H7的上平面及30mm寬的平臺 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時間 銑下表面的總工時為：t=+++=0.41+1.6+0.41+0.41=2.83min （2）銑下表面 1）粗銑Φ25H9、工件左方Φ8H7的下平面加工條件： 工件材料：HT200鑄鐵，200Mpa；機床：X525K機床；刀具：高速鋼鑲齒套式面銑刀 粗銑的切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時間 2）精銑Φ25H9、工件左方Φ8H7的下平面 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時間 銑下表面的總工時為：t=+++=0.23+1.2+0.41+0.41=2.25min （3）加工Φ25H9孔的加工條件： 工件材料：HT200鑄鐵，200Mpa；機床：Z535立式鉆床； 刀具：鉆孔—標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔—標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔—標準高速鉸刀 鉆孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速， 鉆孔：，，， =（54+3+1）/0.43×195=0.69min 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間 擴孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速 =（54+3+1）/0.57×275=0.37min 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間 鉸孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速 =（54+3+1）/1.6×100=0.63min 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間 總工時： t=+++++=0.69+0.37+0.63+1.77+1.77+1.77=7min （4）加工Φ10H7孔的加工條件： 工件材料：HT200鑄鐵，200Mpa；機床：Z535立式鉆床 ；刀具：鉆孔—標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔—標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔—標準高速鉸刀 鉆孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速， 鉆孔：，，， =（25+3+1）/0.6×360=0.12min 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間 鉸孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速 =（25+3+1）/1.6×300=0.06min 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間min 加工孔Φ10H7總工時： t=（+++）=（0.12 +0.06+1.77+1.77）=3.72min （5）加工2-Φ8H7孔的加工條件： 工件材料：HT200鑄鐵，200Mpa；機床：Z535立式鉆床；刀具：鉆孔—標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；鉸孔—標準高速鉸刀 鉆孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速， 鉆孔：，，， =（15+3+1）/0.43×450=0.1min 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間min 鉸孔工時：切入3mm、切出1mm，進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速 =（15+3+1）/1.6×300=0.05min 根據(jù)參考文獻[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間min 2個孔的總工時： t=2×（+++）=2×（0.1+0.05+1.77+1.77）=7.38min 全部完成的總工時為：t=2.25+7+3.72+7.38=20.3min 根據(jù)該零件的生產(chǎn)綱量為每年產(chǎn)9317件。按一年360天，每天總工作時間為16小時（兩班制）。則每個零件所需的額定時間為： t=360×16×60÷9317=37.1min。 根據(jù)計算所得的機動時間加上每道工序間的輔助時間。所用是實際時間為： 所以該方案滿足生產(chǎn)要求。 第5章鉸削2-Φ8H7孔用鉆床夾具設(shè)計 5.1擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。 ①通用夾具：已經(jīng)標準化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具。一般適用于單件小批量生產(chǎn)中 ②專用夾具：專為某一工件的某道工序設(shè)計制造的夾具，稱為專用夾具。一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進行具體的技術(shù)經(jīng)濟分析。 ????③可調(diào)夾具：某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟效果。 ???④組合夾具：采用標準的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 ????⑤拼裝夾具：用專門的標準化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱為拼裝夾具。此類夾具適合在數(shù)控機床上使用。 綜上分析，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 2-Φ8H7孔時采用專用夾具較為合理。 5.2確定工件的定位方案 本夾具主要用來鉆削2-Φ8H7孔。這個工藝孔有尺寸精度要求為+0.015mm，表面粗糙度要求，表面粗糙度為，與孔Φ25H9的平行度為0.1mm。本到工序為杠桿加工的最后一道工序，因此本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 對于該杠桿零件的夾具設(shè)計中的定位方案的確定： 分析該零件圖的工藝性，其孔位于Φ30凸臺平面，孔徑不大，工作重量較輕，并采用手動夾緊的方式。