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大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))模板
題 目: 車床支架機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
II
內(nèi)容摘要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
閥體零件的工藝規(guī)程及工裝夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析,了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算,關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量;然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì),選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件;計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞:工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
目 錄
內(nèi)容摘要 I
引 言 1
1 緒論 2
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1年生產(chǎn)量和批量的確定 3
2.2零件分析 3
2.3毛坯余量和加工余量的確定 4
2.4定位基準(zhǔn)的選擇: 5
2.5工藝方案的確定 6
2.6工藝路線的擬定 8
第3章鉆?18孔夾具設(shè)計(jì) 31
3.1研究原始質(zhì)料 31
3.2定位基準(zhǔn)的選擇 31
3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 32
3.4誤差分析與計(jì)算 33
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 34
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 36
3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 37
總結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 39
1 緒論
機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)性文件,它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及其產(chǎn)品所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益,因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證和主要依據(jù),在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。
夾具設(shè)計(jì)是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本,所以,在大批量生產(chǎn)中,常常采用專用夾具。同時(shí),使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問題等,因此,機(jī)床夾具在機(jī)械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。
在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,將會(huì)使用到這幾年所學(xué)的所有知識(shí),是這些知識(shí)的整合運(yùn)用,也會(huì)使這些知識(shí)在這次設(shè)計(jì)中融會(huì)貫通,希望可以通過這次設(shè)計(jì)鍛煉自己的分析、解決問題的能力,為義工的工作奠定良好的基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)的題目是“車床支架機(jī)械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)”。在做這個(gè)設(shè)計(jì)題目過程中,涉及了很多工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。
本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是:制定一給定的零件(車床支架)的機(jī)械加工工藝及就加工該零件的某一道工序(鉆孔)的夾具設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:
毛坯零件綜合圖一張;
夾具裝配圖1張;
夾具體圖1張;
工序卡的編訂、 繪制;
論文1份;
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1年生產(chǎn)量和批量的確定
1)已知生產(chǎn)綱領(lǐng):2000件/年,
年生產(chǎn)量=生產(chǎn)綱領(lǐng) 每臺(tái)件數(shù) (1%儲(chǔ)備量)(1%廢品率)
= 2000 1 (1+0.01)(1+0.01)
= 2041 件
月產(chǎn)量=年產(chǎn)量/12= 170 件(其中一個(gè)月生產(chǎn)171件)
日產(chǎn)量=月產(chǎn)量/25.5= 7.56 = 8 件
2)生產(chǎn)類型的確定:
查工藝人員手冊(cè),年產(chǎn)量2000件的屬于中批生產(chǎn)。
3)批量的確定及生產(chǎn)間隔期
在一個(gè)零件總的加工時(shí)間及最長(zhǎng)工序時(shí)間確定的情況下,批量和生產(chǎn)間隔期相互制約,批量越大,生產(chǎn)間隔期越長(zhǎng),生產(chǎn)率高,但資金周轉(zhuǎn)慢,批量越小,生產(chǎn)間隔期短,資金周轉(zhuǎn)快,但生產(chǎn)率低,所以要同時(shí)兼顧二者。
批量的確定:
除了要考慮生產(chǎn)間隔期外,還要考慮車間毛坯倉(cāng)庫(kù)的面積,如批量大,則占用車間面積過大,資金投入大,周轉(zhuǎn)慢,反之,如批量小,則毛坯的供給滿足不了加工需要,則出現(xiàn)停工,以至于設(shè)備的閑置,工人的浪費(fèi)。
