资源描述
摘要调整臂外壳的加工工艺及专用夹具设计，考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸造。调整臂外壳的主要加工面是调整臂的几个端面、方槽和孔，由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保证。因此，采用先面后孔的原则，以保证加工精度。该设计中，应先以大端外圆加工出两端面，再以该基准面加工小端面和相应的孔。在其余工序中，均以此孔与端面为定位基准，加工调整臂的孔、槽和一些端面，在整个加工过程中，用到了车床、铣床和钻床。关键词： 调整臂外壳，加工工艺，夹具设计IABSTRACTAdjusting the processing technology of the arm shell and the design of the special fixture, taking into account the parts in the operation of the machine in the process of little impact, the parts structure is relatively simple, so choose casting. The main processing surface of the adjusting arm shell is a few end faces, square grooves and holes of the adjusting arm, and the machining accuracy of the shell is easy to guarantee compared with the processing precision of the hole. Therefore, the principle of first face, rear hole is adopted to ensure the machining accuracy. In this design, should be the first to end outer circle processing two end, then the datum processing and the corresponding small end hole. In the rest of the process, the hole and end face are used as the positioning datum to adjust the hole, groove and end face of the adjusting arm. The lathe, milling machine and drilling machine are used in the whole process.Key words: adjusting arm shell, processing technology, fixture designII目录摘要 .IABSTRACT .II第一章 绪论 .1第二章 零件的分析 .23.1 零件的作用 .23.2 零件的工艺分析 .2第三章 工艺规程设计 .24.1 确定毛坯的制造形式 .34.2 基准的选择 .34.3 制定工艺路线 .3第四章 夹具设计 .254.1 问题的提出 .254.2 定位基准的选择 .254.3 切削力和夹紧力的计算 .254.4 定位误差分析 .264.5 定向键与对刀装置设计 .264.6 夹具设计及操作简要说明 .27参考文献 .30致谢 .310第一章 绪论随着科学技术的进步和生产力的发展，要求机械工业不断提供先进的技术设备，加之市场需求的变化多端，产品更新换代的周期越来越短，多品种、小批量生产的比例在提高。这样，传统的生产技术准备工作，很不适应新的生产特点。为了适应机械工业又好又快发展的需要，机床夹具的设计与制造技术也必须与时俱进，要求企业的高级技能人才能不断设计出构思合理、结构准确、工艺精良的夹具。所以，在大学毕业之前，选择简单的夹具设计，希望通过此次设计，在过程中希望得到以下训练： （1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。（3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 （4）熟悉零件的工艺制定，和有关计算。 毕业设计是在学完大学的全部课程之后进行的，毕业设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，毕业设计是大学至关重要的一环。本设计就 CA10B 解放牌汽车的前调整臂的外壳的工艺规程及其加工过程中的专用夹具进行设计，由于作者的能力有限，设计难免存在不足和错误，恳请各位老师给予指教，在此致谢！