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摘要
后剎車凸輪左支架加工工藝和夾具設(shè)計
系 名： （四號宋體）
專業(yè)班級： （四號宋體）
學(xué)生姓名： （四號宋體）
學(xué) 號： （四號宋體）
指導(dǎo)教師姓名： （四號宋體）
指導(dǎo)教師職稱： （四號宋體）
年 月
摘要
在工藝設(shè)計中要首先對后剎車凸輪左支架零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：后剎車凸輪左支架，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
V
Abstract
In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning
目錄
目 錄
摘要 II
Abstract III
第1章 緒論 1
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1 零件的分析 2
2.1.1 零件的作用 2
2.1.2 零件的工藝分析 2
2.2 左支座后剎車凸輪零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
2.2.1 孔和平面的加工順序 4
2.2.2 孔系加工方案選擇 4
2.3 左支座后剎車凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 5
2.4 左支座后剎車凸輪零件加工主要工序安排 5
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
2.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 8
第1章 緒論
學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計。其目的如下：
①培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計，熟練運用機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的能力。
②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
③進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運用和編寫技術(shù)文件等基本技能。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
參考文獻(xiàn)
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目給出的零件是左支座后剎車凸輪零件。左支座后剎車凸輪零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此左支座后剎車凸輪零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。
,
2.1.2 零件的工藝分析
由左支座后剎車凸輪零件圖可知。左支座后剎車凸輪零件是一個左支座后剎車凸輪零件，它的外表面上有4個平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：
（1） 以φ38孔底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（2） 以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（3） 以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（4） 以φ38孔為主要加工表面的加工孔。
（4）以2-φ13孔為主要加工表面的加工孔。
（5） 以2-φ16孔為主要加工表面的加工孔。
（6） 以φ14.5孔為主要加工面。
（7） 以K1/8孔為主要加工面。
表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度
表面
尺寸
精度
表面粗糙度
φ38孔底面
65
IT11
Ra12.5μm
左端面
37
IT11
Ra12.5μm
右端面
14
IT14
Ra50μm
Φ38孔
Φ38
IT7
Ra3.2μm
2-φ16孔
2-φ16
IT14
Ra50μm
2×φ13孔
φ13
IT14
Ra50μm
φ14.5孔
φ14.5
IT14
Ra50μm
K1/8孔
K1/8
IT14
Ra50μm
2.2 左支座后剎車凸輪零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該左支座后剎車凸輪零件的主要加工表面是平面及孔系。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，對于左支座后剎車凸輪零件來說，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(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
2.2.1 孔和平面的加工順序
左支座后剎車凸輪零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工左支座后剎車凸輪零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后剎車凸輪零件的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
左支座后剎車凸輪零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
2.2.2 孔系加工方案選擇
左支座后剎車凸輪零件孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最低的機(jī)床。
2.3 左支座后剎車凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入左支座后剎車凸輪零件的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以左支座后剎車凸輪零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證左支座后剎車凸輪零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證左支座后剎車凸輪零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從左支座后剎車凸輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，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(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是左支座后剎車凸輪零件的裝配基準(zhǔn)，但因為它與左支座后剎車凸輪零件的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.4 左支座后剎車凸輪零件加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。左支座后剎車凸輪零件加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到左支座后剎車凸輪零件加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于左支座后剎車凸輪零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
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0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將左支座后剎車凸輪零件加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
（1）銑φ38孔底面；
（2）擴(kuò)鉸φ38孔；
（3）銑左端面為主要加工表面的加工面；
（4）銑右端面為主要加工表面的加工面；
（5）鉆2-φ13孔。
（6）鉆2-φ16孔。
（7）鉆φ14.5孔。
（8）鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
（9）去毛刺 清洗去毛刺
（10）驗收 驗收
（11）入庫 入庫
工藝路線二：
（1）銑φ38孔底面；
（2）銑左端面為主要加工表面的加工面。
（3）銑右端面為主要加工表面的加工面；
（4）擴(kuò)鉸φ38孔。
（5）鉆2-φ13孔。
（6）鉆2-φ16孔。
（7）鉆φ14.5孔。
（8）鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
（9）去毛刺 清洗去毛刺
（10）驗收 驗收
（11）入庫 入庫
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，
以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：
工藝路線一：
工序號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車 間
設(shè) 備
00
鑄
鑄造毛坯
鑄造
10
時
