杠杆机械加工工艺规程及滑柱式钻床夹具设计

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 常州机电职业 技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 杠杆 零件名称 杠杆 共 6 页 第 1 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 30 HT200 毛坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 立式铣床 X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速/ r/min 切削速度/ m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 公步工时 机动 辅助 1 粗铣上端面 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 360 30 0.4 1.5 1 0.13 2 3 常州机电职业 技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 杠杆 零件名称 杠杆 共 6 页 第 2 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 40 HT200 毛坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 立式铣床 X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速/ r/min 切削速度/ m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 公步工时 机动 辅助 1 粗铣下端面 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 380 95.456 0.8 1.7 1 0.16 2 常州机电职业 技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 杠杆 零件名称 杠杆 共 6 页 第 3 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 50 HT200 毛坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 立式铣床 X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速/ r/min 切削速度/ m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 公步工时 机动 辅助 1 精铣下端面 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 380 95.456 0.8 1.7 1 0.16 常州机电职业 技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 杠杆 零件名称 杠杆 共 6 页 第 4 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 60 HT200 毛坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 立式铣床 X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速/ r/min 切削速度/ m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 公步工时 机动 辅助 1 精铣下端面 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 380 95.456 0.8 1.7 1 0.17 2 3 常州机电职业 技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 杠杆 零件名称 杠杆 共 6 页 第 5 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 70 HT200 毛坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 立式钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速/ r/min 切削速度/ m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 公步工时 机动 辅助 1 钻扩铰孔 专用夹具，麻花钻，铰刀，游标卡尺 764.3 17 0.28 6 1 0.39 常州机电职业 技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 杠杆 零件名称 杠杆 共 6 页 第 6 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 80 HT200 毛坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 立式钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速/ r/min 切削速度/ m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 公步工时 机动 辅助 1 钻扩铰孔 专用夹具，麻花钻，铰刀，游标卡尺 1360 17 0.17 4 1 0.053 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 杠杆 零(部)件名称 杠杆 共 1 页 第 1 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸造 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 10 铸造 铸造 20 时效 时效处理 30 粗铣 粗铣上端面 机加工 二 立式铣床X52K 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 40 粗铣 粗铣下端面 机加工 二 立式铣床X52K 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 50 精铣 精铣下端面 机加工 二 立式铣床X52K 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 60 精铣 精铣下端面 机加工 二 立式铣床X52K 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 70 钻扩铰 钻扩铰孔 机加工 二 钻床 Z525 专用夹具，麻花钻，铰刀，游标卡尺 80 钻扩铰 钻扩铰孔 机加工 二 钻床 Z525 专用夹具，麻花钻，铰刀，游标卡尺 90 钳 去毛刺 100 检 检验入库 毕业设计（论文） 题 目 杠杆零件工艺及钻两孔夹具设计（滑柱式钻床） 所属系部 所属专业 所属班级 学 　号 学生姓名 指导教师 起讫日期 摘 要 本文是对杠杆零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具. 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。 关键词：杠杆，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具 2 攀枝花学院本科毕业设计 摘 要 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 I 目 录 摘 要 2 ABSTRACT 3 目 录 4 1 绪 论 6 2 零件的分析 7 2.1零件的工艺分析 7 2.2 零件的工艺要求 7 3 工艺规程设计 9 3.1 加工工艺过程 9 3.2确定各表面加工方案 9 3.2.1 考虑因素 9 3.2.2 加工方案的选择 9 3.3 确定定位基准 10 3.3.1粗基准的选择 10 3.3.2精基准选择的原则 10 3.4工艺路线的拟订 10 3.4.1工序的合理组合 10 3.4.2工序的集中与分散 11 3.4.3加工阶段的划分 11 3.4.4加工工艺路线方案的比较 12 3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 14 3.5.1毛坯的结构工艺要求 14 3.5.2零件的偏差计算 14 3.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 15 4 钻Φ18孔专用夹具设计 22 4.1定位基准的选择 22 4.2定位元件的设计 22 4.3定位误差分析 22 4.4钻削力与夹紧力的计算 22 4.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 23 4.6夹具设计及操作的简要说明 24 总 结 26 参考文献 27 致谢 28 5 1 绪 论 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 而本次对于零件加工工艺及夹具设计的主要任务是： ⑴ 完成零件零件加工工艺规程的制定； ⑵ 完成专用夹具的设计。 通过对零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出零件加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。 26 2 零件的分析 2.1零件的工艺分析 图2-1 杠杆 杠杆是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有杠杆端面要求加工，对精度要求也很高。、粗糙度要求是，所以都要求精加工。