考慮到以上的種種因素,定的批量時(shí)間為2天。
2.2零件分析
1. 零件作用:本零件作為支架用零件如圖一所示。
2. 零件材料:本零件材料為HT20-40。
3. 零件熱處理要求:由于本零件為鑄件,需要進(jìn)行時(shí)效處理。
4. 零件技術(shù)要求:
本零件需加工的表面為:A面、C面、F面、D面、E面、L孔、B孔、G孔、H孔。其中L孔,
圖2-1 車床支架零件示意圖 B孔不但本身尺寸精度、表面粗糙度有較高要求,而且位置精度也有一定要求。(詳
細(xì)見附圖2-2車床支架毛坯零件綜合圖)
圖2-2 車床支架零件圖
5. 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn):對(duì)稱性較好。
6. 加工出該工件所用的加工方法主要有:銑削加工,鉆、锪、擴(kuò)、鉸削加工。
7. 零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn):分析得知,其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是 A 面、C 面。
2.3毛坯余量和加工余量的確定
1)毛坯的選擇
由于零件是中批生產(chǎn),故優(yōu)先考慮鍛、鑄件,可提高生產(chǎn)率,降低成本,
又考慮到零件的力學(xué)性能、形狀及大小,故采用鑄件。
2)毛坯余量和加工余量的確定
加工余量的大小不僅直接影響毛坯尺寸,而且影響到工藝裝備(夾具等)的尺寸,設(shè)備的調(diào)整,切削用量的選擇,材料消耗工藝定額和加工工時(shí)定額等。如果余量留大了,既浪費(fèi)材料又浪費(fèi)工時(shí)、工具和動(dòng)力;如果留小了,由于加工過程中的應(yīng)力變形和熱變形等影響,可能會(huì)由于余量不足而導(dǎo)致工件報(bào)廢,因此,在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)確定合理的加工余量是十分重要的。
機(jī)械加工中毛坯尺寸與其零件尺寸之差,稱為毛坯余量,加工余量的大小,取決于各加工過程中各個(gè)工序應(yīng)切除的金屬層總和,以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸間的偏差值。
毛坯余量的確定:根據(jù)毛坯的鑄造精度,鑄件最大尺寸,該面的公稱尺寸,及該面在砂箱中所處的位置,可由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》中查出。
但在本次設(shè)計(jì)中,毛坯余量由各工序切削余量計(jì)算出。每道工序中切去金屬的厚度就是該道工序的加工余量。加工余量的確定可由《機(jī)械加工余量手冊(cè)》中查出,其選用原則為:
a. 應(yīng)有充分的加工余量,加工余量應(yīng)能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度及精度;
b. 決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到零件的熱處理時(shí)引起的變形,否則可能產(chǎn)生廢品;
c. 決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到所采用的加工方法和設(shè)備,以及加工過程中零件可能發(fā)生的變形;
d. 決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到被加工零件的大小,零件越大,則加工余量也越大,因?yàn)榱慵某叽缭龃蠛?,由切削力,?nèi)應(yīng)力等引起的變形的可能性也增加;
e. 在考慮上述各項(xiàng)后,盡量采用最小的加工余量,以求縮短加工時(shí)間,并降低零件的制造費(fèi)用。
加工余量應(yīng)包括:
a. 上工序的表面粗糙度(Ra)
b. 上工序的表面破壞層(Da)
c. 上工序的尺寸公差(Ta)
d. 需要單獨(dú)考慮的誤差(ρa(bǔ))
e. 本工序的安裝誤差(εb)
實(shí)際生產(chǎn)中的加工余量,很少采用計(jì)算法,而大多是由工廠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)和查閱一般的機(jī)械加工手冊(cè)決定,而本工藝規(guī)程加工余量的制定則參照《機(jī)械加工余量手冊(cè)》而定。在本工藝規(guī)程中,鑄件采用機(jī)器造型,木模,精度等級(jí)選7級(jí),查表12-2表12-3得:毛坯件側(cè)面、頂面的加工余量為4㎜,而底面有4㎜高的一個(gè)臺(tái)階面,考慮鑄造方便,故其底面余量取大一些,使其表面為一平面,底面加工余量為8㎜;孔均為鉆出。
繪制零件—毛坯綜合圖
零件—毛坯綜合圖詳細(xì)見圖紙。
2.4定位基準(zhǔn)的選擇:
1.粗基準(zhǔn)的選擇:
1) 保證工件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則:被加工零件上如有不加工表面應(yīng)選不加工表面作粗基準(zhǔn),這樣可以保證不加工表面對(duì)于加工表面具有較為精確的相對(duì)位置關(guān)系。
2) 合理分配加工余量的原則:從保證重要表面加工余量均勻考慮,應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)。
3) 便于裝夾的原則:為使工件定位穩(wěn)定,夾緊可靠,要求所選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、粗糙、不允許有鍛造飛邊、鍛造澆冒口切痕或其它缺陷,并有足夠的支撐面積。
4) 粗基準(zhǔn)不得重復(fù)使用的原則: 在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)只允許使用一次。
2.精基準(zhǔn)的選擇原則:
1) 基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn),這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。
2) 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面,以保證各加工表面之間的相對(duì)位置關(guān)系。
3) 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間位置精度要求比較高時(shí),可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。
