杠杆零件的加工工艺及夹具毕业设计.pdf
杠杆零件的加工工艺及夹具设计 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;2 杠杆加工工艺规程设计 零件的作用 题目给出的零件是等臂的杠杆;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;零件的工艺分析 由分析零件图可知,杠杆中间的两平面和左右两边的端面要进行切削加工,25、10、8 孔的端面为平面,这样可以防止加工的过程中钻头钻偏,可以保证加工的精度和配合的精度;另外,除了10 孔以外,对其余的三孔的孔内表面要求较高;要采取必要的措施以保证其表面精度;但这些加工精度可以在正常的生产条件下采用经济的方法保质保量的加工出来;端面和孔的加工可以通过通用的铣床和钻床保证加工精度,而不需要使用高精度的机床,通过钻削、铣削的加工就可以达到要求;杠杆加工的主要问题 确定毛坯的制造形式 零件的材料灰铸铁 HT200,考虑到杠杆零件在工作中的载荷平稳并且处于润滑状态,因此选择润滑效果较好的铸铁,以使金属纤维尽量不被裁断,保证零件工作可靠;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;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,选择本零件的加工表面就是宽度为40mm的肩面表面作为加工的粗基准,可用压板对肩台进行加紧,利用一组 V 形块支承40mm 的外轮廓作主要定位,以消除 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25H7 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25H7 的孔作为精基准;确定工艺路线 1、工艺路线方案一：铸造 时效 涂底漆 工序 1：粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台 工序 2：粗精铣宽度为30mm 的凸台表面 工序 3：钻孔25H9 使尺寸达到23mm;工序 4：扩孔钻钻孔25H9 使尺寸达到;工序 5：铰孔25H9 使尺寸达到25H9;工序 6：钻10H7 的内孔使尺寸达到;工序 7：粗铰10H7 内孔使尺寸达到;工序 8：精铰10H7 内孔使尺寸达到10H7mm;工序 9：钻、粗、精铰 28H7 小孔使尺寸达到8H7;工序 10：检验入库;2、工艺路线方案二：铸造 时效 涂底漆 工序 1：粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台;工序 2：粗精铣宽度为30mm 的凸台表面 工序 3：钻孔25H9 使尺寸达到23mm;工序 4：钻 28H7 的小孔使尺寸;工序 5：扩孔钻钻孔25H9 使尺寸达到;工序 6：铰孔25H9 使尺寸达到25H9;工序 7：钻10H7 的内孔使尺寸达到;工序 8：粗铰10H7 内孔使尺寸达到;工序 9：精铰10H7 内孔使尺寸达到10H7mm;工序 10：粗铰 28H7 小孔使尺寸达到;工序 11：精铰 28H7 小孔使尺寸达到8H7;工序 12：检验入库;上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为 40mm 的上下肩面作为粗基准,25H7 孔作为精基准,所以就要加工25 孔时期尺寸达到要求的尺寸,那样就保证了 28 小孔的圆跳动误差精度等;而方案二则先粗加工孔25,而不进一步加工就钻8H7,那样就很难保证 28 的圆度跳动误差精度;所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理;结合方案一的工艺路线,根据工序集中的加工原则,最终制定下面工艺路线：工序一：毛坯准备 工步 1：铸造毛坯 工步 2：表面时效热处理 工步 3：涂底漆 工序二：粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台;工步 1：粗精铣宽度为40mm 的上平台和宽度为 30mm 的平台;工步 2：粗精铣宽度为40mm 的下平台 工序三：粗精铣宽度为30mm 的凸台表面 工序四：钻、扩、粗铰、精铰25H9 孔 工步 1：钻25H9 孔 工步 2：扩25H9 孔 工步 3：粗铰25H9 孔 工步 4：精铰25H9 孔 工序五：钻、粗铰、精铰 28H7 孔 工步 1：钻 28H7 孔 工步 2：粗铰 28H7 孔 工步 3：精铰 28H7 孔 工序六：钻、粗铰、精铰10H7 孔 工步 1：钻10H7 孔 工步 2：粗铰10H7 孔 工步 3：精铰10H7 孔 工序七：表面去毛刺 工序八：检验入库 本零件的加工表面有：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10H7孔、钻 28+的小孔、粗精铣30 凸台的平台;材料为 HT200,加工方法选择如下：1、40mm 圆柱的上平台：公差等级为 IT8IT10,表面粗糙度为,采用粗铣精铣的加工方法,并倒 R3 圆角;2、40mm 圆柱的下平台：公差等级为 IT8IT10,表面粗糙度为,采用采用粗铣精铣的加工方法,并倒 R3 圆角;3、30mm 的凸台上下表面：公差等级为 IT13,表面粗糙度为,采用粗铣精铣的加工方法;4、钻10H7 内孔：公差等级为 IT7IT8,表面粗糙度为,平行度为mA,采用钻孔粗铰精铰的加工方法;5、钻25H9 内孔：公差等级为 IT6IT8,表面粗糙度为,采用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法,并倒 