CA6140杠杆加工工艺及夹具设计

目 录1 绪论11.1 课题背景及发展趋势11.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容22 杠杆加工工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施32.2.1 确定毛坯的制造形式32.2.2 基面的选择42.2.3 确定工艺路线42.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.2.5 确定切削用量62.2.6 确定基本工时162.3 小结213 专用夹具设计213.1 粗精铣宽度为30mm的下平台夹具设计223.1.1 定位基准的选择223.1.2 定位元件的设计223.1.3 定位误差分析233.1.4 铣削力与夹紧力计算233.1.5 夹具体槽形与对刀装置设计243.1.6 夹紧装置及夹具体设计263.1.7 夹具设计及操作的简要说明273.2 小结274 总结27致谢27参考文献281 绪论 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1 课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高精度夹具的定位孔距精度也随着提高，机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 工业的模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。迅速发展对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容与此同时夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。因此，我认为加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。2 杠杆加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是CA6140的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。传统的杠杆加工由于加工比较粗糙加工过程比较简单，既耗时又没有科学性此杠杆如果按传统加工工艺来加工由于没有考虑到工件材料及脆塑性能将会影响加工结果，再有加工工艺过程顺序选择也将会影响加工结果。为此，此夹具就是要克服这些缺点。2.1.2 零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下（1） 主要加工面： 1）小头钻以及与此孔相通的14阶梯孔、M8螺纹孔；2）钻锥孔及铣锥孔平台；3）钻2M6螺纹孔；4）铣杠杆底面及2M6螺纹孔端面。（2）主要基准面：1）以45外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：的孔、杠杆下表面2）以的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：14阶梯孔、M8螺纹孔、锥孔及锥孔平台、2M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和锥孔平台。杠杆的25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本套夹具中用于加工25孔的是立式钻床。工件以25孔下表面及45孔外圆面为定位基准，在定位块和V型块上实现完全定位。加工25时，由于孔表面粗糙度为。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工12.7是立式铣床。工件以 孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面：包括粗精铣宽度为30mm的下平台、钻12.7的锥孔，由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为。其中主要的加工表面是孔12.7，要用12.7钢球检查。本套夹具中用于加工与25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。工件以孔及其下表面和宽度为30mm的下平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工M8螺纹底孔时，先用7麻花钻钻孔，再用M8的丝锥攻螺纹。2.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2 基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个V形块支承45圆的外轮廓作主要定位，以限制z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工25的孔。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用25的孔作为精基准。2.2.3 确定工艺路线表2.1 工艺路线方案一工序1粗精铣25孔下表面工序2钻、扩、铰孔使尺寸到达mm工序3粗精铣宽度为30mm的下平台工序4钻12.7的锥孔工序5锪钻14阶梯孔，加工M8螺纹孔工序6粗精铣2-M6上端面工序7钻2-5螺纹底孔孔，攻螺纹孔2-M6工序8检查表2.2 工艺路线方案二工序1粗精铣25孔下表面工序2钻、扩、铰孔使尺寸到达mm工序3粗精铣宽度为30mm的下平台工序4钻12.7的锥孔工序5粗精铣2-M6上端面工序6钻2-5孔，加工螺纹孔2-M6工序7锪钻14阶梯孔，加工M8螺纹孔工序8检查工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条将“工序5钻14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序7粗精铣M6上端面”。通过分析发现这样的变动影响生产效率。以25mm的孔外轮廓为精基准，先铣下端面，再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面，不便于装夹。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表2.3所示。表2.3 最终工艺过程工序1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是3.2选用立式升降台铣床X52K。工序2加工孔25。钻孔25的毛坯到22mm；扩孔22mm到24.7mm；铰孔24.7mm到mm。保证粗糙度是1.6采用立式钻床Z535。采用专用夹具。工序3粗精铣宽度为30mm的下平台，仍然采用立式铣床X52K，用组合夹具。工序4钻12.7的锥孔，采用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。工序5加工螺纹孔M8，锪钻14阶梯孔。用组合夹具，保证与垂直方向成10。工序6粗精铣M6上端面。用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36的台肩。用卧式铣床X52K，使用组合夹具。工序7钻2-M6螺纹底孔、攻2-M6螺纹用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具工序8检查2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献14的铣刀类型及尺寸可知选用6mm的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm。1）加工25的端面，根据参考文献8考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。2）对25的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可达到要求。3）加工宽度为30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是2.5mm。 4）钻锥孔12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用12的钻头，切削深度是2.5mm。5）钻14阶梯孔，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可达到要求。6）加工M8底孔，考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。7）加工2-M6螺纹，考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。2.2.5 确定切削用量工序1：粗、精铣孔下平面（1）粗铣孔下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数。因其单边余量：Z=1.9mm所以铣削深度每齿进给量：取铣削速度。机床主轴转速： （式1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速： 取实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ： （2）精铣孔下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12。精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速： 取实际铣削速度：进给量，由（式1.3）有：工作台每分进给量： 工序2：加工孔25到要求尺寸工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔25mm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：，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。