4) 自為基準(zhǔn)原則 一些表面的精加工工序,要求加工余量小而均勻,常以加工表面自身為基準(zhǔn)。
2.5工藝方案的確定
根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求,設(shè)計(jì)了兩種工藝路線來達(dá)到加工目的:
方案一:
工序Ⅰ
粗銑—半精銑F面
粗銑—半精銑—精銑AC1面
粗銑—半精銑—精銑AC2面
工序Ⅱ
以A、C面為精基準(zhǔn),
粗銑—半精銑D面
粗銑—半精銑E面
工序Ⅲ
鉆—擴(kuò)—鉸B孔
工序Ⅳ
鉆—擴(kuò)—鉸L孔
工序Ⅴ
鉆H孔,锪G孔
工序Ⅵ
清除毛刺
方案二:
工序Ⅰ
以互為基準(zhǔn)原則,
粗銑—半精銑D面
粗銑—半精銑E面
工序Ⅱ
以D面為主要基準(zhǔn),
粗銑—半精銑F面
粗銑—半精銑—精銑AC1面
粗銑—半精銑—精銑AC2面
工序Ⅲ
以D面為主要基準(zhǔn),
鉆H孔,锪G孔
工序Ⅳ
以D面為主要基準(zhǔn),
鉆—擴(kuò)—鉸B孔
工序Ⅴ
以D面為主要基準(zhǔn),
鉆—擴(kuò)—鉸L孔
工序Ⅵ
清除毛刺
方案選擇:
在工藝路線擬定中根據(jù)機(jī)加工工序的安排原則:
1 先基準(zhǔn)后其它原則
2 先粗后精原則
3 先面后孔原則
4 先主后次原則
綜合考慮,選擇方案二更好?!豆に嚳ā芬姼綀D6。
2.6工藝路線的擬定
在擬定工藝路線時(shí),必須同時(shí)確定各工序所采用的機(jī)床,刀具,輔助設(shè)備及工藝裝備,切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設(shè)計(jì)。機(jī)床和工裝的選擇應(yīng)盡量做到合理,經(jīng)濟(jì),使之與被加工零件的生產(chǎn)類型,加工精度和零件的形狀尺寸相適應(yīng)。
一)機(jī)床的選擇(見《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P522)
1 機(jī)床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的外部形狀,尺寸相適應(yīng)。
2 機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)
3 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)盡量選用生產(chǎn)率高的專用機(jī)床,組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床。
4 機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有條件相適應(yīng)。做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用,并盡量做到設(shè)備負(fù)荷平衡。
按照加工過程中每道工序的有效功率,選擇工序Ⅰ、工序Ⅱ的加工機(jī)床為:X5032型立式升降臺(tái)銑床。
工序Ⅲ、工序Ⅳ、工序Ⅴ的加工機(jī)床為:Z525立式鉆床。
二)刀具的選擇(《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P802)
刀具的選擇也包括刀具的類型,構(gòu)造和材料的選擇,主要應(yīng)根據(jù)加工方法、工序應(yīng)達(dá)到的加工精度、粗糙度、工件的材料形狀、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等因素加以考慮,原則上盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具,必要時(shí)采用各種高生產(chǎn)率的專用刀具。
本工藝中銑削的工序都采用YG類硬質(zhì)合金刀具。YG類硬質(zhì)合金刀具的韌性較好,但切削韌性材料時(shí)耐磨性和耐熱性較差。所以,目前YG類硬質(zhì)合金適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。常用牌號(hào)有:YG3、YG6、YG8等,其中數(shù)字表示Go的含量。
銑刀直徑的選擇:
D=(1.4~1.6)ae
D-----銑刀直徑
ae---銑削寬度
工序Ⅰ
D=1.4×ae=1.4×88=123mm
考慮到機(jī)床功率,切削力矩,銑削效率的影響,
選D=100 mm,細(xì)齒,齒數(shù)Z=10,YG8硬質(zhì)合金面銑刀
工序Ⅱ
Ⅱ-1-1,Ⅱ-1-2
D=1.4×ae=1.4×140=196 mm
選D=160 mm, 中齒,齒數(shù)Z=10,YG8硬質(zhì)合金面銑刀
Ⅱ-1-3至Ⅱ-1-8
選D=100 mm,中齒,齒數(shù)Z=6 ,YG8硬質(zhì)合金面銑刀,
孔加工中刀具的選擇主要根據(jù)被加工孔的直徑大小來選擇。
三)夾具的選擇(《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P630)
正確設(shè)計(jì)和使用夾具,對(duì)保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍既減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有重要意義。同時(shí),使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問題等。具體情況見后面的夾具設(shè)計(jì)部分。
四)量具的選擇
1 量具的選擇應(yīng)做到量具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。
2 量具的量程應(yīng)與被測(cè)零件的尺寸大小相適應(yīng)。
3 量具的類型應(yīng)與被測(cè)表面的性質(zhì)(孔或外圓尺寸還是形狀位置值)、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)方式相適應(yīng)。
4 按量具的極限尺寸選擇量?jī)x時(shí)應(yīng)保證:T×K
T—被測(cè)尺寸的公差值(mm)
K—測(cè)量精度系數(shù)
—測(cè)量工具和測(cè)量方法的極限誤差
測(cè)量精度系數(shù)表2-5-1
被測(cè)尺寸的精度等級(jí)
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
K
0.325
0.30
0.275
0.25
0.20
五)加工面尺寸的確定
1. 工序Ⅰ
寬: B=4+65+38/2=88mm