時效熱處理
鑄造
20
銑
銑φ38孔底面；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式銑床X52K
30
擴(kuò)鉸
擴(kuò)鉸φ38孔；其中表面粗糙度要求為，并進(jìn)行孔口倒角
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
40
銑
銑左端面為主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式銑床X52K
50
銑
銑右端面為主要加工表面的加工面；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式銑床X52K
60
鉆
鉆2-φ13孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
70
鉆
鉆2-φ16孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
80
鉆
鉆φ14.5孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
90
鉆
鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
100
去毛刺
清洗去毛刺
110
驗收
驗收
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“左支座后剎車凸輪零件”零件材料采用1號可鍛鑄鐵制造，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。
（3）孔
毛坯為實心，不沖孔。
（4）端面加工余量。
根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。
表2 工序尺寸及毛坯尺寸的確定
表面
尺寸
余量
鑄件尺寸
φ38孔底面
65
3
68
左端面
37
3
40
右端面
14
3
17
Φ38孔
Φ38
3
Φ32
2-φ16孔
2-φ16
實心鑄造
無
2×φ13孔
φ13
實心鑄造
無
φ14.5孔
φ14.5
實心鑄造
無
K1/8孔
K1/8
實心鑄造
無
2.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間）
工序20：銑φ38孔底面；
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10]
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.81,
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(jī)動時間：
工序30：擴(kuò)鉸φ38孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 擴(kuò)鉸φ38孔
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
（2） 鉸孔φ38
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。
切削深度：，且。
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～58，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～60，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31取
實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
工序40：銑左端面為主要加工表面的加工面。
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：=3mm
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，?。焊鶕?jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，取根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～74，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81,取
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(jī)動時間：
工序50：銑右端面為主要加工表面的加工面；
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：=3mm
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，?。焊鶕?jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，取根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～74，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81,取
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(jī)動時間：
工序60：鉆2-φ13孔
鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9
切削速度計算公式為
（3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實際切削速度為=2.64
確定切削時間（一個孔） =
工序70：鉆2-φ16孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
工序80：鉆φ14.5孔。
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
（1） 切削深度。
（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-134，查得，，取，查得，，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查立式鉆床Z525主軸轉(zhuǎn)速表，取，再計算實際切削速度。
（3） 基本時間的確定 首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，，，=（1~4），鉆孔深度，，，見《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-42，所以
工序90：鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
15
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
120-3502125-B
產(chǎn)品名稱
零件名稱
后剎車凸輪左支架
共
5
頁
第
1
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
20
銑
1號可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動
輔助
1
銑φ38孔底面；其中表面粗糙度要求為
專用銑夾具, 硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）
169
33.4
0.08
3
1
2.3
2
3
4
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
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機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
120-3502125-B
產(chǎn)品名稱
零件名稱
后剎車凸輪左支架
共
5
頁
第
2
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
30
擴(kuò)鉸
1號可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動
輔助
1
擴(kuò)鉸φ38孔；其中表面粗糙度要求為，并進(jìn)行孔口倒角
專用鉆夾具,麻花鉆，機(jī)用鉸刀
233
25.6
0.45
1.25
1
2
3
4
設(shè) 計（日 期）
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零件圖號
120-3502125-B
產(chǎn)品名稱
零件名稱
后剎車凸輪左支架
共
5
頁
第
3
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
60
銑
1號可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動
輔助
1
鉆2-φ13孔；其中表面粗糙度要求為
專用鉆夾具,麻花鉆，游標(biāo)卡尺
169
33.4
0.08
3
1
2.3
2
3
4
設(shè) 計（日 期）
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產(chǎn)品型號
零件圖號
120-3502125-B
產(chǎn)品名稱
零件名稱
后剎車凸輪左支架
共
5
頁
第
4
