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論文題目：手剎車后蹄片臂零件的加工工藝規(guī)程及 專用夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期: I 摘 要 此次設(shè)計(jì)是對(duì)手剎車后蹄片臂零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄件， 具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加 工面，再以面為基準(zhǔn)來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，并以操作簡 單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，方便且能滿足要求。 關(guān)鍵詞 手剎車后蹄片臂，加工工藝，專用夾具，設(shè)計(jì) 1 目 錄 摘 要 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I ABSTRACT???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1 緒 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 手剎車后蹄片臂的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2.1 手剎車后蹄片臂的工藝分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2.2 手剎車后蹄片臂的工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.1 加工工藝過程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.2 確定各表面加工方案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.2.1 影響加工方法的因素 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.2.2 加工方案的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.3 確定定位基準(zhǔn) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.4 工藝路線的擬訂 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.4.1 工序的合理組合 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.4.2 工序的集中與分散 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.4.3 加工階段的劃分 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ???????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.5 手剎車后蹄片臂的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ????????10 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.5.2 手剎車后蹄片臂的偏差計(jì)算 ?????????????????????????????????????????????????????????????11 3.5.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ?????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） ????????????????????????????????????????????????????11 3.7 本章小結(jié) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21 4 鉆擴(kuò)鉸孔 2-φ20 孔工序的夾具設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????22 4.1 設(shè)計(jì)要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 4.2 夾具設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????22 4.3 定位誤差的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 ????????????????????????????????????????????????????????????????26 4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????28 4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 總結(jié) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 1 1 緒 論 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通 3 年所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí) 踐相結(jié)合，對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎(chǔ)。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)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(jī)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(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。它們 的研究對(duì)機(jī)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。 2 手剎車后蹄片臂的分析 2.1 手剎車后蹄片臂的工藝分析 手剎車后蹄片臂是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較 復(fù)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(duì)精度 要求也很高。手剎車后蹄片臂的底面、大頭孔和小頭孔粗糙度要求都是 ，6.1Ra 所以都要求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，手剎車后蹄片臂底 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(duì)稱度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各?面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此 它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 2 2.2 手剎車后蹄片臂的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)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(shí)使加工的勞動(dòng) 量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的要求。 以下是手剎車后蹄片臂需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心孔 Ф 。0.462? (2) 大頭 2-φ20 孔。 (3)寬度為 25 槽。 (4) φ22 孔。 (5) φ32 端面（尺寸為 45mm 的兩端面） 。 手剎車后蹄片臂毛坯的，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余 量一般在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。1~3m 上面主要是對(duì)手剎車后蹄片臂零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)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(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。 3 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該手剎車后蹄片臂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(duì)于 手剎車后蹄片臂來說，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)系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：手剎車后蹄片臂的尺寸精度，形狀精度以 及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對(duì)加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)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(shí)使加工的勞動(dòng)量 最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)手剎車后蹄片 臂的加工工藝來說，應(yīng)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(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(jià)格較底的機(jī)床。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 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(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 4 ⑵ 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(shè)備。在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 ⑶ 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(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)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(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑 （ ） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較79IT:aR 小。 ⑶ 小頭孔加工方法： 加零件毛坯不能直接出孔，只能鑄造出一個(gè)小坑，以便在以后加工時(shí)找正其 中心，但其表面粗糙度的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)——6.1?Ra 鉸。 ⑷孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，?，所以我們采用一次鉆孔的2.5 加工方法。 ⑸ 寬度為 25 槽的加工方法是： 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑——半6.1?Ra 精銑。 5 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)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(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外 形對(duì)稱、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身 的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加 工余量。 ⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位 準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)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，能保證手剎車后蹄片 臂在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從手剎車后蹄片臂零件圖分 析可知，主要是選擇加工手剎車后蹄片臂底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定 位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 ⑵ 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位 基準(zhǔn)。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。 