長(zhǎng): L=140+140+20=300mm(20—兩個(gè)工位間的距離)
查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》,
切入: L1=25mm
超出: L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2= 300+25+3 = 328 mm
2. 工序Ⅱ
Ⅱ-1-1
寬: B=140mm
長(zhǎng): L=30mm
切入: L1=2mm
超出: L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2= 30+2+3 =35mm
Ⅱ-1-2
寬: B=(140-110)/2 +21=36mm
長(zhǎng): L=30mm
切入: L1=4mm
超出: L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2= 30+4+3 =37mm
Ⅱ-1-3
寬: B=140-36-18=86 mm
長(zhǎng): L=30mm
切入: L1=25mm
超出: L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=30+25+3=58mm
3. 工序Ⅲ
Ⅲ-1-1
直徑: d=11mm
長(zhǎng): L=20mm
切入: L1=5mm
超出: L2=2mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=20+5+2=27mm
Ⅲ-1-2
直徑: d=17mm
長(zhǎng): L=11mm
切入: L1=2mm
超出: L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=11+2+1=14mm
4. 工序Ⅳ
Ⅳ-1-1
直徑: d=18mm
長(zhǎng): L=80mm
切入: L1=7mm
超出: L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=80+7+3=90mm
Ⅳ-1-2
直徑: d=19.8mm
長(zhǎng): L=80mm
切入: L1=2mm
超出: L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=80+2+1=83mm
Ⅳ-1-3
直徑: d=20mm
長(zhǎng): L=80mm
切入: L1=2mm
超出: L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=80+2+1=83mm
5. 工序Ⅴ
Ⅴ-1-1
直徑: d=17mm
長(zhǎng): L=30mm
切入: L1=7mm
超出: L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)=L+L1+L2=30+7+3=40mm
Ⅴ-1-2
直徑: d=17.85mm
長(zhǎng): L=30mm
切入: L1=2mm
超出: L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=30+2+1=33mm
Ⅴ-1-3
直徑: d=18mm
長(zhǎng): L=30mm
切入: L1=2mm
超出: L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度: L計(jì)= L+ L1+ L2=30+2+1=33mm
六)切削用量的確定
正確的選擇切削用量,對(duì)保證零件的加工精度、提高生產(chǎn)率、降低刀具的損耗以及降低工藝成本都有很大的意義。切削用量的選擇與下列因素有關(guān):
1生產(chǎn)率
2加工質(zhì)量(主要指表面粗糙度)
3切削力所引起的機(jī)床―夾具―工件―刀具工藝系統(tǒng)的彈性變形
4工藝系統(tǒng)的振動(dòng)
5刀具的耐用度,v越大,耐用度越低
選用原則:
a. 先盡量選取大的ap值
b. 其次盡量取大的s值
c. 最后取合適的v值
(一)切深ap的選擇
一般平面的加工分為粗加工—半精加工—精加工的切深一般等于它的加工余量,而粗加工在留有精加工余量外,應(yīng)盡量取較大的切深,以一次加工切削其加工余量的為最佳。在本次設(shè)計(jì)中所有的切深均等于其加工余量,其走刀次數(shù)也因而全部為一次走刀。
(二)進(jìn)給量s的確定
在切深確定后,其進(jìn)給量s應(yīng)盡量取大值,但應(yīng)保證兩個(gè)基本要求:
a. 因切削力所引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形不至于使工件的加工尺寸超出公差范圍。
b. 表面粗糙度要求
粗加工時(shí),主要是工藝系統(tǒng)變形限制s,而粗糙度的要求不高;
精加工時(shí),粗糙度要求限制s,而工藝系統(tǒng)變形是次要的,s可根據(jù)切深ap、粗糙度要求,加工方法從工藝人員手冊(cè)中查出。
(三)切削速度v的選擇
切削速度v的選擇根據(jù)能最大發(fā)揮刀具的切削性能(不使刀具磨損太快),盡可能發(fā)揮機(jī)床的性能(機(jī)床的功率)。并且可以很好地保證加工質(zhì)量(主要是加工表面的粗糙度要求)和降低加工成本(從提高生產(chǎn)率和減小刀具損耗的角度考慮)。
一般的加工方法,如鉆、擴(kuò)、鉸、銑、鏜的切削用量均可以從手冊(cè)中查出其范圍,再由具體的加工環(huán)境,加工方法等確定其具體數(shù)值。而大量生產(chǎn)中所應(yīng)用的流水線的切削用量的選擇則有其自身的特點(diǎn):
1.比普通機(jī)床的切削用量約低30%,以減少換刀時(shí)間,和機(jī)床調(diào)整次數(shù),
一般取刀具的耐用度為:
硬質(zhì)合金銑刀 200分
鉆頭 300分
擴(kuò)孔鉆 60分
鉸刀 70分
鏜刀 60分
絲錐 90分
2. 在服從機(jī)床本身某一參數(shù)下(多數(shù)為每分進(jìn)給量,因組合專用機(jī)床的動(dòng)力頭的運(yùn)動(dòng)為一定的),兼顧同時(shí)工作的不同刀具的合理要求,如孔的一般加工為鉆、擴(kuò)、鉸,鉆孔的v較高,而擴(kuò)、鉸的略低,但由于機(jī)床動(dòng)力頭的運(yùn)動(dòng)是一定的,因而可以適當(dāng)降低鉆頭的v,而擴(kuò)、鉸的可以適當(dāng)增加,以求得最高的生產(chǎn)率。
3. 切削用量的選擇應(yīng)使每道工序的時(shí)間與流水線節(jié)拍相等或小于流水線節(jié)拍,并使各道工序的時(shí)間定額相接近。
計(jì)算過程
工序Ⅰ
Ⅰ-工位1-1 粗銑D面至35,E面至32,Ra12.5
