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1、 支臂加工工藝及專用銑R4槽夾具的設計 學生姓名: 　　 學生學號: 　　 院（系）: 機械工程學院 年級專業(yè): 　 指導教師: 　 ____ 全套圖紙加扣?3012250582 目錄 1 序 言 1 2分析支臂的零件圖 2 2.1支臂工藝性的分析 2 2.1.1支臂結構功用分析 2 2.1.2研究支臂零件的圖紙 2 2.1

2、.3主要技術的條件 3 2.2 確定毛坯的結構 3 3支臂的加工工藝設計 4 3.1 選取加工基面 4 3.2工藝過程當中應該研究的主要的問題 4 3.3 制定工藝路線 4 3.4 先主要后次要的原理 6 3.5設備及其工藝裝備確定 6 3.6確定切削用量及基本工時 6 4 夾具設計 14 4.1定位基準的選擇 14 4.2設計夾具體 14 4.3設計夾緊的裝置 14 4.4計算夾具精度的分析 14 4.5計算切削力與夾緊力 15 4.6銑床夾具設計以及操作的使用說明 16 5總結 18 參考書籍 19 致 謝 20 1

3、序 言 我們國家的制造機械生產的零件與產品,并且將他們制作成機械行業(yè)的設備。機械生產行業(yè)的產品不但能直接給大家使用,又能給別的行業(yè)供應生產設備,機械制造行業(yè)當中有著各種各樣的機械或者其他的設備。制造產業(yè)在生活當中是人們所不能離開的,因此機械制造的專業(yè),是一個國家的經濟很快發(fā)展一個重要的行業(yè),這也是對國家基礎經濟的發(fā)展里面當中,起了比較大的作用。因此說從當中一種層面的來說,機構生產的技能的高和低的重要指標是每個國家經濟上面整體能力及科技水準的量衡。 生產上面使用的夾具也是放在各種機器上面把零件重力夾緊、精準定位，把切削刀具固定引導方向的一種設備，它的最主要的一個功能是將零件對應與生

4、產設備和加工刀具的一個合理的方位，并在生產折工程中維持一個不改變的位置，是當代工業(yè)生產當中的一個非常明顯的特色：現(xiàn)代零件發(fā)展得比較快，對品質的要求比較高，種類上面的不一樣的規(guī)格也不少，產品跟新?lián)Q代的時間也較快。體現(xiàn)了在機械制造業(yè)上面，多個種類、批量不大生產的類型比例當中，是占了一個非常大的比例。這是為了順應了這一系列要求，一定要做好這種生產技術上面的前序工作，從而機床使用的裝夾工具是加工中非常重要的一部分。 這次設計使用CAD設計支臂的專用夾具，以及機械加工工藝設計，對專用的機床的夾具設計。來進行結構的分析以及精度的分析；經過本設計使自己具有一定的設計。專用夾具的能力以及分析生產當中。和與夾

5、具有關的技術的問題的能力。 2分析支臂的零件圖 2.1支臂工藝性的分析 2.1.1支臂結構功用分析： 這次設計我分到的設計的題目，是最普通的支臂的工件，支臂零件是起支撐的作用的構架，而且承受非常大的力,也有著定位的作用,使各個零件之間能夠持有合理的位置。所以，支臂零件的加工的質量，直接就影響到機器的精度以及壽命。 2.1.2研究支臂零件的圖紙： （1）重要的面加工： 1）銑底平面，保證10mm尺寸，位置度的誤差達到0.03 2）鉆φ16孔，加工的定位的基準，為底平面，保證16mm的工序加工尺寸。 3）鉆2－φ6孔

6、, 定位的基準為底平面及腰槽，保證34mm工序的尺寸，光潔度為3.2 2.1.3主要技術的條件： ①Ｒ4腰槽的精度：尺寸與形狀的誤差，能夠影響到支臂工作的狀態(tài)，因此對φＲ4腰槽的要求低，Ｒ4腰槽的尺寸公差為 ② 3mm平面的精度：因為3mm的平面對支臂聯(lián)接時的密封性能有影響，而且作為定位的加工基面，要不就可能對孔的加工的精度，具有非常大的影響，所以就要規(guī)定它加工的要求。 2.2 確定毛坯的結構 分析支臂工件時作用，材質的強度就要求非常的高，而且支臂的結構有點復雜，所以選用材質為QT50-1.5鑄造的零件毛坯。 根據(jù)參考書籍的表1.3-17，可得支臂毛坯的端面的余量為，平面的余

