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寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計 論文 開題報告 課題名稱 CA 10 型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 課題來源 教師擬定 課題類型 工程設(shè)計 指導教師 學生姓名 專 業(yè) 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化 學 號 一 選題的目的及意義 CA 10 型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計是本人在基本完成大學的學習任務(wù)后 完成的一次由理論轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)的一個過程 將我在大學期間學習到的東西全部整合 到一起運用到實踐當中去 使本人對自己所學的專業(yè)知識 專業(yè)技能 和專業(yè)所從事的 方向有了更深層次的學習與了解 為我以后的工作打下基礎(chǔ) 機械加工工藝主要是實現(xiàn) 產(chǎn)品的設(shè)計 保證產(chǎn)品質(zhì)量 節(jié)約能源 降低成本的重要手段 是企業(yè)進行生產(chǎn)準備 計劃調(diào)度 加工操作 生產(chǎn)安全 技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù) 然而夾具在制 造系統(tǒng)中也是一個非常重要的組成部分 好的夾具可以提高勞動生產(chǎn)率 保證和提高加 工精度 降低生產(chǎn)成本 還可以擴大機床的使用范圍 而這個 CA 10 型汽油機曲軸的精 度 材料的好壞 加工的工藝將直接影響到發(fā)動機的使用效率和壽命 所以本次設(shè)計要 實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計 保證產(chǎn)品質(zhì)量還要在保證產(chǎn)品加工精度的同時提高生產(chǎn)率 節(jié)約成本 二 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 從英國莫里斯的 工藝美術(shù)運動 到德國的包豪斯設(shè)計革命以及美國的廣泛傳播 改革開放以來 隨著中國與世界的接軌 中國不斷的引進了西方先進的加工技術(shù) 而且 隨著世界科技的飛速發(fā)展 數(shù)控機床 加工中心 柔性制造單元 柔性制造系統(tǒng)等一系 列高端設(shè)備得以廣泛的運用 使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變 1 3 產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快 產(chǎn)品需求的多樣化 是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn) 特別像 CA 10 型汽油機曲軸這種不規(guī)則零件就出現(xiàn)了重大問題 現(xiàn)階段 CA 10 型汽油機曲軸零件加 工還打不到自動化加工 它的工藝好需要人工畫線的方法來保證 而零件的裝夾也是通 過人工來完成的 所以現(xiàn)階段我國對 CA 10 型汽油機曲軸這種不規(guī)則零件的加工的效率 還是比較低的階段 夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾 定位 刀具的引導定位 為夾具的裝夾和定位 隨著數(shù)字化加工設(shè)備的擴大化 已經(jīng)將夾具的引導刀具功能完全 替代 給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求 2 三 本課題的研究手段和預(yù)期結(jié)果 1 研究內(nèi)容 1 查閱文獻資料 詳細研究零件圖 了解零件的結(jié)構(gòu) 2 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)選取毛坯的種類和制造方法毛坯余量的選擇 3 制定工藝規(guī)程和可行性分析 4 選擇粗精基準 計算和選擇金屬切削機床的技術(shù)參數(shù) 5 根據(jù) CA 10 型汽油機曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計工序過程中的專用夾具 2 本課題可能遇到的問題及其研究方法 1 在剛開始的時候工序的劃分以及定位基準會比較難選擇 所以就在過程中腰認真分 析零件圖 了解 CA 10 型汽油機曲軸的結(jié)構(gòu)特點及相關(guān)的技術(shù)要求而加工工序要根據(jù)生 產(chǎn)類型 零件的結(jié)構(gòu)來認真分析 2 在夾具設(shè)計的時候也可能遇到問題 比如工件的定位是否正確 定位精度是否滿足 要求等等 所以要調(diào)查現(xiàn)階段國內(nèi)外比較先進的 CA 10 型汽油機曲軸結(jié)構(gòu) 從整體上把 握設(shè)計的方向 了解 CA 10 型汽油機曲軸的加工工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計原理 3 通過大量的資料 研究零件的結(jié)構(gòu) 選擇合適的加工方法 及選擇合理的基準和工 序安排 4 熟悉夾具的結(jié)構(gòu)選擇合理的機床及裝夾設(shè)備 確定加工余量和工序 進行精細的準 確的尺寸計算 和時間的估算 3 課題預(yù)期結(jié)果 1 了解了 CA 10 型汽油機曲軸的作用 完成對零件的結(jié)構(gòu)分析 并制作出合理的夾具 及裝夾方案 2 在保證經(jīng)濟和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序 3 在老師的要求下及自己的計劃內(nèi)完成各項任務(wù) 4 完成課題所需的工作條件 在前期得做好各項準備 要查閱大量的文獻了解 CA 10 型汽油機曲軸的結(jié)構(gòu) 并在 CAD PRO E 上畫出這個零件 認真去了解他的結(jié)構(gòu) 這當中就需要一些工具書比如機械 加工工藝手冊 夾具設(shè)計圖冊 刀具設(shè)計手冊以及有關(guān)教材及參考資料 最后如果有需 要還可以選擇去工廠調(diào)研 以上條件具備完成本課題所需的工作條件 四 研究進度 第 1 第 2 周 完成收集資料 開題報告 文獻綜述及外文翻譯等 第 3 第 5 周 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和尺寸要求 完成工藝規(guī)程設(shè)計 第 6 第 9 周 工藝裝備設(shè)計 第 10 第 12 周 編寫設(shè)計說明書 第 13 周 畢業(yè)設(shè)計答辯 五 主要參考文獻資料 1 于勇 我國機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 J 山西焦煤科技 2010 S1 75 76 2 應(yīng)雷 淺談我國機械制造業(yè)的困境和發(fā)展戰(zhàn)略對策 J 科技資訊 2010 27 112 3 侯志楠 淺析機械制造技術(shù)的發(fā)展歷程 現(xiàn)狀及趨勢 J 2010 20 4 濮良貴 紀名剛 機械設(shè)計 M 高等教育出版社 2006 5 黎震 朱江峰 先進制造技術(shù) M 北京理工大學出版 2009 6 鄭修本 機械制造工藝學 M 北京 機械工業(yè)出版社 2007 7 徐鴻本 機床夾具設(shè)計手冊 M 遼寧 遼寧科學技術(shù)出版社 2004 8 聞邦椿 機械設(shè)計手冊 第 5 版 第 1 卷 機械工業(yè)出版社 2010 9 張捷 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) M 西南交通大學出版社 2006 10 盧秉桓 機械制造基礎(chǔ) M 北京 機械工業(yè)出版社 2008 11 王先逵 機械制造工藝學 M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 12 Handbook of Machine Tools Manfred weck J 2005 13 Boyes W E Jigs and Fixture America SME J 2006 指導教師簽名 年 月 日 寧波大紅鷹學院 畢業(yè)論文 設(shè)計 文獻綜述 論文題目 CA 10 型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學 院 專 業(yè) 姓 名 學 號 指導教師 2015 年 1 月 5 日 文獻綜述 1 前言 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的 工藝文件 是一切有關(guān)工生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴格執(zhí)行 認真貫徹的紀律性文件 生 產(chǎn)規(guī)模的大小 工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過 機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn) 而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置 其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置 并在加工過程中保持這個 位置不變 它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義 機械的加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學的全部課程之后 進行的一次 理論聯(lián)系實際的綜合運用 使我對專業(yè)知識 技能有了進一步的提高 為以后 