1第二章 零件的分析3.1 零件的作用CA10B 解放牌汽车前刹车调整臂外壳，主要是对前刹车调整臂进行支撑保护。3.2 零件的工艺分析零件加工过程中，要保证侧孔 13.8，13，16 在同一个中心线上，中心轴线距定位基准 60 孔为 39.50.2 的位置精度要求；另外，上端 R11 孔对右侧凸台端面有 700.25 的位置精度要求；零件大端两侧端面相对中心线有 的尺寸要求等。主要工序加工面如下示例：第三章 工艺规程设计24.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为 KT350,零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，结构较为复杂，又为大批量生产，而且表面粗糙度质量要求也不是很高，故可采用铸件，以提高生产效率和效益。4.2 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，对零件的生产是非常重要。1） 粗基准的选择按照粗基准的选择原则，应选取尽量不加工的表面为粗基准，故选用 R41 外圆面及大端端面为粗基准。以 V 型块定位并进行压紧。2） 精基准的选择粗加工进行后，以一端端面为精基准，加工另一侧端面。仍然以外圆用 V 型块定位，加工一侧端面和内孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。4.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量降低。1）工艺路线方案一工序 1 粗,精车 60 孔, 60 孔前后两端面；工序 2 粗、精车 60 孔左右两端面；工序 3 钻、扩、铰 12 孔,钻、铰 54.3 孔；工序 4 粗、精车 12 孔前后两端面； 工序 5 粗、精车 60 孔上方槽内表面,钻、铰 M10X25 螺孔；.工序 6 扩、铰 13.8 孔、钻、扩、铰 16 孔,13 孔；3工序 7 钻铰 Rc1/8 锥孔；工序 8 去毛刺，检查。按此工艺加工不太合理，我们知道对于一般零件采用基准先行原则应该先加工面后加工孔，才可满足零件的加工要求，因此换方案如下：2）工艺路线方案二工序 1 粗车大端前后两端面；工序 2 精车 12 孔前后端面；工序 3 粗车大端左右两端面；工序 4 钻、扩、铰 12 孔；工序 5 钻、扩、铰 54.3 孔；工序 6 钻、扩、铰 60 孔；工序 7 粗车、精车槽端面；工序 8 车螺纹孔顶面，钻攻 M10 螺纹；工序 9 钻、扩、铰 13、13.8、16 孔；工序 10 攻 Rc 1/8 锥孔；工序 11 去毛刺，检验。此方案较上述方案更加合理了，但是仍有些不足，例如前几个工序装夹反复次数较多，生产效率较低，影响经济效益，不适合大批量生产；工序 6 中的 60 孔，由于铸件孔径已经达到 50，直径较大，而精度要求不高，用车削即可。特此修改如下：3）工艺路线方案三工序 1 车大端两端面；车 60 孔，采用 C620-1 车床，使用专用夹具；4工序 2 铣小端两端面；工序 3 钻、扩 12 孔；工序 4 一面两销，铣方槽；工序 5 以 60 孔，12 孔与端面一面两销，铣三个凸台；工序 6 一面两销，钻、扩、铰 13、13.8、16 的孔；工序 7 钻、攻 M10 螺纹；工序 8 一面两销，钻、扩、铰 54.3；工序 9 攻 Rc 1/8 锥孔；工序 10 去毛刺；工序 11 检验。此工艺路线装夹重复次数少，加工工序能够满足零件的生产要求，生产效率较高，适合大批量生产，就此采用。4.4 机械加工余量及毛坯尺寸的确定CA10B 解放牌汽车前刹车调整臂外壳的材料为 KT350， b =350MPa，毛坯重量2.5kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。试确定各加工表面的机械加工余量及毛坯尺寸如下：1） 非加工表面考虑其零件非加工表面，没有粗糙度要求，因此直接铸造可成。2） 大端端面及小端端面沿轴线方向的加工余量查机械制造技术基础课程设计指南 （以下称设计指南 ）表 5-4，取铸件的机械加工余量等级为 F 时的机械加工余量 RAM 均为1.5mm；查表 5-1 取公差等级为 CT11，再查表55-3 得出尺寸公差 CT 为 3.6mm。由设计指南表达式 5-1,5-2,5-3；则毛坯铸造时，工件两侧总共需要的留出的金属余量(双侧加工)R=2RAM+CT/2= 2 1.5+3.6/2=4.8mm，以单侧为 2.4mm 余量加工，单侧工序余量如下：粗车 2mm；半精车 0.4mm；3） 内孔 60（已铸 50 孔） ，12（已铸 6 孔）仿照 2） ，查设计指南 ，得铸件留出的金属余量(双侧加工) 60 是10mm，12 是 6mm；现制定单侧工序余量如下： 60粗车 3.5mm；半精车 1.5mm； 12钻 2.5mm； 扩 0.5mm；铰 0 mm； 4） 方槽同上，取方槽端面铸造余量为 2.5mm，工序余量如下：6粗铣 2 mm；半精铣 0.5 mm；5） 三个凸台同上，取凸台的铸造加工余量均为2mm，则工序余量如下：粗铣 1.5 mm；半精铣 0.5 mm；6）其他尺寸直接铸造得到由于零件的粗糙度要求不是很高，且为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时都应按调整法加工方式予以确认。