課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 原始資料： 被加工零件圖一份，小批生產(chǎn)。 Q=2000 臺(tái)/年，n=1 件/臺(tái)，每日 1 班。 設(shè)計(jì)要求： 1. 編制技術(shù)文件 （1）機(jī)械加工工藝過程卡一套 （2）工序卡一套 2. 繪制圖紙 （1）零件圖 1 張 （2）毛坯圖 1 張 （3）夾具裝配圖 1 張 （4）夾具零件圖 1 張 3. 課程設(shè)計(jì)說明書 1 份 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 目錄目錄 第第 1 1 章章 機(jī)機(jī)制制工工藝藝與與夾夾具具課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì).1 1 1. .1 1 零零件件的的分分析析 .1 1.1.1 零件的作 用 2 1.1.2 零件的技術(shù)要求 2 1.1.3 審查杠桿的工藝性 2 1.1.4 確定杠桿的生產(chǎn)類型3 1 1. .2 2 工工藝藝規(guī)規(guī)程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) .3 1.2.1 確定毛坯 的制 造形式 3 1.2.2 基面的選擇 3 1.2.3 表面加工方法的確定4 1.2.4 制定工藝路線 5 1.2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定7 1.2.6 確定切削用量及基本工時(shí)9 1 1. .3 3 夾夾具具設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 19 1.3.1 定位方案 .20 1.3.2 夾緊機(jī)構(gòu) .20 1.3.3 夾具與機(jī)床連接元件.20 1.3.4 使用說明 .20 1.3.5 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .20 第二章第二章 綜合實(shí)踐綜合實(shí)踐.21 2 2. .1 1 夾夾具具體體 零零件件 三三維維造造型型實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)方方法法 簡(jiǎn)簡(jiǎn)述述 21 2 2. .2 2 夾夾具具 裝裝配配三三維維造造型型過過程程簡(jiǎn)簡(jiǎn)述述.25 2 2. .3 3 鉆鉆孔孔動(dòng)動(dòng)畫畫制制作作過過程程簡(jiǎn)簡(jiǎn)述述.28 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)總總結(jié)結(jié)29 參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn)30 第第 1 1 章章 機(jī)制工藝與夾具課程設(shè)計(jì)機(jī)制工藝與夾具課程設(shè)計(jì) 1.11.1 零件的分析零件的分析 1.1.11.1.1 零件的零件的作用作用 題目所給的零件是杠桿，如下圖所示，20H7 孔套在某固定軸上，8H7 孔和 8F9 孔分別套在主動(dòng)件和從動(dòng)件上，主要是支撐與傳動(dòng)作用。零件圖如 下圖 1-1 所示： 第 2 頁 / 共 30 頁 圖 1-1 杠桿零件 1.1.21.1.2 零件的技術(shù)要求零件的技術(shù)要求 零件的技術(shù)要求如下表 1-1。 表 1-1 零件的技術(shù)要求 該杠桿形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于典型的杠桿類零件。為實(shí)現(xiàn)傳遞驅(qū) 動(dòng)力的功能，其杠桿各孔與機(jī)器有配合要求，因此加工精度要求較高。杠 桿左端兩臂內(nèi)表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該 表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時(shí)有準(zhǔn)確的位置， 8H7、20H7、8F9三個(gè)端面孔有平行度要求，中間孔與兩端的孔的 平行度為 0.1mm。 綜上所述，該杠桿的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅(qū)動(dòng) 力中的功用。 1.1.31.1.3 審查杠桿的工藝性審查杠桿的工藝性 加工表面 尺寸及偏 差/mm 公差 /mm及精度 等級(jí) 表面粗糙度 Ra 形位公差 /mm 20孔外端面 150.23.2 35孔外端面 150.23.2 16孔外端面 60.053.2 10孔上端面 48.512.5 插槽內(nèi)表面 50.053.2 8H7孔加工 8H71.6 20H7孔加工 20H71.6 8F9孔加工 8F91.6 10孔加工 1012.5 M4螺孔加工 M4 下端缺口 812.5 第 3 頁 / 共 30 頁 分析零件圖可知，杠桿零件中的8H7、20H7、8F9孔的外端面均要求 銑削加工,并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了 其 接觸剛度；8H7和20H7孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏 離，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度較 低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求； 而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用 較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1 1.1.4.1.4 確定杠桿的生產(chǎn)類型確定杠桿的生產(chǎn)類型 依題目可知，該杠桿生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。 