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1 外文翻譯 機械加工零件的工藝及夾具設計 摘 要 本文對機械加工零件的結構和工藝進行了分析 確定了機械加工工藝 路線 夾具在機械加工中所占的地位和重要性 以及夾具設計 隨著科學的日 益發(fā)展進步和國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整 工程機械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競 爭行業(yè) 關鍵詞 技術背景 發(fā)展趨勢 工序 定位方案 1 機械加工歷史背景及其意義 機械制造業(yè)是一個古老而永遠充滿生命力的行業(yè) 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 對機械產(chǎn)品的要求越來越高 機械制造工藝也在日新月異地發(fā)展 自新中國成 立以來 我國的制造技術與制造業(yè)得到了長足發(fā)展 一個具有相當規(guī)模和一定 技術基礎的機械工業(yè)體系基本形成 改革開放二十多年來 我國制造業(yè)充分利 用國內(nèi)國外兩方面的技術資源 有計劃地推進企業(yè)的技術改造 引導企業(yè)走依 靠科技進步的道路 使制造技術 產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟效益發(fā)生了顯著變化 為推動國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了很大的貢獻 盡管我國制造業(yè)的綜合技術水平有 了大幅度提高 但與工業(yè)發(fā)達國家相比 仍存在階段性差距 進入二十一世紀 我國發(fā)展經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè) 特別是在我國加入世貿(mào)組織后 世界 的制造中心就從發(fā)達國家遷移到了亞洲 我國有廉價的勞動力和廣大的消費市 場 因此 我國工業(yè)要想發(fā)展 就需要有相應的技術和設備來支持 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的裝備工業(yè) 是科學技術物化的基礎 是高新技術產(chǎn) 業(yè)化的載體 是國防建設的基礎 是實現(xiàn)經(jīng)濟快速增長的重要支柱 也是為提 高人民生活質(zhì)量 提供消費類機電產(chǎn)品的供應工業(yè) 它對國民經(jīng)濟運行的質(zhì)量 和效益 產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用 2 機械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 隨著社會的發(fā)展 各種機械逐漸運用到各個行業(yè)中 不管是在農(nóng)用 軍用 工用等方面 離開了機械的操作就談不上效率 因此 從某中角度上來說 一 個國家的經(jīng)濟實力 社會地位 和機械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的 各工業(yè)化國 家經(jīng)濟發(fā)展的歷程表明 沒有強大的裝備制造業(yè) 就不可能實現(xiàn)國民經(jīng)濟的工 業(yè)化 現(xiàn)代化和信息化 3 目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn) 業(yè)升級的重要因素 加大結構調(diào)整力度 推進機械工業(yè)持續(xù) 健康 穩(wěn)定發(fā)展 對于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式 提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì) 增強我國經(jīng)濟的國際競爭力 保障國防安全等都具有重要而深遠的意義 3 機械加工工藝規(guī)程制訂 3 1 機械加工工藝過程的定義 機械加工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對位置 和性質(zhì)等 使其成為成品或半成品的全過程 機械加工工藝過程直接決定零件 及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能 對產(chǎn)品的成本 生產(chǎn)周期都有較大的影響 是整個工藝 過程的重要組成部分 3 2 機械加工工藝過程的組成 組成機械加工工藝過程的基本單元是工序 工序又是由安裝 工位 工步 及走刀組成的 工序是指一個或一組工人 在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所 連續(xù)完成的那一部分工藝過程 工序是制定勞動定額 配備工人及機床設備 安排作業(yè)計劃和進行質(zhì)量檢驗的基本單元 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序 當應用轉(zhuǎn)位 或移位 加工的機床 或夾具 進行加工時 在一次裝夾 中 工件 或刀具 相對于機床要經(jīng)過幾個位置依次進行加工 在每一個工作 位置上所完成的那一部分工序 稱為工位 采用多工位加工可以減少裝夾的次 數(shù) 減少裝夾誤差 提高生產(chǎn)率 工步是加工表面在切削刀具和切削用量 僅指主軸轉(zhuǎn)速和進給量 都不 變的情況下所完成的那一部分工藝過程 在一個工步中 如果要切掉的金屬層很厚 可分幾次切削 每切削一次 就稱為一次走刀 3 3 機械加工工藝規(guī)程的定義 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件 稱為工藝規(guī)程 它 是企業(yè)生產(chǎn)中的指導性技術文件 3 4 機械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容 機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù) 根據(jù)它來組織原材料和毛 坯的供應 進行機床調(diào)整 專用工藝裝備的設計與制造 編制生產(chǎn)作業(yè)計劃 調(diào)配勞動力 以及進行生產(chǎn)成本核算等 機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn) 進行計劃調(diào)度的依據(jù) 有了它就可以制 定生產(chǎn)產(chǎn)品的進度計劃和相應的調(diào)度計劃 并能做到各工序科學地銜接 使生 產(chǎn)均衡 順利 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn)和低消耗 機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片 是兩個主要的工藝文件 機 械加工工藝過程卡片 是說明零件加工工藝過程的工藝文件 在單件 小批量 生產(chǎn)中 以機械加工工藝過程卡片指導生產(chǎn) 過程卡的各個項目編制較為詳細 機械加工工序卡片是為每個工序詳細制定的 用于直接指導工人進行生產(chǎn) 多 用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件 3 5 制訂機械加工工藝規(guī)程的原則及步驟 