4.5 确立切削用量及基本工时工序一 以 R41 外圆为粗基准，车大端端面以及 60 孔(1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造。加工要求：粗车大端端面，表面粗糙度 Ra=12.5um，半精车大端端面，表面粗糙度7Ra=6.3um；粗车 60 孔，表面粗糙度 Ra=12.5um，半精车 60 孔，表面粗糙度Ra=6.3um；机 床：C620-1 型卧式车床。刀 具：根据机械加工工艺手册第二卷（以下简称工艺手册 ）加工铸铁选择高速钢端面车刀。根据车床中心高选择刀杆尺寸 16mm 25mm；选刀具前角 15,后0角 8，副后角 =10,主刃 =60,副刃 =1500rr(2) 切削用量1）车大端端面1. 确定进给量根据设计指南表 5-114，当车刀刀杆尺寸为 16mm 25mm，p3mm 时，工件的直径为 60mm-100mm 时，f=0.4-0.5mm/r。根据设计指南表 5-57，取f=0.5mm/r。2. 计算切削速度查工艺手册表 1.1-55，车削速度的计算公式（m/min） vyxpmckfaTvv上式中 ， ， mm， ， ， ， ；8.4Cv125.0pa0vx5.vy.0f1vk计算得，车削速度 m/min。3c3. 确定主轴转速由公式 min/7.1625.10rdvnws 按设计指南表 5-56，与 162.7r/min 相近的车床转速为 150r/min 和 185r/min,现取 185r/min，如果选 150r/min，则速度损失很大，所以实际的切削速度为=37.76m/min。v4. 校验机床功率由工艺手册表 1.1-57，切削需要的功率 4106VFcP8上式中 ， ， ， ， ， ，980ZFC2pa5.0f0.1FzX75.FzY0Fzn代入计算得 kw；51.P由设计指南表 5-55，查 C620-1 车床的主电动机的功率为 7kw，当主轴转速为185r/min 时，主轴传递的最大功率为=5.9kw，所以机床的功率足够，可以正常加工。故所选 背吃刀量 mm，进给量 。2parmf/5.0（3) 基本工时因为工件面积很小，表面粗糙度要求很低，且若换刀或者变换切削速度所节约的时间很少，故只改变切削深度。半精车时再以 0.4mm 为切削深度，其余变量不变，走刀一次，故车大端端面所需时间 t=28.5s 4=114s。2） 车 60 孔(1) 切削用量1. 确定进给量根据设计指南表 5-114，当刀杆尺寸 16mm 25mm， 时，工件map53直径为 60mm 时，f=0.5-0.8mm/r，根据设计指南表 5-57，取 f=0.71mm/r。2. 计算切削速度查工艺手册表 1.1-55，车削速度的计算公式（m/min） vyxpmckfaTvv上式中 ， ， mm， ， ， ， ；8.4Cv125.0pa2.0vx5.vy.0f1vk计算得，车削速度 m/min。6c3. 确定主轴转速ZFfFZnYXkVcsfntwm5.28.01549由公式 min/69.145.210rdvnws 按设计指南表 5-56，与 162.7r/min 相近的车床转速为 150r/min 和 185r/min,选 150r/min，所以实际的切削速度为 =25.91m/min。v4. 校验机床功率由工 艺手册表 1.1-57，切削需要的功率 上式中 ， ， ， ， ， ，980ZFC2pa71.0f0.FzX75.FzY0Fzn代入计算得 kw；6.1P由设计指南表 5-55，查 C620-1 车床的主电动机的功率为 7kw，当主轴转速为185r/min 时，主轴传递的最大功率为=5.9kw，所以机床的功率足够，可以正常加工。故所选 背吃刀量 mm，进给量 。2parmf/71.0(2) 基本工时因为工件面积很小，若换刀或者变换切削速度所节约的时间可以忽略，再快速走刀两次即可达到表面粗糙度要求。工序二 以 60 孔和大端端面为精基准，铣小端端面(1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造；加工要求：铣小端端面，表面粗糙度 Ra=6.3um；机 床： X5012 型立式铣床刀 具：根据工艺手册表 2.1-40 选择高速钢铣刀。根据表 2.1-20，选择刀杆直径 d=40mm，长度 L=63mm，齿数 z=8；选刀具前角 15,后角 12，已知铣004106VFcPZFfFZnYXksfntwm6.95018.10削宽度 40mm，铣削深度 p=2mm，铣双面。