145内角;6、钻8H7 内孔：公差等级为 IT6IT8,表面粗糙度为,采用钻孔粗铰精铰的加工方法;由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量专用机床;其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线;工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后;粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台;考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择 X5012立式铣床参考文献：机械制造工艺设计简明手册,主编：李益民,机械工业出版社,刀具选 D=2mm 的削平型立铣刀参考文献：机械制造工艺设计简明手册,主编：李益民,机械工业出版社、专用夹具、专用量具和游标卡尺;粗精铣宽度为30mm 的凸台表面;采用 X5021 立式铣床,刀具选D=2mm 的削平型铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺;钻孔25H9 使尺寸达到23mm;采用 Z535 型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻莫氏锥柄 2 号刀 D=23mm,专用钻夹具,专用检具;扩孔钻钻孔25H9 使尺寸达到;采用立式 Z535 型钻床,刀具选 D=的锥柄扩孔钻莫氏锥度 3 号刀,专用钻夹具和专用检具;铰孔25H9 使尺寸达到25H9;采用立式 Z535 型钻床,刀具选D=25mm 的锥柄机用铰刀,并倒 145的倒角钻用铰夹具和专用检量具;钻28H7的小孔使尺寸达到;采用立式Z518型钻床,刀具选用D=的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具;钻10H7 的内孔使尺寸达到;采用立式 Z518 型钻床,刀具选用D=的直柄麻花钻,专用的钻夹具和量检具;粗铰10H7 内孔使尺寸达到;采用立式 Z518 型钻床,刀具选用D=10mm 的直柄机用铰刀,专用夹具和专用量检具;精铰10H7 内孔使尺寸达到10H7mm;采用立式 Z518 型钻床,选择刀具 D=10mm 的精铰刀,使用专用夹具和量检具;粗铰28H7小孔使尺寸达到;采用立式Z518型钻床,选择刀具为 D=8mm 直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具;精铰 28H7 小孔使尺寸达到8H7;采用立式 Z518 型钻床,选择刀具为 D=8mm 的直柄机用铰刀,使用专用的夹具和专用的量检具参考文献：机械制造工艺设计简明手册,主编：李益民,机械工业出版社;工序一：毛坯准备 工步 1：铸造毛坯 工步 2：表面时效热处理 由于毛坯铸造内应力较大,为了消除内应力,减小变形,保证精度的稳定性,铸造后要安排人工时效处理;工步 3：涂底漆 工序二：粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台;工步 1：粗精铣宽度为40mm 的上平台和宽度为 30mm 的平台;工件材料：HT200,铸造 加工要求：粗铣 40 上下端面和宽度为 30 的平台面 机床：XA6132 万能立式升降铣床机械加工工艺师手册表 刀具：高速钢圆柱型铣刀机械加工工艺师手册表 切削用量 1 确定切削深度 根据高速钢圆柱型铣刀 GB1115-85,选择铣刀直径 50mm,粗铣齿数 Z=6,精铣齿数 Z=8;查金属机械加工工艺人员手册有,粗铣平面选择 ap=38mm,精铣平面选择 ap=1mm,因为切削量较小,粗铣平面选择ap=3mm,精铣平面选择 ap=1mm;2 确定进给量 查金属切削手册选取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣 fz=z,精铣 fz=z;3 确定切削速度 由于粗铣铸造件时,切削负荷和载荷较大,查金属切削手册得,粗铣 Vc15m/min,精铣 Vc26m/min;4 确定铣刀直径和工作台的进给量 查金属切削手册得 D=50mm,由 n=1000V/d 得,粗铣：ns=100015/50=min,取 ns=96r/min,按机床选取nw=95r/min;由 V=nd/1000=9550/1000=min 当 nw=95r/min 时,工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=695=min 精铣：ns=100026/50=min,取 ns=166r/min,按机床选取nw=150r/min;由 V=nd/1000=50150/1000=min 当 nw=150r/min 时,工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=8150=72m/min 5 计算基本工时 查金属切削手册得 l=83mm,l1=,l2=3mm 粗铣：t=l+l1+l2/fm=83+3/=精铣：t=l+l1+l2/fm=83+3/72=工步 2：粗精铣宽度为40mm 的下平台 工件材料：HT200,铸造 加工要求：粗精铣宽度为40mm 的下平台 机床：XA6132 万能立式升降铣床机械加工工艺师手册表 刀具：高速钢圆柱型铣刀机械加工工艺师手册表 切削用量 1 确定切削深度 根据高速钢圆柱型铣刀 GB1115-85,选择铣刀直径 50mm,粗铣齿数Z=6,精铣齿数 Z=8;查金属机械加工工艺人员手册有,粗铣平面选择ap=38mm,精铣平面选择 ap=1mm,因为切削量较小,粗铣平面选择ap=3mm,精铣平面选择 