在一定的生產(chǎn)條件下 以最少的勞動消耗和最低的費用 按計劃加工出符 合圖紙要求的零件 是制訂機械加工工藝規(guī)程的基本原則 制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟如下 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領決定生產(chǎn)類型 分析零件加工的工藝性 選擇毛坯的種類和制造方法 擬訂工藝過程 工序設計 編制工藝文件 4 夾具設計 4 1 夾具設計的意義 在機械行業(yè)中 如何去保證工件的高精度 加工的成本等實質(zhì)性問題 一 直是從事于機械行業(yè)人員研究的問題 其中在設計夾具的時候就要考慮以上問 題 高效的夾具是工件高精度的保證 如何讓夾具更高效 更經(jīng)濟 這是行業(yè) 人急需要解決的 隨著社會的發(fā)展 科技的不斷提高 各種高科技技術逐漸滲透到各個行業(yè) 如何利用這些高科技為人類服務 如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中 這 還需要機械行業(yè)人員不斷的努力 開拓創(chuàng)新 隨著科學技術的發(fā)展 和社會市場需要 夾具的設計在逐步的超向柔性制 造系統(tǒng)方向發(fā)展 迄今為止 夾具仍是機電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一 刀 具本身已高度標準化 用戶只需要按品種 規(guī)格選用采購 而模具和夾具則和產(chǎn) 品息息相關 產(chǎn)品一有變化就需重新制作 通常是屬于專用性質(zhì)的工具 模具已發(fā) 展成為獨立的行業(yè) 夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小 行業(yè) 組合夾具不僅具有標準化 模塊化 組合化等當代先進設計思想 又符 合節(jié)約資源的原則 更適合綠色制造的環(huán)境保護原理 所以是今后夾具技術的一 個重要發(fā)展方向單位 機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 至于裝夾各種刀具用的裝置 則一般 稱為 輔助工具 輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內(nèi) 按照機床 夾具的應用范圍 一般可分為通用夾具 專用夾具和可調(diào)整式夾具等 通用夾具是在普通機床上一般都附有通用夾具 如車床上的卡盤 銑床上的 回轉(zhuǎn)工作臺 分度頭 頂尖座等 它們都一標準化了 具有一定的通用性 可以用 來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進行特殊的調(diào)整 但是 在實際 生產(chǎn)中 通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要 或者因為生產(chǎn)率低而必 須把通用夾具進行適當?shù)母倪M 或者由于工件的形狀 加工的要求等的不同須專 門設計制造一種專用夾具 以解決生產(chǎn)實際的需要 用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的 其功 用主要有下列幾個方面 1 保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機動 時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分 2 采用專用夾具后 安裝工件和轉(zhuǎn) 換工位的工作都可以大為簡化 不再需要畫線和找正 縮短了工序的輔助時間并 且節(jié)省了畫線這個工序 從而提高了勞動生產(chǎn)率 在生產(chǎn)中由于采用了多工件平 行加工的夾具 使同時加工的幾個工件的機動時間將與加工一個工件的機動時間 相同 采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具 可以在進行切削加工某個工件的同時 進行其它工件的裝卸工作 從而使輔助時間與機動時間相重合 總之 隨著專用 夾具的采用和進一步改善 可以有效地縮短工序時間 滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要 3 采用專用夾具還能擴大機床的工藝范圍 例如在普通車床上附加鏜模夾具后 便可以代替鏜床工作 裝上專用夾具后可以車削成型表面等 以充分發(fā)揮通用機 床的作用 4 減輕勞動強度 保障安全生產(chǎn) 根據(jù)生產(chǎn)需要 采用一些氣動 液壓 或其它機械化 自動化程度較高的專用夾具 對于減輕工人的勞動強度 保障生產(chǎn) 安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用 加工大型工件時 例如加工車床床身上 下兩面上的螺孔 需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進行加工 勞動強度大而且不安全 采用電動回轉(zhuǎn)式鉆床家具后 就能夠達到提高生產(chǎn)效率 減輕勞動強度 保障生產(chǎn) 安全的目的 4 2 夾具的發(fā)展趨勢 工業(yè)設計是人類社會發(fā)展和科學技術進步的產(chǎn)物 從英國莫里斯的 工藝 美術運動 到德國的包豪斯設計革命以及美國的廣泛傳播與推廣 工業(yè)設計 經(jīng)過了醞釀 探索 形成 發(fā)展百余年的歷史滄桑 時至今日 工業(yè)設計已成 為一門獨立的專業(yè)學科 并且有一套完整的研究體系 1980 年國際工業(yè)設計協(xié)會理事會 ICSID 給工業(yè)作了明確定義 就批 量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言 憑借訓練 技術知識 經(jīng)驗及視覺感受 而預示材料 結構 構造 形態(tài) 色彩 表面加工 裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格 叫做工業(yè)設計 根據(jù)當時的具體情況 工業(yè)設計師應在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側面或其中幾個方面 進行工作 而且需要工業(yè)設計師對包裝 宣傳 展示 市場開發(fā)等問題的解決 付出自己的技術知識和經(jīng)驗以及視覺評價能力時 這也屬于工業(yè)設計的范疇 材料 結構 工藝是產(chǎn)品設計的物質(zhì)技術基礎 一方面 技術制約著設計 另一方面 技術也推動著設計 從設計美學的觀點看 技術不僅僅是物質(zhì)基礎 還具有其本身的 功能 作用 只要善于應用材料的特性 予以相應的結構形 式和適當?shù)募庸すに?