7、量為，支臂毛坯的尺寸的偏差根據(jù)附表1.4-6可得到 3支臂的加工工藝設計 3.1 選取加工基面 ①選擇粗加工基準 因為支臂工件為叉型類的工件，通常以平面來作為粗加工的基準。通常以不加工的表面來作為粗加工的基準，但支臂各個面都需要加工，就應該以加工的余量比最小的面，來作為粗加工的基準，因此對支臂零件，先以支臂的端面及右端面來作為粗加工的基準，使用夾具來夾緊可以同時去掉幾個自由度，然后在以端面來定位可以去掉自由度。 以支臂的平面作為主要的定位的粗加工基準，以側面為輔助的粗加工的基準。 ②選擇精加工基準 因為考慮到支臂的加工精度，以及裝夾的準確與方便，按照基準相重合的原則

8、，以及基準統(tǒng)一的加工的原則，定位精基準選擇加工后的平面． 3.2工藝過程當中應該研究的主要的問題 ① 所取加工的方法，應該符合每一種加工方法的經濟和精度的要求。 ② 所取的加工方法，能夠滿足加工面的幾何形狀的精度，表面位置度的精度的要求。 ③ 所取的加工的方法要與零件材料的可加工性相。 ④ 加工的方法要適應支臂生產的類型。 ⑤ 所取加工的方法，要滿足企業(yè)現(xiàn)有設備和工人技術的水平 3.3 制定工藝路線 思路一 工序號 工序名稱 工 序 內 容 10 鑄造 鑄造成型 20 熱處理 時效處理，去除鑄造應力 30 鉆 鉆φ16孔 40 鉆 鉆2

9、－φ6孔 50 銑 銑14上端面 60 銑 銑26mm側面 70 銑 銑Ｒ4腰槽 80 銑 銑底平面 90 銑 銑深3mm平面 100 去毛刺 去除工件表面毛刺 150 檢 檢驗工件尺寸，及表面質量等是否合格 思路二 工序號 工序名稱 工 序 內 容 10 鑄造 鑄造成型 20 熱處理 時效處理，去除鑄造應力 30 銑 銑底平面 40 銑 銑深3mm平面 50 銑 銑14上端面 60 銑 銑26mm側面 70 銑 銑Ｒ4腰槽 80 鉆 鉆φ16孔 90 鉆 鉆2－φ6孔 100

10、 去毛刺 去除工件表面毛刺 思路方案的選取 在零件工藝路線的擬定中，根據(jù)機械加工的考慮的原理： 1 先基準后其它的原理 2 先粗后精加工的原理 3 先面后孔的原理 3.4 先主要后次要的原理 全面的研究支臂，選取思路二合適。 3.5設備及其工藝裝備確定 所選用的機床有：X61銑床、Z525鉆床，檢驗臺、鉗工臺。 專用夾具設計銑床專用夾具設計，刀具選用銑刀、各級鉆頭、絲攻、圓銼刀 量具選用游標卡尺、專用塞規(guī)、專用量具 3.6確定切削用量及基本工時 工序：銑底平面 切削加工的深度：單邊的余量，進行2次走刀對零件進行加工； 進給量：根據(jù)參考資料《機械加工工藝手

11、冊》16-18可以得到：選??； 切削加工速度的計算： 主軸轉動的速度的確定： 根據(jù)機床來選擇，故實際切削加工的速度： 切削加工的工時: 當中 所以 銑底平面 切削加工的深度：單邊的余量，進行次走刀加工； 進給量選擇； 切削加工速度的計算 主軸轉動速度的確定： 按照機床的選擇，故實際切削加工的速度： 切削加工加工的工時: 公式當中 所以 工序 : 銑深3mm平面 按照參考資料[9]附表2.4-71，刀具選擇硬質合金銑刀（面銑刀），材料選擇， ，齒數(shù)是，它為粗齒的銑刀。因為其單邊的