查表,估算:
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=3 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3 mm/齒
切削寬度 ae=88 mm
切削速度:
V=368·D0.2/(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=3681000.2/(2000.3230.150.30.35880.2)
= 89.55 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n =1000v/3.14d
=100089.55/(3.14100)
=285.2r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 235r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14×100×235/1000=79.9m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z= 0.03×10 = 3 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速235r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為190 mm/min,則
f2=190 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5 ×30.9×0.30.74×88×10×235
= 6.07 kw
Ⅰ-工位2-2 半精銑D面至31,E面至30,Ra6.3
查表,估算:
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=1 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2 mm/齒
切削寬度 ae=88 mm
切削速度:
V=368·D0.2/(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
= 368×1000.2/(2000.32×10.15×0.20.35×880.2)
=121.7m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000×121.7/(3.14×100)
=387.6 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取300 r/min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14×100×300/1000=94.2m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.2×10=2mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速300r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為235 mm/min,則
f2=235 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5 ×10.9×0.20.74×88×10×300
=2.1kw
工序Ⅱ
Ⅱ-1-1 粗銑F面至25,Ra12.5
查表,估算:
刀具直徑 D=160mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=3mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3mm/齒
切削寬度 ae=140mm
切削速度:
V=368·D0.2/(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1600.2/(2000.32×30.15×0.30.35×1400.2)
=89.65m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000×89.65/(3.14×160)
= 178.4 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 150r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14×160×150/1000=75.36m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.3×10= 3mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速150r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為118 mm/min,則
f2=118 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×30.9 ×0.30.74×140×10×150=6.16kw
Ⅱ-1-2 半精銑F面至24,Ra6.3
查表,估算:
刀具直徑 D=160mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=1mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2mm/齒
切削寬度 ae=140mm
切削速度:
V=368·D0.2/(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1600.2/(10.15×0.20.35×1400.2)
= 663.9 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000×663.9/(3.14×160)
=1321r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取190r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14×160×190/1000=95.5m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1= fz·Z=0.2×10=2mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速190r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為150 mm/min,則
