中罗拉过桥摇臂机械加工工艺及钻M10孔夹具设计【含CAD图纸、说明书、工艺工序卡片】

8第3章 钻A孔夹具设计3.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为钻A孔的专用夹具，本夹具将用于Z525钻床。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。3.2夹具设计3.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。方案：选底平面、孔和大头孔定位，即一面、心轴和挡销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.3定位误差的分析该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 其中：， 且：L=87mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图6.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表6.4：表6.4 钻套dHD公称尺寸允差131212+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示：图6.2 固定衬套其结构参数如下表6.5：表6.5 固定衬套dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差16+0.034+0.0161210+0.023+0.0120.52钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。3.5夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，圆柱销定位两个自由度，用挡销定位最后一个转动自由度。4参考文献1黄健求.机械制造技术基础M.机械工业出版社,20052辽宁工程技术大学.机械制造技术基础课程设计指导书M.20123顾崇.机械制造工艺学M.陕西科学技术出版社,19944张帆.机械精度设计与检测M.陕西科学技术出版社,20065李益民.机械制造工艺设计简明手册M.机械工业出版社,19996艾兴.切削用量简明手册M.机械工业出版社,20007徐鸿本.机床夹具设计手册M.辽宁科学技术出版社20038金属机械加工工艺人员手册M.上海科技出版社9杨黎明.机床夹具设计手册M国防工业出版社10曾志新,吕明主.机械制造技术基础M.武汉理工大学出版社,2001 机械加工工艺过程卡片产品图号零件图号1产品名称零件名称中罗拉过桥摇臂共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工序 工 名序 称 工 序 内 容车间设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造毛坯铸坯（一件毛坯可以制作一件零件）铸造砂 箱砂 箱2时效 时效处理，去应力 3粗铣底面 粗铣底面两圆柱凸台底面，留0.5mm精加工余量机加工X52K铣床专用夹具，量具，铣刀4半精铣底面 半精铣底面两圆柱凸台底面，保证尺寸精度及表面粗糙度机加工X52K铣床专用夹具，量具，铣刀5粗铣另一端凸台面掉头，铣另一端两圆柱凸台面，留0.5mm精加工余量机加工X52K铣床专用夹具，量具，铣刀6半精铣另一端凸台面半精铣另一端两圆柱凸台面，保证尺寸精度及表面粗糙度机加工X52K铣床专用夹具，量具，铣刀7粗铣矩形凸台面粗铣矩形凸台面，留0.5mm精加工余量机加工X52K铣床专用夹具，量具，铣刀8半精铣矩形凸台面半精铣矩形凸台面，保证尺寸精度及表面粗糙度机加工X52K铣床专用夹具，量具，铣刀9 铣矩形槽 铣矩形槽13.5X25机加工X52K铣床专用夹具，量具，铣刀10扩孔 扩78的孔72至76机加工z525 钻床钻床夹具，量具，钻头11扩孔 扩42的孔38至41机加工z525 钻床钻床夹具，量具，钻头12镗孔 将78孔镗至规定尺寸公差要求，并进行孔口倒角机加工T68 镗床专用夹具，量具，镗刀13镗孔 将42孔镗至规定尺寸公差要求，并进行孔口倒角机加工T68 镗床专用夹具，量具，镗刀14钻孔攻丝 钻2面4XM6螺纹底孔并进行攻丝机加工z525 钻床钻床夹具，量具，钻头15钻孔攻丝 钻M10X1螺纹底孔，并攻丝M10X1机加工z525 钻床钻床专用夹具，量具，丝攻16 后处理 去毛刺辅助车间钳工钳工17检检验 机加工18库入库车间 设 计（日 期） 校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 目 录1 绪论12 中罗拉过桥摇臂的加工工艺规程设计22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工艺分析22.2确定生产类型32.3确定毛坯32.3.1确定毛坯种类32.3.2确定铸件加工余量及形状32.3.3绘制铸件零件图32.4工艺规程设计42.4.1选择定位基准42.4.2制定工艺路线42.4.3选择加工设备和工艺设备52.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定62.5确定切削用量及基本工时72.6本章小结191 绪论机械制造工艺学课程是在学完了机械制造工艺学包括机床夹具设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上的一个教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在今年的学习中占有重要的地位。我个人的感想是，希望经历了这次课程的设计，对自己的将来所从事的工作，进行一次适应性的训练，通过这次课程设计锻炼自己的分析问题，解决问题的能力，为毕业后的工作打下一个良好的基础。由于自己的理论知识的不完善，实践能力的缺乏，设计之中不免有一些不合理的地方，学生我肺腑的恳请各位老师能够给予指教批评。2 中罗拉过桥摇臂的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是中罗拉过桥摇臂。主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是中罗拉过桥摇臂需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1) 中心圆孔78,42。(2) 4XM6螺纹孔深为16。(3) 凸台面(4) 凸台矩形孔由上面分析可知，可以先加工中罗拉过桥摇臂中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此中罗拉过桥摇臂零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2确定生产类型已知此中罗拉过桥摇臂零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册178页表1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm。2.3.3绘制铸件零件图图2.1 零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,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，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 基准粗铣68上表面 以68下底面为基准粗铣矩形凸台上表面 以68下底面为基准，并在矩形凸台下底面加垫块粗铣95上表面 以68下底面为基准，并在下底面加垫块粗铣68下底面 以68上底面为基准粗铣95下底面 以矩形凸台上表面为基准，并在95上表面加垫块粗镗42孔 以42外圆面，68下底面为基准粗镗78孔 以95外圆面，95下底面为基准精铣68下底面 以68上底面为基准精镗42孔到要求精度 以68下底面，68外圆面为基准精镗78孔到要求精度 以68下底面，95外圆面为基准并在95下底面加垫块精铣矩形凸台面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块精铣95上表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块精铣95下表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块钻M10孔并攻丝钻2面4xM6孔并攻丝工艺立方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序1、7、8、11、12、15采用X52K型立式铣床工序3、4、5、13、14 采用Z535立式钻床 工序9、10采用T68立式镗床选择夹具该中罗拉过桥摇臂的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1粗铣78H7的两侧面3IT11806.3-0.10.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT1106.3-0.10.13粗镗78H7通孔IT126.3-114半精镗78H7通孔2.0IT123.2-0.050.055精镗78H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗铣a、b面粗铣a面3IT12(距中心孔)6.3-0.10.1粗铣b面36(距中心孔)7粗铣78H12孔的两面2IT116.3-0.10.18精铣78H12孔的两面1IT93.2-0.050.059粗镗下端孔2.5IT136.3-0.20.210半精镗下端孔0.5IT113.2-0.020.022.