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II 目 錄 摘 要 I ABSTRACT 1 緒 論 1 2 張緊輪支架的分析 2 2.1 張緊輪支架的工藝分析 2 2.2 張緊輪支架的工藝要求 2 3 工藝規(guī)程設計 5 3.1 加工工藝過程 5 3.2 確定各表面加工方案 5 3.2.1 影響加工方法的因素 5 3.2.2 加工方案的選擇 6 3.3 確定定位基準 6 3.2.1 粗基準的選擇 6 3.2.1 精基準選擇的原則 7 3.4 工藝路線的擬訂 7 3.4.1 工序的合理組合 8 3.4.2 工序的集中與分散 8 3.4.3 加工階段的劃分 9 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 10 3.5 張緊輪支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 12 3.5.2 張緊輪支架的偏差計算 12 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 14 3.7 時間定額計算及生產安排 18 結 論 42 參考文獻 43 致 謝 44 0 1 緒 論 機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通所學的知識，將理論與實踐相 結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好 的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經 濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的 質量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。 而本次對于張緊輪支架加工工藝及夾具設計的主要任務是： 完成張緊輪支架零件加工工藝規(guī)程的制定 1 2 張緊輪支架的分析 2.1 張緊輪支架的工藝分析 張緊輪支架是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，但其加 工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。張緊輪支 架的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其小頭孔與6.1Ra 底平面有垂直度的公差要求，張緊輪支架底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加 工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和 相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與 工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 2.2 張緊輪支架的工藝要求 一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有 加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和 工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從 工藝上保證設計的要求。 2 圖 2.1 張緊輪支架零件圖 該加工加工表面：平面加工包括張緊輪支架底面、支架底面反面臺階面；兩支腳的兩 個端面?？紫导庸ぐ?13 孔；腰形孔。 以平面為主有： 張緊輪支架底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；6.1Ra 兩支腳端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。 孔系加工有： 13 孔的鉆、鉸孔加工，其表面粗糙度為 ；.3 腰形孔銑加工，其表面粗糙度要求 ；1.6Ra 張緊輪支架毛坯的選擇鑄造，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一 般在 ，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其年產量是（自己13m 填寫）件，由3 表 2.13 可知是小批量生產。 上面主要是對張緊輪支架零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了 其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準 備。 3 3 工藝規(guī)程設計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該張緊輪支架零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般來說， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于張緊輪支架來說，加工過 程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系以及槽 的各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：張緊輪支架的尺寸精度，形狀精度以及位置關系精 度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加 工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝 是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計張緊輪支架的加工工藝來說，應選擇能夠 滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考 慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的 機床。 3.2.1 影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方 法及分幾次加工。 根據(jù)生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中 則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產時，采 用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于 磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣 新技術，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和 重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求來選定最終加工方法。再選擇前 面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序可為粗車半精車 4 淬火粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 由參考文獻3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精銑（ ） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR 由參考文獻3表 2.111 確定，13 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選擇孔的加 方案序為：鉆鉸。 腰形孔銑加工加工方法 3.3 確定定位基準 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加 工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位 置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相 互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要 求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作 為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織， 以增加耐磨性。 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可 靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證張緊輪支架在整個加工 過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從張緊輪支架零件圖分析可知，主要是選擇加工張 緊輪支架底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.2.1 精基準選擇的原則 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設 計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的 位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少 夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔 定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面 與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例 5 如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒 面余量均勻。 自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本 身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床 上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并 考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證張緊輪支架在整個加工 過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠， 如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準 定位的要求。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。張緊輪支架的加工的第一 個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工張緊輪支架底面大 頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生 產條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝 備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人 數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面 積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置 精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專 用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用 專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及809c: 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、 6 毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。 