(2) 切削用量1. 确定每齿进给量根据设计指南表 5-65，X5012 型铣刀功率为 1.5kw，工艺系统刚性为中等，根据工艺手册表 2.1-71，查得进给量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。2. 选择铣刀磨钝标准及耐用度。查工艺手册表 2.1-75，铣刀最大的磨损量为 0.5mm，耐用度 90min。3. 确定切削速度和工作台每分钟的进给量其中 ， ， ， ， ， ，mae40ap27vC45.0qv1.xv4.0yv， ， ， ， ，8.1kSvMv 3.uv1.0v3min9T，d=40 ，将以上数据代入公式：zmfz/5.0Zin/21.78.0415.02971.3.0.3.0vc 确定机床主轴转速： 。mi/.rdvnwcs根据设计指南表 5-72 选择 n=130r/min，则实际的切削速度为 v=16.2m/min，所以工作台每分钟的进给量 fmz in/156根据设计指南表 5-73，X5012 立式铣床的工作台进给量选择 fmz=100mm/min,则实际每齿的进给量 fz=0.2mm/z。4.校验机床功率。根据工艺手册2.1-78 计算铣削功率的公式为式中 ， ， ， ， ，294ZFCpa71.0f0.FzX72.FzYvpzpTqvckfdvUYXm310VFcPfcwqueYXpkndzfcff FFZ 11， ， ， ， mm/z，0Fzn86.Fu0Fw2pa.0zf 86.0Fq代入计算得 =930.14N, kw；c5.P因为 X5012 型铣床的主电动机的功率为 1.5kw，故所选的切削用量可用。(2) 基本工时根据工艺手册表 2.1-99，一次进给铣削一端开口槽的基本时间是由于表面的粗糙度值为 6.3，一次铣削基本就可以达到精度要求，为保证精度要求合格，可再快速进给一次，机动时间约为 8s。工序三 以 60 孔和大端端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 12 孔(1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造；加工要求：钻扩 12 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；机 床： Z535 钻床刀 具：根据工艺手册选择麻花钻 d=11mm，d=12mm(2) 切削用量1） 钻孔 111. 确定进给量由设计指南表 5-127 可查，当铸铁的 b200Pb，选 d=11 时，则每转进给量f=0.31-0.39mm/r。现根据设计指南表 5-66，选择 Z535 钻床的进给量为 0.32mm/r。2. 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查工艺手册 ）为 0.6mm，寿命 。min45T3. 确定切削速度根据设计指南表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以钻床的转速svTflw6.240min/8.1302450rns12根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，则实际的切削速度 v=33.16m/min。（3) 基本工时2） 扩孔至 12。(1) 切削用量1. 确定进给量查设计指南表 5-129，扩孔进给量为： ，并由设计指南rmf/6.05表 5-133，最终选定机床进给量为： 。rf/.02. 确定切削速度根据 = ，则主轴的转速为 ，按钻扩 vv3.05min/15.2 in/4.6513.r设计指南表 5-65 取 n=530r/min，则实际切削速度为 v=19.97m/min(2) 基本工时3） 铰孔 ：选高速钢铰刀 n=100r/min f=2mm/min d=11.94mm工序四 以 60 孔，12 孔和大端端面为精基准，一面两销铣方槽(1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造；加工要求：铣方槽，表面粗糙度 Ra=6.3um；syLt 68.4032.7516032.75syLt 5.460.531260.5 sLt 6.3021602113vpezpTqvckafdvUYXm机 床： X5012 型立式铣床刀 具：根据工艺手册表 2.1-40 选择高速钢铣刀。根据表 2.1-20，选择圆柱形铣刀直径 d=3.5mm，长度 L=63mm，齿数 z=3； (2) 切削用量1. 确定每齿进给量根据设计指南表 5-65，X5012 型铣刀功率为 1.5kw，工艺系统刚性为中等，根据工艺手册表 2.1-71，查得进给量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。