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1 設計（論文） 題 目 支架零件的機械加工工藝及夾具設計 所屬系部 機械工程系 所屬專業(yè) 機械設計與制造 所屬班級 學 號 學生姓名 指導教師 起訖日期 2 摘 要 本文是對支架零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛 坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝 文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對填料箱蓋零 件的兩道工序的加工設計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化， 并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內(nèi)容 是設計磨中心孔夾具。 關鍵詞：支架，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要.................................................................................................................................................2 ABSTRACT........................................................................................................................................3 目 錄.................................................................................................................................................4 1 緒 論...............................................................................................................................................6 2 零件的分析.....................................................................................................................................5 2.1 零件的工藝分析 .............................................................................................................................................5 2.2 零件的工藝要求 .............................................................................................................................................5 3 工藝規(guī)程設計.................................................................................................................................6 3.1 加工工藝過程 .................................................................................................................................................6 3.2 確定各表面加工方案 .....................................................................................................................................6 3.2.1 考慮因素 .................................................................................................................................................6 3.2.2 加工方案的選擇 .....................................................................................................................................7 3.3 確定定位基準 .................................................................................................................................................7 3.3.1 粗基準的選擇 ..........................................................................................................................................7 3.3.2 精基準選擇的原則 ..................................................................................................................................8 3.4 工藝路線的擬訂 ............................................................................................................................................9 3.4.1 工序的合理組合 ....................................................................................................................................9 3.4.2 工序的集中與分散 ................................................................................................................................9 3.4.3 加工階段的劃分 ..................................................................................................................................10 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ..................................................................................................................11 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................................................13 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 ..........................................................................................................................13 3.5.2 零件的偏差計算 ..................................................................................................................................13 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(chǎn)安排 ..........................................................................................................................21 4 鉆直徑 38 孔夾具設計.................................................................................................................24 4.1 概述 ...............................................................................................................................................................24 4.2 方案設計 .......................................................................................................................................................24 4.3 定位基準的選擇 ...........................................................................................................................................24 5 4.4 切削力和夾緊力的計算 ...............................................................................................................................24 4.5 定位誤差分析 ...............................................................................................................................................25 4.6 導向裝置設計 ...............................................................................................................................................26 4.7 