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
70
鉆
1號可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動
輔助
1
鉆2-φ16孔；其中表面粗糙度要求為
專用鉆夾具,麻花鉆，游標(biāo)卡尺
233
25.6
0.45
1.25
1
2
3
4
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
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日 期
標(biāo)記
處數(shù)
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日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
120-3502125-B
產(chǎn)品名稱
零件名稱
后剎車凸輪左支架
共
5
頁
第
5
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
90
鉆
1號可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動
輔助
1
鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
專用鉆夾具,麻花鉆，絲錐，游標(biāo)卡尺
233
25.6
0.45
1.25
1
2
3
4
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
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日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
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日 期
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
120-3502125-B
產(chǎn)品名稱
后剎車凸輪左支架
零件名稱
后剎車凸輪左支架
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
1號可鍛鑄鐵
JS-2
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)終
單件
00
鑄
鑄造毛坯
鑄造
一
鑄造設(shè)備
10
時
時效熱處理
鑄造
一
空氣中冷卻
20
銑
銑φ38孔底面；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
二
立式銑床X52K
專用銑夾具, 硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）
30
擴(kuò)鉸
擴(kuò)鉸φ38孔；其中表面粗糙度要求為，并進(jìn)行孔口倒角
機(jī)加工
二
立式鉆床 Z525
專用鉆夾具,麻花鉆，機(jī)用鉸刀
40
銑
銑左端面為主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
二
立式銑床X52K
專用銑夾具, 硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）
50
銑
銑右端面為主要加工表面的加工面；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
二
立式銑床X52K
專用銑夾具, 硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）
60
鉆
鉆2-φ13孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
二
立式鉆床 Z525
專用鉆夾具,麻花鉆，游標(biāo)卡尺
70
鉆
鉆2-φ16孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
二
立式鉆床 Z525
專用鉆夾具,麻花鉆，游標(biāo)卡尺
80
鉆
鉆φ14.5孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
二
立式鉆床 Z525
專用鉆夾具,麻花鉆，游標(biāo)卡尺
90
鉆
鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
機(jī)加工
二
立式鉆床 Z525
專用鉆夾具,麻花鉆，絲錐，游標(biāo)卡尺
100
去毛刺
清洗去毛刺
110
驗收
驗收
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
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日 期
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日 期
摘要
后剎車凸輪左支架加工工藝和夾具設(shè)計
系 名： （四號宋體）
專業(yè)班級： （四號宋體）
學(xué)生姓名： （四號宋體）
學(xué) 號： （四號宋體）
指導(dǎo)教師姓名： （四號宋體）
指導(dǎo)教師職稱： （四號宋體）
年 月
摘要
在工藝設(shè)計中要首先對后剎車凸輪左支架零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：后剎車凸輪左支架，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
II
Abstract
In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning
目錄
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摘要 II
Abstract III
第1章 緒論 1
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1 零件的分析 2
2.1.1 零件的作用 2
2.1.2 零件的工藝分析 2
2.2 左支座后剎車凸輪零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
2.2.1 孔和平面的加工順序 4
2.2.2 孔系加工方案選擇 4
2.3 左支座后剎車凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 5
2.4 左支座后剎車凸輪零件加工主要工序安排 5
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
2.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 8
第3章 鉆2-φ16孔夾具設(shè)計 16
3.1問題提出 16
3.2夾具的設(shè)計 16
3.3切削力及夾緊力的計算 16
3.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 19
3.5 鉆模板 20
3.6定位誤差的分析 20
3.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 21
3.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 23
結(jié)束語 25
參 考 文 獻(xiàn) 26
第1章 緒論
學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計。其目的如下：
①培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計，熟練運用機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的能力。
②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
③進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運用和編寫技術(shù)文件等基本技能。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目給出的零件是左支座后剎車凸輪零件。左支座后剎車凸輪零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此左支座后剎車凸輪零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。
,
2.1.2 零件的工藝分析
由左支座后剎車凸輪零件圖可知。左支座后剎車凸輪零件是一個左支座后剎車凸輪零件，它的外表面上有4個平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：
（1） 以φ38孔底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（2） 以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（3） 以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（4） 以φ38孔為主要加工表面的加工孔。
（4）以2-φ13孔為主要加工表面的加工孔。
（5） 以2-φ16孔為主要加工表面的加工孔。
（6） 以φ14.5孔為主要加工面。