1.21.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.2.11.2.1 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 該零件的材料是 QT45-5，球墨鑄鐵?？紤]到此設(shè)計(jì)零件的材料性質(zhì)能抗 壓，不能抗扭和抗彎。還有毛坯的形狀為對(duì)稱形狀。由此改零件應(yīng)選擇鑄造。 采用上下分型的鑄造方法。 1.2.21.2.2 基面的選擇基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以 使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出， 更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 1.粗基準(zhǔn)的選擇。 重點(diǎn)考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或 面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減 少輔助時(shí)間，所以選杠桿零件20H7孔及 8H7孔外端面為粗基準(zhǔn)。 2.精基準(zhǔn)的選擇。 根據(jù)該杠桿零件的技術(shù)要求和裝配要求,對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要考 慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換 第 4 頁 / 共 30 頁 算，本題目以20H7 的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。 1.2.31.2.3 表面加工方法的確定表面加工方法的確定 1 杠桿零件中零件20H7、8H7 孔的外端面，它是 毛坯鑄造出來之 后第一個(gè)加工的端面，此面將作為粗基準(zhǔn)，表面粗糙度為Ra3.2。根 據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時(shí)間 又能達(dá)到技術(shù)要求。 2.10孔上端面，表面 粗糙度為 Ra12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們 采取粗銑的加工方式。 3.8F9孔的外端面，表面粗糙度為 Ra3.2，根據(jù)表面粗糙度要求我們 采取粗銑 半精銑的加工方式。 4.兩8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍與 8H7同心在 20內(nèi)，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑半精銑的加 工方式。 5.20H7孔加工，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工，為達(dá)到題目要 求我們采取粗?jǐn)U 精擴(kuò) 鉸的工序過程，最終完成20H7孔加工。 6.8H7、8F9孔加工，加工時(shí)對(duì)于 20H7孔有平行度要求，表面 粗糙度為 Ra1.6，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆粗鉸 精鉸的加 工方式。 7.10孔加工，表面 粗糙度為 Ra12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采 取鉆孔就能達(dá)到要求。 8.缺口的加工，表面 粗糙度為 Ra12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采 取粗車就能達(dá)到要求。 9.M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。在加 工的適當(dāng)工藝過程中我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。 各表面加工方案如下表1-2 第 5 頁 / 共 30 頁 表1-2 各表面加工方案 1.2.41.2.4 制定工藝路線制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性 機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮 經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 方案一： 1.粗銑 半精銑 20H7、8H7、8F9 孔外端 2.銑 20 外圓端缺口 3.粗?jǐn)U 精擴(kuò) 鉸 20H7 孔 4.鉆粗鉸 精鉸 8F9 孔 加工表面 尺寸精度等 級(jí) 表面粗超 度Ra/m 加工方案?jìng)渥?20H7、8H7孔 外端面 IT113.2 粗銑 半精銑表5-16 10孔上端面 IT1012.5 粗銑表5-16 8F9孔的外端面 IT113.2 粗銑 半精銑表5-16 8H7孔之間的 槽 IT113.2 粗銑 半精銑表5-16 20H7孔加工 IT71.6 粗?jǐn)U 精擴(kuò) 鉸表5-15 8H7孔加工 IT81.6 鉆粗鉸 精鉸表5-15 8F9孔加工 IT71.6 鉆粗鉸 精鉸表5-15 10孔加工 IT1112.5 鉆孔表5-15 缺口的加工 IT1112.5 粗銑表5-16 M4螺孔加工 3.2 鉆攻螺紋表5-15 第 6 頁 / 共 30 頁 5.鉆粗鉸 精鉸 8H7 孔 6.銑 10 孔上端面 7.鉆 10 孔 8.鉆攻 M4 螺孔 9.銑兩 8H7 孔之間的 槽表面和 R65 內(nèi)圓弧面 方案二： 1.粗?jǐn)U 精擴(kuò) 鉸 20H7 孔 2.鉆精鉸 8H7 孔及 8F9 孔 3.粗銑 半精銑 20H7、8H7 孔外端面 4.粗銑兩 8H7 孔之間的表面 5.鉆 10 孔 6.粗銑 10 孔上端面 7.粗銑 半精銑 8F9 孔的外端面 8.粗銑缺口 9.鉆攻 M4 螺孔 對(duì)于上述工序安排的兩個(gè)方案進(jìn)行比較： 方案一工序相對(duì)集中，便于管理。