夾具設計及操作說明 ...................................................................................................................................26 總 結.................................................................................................................................................27 參考文獻...........................................................................................................................................28 致謝...................................................................................................................................................29 1 緒 論 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟效益，生產(chǎn)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(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)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(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產(chǎn)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。它們 的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是： 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； 完成專用夾具的設計。 通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主 要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的 設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、 批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 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，此外還有支架端面要求加工，對精度要求也很 高。零件的底面、中心孔 38 孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。6.1Ra 其中心孔有同軸度公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度， 以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)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 零件的工藝要求 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(zhì)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。 圖 2.1 零件零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包 括大、小頭孔、小孔。 以平面為主有： 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 1 ；2.3Ra 支架小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。. 孔系加工有： 38 粗、精鏜加工，其表面粗糙度為 ；2.3Ra 小孔鉆鉸加工 2.3Ra 零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)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(chǎn)的面積較小。因其13m 年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對零件零件的結構、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(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設計 提供了必要的準備。 3 工藝規(guī)程設計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、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 相互關系以各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：零件的尺寸精度，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(zhì)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。對于我們設計零件的 加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和孔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(jīng)濟因素。在滿足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格較低的機床。 3.2.1 考慮因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)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(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小 2 批量生產(chǎn)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(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質(zhì)，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79IT:aR 以較小。 由參考文獻 3表 2.111 確定，40H7 孔的表面粗糙度要求為 6.3， 則選擇孔的加方案序為：粗鏜精鏜。 小孔鉆鉸孔加工方法： 因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆擴鉸的加6.1Ra 工方法。 小頭端面的加工方法是： 因孔兩側面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑. 精銑。 3.3 確定定位基準 3.3.1 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 3 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(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選 擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.3.2 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。基準的統(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。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)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，能保證零件在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平 面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如 4 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。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用 的4 孔為加工基準。 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(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的 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、精加工零 件底面底部平面。 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(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設 備等具體生產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)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(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)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(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)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(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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(chǎn)。 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%809c: 蘇打及 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(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 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 5 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(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)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(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 工序分散的特點 工序內(nèi)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(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)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(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)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(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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(chǎn)。 