就能夠創(chuàng)造出實用 美觀 經(jīng)濟的產(chǎn)品 即在產(chǎn)品中發(fā) 揮技術潛在的 功能 任何設計都是時代的產(chǎn)物 它的不同的面貌 不同的特征反映著不同歷史 時期的科學技術水平 技術是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導 新材料 新工藝的出現(xiàn) 必然給產(chǎn)品帶來新的結構 新的形態(tài)和新的造型風格 材料 加工工藝 結構 產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的 某個環(huán)節(jié)的變革 便會引起整個機體的變化 現(xiàn)在 機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發(fā)展也突飛猛進 機械加工工 藝以各個工廠的具體情況不同 其加工的規(guī)程也有很大的不同 突破已往的死 模式 使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程 也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提 高 制定加工工藝雖可按情況合理制定 但也要滿足其基本要求 在保證產(chǎn)品 質(zhì)量的前提下 盡可能提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 并在充分利用本工廠 現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎上 盡可能采用國內(nèi) 外先進工藝技術和經(jīng)驗 還應保證 操作者良好的勞動條件 但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗來編制工 藝 多半不規(guī)定工步和切削用量 工時定額也憑經(jīng)驗來確定 十分粗略 缺乏 科學依據(jù) 難以進行合理的經(jīng)濟核算 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 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新加工技術的應用 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 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標準化 高效化 精密化和柔性化等 四個方面 利用更好的夾具 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 一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件 為了讓夾具有 更好的發(fā)展 夾具行業(yè)應加強產(chǎn) 學 研協(xié)作的力度 加快用高新技術改造和 提升夾具技術水平的步伐 創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站 充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡 技術 與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術 主動與國外夾具廠商聯(lián)系 爭取合資 與合作 引進技術 這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑 參考文獻 1 裘愉 組合機床 北京 機械工業(yè)出版社 1995 2 金振華 組合機床及其調(diào)整與使用 北京 機械工業(yè)出版社 1990 3 沈延山 生產(chǎn)實習與組合機床設計 大連 大連理工大學出版社 1989 4 上海市大專院校機械制造工藝學協(xié)作組編著 機械制造工藝學 福建科學 技術出版社 1996 5 王華坤 范元勛 機械設計基礎 北京 兵器工業(yè)出版社 2000 6 馮辛安 機械制造裝備設計 北京 機械工業(yè)出版社 1998 7 陳日曜 機械原理 北京 機械工業(yè)出版社 1992 8 方子良 機械制造技術基礎 上海 上海交通大學出版社 2004 9 劉秋生 李忠文 液壓傳動與控制 北京 宇航出版社 1994 10 陳于萍 周兆元 互換性與測量技術基礎 北京 機械工業(yè)出版社 2005 11 東北重型機械學院等 機床夾具設計手冊 上海 上?？萍技夹g出版社 1979 12 機械設計手冊 聯(lián)合編寫組 機械設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1987 13 王先逵 機械制造工藝學 上下冊 北京 清華大學出版社 1989 14 崇凱 機械制造技術基礎課程設計指南 15 黃如林 汪群 金屬加工工藝及工裝設計 16 魯屏宇 工程圖學 17 馮辛安 機械制造裝備設計 18 Gell Maurice Materials Science and Engineering 1995 A204 246 251 19 X Chen J W Hutchinson M Y He A G Evans Acta Mater 51 2003 2017 網(wǎng)絡教育學院 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 設 計 題 目 車床支架機械加工工藝及夾具設計 學習中心 層 次 ?？破瘘c本科 專 業(yè) 年 級 年 春 秋 季 學 號 學 生 指導教師 完成日期 年 月 日 車床支架機械加工工藝及夾具設計 I 內(nèi)容摘要 在機械制造批量生產(chǎn)中根據(jù)加工工件的工藝要求 合理地使用夾具是充分發(fā) 揮通用機床的作用 保證產(chǎn)品質(zhì)量 縮短輔助時間 提高勞動生產(chǎn)率 降低生產(chǎn) 成本 減輕勞動強度的重要手段 同時 使用夾具還有助于工人掌握復雜或精密 零件的加工質(zhì)量及解決較為復雜的工藝問題等 因此 機床夾具在機械制造行業(yè) 中占有十分重要的地位 本設計的內(nèi)容包括 一 緒論 二 工藝規(guī)程設計 包括 1 年生產(chǎn)量和批量的確定 2 零件分析 3 毛坯余量和加工余量的確定 4 定位基準的選擇 5 工藝方案的確定 6 工藝路線的擬定 7 機動時間的計算和工序時間定額 三 夾具設計 1 定準基準的選擇 2 定位元件的選擇 3 夾緊元件的選擇 4 夾緊力的計算 具體內(nèi)容 見詳細的設計說明書 關鍵詞 夾具 通用機床 工藝 車床支架機械加工工藝及夾具設計 II 目 錄 內(nèi)容摘要 I 引 言 1 1 緒論 2 2 工藝規(guī)程設計 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 定位基準的選擇 5 2 5 工藝方案的確定 6 2 6 工藝路線的擬定 7 3 夾具設計 30 3 1 定位基準的選擇 31 3 2 定位元件選擇 31 3 3 夾緊元件的選擇 32 3 4 夾緊力的計算 32 參考文獻 34 車床支架機械加工工藝及夾具設計 1 引 言 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計 金屬切削機床 公差配 合與測量等多方面的知識 車床支架機械加工工藝規(guī)程及其鉆锪孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設 計 工序設計以及專用夾具的設計三部分 在工藝設計中要首先對零件進行分析 了解零件的工藝再設計出毛坯的結構 并選擇好零件的加工基準 設計出零件的 工藝路線 接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算 關鍵是決定出各個工序的 工藝裝備及切削用量 然后進行專用夾具的設計 選擇設計出夾具的各個組成部 件 如定位元件 夾緊元件 引導元件 夾具體與機床的連接部件以及其它部件 計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差 