從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ) 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計 保證產(chǎn)品質(zhì)量 節(jié)約能源 降低成本的重要手段 是企業(yè)進行生產(chǎn)準備 計劃調(diào)度 加工操作 生產(chǎn)安全 技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù) 也是企業(yè)上品種 上質(zhì)量 上水平 加速產(chǎn)品更新 提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證 然而夾具又是制造系統(tǒng)的 重要組成部分 不論是傳統(tǒng)制造 還是現(xiàn)代制造系統(tǒng) 夾具都是十分重要的 因此 好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率 保證和提高加工精度 降低生 產(chǎn)成本等 還可以擴大機床的使用范圍 從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高 效率 降低成本 當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求 企業(yè)對夾具的設(shè)計 及制造提出了更高的要求 2 發(fā)展歷史 從 1949 年以來 我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展 已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類 比較齊全 具有相當規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一 其機械加工和夾具 也有很大的發(fā)展 但是與工業(yè)發(fā)達國家相比 我們這方面的水平還存在著階段 性的差距 主要表現(xiàn)在機械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高 加工工藝過程不合理 夾 具應(yīng)用也比較少 使其加工工人勞動強度大 加工出來的產(chǎn)品也不理想 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在 大約可以分為三個階段 第一個階段主要表現(xiàn)在夾具 與人的結(jié)合上 這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具 是加工過程加速和 趨于完善 第二階段 夾具成為人與機床之間的橋梁 夾具的機能發(fā)生變化 它主要用于工件的定位和夾 夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著 密切的關(guān)系 所以對夾具引起了重視 第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合 夾 具作為機床的一部分 成為機械加工緊 人們越來越認識到中不可缺少的工藝 裝備 3 發(fā)展現(xiàn)狀 長期以來 加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗進行的 如果由幾位工藝員 各自編制同一個零件的工藝規(guī)程 其方案一般各不相同 而且很可能都不是最 佳方案 這是因為工藝設(shè)計涉及的因素多 因果關(guān)系錯綜復(fù)雜 CAPP 將是機械 加工工藝的發(fā)展趨勢 它不僅提高了工藝設(shè)計的質(zhì)量 而且使工藝人員從繁瑣 重復(fù)的工作中擺脫出來 集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題 制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ) 隨著以計算機技術(shù)為主導的現(xiàn)代科學技術(shù)的迅 速發(fā)展 以 時間驅(qū)動 為特征的市場競爭 產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快 商品需求 的多樣化 用戶素質(zhì)的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn) 特別像后鋼板彈簧 吊耳類不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問題 在現(xiàn)階段像后鋼板彈簧吊耳類的 加工還沒達到現(xiàn)代自動化的水平 在現(xiàn)代的中小批量生產(chǎn)中 它的加工工藝還 需人工畫線的方法來保證其精度 而對工件的裝夾也是通過人工的方法進行的 因此我國對后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于效率低 成本高的階段 機床夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀后期 隨著科學技術(shù)的不斷進步 夾具已從一 種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占 工件種類總數(shù)的 85 左右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場的需求與競爭 然而 一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾 具 一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里 約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具 另 一方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 每隔 3 4 年就要更新 50 80 左右專用夾 具 而夾具的實際磨損量僅為 10 20 左右 特別是近年來 數(shù)控機床 加工 中心 成組技術(shù) 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新加工技術(shù)的應(yīng)用 對機床夾具提出 了如下新的要求 1 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準備周期 降低生產(chǎn)成 本 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 能適用于精密加工的高精度機床夾具 4 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具 5 采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置 以進一步減輕勞動強度和提 高勞動生產(chǎn)率 6 提高機床夾具的標準化程度 4 發(fā)展趨勢 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展 對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求 使多品種 中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流 為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨 勢 必然對機床夾具提出更高的要求 特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的 加工還處于落后階段 在今后的發(fā)展過程中 應(yīng)大力推廣使用組合夾具 半組 合夾具 可調(diào)夾具 尤其是成組夾具 在機床技術(shù)向高速 高效 精密 復(fù)合 智能 環(huán)保方向發(fā)展的帶動下 夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方 向發(fā)展 1 特種加工 它是指一些物理的 化學的加工方法 如電火花加工 電 解加工 超聲波加工 激光加工 離子束加工等 特種加工方法的主要對象是 難加工材料的加工 如金剛石 陶瓷等超硬材料的加工 其加工精度可達分子 級加工單位或原子級加工單位 所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要 手段 特種加工與傳統(tǒng)加工相結(jié)合的復(fù)合加工有較大的發(fā)展前途 2 快速成形 利用離散 堆積成形概念 可將一個三維實體分解為若干 二維實體制造出來 再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實體 3 精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術(shù) 微細加工和超微細加 工技術(shù) 微型機械和納米技術(shù)等方面 當前 以納米技術(shù)為代表的超精密加工 技術(shù)和以微細加工為手段的微型機械技術(shù)有重要意義 它們代表了這一時期精 密工程的方向 4 傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術(shù)潛力很大 如高速切削 超高速切削 強力磨削 超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展 加工質(zhì)量 和效率的提高有重要意義 另一方面 舊設(shè)備的改造和挖潛 如普通機床改造 成數(shù)控機床等 對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的 5 設(shè)計面臨的問題 在設(shè)計中 需要對零件加工工藝方案和夾具進行設(shè)計 在確定加工工藝方 案時 可能會出現(xiàn)工藝路線的不合理 甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精 度 在進行夾具設(shè)計時 