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(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)生 的內(nèi)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 6 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 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(zhì) 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(zhì)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(zhì)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。 3.4.4 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(chǎn) 可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂三個加工工藝路線方案。 方案一： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗鏜 38 孔 4、精鏜 38 孔 5、車 46 端面 6、車 34 端面 7、銑削 54 左端面 8、銑削 54 右端面 9、銑削左凸臺 10、銑削右凸臺 11、銑削支架小端頂部凸臺 12、鉆支架小端頂部孔 6 13、鉆沉頭孔 14、鉆 14 孔 15、倒角 14 孔 16、終檢 17、清洗入庫 方案二： 1、鑄造 7 2、時效處理 3、車 46 端面 4、車 34 端面 5、銑削 54 左端面 6、銑削 54 右端面 7、銑削左凸臺 8、銑削右凸臺 9、銑削支架小端頂部凸臺 10、粗鏜 38 孔 11、精鏜 38 孔 12、鉆支架小端頂部孔 6 13、鉆沉頭孔 14、鉆 14 孔 15、倒角 14 孔 16、終檢 17、清洗入庫 加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中， 以便裝夾、安裝工件。 再看后面的鏜孔、銑孔工序，方案把粗、精加工分在兩個不同的工序 中，而方案都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設計專用夾 具時也可以減少工件的安裝次數(shù)。 方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔后再鉆各凸臺面小孔。這樣鉆孔后導致孔 內(nèi)的粗糙度受到影響。 方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、 安裝工件。 由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程 如下表： 1、鑄造 2、時效處理 3、車 46 端面 4、車 34 端面 5、銑削 54 左端面 6、銑削 54 右端面 8 7、銑削左凸臺 8、銑削右凸臺 9、銑削支架小端頂部凸臺 10、粗鏜 38 孔 11、精鏜 38 孔 12、鉆支架小端頂部孔 6 13、鉆沉頭孔 14、鉆 14 孔 15、倒角 14 孔 16、終檢 17、清洗入庫 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的鍛造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為中批 量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 零件為鍛造件，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(jīng)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。 3.5.2 零件的偏差計算 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步 9 余量如下： 粗銑：由參考文獻4表 1119。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查3可 知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m 精銑：由參考文獻3表 2.359，其余量值規(guī)定為 。 參照參考文獻3表 32，325,2.313 和參考文獻15表 18，可以 查得： 鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1IT12.5Rau2.0 擴孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。03.mm84. 鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8IT1.6Rau0.3 孔 40H7 粗鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是13I 2.5m 。0.39m 精鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是8TuRa6.1 。. 根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴、鉸三個工序，而大頭孔加工分為 粗鏜、精鏜二個工序完成，各工序余量如下： 鉆孔 22 參照參考文獻3表 2.347，表 2.348。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆擴鉸 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 1：車 46 端面。 機床：車床 CA6140 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.1，由于 C6201 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHBm2516 片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =5.4 0V0 ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09v01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = = （3-p2695.7m.3 1） .確定進給量 f 10 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時，m1625pam410 進給量 =0.51.0fr 按 C6201 機床進給量（表 4.29）在機械制造工藝設計手冊可知： =0.7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1 30，C6201 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當強度在 174207 時， ， ， =HBSp4f75.0rmK 時，徑向進給力： =950 。045R 切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實際fFroFfKsFfkrFfK 進給力為： =950 =1111.5 （3-2）f17.N 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀壽5.1 命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.11，當 硬質(zhì)合金刀加工硬度 2002196YG 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （3-00.184.920.1 3） min48 = = =120 （3-nDc 10127ir 4） 根據(jù) C6201 車床說明書選擇 =1250nmir 這時實際切削速度 為：cV 11 = = （3-cV10cDn01257min 5） .校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 1.25， = ， ，HBS160245pam3f ，切削速度 時，rm75.0min50V =CPKW7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0 =1.7 =1.2 （3-3. 6） 根據(jù)表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故nmi125r EPKW9.5CEP 所選切削用量可在 C6201 機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0 .倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 srn28.3 換車刀手動進給。 . 計算基本工時 （3-7）nflt 式中 = + + ， = m127Llyl 由切削用量簡明使用手冊表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則 =m1L + =1278 = = （3-mt7.01258in46 8） 工序 2：車 34 端面 車 34 端面，粗糙度值為 ，尺寸保持3.m12 本工序仍為粗車。已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序相同的可轉位 車刀。 采用工序確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： 12 a =2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T =56pmrsminis 工序 4：銑削 54 左端面 機床：銑床 X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 YG8，硬質(zhì)合金立銑刀 YT15 （1）粗銑兩側面 銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw32012Z 銑削深度 ：pa 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取f Zmaf/25.0 銑削速度 ：參照 機械加工工藝手冊 表 2.4.81，取V sV/3 機床主軸轉速 ： ，取n in/1793204.610rdV in1r 實際銑削速度 ： smn/5.260. 