f2=150 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×10.9×0.20.74×140×10×150
=1.70kw
Ⅱ-1-3 粗銑AC1面至21.5,Ra12.5
查表,估算:
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=2.5 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3 mm/齒
切削寬度 ae=86 mm
切削速度:
V=368·D0.2/(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1000.32/(2000.32×2.50.15×0.30.35×860.2)
=160.7m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n =1000v/3.14d
= 1000×160.7/(3.14×100)
=511.8r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 235r/min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14×100×235/1000=73.8m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.3×6=1.8mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速235r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為190 mm/min,則
f2=190 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
= 2.66×10-5×2.50.9×0.30.74×86×235
= 0.5 kw
Ⅱ-1-4 半精銑AC1面至20.5,Ra6.3
查表,估算:
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=1mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2mm/齒
切削寬度 ae=86mm
切削速度:
V=368·D0.2/(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368×1000.2/(2000.32×10.15×0.20.35×860.2)
=128.2m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000×128.2/(3.14×100)
=408.3r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 300r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14×100×300/1000
=94.2m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.2×6=1.2mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速300r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為235mm/min,則
f2=190 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×10.9×0.20.74×86×6×300
=1.25kw
Ⅱ-1-5 精銑AC1面至20,Ra1.6
查表,估算:
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200分
切深 ap=0.5mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.1mm/齒
切削寬度 ae=86mm
切削速度:
V=368·D0.2/(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368*1000.2/(2000.32*0.50.15*0.10.35*860.2)
= 172.9 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000*172.9/(3.14*100)=550.7r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 375r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*100*375/1000=117.8m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.1*6=0.6mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速375r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為300mm/min,則
f2=300mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
= 2.66×10-5*0.50.9*0.10.74*86*6*375
=0.5kw
Ⅱ-1-6 粗銑AC2面至21.5,Ra12.5,取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-3
Ⅱ-1-7 半精銑AC2面至20.5,Ra6.3, 取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-4
Ⅱ-1-8 精銑AC2面至20,Ra1.6, 取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-5
工序Ⅲ
Ⅲ-1-1 鉆H1孔至Φ11
查表,估算:
刀具直徑 D=11mm
刀具耐用度 T=300分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.22mm/r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=5.5mm
V=9600·D0.25/(T0.125·f10.55·HB1.3)
= 9600*110.25/(3000.125*0.220.55*2001.3)