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），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 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。，故 查Z535机床说明书，取。实际切削速度为：，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 取=0.57mm/r。2）确定切削速度及 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 ，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取。2）确定切削速度及 取，得修正系数，故 查Z535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3：粗精铣宽度为30mm的下平台（1）粗铣宽度为30mm的下平台加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：取铣削速度。由式2.1得机床主轴转速：取实际铣削速度：进给量： 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： （式2）刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣宽度为30mm的下平台加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取铣削速度： 取机床主轴转速，由式（2.1）有：取 实际铣削速度：进给量，由式（2.3）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工序4： 钻12.7的锥孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为12.7mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，钻孔12mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔12.7mm标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 ，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。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），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 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。，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为：，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Z535机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及 取。修正系数：，故 故取。实际切削速度为 工序5：钻M8螺纹孔锪钻14阶梯孔（1）加工M8底孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为8mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至7，选用7的麻花钻头。攻M8螺纹，选用M8细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度：进给量： 取切削速度：取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1攻M81.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： （2）锪钻14阶梯孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为14mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔14mm小直径端面锪钻。 1）确定切削用量确定进给量 ，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。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），允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 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。，故 查Z535机床说明书，取。实际切削速度为，故校验机床功率 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， 工序6：粗精铣M6上端面工件材料为HT200铁，硬度200HBS。要求粗糙度，用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36的台肩。用立式铣床X52K，使用组合夹具。（1）粗铣M6上端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：取铣削速度由式（2.1）机床主轴转速： 实际铣削速度：进给量： 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： 刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣M6上端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取铣削速度： 取机床主轴转速，由式（1.1）有： 实际铣削速度：进给量，由式（2.3）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工序7：钻2-M6工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为6mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至5，选用5的麻花钻头。攻M6螺纹，选用M6细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度：进给量： 取切削速度：取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1攻M61.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1工序8：校验2.2.6 确定基本工时（1）粗铣、精铣25孔下平面加工条件：工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：X525K机床刀具：高速钢镶齿套式面铣刀粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度：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：可查得铣削的辅助时间（2）钻孔加工条件：工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：Z535立式钻床 刀具：钻孔标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔标准高速钢扩孔钻；铰孔标准高速铰刀钻孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速， 铰孔：，=（30+3+1）/0.43195=0.41min可查得钻削的辅助时间扩孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（30+3+1）/0.57275=0.22min可查得钻削的辅助时间铰孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（30+3+1）/1.6100=0.21min可查得钻削的辅助时间（3）粗精铣宽度为30mm的下平台工件材料：HT200，金属模铸造加工要求：粗铣宽度30mm的下平台，精铣宽度为30mm的下平台达到粗糙度3.2。机床：X52K立式铣床刀具：高速钢镶齿式面铣刀计算切削工时粗铣宽度为30mm的下平台进给量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm，走刀长度是249mm。机床主轴转速为37.5z/min。切削工时：=249/(37.53)=2.21min。铣削的辅助时间精铣宽度为30mm的下平台进给量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm，走刀长度是249mm。机床主轴转速为37.5z/min。切削工时：=249/(37.53)=2.21min铣削的辅助时间（4）钻锥孔12.7工件材料：HT200，金属模铸造，加工要求：粗糙度要求，机床：Z535立式钻床刀具：高速钢钻头12，计算基本工时用12扩孔12.7的内表面。