6 ⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反 復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨 齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)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(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)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(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，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(shè)計(jì)簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證手剎車后蹄片 臂在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從手剎車后蹄片臂零件圖分 析可知，它的底平面與 小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)209H? 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(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸?表面，所以也可以用 的孔為加工基準(zhǔn)。4 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對(duì)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(zhǔn)。手剎車后蹄片臂 的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精 加工手剎車后蹄片臂底面大頭孔上平面。 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。 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(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)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： ⑴ 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(shè)備。簡單的機(jī) 床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。 但需要設(shè)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(fù)雜。 ⑵ 工序集中原則 7 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)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(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些 表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提 高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生 產(chǎn)準(zhǔn)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(dāng)集中。但由 于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)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%蘇809c?: 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 。mg2 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)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。 ⑴ 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)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(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表 面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高 生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn) 準(zhǔn)備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點(diǎn) 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(shè)備，簡單的機(jī) 床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高。 但需要設(shè)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(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體 情況進(jìn)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(dāng)集中。但由 于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織 流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)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(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而 8 可取的良好的經(jīng)濟(jì)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(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段： ⑴ 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(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào) 廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高 生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，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(yīng)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(jí)為 IT11～I(xiàn)T12。粗糙度為 Ra80～100μm。 ⑵ 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(zhǔn)備，保 證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9～I(xiàn)T10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 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(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)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 IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 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(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度 要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)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(gè)階段，甚至不把粗精 加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)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(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很 準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 9 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(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可 以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本， 擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見下表： 表 2.1 工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗銑 φ32 左側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 工序二 粗銑 φ32 右側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 工序三 鉆中間 φ20 孔 工序四 粗銑、半精銑 25 的槽 工序五 鉆擴(kuò)鉸孔 2-φ20 孔 工序六 鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，鉆擴(kuò)孔口 φ34 倒角 60° 工序七 鉗工打毛刺 工序八 檢驗(yàn) 表 2.2 工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗銑 φ32 左側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 工序二 粗銑 φ32 右側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 工序三 粗銑、半精銑 25 的槽 工序四 鉆中間 φ20 孔 工序五 鉆擴(kuò)鉸孔 2-φ20 孔 工序六 鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，鉆擴(kuò)孔口 φ34 倒角 60° 工序七 鉗工打毛刺 工序八 檢驗(yàn) 工藝立方案的比較與分析： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)， 10 縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常 清晰易提高加工精度，是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合適的。方案二把工件加工工序分得 很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn) 要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且 還是大批生產(chǎn)，所以采用如下方案比較合適。 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗銑 φ32 左側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 工序二 粗銑 φ32 右側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 工序三 鉆中間 φ20 孔 工序四 粗銑、半精銑 25 的槽 工序五 鉆擴(kuò)鉸孔 2-φ20 孔 工序六 鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，鉆擴(kuò)孔口 φ34 倒角 60° 工序七 鉗工打毛刺 工序八 檢驗(yàn) 3.5 手剎車后蹄片臂的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺 寸的確定 手剎車后蹄片臂的鑄件采用的是 45#，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄件毛 坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 手剎車后蹄片臂為鑄件件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄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(jī)件 配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿膛和減少工序，鑄件外形應(yīng)力求簡單、平直的對(duì)稱， 盡量避免鑄件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 11 ⑷ 鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 ⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)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(dǎo)致毛坯制造困難， 需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)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(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 手剎車后蹄片臂的偏差計(jì)算 ⑴ 手剎車后蹄片臂底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余 量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取 。2.0~5m2. 