（7） 以K1/8孔為主要加工面。
表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度
表面
尺寸
精度
表面粗糙度
φ38孔底面
65
IT11
Ra12.5μm
左端面
37
IT11
Ra12.5μm
右端面
14
IT14
Ra50μm
Φ38孔
Φ38
IT7
Ra3.2μm
2-φ16孔
2-φ16
IT14
Ra50μm
2×φ13孔
φ13
IT14
Ra50μm
φ14.5孔
φ14.5
IT14
Ra50μm
K1/8孔
K1/8
IT14
Ra50μm
2.2 左支座后剎車凸輪零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該左支座后剎車凸輪零件的主要加工表面是平面及孔系。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，對于左支座后剎車凸輪零件來說，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(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
2.2.1 孔和平面的加工順序
左支座后剎車凸輪零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工左支座后剎車凸輪零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后剎車凸輪零件的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
左支座后剎車凸輪零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
2.2.2 孔系加工方案選擇
左支座后剎車凸輪零件孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最低的機(jī)床。
2.3 左支座后剎車凸輪零件加工定位基準(zhǔn)的選擇
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入左支座后剎車凸輪零件的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以左支座后剎車凸輪零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證左支座后剎車凸輪零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證左支座后剎車凸輪零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從左支座后剎車凸輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，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(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是左支座后剎車凸輪零件的裝配基準(zhǔn)，但因為它與左支座后剎車凸輪零件的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.4 左支座后剎車凸輪零件加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。左支座后剎車凸輪零件加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到左支座后剎車凸輪零件加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于左支座后剎車凸輪零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
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0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將左支座后剎車凸輪零件加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
（1）銑φ38孔底面；
（2）擴(kuò)鉸φ38孔；
（3）銑左端面為主要加工表面的加工面；
（4）銑右端面為主要加工表面的加工面；
（5）鉆2-φ13孔。
（6）鉆2-φ16孔。
（7）鉆φ14.5孔。
（8）鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
（9）去毛刺 清洗去毛刺
（10）驗收 驗收
（11）入庫 入庫
工藝路線二：
（1）銑φ38孔底面；
（2）銑左端面為主要加工表面的加工面。
（3）銑右端面為主要加工表面的加工面；
（4）擴(kuò)鉸φ38孔。
（5）鉆2-φ13孔。
（6）鉆2-φ16孔。
（7）鉆φ14.5孔。
（8）鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
（9）去毛刺 清洗去毛刺
（10）驗收 驗收
（11）入庫 入庫
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，
以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：
工藝路線一：
工序號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車 間
設(shè) 備
00
鑄
鑄造毛坯
鑄造
10
時
時效熱處理
鑄造
20
銑
銑φ38孔底面；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式銑床X52K
30
擴(kuò)鉸
擴(kuò)鉸φ38孔；其中表面粗糙度要求為，并進(jìn)行孔口倒角
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
40
銑
銑左端面為主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式銑床X52K
50
銑
銑右端面為主要加工表面的加工面；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式銑床X52K
60
鉆
鉆2-φ13孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
70
鉆
鉆2-φ16孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
80
鉆
鉆φ14.5孔；其中表面粗糙度要求為
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
90
鉆
鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
機(jī)加工
立式鉆床 Z525
100
去毛刺
清洗去毛刺
110
驗收
驗收
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“左支座后剎車凸輪零件”零件材料采用1號可鍛鑄鐵制造，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。
（3）孔
毛坯為實心，不沖孔。
（4）端面加工余量。
根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。
表2 工序尺寸及毛坯尺寸的確定
表面
尺寸
余量
鑄件尺寸
φ38孔底面
65
3
68
左端面
37
3
40
右端面
14
3
17
Φ38孔
Φ38
3
Φ32
2-φ16孔
2-φ16
實心鑄造
無
2×φ13孔
φ13
實心鑄造
無
φ14.5孔
φ14.5
實心鑄造
無
K1/8孔
K1/8
實心鑄造
無
2.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間）
工序20：銑φ38孔底面；
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10]
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.81,
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(jī)動時間：
工序30：擴(kuò)鉸φ38孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 擴(kuò)鉸φ38孔
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
（2） 鉸孔φ38
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。
切削深度：，且。
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～58，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～60，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31取
實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
工序40：銑左端面為主要加工表面的加工面。
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：=3mm