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1：粗铣68上表面 机床：X52K型立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.2工序2：粗铣矩形凸台上表面 机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据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：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min工序3：粗铣95上表面 1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工精度相对不高，故一次加工即可完成，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取900计算工时切削工时：，则机动工时为工序4：粗铣68下底面 以68上底面为基准机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据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：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：2.03min工序5：粗铣95下底面 以矩形凸台上表面为基准，并在95上表面加垫块同样的铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据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：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min工序6：粗镗42孔 以42外圆面，68下底面为基准切削深度：，毛坯孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：工序7：粗镗78孔 以95外圆面，95下底面为基准切削深度：，毛坯孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：工序8：精铣68下底面 以68上底面为基准铣削深度：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9：精镗42孔到要求精度 以68下底面，68外圆面为基准机床：立式镗床T68刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min工序10：精镗78孔到要求精度 以68下底面，95外圆面为基准并在95下底面加垫块机床：立式镗床T68刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min工序11：精铣矩形凸台面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块机床：X52K型立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为14)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min工序12：精铣95上表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块机床：X52K型立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为)，材料：， ，齿数Z=78，为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-31 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：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.94min工序13：精铣95下表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块机床：X52K型立式铣床 刀具：错齿三面刃铣刀刀具直径D=80，齿数Z=14，宽度L=16。切削深度：根据参考文献2表查得：进给量,根据参考文献3表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74取实际切削速度：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： =42mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.41min 本工序机动时间工序14：钻M10孔并攻丝(1)钻M10螺纹底孔,倒角机床：钻床Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39，选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度：根据参考文献3表查得：进给量,切削速度。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，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。加工基本时间： 攻丝M10钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用丝锥，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得丝锥钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =工序15：钻2面4xM6孔并攻丝钻螺孔底孔切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（1.5）有：、攻螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：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，由式（1.5）有：机动时间：这些工序的加工机动时间的总和是： 2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。 目 录1 绪论12 中罗拉过桥摇臂的加工工艺规程设计22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工艺分析22.2确定生产类型32.3确定毛坯32.3.1确定毛坯种类32.3.2确定铸件加工余量及形状32.3.3绘制铸件零件图32.4工艺规程设计42.4.1选择定位基准42.4.2制定工艺路线42.4.3选择加工设备和工艺设备52.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定62.5确定切削用量及基本工时72.5.1工序1：粗铣68上表面72.6本章小结19第3章 钻A孔夹具设计203.1设计要求203.2夹具设计203.2.1 定位基准的选择203.2.2 切削力及夹紧力的计算203.3定位误差的分析223.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用233.5夹具设计及操作的简要说明251 绪论机械制造工艺学课程是在学完了机械制造工艺学包括机床夹具设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上的一个教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在今年的学习中占有重要的地位。我个人的感想是，希望经历了这次课程的设计，对自己的将来所从事的工作，进行一次适应性的训练，通过这次课程设计锻炼自己的分析问题，解决问题的能力，为毕业后的工作打下一个良好的基础。由于自己的理论知识的不完善，实践能力的缺乏，设计之中不免有一些不合理的地方，学生我肺腑的恳请各位老师能够给予指教批评。2 中罗拉过桥摇臂的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是中罗拉过桥摇臂。主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是中罗拉过桥摇臂需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1) 中心圆孔78,42。(2) 4XM6螺纹孔深为16。(3) 凸台面(4) 凸台矩形孔由上面分析可知，可以先加工中罗拉过桥摇臂中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此中罗拉过桥摇臂零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2确定生产类型已知此中罗拉过桥摇臂零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册178页表1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm。2.3.3绘制铸件零件图图2.1 零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,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，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 基准粗铣68上表面 以68下底面为基准粗铣矩形凸台上表面 以68下底面为基准，并在矩形凸台下底面加垫块粗铣95上表面 以68下底面为基准，并在下底面加垫块粗铣68下底面 以68上底面为基准粗铣95下底面 以矩形凸台上表面为基准，并在95上表面加垫块粗镗42孔 以42外圆面，68下底面为基准粗镗78孔 以95外圆面，95下底面为基准精铣68下底面 以68上底面为基准精镗42孔到要求精度 以68下底面，68外圆面为基准精镗78孔到要求精度 以68下底面，95外圆面为基准并在95下底面加垫块精铣矩形凸台面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块精铣95上表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块精铣95下表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块钻M10孔并攻丝钻2面4xM6孔并攻丝工艺立方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序1、7、8、11、12、15采用X52K型立式铣床工序3、4、5、13、14 采用Z535立式钻床 工序9、10采用T68立式镗床选择夹具该中罗拉过桥摇臂的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1粗铣78H7的两侧面3IT11806.3-0.10.