【導(dǎo)讀】本設(shè)計首先對微電機殼零件圖樣的技術(shù)特性，幾何特性，尺寸及其工藝要求進行分析，其次明確加工內(nèi)容和要求，確定加工方案，選擇適合的數(shù)控機床（銑床），刀具和夾具，設(shè)置合理的工藝路線及選擇合理的切削用量。工工藝裝備并最終加工出符合生產(chǎn)要求的合格零件。

　　

【正文】 (3)確認機床主軸轉(zhuǎn)速 公式為：d1000π vn? m i n/ rd vns ????? π (4)確認時間定額 2(tan1 ?? rspkal ～ 3） = 其中 asp=： kr=40176。 L2=3～ 5mm 取 l2=4mm 基本時間 T 基 =fnlll 21??== 其中 l=114mm 為切削加工長度： l1 為刀具切入長度： l2 為刀具的切出長度： f 為主軸沒轉(zhuǎn)刀具的進給量 。 半 精鏜 ? 102 的內(nèi)圓表面 （ A)確定切削用量 （ 1) a 確定背吃刀量 半精鏜時一般為 ～ 或者更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，既ap= b 確定進給量和切削速度 c 根據(jù) [11]表中 569，選擇進給量為 , 切削速度為 (2) 確定鏜刀得磨鈍標準及耐用度 根據(jù) [11]表 37 取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度 T=50min (3)確認機床主軸轉(zhuǎn)速 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 m i n/ s rXXd ??? π (B)確定時間額 其中 l=114mm 為切削加工長度， l1 為刀具切入長度， l2 為刀具切出長度， f 為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量 rspkal tan1? +（ 2～ 3） = 其中 asp= kr=40176。 l2=3～ 5mm 取 l2=4mm 基本時間 T 基 = sfn lll 63m ???? 工序 5 的 切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆 2M4—7H 的底孔和鉆 φ10通孔 （ 1）切削用量 刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，使用切削液 。 1）確定進給量 f 由于孔徑和深度都不是很大，宜采用手動進給， fz=。 2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù) [10]查得，鉆頭后刀面最大磨損量為 ，耐用度 T=50min。 3） 確定鉆削速度 V 根據(jù) [10]所知， Vc=(Cv/Tmapxvfyv)Kv 50,262 ????? Tyxm vvv,?vk 根據(jù) [10]查得 σ=670MPa 的 HT200 的加工性為 5 類，進給量 f=,主軸轉(zhuǎn)速V=17m/min,n=1082r/ Z535 立式鉆床說明書選擇實際轉(zhuǎn)速 。 4)基本時間 T 基 =nfl 鉆 ? 10mm的通孔，基本時間為 25s 輔助時間 t=10s 鉆 2XM4 的通孔，基本時間為 20s 輔助工時 t=10s 工序 67 的切削用量及基本時間的確定 本工序為攻孔 M5mm、 M4mm 螺紋。 (1)切削用量 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑 d1=4mm、 d2=3mm,以及機用絲錐。鉆床選用 Z525 臥式鉆床，使用切削液。 對于 M5mm： 1）確定進給量 f 由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。 2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù) [10]知鉆頭后到面最大磨損量為 ，耐用度 T=20min。 3） 確定切削速度 V 根據(jù) [10]所知， Vc=(Cv/Tmapxvfyv)Kv 20,262 ????? Tyxm vvv,?vk 根據(jù) [10]選取 σ=670MPa 的 HT200 的加工性為 5 類，進給量可取 f=, V=13m/min,n=1063r/min,根據(jù) Z525 臥式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速。 （ 2） 基本時間的計算 公式： T 基 =nfl 1）基本時間 攻 φ5mm螺紋孔 ,攻絲 ,基本時間為 45s 輔助工時大約為 t=45s 2）基本時間攻 φ4mm 螺紋孔，攻絲，基本時間為 40s 輔助工時大約為 t=40s 5 夾具設(shè)計 21 第五章 工序 40 的夾具設(shè)計 （精鏜 φ102） 制定相應(yīng)的方案 (a)定位方案 以 φ102 孔的軸線 為基準 ，采用底面定位可以減少基準不重合帶的誤差根據(jù)一面兩孔的定位原則。采用地墊上的 4xφ8 兩對角孔作為定位孔，此定位方式可以限制 工件 的 6 個自由度。 (b)導(dǎo)向方案 采用單支撐引導(dǎo)，既在鏜刀后面安裝鏜套來引導(dǎo)。 加緊方案 (c)夾 緊方案 此夾具采用上方 V型塊來壓緊工件。 (d)夾具體，采用鏈接夾具體 （ e)總圖上的尺寸與技術(shù)要求 影響工件定位精度的尺寸，公差 s 兩定位銷與工作的配合尺寸 φ8g6， φ8h7 影響導(dǎo)向精度尺寸公差，鏜套的導(dǎo)向精度尺寸公差 s 讓 φ90f7 影響夾具精度 的尺寸，公差 sr 底 4X? 8 孔 鏜套的軸線吉利 ， C 面的平行度為 工件的加工精度分析 本工序的加工要求是相當(dāng)于 C 面（底面）的平行度 和尺寸 對于 9 級粗糙度為 的表面，半精鏜可以保證 （ 1）定位誤差 D? 工件的定位孔位 ? 8H7（ ） mm 圓柱銷為 ? 8g6（ ） mm 在 65 上的誤差為，在平行度 要求為 （ 2） 對于誤差 T? 鏜套導(dǎo)向尺寸為 φ90G7（ ?? ）鏜桿的 φ90g5（ ?? ） 鏜 桿 長 L==153mm其在平行度上的誤差為： T? =114tanα= ? 其在 65 上的誤差為 T? =+= （ 3）安裝誤差 A? A? =0 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 夾具誤差 夾具的垂直誤差 T? =177。10 對于平行度上的誤差為 114Xsin10176。=114Xcos601 = （ 5）加工方法 加工方法誤差對于孔距 65 為 ??? 對于平行度 G ??? 所以由此可以看出夾具是用于半精鏜 ? 102f9，并且要保證平行度為 和軸線與底面的距離 65 由于該零件生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，考慮鏜套磨損后可以更換，選擇標準值結(jié)構(gòu)的固定式鏜鏜套其與襯套配合固定在鏜模支架上。 圖 鏜孔專用夾具裝配圖6 夾具設(shè)計 23 第六章 工序 60 的夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì) 量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)本組協(xié)商討論，決定設(shè)計工序 ——鉆 3M5mm,孔的夾具。本工序選用鉆床 Z512。刀具為麻花鉆。 問題提出 本夾具用來加工端面上 3M5 底孔?？椎亩ㄎ痪炔桓撸庸ぞ瓤捎摄@床保證。 基準的選擇 由零件圖可知，加工 3M5 孔必須對工件進行完全定位。使用鉆床加工，用 φ102 的孔定位比較困難。所以用底面孔及底面上限制 6 個自由度，用短圓柱銷放在 φ8mm的孔中與平面一起限制 5 個自由度，用菱形銷放在 φ8mm 的孔中限制一個自由度來是實現(xiàn)定位。定位方案如圖所示，達到完全 定位。 切削力及夾緊力的計算 選用鉆床為 Z512 f=（查 [15]P545 表 ） V=（查 [15]P547 表 ） m i n/2 rd Vn w Ws ????? ?? 按機床說明，取 min/3150 rnw ? 故實際切削速度： min/ 231501000 mdnV w ??? ?? 切削工時： m i 18 ???? fnlt 鉆孔時軸向力，扭矩，功率的計算公式查 [13] 軸向力： kfdCFFf yzF Ff ???? 0 其中 FC =600， FZ =, FY =, FK = NF f ????? 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 扭矩 :mNkfdCM MyZMc MM ????????? 功率 : KwdVMP o CCc . ????? 加工時主要靠螺紋的夾緊力來抵抗力矩和軸向力，由于加工孔孔比較小，力不大，且用的是螺紋來預(yù)緊。可不必校核。 定位誤差的分析 夾具的主要定位元件是底板及與底板配合使用的螺桿。所以底板和螺桿的制造誤差為本工序的主要誤差。 底 板與螺桿的配合處要磨精度等級為 6 級，公差為 ，平面度公差為 ，螺桿的表面與螺桿底面的垂直度公差為 ，所以加工孔的垂直度誤差為 ++=。 夾具操作設(shè)計及操作說明 夾具的裝配是先把夾具體裝好，再把 墊塊裝入夾具體中，再裝鉆模板，把工件裝中，擰出螺栓，取出工件。 圖 鉆 3xM5 專用夾具裝配圖7 夾具設(shè)計 25 第七章 工序 50 的夾具設(shè)計 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過分析，決定設(shè)計工序鉆 2M4 的螺紋底孔的專用夾具，本夾具將用在鉆床上。 