ap=1mm;2 确定进给量 查金属切削手册选取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣 fz=z,精铣 fz=z;3 确定切削速度 由于粗铣铸造件时,切削负荷和载荷较大,查金属切削手册得,粗铣 Vc15m/min,精铣 Vc30m/min;4 确定铣刀直径和工作台的进给量 查金属切削手册得 D=50mm,由 n=1000V/d 得,粗铣：ns=100015/50=min,取 ns=96r/min,按机床选取nw=95r/min;由 V=nd/1000=9550/1000=min 当 nw=95r/min 时,工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=695=min 精铣：ns=100026/50=min,取 ns=166r/min,按机床选取nw=190r/min;由 V=nd/1000=50190/1000=min 当 nw=190r/min 时,工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=8190=min 5 计算基本工时 查金属切削手册得 l=30mm,l1=,l2=3mm 粗铣：t=l+l1+l2/fm=30+3/=精铣：t=l+l1+l2/fm=30+3/=工序三：粗精铣宽度为30mm 的凸台表面 工件材料：HT200,铸造 加工要求：粗精铣宽度为40mm 的下平台 机床：XA6132 万能立式升降铣床机械加工工艺师手册表 刀具：高速钢圆柱型铣刀机械加工工艺师手册表 切削用量 1 确定切削深度 根据高速钢圆柱型铣刀 GB1115-85,选择铣刀直径 50mm,粗铣齿数Z=6,精铣齿数 Z=8;查参考文献有,粗铣平面选择 ap=38mm,精铣平面选择 ap=1mm,因为切削量较小,粗铣平面选择 ap=3mm,精铣平面选择ap=1mm;2 确定进给量 查金属切削手册选取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣 fz=z,精铣 fz=z;3 确定切削速度 由于粗铣铸造件时,切削负荷和载荷较大,查金属切削手册得,粗铣 Vc15m/min,精铣 Vc26m/min;4 确定铣刀直径和工作台的进给量 查金属切削手册得 D=50mm,由 n=1000V/d 得,粗铣：ns=100015/50=min,取 ns=96r/min,按机床选取nw=95r/min;由 V=nd/1000=9550/1000=min 当 nw=95r/min 时,工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=695=min 精铣：ns=100026/50=min,取 ns=166r/min,按机床选取nw=150r/min;由 V=nd/1000=50150/1000=min 当 nw=150r/min 时,工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=8150=72m/min 5 计算基本工时 查金属切削手册得 l=30mm,l1=,l2=3mm 粗铣：t=l+l1+l2/fm=30+3/=则粗铣 230 凸台表面：2t=2=精铣：t=l+l1+l2/fm=30+3/72=则精铣 230 凸台表面：2t=2=工序四：钻、扩、粗铰、精铰25H9 孔 1、加工余量的确定 由参考文献得钻孔余量为,扩孔的余量为,粗铰的余量为,精的余量为;2、切削用量的计算 1 钻孔工步 由于该材料为 HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为 f=mm/r,背吃刀量的确定 ap=mm;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=20 m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=r/min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=250 r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=25023/1000=18m/min 2 扩孔工步 由于该材料为 HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为 f=r,背吃刀量的确定 ap=mm;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=4m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=47 r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=471000=min 3 粗铰工步 由于该材料为HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为f=r,背吃刀量的确定 ap=;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=3m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=47r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=471000=min 4 精铰工步 由于该材料为HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为f=r,背吃刀量的确定 