分析夾具結構的合理性與不足之處 并在以 后設計中注意改進 關鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 車床支架機械加工工藝及夾具設計 2 1 緒論 本次設計的題目是 車床支架機械加工工藝及鉆孔夾具設計 這個題目是傳 統(tǒng)的機械設計課題 在做這個設計題目過程中 涉及了很多工藝規(guī)程設計方面的 知識 本次的設計任務是 制定一給定的零件 車床支架 的機械加工工藝及就加 工該零件的某一道工序 鉆孔 的夾具設計 設計內(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 車床支架機械加工工藝及夾具設計 3 2 工藝規(guī)程設計 2 1 年生產(chǎn)量和批量的確定 1 已知生產(chǎn)綱領 2000 件 年 年生產(chǎn)量 生產(chǎn)綱領 每臺件數(shù) 1 儲備量 1 廢品率 2 生產(chǎn)類型的確定 查工藝人員手冊 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 在一個零件總的加工時間及最長工序時間確定的情況下 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 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庫的面積 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 以至于設備的閑置 工人的浪費 考慮到以上的種種因素 定的批量時間為 2 天 2 2 零件分析 1 零件作用 本零件作為支架用 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 需要進行時效處理 4 零件技術要求 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 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 詳細見工件零件圖 5 零件結構特點 對稱性較好 6 加工出該工件所用的加工方法主要有 銑削加工 鉆 锪 擴 鉸削加工 7 零件設計基準 分析得知 其設計基準是 E 面 F 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 車床支架機械加工工藝及夾具設計 4 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 如鍛模 夾 具等 的尺寸 設備的調(diào)整 切削用量的選擇 材料消耗工藝定額和加工工時定 額等 如果余量留大了 既浪費材料又浪費工時 工具和動力 如果留小了 由 于加工過程中的應力變形和熱變形等影響 可能會由于余量不足而導致工件報廢 因此 在設計工藝規(guī)程時確定合理的加工余量是十分重要的 機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工序應切除的金屬層總和 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 金屬機械加工工藝人員手冊 中查出 但在本次設計中 毛坯余量由各工序切削余量計算出 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 機械加工余量手冊 中 查出 其選用原則為 a 應有充分的加工余量 加工余量應能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度及 精度 b 決定加工余量時應考慮到零件的熱處理時引起的變形 否則可能產(chǎn)生廢品 c 決定加工余量時應考慮到所采用的加工方法和設備 以及加工過程中零件可 能發(fā)生的變形 d 決定加工余量時應考慮到被加工零件的大小 零件越大 則加工余量也越大 因為零件的尺寸增大后 由切削力 內(nèi)應力等引起的變形的可能性也增加 e 在考慮上述各項后 盡量采用最小的加工余量 以求縮短加工時間 并降低 零件的制造費用 加工余量應包括 a 上工序的表面粗糙度 R a b 上工序的表面破壞層 D a c 上工序的尺寸公差 Ta d 需要單獨考慮的誤差 a e 本工序的安裝誤差 b 實際生產(chǎn)中的加工余量 很少采用計算法 而大多是由工廠經(jīng)驗估計和查閱 一般的機械加工手冊決定 而本工藝規(guī)程加工余量的制定則參照 機械加工余量 手冊 而定 在本工藝規(guī)程中 鑄件采用機器造型 木模 精度等級選 7 級 查 車床支架機械加工工藝及夾具設計 5 表 12 2 表 12 3 得 毛坯件側面 頂面的加工余量為 4 而底面有 4 高的一個 臺階面 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 毛坯綜合圖詳細見圖紙 2 4 定位基準的選擇 1 粗基準的選擇 1 保證工件加工表面相對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選不加工表面作粗基準 這樣可以保證不加工表面對于 加工表面具有較為精確的相對位置關系 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 應選擇 重要表面作粗基準 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 盡可能平整 光潔 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 粗基準不得重復使用的原則 在同一尺寸方向上粗基準只允許使用一次 2 精基準的選擇原則 1 基準重合原則 應盡可能選擇被加工表面的設計基準為精基準 這樣可以 避免由于基準不重合引起的定位誤差 2 統(tǒng)一基準原則 應盡可能選擇用同一組精基準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位置關系 3 互為基準原則 當工件上兩個加工表面之間位置精度要求比較高時 可以 采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法 4 自為基準原則 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 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 設計了兩種工藝路線來 達到加工目的 方案一 工序 車床支架機械加工工藝及夾具設計 6 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 以 A C 面為精基準 粗銑 半精銑 D 面 粗銑 半精銑 E 面 工序 鉆 擴 鉸 B 孔 工序 鉆 擴 鉸 L 孔 工序 鉆 H 孔 锪 G 孔 工序 清除毛刺 方案二 工序 以互為基準原則 粗銑 半精銑 D 面 粗銑 半精銑 E 面 工序 以 D 面為主要基準 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 以 D 面為主要基準 鉆 H 孔 锪 G 孔 工序 以 D 面為主要基準 鉆 擴 鉸 B 孔 車床支架機械加工工藝及夾具設計 7 工序 以 D 面為主要基準 鉆 擴 鉸 L 孔 工序 清除毛刺 方案選擇 在工藝路線擬定中根據(jù)機加工工序的安排原則 1 先基準后其它原則 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 