方案二則采用工序分散原則，各工 序工作相對(duì)獨(dú)立。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大，工序集中可簡(jiǎn)化調(diào)整工作， 易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動(dòng)夾具，可提高加工效率，故采用方案一較 好。 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表1-3 列出了杠 桿的工藝路線。 表 1-3 杠桿的工藝路線 序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基面設(shè)備 1 備料砂型鑄造 2 銑粗銑-半精銑 20H7、8H7、8F9 孔外 端面 20H7內(nèi)圓柱面X60臥式雙 面銑床 3 擴(kuò)粗?jǐn)U -精擴(kuò) -精鉸20H7孔35和20兩外 端面 立式鉆床 ZX525 第 7 頁 / 共 30 頁 1.2.51.2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)條件：生產(chǎn)批量為小批量、毛坯制造方法為砂型鑄造手工化學(xué)劑造型、 毛坯材料為球墨鑄鐵、零件最大尺寸為 1109030 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指南得加工余量 RMA 和毛坯尺寸 R 的關(guān)系： 單邊外表面加工：R=F+RMA+CT/2 雙邊外表面加工：R=F+2*RMA+CT/2 雙邊內(nèi)表面加工：R=F-2*RMA-CT/2 毛坯鑄件公差等級(jí)：查表 5-2 得小批量生產(chǎn)毛坯鑄件公差等級(jí)為 1113， 取 11 級(jí)。 機(jī)械加工余量公差等級(jí)：查表 5-5 得機(jī)械加工余量公差等級(jí)為 FH 級(jí)，取 F 級(jí) 鑄件機(jī)械加工余量 RMA：由最大尺寸 110930 查表 5-4 得鑄件機(jī)械加工 余量 RMA=1.5 mm 毛坯基本尺寸計(jì)算：8F9、8H7、10 孔較小，鑄成實(shí)心。 20H7 孔加工部分為雙邊孔加工。查表 5-3 得尺寸公差 CT=3.2,由此： R=20-2x1.5-3.2/2=15.4 4 鉆鉆-粗鉸 -精鉸 8F9,8H7孔20H7內(nèi)圓柱面立式鉆床 ZX525 5 銑銑10孔上端面20H7和8F7兩 內(nèi)圓柱面 立式銑床 X51 6 鉆鉆10孔20H7和8F7兩 內(nèi)圓柱面 立式鉆床 ZX525 7 鉆鉆攻M4螺紋 孔20H7和8H7兩 內(nèi)圓柱面 立式鉆床 ZX525 8 銑粗銑兩 8H7孔之間的槽表面 和R65圓弧面 20H7和8F7兩 內(nèi)圓柱面 X62臥式銑 床 9 銑銑缺口 20H7和8F7兩 內(nèi)圓柱面 立式銑床 X51 10 輔助清洗 11 檢終檢 第 8 頁 / 共 30 頁 尺寸 48.5加工部分為單邊，外表面加工。查表 5-4 得 CT=4 由此： R=48.5+1.5+4/2=52 下端缺口 8mm加工部分為單邊，外表面加工。查表 5-4 得 CT=2.8，由 此：R=8+1.5+2.8/2=10.9，取 10 寬 12mm 尺寸加工部分為雙邊，外表面加工。查表 5-4 得 CT=3，由此： R=12+2x1.5+3/2=16.5 寬 30mm 尺寸加工部分為雙邊，外表面加工。查表 5-4 得 CT=3.6，由此： R=30+2x1.5+3.6/2=34.8 由此計(jì)算出下表 1-4 的毛坯加工面的尺寸：?jiǎn)挝?mm 表 1-4 毛坯加工面的尺寸 按上面的尺寸和給定加工零件圖，繪制如下毛坯圖 1-2。 零件尺寸單邊加工余量鑄件尺寸 20H7 孔 2.315.4 離圓心 48.5 3.552 下端缺口尺寸 8 2.910 寬 12 尺寸 2.2516.5 寬 30 尺寸 2.434.8 第 9 頁 / 共 30 頁 圖 1-2 杠桿毛坯圖 1.2.61.2.6 確定切削用量及基本工時(shí)確定切削用量及基本工時(shí) 工序一工序一 備料備料 工序二工序二 以以 2 20 0H H7 7 一一端端面面粗粗 基基準(zhǔn)準(zhǔn) ，銑銑 2 20 0H H7 7、8 8H H7 7、8 8F F9 9 孔孔外外端端 面面，使使 2 20 0H H7 7、8 8H H7 7 兩兩孔孔外外端端面面尺尺寸寸至至、使使 8 8F F9 9 外外端端面面尺尺寸寸2 . 030 至至 0 1 . 0 12 1. 加工條件 工件材料：QT45-5,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：粗、半精銑 20、8H7、8F9 孔的端面。 機(jī)床：X60 臥式雙面銑床。 刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。 故校驗(yàn)合格。 最終確定，粗銑: ap=1.5mm、n=400r/min、V=100.5m/min、f=0.167mm/r 半精銑：ap=0.9mm、n=560r/min、V=140.7m/min、f=0.15mm/r 6）計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二工序二 以以 3535 的外圓面為粗基準(zhǔn)，鉆、粗鉸、精鉸的外圓面為粗基準(zhǔn)，鉆、粗鉸、精鉸 2020 孔孔, ,孔的精度達(dá)到孔的精度達(dá)到 IT7IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=18、19 擴(kuò)孔鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后 第 11 頁 / 共 30 頁 角 o12，二重刃長(zhǎng)度 b=2.5mm,橫刀長(zhǎng) b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查切 rmmf/86 . 0 70 . 0 35 . 1 20 30 d l 所以， rmmf/70 . 0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)rmmf/81. 