所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積， 也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。 使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備 和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 工序分散的特點 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝 備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。但需要設備和工人 數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行 綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用 專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在 單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經 濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半 精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免 浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、 粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所 以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的 加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m。 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精 度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工 7 件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加 工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有 的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高 或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要 求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階 段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的 定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的 粗加工。 3.5 張緊輪支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 張緊輪支架的鑄造采用的是制造，其材料是 HT200，生產類型為小批量生產， 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 張緊輪支架為鑄造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表 面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量 避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。 鑄造件的整體結構應力求簡單。 工藝基準以設計基準相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量， 提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯 制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成 本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 8 3.5.2 張緊輪支架的偏差計算 毛坯余量參考相關標準，端面加工的都留 3mm 的余量，小孔不鑄造 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采 用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂二個加工工 藝路線方案。 4.5.1 工藝路線方案一 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑 、 平面03.5128 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 9 80 鉆擴鉸 2-13 孔 90 粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量 100 半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達到尺寸公差要求 110 銑削側面 18 孔凸臺 120 鉆擴鉸 18 孔 130 鉗工去毛刺 140 檢驗是否合格 4.5.2 工藝路線方案二 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑 、 平面03.5128 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量 90 半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達到尺寸公差要求 100 銑削側面 18 孔凸臺 110 鉆擴鉸 2-13 孔 120 鉆擴鉸 18 孔 130 鉗工去毛刺 140 檢驗是否合格 因 2-13 孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提 高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面 的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后 10 鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般 原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較 大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難； 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路 線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 10 通過鑄造的方式獲得毛坯 20 時效處理 30 粗銑頂部平面 40 粗銑 、 平面03.5128 50 半精銑頂部平面 60 粗銑兩支腳底面 70 半精銑兩支腳底面 80 鉆擴鉸 2-13 孔 90 粗銑操縱桿支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量 100 半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達到尺寸公差要求 110 銑削側面 18 孔凸臺 120 鉆擴鉸 18 孔 130 鉗工去毛刺 140 檢驗是否合格 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 30：粗銑頂部平面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81，取Zaf/18.0VsmV2 11 機床主軸轉速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdVn in/370r 實際銑削速度 ： 式（1.2） snd/2.1104.0 進給量 ： 式（1.3）fVZaff /6./3768. 工作臺每分進給量 ： m min39.smVf ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81,a a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31((5.021aDl m98.24603. 取 ml21 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl 工序 40：粗銑 、 平面03.518 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81，取Zaf/18.0VsmV2 機床主軸轉速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn in/370r 12 實際銑削速度 ： 式（1.2）V smnd/2.1601374.0 進給量 ： 式（1.3）fZaff /./8. 工作臺每分進給量 ： m in39.sf ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81,a ma60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31((5.021aDl 98.24603. 取 ml21 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl 工序 50：半精銑頂部平面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D636Z 銑削深度 ：pam5.1 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊 表 2.4-81，取Zaf/15.0VsmV 機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465. 13 工作臺每分進給量 ： mf min/41/9sVf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：精銑時1Dl31 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.021jjjtt 工序 60：粗銑兩支腳底面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam3 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81，取Zaf/18.0VsmV2 機床主軸轉速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn in/370r 實際銑削速度 ： 式（1.2）V snd/2.1104.0 進給量 ： 式（1.3）fZaff /6./3768. 工作臺每分進給量 ： m min39.smf ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81,a a60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)31((5.021aDl m98.24603. 14 取 ml251 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl 工序 70：半精銑兩支腳底面 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D636Z 銑削深度 ：pam5.1 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊 表 2.4-81，取Zaf/15.0VsmV 機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465. 