进给量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，机床主轴转速为195r/min。走刀长度是36mm。基本工时：=236/(0.64195)=0.58 min。钻削的辅助时间用12.7扩孔12.7的内表面。进给量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，机床主轴转速为195r/min。走刀长度是36mm。基本工时：=236/(0.64195)=0.58 min。钻削的辅助时间（5）钻M8底孔及锪钻14阶梯孔加工条件：工件材料：HT200，金属模铸造，机床：Z535立式钻床刀具：高速钢钻头7，M8丝锥，14小直径端面锪钻钻M8底孔的工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：钻削的辅助时间攻M8螺纹的工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：钻削的辅助时间锪钻14阶梯的工时锪钻孔进给量，机床主轴转速，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：钻削的辅助时间t=+t=0.19+1.77=1.96min（6）粗精铣2-M6上端面工件材料：HT200，金属模铸造加工要求：粗铣宽度30mm的下平台，精铣宽度为30mm的下平台达到粗糙度3.2。机床：X52K立式铣床刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。粗铣2-M6上端面切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：铣削的辅助时间精铣2-M6上端面切削工时被切削层长度：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：铣削的辅助时间（7）钻2-M6螺纹孔钻锥孔26到25。用5的钻头，走刀长度38mm，切削深度2.5mm，进给量0.2mm/z，切削速度0.51m/s，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：钻削的辅助时间攻M6螺纹被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：钻削的辅助时间总工时为：t=2+=3.75min根据该零件的生产纲量为每年产4000件。按一年360天，每天总工作时间为8小时。则每个零件所需的额定时间为：t=3608604000=43.2min。根据计算所得的机动时间加上每道工序间的辅助时间。所用是实际时间为：所以该方案满足生产要求。2.3 小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。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。3 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔25夹具、铣宽度为30mm的下平台夹具及钻M8底孔夹具各一套。其中加工工艺孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别为麻花钻、扩孔钻、铰刀对工件上的工艺孔进行加工。铣宽度为30mm的下平台将用于组合铣床，刀具为硬质合金端铣刀YG8对杠杆的25孔下表面进行加工。钻M8底孔夹具采用立式钻床，先用麻花钻钻孔，再用丝锥攻螺纹。3.1 粗精铣宽度为30mm的下平台夹具设计本夹具主要用来粗精铣杠杆宽度为30mm的下平台。由加工本道工序的工序简图可知。粗精铣杠杆宽度为30mm的下平台时，杠杆宽度为30mm的下平台有粗糙度要求，杠杆宽度为30mm的下平台与工艺孔轴线分别有尺寸要求。本道工序是对杠杆宽度为30mm的下平台进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.1.1 定位基准的选择由零件图可知25孔的轴线所在平面和右端面有垂直度的要求是10，从定位和夹紧的角度来看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基准是右端面，设计基准是孔25的轴线，定位基准与设计基准不重合，需要重新计算上下端面的平行度，来保证垂直度的要求。在本工序只需要确定右端面放平。为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对杠杆宽度为30mm的下平台同时进行粗精铣加工。3.1.2 定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，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固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。根据参考文献11带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图3.5所示。图3.5 带大端面的短圆柱销根据参考文献11固定挡销的结构如图3.6所示。图3.6 固定挡销主要结构尺寸参数如下表3.4所示。表3.4 固定挡销的结构尺寸1218142641243.1.3 定位误差分析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，铣/钻模与销的误差0.02mm，铣/钻套与衬套0.029mm由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。3.1.4 铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣钻床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) （式3.2）Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N3.1.5 夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据参考文献11定向键的结构如图3.7所示。图3.7 定向键根据参考文献11夹具U型槽的结构如图3.8所示。图3.8 U型槽主要结构尺寸参数如下表3.5所示。表3.5 U型槽的结构尺寸螺栓直径12143020由于本道工序是完成杠杆宽度为30mm下平台的粗精铣加工，所以选用直角对刀块。根据GB224380直角对到刀块的结构和尺寸如图3.9所示。图3.9 直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图3.10所示。图3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.1.6 夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。移动压板的结构如图3.11所示。图3.11 移动压板主要结构尺寸参数如表3.7所示。表3.7 移动压板结构尺寸973011364081641.512整个夹具的结构夹具装配图所示。3.1.7 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工杠杆的小平面和加工12.7。工件以孔及端面和水平面底为定位基准，在短销、支承板和支承钉上实现完全定位。采用转动A型压板夹紧工件。3.2 小结对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。4 总结本设计研究过程中仍然存在不足之处，还待于进一步深入，具体如下：（1）对夹具的分析比较清楚，家具设计新颖能进行大规模发展。（2）零件之间配合比较明了，增加导向元件和分度装置易于加工。（3）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理（4）在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。致谢本文从选题、方案论证到课题的研究都是在导师的全面、悉心指导下完成的。导师严谨的治学态度、渊博的知识、丰富的创造力、以及敏锐的洞察力，始终令学生敬佩。值此成文之际，谨向导师表达我深深的敬意和衷心的感谢!在四年的学习和生活期间，始终得到河南科技学院机电学院各位老师的无私帮助，在此深表感谢!特别要感谢的是我的父母和家人!感谢父母在我成长的道路上给予的无私的爱，他们的理解和全力支持使我的论文得以顺利完成。感谢所有关心和帮助过我的人们!最后，在本文结束之际，向所有为我的论文提出宝贵意见的评阅专家们表示衷心的感谢和崇高的敬意!参考文献1 周永强.高等学校毕业设计指导M.北京：中国建材工业出版社，20022 薛源顺. 机床夹具设计(第二版) M.机械工业出版社，2003.13 余光国，马俊，张兴发.机床夹具设计M.重庆：重庆大学出版社，19954 李庆寿.机械制造工艺装备设计适用手册M.银州：宁夏人民出版社，19915 廖念钊.莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M.中国计量出版社，2000：9-196 乐兑谦.金属切削刀具J.机械工业出版社，2005：4-17。7 陈国甫.车床夹具J. 机械工人.冷加工，2000,(12)8 李荣旭.陈永华, 崔付军.圆柱面上螺纹孔车床夹具J.机械工人.冷加工，2005,(02)9 王旭华, 刘德仿.知识驱动的夹具CAD系统J.盐城工学院学报，2001,(04)10 李双跃, 殷国富, 刘兴伟. 基于特征工艺设计的夹具设计系统研究J.机械 , 2000,(06)11 董玉明 , 杨洪玉.夹具设计中常见的问题J.机械工人.冷加工，2005,(01)12 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