2 6 工藝路線的擬定 在擬定工藝路線時 必須同時確定各工序所采用的機床 刀具 輔助設備及 工藝裝備 切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設計 機床和工裝的選擇應盡量做 到合理 經(jīng)濟 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 一 機床的選擇 見 金屬機械加工工藝人員手冊 P522 1 機床的加工規(guī)格范圍應與零件的外部形狀 尺寸相適應 2 機床的精度應與工序要求的加工精度相適應 3 機床的生產(chǎn)率應與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應 大批量生產(chǎn)盡量選用 生產(chǎn)率高的專用機床 組合機床或自動機床 4 機床的選擇應與現(xiàn)有條件相適應 做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設備的作用 并盡 量做到設備負荷平衡 按照加工過程中每道工序的有效功率 選擇工序 工序 的加工機床為 X5032 型立式升降臺銑床 工序 工序 工序 的加工機床為 Z525 立式鉆床 二 刀具的選擇 金屬機械加工工藝人員手冊 P802 刀具的選擇也包括刀具的類型 構造和材料的選擇 主要應根據(jù)加工方法 工序應達到的加工精度 粗糙度 工件的材料形狀 生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等因素加以 考慮 原則上盡量采用標準刀具 必要時采用各種高生產(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 車床支架機械加工工藝及夾具設計 8 性較好 但切削韌性材料時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 a e D 銑刀直徑 ae 銑削寬度 工序 D 1 4 ae 1 4 88 123 考慮到機床功率 切削力矩 銑削效率的影響 選 D 100 細齒 齒數(shù) Z 10 YG8 硬質(zhì)合金面銑刀 工序 1 1 1 2 D 1 4 ae 1 4 140 196 選 D 160 中齒 齒數(shù) Z 10 YG8 硬質(zhì)合金面銑刀 1 3 至 1 8 選 D 100 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 金屬機械加工工藝人員手冊 P630 正確設計和使用夾具 對保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率 擴大機床使用范圍 既減輕勞動強度都有重要意義 同時 使用夾具還有助于工人掌握復雜或精密零 件的加工質(zhì)量及解決較為復雜的工藝問題等 具體情況見后面的夾具設計部分 四 量具的選擇 1 量具的選擇應做到量具的精度應與零件的加工精度相適應 2 量具的量程應與被測零件的尺寸大小相適應 3 量具的類型應與被測表面的性質(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 4 按量具的極限尺寸選擇量儀時應保證 T K T 被測尺寸的公差值 mm K 測量精度系數(shù) 測量工具和測量方法的極限誤差 車床支架機械加工工藝及夾具設計 9 測量精度系數(shù)表 2 5 1 被測尺寸的精度等級 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 寬 B 4 65 38 2 88mm 長 L 140 140 20 300mm 20 兩個工位間的距離 查 金屬機械加工工藝人員手冊 切入 L1 25mm 超出 L2 3mm 計算長度 L 計 L L1 L2 300 25 3 328 mm 2 工序 1 1 寬 B 140mm 長 L 30mm 切入 L1 2mm 超出 L2 3mm 計算長度 L 計 L L1 L2 30 2 3 35 mm 1 2 寬 B 140 110 2 21 36mm 長 L 30mm 切入 L1 4mm 超出 L2 3mm 計算長度 L 計 L L1 L2 30 4 3 37 mm 1 3 寬 B 140 36 18 86 mm 長 L 30mm 切入 L1 25mm 超出 L2 3mm 計算長度 L 計 L L1 L2 30 25 3 58 mm 3 工序 1 1 車床支架機械加工工藝及夾具設計 10 直徑 d 11mm 長 L 20mm 切入 L1 5mm 超出 L2 2mm 計算長度 L 計 L L1 L2 20 5 2 27 mm 1 2 直徑 d 17mm 長 L 11mm 切入 L1 2mm 超出 L2 1mm 計算長度 L 計 L L1 L2 11 2 1 14 mm 4 工序 1 1 直徑 d 18mm 長 L 80mm 切入 L1 7mm 超出 L2 3mm 計算長度 L 計 L L1 L2 80 7 3 90 mm 1 2 直徑 d 19 8mm 長 L 80mm 切入 L1 2mm 超出 L2 1mm 計算長度 L 計 L L1 L2 80 2 1 83 mm 1 3 直徑 d 20mm 長 L 80mm 切入 L1 2mm 超出 L2 1mm 計算長度 L 計 L L1 L2 80 2 1 83 mm 5 工序 1 1 直徑 d 17mm 長 L 30mm 車床支架機械加工工藝及夾具設計 11 切入 L1 7mm 超出 L2 3mm 計算長度 L 計 L L1 L2 30 7 3 40 mm 1 2 直徑 d 17 85mm 長 L 30mm 切入 L1 2mm 超出 L2 1mm 計算長度 L 計 L L1 L2 30 2 1 33 mm 1 3 直徑 d 18mm 長 L 30mm 切入 L1 2mm 超出 L2 1mm 計算長度 L 計 L L1 L2 30 2 1 33 mm 六 切削用量的確定 正確的選擇切削用量 對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 1 生產(chǎn)率 2 加工質(zhì)量 主要指表面光潔度 3 切削力所引起的機床 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 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 在本次設計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 車床支架機械加工工藝及夾具設計 12 二 進給量 s 的確定 在切深確定后 其進給量 s 應盡量取大值 但應保證兩個基本要求 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 表面光潔度要求 粗加工時 主要是工藝系統(tǒng)變形限制 s 而光潔度的要求不高 精加工時 光潔度要求限制 s 而工藝系統(tǒng)變形是次要的 s 可根據(jù)切深 ap 光 潔度要求 加工方法從工藝人員手冊中查出 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)揮機床的性能 機床的功率 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 鉸 銑 鏜的切削用量均可以從手冊中查出其 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)中所應用 