可能因定位基準選擇不合理 出現(xiàn)過定位或欠定位造 成加工的零件的精度得不到保證 在選擇夾緊機構(gòu)時由于機構(gòu)的大小 尺寸等 不合理 而達不到夾緊的目的 也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理 而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn) 所以在設(shè)計過程中應(yīng)制訂多套方案 以供比較選擇最優(yōu) 同時還要多請教指導老師和同學 并多查閱相關(guān)的書籍來盡可能好的完成設(shè)計 6 總結(jié) 在機械制造中 為完成需要的加工工序 裝配工序及檢驗工序等 使用著 大量的夾具 利用夾具 可以提高勞動生產(chǎn)率 提高加工精度 減少廢品 可 以擴大機床的工藝范圍 改善操作的勞動條件 因此 夾具是機械制造中的一 項重要的工藝裝備 夾具設(shè)計的基礎(chǔ)理論一個好的機床夾具 首先要保證能加 工出合格的產(chǎn)品 為此 所設(shè)計的夾具首先應(yīng)滿足以下兩項要求 第一 在未 受外力作用時 加工件對刀具和機床應(yīng)保持正確的位置 即加工件應(yīng)有正確的 定位 第二 在加工過程中 作用于加工件上的各種外力 不應(yīng)當破壞加工件 原有的正確定位 即對加工件應(yīng)有正確的夾緊 綜上 機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術(shù) 數(shù)控技術(shù) 控 制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng) 形成現(xiàn)代制造工程學 而物料 流 能量流 信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素 現(xiàn)代加工都為集成化的 系統(tǒng)加工 這雖減輕了工人的勞動強度 但同時對工人的知識水平要求較高 這需要我們?nèi)轿坏恼J知現(xiàn)代科技知識 因此 在以后的學習中需要我們?nèi)?位的學習其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識 不能只注重一點 為將來的人才戰(zhàn)略提出了 新的要求 參考文獻 1 孫麗媛 機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導 北京 冶金工業(yè)出版社 2002 2 東北重型機械學院等 機床夾具設(shè)計手冊 上海 上?？茖W技術(shù)出版社 1979 3 劉守勇等 機械制造工藝與機床夾具 北京 機械工業(yè)出版社 1994 7 4 王啟平 機床夾具設(shè)計 M 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學出版社 1988 5 林文煥 陳本通 機床夾具設(shè)計 M 北京 國防工業(yè)出版社 1987 6 徐發(fā)仁 機床夾具設(shè)計 M 重慶 重慶大學出版社 1996 7 7 王昆等 機械設(shè)計課程設(shè)計 M 武漢 高等教育出版社 1995 8 邱宣懷 機械設(shè)計 M 第四版 北京 高等教育出版社 1997 9 柯明揚 機械制造工藝學 M 北京 北京航天航空大學出版社 1995 10 孟少龍 機械加工工藝手冊第 1 卷 北京 機械工業(yè)出版社 1991 11 金屬機械加工工藝人員手冊 修訂組 金屬機械加工工藝人員手冊 上海 上?？?學技術(shù)出版社 1979 12 Haffman E G Jig and Fixture Design America VNR Co 1980 13 Boyes W E Jigs and Fixture America SME 1982 大紅鷹學院 本科畢業(yè)設(shè)計 CA 10 型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具 設(shè)計 學生姓名 學生學號 院 系 年級專業(yè) 指導教師 II 摘 要 此次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)是對三拐曲軸零件的機械加工工藝夾具的設(shè)計 主要包括對零 件圖的分析 毛坯的選擇 零件的裝夾 工藝路線的制訂 刀具的選擇 切削用量的 確定 加工工藝文件的填寫 選擇正確的加工方法 設(shè)計合理的加工工藝過程 此外 還對三拐曲軸零件的工序的加工設(shè)計了專用夾具 本文主要對三拐曲軸零件主要以 V 形塊和支承板來定位 靠直壓板和彈簧來夾緊 銑鍵槽時 2 個 V 形塊與銑刀不能干涉 因此要降低 V 形塊高度 夾具設(shè)計要方便 簡 單 關(guān)鍵詞 加工工藝 加工方法 工藝文件 夾具 I ABSTRACT The graduation design task is to design the fixture machining process of crank shaft parts including the parts of the analysis the choice of blank the clamping the formulation process route tool selection cutting dosage process documents Choose the correct methods for processing manufacturing process design In addition processing of loom crank parts design process special fixture This paper focuses on the loom crankshaft parts mainly in the V block and the support plate to locate near the straight plate and spring clamp keyway milling for 2 V block interference and the cutter can not so to reduce the V block height fixture design to be convenient simple Keywords processing technology processing methods process fixture II 目 錄 摘 要 II ABSTRACT I 1 緒論 1 1 1 機械加工工藝概述 1 1 2 機械加工工藝流程 1 1 3 夾具概述 2 1 4 機床夾具的功能 2 1 5 機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1 5 1 機床夾具的現(xiàn)狀 3 1 5 2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3 2 零件分析 5 2 1 零件的作用 5 2 2 零件的工藝分析 5 2 2 1 以拐徑為 55mm 為中心的加工表面 6 2 2 2 以軸心線兩端軸為中心的加工表面 6 2 2 3 零件圖樣分析分析 6 3 工藝規(guī)程設(shè)計 6 3 1 確定毛坯的制造形式 6 3 2 基面的選擇 6 3 2 1 粗基準選擇 7 3 2 2 精基準的選擇 7 3 3 制定工藝路線 7 3 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 3 4 1 加工兩端中心線上的外圓表面 9 3 4 3 銑 1 10 圓錐處鍵槽 10 3 4 4 車磨拐徑為 55 mm 10 3 5 確定切削用量 10 4 銑曲拐端面夾具設(shè)計 26 4 1 設(shè)計要求 26 4 1 1 定位基準的選擇 26 4 1 2 定位元件的設(shè)計 26 4 1 3 銑削力與夾緊力計算 27 4 1 4 加緊原件的選擇 31 4 1 5 對刀塊和塞尺設(shè)計 31 4 2 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 32 4 3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 33 5 銑曲軸鍵槽專用夾具設(shè)計 34 5 1 定位基準的選擇 34 5 2 定位元件的設(shè)計 34 5 3 銑削力與夾緊力計算 35 III 5 4 對刀塊和塞尺設(shè)計 36 6 數(shù)控加工程序 38 總 結(jié) 39 參 考 文 獻 40 致 謝 41 1 1 緒論 1 1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對位置和性 質(zhì)使其成為合格零件的全過程 加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù) 一個普通零件的加工工藝流程是粗加工 精加工 裝配 檢驗 包裝 就是個加 工的籠統(tǒng)的流程 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟 采用機械加工的方法 直接改變毛坯的形狀 尺寸和表面質(zhì)量等 使其成為零件的過程稱為機械加工工 藝過程 比如 上面說的 粗加工可能包括毛坯制造 打磨等等 精加工可能分為車 鉗工 銑床 等等 每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了 機械加工工藝就是在流程 的基礎(chǔ)上 改變生產(chǎn)對象的形狀 尺寸 相對位置和性質(zhì)等 使其成為成品或半 成品 是每個步驟 每個流程的詳細說明 比如粗糙度要達到多少 公差要達到 多少 總的來說 加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)工藝流程是綱領(lǐng) 工藝規(guī)程是某 個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝 1 2 機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容 工件加工的工藝路線 