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，?。焊鶕?jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，取根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～74，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81,取
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(jī)動時間：
工序50：銑右端面為主要加工表面的加工面；
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：=3mm
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，?。焊鶕?jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～73，取根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～74，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～81,取
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(jī)動時間：
工序60：鉆2-φ13孔
鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9
切削速度計算公式為
（3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實際切削速度為=2.64
確定切削時間（一個孔） =
工序70：鉆2-φ16孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
工序80：鉆φ14.5孔。
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
（1） 切削深度。
（2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求，確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆，查表選擇如下參數(shù)鉆頭：，查表《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-134，查得，，取，查得，，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算主軸轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2，查立式鉆床Z525主軸轉(zhuǎn)速表，取，再計算實際切削速度。
（3） 基本時間的確定 首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表2-26，查得鉆削機(jī)動時間計算公式，，，=（1~4），鉆孔深度，，，見《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-42，所以
工序90：鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡明手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.4～38，取。
切削速度：參照《切削用量簡明手冊》表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《切削用量簡明手冊》表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
第3章 鉆2-φ16孔夾具設(shè)計
為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。本夾具將用在z525鉆床。刀具是高速鋼鉆頭。
3.1問題提出
本夾具主要用來加工鉆2-φ16孔。這兩個孔與上下端面有著垂直度的要求，設(shè)計夾具時，要求保證垂直度要求。
3.2夾具的設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。定位基準(zhǔn)以φ38孔以及端面進(jìn)行基準(zhǔn)，然后加一個支撐釘限制工件旋轉(zhuǎn)自由度，實現(xiàn)六點完全定位。采用手動螺旋機(jī)構(gòu)夾緊。
3.3切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭φ16。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點:
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當(dāng)對孔進(jìn)行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設(shè)計中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
3.5 鉆模板
在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
3.6定位誤差的分析
3) 夾具安裝誤差
因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
4) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟⒎侄妊b置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
5) 加工方法誤差
因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)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，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設(shè)
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當(dāng)時，夾具能滿足工件的加工要求。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值確定得是否合理。
知此方案可行。
3.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
3.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設(shè)計的基本要求
（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
26
結(jié)束語
為期兩月的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組四名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計》畢業(yè)的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。
本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機(jī)床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。
通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
通過這次課程設(shè)計，我有了很大的收獲學(xué)到了很多的東西本次課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)行的這是我們即將離開學(xué)院走上工作崗位之前對所學(xué)各課進(jìn)行的一次全面的、深入的、綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，是我們在走上工作崗位之前一次極好的學(xué)習(xí)機(jī)會，因此它在望沒的四年大學(xué)生活中占有積極重要的地位。
就我個人而言，我通過本次課程設(shè)計對自己在大學(xué)中所學(xué)的知識進(jìn)行一次良好的回顧，并在次基礎(chǔ)上有所提高，對自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，無論是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件加工工藝還是CAD畫圖能力都得到了大大的鞏固和提高，從而鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、思考問題解決問題的能力，并培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神，為以后參加國家的工業(yè)化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)，為早日實現(xiàn)國家的現(xiàn)代化貢獻(xiàn)一份力量。
由于個人的能力有限，設(shè)計尚有諸多不足之處懇請老師大力支持，在次不勝感謝。
參 考 文 獻(xiàn)
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