工作臺每分進給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.021jjjtt 15 工序 80： 鉆擴鉸 2-13 孔 機床：Z525 刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101 帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84 ） 公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418 切削深度 ：pa6.5m 進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-52，取f rmf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-53，取V sV6 機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n ，取100.3687.9/min14vrdin/70r 實際切削速度 ，由式（1.2）有：V 03.145.36/dVms 被切削層長度 ：lm60 刀具切入長度 ：1 式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2(21 刀具切出長度 ： 取l4l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.0703.45618fnLj 工序 90、100：粗銑、半精銑操縱桿支架 R16 腰形孔，達到尺寸公差要求 機床：銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam5.1 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊 表 2.4-81，取Zaf/15.0VsmV 機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n 16 ， min/96.45631.010rdVn in/460r 實際銑削速度 ，由式（1.2）有： smdV/52.113.0 進給量 ，由式（1.3）有：fVZnaff /9.60/465. 工作臺每分進給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時1Dl631 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.021jjjtt 工序 110：銑削側面 18 孔凸臺 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam5.1 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊 表 2.4-81，取Zaf/15.0VsmV 機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rd in/460r 實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0 進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465. 17 工作臺每分進給量 ： mf min/41/9sVf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長度 ：精銑時1Dl31 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.021jjjtt 工序 120 鉆擴鉸 18 孔 工件材料為 HT200，硬度 200HBS。孔的直徑為 18mm，公差為 H7，表面粗糙度 。加工機床為 Z525 立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔1.6aRm 15mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔17.7mm 標準高速鋼擴孔 鉆；鉸孔18mm 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f 0.47.5/fmr表 深度比 ， ，故 。查0/3/21.6ld0.9lfk(.47.5)921f表 Z525 立式鉆床說明書，取 。43/mr 根據(jù)參考文獻7表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構允1./fr 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max59FN 。1.8/fr 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。fff 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入法得：v mP ，17/inv表 4732FN表 ，5.69NM表 1.5mkW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk17/in08.7.2(/in)表 18 011.2/min162/i5vn rd: 查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：95/mir09/i4/in110rv 由表 28-5， ，故.6MFTk4732.65()FN5.94.8m 3）校驗機床功率 切削功率 為mP/)Mnk表（1.2(261.05kWW 機床有效功率 4.5.83E mPkP 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，015dm0.3/fr19/inr14/inv 相應地 ， ，6FN54.8T.05mPkW （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，f 。根據(jù) Z525 機床說明書，取 =0.57mm/r。f::表 （ 0.78） m/r0.7=9./r f 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)：vn 25/inv表 ，0.8mvk1.0pavk 故 5/i0.812./inv表 1)nd表 （ ./in(7.)286/mir 查機床說明書，取 。實際切削速度為25/ir301vdn 37./in102/i （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f 1.326fm表 量取小植。查 Z525 說明書，取 。1.6/fmr 2）確定切削速度 及 由參考文獻7表 28-39，取 。由vn 8./inv表 19 參考文獻7表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk0.9pavk(1.2)pRa 故 8./min0.897.14/minv表 ()nd表17.4/i(25)95/ir 查 Z525 說明書，取 ，實際鉸孔速度10/inr30vdn 325/mi7.8/i （4）各工序實際切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，010.4/fr195/minr14/inv 擴孔： ， ， ，7.d522.3m 鉸孔： ， ， ，08.6/f0/in78/i 4、夾具設計 (一)問題的提出 本夾具是用來銑下平面,零件圖中兩個小孔的中心距也有一定的公差要求.另外,此中心線為三個側平 面的設計基準,有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生 產率,降低勞動強度,而精度則不是主要問題. 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 1 定位基準的選擇 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一 面加固定 V 型塊和滑動 V 型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有 3 個，一個固定 V 型塊 限制兩個自由度，一個滑動 V 型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方 案，總共限制了工件的全部 6 個自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了 z 軸的移動，z 軸的旋轉，y 軸的旋轉三個移動自由度。 一個固定 V 型塊限制了 y 軸的移動，x 軸的移動，一個滑動 V 型塊限制了 z 軸的旋轉，這樣 6 個自由度 全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 20 2 切削力和夾緊力計算 （1）刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀 40 機床： X52K 型萬能銑床 由3 所列公式 得 FV zwqueyXpFndafC0 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) .1vk 3F83.F0FX z=24 65.0yuPaFw 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù) K= 4321K 其中： 為基本安全系數(shù) 1.5 為加工性質系數(shù) 1.12 為刀具鈍化系數(shù) 1.13 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14K 所以 NF7.15 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 FKf21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 5.0 F= +G G 為工件自重zP NfN4.3121 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級 MPaB106MPaBs4801 螺釘疲勞極限： B9263.2.1 21 極限應力幅： MPakma76.51li 許用應力幅： Sa3.li 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s s=2.54 取s=4 得 MPa120 滿足要求8.24cHdF PaNc153.2 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和 2 個 V 型塊間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的 最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上 的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差 多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位 誤差為： Td=Dmax-Dmin 與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻5可得： 兩 V 型塊定位誤差 ： 采用自動對中夾具后,定位誤差取決于對中塊螺桿以及滑塊的制造誤差.同時,對對中塊利用調整螺釘 進行調整并的誤差只有 0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位 ,孔壁與定位銷的配合間隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為 22 0.08+0.05=0.13 0.2mm: 所以能滿足精度要求. 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jwm 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低 成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小，切削力小， 所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用 快速螺旋夾緊機構。