= 20.1 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n =1000v/3.14d
=1000*20.1/(3.14*11)
=582.0r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 545r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*11*545/1000=18.7m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.22 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.22*545=120.0mm/min
有效功率:
N=425df0.8=425*11*0.220.8=1392
M=210d2f0.8=210*112*0.220.8=7567
P=MN/(7018760×1.36)
=7567*1392/(7018760×1.36)
=1.1kw
Ⅲ-1-2 鉆H2孔至Φ11,取數(shù)據(jù)同上
Ⅲ-1-3 锪G1孔至Φ17
查表,估算:
刀具直徑 D=17mm
刀具耐用度 T=65分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.22mm/r
切深 ap=3 mm
V=15.1·D0.2/(T0.3·ap0.1·f10.5)
= 15.1*170.2/(650.3*30.1*0.220.5)
=14.5 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
N =1000v/3.14d
=1000*14.5/(3.14*17)
=271.6r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 272r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*17*272/1000=14.5m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.22mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.22×272=59.8mm/min
Ⅲ-1-4 锪G1孔至Φ17,取數(shù)據(jù)同上
工序Ⅲ
Ⅳ-1-1 鉆B孔至Φ18
查表,估算:
刀具直徑 D=18mm
刀具耐用度 T=300分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.36mm/r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=9mm
V=9600·D0.25/(T0.125·f10.55·HB1.3)
=9600*18/(3000.125·0.360.55·2001.3)
=15.2m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000*15.2/(3.14*18)
=269r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 272r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*18*272/1000=15.3m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.36mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.36*272=98mm/min
有效功率:
N=425df0.8=425*18*0.220.8=2278
M=210d2f0.8=210*182*0.220.8=20262
P=MN/(7018760×1.36)
=20262*2278/(7018760×1.36)
=4.8kw
Ⅳ-1-2 擴(kuò)B孔至Φ19.8
查表,估算:
刀具直徑 D=19.8 mm
刀具耐用度 T=60分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.36 mm/r
切深 ap=0.9 mm
V=15.1·D0.2/(T0.3·ap0.1·f10.5)
=15.1·19.80.2/(600.3·0.90.1·0.360.5)
=13.5 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n =1000v/3.14d
=1000*13.5/(3.14*19.8)
=217r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 195r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*19.8*195/1000=12.1m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1=0.36 mm/r
每分鐘進(jìn)給:f2= f1·n=0.36*195=70.2mm/min
Ⅳ-1-3 鉸B孔至Φ20H7, Ra1.6
查表,估算:
刀具直徑 D=20mm
刀具耐用度 T=70分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=1.5mm/r
切深 ap=0.1mm
V=15.1·D0.2/(T0.3·ap0.1·f10.5)
=15.1·200.2/(700.3·0.10.1·1.50.5)
=7.9m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000*7.9/(3.14*20)
=126r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 140r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*20*140/1000=8.8m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=1.5 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=1.5*140=210mm/min
工序Ⅴ
Ⅴ-1-1 鉆L孔至Φ17
查表,估算:
刀具直徑 D=17mm
刀具耐用度 T=300分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.28mm/r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=8.5mm