12、余量： 所以銑削加工的深度： 每齒的進給量：按照參考資料[7]附表2.4-75，選取，銑削加工的速度：根據(jù)參考資料[7]附表30—37，選擇 機床主軸的轉動的速度： 式（2.1） 公式當中 V—銑削加工的速度； d—刀具的直徑。 機床主軸的轉動速度： 參照參考資料[3]附表3.1-77 實際銑削加工的速度： 進給量： 機床工作臺每分鐘的進給量： ：按照文獻資料[7]附表2.4-83 被切削層的長度：根據(jù)零件毛坯的尺寸可以知道 銑刀切入

13、時的選擇： ， 銑刀切出時的選擇： 按照參考文獻資料《機械制造工藝學》附表可以知到： 按照參考資料附表3.2-8可知：操作機床的時間是： min 根據(jù)參考資料附表3.2-4可得：測量零件的時間是： min 故 精銑深3mm平面 切削加工的用量： 按照參考資料附表6.2-4可得： 按照參考資料附表6.3-23銑刀銑削加工灰鑄鐵時 所以機床的轉動的速度 工時的定額：按照參考資料附表6.3-4可知： 按照參考資料附表3.4-6可得：操作的時間是 按照參考資料附表3.5-7可得到：測量零件的時間是： 所以 工序：銑14上端面 粗銑（選擇硬質合金

14、銑刀，） 1）銑削加工的深度以及寬度 因為寬度比較大，分為兩次切削加工 2）每齒的進給量 （按照資料《切削手冊》附表3.7） 3）切削加工的速度以及每分鐘的進給量 切削加工的速度：按照參考資料《機械制造工藝設計手冊》（下面簡稱《機械手冊》）附表3-34，確定 得 所以 現(xiàn)選擇X61式銑床，按照機床使用的說明書（查資料《工藝手冊》附表4.2-38），選擇 ，所以實際切削加工速度是 當時，機床工作臺每分鐘的進給量應該是 根據(jù)機床的說明

15、書，選擇 4）切削加工工時： 公式當中，資料（《切削手冊》附表3.25，所以 資料（《切削手冊》附表3.25， 所以 ②精銑26mm側面 選擇硬質合金銑刀， 1）銑削加工的深度以及寬度 2）每齒的進給量 3）切削加工的速度以及每分鐘的進給量 切削加工的速度：按照參考資料《機械手冊》附表3-32，v選擇m/s得m/min 所以 現(xiàn)選擇X61式銑床，按照機床的使用說明書（查資料《工藝手冊》附表4.2-37），選擇 ，所以實際切削加工的速度是

16、 當時，機床工作臺的每分鐘進的給量應該是 結合機床的說明書，選擇 4）切削加工工時： 公式中，資料（《切削手冊》附表3.25，所以 所以 工序 銑Ｒ4腰槽 粗銑Ｒ4腰槽 它和表面的粗糙精度，都要留的精加工切削余量 銑削深度： 機床設定每齒的進給量：根據(jù)書籍《機械加工工藝手冊》表2.1.76，選 機床設定銑削的速度：參照書籍《機械加工工藝手冊》表2.5.88，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.1.84, 刀

17、具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 精銑Ｒ4腰槽 因為零件的材質是QT50-1.5，所以硬質合金做的銑刀，直徑為，齒數(shù)為。參照文獻資料得知選擇了銑刀基本形狀是, ， ， 前面知道銑削的寬度，銑削的深度所以機床用X61銑床就可以了。 1.每齒的進給量f的確定 按照參考書籍能知，X61式機床的功率以及工藝的系統(tǒng)。得出每一個齒的進給量、選擇。 2.銑刀磨損標準以及耐用度的選擇 按照參考書籍得出，銑刀的刀齒的后刀面最大的損耗量是，刀具的直徑，最大的使用量。 3.確定切削速度 根據(jù)參考書籍得出，X61的機床的功率是為7.5kw，工藝的加工和傳動的系統(tǒng)的

