轉(zhuǎn)向臂的鉆Φ8.5孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含非標(biāo)5張CAD圖,轉(zhuǎn)向,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,非標(biāo),cad 轉(zhuǎn)向臂零件的加工工藝規(guī)程及鉆Φ8.5孔夾具設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 轉(zhuǎn)向臂零件的的加工工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及鉆Φ8.5孔夾具設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)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(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向臂；加工工藝；夾具設(shè)計(jì)；工序；切削用量 ?????????????????? Abstract This design content involves the mechanical manufacturing process and fixture design, metal cutting machine, tolerance and measurement and other aspects of knowledge. There are three parts of the steering arm parts processing technology design, process design and drilling Φ 8.5 hole fixture design. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, and design the process route of the parts; then calculate the size of each working step of the part, the key is to determine the process equipment and cutting amount of each process; then, design the special fixture, select and design the fixture The positioning error is calculated, the rationality and deficiency of the fixture structure are analyzed, and the improvement in the future design is paid attention to. Key words: steering arm; processing technology; fixture design; process; cutting parameters 目錄 摘要 - 1 - Abstract - 2 - 1 緒論 - 5 - 1.1 高速切削 - 5 - 1.2 高精度控制 - 5 - 1.3 高柔性化 - 5 - 1.4高一體化 - 6 - 1.5 網(wǎng)絡(luò)化 - 6 - 1.6智能化 - 6 - 2 生產(chǎn)類(lèi)型的確定 - 6 - 2.1 零件的作用 - 6 - 2.2 零件的工藝分析 - 6 - 2.21 以φ16mm孔的中心線加工表面 - 7 - 2.22 以φ9.3mm孔的中心線加工表面 - 7 - 3選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 - 7 - 3.1求最大輪廓尺寸 - 7 - 3.2 選取公差等級(jí)CT - 7 - 3.3求鑄件尺寸公差 - 7 - 3.4求機(jī)械加工余量等級(jí) - 8 - 3.5求RMA（要求的機(jī)械加工余量） - 8 - 3.6求毛坯基本尺寸 - 8 - 4 工藝路線擬定 - 9 - 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 - 9 - 4.2擬定加工方法和加工方案 - 9 - 4.21工藝路線： - 9 - 4.22確定工藝過(guò)程方案見(jiàn)下表（4-1） - 10 - 5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 - 11 - 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 - 11 - 5.11選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床 - 11 - 5.12選擇夾具 - 12 - 5.13選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 - 12 - 5.14選擇量具 - 12 - 5.2 確定工序尺寸 - 12 - 5.21面的加工（所有面） - 12 - 5.22孔的加工 - 13 - 6 確定切削用量及基本時(shí)間 - 13 - 6.1 工序號(hào)02、03、04： - 13 - 6.2工序號(hào)05： - 15 - 6.3工序號(hào)06： - 17 - 6.4工序號(hào)07： - 18 - 6.5工序號(hào)08： - 19 - 6.6工序號(hào)09： - 20 - 6.7工序號(hào)10： - 21 - 6.8工序號(hào)11： - 22 - 7 鉆Φ8.5孔夾具設(shè)計(jì) - 24 - 7.1 研究原始質(zhì)料 - 24 - 7.2 定位、夾緊方案的選擇 - 24 - 7.3切削力及夾緊力的計(jì)算 - 24 - 7.4誤差分析與計(jì)算 - 25 - 7.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 - 26 - 7.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 - 27 - 心得體會(huì) - 28 - 參考文獻(xiàn) - 29 - 致謝 - 30 - 1 緒論 現(xiàn)代數(shù)控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方向發(fā)展。 1.1 高速切削 受高生產(chǎn)率的驅(qū)使，高速化已是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。高速切削可通過(guò)高速運(yùn)算技術(shù)、快速插補(bǔ)運(yùn)算技術(shù)、超高速通信技術(shù)和高速主軸等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 高主軸轉(zhuǎn)速可減少切削力，減小切削深度，有利于克服機(jī)床振動(dòng)，傳入零件中的熱量大大減低，排屑加快，熱變形減小，加工精度和表面質(zhì)量得到顯著改善。因此，經(jīng)高速加工的工件一般不需要精加工。 1.2 高精度控制 高精度化一直是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展追求的目標(biāo)。它包括機(jī)床制造的幾何精度和機(jī)床使用的加工精度控制兩方面。 提高機(jī)床的加工精度，一般是通過(guò)減少數(shù)控系統(tǒng)誤差，提高數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)大件結(jié)構(gòu)特性和熱穩(wěn)定性，采用補(bǔ)償技術(shù)和輔助措施來(lái)達(dá)到的。