的流水線的切削用量的選擇則有其自身的特點 1 比普通機床的切削用量約低 30 以減少換刀時間 和機床調(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 擴孔鉆 60 分 鉸刀 70 分 鏜刀 60 分 絲錐 90 分 2 在服從機床本身某一參數(shù)下 多數(shù)為每分進給量 因組合專用機床的動力 頭的運動為一定的 兼顧同時工作的不同刀具的合理要求 如孔的一般加工為鉆 擴 鉸 鉆孔的 v 較高 而擴 鉸的略低 但由于機床動力頭的運動是一定的 因而可以適當降低鉆頭的 v 而擴 鉸的可以適當增加 以求得最高的生產(chǎn)率 3 切削用量的選擇應使每道工序的時間與流水線節(jié)拍相等或小于流水線節(jié)拍 并使各道工序的時間定額相接近 計算過程 車床支架機械加工工藝及夾具設計 13 工序 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 min 切深 a p 3 mm 刀具每齒進給 f z 0 3 mm 齒 切削寬度 a e 88 mm 切削速度 V 368 D0 2 T 0 32 ap0 15 fz0 35 ae0 2 368 100 200 3 0 3 88 2 052 0 1 35 0 2 30 79 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 30 79 3 14 100 98 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 125r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 100 125 1000 39 3 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 fz Z 0 3 10 3 mm r 每分鐘進給 機床轉(zhuǎn)速 125r min 對應的進給量為 3 mm min 則 f2 3 mm min 有效功率 P 2 66 10 5 ap0 9 fz0 74 ae Z n 2 66 10 5 3 0 3 88 10 1259 074 0 0 32 kw 工位 2 2 半精銑 D 面至 31 E 面至 30 Ra6 3 車床支架機械加工工藝及夾具設計 14 查表 估算 刀具直徑 D 100mm 齒數(shù) Z 10 刀具耐用度 T 200 min 切深 a p 1 mm 刀具每齒進給 f z 0 2 mm 齒 切削寬度 a e 88 mm 切削速度 V 368 D0 2 T 0 32 ap0 15 fz0 35 ae0 2 368 100 200 1 0 2 88 42 1m min 2 052 0 35 0 2 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 42 1 3 14 100 134 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 150 r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 100 150 1000 47 1 m min 每轉(zhuǎn)進給 f 1 fz Z 0 2 10 2 mm r 每分鐘進給 機床轉(zhuǎn)速 150r min 對應的進給量為 145mm min 則 f2 145 mm min 有效功率 P 2 66 10 5 ap0 9 fz0 74 ae Z n 2 66 10 5 1 0 2 88 10 1509 074 0 0 11 kw 工序 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 車床支架機械加工工藝及夾具設計 15 刀具耐用度 T 200min 切深 a p 3mm 刀具每齒進給 f z 0 3mm 齒 切削寬度 a e 140mm 切削速度 V 368 D0 2 T 0 32 ap0 15 fz0 35 ae0 2 368 160 200 3 0 3 140 2 052 0 1 35 0 2 0 30 8 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 30 8 3 14 160 61 3 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 75r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 160 75 1000 37 7 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 fz Z 0 3 10 3 mm r 每分鐘進給 機床轉(zhuǎn)速 75r min 對應的進給量為 80 mm min 則 f2 80mm min 有效功率 P 2 66 10 5 ap0 9 fz0 74 ae Z n 2 66 10 5 3 0 3 140 10 759 074 0 0 31 kw 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 200min 切深 a p 1mm 車床支架機械加工工藝及夾具設計 16 刀具每齒進給 f z 0 2mm 齒 切削寬度 a e 140mm 切削速度 V 368 D0 2 T 0 32 ap0 15 fz0 35 ae0 2 368 160 200 1 0 2 140 2 052 0 35 0 2 0 42 1 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 42 1 3 14 160 83 8 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 125r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 160 125 1000 62 8 m min 每轉(zhuǎn)進給 f 1 fz Z 0 2 10 2 mm r 每分鐘進給 機床轉(zhuǎn)速 125r min 對應的進給量為 85 mm min 則 f2 85 mm min 有效功率 P 2 66 10 5 ap0 9 fz0 74 ae Z n 2 66 10 5 1 0 2 140 10 125 0 14 kw9 074 0 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 min 切深 ap 2 5 mm 刀具每齒進給 fz 0 3 mm 齒 切削寬度 ae 86 mm 切削速度 V 368 D0 2 T 0 32 ap0 15 fz0 35 ae0 2 車床支架機械加工工藝及夾具設計 17 368 100 200 2 5 0 3 86 46 3m min 2 052 0 15 035 0 2 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 46 3 3 14 100 147 5r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 175r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 100 175 1000 55 0 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 fz Z 0 3 6 1 8 mm r 