進給量 ：fVsZnaff /5.70/125.0 工作臺每分進給量 ：m in4.smVf ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.81,a a192 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll0 刀具切入長度 ：1l mD34)((5.2 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：1jt in39.0452121mjfl （2）粗銑凸臺 銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw506Z 銑削深度 ：pa3 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.77，取f Zmaf/2.0 銑削速度 ：參照 機械加工工藝手冊 表 2.4.88，取V sV3 13 機床主軸轉速 ： ，取n min/126504.310rdVmi/150rn 實際銑削速度 ： sn/39.601.0 進給量 ：fVmZaff //52. 工作臺每分進給量 ：m in83sVf 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： （其中 ）2jt i46.0182.0mjfD mD260 因為： 12jjt 本工序機動時間 ：j in46.02jjt 工序 5：粗鏜，半精鏜 38 孔機床：鏜床 T68 刀具：高速鋼刀具 VCWr418 （1）粗鏜 孔m3 切削深度 ：pa2 進給量 ：根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，f m20 切削深度為 。因此確定進給量m2rmf/6.0 切削速度 ：參照 機械加工工藝手冊 表 2.4.66，取Vin/15/.0s 機床主軸轉速 ： ，取in/5.607914.30rdV in/60r 實際切削速度 ： smn/2. 工作臺每分鐘進給量 ：mf in/360.f 被切削層長度 ：l19 刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.52)32( 14 刀具切出長度 ： 取2lm53ml42 行程次數(shù) ：i1 機動時間 ：jt in79.0136.51921mjfl 工序 11：鉆小端頂部孔 6 沉頭孔 機床：臺式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.39，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度 ：pa3 根據(jù)參考文獻3表 查得：進給量 ,切削速度4.20.2/fmr 。smV/36.0 機床主軸轉速 ：n ，in/14764.3010rdV 按照參考文獻3表 3.131，取 。n 實際切削速度 ：v.0.5/10Dms 切削工時 被切削層長度 ：l3m 刀具切入長度 ：1 6(12)0242rctgkctg 刀具切出長度 ： 取 。2l4ml3 加工基本時間 ： jt124.1in0.6jLlfn 工序 12：鉆、擴、鉸 孔。4 機床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔 進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻3表 2.441，取 。V48Vs 機床主軸轉速 ：n ，100.486539./in317vrd 按照參考文獻3表 3.131，取 0 15 所以實際切削速度 ：v3.14760.5/0dnms 切削工時 被切削層長度 ：l42m 刀具切入長度 ：1 17()105.962rDlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取2l4l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt60.5in.3jLfn 擴孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.331 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度 ：pa1.35m 進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.452，取 。f 0.6/fmr 切削速度 ：參照參考文獻3表 2.453，取 。V4Vs 機床主軸轉速 ：n100.462.78/in319vrD 按照參考文獻3表 3.131，取 5n 所以實際切削速度 ：v..0.52/06dms 切削工時 被切削層長度 ：l42m 刀具切入長度 有：11 19.7()20.8632rDdlctgkctgm 刀具切出長度 ： ，取lm42l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt30.16in.5jLfn 16 鉸孔 14 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.354，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 切削深度 ： ，且 。pa0.5m20D 進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.458， 取f rmf/0.21 。rmf/0.2 切削速度 ：參照參考文獻3表 2.460，取 。V sV/3. 機床主軸轉速 ：n10.32605.7/in14rD 按照參考文獻3表 3.131 取 1mn 實際切削速度 ：v..63/00s 切削工時 被切削層長度 ：l42 刀具切入長度 ，10019.7()20.9rDdlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取2lm4l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：3jt.09.7in315jLnf 該工序的加工機動時間的總和是 ：jt.2016.70.48minj 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設計任務要求，該零件的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個工作日計算， 每天的產(chǎn)量應不低于 21 件。設每天的產(chǎn)量為 21 件。再以每天 8 小時工作時間 計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應不大于 22.8min。 參照參考文獻3表 2.52，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間 定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時 ） Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： )(ttfjd 17 其中： 單件時間定額 基本時間（機動時間）dt jt 輔助時間，用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動f 作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值k 粗、精銑面 粗加工機動時間 ：jt0.5minj粗 精加工機動時間 ： 8精 輔助時間 ：參照參考文獻3表 2.545，取工步輔助時間為 。ft min41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i 則 in41..0ft ：根據(jù)參考文獻 3表 2.548，k 13k 單間時間定額 有：dt()(%(0.54)(%)2.1min.8ifdjtk粗 粗 18135fjt精 精 因此應布置二臺粗、精機床即可以完成此二道工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 鉆、擴、鉸 孔209H 機動時間 ： jt.5.160.7.48minj 輔助時間 ：參照參考文獻3表 2.541，取工步輔助時間為 。f min75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i 則 in75.1.ft ：根據(jù)參考文獻 3表 2.543，k 14.2k 單間時間定額 ：dt()1%(0.4875)(.%)2.04min.8idjftk 因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求 粗、精鏜孔 粗鏜 孔：機動時間 ：43.7jt0.1minj粗 輔助時間 ：參照參考文獻3表 2.537，取工步輔助時間為 。ft in81.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i3 則 i8.31.0ft ：根據(jù)參考文獻 3表 2.539， 。k 83.14k 18 單間時間定額 有：dt()(1%(0.138)(4.%).50min2.8idfjtk粗 因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 精鏜 孔到要求尺：機動時間 ：43.9jt.1ij精 輔助時間 ：參照參考文獻3表 2.537，取工步輔助時間為 。ft in81.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i3 則 min81.3.0ft ：根據(jù)參考文獻 3表 2.539， 。k 83.4k 單間時間定額： ()(1%(0..1)(.%)4.9min2.8idfjttk精 因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 鉆各小孔 機動時間 ： jt0.1minj 輔助時間 ：參照參考文獻3表 2.541，取工步輔助時間為 。f in75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，mi 則 i75..ft ：根據(jù)參考文獻 3表 2.543， 。k 14.2k 單間時間定額 ，由式（1.11）有：dt()1%(0.75)(.%)2.1in.8ijfk 因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求 19 4 鉆直徑 38 孔夾具設計 4.1 概述 在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上 占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件正確位置固定不動，這一任務就是由夾具 來完成。 對于單件、小批生產(chǎn)，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但由 于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費時間，并且操作復雜，生產(chǎn)效率 低。 本零件屬于大量生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度，提高生 產(chǎn)效率，設計專用夾具就顯得非常必要。 4.2 方案設計 方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案設計的好、壞將直接 影響工件的加工精度、加工效率，稍不注