各工序的具體 內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備 工件的檢驗項目及 檢驗方法 切削用量 時間 定額等 制訂工藝規(guī)程的步驟 1 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng) 確定生產(chǎn)類型 2 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖 對零件進行工藝分析 3 確定各工序的加工余量 計算工序尺寸及公差 4 確定各工序所用的設(shè)備及刀具 夾具 量具和輔助工具 5 填寫工藝文件 2 6 選擇毛坯 7 擬訂工藝路線 8 確定切削用量及工時定額 8 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法 在制訂工藝規(guī)程的過程中 往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整 以提 高經(jīng)濟效益 在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中 可能會出現(xiàn)前所未料的情況 如生產(chǎn)條件 的變化 新技術(shù) 新工藝的引進 新材料 先進設(shè)備的應(yīng)用等 都要求及時對工 藝規(guī)程進行修訂和完善 1 3 夾具概述 現(xiàn)代生產(chǎn)中 機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備 它直接影響著加工的精 度 勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等 在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準 備中占有極其重要的地位 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備 它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工 熱處理 裝配 焊接和檢測等工藝過程中 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具 在機床夾具設(shè)計是一項重要 的技術(shù)工作 1 4 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時 其主要功能是使工件定位和夾緊 1 機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件 使工件在夾具中定位和夾緊 定位 定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的 確定工件在夾具中占有正確位置的過程 正確的定位可以保證工件加工的尺 寸和位置精度要求 2 夾緊 由于工件在加工時 受到各種力的作用 若不將工件固定 則工件會松動 脫落 工件定位后將其固定 使其在加工過程中保持定位位置不變的操作 因此 3 夾緊為工件提供了安全 可靠的加工條件 2 機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向 1 對刀 如銑床夾具中的對刀塊 它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正 確位置 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置 2 導向 導向元件制成模板形式 故鉆床夾具常稱為鉆模 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套 能迅速地確定鉆頭的位置 并引導其進行鉆削 鏜床夾具 鏜模 也具有導向功能 1 5 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高 夾具已從一種輔助工具 發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備 1 5 1 機床夾具的現(xiàn)狀 數(shù)控機床 NC 加工中心 MC 成組技術(shù) GT 柔性制造系統(tǒng) FMS 等 新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場激 烈的競爭 特別是近年來 對機床夾具提出了如下新的要求 1 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 提高機床夾具的標準化程度 4 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準備周期 降低生產(chǎn)成 本 5 適用于精密加工的高精度機床夾具 6 采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置 以進一步提高勞動生產(chǎn)率 1 5 2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化 精密化 高效化 柔性化四個 方面 標準化 機床夾具的標準化 有利于夾具的商品化生產(chǎn) 有利于縮短生產(chǎn)準備周期 4 降低生產(chǎn)總成本 目前我國已有夾具零件及部件的國家標準 GB T2148 T2259 91 以及各類通 用夾具 組合夾具標準等 夾具的標準化階段是通用化的深入 主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列 為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件 通用化方法包括夾具 部件 元件 毛壞和材料的通用化 精密化 精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高 勢必相應(yīng)提高 了對夾具的精度要求 例如用于精密分度的多齒盤 其分度精度可達 0 1 用 于精密車削的高精度三爪卡盤 其定心精度為 5 m 精密心軸的同軸度公差可控 制在 1 m 內(nèi) 又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具 工件的圓度公差可達 0 2 0 5 m 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間 以提高勞動生產(chǎn) 率 減輕工人的勞動強度 常見的高效化夾具有 自動化夾具 高速化夾具 具 有夾緊動力裝置的夾具等 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似 它是指機床夾具通過調(diào)整 拼裝 組合等方式 以適應(yīng)可變因素的能力 具有柔性化特征的新型夾具種類主要有 組合夾具 通用可調(diào)夾具 成組夾 具 拼裝夾具 數(shù)控機床夾具等 可變因素主要有 工序特征 生產(chǎn)批量 工件 的形狀和尺寸等 在較長時間內(nèi) 夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向 5 2 零件分析 2 1 零件的作用 題目所給定的零件是單杠內(nèi)燃機上的曲軸 它位于內(nèi)燃機連桿處 曲軸產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)運動 帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運動 并將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運動 它在工作過 程中將承受周期性的復(fù)雜的交變載荷 其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩 是連桿獲得所需 的動力 2 2 零件的工藝分析 由內(nèi)燃機的曲軸零件圖可知 它的外表面上有多個平面需要進行加工 此外 各表面上還需加工一系列螺紋 孔和鍵槽 因此可將其分為兩組加工表面 它們 6 相互間有一定的位置要求 現(xiàn)分析如下 2 2 1 以拐徑為 55mm 為中心的加工表面 這一組加工表面包括 拐徑 55mm 加工及其倒圓角 它的加工表面的位置要求 是 55 mm 平行度公差為 0 04 mm 2 2 2 以軸心線兩端軸為中心的加工表面 這一組加工表面 1 10 錐度面上 75x12mm 的鍵槽 各軸的外圓表面 右 這組加工表面有一定的圓柱度要求 主要是 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求 主要有 1 曲軸拐徑 55 mm 軸心線與 A 基準軸心線的平行度公差 0 04mm 又以上分析可知 對于這兩組加工表面而言 可在仿型車床上一起加工 2 2 3 零件圖樣分析分析 1 零件圖樣分析 l 55 mm 兩軸徑同軸度公差為 0 03mm 025 2 1 20 錐度部分對 A B 軸心線同軸度公差為 0 03mm 3 三個拐徑分別對 A B 軸心線平行度公差為 0 03mm 4 熱處理 人工時效處理 227 270HBS 5 曲軸材料為 QT600 3 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3 1 確定毛坯的制造形式 零件材料 QT600 3 考慮到內(nèi)燃機曲軸的零件較大 零件比較復(fù)雜 且大批 量生產(chǎn)應(yīng)采用模鍛 而且投資較少 成本較低 生產(chǎn)周期短 7 3 2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一 基面選擇的正確與合理 可以 使加工質(zhì)量得到保證 生產(chǎn)率得以提高 不盲目的選擇基面 否則 加工工藝過 程中會問題百出 更有甚者 還會造成零件的大批報廢 使生產(chǎn)無法正常進行 3 2 1 粗基準選擇 在大批生產(chǎn)的條件下 通常都是采取夾具中裝夾 3 2 2 精基準的選擇 加工曲軸的主軸頸止以及與主軸頸同旋轉(zhuǎn)軸心線的其它配合部分和曲柄外圓 弧面 外端面時 同軸類零件外圓表面加工一樣 采用輔助精基準 頂針孔 