每分鐘進給 機床轉(zhuǎn)速 175r min 對應的進給量為 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 2 5 0 3 86 6 1759 074 0 0 22 kw 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 min 切深 a p 1mm 刀具每齒進給 f z 0 2mm 齒 切削寬度 a e 86mm 切削速度 V 368 D0 2 T0 32 ap0 15 fz0 35 ae0 2 368 100 200 1 0 2 86 42 2m min 2 052 0 35 0 2 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 車床支架機械加工工藝及夾具設計 18 1000 42 2 3 14 100 134 4 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 175r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 100 175 1000 55 0 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 fz Z 0 2 6 1 2 mm r 每分鐘進給 機床轉(zhuǎn)速 300r min 對應的進給量為 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 1 0 2 86 6 1759 074 0 0 72 kw 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 200min 切深 a p 0 5mm 刀具每齒進給 f z 0 1mm 齒 切削寬度 a e 86mm 切削速度 V 368 D0 2 T 0 32 ap0 15 fz0 35 ae0 2 368 100 200 0 5 0 1 86 2 052 0 15 035 0 2 59 5 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 59 5 3 14 100 189 5 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 200r min 車床支架機械加工工藝及夾具設計 19 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 100 200 1000 62 8 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 fz Z 0 1 6 0 6 mm r 每分鐘進給 機床轉(zhuǎn)速 200r min 對應的進給量為 160mm min 則 f2 160mm min 有效功率 P 2 66 10 5 ap0 9 fz0 74 ae Z n 2 66 10 5 0 5 0 1 86 6 2009 074 0 1 48 kw 1 6 粗銑 AC2 面至 21 5 Ra12 5 取數(shù)據(jù)同 1 3 1 7 半精銑 AC2 面至 20 5 Ra6 3 取數(shù)據(jù)同 1 4 1 8 精銑 AC2 面至 20 Ra1 6 取數(shù)據(jù)同 1 5 工序 1 1 鉆 H1 孔至 11 查表 估算 刀具直徑 D 11mm 刀具耐用度 T 300min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 0 22mm r 工件力學性能 HB 200 切深 a p 5 5mm V 9600 D0 25 T 0 125 f10 55 HB1 3 9600 11 300 0 22 200 20 3 m min 25 025 0 5 03 1 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 20 3 3 14 11 587 7 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 600r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 車床支架機械加工工藝及夾具設計 20 V 3 14dn 1000 3 14 11 600 1000 20 7 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 0 22 mm r 每分鐘進給 f2 f1 n 0 22 600 132 mm min 有效功率 N 425df0 8 425 11 0 22 1420 5 8 0 M 210d2f0 8 210 11 0 22 76232 P MN 7018760 1 36 7623 1420 5 7018760 1 36 1 13 kw 1 2 鉆 H2 孔至 11 取數(shù)據(jù)同上 1 3 锪 G1 孔至 17 查表 估算 刀具直徑 D 17mm 刀具耐用度 T 65min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 0 22mm r 切深 a p 3 mm V 15 1 D0 2 T0 3 ap0 1 f10 5 15 1 17 65 3 0 22 2 0 0 5 0 14 4 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 N 1000v 3 14d 1000 14 4 3 14 17 269 8 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 275r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 17 275 1000 14 7 m min 每轉(zhuǎn)進給 車床支架機械加工工藝及夾具設計 21 f1 0 22mm r 每分鐘進給 f2 f1 n 0 22 275 60 5 mm min 1 4 锪 G1 孔至 17 取數(shù)據(jù)同上 工序 1 1 鉆 B 孔至 18 查表 估算 刀具直徑 D 18mm 刀具耐用度 T 300min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 0 36mm r 工件力學性能 HB 200 切深 a p 9mm V 9600 D0 25 T 0 125 f10 55 HB1 3 9600 18 300 0 36 200 25 025 0 5 03 1 17 3 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 17 3 3 14 18 306 1 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 300r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 18 300 1000 17 0 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 0 36mm r 每分鐘進給 f2 f1 n 0 36 300 108 mm min 有效功率 N 425df0 8 425 18 0 36 3378 38 0 M 210d2f0 8 210 18 0 36 30047 4 2 P MN 7018760 1 36 