其有公差要求因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。 2.2 零件的工艺要求 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 该加工有七个加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小孔。 ⑴ 以上端面、下端面为主有： ① 零件上端面加工，其粗糙度要求是； ②下端面平面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。 ⑵ 孔系加工有： ① 钻扩铰2孔加工，其表面粗糙度为； 零件毛坯的选择铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是中批量生产。 上面主要是对零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。 3 工艺规程设计 3.1 加工工艺过程 由以上分析可知，该零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以各尺寸精度。 由上面的一些技术条件分析得知：零件的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。 3.2确定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计零件的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较低的机床。 3.2.1 考虑因素 ⑴ 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。 ⑵ 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 ⑶ 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 ⑷ 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 ⑸ 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。 3.2.2 加工方案的选择 ⑴ 由参考文献[3]表2.1～12可以确定，平面的加工方案为：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 （3）孔加工方法： 因为孔的表面粗糙度的要求，所以我们采用钻——扩——铰的加工方法。 （4）孔加工方法： 因为孔的表面粗糙度的要求，所以我们采用钻——扩——铰的加工方法。 3.3 确定定位基准 3.3.1粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知，主要是选择加工零件底面的装夹定位面为其加工粗基准。 3.3.2精基准选择的原则 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知，它的底平面，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的孔为加工基准。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 3.4工艺路线的拟订 对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。零件的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 3.4.1工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： ⑴ 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 ⑵ 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%～1.1%苏打及0.25%～0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。 3.4.2工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 ⑴ 工序集中的特点 工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 ⑵ 工序分散的特点 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。 3.4.3加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： ⑴ 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11～IT12。粗糙度为Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9～IT10。表面粗糙度为Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6～IT7，表面粗糙度为 Ra10～1.25μm。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 3.4.4加工工艺路线方案的比较 在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订二个加工工艺路线方案。 4.5.1 工艺路线方案一 10 铸造 20 时效处理 30 粗铣上端面 40 粗铣下端面 50 精铣下端面 60 精铣下端面 70 钻扩铰孔 80 钻扩铰孔 90 去毛刺 100 检验入库 4.5.2 工艺路线方案二 10 铸造 20 时效处理 30 粗铣上端面 40 粗铣下端面 50 精铣下端面 60 精铣下端面 70 钻扩铰孔 80 钻扩铰孔 90 去毛刺 100 检验入库 因孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，端面上放后面加工。初步拟订加工路线方案一。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难； 通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。 10 铸造 20 时效处理 30 粗铣上端面 40 粗铣下端面 50 精铣下端面 60 精铣下端面 70 钻扩铰孔 80 钻扩铰孔 90 去毛刺 100 检验入库 3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件的锻造采用的是HT200铸造制造，其材料是HT200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。 3.5.1毛坯的结构工艺要求 零件为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求： ⑴ 由于铸造件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。 ⑵ 为了使金属容易充满模膛和减少工序，铸造件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免铸造件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。 ⑶ 铸造件的结构中应避免深孔或多孔结构。 ⑷ 铸造件的整体结构应力求简单。 ⑸ 工艺基准以设计基准相一致。 ⑹ 便于装夹、加工和检查。 ⑺ 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类 3.5.2零件的偏差计算 ⑴ 下端面的偏差及加工余量计算 根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：由参考文献[4]表11～19。其余量值规定为2-3mm，现取3mm。查[3]可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取 精铣：由参考文献[3]表2.3～59，其余量值规定为。 参照参考文献[3]表3～2，3～25,2.3～13和参考文献[15]表1～8，可以查得： 钻孔 钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 扩孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 铰孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 3.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序30：粗铣上端面 机床：立式铣床 X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 式（1.1） 实际铣削速度： 式（1.2） 进给量： 式（1.3） 工作台每分进给量： ：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81, 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 式（1.4） 取 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 式（1.5） 工序40：粗铣下端面 机床：立式铣床 X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 式（1.1） 实际铣削速度： 式（1.2） 进给量： 式（1.3） 工作台每分进给量： ：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81, 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 式（1.4） 取 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 式（1.5） 工序50：精铣下端面 机床：立式铣床 X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取 机床主轴转速，由式（1.1）有： ， 实际铣削速度，由式（1.2）有： 进给量，由式（1.3）有： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1。 