0 max 6090FFf 成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.50.8mm，壽命min60T （3）切削速度 查切 修正系數(shù) rmmvc/180 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/ 3 . 318 1000 0 r d v ns 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為min/272rnc 故實(shí)際的切削速度rmm nd v s c / 4 . 15 1000 0 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc60NmMm 2 . 144 mc MM 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 Ec PkwP0 . 27 . 1 3.計(jì)算工時(shí) 第 12 頁 / 共 30 頁 min18. 0 81 . 0 272 1030 nf L tm 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 粗?jǐn)U： min/272rn rmmf/81. 0min/ 4 . 15 mvcmmd18 0 精擴(kuò)： min/392rn rmmf/48. 0min/ 4 . 23 mvcmmd19 0 鉸孔： min/545rn rmmf/22. 0min/ 2 . 34 mvc720 0 ITd 工序四工序四 （1 1）以以 2020 孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 8F98F9 孔，保證孔的精度孔，保證孔的精度 達(dá)到達(dá)到 IT9IT9。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 后角 o11，二重刃長(zhǎng)度 b=7.5mm,橫刀長(zhǎng) b=5mm, 棱帶長(zhǎng)度 mml3 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查切 0.5 0.7/fmm r 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇0.6/fmm rrmmf/53. 0 最終決定選擇立式鉆床 Z525 已有的進(jìn)給量rmmf/2 . 0 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.81.2mm，壽命min140T 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.91.4mm，壽命min60T 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.60.9mm，壽命min120T （3）切削速度 查切 修正系數(shù) 10/ c vmm r0 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv K10/ c vmm r 第 13 頁 / 共 30 頁 0 1000 530.4 /min s v nr d 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 n=400r/min 故實(shí)際的切削速度 v=7.5m/min （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc362NmMm 2 . 814 mc MM 故滿足條件，校驗(yàn)成立。kwPkwP Ec 95 . 5 4 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆：n=400、v=7.5、f= 0.2 粗鉸：n=500、v=11、f= 0.16 精鉸：n=630、v=15.8、f= 0.12 3.計(jì)算工時(shí) T=17+18/400*0.2=0.4min （2 2） 以以 2020 孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 8H78H7 孔，保證空的精度達(dá)到孔，保證空的精度達(dá)到 IT7IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 后角 o11，二重刃長(zhǎng)度 b=7.5mm,橫刀長(zhǎng) b=5mm, 棱帶長(zhǎng)度 mml3 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查切 0.5 0.7/fmm r 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇0.6/fmm rrmmf/53. 0 最終決定選擇 Z3025 搖臂鉆床已有的進(jìn)給量rmmf/2 . 0 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.81.2mm，壽命min140T 第 14 頁 / 共 30 頁 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.91.4mm，壽命min60T 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.60.9mm，壽命min120T （3）切削速度 查切 修正系數(shù) 10.5/ c vmm r0 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv K10.5/ c vmm r 0 1000 556.92 /min s v nr d 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 n=400r/min 故實(shí)際的切削速度 v=7.5m/min （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc362NmMm 2 . 