所以采用結(jié)構(gòu)均勻的翻轉(zhuǎn)式鉆模加手動夾緊，對于總體加工并無影響，能保證工作效率，滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)。 5.3確定工件的夾緊形式 表5-1 常見夾緊機構(gòu) 序號 夾緊機構(gòu)名稱 夾緊機構(gòu)特點 應(yīng)用場合 1 定心夾緊機構(gòu) 以均勻彈性變形原理工作的定心夾緊機構(gòu)。 以等速移動原理工作的定心夾緊機構(gòu)。 2 斜楔夾緊機構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單、增力比大、自鎖性能好；夾緊行程??； 手動操作不方便。 一般用于氣動、液壓夾緊中。 3 鉸鏈夾緊機構(gòu) 動作迅速、增力比大、易于改變力的作用方向、自鎖性能差。 多用于機動夾緊機構(gòu)中。 4 偏心夾緊機構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，動作迅速。缺點是：自鎖性能較差，增力比較小，夾緊行程小，夾緊力不大。 一般常用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場合。 5 螺旋夾緊機構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、增力比大、自鎖性能好（螺紋升角遠小于摩擦角）、動作較慢。 應(yīng)用廣泛。 分析表5-1，結(jié)合杠桿的產(chǎn)量，擬采用螺旋夾緊機構(gòu)，手動夾緊的夾具結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)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4-1所示。 圖5-1 帶光面壓塊的壓緊螺釘 5.4確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置 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：孔Φ10H7mm分鉆、鉸兩個工步完成加工。鉆、鉸，加工刀具分別為：鉆孔—Φ9.7mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；鉸孔—Φmm標準高速鉸刀。 根據(jù)參考文獻[11]表2-1-47可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)尺寸如圖5-2及表5-2所示。 圖5-2 快換鉆套 表5-2 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： d H D 公稱尺寸 公差 10 25 30 +0.021 +0.008 46 42 12 5.5 18 18 29.5 55° 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。 圖5-3 固定襯套 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表5-3所示。 表5-3 固定襯套的結(jié)構(gòu)尺寸 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 30 +0.041 +0.020 25 42 +0.033 +0.017 1 3 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5-4及表5-4所示。 圖5-4 V型塊 表5-4 V型塊的主要尺寸 N D B H L l l A A1 d d1 d2 h b 42 45 52 20 68 20 14 26 22 10 11 18 10 12 注：T=L+0.707D-0.5N 鉆模板選用固定式鉆模板，工件以底面及R15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)計主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(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖ZJZ-01所示。 5.5夾具定位夾緊方案分析與論證 5.5.1定位基準分析 由零件圖可知，孔Φ8H7位于零件中心偏前，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并與孔Φ25H9有平行度要求。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(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑Φ25內(nèi)表面為工序的定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應(yīng)選擇選用Φ25內(nèi)圓面作為定位基準，用V型塊定位限制4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Φ8H7進行鉆削加工；然后采用標準高速鉸刀對工藝孔Φ8H7進行鉸孔加工。采用手動夾緊方式夾緊。 5.5.2鉆削力計算 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(yīng)以鉆削力為準。由參考文獻[9]得： 鉆削力 （式5-1） 鉆削力矩 （式5-2） 式中： 5.5.3夾緊力計算 本道工序加工工藝孔時，工件的外圓面與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： 式（4-3） 式中： —單個螺旋夾緊產(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（4-1）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： 5.6夾具體的結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計 5.6.1鑄造夾具體 優(yōu)點：工藝性好，可鑄造出各種復(fù)雜的內(nèi)、外輪廓形狀，有較好的抗壓強度，剛度和抗振性。 缺點：生產(chǎn)周期長，單件制造成本高，需時效處理。 材料：灰鑄鐵HTl50或HT200。高精度夾具可用合金鑄鐵或磷鑄鐵，用鑄鋼件有利于減輕重量，輕型夾具可用鑄鋁（ZC104）件。鑄件均需時效處理，精密夾具體在粗加工后需作第二次時效處理。 5.6.2鍛造夾具體 優(yōu)點：有較高的強度和剛度。 