目前精整加工精度已提高到0.1 μm，并進(jìn)入了亞微米級(jí)，不久超精度加工將進(jìn)入納米時(shí)代。(加工精度達(dá)0.01 μm) 1.3 高柔性化 柔性是指機(jī)床適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。目前，在進(jìn)一步提高單機(jī)柔性自動(dòng)化加工的同時(shí)，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。 數(shù)控系統(tǒng)在21世紀(jì)將具有最大限度的柔性，能實(shí)現(xiàn)多種用途。具體是指具有開(kāi)放性體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)重構(gòu)和編輯，視需要系統(tǒng)的組成可大可??；功能可專(zhuān)用也可通用，功能價(jià)格比可調(diào)；可以集成用戶(hù)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，形成專(zhuān)家系統(tǒng)。 1.4高一體化 CNC系統(tǒng)與加工過(guò)程作為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)機(jī)電光聲綜合控制，測(cè)量造型、加工一體化，加工、實(shí)時(shí)檢測(cè)與修正一體化，機(jī)床主機(jī)設(shè)計(jì)與數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)一體化。 1.5 網(wǎng)絡(luò)化 實(shí)現(xiàn)多種通訊協(xié)議，既滿(mǎn)足單機(jī)需要，又能滿(mǎn)足FMS(柔性制造系統(tǒng))、CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))對(duì)基層設(shè)備的要求。配置網(wǎng)絡(luò)接口，通過(guò)Internet可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制加工，進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)和診斷，使維修變得簡(jiǎn)單。建立分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，可便于形成“全球制造”。 1.6智能化 21世紀(jì)的CNC系統(tǒng)將是一個(gè)高度智能化的系統(tǒng)。具體是指系統(tǒng)應(yīng)在局部或全部實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自適應(yīng)、自診斷和自調(diào)整；多媒體人機(jī)接口使用戶(hù)操作簡(jiǎn)單，智能編程使編程更加直觀，可使用自然語(yǔ)言編程；加工數(shù)據(jù)的自生成及智能數(shù)據(jù)庫(kù)；智能監(jiān)控；采用專(zhuān)家系統(tǒng)以降低對(duì)操作者的要求等。 2 生產(chǎn)類(lèi)型的確定 2.1 零件的作用 據(jù)資料所示，該轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。 2.2 零件的工藝分析 由零件圖可知：φ16、φ9.3的孔中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組： 2.21 以φ16mm孔的中心線加工表面 這一組加工表面包括：銑φ26mm單側(cè)端面、鉆φ16mm的孔、倒角1×45°、鉆φ8.5mm的孔。 2.22 以φ9.3mm孔的中心線加工表面 這一組加工表面包括：銑φ20mm兩端面、鉆φ9.3mm的孔、锪φ16mm的沉頭。 概括：由于φ16、φ9.3的孔中心線位置精度不高，又φ16mm內(nèi)孔的精度比φ9.3mm內(nèi)孔的精度較高。所以由以上分析可知，對(duì)這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 3選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為長(zhǎng)方體鋁合金,中批量生產(chǎn)。按《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》可確定： 3.1求最大輪廓尺寸 長(zhǎng)133.5mm、寬48.9mm、高49.15mm 故最大輪廓尺寸為133.5mm。 3.2 選取公差等級(jí)CT 鑄造方法按機(jī)械造型、鑄件材料按可鍛鑄鐵，得CT范圍8～12級(jí)。取為10級(jí)。 3.3求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工表面的基本尺寸和逐漸公差等級(jí)CT=10級(jí)，公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱(chēng)分布。 3.4求機(jī)械加工余量等級(jí) 機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為E～G，取為F級(jí)。 3.5求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，最大輪廓尺寸為133.5mm，機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得RMA數(shù)值為1.5mm。 3.6求毛坯基本尺寸 依零件圖可知：Φ16、φ9.3、φ8.5孔徑較小，鑄成實(shí)心。 A面屬單側(cè)加工，由式（5-1）得 R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm B、C面屬兩側(cè)加工，由式（5-2）得 R=F+2RMA+CT/2=26+2×1.5+2.6/2=30.3mm 根據(jù)數(shù)據(jù)可得： 轉(zhuǎn)向臂鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)下表（3-1） 表（3-1） 項(xiàng)目 A面 B、C面 Φ16孔 Φ9.3孔 Φ8.5孔 公差等級(jí)CT 10 10 — — — 加工面基本尺寸 32 26 — — — 鑄件尺寸公差 2.8 2.6 — — — 機(jī)械加工余量等級(jí) F F — — — RMA 1.5 1.5 — — — 毛坯基本尺寸 34.9 30.3 0 0 0 4 工藝路線擬定 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)：為保證工件重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。為互為基準(zhǔn)，以φ20mm端面為粗基準(zhǔn)。即B、C面。 精基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使兩孔互為基準(zhǔn)，選φ16的孔作為精基準(zhǔn)。 