814 mc MM 故滿足條件，校驗(yàn)成立。kwPkwP Ec 95 . 5 4 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆：n=400、v=7.5、f= 0.2 粗鉸：n=500、v=11、f= 0.16 精鉸：n=630、v=15.8、f= 0.12 3.計(jì)算工時(shí) T=17+18/400*0.2=0.4min 工序五工序五 粗銑粗銑 1010 孔上端面?？咨隙嗣?。 1. 加工條件 工件材料：QT45-5,b =0.45GPa HB=160210,鑄造。 加工要求：粗銑 10 上端面。 機(jī)床：X51 立式銑床。 刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金套式面銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae=16,深度 ap=2.8, 齒數(shù) z=3,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) （后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè) ）取刀具直徑 do=24mm。選擇刀具前角 o5后角 o8，副后角 o=8，刀齒斜 第 15 頁 / 共 30 頁 角 s=10,主刃 Kr=60,過渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5過渡刃寬 b=1mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇 ap=3.5mm，一次走刀即可完成所需 長(zhǎng)度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 7.5kw。查切削手冊(cè)f=0.140.24mm/z。由于 是對(duì)稱銑，選較小量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表 3.7，后刀面最大磨損為 1.01.5mm。 查切削手冊(cè)表 3.8，壽命 T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè) ，查得 V36mm/s，n=480r/min,Vf=432mm/s 據(jù) X51 銑床參數(shù)，選擇 n=490r/min,Vfc=441mm/s,則實(shí)際切削速度 V =3.14*24*441/1000=33.2m/min, 實(shí)際進(jìn)給量為 f=V/nz=441/(300*3)=0.49mm/r。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為 PcmPcc。 故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=3.5mm，n=490r/min，V=33.2m/min，f=0.49mm/r。 6）計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=(32+80)/432=0.25min。 工序六工序六 以以 2 20 0H H7 7 孔為精基準(zhǔn)，鉆孔為精基準(zhǔn)，鉆 1010 孔，深度孔，深度 20mm20mm。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o12，二重刃長(zhǎng)度 b=2.5mm,橫刀長(zhǎng) b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 第 16 頁 / 共 30 頁 （1）決定進(jìn)給量 查切 rmmf/7 . 030 . 0 35 . 1 20 30 d l 所以， rmmf/41 . 0 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rmmf/75 . 1 rmmf/53. 0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成rmmf/48. 0 max 6090FFf 功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.50.8mm，壽命min60T （3）切削速度 查切 修正系數(shù) rmmvc/25.120 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/390 1000 0 r d v ns 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為min/136rnc 故實(shí)際的切削速度rm nd v s c /27 . 4 1000 0 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 NmMc60NmMm 2 . 144 mc MM 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 Ec PkwP0 . 27 . 1 3.計(jì)算工時(shí) min2 . 0 45. 1134 1030 nf L tm 工序七工序七 以以 2020 孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè) 3.33.3 孔，攻孔，攻 M4M4 螺紋螺紋 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=3mm，后角 o16，二重刃長(zhǎng)度 第 17 頁 / 共 30 頁 120245 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查切 rmmf/02218. 0 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rmmf/50 . 0 rmmf/53. 0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rmmf/22. 