用 頂針孔作為精基準 符合基面同一的原則 從而可以保證一次安裝中加工的各表 面的同軸度或垂直度 對于主軸頸較大而偏心距又較小的曲軸 可以在曲軸兩端 面上分別各打出兩個頂針孔 A 及 B 使用典型的一面兩孔定位方法 則可以滿足 整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求 3 3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點 應(yīng)該是使零件的幾何形狀 尺寸精度等技術(shù)要求能 得到合理的保證 除此之外 還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果 以便使生產(chǎn)成本盡量下降 工藝路線方案 表 2 10 三拐曲軸機械加工工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 鑄 鑄造 左端 55mm 處鑄造尺寸為 75mm 2 清砂 清砂 3 熱處理 人工時效處理 4 清砂 細清砂 5 涂漆 非加工表面涂紅色防銹漆 6 劃線 按毛坯外形找正 照顧各加工面 劃外形尺寸線 8 7 銑 經(jīng)兩軸徑部分定位壓緊分別銑兩個端面保證總長尺寸 520mm 鉆 左端中心孔 B4 X55W 端銑 8 粗車 夾右端外圓 找正兩軸徑外圓 頂左端中心孔 車兩軸徑處 其 中 1 20 一端 右端 尺寸為 55mm 另一端 左端 尺寸為 70mm 工藝尺寸 CW6163 9 粗車 倒頭裝夾工件左端 70mm 處 中心架夾帶錐一端 55mm 軸徑 上 鉆右端中心孔 B4 粗車錐度一端各部尺寸 留加工余量 5mm 其中 70mm 車至圖樣尺寸 CW6163 10 劃線 在左端 70mm 軸徑上劃鍵槽線深 5mm 寬 12mm 長 75mm 工藝用鍵槽 注意與靠 70mm 最近的拐在同一平面內(nèi) 11 銑 以兩 55mm 定位裝夾工件銑鍵槽寬 12mm 長 75mm X52K 12 粗車 采用專用工裝裝病例工件粗車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側(cè)面 專 用工裝為轉(zhuǎn)夾具 可進行三等分分度 留加工余量 5mm 專用工裝 CW6163 13 精車 采用專用工裝裝夾工件精車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側(cè)面 留磨 量 0 8mm 1mm CW6163 14 精車 夾工件左端 頂右端中心孔 車工件右端各部尺寸 留加工余量 0 8 1mm 車 1 20 錐度留加工余量 1mm CW6163 15 精車 倒頭 采用兩頂尖裝夾工件 車左端尺寸 55 mm 至 55025 mm 倒角 R518 0 CW6163 16 檢驗 檢查曲軸偏心距 17 磨 以兩中心孔定位裝夾工件 專用工裝 磨拐徑三處至圖樣尺寸 55 mm 靠磨拐徑兩側(cè)及圓角 R5025 M8240 18 磨 以兩中心孔定位裝夾工件 磨軸徑兩處 55 mm 至圖樣尺寸025 磨 50 mm 至圖樣尺寸02 M1432A 19 磨 夾工件左端 中心架夾右端 55 mm 處 找正 磨 1 20 錐025 度至圖樣尺寸 M1432A 錐度環(huán)規(guī)銅皮 9 20 劃線 劃 12 mm 6mm 鍵槽04 21 銑 以兩軸徑定位裝夾工件銑 12 mm 6mm 鍵槽04 X52K 22 鉗 修銼飛刺 23 檢驗 磁粉探傷 24 檢驗 按圖樣檢驗工件各部尺寸精度 25 入庫 涂油入庫 3 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 內(nèi)燃機曲軸零件材料為 QT600 3 硬度 190 270HBS 毛坯重量約為 40 3kg 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 采用毛坯鍛件 3 4 1 加工兩端中心線上的外圓表面 由于這些表面的粗糙度要求較高 它們的表面粗糙度有 Ra1 6 和 Ra3 2 m 根據(jù)工序要求 軸徑 55mm 還要研磨 m0 3 粗車 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 22 其余量規(guī)定為 現(xiàn)2 5 取 2 5 精車 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 39 其余量規(guī)定為 1mm 粗磨 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 42 其余量規(guī)定為 現(xiàn)0 6m 取 0 m 研磨 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 44 其余量規(guī)定為 現(xiàn)取 8 15 0 1m 軸徑 55mm 鍛造毛坯的基本尺寸分別為 55 2 5 1 0 5 2 76mm 65 2 5 1 0 5 0 01 2 73 02mm 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 3 18 鍛件尺寸公差為 現(xiàn)取1 2m 1mm 對軸徑 55mm 有 毛坯的名義尺寸為 55 2 5 1 1 0 5 2 76mm 毛坯最小尺寸為 76 1 75 mm 毛坯最大尺寸為 76 1 77mm 精車后尺寸為 55 0 5 2 69mm 10 粗磨后尺寸與零件圖尺寸相同 即 55mm 而對于錐度為 1 10 的軸徑粗糙度要求為 Ra 3 2 精車能達到要求 此時 m 直徑粗加工余量 2Z 5mm 精加工為 0 5mm 能滿足加工要求 而對于飛輪外螺紋 表面粗糙度要求為 R m 故粗車就能達到要求 3 6a 3 4 3 銑 1 10 圓錐處鍵槽 根據(jù)工藝要求 端面精度要求不高粗糙度為 Ra3 2 需要粗精銑鍵槽 此 m 時的余量 2Z 3mm 已能滿足加工要求 3 4 4 車磨拐徑為 55 mm 由于表面的粗糙度要求較高 它們的表面粗糙度都是 Ra 根據(jù)工序6 1 m 要求 拐徑 55 mm 加工分粗 精車 還有粗 研磨 0 39 粗車 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 5 其余量規(guī)定為 現(xiàn)取2 5 2 5m 精車 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 39 其余量規(guī)定為 1 粗磨 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 42 其余量規(guī)定為 現(xiàn)0 6m 取 0 研磨 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 44 其余量規(guī)定為 現(xiàn)取 8 15m 0 1 拐徑 55 mm 鍛造毛坯的基本尺寸為 55 2 5 1 0 5 0 01 2 58 02mm 0 39 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 3 18 鑄件尺寸公差等級選用 1 2 取鍛件尺 寸公差為 對軸徑 95 mm 有 0 39 毛坯的名義尺寸為 55 2 5 1 0 5 0 01 2 58 02mm 毛坯最小尺寸為 58 02mm 1mm 57 02mm 毛坯最大尺寸為 58 02mm 1mm 59 02mm 精車后尺寸為 55 0 5 0 01 55 51mm 研磨后尺寸與零件圖尺寸相同 即 55 mm 0 39 3 5 確定切削用量 工序 1 經(jīng)兩軸徑部分定位壓緊分別銑兩個端面保證總長尺寸 520mm 鉆左端中心孔 B4 加工材料 QT600 3 11 在專用夾具中 刀具 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 63 可選銑刀直徑 220mm 齒數(shù) Z 6 wd 1 確定背吃刀量 ap m5 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 15 可查得 0 20 0 29mm z 選擇 0 20mm z 故 zf zf rmZ 160 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 25 可選擇 50m min cv in 41 850910rdvnwcs 按 X52K 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v min r in 08 69102vw 工作臺每分鐘進給量為 mi 22 Mznfw 按 X52k 機床工作臺進給量表 選擇 130mm min Mzf 則實際每齒進給量為 zmznfw 2 0163 工額定時的計算 jT 12 min85 2130486521 iflTMzj 式中 485mm 取 l1 86mm l 取 m5 32 42 in fmz 2 工序 2 夾右端外圓 找正兩軸徑外圓 頂左端中心孔 車兩軸徑處 其中 1 20 一端 右 端 尺寸為 55mm 另一端 左端 尺寸為 70mm 工藝尺寸 加工條件 工件材料 QT600 3 鍛件 加工要求 粗車左端外圓 55 mm 機床 仿型車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 取單邊余量 Z 2mm pa 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 取 0 5 fmr 3 切削速度 按 3 表 2 4 20 切削速度 1 38 CVs1 38602 inCVm 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 8 i min6cswvnrrdp 387 c 切 削 速 度 w曲 軸 直 徑 按機床說明書 與 相近的轉(zhuǎn)速為 400 則 inr387 inr 實際銑削速度 mi 16 8104 65pdVvc 5 檢驗機床功率 主切削力 Fc 按 3 表 2 4 9 可查得 Fc 5kw 由仿型車床說明書可知 車床主電動機功率為 13KW 當主軸轉(zhuǎn)速為 400 r min 時 主軸傳遞的功率為 