設(shè)計時注意的問題 利用本夾具主要用來加工 2M4 的螺紋底孔，由于還要攻螺紋，所以這個孔沒有表面粗糙度要求。因此本工序的加工精度容易保證，主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時間提高生產(chǎn)率。 定位基準的選擇 由零件圖知，加工 2M4 的螺 紋底孔最合適的方法是以 φ102mm孔的內(nèi)表面以圓柱心軸定位。心軸的工作表面一般按 h g6 或 f7 制造，裝卸工件方便、但定心精度不高。為了減小因配合間隙而造成的工件傾斜，工件常以孔和端面聯(lián)合定位。因而要求工件定位孔與定位端而之間、心軸的圓柱工作表 面 與端而之間有較高的垂直度．最好能在一次裝夾中加工出來。所以在設(shè)計夾具時可以考慮把以把心軸設(shè)計成帶臺階面的 ,采用心軸同時對端面與中孔定位。夾緊則用一塊開口壓板和螺母就可以了。 心軸可以達到 2 個定位，而剩余的4 個定位由電機底面上的一個圓柱銷和電機底面來進行定位，可以定位 4 個 。因此工件的定位為完全定位，所以這一定位方案可行。 切削力及夾緊力計算 鉆孔刀具為高速鋼麻花鉆 φ3mm。 鉆孔時的軸向力 ： 查機械設(shè)計手冊 09 . 8 1 FFZyFFF C d f k? 81 , , , F F FC Z y k? ? ? ? 則 1. 0 0. 81 15 4529FN? ? ? ? ? ? 由于工件所受加緊力與切削力方向相互平行且豎直向下，故 z 方向夾緊即可，不需太大的加緊力，固定即可。由于鉆削的時候在 x,y 方向的水 平的分力很小，心軸完全可以承受，故這里不再計算水平方向的分力。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 定位誤差分析 前面已經(jīng)談到心軸的定心精度不高，而這里心軸是最主要的定位，所以我們這里就只分析心軸的定位的誤差。 心軸的工作表面一般按 h g6 或 f7 制造，在前述中是以 φ102mm孔的內(nèi)表面以圓柱心軸定位的，所以確定心軸和孔的配合尺寸為 7102 6HK? 。由零件圖 并且 查 [8]可知 Φ102H7的公差數(shù)值為 ?? ，兩配合處產(chǎn)生的最大側(cè)向間隙為 ： m a x 25 ( 18 ) 43b? ? ? ? ? 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角 a 為 m a x 0 .0 4 3ta n 0 .0 0 1 7 9 224ba R?? ? ? 則 ?? 即最大側(cè)隙能夠滿足零件的精度要求。 夾具設(shè)計及操作說明 工件在夾具中裝夾包括定位相夾緊兩個過程。工件的定位是指在夾具中，工件的定位基準與定位元件相接觸或配合，從而使同一批工件在夾具中都能獲得正確的位置．這就是工件在夾具中定位的實質(zhì)。工件的正確定位將保證加工精度的穩(wěn)定性．工件的定位是夾具設(shè)計中的一個重要問題 。前面已經(jīng)確定心軸完全能夠承受水平方向的切削力，所以心軸的尺寸可以按照被加工零件的尺寸確定，固定心軸的夾具體的尺寸也可按照經(jīng)驗得到。 考慮到鉆 2 個孔需要分度，這里設(shè)計了固定式鉆模板，同時加工完 2 個零件 ,這樣保證了各個孔的位置精度。同時設(shè)計一個底座零件便于夾具與工作聯(lián)結(jié) . 為了提高加工效率，可設(shè)計 2 鉆套。因為是鉆同一尺寸的孔，故可設(shè)計一固定鉆套。其尺寸根據(jù)所鉆孔的直徑，可查設(shè)計手冊得到。 鉆床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見圖紙。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 鉆 M47H 專用夾具裝配圖 8 總結(jié) 28 第八章 總結(jié) 本設(shè)計主要內(nèi)容為完 成微電機殼機械加工工藝及其專用夾具設(shè)計，該微電機殼是個典型的機械零件，結(jié)構(gòu)相對來說比較簡單， 微電機殼的加工工藝主要是確定加工工藝路線，機械加工余量和切削用量，基本工時的確定，夾具的設(shè)計主要是設(shè)計出正確的定位加緊機構(gòu)，在本設(shè)計中電機殼的加工路線一共有兩套，最終選擇了其中一套作為工藝路線，共 8道工序，第一道工序為銑零件底面和底面內(nèi)側(cè)的階梯面，第二道工序鉆底座上面的孔，第三道工序為車零件兩端面，第四道工序為銑工件內(nèi)圓的 6 個肋板面，第五道工序為攻兩端面上的螺紋孔，第六道工序為 M47H的底孔和通孔，第七道工序為兩次 攻 M47H 的螺紋通孔，第八道為終檢。在此次零件的加工工藝方案中設(shè)計合理。