机动时间，由式（1.5）有： 本工序机动时间 工序60：精铣上端面 机床：立式铣床 X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取 机床主轴转速，由式（1.1）有： ， 实际铣削速度，由式（1.2）有： 进给量，由式（1.3）有： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1。 机动时间，由式（1.5）有： 本工序机动时间 工序70：钻、扩、铰∅22H7孔 工件材料为HT200，硬度200HBS。孔的直径为22mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z525立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——Φ19mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ21.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔——Φ22mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。 （1）确定钻削用量 1）确定进给量 根据参考文献[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式钻床说明书，取。 根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得： ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表28-3，，，故 查Z525机床说明书，取。实际切削速度为： 由表28-5，，故 3）校验机床功率 切削功率为 机床有效功率 故选择的钻削用量可用。即 ，，， 相应地 ，， （2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 根据参考文献[7]表28-31，。根据Z525机床说明书，取=0.57mm/r。 2）确定切削速度及 根据参考文献[7]表28-33，取。修正系数： ， 故 查机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 根据参考文献[7]表28-36，，按该表注4，进给量取小植。查Z525说明书，取。 2）确定切削速度及 由参考文献[7]表28-39，取。由 参考文献[7]表28-3，得修正系数， 故 查Z525说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：，，， 扩孔：，，， 铰孔：，，， 工序80：钻扩铰孔 机床：立式钻床Z525 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。 ⑴ 钻孔 进给量：根据参考文献[3]表2.4～38，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～41，取。 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表5.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： ⑵ 扩孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。 片型号：E403 切削深度： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～52，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～53，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表5.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度有： 刀具切出长度： ，取 走刀次数为1 机动时间： ⑶ 铰孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度：，且。 进给量：根据参考文献[3]表2.4～58，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～60，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表5.1～31取 实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度， 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： 该工序的加工机动时间的总和是： 4 钻Φ18孔专用夹具设计 4.1定位基准的选择 在加工Φ18孔工序时，Φ22孔已经加工，选择底面作为基准，限制3个自由度，选择其中的2孔做为定位，限制了3个自由度。即一面一销定位。工件以一面一销定位时，夹具上的定位元件是：一面一销。 4.2定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面一销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和挡销进行设计 4.3定位误差分析 机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为： 销与孔的配合0.05mm，钻模与销的误差0.02mm，钻套与衬套0.029mm 由公式e=(H/2+h+b)×△max/H △max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.06×30/32=0.05622 可见这种定位方案是可行的。 4.4钻削力与夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献[9]得： 钻削力 钻削力矩 式中： 本套夹具采用主要靠螺母来实现夹紧。根据参考文献[11]可知该机构属于单个螺旋夹紧。 由式（3.1）根据参考文献[11]表1-2-20到表1-2-23可查得 4.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：钻加工刀具分别为：钻孔——Φ18标准高速钢麻花钻 根据参考文献[11]表2-1-47可查得钻套孔径结构如图3.14所示。 图3.14 快换钻套 钻套结构参数如表3.9所示。 表3.9 d H D 公称尺寸 允差 6 20 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 7 7 16 50° 根据参考文献[11]表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图3.15所示。 图3.15 固定衬套 其结构参数如表3.10所示。 表3.10 d H D C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 12 +0.034 +0.016 20 18 +0.023 +0.012 0.5 2 根据参考文献[11]夹具U型槽的结构如图3.16所示。 图3.16 U型槽 主要结构尺寸参数如表3.11所示。 表3.11 螺栓直径 12 14 30 20 4.6夹具设计及操作的简要说明 本套夹具用于加工孔。定位采用常见定位方案。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用移动压板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到带大端面的长圆柱销处，然后将移动压板前移，压在工件上，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。 总 结 加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。 完成了本次设计，通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。 攀枝花学院毕业设计 参考文献 参考文献 [1] 杨叔子，机械加工工艺师手册[M]，北京：机械工业出版社，2004。 [2] 上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，2004。 [3] 李洪，机械加工工艺手册[M]，北京：机械工业出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差与配合手册[M]，北京：机械工业出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，机床夹具设计手册[M]，上海科学技术出版社，2000。 [6] 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[19] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973. [20] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 . 致谢 由于毕业时间的仓促，很多本来应该弄懂弄透的地方都没有时间去细细追究来源，比如网格划分的控制、坐标系的理解、求解器的选择等，这使我明白了大学里学的只是一个大体上的方向，离实际应用还有太远的距离。但我相信方向才是最重要的，因为方向确定了，就会用最少的精力做好事情，这对于我以后的工作至关重要。因为在实际生产生活中，要从事的工种是千差万别的，只有从中找到自己最拿手，最有发展前途的岗位，个人才有更多的热情，也最可能在自己的岗位做出一些贡献。