18、剛性為中等的。查得知每齒的進給量、現(xiàn)取。 參照X61銑床主傳動軸的轉速說明表來查取， , 。 則實際切削： 實際進給量： 3.校驗機床功率 參照相關書籍所知，銑削時的功率（單位kw）為:當, , 參照相關X61銑床說明書可知：銑床主傳動軸的主要電動機是允許的功率 ×P 所以這機床功率足夠滿足加工的要求。 基本時間 參照相關資料了解到銑刀它銑面時的基本時間為：

19、 工序：鉆φ16孔 鉆孔：按照參考資料《機械加工工藝手冊》附表可知：進給量,切削加工的速度，切削加工的深度 機床主軸的轉動速度 選擇 實際切削加工的速度 被切削層的長度： 加工刀具切入的長度： 加工刀具切出的長度： 選擇 按照按照資料《機械制造工藝學》附表可以得到： =0.08 按照參考資料附表3.3-9可得：裝夾零件的時間是 按照參考資料附表3.3-12可得：松開卸下零件的時間是 按照參考資料附表3.3-14可得：測量零件的時間是： 故輔助的時間是 所以= 工序：鉆2－φ6孔 鉆孔至φ6.7機床的選擇

20、：選用鉆床Z525鉆床及專用夾具 刀具選擇：鉆頭，直徑，幾何的形狀是《切削用量簡明手冊》附表2.2-表2.5，選取雙錐修磨橫刃， 計算切削加工用量 （1）進給量的確定 按照加工要求決定進給量：按照參考資料《切削用量簡明手冊》附表2.5，鑄鐵乘以孔深修正的系數(shù)，所以 根據(jù)鉆頭強度確定進給量：按照參考資料《切削用量簡明手冊》附表2.9，當，時， 根據(jù)機床進給機構的強度確定的進給量：按照參考資料《切削用量簡明手冊》附表3.9，機床進給機構所容許的軸向力是，（Z525鉆床所容許的軸向力是，根據(jù)《切削用量簡明手冊》附表2-36.）時，進給量是 4 夾具設計 本套專用夾具的設計，主要用

21、來加工φ50孔端面，保證83的尺寸以及光潔度達到6.3。選擇底平面來作為加工的基準。加工當中的定位。它加工的質量直接影響到后面的工序的加工的精度。在加工Ｒ4腰槽孔時主要應該研究，如何保證本工序尺寸的精度要求以及表面光潔度的要求，和咋樣增加勞動的生產效率，減少勞動的強度。 4.1定位基準的選擇 根據(jù)支臂能夠知道：加工Ｒ4腰槽孔時，底平面已加工，因為別的面都沒有加工，加工以后的定位的基準都要以它為作為加工的參考面?，F(xiàn)在根據(jù)圖中所表示的位置，為加工的基準面。 4.2設計夾具體 在機床上面來進行加工時，支臂隨著設計的夾具一起定位在機床上面，加工的時后就受到了比較大的銑削力的作用，而且銑削力隨著

22、轉動速度的提高而很快的提高。因此在設計的過程當中，應該正確的分析到各個裝置的位置的布局。預防震動所帶來的加工的精度對零件加工表面的質量的影響。 4.3設計夾緊的裝置 銑床夾具在加工的過程當中，要承受到銑削力的作用，它合力的大和小以及方向相對于支臂的定位的基準是會變化的，因此要求夾緊的裝置要有滿足要求的夾緊力。以及優(yōu)良的自鎖性，以確保夾緊的安全牢靠。 4.4計算夾具精度的分析 根據(jù)支臂能夠知道，所編制的夾具需要滿足加工的要求：因為對它的加工的精度要求不是太高，因此不需要進行檢驗。 計算定位的誤差： 按照國標的要求，根據(jù)參考書籍《 10》附表能夠知道

