摆臂夹具说明书Word格式.docx

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人工时效处理。

工序四：

车端面D，保证尺寸92mm和表面质量。

车外圆Ф100mm，保证尺寸

，30mm及表面质量。

车内孔Ф60mm，保证尺寸φ60mm及表面质量。

工序五：

车端面E，保证尺寸

和表面质量。

车内孔φ20mm，保证尺寸

，60mm及表面质量。

车螺纹外圆，保证尺寸φ34.85mm和

。

切槽4×

2.5mm至尺寸。

加工外螺纹M35-6H至尺寸。

工序六：

铣槽8F7/h6mm至尺寸。

工序七：

钻孔φ8mm，保证尺寸22mm，锪孔φ10mm，保证尺寸15mm和表面质量。

工序八：

加工内螺纹4-M8，保证孔深25mm和螺纹深20mm。

工序九：

加工内螺纹M8，保证尺寸13mm。

工序十：

检验。

工序十一：

上油、入库。

4、 

机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

摆臂的材料为ZG230-450，生产类型为中批量，铸件毛坯。

由<

<

机械制造工艺与机床夹具课程设计指导>

>

P13查得毛坯的制造方法，经比较，选用熔模精密铸造，查表1-3选取尺寸公差等级为IT7~IT10。

根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：

（1）下端面至上端面毛坯尺寸为94mm；

孔φ58上下两端面之间的毛坯尺寸为62mm；

φ18下端面至φ58的毛坯尺寸为32mm；

两孔间距为70mm。

在车床上加工M35-6H。

两内孔车削加工余量为：

a粗车：

1.5mm，b精车：

0.5mm

（2）在钻床上加工M8、φ10mm、4-M8。

（3）在铣床上加工槽8F7/h6mm。

（4）其他尺寸直接铸造得到。

毛坯图

5、确定切削用量

（1） 

加工条件

工件材料：

ZG230-450。

Бs=230MPa,бb=450MPa 

，铸件

机床：

CA6140车床

刀具；

45度焊接式硬质合金车刀，90度外圆车刀，内孔车刀，牌号为YT15

（2 

）切削用量

1）车上端面

a）切削深度 

：

因切削用量较小，故可以选择ap=1mm,分二次走刀加工

b）转速：

选择切削速度为90m/min，选择主轴转速为400r/min。

c）进给量：

以16×

25的车刀，选择进给量为0.5mm/r。

2）车φ60mm内孔

a）切削深度：

因切削用量较小，故可以选择ap=1mm,1次走刀即可完成所需尺寸

b）以同样的方法选择转速为500m/min，进给量为0.5

3）车φ100外圆

a）选择ap=1mm,2次走刀即可完成所需尺寸

b）以同样的方法选择转速为450m/min，进给量为0.18。

工序五：

6、

（1） 

45度焊接式硬质合金车刀，90度外圆车刀，内孔车刀，4mm切槽刀，牌号为YT15；

M35-6H板牙。

1）车下端面

因切削用量较小，故可以选择ap=1mm,分二次走刀加工。

选择切削速度为80m/min，选择主轴转速为400r/min。

2）车φ20mm内孔

a）切削深度：

因切削用量较小，故可以选择ap=1mm,1次走刀即可完成所需尺寸。

b）以同样的方法选择转速为1120m/min，进给量为0.4。

4）车φ34.85mm外圆

a）选择ap=1mm,2次走刀即可完成所需尺寸。

b）以同样的方法选择转速为900m/min，进给量为0.5。

铣槽8F7/h6mm

（1） 

X5032A铣床

W18Cr4V硬质合金三面刃铣刀

W18Cr4V硬质合金三面刃铣刀，牌号为YG6，由《切削用量简明手册》〉后称《切削手册》表3.1查得铣削宽度ae<

=8mm,深度ap<

=1.5,齿数Z=8时，取刀具直径do=6mm。

1）粗铣槽

因切削用量较小，故可以选择ap=1.5mm,分3次走刀加工

b）每齿进给量：

由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z

c）查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm

查《切削手册》表3.8,寿命T=240min

d）计算切削速度 

按《切削手册》表3.27中的公式：

也可以由表3.16查得=89mm/s 

n=142r/min 

vf=385mm/s 

又根据XA5032铣床参数，选n=150r/min 

vf=375mm/s，则

实际的切削速度为94.2m/min,

实际进给量为0.16mm/z

2）精铣槽

因切削用量较小，故可以选择ap=0.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸

由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.5~0.8mm/r，由于是对称铣，选较大量f=0.8mm/r