ap=;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=5m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=63r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=6325/1000=min 3、基本工时的计算 1 基本时间的计算 1 钻孔工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 1=54 mm,l2=1 mm l1=Dcotkr/212=cot56/212=；f=mm/r n=250 r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=541/250=2 扩孔工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 1=54 mm,l3=3 mm l1=D-d1 cotkr/212=f=mm/r n=47r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=543/47=3 粗铰工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 l1=；l2=15mm 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-27 得：kr=150、ap=D-d/2=查得 l=54mm；f=mm/r；n=47r/min；将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=5415/47=4 精铰工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 l1=；l2=13mm 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-27 得：kr=150、ap=D-d/2=/2=查得 l=54mm；f=r；n=63r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=5413/63=2 辅助时间的计算 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南得,辅助时间 Ta 与基本时间 T 的关系为：Ta=T 取 Ta=,则本工序的辅助时间为：钻孔工步的辅助时间 Ta=扩孔工步的辅助时间 Ta=粗铰工步的辅助时间 Ta=精铰工步的辅助时间 Ta=3 其他时间的计算 除了基本时间和辅助时间外,每道工序的单件时间还包括布置工地时间、休息时间和准备时间和终结时间等的总时间 Tb,与基本时间和辅助时间的关系为：Tb=TTa 则本工序的辅助时间为：钻孔工步 Tb=TTa=扩孔工步 Tb=TTa=粗铰工步 Tb=TTa=精铰工步 Tb=TTa=（4）单件总时间的计算 钻孔工步总时间 Tz=TTaTb=扩孔工步总时间 Tz=TTaTb=粗铰工步总时间 Tz=TTaTb=精铰工步总时间 Tz=TTaTb=即工序四的所用总时间 T=工序五：钻、粗铰、精铰 28H7 孔 1、加工余量的确定 由参考文献得钻孔余量为,粗铰的余量为,精的余量为;2、切削用量的计算 1 钻孔工步 由于该材料为 HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为 f=r,背吃刀量的确定 ap=mm;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=22m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=1000 r/min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=1000 r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=101000=22m/min 2 粗铰工步 由于该材料为HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为f=r,背吃刀量的确定 ap=;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=11m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=438/min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=450r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=4501000=min 3 精铰工步 由于该材料为HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为f=r,背吃刀量的确定 ap=;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=18m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=717/min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=720r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=7208/1000=min 