2. 选择铣刀磨钝标准及耐用度。查工艺手册表 2.1-75，铣刀最大的磨损量为 0.5mm，耐用度 90min。3. 确定切削速度和工作台每分钟的进给量其中 ， ， ， ， ， ，86m27vC45.0qv1.xv4.0yv， ， ， ， ，.0.1kSvMv 3.uv1.0pv3min9T，d=3.5mm ， ，将以上数据代入公式：zfz/5.0Z确定机床主轴转速： 。min/51.4910rdvnwcs根据设计指南表 5-72 选择 n=355r/min，则实际的切削速度为 v=3.9m/min，所以工作台每分钟的进给量 fmz i/7.根据设计指南表 5-73，X5012 立式铣床的工作台进给量选择 fmz=165mm/min,则实际每齿的进给量 fz=0.155mm/z。4.校验机床功率。根据工艺手册2.1-78 计算铣削功率的公式为in/05.8.3865.2937.0.4.1.03. 0vc 310VFcPfcwqueYXpkndzafCcff FFZ 14式中 ， ， ， ， ，294ZFCpazmf/15.00.1FzX72.FzY， ，z=3， ， ， mm/z，0zn86.uFw86ea2zf 860q代入计算得 =3875.9N, kw；c2.P因为 X5012 型铣床的主电动机的功率为 1.5kw，故所选的切削用量可用。(2) 基本工时根据工艺手册表 2.1-99，一次进给铣削两端开口槽的基本时间是由于表面的粗糙度值为 6.3，一次铣削基本就可以达到精度要求，为保证精度要求合格，可再快速进给一次，机动时间约为 10s。工序五 以 60 孔，12 孔和大端端面为精基准，铣三个凸台、由工件的结构尺寸和表面精度要求可知道，三个凸台面积与小端尺寸相近，且粗糙度要求相同，故可以使用一套铣削参数就可以达到加工工艺设计要求，所以计算参数选定相同。 (1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造；加工要求：铣凸台，表面粗糙度 Ra=6.3um；机 床： X5012 型立式铣床刀 具：根据工艺手册表 2.1-40 选择高速钢铣刀。根据表 2.1-20，选择刀杆直径 d=40mm，长度 L=63mm，齿数 z=8；选刀具前角 15,后角 12，已知铣00削宽度 40mm，铣削深度 p=2mm。(2) 切削用量1. 确定每齿进给量根据设计指南表 5-65，X5012 型铣刀功率为 1.5kw，工艺系统刚性为中等，根据工艺手册表 2.1-71，查得进给量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。svTfllw73.2602152. 选择铣刀磨钝标准及耐用度。查工艺手册表 2.1-75，铣刀最大的磨损量为 0.5mm，耐用度 90min。3. 确定切削速度和工作台每分钟的进给量其中 ， ， ， ，mae30ap27vC45.0qv， ， ， ， ， ，1.0xv4.yv 8.1kSvMv 3.0uv1.pv3m， ，d=40， ，将以上数据代入公式：min9Tzfz/150Zin/7.18.083.2471.0.1.03.vc 确定机床主轴转速： 。mi/4.9rdvnwcs根据设计指南表 5-72 选择 n=130r/min，则实际的切削速度为 v=16.2m/min，所以工作台每分钟的进给量 fmz in/156根据设计指南表 5-73，X5012 立式铣床的工作台进给量选择 fmz=100mm/min,则实际每齿的进给量 fz=0.2mm/z。4.校验机床功率。根据工艺手册2.1-78 计算铣削功率的公式为式中 ， ， ， ， ， ，294ZFCpa71.0f0.FzX72.FzYmae30， ， ， ， mm/z，0zn86.uFw2pazf 86q代入计算得 =617.78N, kw；c9.P因为 X5012 型铣床的主电动机的功率为 1.5kw，故所选的切削用量可用。(2) 基本工时根据工艺手册表 2.1-99，一次进给铣削一端开口槽的基本时间是310VFcPfcwqueYXpkndzfcff FFZ vpezpTqvckfadvUYXmsvTflw 4.2061043616由于表面的粗糙度值为 6.3，一次铣削基本就可以达到精度要求，为保证精度要求合格，可再快速进给一次，机动时间约为 8s。工序六 专用夹具钻、扩 、铰 13.8 孔，13 孔和 16 孔1 钻、扩 13.8 孔(1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造；加工要求：钻扩 13.8 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；机 床： Z535 钻床刀 具：根据工艺手册选择麻花钻 d=13mm，d=13.8mm(2) 切削用量1） 钻孔 131. 