7 5kW 所以機床功率足夠 可以正常工作 100 0dccd 13 6 計算切削工時 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 52 5mml 刀具切入長度 L1 tg 2 3 1park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 1315in 54i4 msltinf 工序 3 倒頭裝夾工件左端 70mm 處 中心架夾帶錐一端 55mm 軸徑上 鉆右端中心孔 B4 粗車錐度一端各部尺寸 留加工余量 5mm 其中 70mm 車 至圖樣尺寸 加工條件 工件材料 QT600 3 鍛件 60baMPs 機床 仿型車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 取單邊余量 Z 4mm pa 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 取 0 8 fmr 3 切削速度 按 3 表 2 4 20 切削速度 1 4 CVms 1 4608 inCV 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 08 65cswvnrsrsdp 3 cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 400r min 則實際速度 minr35 1 min 16 804 6pdVvc 14 5 檢驗機床功率 主切削力 Fc 按 3 表 2 4 20 可查得 Fc 2 3kw 由車床說明書可知 車床主電動機功率為 75KW 當主軸轉(zhuǎn)速為 400r min 時 主軸傳遞的功率為 4 5kW 所以機床功率足夠 可以正常工作 6 計算切削工時 按 工藝手冊 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 44mml 刀具切入長度 L1 tg 2 3 1park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 13148in 47i mwltinf 工序 4 采用專用工裝裝病例工件粗車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側(cè)面 專用 工裝為轉(zhuǎn)夾具 可進行三等分分度 留加工余量 5mm 機床 仿型車床 刀具 YG6 1 粗車拐徑 55 mm 1 被吃刀量 參照 3 表 2 3 5 其余量規(guī)定為 現(xiàn)pa 4 5 m 也取 分兩次加工 2 5mm 4 0m 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 取 0 8 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 24 0 15 3 0 2vvvcxy v見 表 1 8 即 所以 1 8897vmskkrbvk min 97 0 4 0 363515 2 0Vc 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 15 1092 10 min in5cswvnrrdp 586 cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 590r min 則實際速度 inr586 mi 9 210 34pVvc 5 檢驗機床功率 主切削力 Fc 按 2 表 1 29 所示公式計算 FCxnpcavk 式中 2795 1 0 75 0 1CCCCFFFyn 所以 Nc 89 4 8 2 3 15050 切削時消耗功率 PC 為 KWVFPcc 1 510 6 23 10 644 由機床說明書可知 主電動機功率為 75KW 當主軸轉(zhuǎn)速為 590r min 時 主軸傳遞的功率為 45kW 所以機床功率足夠 可以正常工作 6 計算切削工時 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 123mml 刀具切入長度 L1 tg 2 3 1park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機動時間 t12389in0 31i5 mwlltinf 工序 5 精車拐徑 55 mm 尺寸 16 機床 仿型車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 mr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcxy 2 v見 表 1 8 即 所以 4 48197vmskkrbvk min 97 0 4 2 0 6 035152 Vc 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 49 min i5cswvnrrdp 51 6 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 1000r min 則實際速度1 6in 70 3410nVc 5 計算切削工時 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 89mml 刀具切入長度 L1 tg 2 3 1park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機動時間 t12389in0 45i0 2mwlltinf 工序 6 精車軸徑 55 mm 17 機床 仿型車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcxy v見 2 表 1 8 即 所以 4 48197vmskkrbvk min 97 0 4 2 0 6 035152 Vc 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 19 in i68cswvnrrdp 6 cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按機床說明書 與 相近的轉(zhuǎn)速為 700r min 則實際速度69 7 minri 46 10 83140npVc 5 計算切削工時 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 52 5mml 刀具切入長度 L1 tg 2 3 1park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機動時間 t 18 1231052min0 76i7 mwlltinf 工序 7 精車軸徑 65 mm 機床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcxy 2 v見 表 1 8 即 所以 4 48197vmskkrbvk min 97 0 4 2 0 6 03552 Vc 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 119 in i65cswvnrrdp 31 cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 740r min 則實際速度731 9 minri 0 504 6310npVc 5 計算切削工時 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 74mml 刀具切入長度 L1 tg 2 3 1park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 19 本工序機動時間 mt 1231482in1 0mi70 mwlltinf 工序 8 粗車錐度 1 10 軸 機床 仿型車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcxy 2 v見 表 1 8 即 所以 4 48197vmskkrbvk min 4 2 0 6 035152 Vc 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 109 i i65cswvnrrdp 0 8cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 540r min 則實際速度50 8 minri 1 614 30npVwc 5 計算切削工時 按 3 表 2 5 3 取被切削層長度 由毛坯尺寸可知l L 145mm 刀具切入長度 L1 tg 2 3 1lpark 主偏角 0 L1 2mmrk 20 刀具切出長度 取2l0m 本工序機動時間 t123145in1 36i0 2mwlltinf 工序 9 精車錐度 1 10 軸 機床 仿型車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcxy 2 v見 表 1 8 即 所以 4 48197vmskkrbvk min 4 2 0 6 035152 Vc 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 109 i i65cswvnrrdp 732cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 740r min 則實際速度732 minri 0 1504 631npVwc 5 計算切削工時 按 3 表 2 5 3 取被切削層長度 由毛坯尺寸可知l L 145mm 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 lpark 21 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機動時間 t1231452in0 9mi7 mwllinf 工序 10 銑鍵槽 12 mm 6mm 鍵槽04 機床 X52k 刀具 高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 齒數(shù) L 206wd 12Z 1 銑削深度 pa3 5m 2 每齒進給量 