3、基本工时的计算 1 基本时间的计算 1 钻孔工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 1=15 mm,l2=2mm l1=Dcotkr/212=cot56/212=8mm；f=r n=1000 r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=1581/1000=则 2T=2 粗铰工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 l1=；l2=15mm 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-27 得：kr=150、ap=D-d/2=查得 l=54mm；f=r；n=450r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=1515/450=则 2T=1min 3 精铰工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 l1=；l2=13mm 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-27 得：kr=150、ap=D-d/2=/2=查得 l=15mm；f=r；n=720r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=51513/720=则 2T=2 辅助时间的计算 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南得,辅助时间 Ta 与基本时间 T 的关系为：Ta=T 取 Ta=,则本工序的辅助时间为：钻孔工步的辅助时间 Ta=粗铰工步的辅助时间 Ta=1=精铰工步的辅助时间 Ta=3 其他时间的计算 除了基本时间和辅助时间外,每道工序的单件时间还包括布置工地时间、休息时间和准备时间和终结时间等的总时间 Tb,与基本时间和辅助时间的关系为：Tb=TTa 则本工序的辅助时间为：钻孔工步 Tb=TTa=粗铰工步 Tb=TTa=1=精铰工步 Tb=TTa=（5）单件总时间的计算 钻孔工步总时间 Tz=TTaTb=粗铰工步总时间 Tz=TTaTb=1=精铰工步总时间 Tz=TTaTb=即工序四的所用总时间 T=工序六：钻、粗铰、精铰10H7 孔 1、加工余量的确定 由参考文献得钻孔余量为,粗铰的余量为,精的余量为;2、切削用量的计算 1 钻孔工步 由于该材料为 HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为 f=r,背吃刀量的确定 ap=;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=22m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=1000 r/min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=1000 r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=101000=30m/min 2 粗铰工步 由于该材料为HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为f=r,背吃刀量的确定 ap=;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=11m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=438/min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=450r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=4501000=min 3 精铰工步 由于该材料为HT200,进给量的确定由机械制造技术基础课程设计课程设计指南选取该工步的每转进给量为f=r,背吃刀量的确定 ap=;切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计课程设计指南初选切削速度为V=18m/min 由公式：n=1000V/d 得 该工序的钻头转速 n=717/min,参照机械制造技术基础课程设计课程设计指南所列 Z550 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=720r/min,得该工序的实际钻削速度：V=nd/1000=72010/1000=min 3、基本工时的计算 1 基本时间的计算 1 钻孔工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 1=54 mm,l2=1mm l1=Dcotkr/212=cot56/212=；f=r n=250r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=541/250=2 粗铰工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 l1=；l2=15mm 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-27 得：kr=150、ap=D-d/2=/2=查得 