4.2擬定加工方法和加工方案 4.21工藝路線： 1、粗銑上端面 2、銑兩側(cè)端面 3、粗銑下端面 4、銑φ16mm孔的端面，即φ26mm圓柱A面 5、銑φ9.3mm孔的兩端面，即φ20mm圓柱B、C面 6、鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45° 7、鉆φ8.5mm孔 8、鉆φ9.3mm孔 9、刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm 4.22確定工藝過(guò)程方案見(jiàn)下表（4-1） 表（4-1） 工序號(hào) 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說(shuō)明 01 正貨處理145～204HBS 改善材料加工性能 02 粗銑上端面 03 粗銑兩側(cè)面 04 粗銑下端面 05 銑φ26mm圓柱A面 先加工面 06 銑φ20mm圓柱B、C面 07 鉆、精鉸孔φ16mm， 倒角1×45° 后加工孔 08 鉆孔φ8.5mm 09 鉆孔φ9.3mm 10 刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm 11 精銑上端面 精銑φ20mm圓柱B、C面 精銑下端面 12 去毛刺 13 終檢 5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 由于生產(chǎn)類(lèi)型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成. 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 5.11選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床 工序號(hào)02：銑上端面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)03：銑兩側(cè)面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)04：銑下端面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)05：銑φ20mm圓柱B、C面。因?yàn)榛榛鶞?zhǔn)，工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)06：銑φ26mm圓柱A面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。 工序號(hào)07：鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用Z535立式鉆床。 工序號(hào)08、06：鉆孔φ8.5mm、φ9.3mm。由于內(nèi)孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性鉆通孔達(dá)到加工要求。故選Z525立式鉆床。 工序號(hào)09：刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm。粗糙度要求不高，宜采用Z525立式鉆床。 5.12選擇夾具 本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專(zhuān)用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 5.13選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 ①、銑刀：根據(jù)資料選擇硬質(zhì)合金端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm。 ②、鉆、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用麻花鉆等專(zhuān)用刀具。 ③、刮平面φ16mm，選用專(zhuān)用锪刀。 5.14選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，參考相關(guān)資料，選擇如下： ①、選擇加工面的量具 根據(jù)資料：用分度值為0.02mm的三用游標(biāo)長(zhǎng)尺測(cè)量，測(cè)量范圍0mm～150mm，公稱(chēng)規(guī)格為150×0.02。 ②、選擇加工孔的量具 根據(jù)資料：由于孔的加工精度要求不同，分別有IT7-IT8、IT12-IT13、大于IT13。所以選擇分度值0.01mm，測(cè)量范圍分別為25mm～50mm、25mm～50mm、5mm～30mm的內(nèi)徑千分尺。 5.2 確定工序尺寸 5.21面的加工（所有面） ①、上端面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為127mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ②、兩側(cè)面；根據(jù)加工長(zhǎng)度為133mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ③、下端面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為127mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ②、A面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為34.9mm，毛坯余量為2.9mm。單側(cè)加工的量為1.9mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。 ②、B、C面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為30.3mm，毛坯余量為4.3mm。兩側(cè)加工的量為1.65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側(cè)再加工的量為0.5mm即可。 5.22孔的加工 ①、φ16mm的孔 毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間。 鉆孔：φ15mm 2Z=0.95mm 精鉸：φ16mm ②、φ8.5mm的孔 毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。 鉆孔φ8.5mm即可。 ③、φ9.3mm的孔 　毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。 鉆孔φ9.3mm即可。 6 確定切削用量及基本時(shí)間 6.1 工序號(hào)02、03、04： 本工序?yàn)殂娏慵纳隙嗣婷?，兩?cè)面和下端面。直接切出零件的外部輪 廓形狀。以知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑 刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=127。