根據(jù) 3 表 2 4 76 取f 0 5 fam 3 銑削速度 參照 3 表 2 4 86 取 V4Vs 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 in 1 62 1 30rpdnw 取 75 minr V 切 削 速 度 實際銑削速度 smnpdVwc 49 06 1752340 5 給量 Zanff 5 f 工作臺每分進給量 m 13 inf s 6 刀具切入長度 精銑時 1l 1 37 25 0 75eeaDm 被切削層長度 l56 刀具切出長度 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 in25 0367 21 mjfltj 工序 11 粗磨軸徑 55 mm 機床 M1455A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 550mm 砂輪的寬度取 B 75 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 233 0 476 取 0 355 WV msWV s2 5 nrs 22 3 軸向進給量 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得af 0 5 0 8 B 取 45BaBf mr 4 徑向切入進給量 根據(jù) 3 表 2 4 1480 rf 預(yù)估 0 355mm 可查得 0 0176 0 0110 取 0 155WVrf rf mr 5 每分種金屬磨除量 Z 可用公式計算 Z 1000 mmWVafr3 in in 5 264 15 03 13 6 機動時間 jt 被磨削層長度 lm 單面余量 bZ 2 局部修磨的系數(shù) k 根據(jù) 3 表 2 5 11 1 k 機動時間 jt min85 24 50 raBjfnKLZt 工序 12 粗磨軸徑 70m 機床 M1455A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 550mm 砂輪的寬度取 B 75 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 233 0 476 取WV ms 0 355 WV ms2 5 nrs 3 軸向進給量 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 5 0 8 B 取 45af aBfaBf r 4 徑向切入進給量 根據(jù) 3 表 2 4 1480 預(yù)估r 0 355mm 可查得 0 0176 0 0110 取 0 155f mrrf 5 每分種金屬磨除量 Z 可用公式計算 Z 1000 mmWVafr3 in in 5 264 15 03 13 6 機動時間 jt 被磨削層長度 l8m 單面余量 bZ 2 局部修磨的系數(shù) k 根據(jù) 3 表 2 5 11 1 k 機動時間 jt min02 45 048 raBjfnKLZt 23 工序 13 粗磨拐徑 55 mm 機床 M1455A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 550mm 砂輪的寬 度取 B 75 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 233 0 476 取WV ms 0 355 WV ms2 5 nrs 3 軸向進給量 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 5 0 8 B 取 45af aBfaBf r 4 徑向切入進給量 根據(jù) 3 表 2 4 1480 預(yù)估 0 355mm 可查得r 0 0176 0 0110 取 0 155rf rf mr 5 每分種金屬磨除量 Z 可用公式計算 Z 1000 mmWVafr3 in min 5 264 15 0 13 6 機動時間 jt 被磨削層長度 l89m 單面余量 bZ0 4 局部修磨的系數(shù) k 根據(jù) 3 表 2 5 11 1 k 機動時間 jt min42 5 1089 raBjfnKL 工序 14 研磨拐徑 55 mm 機床 M1432A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 400mm 砂輪的寬 度取 B 55 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 149 取 0 6 WV ms2 5 nrs 3 軸向進給量 根據(jù) 3 表 2 4 149 查得 0 5 0 8 B af aBf0 653 aBfmr 4 徑向切入進給量 根據(jù) 3 表 2 4 149 預(yù)估 0 6mm 可查得 0 0028f rf r 5 每分種金屬磨除量 Z 可用公式計算 Z 1000 mmWVafr3 min i 4 5028 06 13 6 機動時間 jt 被磨削層長度 l89m 24 單面余量 bZ0 1 局部修磨的系數(shù) k 根據(jù) 3 表 2 5 11 1 2k 機動時間 jt min5 03 08 9 raBjfnKLZt 工序 15 精磨軸徑 55 mm 機床 M1432A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 400mm 砂輪的寬 度取 B 55 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 149 取 0 6 WV ms2 5 nrs 3 軸向進給量 根據(jù) 3 表 2 4 149 查得 0 5 0 8 B af aBf0 653 aBfmr 4 徑向切入進給量 根據(jù) 3 表 2 4 149 預(yù)估 0 6mm 可查得f 0 0028rf 5 每分種金屬磨除量 Z 可用公式計算 Z 1000 mmWVafr3 min i 4 5028 06 13 6 機動時間 1jt 被磨削層長度 l30m 23l 單面余量 bZ 局部修磨的系數(shù) k 根據(jù) 3 表 2 5 11 1 2k 機動時間 jt min7 03 5 208 1 raBjfnKL i1 2raBjfZt 本工序的機動時間 0 34jt12jtin 工序 16 磨 1 10 圓錐 1 粗磨 1 10 圓錐 機床 M1455A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 550mm 砂輪的寬度取 B 75 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 233 0 476 取WV ms 25 0 355 WV ms2 5 nrs 3 軸向進給量 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 5 0 8 B 取 45af aBfaBf r 4 徑向切入進給量 根據(jù) 3 表 2 4 1480 預(yù)估 0 355mm 可查得rf WV 0 0176 0 0110 取 0 155rf rf mr 5 每分種金屬磨除量 Z 可用公式計算 Z 1000 mmWVafr3 in in 5 264 15 0 13 6 機動時間 jt 被磨削層長度 l45m 單面余量 bZ0 局部修磨的系數(shù) k 根據(jù) 3 表 2 5 11 1 k 機動時間 jt 工序 18 磁粉探傷各軸徑 拐徑 工序 19 鉗工 修油孔 倒角 清污垢 工序 20 檢查 26 4 銑曲拐端面夾具設(shè)計 4 1 設(shè)計要求 本夾具主要用來銑三拐曲軸端面 由加工本道工序的工序簡圖可知 銑端面時 左右端面有尺寸要求520 以及端面均有表面粗糙度要求Rz12 5 本道工序僅是對 端面進行加工 因此在本道工序加工時 主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率 降低勞動 強度 同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量 4 1 1 定位基準的選擇 在進行端面銑加工工序時 左右兩端的軸沒加工 用兩個 V 型塊定位 因此 工件選用兩端軸中心線作為定位基準 選擇兩個 V 型塊作為定位基面限制了工件 的四個自由度 還要一個擋板 限制一個自由度 夾具上的定位元件是 其中定 位元件為擋板和兩個 V 型塊 4 1 2 定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準為兩個 V 形塊和定位銷作定位 所以相應(yīng)的夾具上的 定位元件應(yīng)主要是兩個 V 形塊 因此進行定位元件的設(shè)計主要是對 V 形塊進行 設(shè)計 由機床夾具設(shè)計手冊查的可知 根據(jù)工件的直徑 D 55mm 可知 V 形塊的結(jié)構(gòu)尺寸如下 表 4 6 V 形塊的結(jié)構(gòu)尺寸 D H 1d2dh1l2AL1 55 55 12 18 12 30 15 25 125 20 V 形塊設(shè)計如圖 27 圖 4 6 V 形塊圖 4 1 3 銑削力與夾緊力計算 根據(jù) 機械加工工藝手冊 可查得 根據(jù) 機械加工工藝手冊 可查得 銑 削力計算公式為 圓周分力 0 9741 0 815pfFzFzaZdke 查表可得 032dm2m 0 15 faz p 6Fz 代入得 NZ 2694 3 4 9 查表可得銑削水平分力 垂直分力 軸向分力與圓周分力的比值為 0 8LEF 0 6VEF 0 53xEF FEL 3 215 964 8 0 NV 6 28 NFEX 9 1427 96 53 0 夾緊裝置可以分為力源裝置 中間傳動裝置和夾緊裝置 在此套夾具中 中 間傳動裝置和夾緊元件合二為一 力源為機動夾緊 通過螺栓夾緊移動壓板 達 到夾緊和定心作用 1 液動夾緊裝置 液動夾緊裝置以壓縮空氣作為動力源推動夾緊機構(gòu)夾緊工件 常用的氣缸結(jié)構(gòu)有 活塞式和薄膜式兩種 活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式 擺動式和回轉(zhuǎn)式三種 按工作方式 分類有單向作用和雙向作用兩種 