确定进给量由设计指南表 5-127 可查，当铸铁的 b200Pb，选 d=13 时，则每转进给量f=0.31-0.39mm/r。现根据设计指南表 5-66，选择 Z535 钻床的进给量为 0.32mm/r。2. 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查工艺手册 ）为 0.6mm，寿命 。min45T3. 确定切削速度根据设计指南表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，则实际的切削速度 v=33.16m/min。（3) 基本工时min/8.1302450rnssyLt 75.6032.7546032.75172） 扩孔至 13.8。(1) 切削用量1. 确定进给量查设计指南表 5-129，扩孔进给量为： ，并由设计指南rmf/6.05表 5-133，最终选定机床进给量为： 。rf/.02. 确定切削速度根据 = ，则主轴的转速为 ，按钻扩 vv3.05min/15.2 in/4.6513.r设计指南表 5-65 取 n=530r/min，则实际切削速度为 v=19.97m/min。(2) 基本工时3) 铰孔 ：选高速钢铰刀 n=100r/min f=2mm/min d=13.6mm2 钻、扩 13 孔(1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造；加工要求：钻扩 13 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；机 床： Z535 钻床刀 具：根据工艺手册选择麻花钻 d=12mm，d=13mm(2) 切削用量1） 钻孔 121. 确定进给量由设计指南表 5-127 可查，当铸铁的 b200Pb，选 d=12 时，则每转进给量syLt 01.7632.054632.05 sLt 2.76012460118f=0.31-0.39mm/r。现根据设计指南表 5-66，选择 Z535 钻床的进给量为 0.32mm/r。2. 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查工艺手册 ）为 0.6mm，寿命 。min45T3. 确定切削速度根据设计指南表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，则实际的切削速度 v=33.16m/min。(3) 基本工时2） 扩孔至 13。(1) 切削用量1. 确定进给量查设计指南表 5-129，扩孔进给量为： ，并由设计指南rmf/6.05表 5-133，最终选定机床进给量为： 。rf/.02. 确定切削速度根据 = ，则主轴的转速为 ，按钻扩 vv3.05min/15.2 in/4.6513.r设计指南表 5-65 取 n=530r/min，则实际切削速度为 v=19.97m/min。(2) 基本工时3) 铰孔 ：选高速钢铰刀 n=100r/min f=2mm/min d=12.94mmmin/8.1302450rnssyLt 25.1063.0754632.075syLt 28.9603.546032.5 sLt 2.10610346210193 钻、扩 16 孔(1) 加工条件加工要求：钻扩 16 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um；机 床： Z535 钻床刀 具：根据工艺手册选择麻花钻 d=15mm，d=16mm；(2) 切削用量1） 钻孔 151. 确定进给量由设计指南表 5-127 可查，当铸铁的 b200Pb，选 d=15 时，则每转进给量f=0.31-0.39mm/r。现根据设计指南表 5-66，选择 Z535 钻床的进给量为 0.32mm/r。2. 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查工艺手册 ）为 0.6mm，寿命 。min45T3. 确定切削速度根据设计指南表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，则实际的切削速度 v=33.16m/min。(3) 基本工时2） 扩孔至 16。(1) 切削用量1. 确定进给量查设计指南表 5-129，扩孔进给量为： ，并由设计指南rmf/6.05表 5-133，最终选定机床进给量为： 。rf/.0min/8.1302450rnssyLt 75.16032.756032.75202. 确定切削速度根据 = ，则主轴的转速为 ，按钻扩 vv3.05min/15.2 min/4.6513.r设计指南表 5-65 取 n=530r/min，则实际切削速度为 v=19.97m/min。