銑削深度a=3.0mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 上下端面計(jì)算：根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=3.0mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=173.930 m/min nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=135.5 N P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求 ⑤、基本時(shí)間 (d對(duì)稱(chēng)銑削) T=(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=127mm、f=118 mm/min ∴T=127/118=1.25min=75s 走刀2次：T=2×75=150s 兩側(cè)面計(jì)算： ①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=194.379 m/min nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=30mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=75.4 N P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求 ⑤、基本時(shí)間（兩端加工） d對(duì)稱(chēng)銑削 T=2(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=133mm、f=118 mm/min ∴T=2×133/118=2.43 min=144s 每端走刀2次：T=2×144=288s 6.2工序號(hào)05： 本工序?yàn)殂姦?6mm端面。已知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=26mm。銑削深度a=2.9mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=173.930 m/min nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=135.5 N P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求 ⑤、基本時(shí)間 d對(duì)稱(chēng)銑削 T=(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=26mm、l=17mm、l=2mm、f=118 mm/min ∴T=（26+17+2）/118=0.38 min=22.8 s 取T=23s 單側(cè)走刀2次：T=2×23=46s 6.3工序號(hào)06： 本工序?yàn)殂姦?0mm端面。已知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=20mm。銑削深度a=2.15mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=30mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=194.379 m/min nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=750r/min=12.5r/s ∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min 選f=118 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z ④、檢查機(jī)床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=30mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計(jì)算F=75.4 N P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW 可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求 ⑤、基本時(shí)間（兩端加工） d對(duì)稱(chēng)銑削 T=2(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、l=13mm、l=2mm、f=118 mm/min ∴T=2（20+13+2）/118=0.59 min=35.4 s 取T=36 s 每端走刀2次：T=2×36=72 s 6.4工序號(hào)07： 本工序?yàn)殂@φ16mm深32mm的孔。包括：鉆、精鉸孔、倒角1×45°。根據(jù)資料選用Z535立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄機(jī)用鉸刀：r=0、ɑ=15°、Kr=45°。 ①、鉆孔： ⑴確定進(jìn)給量f 因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-127得：f=0.61～0.75 mm/r 由表5-66取得f=0.72 mm/r ⑵選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=15.85mm、則T=60min。 ⑶確定切削速度V C=16.4、z=0.22、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15.85mm a=7.5mm 按公式計(jì)算： ∴Vc =22.061 m/min nc=22.061×1000/3.14×15.85=468.4 r/min 根據(jù)Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=400 r/min=6.67 r/s 則V=3.14×15×6.67/1000=0.314 m/s ⑷鉆孔基本時(shí)間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、取l= l=5mm,f=0.72 mm/r、n=6.67r/s 則T=（32+5+5）/0.72×6.67=8.75s 取T=9s ②、精鉸： ⑴確定進(jìn)給量f 因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-129得：f=1.5～3.0 mm/r 取f=1.60 mm/r ⑵選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。 ⑶確定切削速度V C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=16mm a=0.025mm 按公式計(jì)算： ∴Vc =13.491 m/min nc=13.491×1000/3.14×16=268.5 r/min 根據(jù)選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=275 r/min=4.58 r/s 則V=3.14×16×4.58/1000=0.230 m/s ⑷鉆孔基本時(shí)間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=4mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s 則T=（32+2+4）/1.60×4.58=5.2 s 取T=6s ⑤、倒角1×45° 6.5工序號(hào)08： 本工序?yàn)殂@φ8.5mm深8mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆：d=8.5mm、Kr=45°。 ①確定進(jìn)給量f 由于孔徑和深度較小，宜采用手動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。參考值取f=0.28 mm/r ②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=8.5mm、則T=35min。 ③確定切削速度V、n C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=8.5mm a=4.25mm f=0.28mm/r 按公式計(jì)算： ∴Vc =29.9 m/min nc=29.9×1000/3.14×8.5=1120 r/min 根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=960 r/min=16 r/s 則V=3.14×8.5×16/1000=0.427 m/s ④基本時(shí)間 鉆φ8.5mm深8mm的通孔: T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=8mm、取l= l=4mm,f=0.28 mm/r、n=16r/s T=（8+4+4）/0.28×16=3.6s 取T=4s 6.6工序號(hào)09： 本工序?yàn)殂@φ9.3mm深26mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆,一次加工通孔可以滿(mǎn)足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。 ①確定進(jìn)給量f 由于深度較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。查表5-127：f=0.47～0.57mm/r 。 按Z525選取f=0.48 mm/r ②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=9.3mm、則T=35min。 ③確定切削速度V、n C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=9.3mm a=4.65mm f=0.48mm/r 按公式計(jì)算： ∴Vc =24.656 m/min nc=24.656×1000/3.14×9.3=844.33 r/min 根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=680 r/min=11.33 r/s 則V=3.14×9.3×1.33/1000=0.33 m/s ④基本時(shí)間 鉆φ9.3mm深26mm的通孔: T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=26mm、取l=5mm、 l=4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/s T=（26+5+4）/0.48×11.33=6.4s 取T=7s 6.7工序號(hào)10： 本工序?yàn)楣纹溅?6mm深1mm的沉頭孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆,一次加工通孔可以滿(mǎn)足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。 ①確定進(jìn)給量f 由于深度較小，采用手動(dòng)進(jìn)給。 ②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。 鉆頭直徑d=16mm、則T=60 min。 ③確定切削速度V、n 按Z525 暫取f=0.13mm/r Vc =12～25 m/min 取Vc =18 m/min ∴nc=18×1000/3.14×16=358.28 r/min 根據(jù)Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=272 r/min=4.53 r/s 則V=3.14×16×4.53/1000=0.228 m/s ④刮平兩端基本時(shí)間 T=2(l+l)/ fn 式中l(wèi)=1mm、取l=1mm，f=0.13 mm/r、n=4.53r/s T=2（1+1）/0.13×4.53=6.8s 取T=7s 6.8工序號(hào)11： 本工序?yàn)榫?chē)零件的上端面、兩側(cè)端面和下端面。直接切出零件的形狀。以知工件材料為鋁合金，選擇硬質(zhì)合金端面銑刀。銑刀直徑：d=2mm,齒數(shù)Z=2mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=127。銑削深度a=1.0mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。 ①、確定每齒進(jìn)給量f 上下端面計(jì)算：根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.4 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.40mm/z > 0.18mm/z、 Z=2、 d=80mm、a=26mm、a=1.0mm、T=180 min C=849、q=0.22、x=0.61、y=0.85、u=0.78、p=0、m=0.88、k=1.0 則由公式算得 Vc=5884.56 m/min nc=5884.56×1000/3.14×2=2785 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=3000r/min=50r/s ∴V=3.14×40×50/1000=6.28 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.40×2×60=48 mm/min 選f=12 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=12/2×60=0.1mm/z ④、基本時(shí)間 d對(duì)稱(chēng)銑削 T=(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=127mm、f=48 mm/min ∴T=127/48=2.57min=155s 走刀2次：T=155×2=310s 兩側(cè)面計(jì)算：①、確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.4 ②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。 銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min ③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f 根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0 則由公式算得 Vc=6125.26 m/min nc=6125.26×1000/3.14×2=2845 r/min 根據(jù)X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速 n=3000r/min=50r/s ∴V=3.14×40×50/1000=6.28 m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.40×2×60=48 mm/min 選f=12 mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=12/2×60=0.1 mm/z ④、基本時(shí)間（兩端加工） d對(duì)稱(chēng)銑削 T=2(l+l+l)/ f ∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、f=48 mm/min ∴T=2×133/48=5.1 min=301s 每端走刀2次：T=2×301=602s 7 鉆Φ8.5孔夾具設(shè)計(jì) 7.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)加工鉆Φ8.5孔，加工時(shí)除了要滿(mǎn)足粗糙度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 7.