V=9600·D0.25/(T0.125·f10.55·HB1.3)
=9600·170.25/(3000.125·0.280.55·2001.3)
=19.6m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n =1000v/3.14d
=1000*19.6/(3.14*17)
=367r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 392r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*17*392/1000=20.9m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.28mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.28*392=109.7mm/min
有效功率:
N=425df0.8=425*17*0.280.8=2610
M=210d2f0.8=425*172*0.280.8=44362
P=MN/(7018760×1.36)
=44362*2610/(7018760×1.36)
=12.1kw
Ⅴ-1-2 擴(kuò)L孔至Φ17.85
查表,估算:
刀具直徑 D=17.85 mm
刀具耐用度 T=60分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.28 mm/r
切深 ap=0.425 mm
V=15.1·D0.2/(T0.3·ap0.1·f10.5)
=15.1·17.850.2/(600.3·0.4250.1·0.280.5)
=16.2m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n =1000v/3.14d
=1000*16.2/(3.14*17.85)
=289r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 272r/min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*17.85*272/1000=15.2m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.28 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.28*272=76.16mm/min
Ⅴ-1-3 鉸L孔至Φ18H8,Ra1.6
查表,估算:
刀具直徑 D=18 mm
刀具耐用度 T=70分
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=1.5 mm/r
切深 ap=0.075 mm
V=15.1·D0.2/(T0.3·ap0.1·f10.5)
= 15.1·180.2/(700.3·0.0750.1·1.50.5)
= 7.96m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速:
n=1000v/3.14d
=1000*7.96/(3.14*18)
=141r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 140r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn/1000
=3.14*18*140/1000=7.9m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1=1.5 mm/r
每分鐘進(jìn)給:f2= f1·n=1.5×140=210mm/min
七)機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算及工序時(shí)間定額:
工時(shí)定額就是完成某一道工序所規(guī)定的工時(shí)。合理的工時(shí)定額能調(diào)動(dòng)工人的積極性,促進(jìn)工人水平的提高,從而不斷提高生產(chǎn)率,工時(shí)定額也是安排生產(chǎn)計(jì)劃,進(jìn)行成本核算的重要依據(jù),本設(shè)計(jì)的工時(shí)定額也是設(shè)備數(shù)量、車間面積的依據(jù)。單件工時(shí)定額有下列部分組成:
式中:
—基本時(shí)間。對(duì)于機(jī)床加工工序而言,就是機(jī)動(dòng)時(shí)間。它是直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀,尺寸,表面質(zhì)量等消耗的時(shí)間。
—工作地點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間。如調(diào)整和更換刀具,修磨砂輪,潤(rùn)滑擦拭機(jī)床,清除切屑等。一般可按照=(10%~20%)估算。本次工藝卡填寫按照10%估算。
—準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。成批生產(chǎn)時(shí),每加工一批零件(如K件)之前工人熟悉工藝文件,領(lǐng)取毛坯,領(lǐng)取和安裝工藝裝備,調(diào)整機(jī)床等。加工終于完成一道工序內(nèi)容,故單件定額時(shí)間中不計(jì)入。可以按照=(3%~5%)估算。
—輔助時(shí)間。為了保證基本時(shí)間的完成進(jìn)行的輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。如裝卸工件,操作機(jī)床,測(cè)量,改變切削用量等,可查表選擇,也可按=(15%~20%)估算。該設(shè)計(jì)中按照15%估算。
的計(jì)算方公式:=
其中,
L—加工長(zhǎng)度(mm)
L1—加工切入(mm)
L2—加工超出(mm)
f—進(jìn)給量(mm/r)
n—轉(zhuǎn)速(r/min)
具體計(jì)算如下:
1. 工序Ⅰ
1) 基本時(shí)間T基
T基1=L計(jì)/f2=328÷190=1.73 min
T基2=L計(jì)/f2=328÷235=1.40 min
T基 = T基1+T基2=1.73+1.40=2.13 min
2) 輔助時(shí)間T輔
T輔 =20% T基=2.13×20%=0.43 min
3) 工作地點(diǎn)及身體需要時(shí)間T工身
T工身=15% T基=2.13×15%=0.32 min
4) 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間T準(zhǔn)