(2) 基本工时工序七 钻、攻 M10 螺纹(1) 加工条件加工要求：钻、攻 M10 螺纹；机 床： Z535 钻床刀 具：根据工艺手册选择麻花钻 d=9.2mm；(2) 切削用量1） 钻孔 9.21. 确定进给量由设计指南表 5-127 可查，当铸铁的 b200Pb，选 d=15 时，则每转进给量f=0.31-0.39mm/r。现根据设计指南表 5-66，选择 Z535 钻床的进给量为 0.32mm/r。2. 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查工艺手册 ）为 0.6mm，寿命 。min45T3. 确定切削速度根据设计指南表 5-134，取切削速度 v=12.8m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 407r/min 的是 392r/min，则实际的切削速度 v=12.3m/min。（3) 基本工时syLt 48.2603.56032.5syLt .21360.75310632.075）（ min/r407610vns212) 丝锥攻 M10 螺纹(1) 确定切削速度根据工艺手册表 7.2-13，取切削速度 v=15m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 477.5r/min 的是 392r/min，则实际的切削速度 v=12.3m/min。(2) 基本工时工序八 一面两销，钻、扩、铰 5 4.3(1) 加工条件工件材料：KT350, b =350MPa ,铸造；加工要求：钻、扩、铰 4.3 孔；机 床： Z535 钻床刀 具：根据工艺手册选择麻花钻 d=4mm，d=4.3mm，高速钢铰刀 4.24mm(2) 切削用量1） 钻孔 41. 确定进给量由设计指南表 5-127 可查，当铸铁的 b200Pb，选 d=4 时，则每转进给量f=0.11-0.13mm/r。现根据设计指南表 5-66，选择 Z535 钻床的进给量为 0.11mm/r。2. 确定切削速度根据设计指南表 5-134，取切削速度 v=40m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 3184.7r/min 的是 1100r/min，则实际的切削速度 v=13.8m/min。min/r5.47601vns snltm.8)1(5.1min/7.3184510rns22（3) 基本工时一个孔用时：2） 扩孔至 4.3。(1) 切削用量1. 确定进给量查设计指南表 5-129，扩孔进给量为： ，并由设计指南rmf/6.05表 5-133，最终选定机床进给量为： 。rf/.02. 确定切削速度根据 = ，则主轴的转速为 ，按钻扩 vv3.05min/12 in/8.9623.14r设计指南表 5-65 取 n=1100r/min，则实际切削速度为 v=14.85m/min。(2) 基本工时3） 铰孔 ：选高速钢铰刀 n=100r/min f=1mm/min d=4.24mm工序九 一面两销，攻 Rc1/8 锥螺纹孔(1) 加工条件加工要求：钻、攻 Rc1/8 锥螺纹孔；机 床： Z535 钻床刀 具：根据工艺手册选择锥形钻 d=8mm；(2) 切削用量1） 钻锥孔syLt 1096.01236.01syLt 27.1605.102365.01 sLt 4856021356021231. 确定进给量由设计指南表 5-127 可查，当铸铁的 b 100MPa，当 d=15 时，则每转进给量f=0.22-0.26mm/r。现根据设计指南表 5-66，选择 Z535 钻床的进给量为 0.25mm/r。2. 确定切削速度根据设计指南表 5-134，取切削速度 v=6m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 238.8r/min 的是 195r/min，则实际的切削速度 v=3.67m/min。（3) 基本工时2) 丝锥攻 Rc1/8 (1) 确定切削速度根据 M8 与 Rc1/8 设计参数基本相同，进给量 f=0.5mm/r,查工艺手册表 7.2-13，取切削速度 v=15m/min，所以钻床的转速根据设计指南表 5-65 可选 Z535 的转速接近 477.5r/min 的是 392r/min，则实际的切削速度 v=12.3m/min。(2) 基本工时工序十 手工去毛刺，时间 1-2min。工序十一 检查尺寸规格，时间 1-2min。syLt 2.15605.19426025.19min/r8.23601vns min/r5.47601vns stm5.1)30921(5.224第四章 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，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计第 4 道工序铣小端两端面的铣床夹具。