應(yīng)用最廣泛的是雙作用固定式氣缸 2 液壓夾緊裝置 液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與液動夾緊裝置相同 所不同的是它所用的 工作介質(zhì)是壓力油 與氣壓夾緊裝置相比 液壓夾緊具有以下優(yōu)點 傳動力大 夾具結(jié)構(gòu)相對比較小 油液不可壓縮 夾緊可靠 工作平穩(wěn) Z 噪聲小 它的 不足之處是須設(shè)置專門的液壓系統(tǒng) 應(yīng)用范圍受限制 根據(jù)切削力 夾緊力的影響因素 在夾緊不利狀態(tài)過程 該夾緊力的計算應(yīng) 該根據(jù)機械平衡原理來設(shè)計 最后 為了確保可靠夾緊 數(shù)值乘以安全系數(shù)實際 所需夾緊力 初步確定液壓缸參數(shù) 表 5 1 按負載選擇工作壓力 1 負載 KN 50 工作壓力 MPa 0 8 1 1 5 2 2 5 3 3 4 4 5 5 表 5 2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 1 機 床 機械類型 磨床 組合 機床 龍門 刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程機械 建筑機械 液壓鑿巖機 液壓機大中型挖掘 機 重型機械 起重運輸機械 工作壓 力 MPa 0 8 2 3 5 2 8 8 1 0 10 18 20 32 由于鉆削力為 4239N 往往要取大一些 在這取負載約為 10000N 初選液壓 缸的設(shè)計壓力 P1 3MPa 為了滿足工作這里的液壓缸課選用單桿式的 并在快進 時差動連接 則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積 A1 與 A2 應(yīng)滿足 A1 2A2 即液 壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 應(yīng)滿足 d 0 707D 為防止切削后工件突然前沖 液 壓缸需保持一定的背壓 暫取背壓為 0 5MPa 并取液壓缸機械效率 則9 0m 液壓缸上的平衡方程 29 1212PAFAP 故液壓缸無桿腔的有效面積 2232551 46106 410 2032 cmmb 液壓缸直徑 cAD8 73 461 液壓缸內(nèi)徑 按 GB T2348 1980 取標準值 D 80mm 因 A1 2A 故活塞桿直徑 d 0 707D 56mm 標準直徑 則液壓缸有效面積為 222 6 580 4 4 521 cmdDAc 2 缸體壁厚 的校核 查機械設(shè)計手冊 取壁厚為 10mm 則 15 08 D 根據(jù) 時 4 3 0 8 max3p 2 2 可算出缸體壁厚為 1 25 滿足最低速度的要求 12c2 2 活塞桿強度計算 50 100 12 18 12 30 15 25 140 20 V 形塊設(shè)計如圖 35 圖 4 6 V 形塊圖 5 3 銑削力與夾緊力計算 根據(jù) 機械加工工藝手冊 可查得 根據(jù) 機械加工工藝手冊 可查得 銑 削力計算公式為 高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 圓周分力 FzfpkZdaFz0 1 7409 581 查表可得 6wdm 2m 0 15 faz pa6 Fz 代入得 0 90 74 9 431236z 21N 查表可得銑削水平分力 垂直分力 軸向分力與圓周分力的比值為 8 0 ELF 6 0 EVF5 0 ExF 80 2694 15 3LEN 36 0 6 294 16 5VEFN 537x 當用兩把銑刀同時加工時銑削水平分力 3410 6LF 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡 即 FL 查 表 可 得 0 43168 7 LN 計算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實際所需夾緊力 F 即 取 k 2 214368 72 3 5 4 對刀塊和塞尺設(shè)計 由于本道工序是完成曲軸曲拐端面的銑加工 所以選用直角對刀塊 根據(jù) GB2243 80 直角對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示 37 圖 3 7 直角對刀塊圖 塞尺選用平塞尺 其結(jié)構(gòu)如圖所示 標 記 四 周 倒 圓 圖 4 8 平塞尺圖 塞尺尺寸為 表 4 8 塞尺尺寸 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0 006 0 25 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體 這些 主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖 整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖所 示 38 6 數(shù)控加工程序 O0010 N05 起始 N10 T07M06 換 7 號刀 N30 M03 M08 S375 主軸正轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速 375r min N35 G43Z30H07 建立刀補 N40 G0 X 17Y0 N50 G1 Z17 5 F200 粗銑 N70 X 73 N80 G49G0 Z200 N85 T08M06 N90 G43Z30H08 N95 G0 X 17Y0S475 N100 G01Z17F200 精銑 轉(zhuǎn)速 475r min N105 X 73 N110 G49G00Z200 返回程序起點 N120 M05 M09 停主軸 N130 程序結(jié)束 39 總 結(jié) 通過畢業(yè)設(shè)計 我對課本理論知識有了更深刻了理解 同時 繪圖能力也有 了較大的提高 這對我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ) 本文是加工工藝和夾具設(shè)計 并對工藝方案進行比較選擇合理的工藝路線 然后計算分析尺寸 并制定出工藝卡片 最后是夾具的設(shè)計 設(shè)計的總體過程可以概括為 首先對零件的結(jié)構(gòu) 形狀及材料作整體分析 然后初選加工工藝方案 本次畢業(yè)設(shè)計綜合了大學里所學的知識 是理論與實際相結(jié)合的一個成果 由于專業(yè)知識有限 在設(shè)計過程中遇到的問題主要通過老師的講解 同學們的討 論以及查閱資料來解決 40 參 考 文 獻 1 李 洪 機械加工工藝手冊 M 北京出版社 2006 1 2 陳宏鈞 實用金屬切削手冊 M 機械工業(yè)出版社 2005 1 3 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 金屬切削手冊 M 上?？茖W技術(shù)出版社 2002 4 楊叔子 機械加工工藝師手冊 M 機械工業(yè)出版社 2000 5 徐鴻本 機床夾具設(shè)計手冊 M 遼寧科學技術(shù)出版社 2003 10 6 都克勤 機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊 M 貴州人民出版社 2003 4 7 胡建新 機床夾具 M 中國勞動社會保障出版社 2001 5 8 馮 道 機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊 M 安徽文化音像出版社 2003 9 王先逵 機械制造工藝學 M 機械工業(yè)出版社 2000 10 馬賢智 機械加工余量與公差手冊 M 中國標準出版社 1994 12 11 劉文劍 夾具工程師手冊 M 黑龍江科學技術(shù)出版社 2007 12 王光斗 機床夾具設(shè)計手冊 M 上?？茖W技術(shù)出版社 2002 8 41 致 謝 畢業(yè)設(shè)計是將大學所學的知識融合在一起 綜合運用所有的相關(guān)專業(yè)知識 是課本知識在實際中的應(yīng)用 在設(shè)計分析中引導我去思考了更多的設(shè)計思路 增強了我的學習能力 與我 們一起討論問題 使我對分析有了更清晰明確的認識 使我受益非淺 畢業(yè)設(shè)計是我們專業(yè)知識綜合應(yīng)用的實踐訓練 這是我們邁向社會 從事職 業(yè)工作前一個必不可少的過程 一著手清理自己的設(shè)計結(jié)果 仔細回味畢業(yè)設(shè)計 的心路歷程 一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消 我不禁時刻提醒自己 一 定要養(yǎng)成一種高度負責 一絲不茍的良好習慣 自己綜合運用所學專業(yè)知識的能力是如此的不足 幾年來學習了那么多的課 程 今天才知道自己并不會用 想到這里 我真的有點心急了 我深深體會到這 句千古言的真正含義 雖然這是我剛學會走完的第一部 是我人生中的一點小小 的勝利 然而它令我感到自己成熟了許多 使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真 正的貧乏 學會腳踏實地地邁開這一步 就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅 實的基礎(chǔ) 說實話 畢業(yè)設(shè)計真是有點累 通過畢業(yè)設(shè)計 使我深深體會到 干任何事 都必須耐心 細致 經(jīng)歷了畢業(yè)設(shè)計 許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂 有時應(yīng)為不小心計算出錯 只能 毫不留情地重做 由于畢業(yè)時間的倉促 很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時間去細細追究來源 但我 相信方向才是最重要的 因為方向確定了 就會用最少的精力做好事情 這對于我以后的工 作至關(guān)重要 因為在實際生產(chǎn)生活中 要從事的工種是千差萬別的 只有從中找到自己最拿 手 最有發(fā)展前途的崗位 個人才有更多的熱情 也最可能在自己的崗位做出一些貢獻