缺點：只適用于尺寸較大且形狀簡單的夾具體。 材料：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼40鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr，38CrMoAl等鍛造后酌情采用調(diào)質(zhì)、正火或回火制成。 5.6.3焊接夾具體 優(yōu)點：容易制造、生產(chǎn)周期短、成本低、使用也較靈活。當(dāng)發(fā)現(xiàn)夾具體剛度不足時，可補焊肋和隔板。 缺點：焊接變形較大，抗振性不好。 材料：焊接件材料的可焊性要好，適用材料有碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195，Q215，Q235，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼、15 Mn等。焊接后需經(jīng)退火處理，局部熱處理后進行低溫回火。 5.6.4裝配夾具體 裝配結(jié)構(gòu)是近年來發(fā)展的一種新型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)選用標準零部件裝配成夾具體，可以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 綜上分析，結(jié)合零件圖本設(shè)計采用鑄造夾具體。 5.7夾具精度校核 根據(jù)工件和夾具裝配圖進行夾具精度驗算。 5.7.1驗算中心距 影響此項精度的因素有： （1）定位誤差，此項主要是定位孔與定位銷的間隙產(chǎn)生，最大間隙為0.027mm； （2）鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標注尺寸為，誤差為0.1mm； （3）鉆套與襯套的配合間隙，由可知最大間隙為0.020mm； （4）鉆套內(nèi)孔與外圓同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽略； （5）鉆頭與鉆套間的間隙會引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差，由式5-4求出 （5-4） 式中，為刀具引偏量（mm）；為鉆套導(dǎo)向高度（mm）；為排屑空間，鉆套下端面與工件空間高度（mm）；為鉆孔深度（mm）；為刀具與鉆套的最大間隙。 上述各量參見圖5-5。 圖5-5 刀具引偏量計算 刀具與鉆套的配合為，可知=0.024mm；將=30mm；=12mm；=25mm帶入式4-4，可求出=0.042mm； 綜合誤差求和 該項誤差遠小于中心距的允差，滿足使用要求。 5.7.2驗算兩孔平行度精度 工件要求孔全長上允差0.15mm。導(dǎo)致產(chǎn)生兩孔平行度誤差的因素有： （1）設(shè)計基準與定位基準重合，沒有基準轉(zhuǎn)換誤差，但配合間隙及孔端面的垂直度誤差會產(chǎn)生基準位置誤差，定位銷軸中心與大頭孔中心的偏斜角（rad）為 （式5-5） 式中，為出最大間隙（mm）；為定位銷軸定位面的長度（mm）。 （2）定位銷軸中心線對夾具體底平面的垂直度，圖中 沒有注明。 （3）鉆套孔中心與定位銷軸的平行度，圖中注明為0.01mm，。 （4）刀具引偏量產(chǎn)生的偏斜角，，參見圖4-5。 因此，總的平行度誤差 將已知各量帶入上式，計算得，合格。 5.8夾具簡要操作說明 本套夾具用于加工孔。定位采用常見的一面兩銷定位方案。以Φ25孔下表面（一面）及其內(nèi)表面（帶大端面的長圓柱銷）和內(nèi)表面，加上R15mm的圓弧面（活動V型塊定位）來實現(xiàn)完全定位。主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用移動壓板夾緊。工件加工完成后，移動壓板向后退一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時，先將工件放到帶大端面的長圓柱銷和固定定位銷處，然后將移動壓板前移，壓在工件上，將螺栓擰緊就可以進行加工了。加工完成以后將移動壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。如夾具裝配圖所示。 第6章 繪制夾具裝配圖 根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)繪制夾具裝配圖（詳細見圖紙） 第7章 總結(jié) 在老師的指導(dǎo)下，順利完成了機械制造課課程設(shè)計的全部內(nèi)容。通過這次的課程設(shè)計，收獲頗多。 1.對理論知識有了更深的理解 通過對實際零件的功用分析、工藝分析、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計及指定工序的專用機床夾具設(shè)計等學(xué)習(xí)，對于以往學(xué)過的課程中的知識點有了更系統(tǒng)化的復(fù)習(xí)，對于這些理論知識有了更深的理解。 2.對理論知識在實踐中的應(yīng)用有了更深的理解 通過這次專用夾具的設(shè)計，完全是自己運用所學(xué)知識，通過查找資料，根據(jù)實際工作情況完成該零件的夾具設(shè)計，使自己更加形象的理解了理論知識在實際中的運用。 3.激發(fā)了自己學(xué)習(xí)的積極性 通過該課程設(shè)計，使我全面系統(tǒng)的理解了專用夾具設(shè)計的基本實現(xiàn)方法。把僵硬的課本知識變的生動有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把學(xué)過的機械制造知識強化，能夠把課堂上的知識通過自己的設(shè)計實踐化，加深了對理論知識的理解。 4.理解了該知識點以及學(xué)科之間的融合滲透 本次課程設(shè)計部分是運用機械制造基礎(chǔ)課中的夾具設(shè)計知識點完成的，在設(shè)計的過程中運用了，機械制圖、互換性與測量技術(shù)、工程材料等以往學(xué)過的課程，這次設(shè)計將各學(xué)科聯(lián)系起來，把各學(xué)科之間的知識融合起來，把各門課程的知識聯(lián)系起來，使我對各知識的聯(lián)系理解更加深入。 在這次課程設(shè)計中，我按照課程設(shè)計指導(dǎo)書中的要求和進度來進行的，完全達到了培養(yǎng)實際動手設(shè)計能力的目的。對于這種類型的實踐類學(xué)習(xí)對于以后工作的發(fā)展和問題的解決起到了鋪墊和指引的意義。  參考文獻 [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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