4.1 问题的提出 本夹具主要用于铣小端两端面，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。我们要以已加工的 62 孔及其端面作为定位主基准，两 30端面作为辅助基准。4.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。以已加工的 62 孔及其端面作为定位主基准，两 30 端面作为辅助基准。4.3 切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成小端两端面的铣加工，铣削力。由切削手册得：铣削力 式（5-2）6.08.2HBDfF铣削力矩 式（5-3）6.0.91T式中： 10.5Dmmaxaxmin187491733B代入公式（5-2）和（5-3）得1.2fr0.8.665741FN1.9.0.039T本道工序加工小端两端面时，夹紧力方向与铣削力方向相同。因此进行夹紧力计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.4 定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在心轴上定位，心轴为水平放置，由于定位副间存在径25向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 Z 轴方向，且向下。 0.12.30.2.67DYzTd式中 定位副间的最小配合间隙（ mm） ；工件圆孔直径公差（mm） ； D定位销外圆直径公差（mm） 。Td4.5 定向键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 T 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 GB220780 定向键结构如图所示：o夹具体槽形与螺钉图根据 T 形槽的宽度 a=16mm 定向键的结构尺寸如下：表 3.1 定向键数据表夹具体槽形尺寸B 2B2h公称尺寸 允差 d 允差 4L H h D 1公称尺寸 允差 D16 -0.011 -0.027 25 10 4 12 6.6 15 +0.023 526对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是来加工小端两端面，采用特制对刀块。塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标 记四 周 倒 圆图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸 H 允差 d C1 -0.006 0.254.6 夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了螺旋夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。夹具装配图附图如下27夹具体附图如下2829参考文献1、崇 凯 机械制造技术基础课程设计指南. 北京.化学工业出版社，20062、李昌年 机床夹具设计与制造. 北京.机械工业出版社，2006 3、王先逵 机械加工工艺手册.第一卷. 北京.机械工业出版社，20064、王先逵 机械加工工艺手册.第二卷. 北京.机械工业出版社，20065、王先逵 机械制造工艺学. 北京.机械工业出版社，20056、骆素君 朱诗顺 机械课程设计简明手册. 北京.化学工业出版社，20067、陈于萍 周兆元 互换性与测量技术基础. 北京.机械工业出版社，20058、史美堂 金属材料及热处理. 上海.科学技术出版社，20069、孙丽媛 机械制造工艺及专用夹具 北京.冶金工业出版社，200210、吴 拓 机械制造工艺与机床夹具课程设计指导. 北京.机械工业出版社，200530致谢大学毕业设计是四年来所学专业知识的综合。通过此次设计，可以提高综合运用知识的能力，其中包括看图、绘图、设计计算、查阅手册等诸多在机械设计制造行业必备的基本能力，毕业设计对于今后的学习和工作都是一次难得的演练。通过对前调整臂外壳工艺规程及其专用家具的设计，我对零件的工艺加工、工序设计以及夹具设计的方法和步骤有了深入的了解，自己感觉收获颇丰。当然，本次设计不全是是我个人独立完成的，而是在郑培文老师的悉心指导和帮助下完成的。由于我的机械专业知识有限，实践经验更显空白，所以在设计中常常碰到阻碍，是在郑老师不厌其烦的指教和引导下，我才能顺利完成任务。郑老师的循循善诱，已经让我钦佩不已，而郑老师严谨的治学态度更是让我倍受教益。在此，我向郑老师表示最真诚的感谢。同时，感谢同学们的协作和帮助，使我能按时顺利地完成毕业设计。
展开阅读全文