查[3]可知其粗銑時(shí)精度等級(jí)為 IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取 .1? 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。. 3.5.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機(jī)床的選擇 工序采用 X52K 型立式銑床 工序采用 Z525 立式鉆床 ②選擇夾具 該手剎車后蹄片臂的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔 ，20? 由于精度高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺 寸采用通用量具即可。 12 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 2.5.1 工序一：粗銑 φ32 左側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 機(jī)床：X52K 型立式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，為15YT20Dm?20Z? 粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：f 0.15/faZ?V 參照參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-81，取 2.54/Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，10.60.8/in314Vnrd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 245mn? 實(shí)際銑削速度 ： v3.12.56/00ds??? 進(jìn)給量 ： fV./1ffaZ? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.73/infVs? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-81,?aa6? 切削工時(shí) 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 42lm 刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m???? 刀具切出長度 ：取l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt247.62.min35jmf? 查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時(shí)間為：1.23min 2.5.2 工序二：粗銑 φ32 右側(cè)端面（尺寸為 45mm 的端面） 機(jī)床：X52K 型立式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，為15YT20D?20Z? 粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m? 13 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：fa 0.15/famZ?V 參照參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-81，取 2.54/Vms? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，10.60.8/in314Vnrd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 245n? 實(shí)際銑削速度 ： v3.12.56/00dms??? 進(jìn)給量 ： fV./1ffaZ? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.73/infVs? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-81,?aa6? 切削工時(shí) 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 42lm 刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m???? 刀具切出長度 ：取l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt247.62.min35jmf? 查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時(shí)間為：1.23min 2.5.3 工序 3：鉆中間 φ20 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 0.452?? 鉆孔 時(shí)先采取的是鉆 孔，再擴(kuò)到 ，所以 。. 17?1.7?17Dm? 切削深度 ：pa8.m? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～38，取 。f rf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～41，取 。V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./min317vrd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 0n? 所以實(shí)際切削速度 ： .176.5/ds??? 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m? 14 刀具切入長度 ：1l 17(~2)05.962rDlctgkctgm??????? 刀具切出長度 ： 取lm4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn??? ⑵ 擴(kuò)孔 0.452?? 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。 片型號(hào)：E403 因鉆孔 時(shí)先采取的是先鉆到 孔再擴(kuò)到 ，所以 ，0.45? 17?19.7?19.7Dm?17d? 切削深度 ：pa.35m? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～52，取 。f 0.6/fr 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～53，取 。V4Vs? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 5mn? 所以實(shí)際切削速度 ：v0.5/06ds? 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 有：11 19.7(~)20.863rDdlctgkctgm??????? 刀具切出長度 ： ，取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt30.16in.5jLfn??? ⑶ 鉸孔 0.45?? 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 切削深度 ： ，且 。pa.1m20D? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～58， 取 。f rmf/0.2~1rf/0.2? 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～60，取 。V sV3.? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n 15 100.3265.73/min14VnrD???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31 取 n? 實(shí)際切削速度 ：v.0.6/s 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ，10019.7(~)20.9rDdlctgkctgm?????? 刀具切出長度 ： 取2l4?l32? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt.09.7in315jLnf?? 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 ：jt20.1670.48inj??? 2.5.4 工序 4：粗銑、半精銑 25 的槽 機(jī)床：X52K 型立式銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 切削深度 ：pa5m? 根據(jù)參考文獻(xiàn)查[1]表 4.4-8 有： 刀具的直徑 D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度 L=10mm。 查[2]表 2.4-76 得： 進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得切削速度0.6/faz?302? ，24/minV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，12495./min3.80Vrd??? 按照參考文獻(xiàn)[2]表 3.1-74 取 ? 實(shí)際切削速度 ：v.10.4/6Dns??? 進(jìn)給量 ：fV0.495/3ffaZ 機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：m 1.3/7.8/inmfs 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 0l? 刀具切入長度 ：1 10.5(~2)lD?? =42mm 16 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt129041.68min7.jmlf??? 查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時(shí)間為：1.92min 工序：半精銑 25 的槽 機(jī)床：X52K 型立式銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 刀具直徑 D=80，齒數(shù) Z=14，寬度 L=12。 切削深度 ：pa1m? 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]2.476?0.12/famz? 表 查得切削速度 ，302?3/inV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，1091.5/i.480rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 取 n? 實(shí)際切削速度 ：v3.0.4/6Dnms?? 進(jìn)給量 ：fV0.12495/2ffaZ? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.159.6/infV? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0l 刀具切入長度 ：1 10.5(~2)lD?? =42mm 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt12904.8min5.6jmlf??? 查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時(shí)間為：1.41min 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 12.2.ijjtt?? 工序五：鉆擴(kuò)鉸孔 2- 孔0.45?? 機(jī)床：立式鉆床 Z525 17 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 0.452?? 鉆孔 時(shí)先采取的是鉆 孔，再擴(kuò)到 ，所以 。. 17?1.7?17Dm? 切削深度 ：pa8.m? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～38，取 。f rf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～41，取 。V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./min317vrd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 0n? 所以實(shí)際切削速度 ： .176.5/ds??? 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ：1 17(~)205.96rDlctgkctgm????? 刀具切出長度 ： 取2l4?l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.25in.3jLfn?? ⑵ 擴(kuò)孔 0.452?? 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。 片型號(hào)：E403 因鉆孔 時(shí)先采取的是先鉆到 孔再擴(kuò)到 ，所以 ，0.45? 17?19.7?19.7Dm?17d? 切削深度 ：pa.35m? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～52，取 。f 0.6/fr 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～53，取 。V4Vs? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 5mn? 所以實(shí)際切削速度 ：v0.5/06ds? 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m? 18 刀具切入長度 有：1l1 19.7(~2)20.8632rDdlctgkctgm????????? 