也可以由表3.16查得=160mm/s 

vf=425mm/min 

n=225r/min,根据XA5032铣床参数，选n=250r/minvf=450mm/min,则实际的切削速度为

所以=143min,实际进给量

所以=0.05mm/z

钻孔φ8mm，保证尺寸22mm，锪孔φ10mm

（一）钻φ8mm深22mm的孔

（1）加工条件

工艺要求：

孔径d=10mm,孔深l=22mm不通孔。

机床 

Z512钻床

刀具 

高速钢麻花钻头，直径do=8mm,

（2）切削用量

1）决定进给量f

a）按加工要求决定进给量 

根据《切削手册》表2.7，f=0.70~0.86mm/r

由于L/d=20/16.5=1.21<

3,故取修正系数K=1

所以 

f=（0.70~0.86）x1=（0.70~0.86）mm/r

b）按钻头强度决定进给量 

根据表2.8，当бb=450MPa,do=20mm,钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r

2）决定钻头的磨钝标准及寿命 

由《切削手册》表2.12，当do<

=10mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=60min

3）决定切削速度 

由《切削手册》表2.15可知f=0.70mm/r时，双修磨横刃的钻头，do=20mm时，Vt=13m/min

切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知

Ktv=1.0 

Kmv=1.0 

KTv=1.0 

Klv=0.84

V=VtxKv=13x1.0x1.0x1.0x0.84=10.92m/min

所以n=173.89r/min

根据Z512钻床说明书,可考虑选择nc=185r/min，V=13m/min，f=0.62mm

（一）φ10孔深15mm

孔径d=10mm。

根据《切削手册》表2.7，f=0.52~0.64mm/r

由于L/d=10/16=0.6<

所以f=（0.52~0.64）x1=（0.52~0.64）mm/r

根据表2.8，当бb=450MPa,do=10mm,钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r

=20mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=60min

由《切削手册》表2.15可知f=0.53mm/r时，双修磨横刃的钻头，do=10mm时，Vt=14m/min

Klv=0.5

V=VtxKv=14x1.0x1.0x1.0x0.5=7m/min

所以n=218.59r/min

根据Z512钻床说明书,可考虑选择nc=460r/min，V=14m/min，f=0.4mm/r

（一）钻φ6.8mm深25mm的孔

孔径d=6.8mm,孔深l=25mm不通孔。

高速钢麻花钻头，直径do=6.8mm

（一）4xM8深25mm孔深20mm的螺纹孔

孔径d=6.8mm。

高速钢麻花钻头，直径do=6.8mm,

（一）钻φ6.8mm的通孔

孔径d=6.8mm,通孔。

（一）M8深13mm的螺纹孔

三、绘制零件图和编制工艺文件

1、机械加工工艺过程的组成

工艺过程 

改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程。

工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。

机械加工工艺过程 

用机械加工方法,改变毛坯的形状、尺寸和表面质量,使其成为零件的过程。

零件的机械加工工艺过程由许多工序组合而成,每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。

工序：

一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。

安装 

工件经一次装夹（定位和夹紧）后所完成的那一部分工序。

工位 

为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动部分一起,相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。

工步 

当加工表面、加工工具和切削用量中的转速和进给量均保持不变的情况下完成的那一部分工序。

2、工序的合理组合

确定加工方法以后,就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数.确定工序数有两种基本原则可供选择.

工序分散原则 

工序多,工艺过程长,每个工序所包含的加工内容很少,极端情况下每个工序只有一个工步,所使用的工艺设备与装备比较简单,易于调整和掌握,有利于选用合理的切削用量,减少基本时间,设备数量多,生产面积大。

.

工序集中原则 

零件的各个表面的加工集中在少数几个工序内完成,每个工序的内容和工步都较多,有利于采用高效的机床,生产计划和生产组织工作得到简化,生产面积和操作工人数量减少,工件装夹次数减少,辅助时间缩短,加工表面间的位置精度易于保证,设备、工装投资大,调整、维护复杂,生产准备工作量大。

批量小时往往采用在通用机床上工序集中的原则,批量大时即可按工序分散原则组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备按工序集中原则组织生产.