23、：選擇中等級，得 ：尺寸的偏差是 4.5計算切削力與夾緊力 根據(jù)參考書籍《10》查表可得： 銑削力的公式計算得： 公式當中 根據(jù)附表得： 得： 銑削扭矩的公式計算 ： 得： 按照零件受力的銑削力以及夾緊力的作用的情況，找出在零件加工的過程當中，對夾緊最不好的狀態(tài)瞬間，根據(jù)靜力平衡的原則，算出出理論上的夾緊力。然后為確保牢靠的夾緊，再來乘安全的系數(shù)來作為實際的所需要的夾緊力的數(shù)。 根據(jù)資料表可知： 取，， 得： 計算螺旋的夾緊時所產生的夾緊力： 公式當中的參數(shù)，根據(jù)參考書籍《10》可以知道： 公式當

24、中： 螺旋的夾緊力： 本次設計的銑面夾具，選用螺旋的夾緊的機構，使用螺栓經過快速的夾緊裝置來對工件進行壓緊。：原動力的計算的公式 得： 根據(jù)上面的計算知道： 所以選擇此夾緊的機構來工作是合理的。 4.6銑床夾具設計以及操作的使用說明 本次設計的夾具用在X61銑床上面。支臂見裝配圖底平面作為定位的基準，在定位板以及壓板上面來實現(xiàn)定位。 如前面所說，應該考慮增高支臂的生產效率，本銑面的夾具設計選用了手動的夾緊的方式，在夾緊以及松開支臂時比較的費時的費力。因為研究本支臂的體積，支臂的材料容易銑削，銑削的力不是很大等特點。通過對想法的仔細的考慮與分析，選取了手動的夾

25、緊的方式，及螺旋的夾緊的機構，此類的夾緊機構結構比較的簡單，而且有可靠的夾緊、通用性比較廣，在機床的專用夾具當中應用的比較廣泛。 5總結 在這次設計過程中,真正讓我感受到了知識的重要性。在這次的支臂零件的設計當中,使用學過CAD的畫圖軟件,來對圖紙進行繪制,因為很久都沒有使用了,所以現(xiàn)在在開始畫圖的時候就出現(xiàn)很多問題,開始也不是很得心應手。但是熟練一下就能夠畫了。CAD制圖對以后工作也是有很大的幫助的。把大學幾年所學的專業(yè)的知識,和實際的應用相互聯(lián)系到支臂的設計當中來了。 對機器上面的零件支臂工藝過程的的編制,工件機械加工工藝規(guī)程的

26、制定是至關重要的,這樣在加工工件就可以用什么使用機床加工,保證怎樣加工,加工工藝裝備及設備等。在支臂零件的設計當中也發(fā)現(xiàn)了自己欠缺的地方。 本次的設計研究的過程當中依然存在很多不合理的地方，比如： （1）缺少實際工廠加工的經驗，對于一些參數(shù)以及元件的選取大概不是比較的合理，具有浪費可能。 （2）和專用夾具有關的刀具以及量具的分析還不師太明確。 （3）系統(tǒng)化的設計還不是比較的完善，在和計算機的配合，所進行的比較精確的數(shù)據(jù)的選取，以及控制上面還有不足之處。 （4）有的地方不能使用：人工的操作比較多，零部件的磨損度在實際當中還不是太明確。 參考書籍

27、[1]黃健求.機械制造技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社 2005 [2]陳宏鈞.實用金屬切削手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社 2005 [3]李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京: 北京出版社 1990,12 [4]鄧文英 主編 金屬工藝學 北京: 高等教育出版社 2000 [5]黃茂林 主編 機械原理 重慶: 重慶大學出版社 2002,7 [6]丘宣懷 主編 機械設計 北京: 高等教育出版社 1997 [7]儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶: 重慶大學出版社 1997,12 [8]廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京: 中國計量出版社 2000,1 [9]樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機械工業(yè)出版社 1992,12 [10]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].冶金工業(yè)出版社,2002 致 謝 本次的支臂零件的設計是在XXX老師的指導下才能夠完成的。在整個零件的設計當中，XX老師在方方面面都給了我比較大的幫助。我真心感謝老師在我設計的過程當中，給我的幫助和非常耐心的分析與講解。 同時也感謝我的同學以及室友給我設計的幫助，以及生活上的照顧，真心的謝謝所有老師和同學們。 21