刀具切出長度 ： ，取lm4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt30.16in.5jLfn?? ⑶ 鉸孔 0.45?? 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 切削深度 ： ，且 。pa.1m?20D? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～58， 取 。f rmf/0.2~1rf/0.2? 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～60，取 。V sV3.? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.3265.7/in14rD???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31 取 n? 實(shí)際切削速度 ：v.0.63/ms 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ，10019.7(~)20.9rDdlctgkctg?????? 刀具切出長度 ： 取2l4?ml32? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt.09.7in315jLnf?? 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 ：jt20.1670.48minj??? 工序六：鉆擴(kuò)鉸 φ22 孔，鉆擴(kuò)孔口 φ34 倒角 60° 工件材料為 HT200，硬度 200HBS。孔的直徑為 22mm，公差為 H7，表面粗 糙度 。加工機(jī)床為 Z525 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具1.6aRm? 分別為：鉆孔——Φ19mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔—— Φ21.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削 19 用量。 （1 ）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-10 可查出 ，f 0.47~.5/fmr?表 由于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld?.9lfk? 。查 Z525 立式鉆床說明書，取(.47~.5).94~05/f mr??表 。03/mr 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)'1.75/fr? 給機(jī)構(gòu)允許的軸向力 （由機(jī)床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的max16FN? 進(jìn)給量 ?！?.8/fr? 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。f'f“f 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由v mP 插入法得： ，17/inm?表 4732N?表 ，5.69TNM?表 1.5mkW表 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk'17/in07.2(/in)???表 ''01./i16n rd?表 查 Z525 機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為：95/mir095/in4/mi110rv??? 由表 28-5， ，故.6MFTk4732.6()FN51.9054.8m????? 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P'/)Mnk表（.2(261.kWW 機(jī)床有效功率 ' 4.50.835E mPkP????? 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，019dm0.3/fr19/inr14/inv 相應(yīng)地 ， ，56FN?54.8T?.05mkW? 20 （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，取f??::表 （ 0.78） m/r0.7=49.56m/r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-33，取 。修vn 25/minv?表 正系數(shù)： ，0.8mvk?1.02pavk 故 '5/i0.812/invm??表' '1)nd?表 （ ./in(4.7)286/ir 查機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為275/ir?301vdn???? 3./min102/i?? （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-36， ，按該表f 1.3~26fm?表 注 4，進(jìn)給量取小植。查 Z525 說明書，取 。1.6/fmr 2）確定切削速度 及 由參考文獻(xiàn)[7]表 28-39，取 。由vn 8./inv表 參考文獻(xiàn)[7]表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk?0.9pavk(1.2)pRa?根 據(jù) 故 '8./min0.897.14/minv?表 ' '()nd?表17.4/i(25)95/ir? 查 Z525 說明書，取 ，實(shí)際鉸孔速度10/inr?30vdn??? 325/mi7.8/i??? （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，0190.4/fr?195/minr?14/inv? 擴(kuò)孔： ， ， ，.7d522.3m 鉸孔： ， ， ，021.6/f0/in78/i 被切削層長度 ：lm 21 刀具切入長度 ，由式（1.8）有：1l mctgctgkDlr 5.120.5)2~1(21 ?????? 刀具切出長度 ：20? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：jt in06.1325.071?????fnltj 基本工時(shí)： 1203.(mi)7.5ltnf???機(jī) 3.7 本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查 閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比 較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再 查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它 的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。 22 4 鉆擴(kuò)鉸孔 2-φ20 孔工序的夾具設(shè)計(jì) 4.1 設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 本夾具將用于 Z525 型鉆床,成批生產(chǎn)，零件年產(chǎn)量：5000 件。任務(wù)為設(shè)計(jì)一鉆擴(kuò) 鉸孔 2-φ20 孔 。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低 勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 4.2 夾具設(shè)計(jì) 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工， 準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。 由零件圖可知：進(jìn)行加工前，底面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。 因此，定位、夾緊方案有： 方案：選底面平面、和活動(dòng) V 型塊和心軸定位夾緊方式用操作簡單。 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表 可得：721? 切削力公式： .06f PFDfK? 式中 D=20mm /mr 查表 得： 821?0.75()3bp? 其中： 0.6b??48? 即： 95()fFN 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表 得：12? 12KFW??? 有： 10.7,.6? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210K 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得：60~ 12? 23 1.20.1.301.56K???? 所以 9586492()fWFN? 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(duì)夾緊最不利 的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： K?? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1 可知其公式6~ 參數(shù)： 123456.,.0,.,3KK?? 由此可得： 110.31.056??? 所以 845()WFN? 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便， 決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工 件變形變形對(duì)加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削 力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡 而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率 等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè) 很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊 24 力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。 b.實(shí)際需要的夾緊力 FJ 需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J 需=KFJ 理。 c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力 FJ 是否滿足條件：FJFJ 需。 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前 面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng) 的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、 重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有 時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始 作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊 元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與 其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作 用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過 這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動(dòng)作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中 間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá) 到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì) 工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通 25 過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松 緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心， 使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26 可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺 旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： )(210 ??????tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 6.2??.76zr?901052???'29? 螺旋夾緊力： 048()N? 該夾具采用夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得： KW?? 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便， 決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 4.3 定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定 的尺寸公差。 gwj???? 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj ???? ??? ⑴定位誤差 ： 本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定