将工艺规程的内容，填入具有规定的格式的卡片中，使之成为生产准备和施工依据的工艺规程文件。

（“机械加工工艺过程卡”和“机械加工工序卡”附后所示）

4、夹具设计

（1）定位基准的选择和定位误差的计算

由零件图可知：

零件的表面粗糙度较高，以上端面φ60为主定位面，限制3个自由度；

再以零件φ60内孔用心轴定位，限制了2个自由度；

最后在零件尾部放个活动V形块，限制了1个自由度。

一批工件在夹具中定位时，工件上作为定位基准的平面没有基准位置误差。

由于定位孔较浅，其内孔中心线由于内孔和底面垂直度误差而引起的基准位移误差也可忽略不计。

但作为定位基准的两孔，由于与定位销的配合间隙及两孔、两销中心距误差引起的基准位置误差必须考虑。

其定位误差主要为：

（1）基准不重合误差：

定位基准误差至工序基准误差之间的所有公差之和。

因为定位基准与工序基准重合，所以

=0mm

（2）误差位移误差：

定位基准误差至限位基准误差之间的所有公差之和。

=0.03+0.019=0.049mm

（3）定位误差，因为定位基准不在工序基准上，所以：

=

+

=0+0.049=0.049mm

（2）切削力及夹紧力的计算

由零件图可知，两孔中心线有平行度要求，与端面有垂直度要求。

为了使定位误差为零，应该选择以花键底孔定位的定心夹具。

但这种定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里只选用以φ60孔和端面为主要定位基面。

切削力及夹紧力计算：

刀具：

YT15硬质合金车刀

（见《切削手册》表3.28）

其中：

CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，

d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10

∴F=54.5×

4.50.9×

0.180.74×

28×

10/（100×

2550）≈166.1（N）

水平分力：

FH=1.1F实≈182.7（N）

垂直分力：

FV=0.3F实≈49.8（N）

在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。

安全系数:

K=K1K2K3K4。

K1=1.5K2=1.1K3=1.1K4=1.1

∴F／=KFH=（1.5×

1.1×

1.1）×

182.7=364.8（N）

实际加紧力为F加=KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6（N）

其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025

螺母选用M12螺纹，产生的加紧力为

W=2M/D2tg（a+6055）+0.66（D3-d3）/（D2-d2）

M=19000N.MD2=14.8mma=2029，D=23mmd=16mm

解得：

W=1O405（N）

此时螺母的加紧力W已大于所需的729.6的加紧力F加，故本夹具可安全工作。

心轴取材料为45号钢

查表得45的许用弯曲应力为：

158Mpa

弯曲应力=M/Wz=32FL/3.14d3=99.4X32X0.028/[3.14X（0.022）2]

=2.67<

许用弯曲应力158Mpa

（3）平衡力的计算

零件可看作长155mm，宽104mm，高94mm的空心物体。

又因钢和铁的质量约等于0.78，所以

工件重：

（155x104x95—128x110x63）x0.78=621000

根据扭矩公式M=FL（F=mxl）计算工件的扭力（即平衡力），得

621000x42.5x160=4222800000

根据已知工件的扭力，计算平衡块的大小。

本夹具以V形块作平衡块，已知平衡块直径35mm，高30的圆柱体。

V形块V形口重170x30x85x0.78=338130

V形块缺口重70x200x50x0.78=218400

V形块重210x200x80x0.78—338130—218400=1081420

V形块扭力1081420x92.55x40=4221840000

V形块扭力接近工件扭力，所以，平衡可以。

（4）夹具设计及操作的简要说明

在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。

为此，应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位，在本道工序中，由于零件的两端面表面粗糙度要求比较高，视为主要定位面。

夹具上装有弹簧心轴，主要是用于固定夹紧作用；

同时，夹具体上有个活动V形块，用于工件的辅助定位夹紧作用。

结 

论

毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力。

树立正确的设计思想和工作作风。

经过一个月的毕业设计，获得如下心得：

1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。

独立地分析和解决工艺问题。

初步具有设计一些中等复杂零件的能力。

2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法。

学会拟定夹具设计方案。

3.熟悉并运用有关手册，能快速查表得到所需的数据。

4.有一定的识图制图能力。

通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能。

熟悉一般机械零件的加工工艺过程，设计夹具的能力。

中国加入WTO以后，大量的机械产品技术进入我国市场。

中国企业