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對(duì)孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗進(jìn)行了加工，利用一面2銷(xiāo)作為定位基準(zhǔn)等為定位基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)夾具，從而保證其尺寸公差要求。 7.3切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：臺(tái)式鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)可得： 所以 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(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取，， 查參考文獻(xiàn)可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 螺旋夾緊力： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 7.4誤差分析與計(jì)算 該夾具以底面、中心孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為12.5。該孔次性加工即可滿(mǎn)足要求。 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 定位銷(xiāo)的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 7.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿(mǎn)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(shí)間。 圖4.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表44： 表4.4 鉆套 d H D 公稱(chēng)尺寸 允差 8.5 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖6.2 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.5： 表6.5 固定襯套 d H D C 公稱(chēng)尺寸 允差 公稱(chēng)尺寸 允差 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 鉆模板選用固定式鉆模板，用4個(gè)沉頭螺釘和2個(gè)錐銷(xiāo)定位于夾具體上。 7.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。 心得體會(huì) 根據(jù)轉(zhuǎn)向臂工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)要求，在本設(shè)計(jì)中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時(shí)還盡量降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使其有良好的工作條件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中須做到謹(jǐn)慎、有理可依的風(fēng)格，同時(shí)依據(jù)夾具設(shè)計(jì)原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計(jì)中的夾具設(shè)計(jì)也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且使用性好、操作省力高效，同時(shí)定位及夾緊快速準(zhǔn)確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是成功的。 就我個(gè)人而言，我通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己在大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次良好的回顧，并在此基礎(chǔ)上有所提高，對(duì)自己將來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從而鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，并培養(yǎng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?zhuān)業(yè)精神，為以后參加國(guó)家的工業(yè)化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，為早日實(shí)現(xiàn)國(guó)家的大爺現(xiàn)代化貢獻(xiàn)一份力量。 由于個(gè)人的能力有限，設(shè)計(jì)尚有諸多不足之處懇請(qǐng)老師大力支持，在次不勝感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 馬曉春. 我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 森林工程.2002,(3)：10-13. 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[22]《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》北京理工大學(xué)出版社，2009.8 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)已結(jié)束，我們?cè)O(shè)計(jì)組全體成員，在指導(dǎo)老師帶領(lǐng)下，圓滿(mǎn)完成了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)我們學(xué)到了許多書(shū)本上沒(méi)有的東西，對(duì)以前所學(xué)到的機(jī)械知識(shí)，也有了進(jìn)一步的加深和鞏固。在畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程中所得到的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)將使我們?cè)谧叱鲂ｉT(mén)后收益無(wú)窮。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們借閱了大量的相關(guān)資料，并上網(wǎng)查詢(xún)了許多三維軟件教學(xué)視頻，對(duì)其有了更深入的了解；對(duì)于仿真過(guò)程，認(rèn)真再三，爭(zhēng)取不出現(xiàn)較大誤差；對(duì)于不懂的問(wèn)題，通過(guò)向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，小組成員討論，最后也得到了滿(mǎn)意的結(jié)果。 最后，向在百忙之中抽身來(lái)評(píng)閱我的畢業(yè)論文的各位專(zhuān)家、教授、老師致以最衷心的感謝！ - 31 -