0 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.50.8mm，壽命min20T （3）切削速度 查切 修正系數(shù) rmmvc/200 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/20 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 n=500r/min 故實(shí)際的切削速度 v=20m/min （4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 mc MM Ec PP 最終確定: 鉆孔 n=500r/min、V=20m/min、f=0.15mm/r 攻絲 n=97r/min、V=1.2m/min、 f=0.7mm/r 3.計(jì)算工時(shí) T=4+2/800*0.22=0.034 工序八工序八 以以 2020 孔為精基準(zhǔn)，粗孔為精基準(zhǔn)，粗銑銑兩兩 8 8H H7 7 孔孔之之間間的的表表面面和和粗粗銑銑R R6 65 5 內(nèi)內(nèi) 圓圓弧弧面面 工件材料：QT45-5 鑄造。 機(jī)床：X62 臥式銑床。 1、粗銑內(nèi)槽留余量 1mm 刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼直角三面刃銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae=8,深度 ap=42.5,齒數(shù) z=12,故據(jù)切削手冊(cè)取刀具直徑 do=8mm 第 18 頁 / 共 30 頁 2 、切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^大，因?yàn)?R65 內(nèi)圓弧面粗糙度大 故可以選擇 ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 7.5kw。查切削手冊(cè)選 f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表 3.7，后刀面最大磨損為 1.01.5mm。 查切削手冊(cè)表 3.8，壽命 T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè) ，將 f 降一級(jí)為 f=0.5 mm/z。查得 V110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 據(jù) XA62 臥式銑床參數(shù)，選擇 n=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為 fzc=V fc/nz=0.21mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè),而機(jī)床所能提供功率為 Pcm=56.3kwPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 3、半精銑內(nèi)槽 刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼直角三面韌銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae=10,深度 ap=12,齒數(shù) z=1,故據(jù)切削手冊(cè)取刀具直徑 do=10mm 4 、切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^大，因?yàn)?R65 內(nèi)圓弧面粗糙度大 故可以選擇 ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 7.5kw。查切削手冊(cè)選 f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表 3.7，后刀面最大磨損為 1.01.5mm。 查切削手冊(cè)表 3.8，壽命 T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè) ，將 f 降一級(jí)為 f=0.5 mm/z。查得 V110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 據(jù) XA62 臥式銑床參數(shù)，選擇 n=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為 fzc=V fc/nz=0.21mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè),而機(jī)床所能提供功率為 第 19 頁 / 共 30 頁 Pcm=56.3kwPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 5、計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=(42.5*4)/60=2.8min. 結(jié)果：粗銑 f=0.21 mm/z, n=235r/min,Vfc=5.9mm/min 半精銑 f=0.15 mm/z, n=475r/min,Vfc=14.9mm/min 工序九工序九 粗銑缺口粗銑缺口 刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金三面銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae=30mm,深度 ap=2.5 齒數(shù) z=3,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) （后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè) ）取刀具直徑 do=24mm。選擇刀具前角 o5后角 o8，副后角 o=8，刀齒斜 角 s=10,主刃 Kr=60,過渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5過渡刃寬 b=1mm。 =0.25mm/Z f =0.35m/s（21mm/min） d=175mm, w 按機(jī)床參數(shù)選取 n=300r/min 故實(shí)際切削速度 =22.6m/min 1000 nd s 切削工時(shí)：t =30/V =1.3min m 1.31.3 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 經(jīng)老師指定工序，設(shè)計(jì)第二道工序加工 8H7、8F9 兩孔 孔的鉆 床專用夾具。本夾具將用立式鉆床 ZX525。所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖如下圖 1- 3，以及有關(guān)說明。 第 20 頁 / 共 30 頁 圖 1-3 夾具裝配圖 1.3.11.3.1 定位方案定位方案 工件總體以 35 一端面及 20H7 孔為定位基準(zhǔn)，采用平面與定位銷組合 定位方案，另外在加工 8F9 孔的時(shí)候由于該孔端面小于定位平面，所以采用 了可調(diào)輔助支承套和可調(diào)型塊進(jìn)行定位，這樣可以提高穩(wěn)定性，其中定位銷 限制了 2 個(gè)自由度，35 一端面限制了 3 個(gè)自由度，V 型塊限制了 2 個(gè)自由度， 第 21 頁 / 共 30 頁 共限制了 7 個(gè)自由度。 1.3.21.3.2 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu) 由于是孔加工夾具，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足要求。采用螺母和圓柱銷上的 螺栓實(shí)現(xiàn)夾緊，還有就是防止工件轉(zhuǎn)動(dòng) V 型塊夾緊裝置，由于都是手動(dòng)螺旋夾 緊，所以夾緊力適可而止，不需要進(jìn)行夾緊力計(jì) 1.3.31.3.3 夾具與機(jī)床連接元件夾具與機(jī)床連接元件 采用四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)螺栓，將夾具體底面固定在機(jī)床工作臺(tái)上，用于鉆床夾具相 對(duì)于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置，并保證加工孔的中心線與機(jī)床主軸在同一條直 線上，確保加工精度 1.3.41.3.4 使用說明使用說明 安裝工件時(shí)，取下圓柱銷上的開口墊圈，并向左調(diào)動(dòng) V 型塊，將工件 20H7 套在定位銷上，并將 8F9 外圓柱面放進(jìn) V 型塊，然后預(yù)緊 V 型塊，然 后將上面 的夾緊螺母進(jìn)行預(yù)緊，接下來向右調(diào)動(dòng) V 型塊，頂住即可，然后把 8F9 孔下 面的可調(diào)輔助支承套網(wǎng)上調(diào)一調(diào)，直至頂住 8F9 孔下端面即可。然后再把夾 緊螺母夾緊適當(dāng)?shù)轿?，這樣就可以進(jìn)行孔加工了。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)孔 8F9 加工完畢 后，松開夾緊螺母和 V 型塊裝置，使工件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，讓第二個(gè)孔 8H7 的外圓柱面正好放在 V 型塊里即可，然后夾緊方法和第一個(gè)孔夾緊步驟 一樣。 1.3.51.3.5 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，由于是小批量生產(chǎn)，就沒有設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)夾緊裝 置，本道工序采用手動(dòng)夾緊的夾具比較簡(jiǎn)單，制造成本相對(duì)較低，夾具上裝有 鉆套，可使夾具在一批零件的加工之前很好的導(dǎo)向，同時(shí)夾具底面上的定位鍵 可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以便于孔加工，但由于需 要轉(zhuǎn)動(dòng)角度，故轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需要將工件固定的好，否則將會(huì)影響到加工精度。 第第 2 2 章章 綜合訓(xùn)練綜合訓(xùn)練 第 22 頁 / 共 30 頁 2.12.1 夾具體零件三維造型實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)述夾具體零件三維造型實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)述 夾具造型使用的是 UG8.0 版本三維造型軟件，結(jié)合自身的學(xué)習(xí)條件，用 UG 畫出了夾具零件三維圖及夾具裝配圖，在過程中也遇到了很多小問題，不過過 程還算順利，以下就是繪圖步驟及造型圖。 1.打開 UG 軟件，新建模型，如下圖 2-1。 圖 2-1 新建模型 2.在模型中，畫夾具的各個(gè)零件 （1）杠桿零件三維圖 先在草圖模塊里把杠桿的中心截面形狀畫好，利用拉伸中對(duì)稱值拉伸草圖， 第 23 頁 / 共 30 頁 形成實(shí)體，在選定的平面畫草圖拉伸求和，最后在打孔，切槽，和利用“螺紋” 功能打螺紋孔，最終形成三維體如下圖 2-2。 圖 2-2 杠桿零件三維圖 （2）夾具體零件三維圖 先把底板方形草圖畫好，然后拉伸成長(zhǎng)方體實(shí)體，然后畫左邊小臺(tái)階的草 圖拉伸與底座求和，然后再打孔、畫螺紋孔、畫槽、倒角，如下圖 2-3。 2-3 夾具體底座三維圖 （3）其他零件三維圖 由于其他零件三維圖造型相對(duì)簡(jiǎn)單，基本都是利用草圖功能拉伸實(shí)現(xiàn)的， 這里就不作詳細(xì)解釋，其他零件三維圖見下圖 2-4 至圖 2-14。 