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT1106.3-0.10.13粗镗78H7通孔IT126.3-114半精镗78H7通孔2.0IT123.2-0.050.055精镗78H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗铣a、b面粗铣a面3IT12(距中心孔)6.3-0.10.1粗铣b面36(距中心孔)7粗铣78H12孔的两面2IT116.3-0.10.18精铣78H12孔的两面1IT93.2-0.050.059粗镗下端孔2.5IT136.3-0.20.210半精镗下端孔0.5IT113.2-0.020.022.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1：粗铣68上表面 机床：X52K型立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.2工序2：粗铣矩形凸台上表面 机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据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：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min工序3：粗铣95上表面 1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工精度相对不高，故一次加工即可完成，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取900计算工时切削工时：，则机动工时为工序4：粗铣68下底面 以68上底面为基准机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据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：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：2.03min工序5：粗铣95下底面 以矩形凸台上表面为基准，并在95上表面加垫块同样的铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据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：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min工序6：粗镗42孔 以42外圆面，68下底面为基准切削深度：，毛坯孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：工序7：粗镗78孔 以95外圆面，95下底面为基准切削深度：，毛坯孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：工序8：精铣68下底面 以68上底面为基准铣削深度：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9：精镗42孔到要求精度 以68下底面，68外圆面为基准机床：立式镗床T68刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min工序10：精镗78孔到要求精度 以68下底面，95外圆面为基准并在95下底面加垫块机床：立式镗床T68刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min工序11：精铣矩形凸台面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块机床：X52K型立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为14)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min工序12：精铣95上表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块机床：X52K型立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为)，材料：， ，齿数Z=78，为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-31 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：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.94min工序13：精铣95下表面 以42孔，78孔和68下底面为基准并在凸台下底面加垫块机床：X52K型立式铣床 刀具：错齿三面刃铣刀刀具直径D=80，齿数Z=14，宽度L=16。切削深度：根据参考文献2表查得：进给量,根据参考文献3表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74取实际切削速度：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： =42mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.41min 本工序机动时间工序14：钻M10孔并攻丝(1)钻M10螺纹底孔,倒角机床：钻床Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39，选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度：根据参考文献3表查得：进给量,切削速度。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，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。加工基本时间： 攻丝M10钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用丝锥，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得丝锥钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =工序15：钻2面4xM6孔并攻丝钻螺孔底孔切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（1.5）有：、攻螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：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，由式（1.5）有：机动时间：这些工序的加工机动时间的总和是： 2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。第3章 钻A孔夹具设计3.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为钻A孔的专用夹具，本夹具将用于Z525钻床。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。3.2夹具设计3.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。方案：选底平面、孔和大头孔定位，即一面、心轴和挡销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.3定位误差的分析该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 其中：， 且：L=87mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图6.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表6.4：表6.4 钻套dHD公称尺寸允差131212+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示：图6.2 固定衬套其结构参数如下表6.5：表6.5 固定衬套dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差16+0.034+0.0161210+0.023+0.0120.52钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。3.5夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，圆柱销定位两个自由度，用挡销定位最后一个转动自由度。4参考文献1黄健求.机械制造技术基础M.机械工业出版社,20052辽宁工程技术大学.机械制造技术基础课程设计指导书M.20123顾崇.机械制造工艺学M.陕西科学技术出版社,19944张帆.机械精度设计与检测M.陕西科学技术出版社,20065李益民.机械制造工艺设计简明手册M.机械工业出版社,19996艾兴.切削用量简明手册M.机械工业出版社,20007徐鸿本.机床夹具设计手册M.辽宁科学技术出版社20038金属机械加工工艺人员手册M.上海科技出版社9杨黎明.机床夹具设计手册M国防工业出版社10曾志新,吕明主.机械制造技术基础M.武汉理工大学出版社,2001