l=54mm；f=r；n=47r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=5415/47=3 精铰工步 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-26 得：T=L/fn=ll1l2/fn 其中 l1=；l2=13mm 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南 表 2-27 得：kr=150、ap=D-d/2=查得 l=54mm；f=r；n=63r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间：T=5415/63=2 辅助时间的计算 由机械制造技术基础课程设计课程设计指南得,辅助时间 Ta 与基本时间 T 的关系为：Ta=T 取 Ta=,则本工序的辅助时间为：钻孔工步的辅助时间 Ta=粗铰工步的辅助时间 Ta=精铰工步的辅助时间 Ta=3 其他时间的计算 除了基本时间和辅助时间外,每道工序的单件时间还包括布置工地时间、休息时间和准备时间和终结时间等的总时间 Tb,与基本时间和辅助时间的关系为：Tb=TTa 则本工序的辅助时间为：钻孔工步 Tb=TTa=粗铰工步 Tb=TTa=精铰工步 Tb=TTa=（6）单件总时间的计算 钻孔工步总时间 Tz=TTaTb=粗铰工步总时间 Tz=TTaTb=精铰工步总时间 Tz=TTaTb=即工序四的所用总时间 T=工序七：表面去毛刺 工序八：检验入库 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=;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;3 夹具的设计 本次的夹具为工序 9：钻、粗、精铰 28H7 小孔使尺寸达到8H7 而设计的;本工序所加工的孔是位于30 凸台平面内,孔径不大,工件重量较轻、轮廓尺寸不是很大等原因,采用翻转式钻模;确定设计方案 这道工序所加工的孔在30凸台平面上,且与土台面垂直,平行度A=;根据工件结构特点,其定位方案有：工件以25 孔及端面和水平面底、30 的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位;钻8H7mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承,当辅助支承与工件接触后,用螺母锁紧;选择定位元件 1 选择带台阶面的定位销,作为以 25H9 孔及其端面的定位元件,定位副配合取基孔值配合;2 选择可调支承钉为8H7 孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件,用锁紧螺母将其锁紧,防止在加工孔时出现扭转,限制工件六个自由度;为增加刚性,在8H7 的端面增设一螺旋辅助支承,辅助支承与工件接触后,用螺母将其锁紧;计算夹紧力并确定螺杆直径 由机床夹具设计手册,实际所需夹紧力KW与切削力W之间的关系为：KWWK,式中的 K 为安全系数,01234562.8KK K K K K K K ,M10的六角螺母夹紧力 W=3550N;所以,KWWK=3550=9940N,选择一个M30的螺旋辅助支承;一是为了承受切削力的冲击,二是为了防止工件在加工时变形,因为钻8H7 孔时,工件为悬臂 定位误差计算 1 加工8H7 时孔距尺寸 84 的定位误差计算,由于基准重合,故：+=,上下公差为：=,符合尺寸要求;而基准位移误差为定位孔 25H9 与定位销的最大间隙,故：定位销取直径为25H9,尽量减少位移误差;故：25-25=0,最大间隙：=,最小间隙：0-0=0 mm;其基准也符合设计要求;由此可知此定位方案能满足尺寸 84 的定位要求;2 加工8H7 孔时轴线平行度 的定位误差计算,由于基准重合,故：+=而基准位移误差是定位孔25H9 与定位面间的垂直度误差;故:+=所以有：+=此方案能满足平行度 的定位要求;4 小结 通过这次的设计,收获颇多;首先是对理论知识有了更深的理解,通过对实际零件的功用分析、工艺分析、机械加工工艺规程设计及指定工序的专用机床夹具设计等学习,对于以往学过的课程中的知识点有了更系统化的复习,对于这些理论知识有了更深的理解；其次是对理论知识在实践中的应用有了更深的理解,在这次设计中,通过查找资料,根据实际工作情况完成该零件的夹具设计,使自己更加形象的理解了理论知识在实际中的运用,使我比较系统的理解了专用夹具设计的基本实现方法;把学过的机械制造知识强化,能够把课堂上的知识通过自己的设计实践化,加深了对理论知识的理解；最后是理解了该知识点以及学科之间的融合渗透;通过这次设计,让我们培养了实际动手设计能力的目的;这对于我们应届毕业生踏入社会来说,起到了非常好的铺垫和指引作用;参考文献 1 王春福,王光斗,机床夹具设计手册,上海科学技术出版社 2 杨叔子,李斌,张福润,机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社,3 李益民,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,4 王凡,宋建新,王玲,实用机械制造工艺设计手册,机械工业出版社,5 张益方,诸全兴,傅根良,金属切削手册,上海科学技术出版社,6 崇凯主,机械制造技术基础课程设计课程设计指南,化学工业出版社,7 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,8 刘英,袁绩乾,机械制造设计技术基础,机械工业出版社,9 李旦,邵东向,王杰,机床专用夹具图册,哈尔滨工业大学出版社,10 孟宪栋,刘彤安,机床夹具图册,机械工业出版社,