第 24 頁 / 共 30 頁 圖 2-4 圓柱銷 圖 2-5 鉆模板 圖 2-6 固定螺釘 圖 2-7 活動(dòng) V 型塊 圖 2-8 六角螺圖 2-9 開口墊圈 第 25 頁 / 共 30 頁 圖 2-10 可調(diào)支承 圖 2-11 鉆套 圖 2-12 六角螺釘 圖 2-13 圓柱銷 圖 2-14 開槽螺釘 圖 2-15 固定螺釘固定板 第 26 頁 / 共 30 頁 2.22.2 夾具裝配三維造型過程簡(jiǎn)述夾具裝配三維造型過程簡(jiǎn)述 1.裝配圖 打開 UG，新建裝配模塊，先添加組件“底座”然后一一添加其他組件， 利用“裝配約束”使每個(gè)組件裝配至合適的位置。如下圖 2-16 所示。 圖 2-16 添加組件 裝配好需要進(jìn)行約束，使每個(gè)組件安裝到想要的位置，用“接觸對(duì)其”方法 裝配，裝配好后形成三維裝配圖，如下圖 2-17、2-18 所示。 第 27 頁 / 共 30 頁 圖 2-17 裝配約束 圖 2-18 夾具裝配三維圖 第 28 頁 / 共 30 頁 2.裝配爆炸圖 裝配圖建好后，然后點(diǎn)擊工具欄中的“爆炸圖”新建一個(gè)自動(dòng)爆炸圖，設(shè) 置好偏移距離，如下圖 2-19 所示。 圖 2-19 夾具爆炸圖 第 29 頁 / 共 30 頁 2.32.3 鉆孔動(dòng)畫制作過程簡(jiǎn)述鉆孔動(dòng)畫制作過程簡(jiǎn)述 1.進(jìn)入裝配序列新建裝配序列，如下圖 2-20 所示。 圖 2-20 新建裝配序列 2.插入運(yùn)動(dòng) 先選擇對(duì)象，然后移動(dòng)組件，點(diǎn)擊坐標(biāo)系，然后輸入想要移動(dòng)的距離或轉(zhuǎn) 動(dòng)的角度，按 Enter 鍵確定移動(dòng)后的位置，以此類推，確定每個(gè)組件的位置， 最后按順序播放動(dòng)畫，再導(dǎo)出動(dòng)畫為 AVI 視頻格式，以便觀看。如下圖 2-21。 圖 2-21 插入運(yùn)動(dòng) 第 30 頁 / 共 30 頁 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié) 在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握 一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué) 分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了寬 容，學(xué)會(huì)了理解。 通過這次夾具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計(jì)，綜合 運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次鉆孔夾具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際 訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我的獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了鉆孔夾具設(shè)計(jì)等課程 所學(xué)的內(nèi)容，掌握鉆孔夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握鉆孔夾具設(shè)計(jì)的基本的模 具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本 結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程 都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。 在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)夾具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能 力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí) 的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 在此感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué) 習(xí)中的榜樣.這次模具設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心 指導(dǎo)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受 到同學(xué)的友誼。 第 31 頁 / 共 30 頁 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1、王先逵 主編， 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) ，華中科技大學(xué)出版社，2007。 2、陳家芳 主編， 實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)第 2 版，上海科學(xué)技術(shù)出版 社，2006。 3、孫麗媛 主編， 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) ，冶金工業(yè)出版社， 2003。 4、李益民 主編， 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) ，機(jī)械工業(yè)出版社，1994。 5、 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) ，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982。 6、劉守勇 主編， 機(jī)械制造與機(jī)床夾具 ，機(jī)械工業(yè)出版社，1994。 7、楊興駿，莫雨松等編， 互換性與技術(shù)測(cè)量第 4 版，中國(guó)計(jì)量出版社， 2005。 8、周明，孫玉潔，韓榮第編著， 金屬切削原理與刀具第 2 版，哈爾濱工業(yè) 大學(xué)出版社，2004。