車床支架機械加工工藝及夾具設計 22 3378 3 30047 4 7018760 1 36 10 6 kw 1 2 擴 B 孔至 19 8 查表 估算 刀具直徑 D 19 8 mm 刀具耐用度 T 60 min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 0 36 mm r 切深 a p 0 9 mm V 15 1 D0 2 T 0 3 ap0 1 f10 5 15 1 19 8 60 0 9 0 36 2 03 05 0 10 5 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 10 5 3 14 19 8 168 9 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 175r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 19 8 175 1000 10 9 m min 每轉(zhuǎn)進給 f 1 0 36 mm r 每分鐘進給 f 2 f1 n 0 36 175 63 mm min 1 3 鉸 B 孔至 20H7 Ra1 6 查表 估算 刀具直徑 D 20mm 刀具耐用度 T 70min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 1 5mm r 切深 a p 0 1mm V 15 1 D0 2 T 0 3 ap0 1 f10 5 15 1 20 70 0 1 1 5 2 03 0 5 0 7 96 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 車床支架機械加工工藝及夾具設計 23 n 1000v 3 14d 1000 7 96 3 14 20 126 8 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 140r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 20 140 1000 8 79 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 1 5 mm r 每分鐘進給 f2 f1 n 1 5 140 210 mm min 工序 1 1 鉆 L 孔至 17 查表 估算 刀具直徑 D 17mm 刀具耐用度 T 300min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 0 28mm r 工件力學性能 HB 200 切深 a p 8 5mm V 9600 D0 25 T 0 125 f10 55 HB1 3 9600 17 300 0 28 200 25 025 0 5 03 1 19 5 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 19 5 3 14 17 365 3 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 392r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 17 392 1000 20 9 m min 每轉(zhuǎn)進給 車床支架機械加工工藝及夾具設計 24 f1 0 28 mm r 每分鐘進給 f2 f1 n 0 28 392 109 76 mm min 有效功率 N 425df0 8 425 17 0 28 2610 8 0 M 210d2f0 8 210 17 0 28 21848 4 2 P MN 7018760 1 36 21848 4 2610 7018760 1 36 5 97 kw 1 2 擴 L 孔至 17 85 查表 估算 刀具直徑 D 17 85 mm 刀具耐用度 T 60 min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 0 28 mm r 切深 a p 0 425 mm V 15 1 D0 2 T 0 3 ap0 1 f10 5 15 1 17 85 60 0 425 0 25 2 03 05 0 12 03 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 12 03 3 14 17 85 214 6 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 272r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 17 85 272 1000 15 2 m min 每轉(zhuǎn)進給 f1 0 28 mm r 每分鐘進給 f2 f1 n 0 28 272 76 16 mm min 1 3 鉸 L 孔至 18H8 Ra1 6 車床支架機械加工工藝及夾具設計 25 查表 估算 刀具直徑 D 18 mm 刀具耐用度 T 70 min 刀具每轉(zhuǎn)進給 f 1 1 5 mm r 切深 a p 0 075 mm V 15 1 D0 2 T 0 3 ap0 1 f10 5 15 1 18 70 0 075 1 5 2 03 0 5 0 7 99 m min 每分鐘轉(zhuǎn)速 n 1000v 3 14d 1000 7 99 3 14 18 141 4 r min 查手冊 按機床實際轉(zhuǎn)速選取 取 140r min 按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機床主軸轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 V 3 14dn 1000 3 14 18 140 1000 7 9 m min 每轉(zhuǎn)進給 f 1 1 5 mm r 每分鐘進給 f 2 f1 n 1 5 140 210 mm min 七 機動時間的計算及工序時間定額 工時定額就是完成某一道工序所規(guī)定的工時 合理的工時定額能調(diào)動工人的 積極性 促進工人水平的提高 從而不斷提高生產(chǎn)率 工時定額也是安排生產(chǎn)計 劃 進行成本核算的重要依據(jù) 本設計的工時定額也是設備數(shù)量 車間面積的依 據(jù) 單件工時定額有下列部分組成 輔 助服 務基 本單 件 TT 終 結輔 助服 務基 本單 件 核T 式中 基本時間 對于機床加工工序而言 就是機動時間 它是直接改變基 本T 生產(chǎn)對象的形狀 尺寸 表面質(zhì)量等消耗的時間 工作地點的服務時間 如調(diào)整和更換刀具 修磨砂輪 潤滑擦拭機服 務 床 清除切屑等 一般可按照 10 20 估算 本次工藝卡填寫服 務T基 本T 按照 10 估算 車床支架機械加工工藝及夾具設計 26 準備終結時間 成批生產(chǎn)時 每加工一批零件 如 K 件 之前工人終 結T 熟悉工藝文件 領取毛坯 領取和安裝工藝裝備 調(diào)整機床等 加工終于完成一 道工序內(nèi)容 故單件定額時間中不計入 可以按照 3 5 估算 終 結T基 本T 輔助時間 為了保證基本時間的完成進行的輔助動作所消耗的時間 輔 助T 如裝卸工件 操作機床 測量 改變切削用量等 可查表選擇 也可按 15 20 估算 該設計中按照 15 估算 輔 助 基 本T 的計算方公式 基 本T基 本 nfL 21 其中 L 加工長度 mm L1 加工切入 mm L2 加工超出 mm f 進給量 mm r n 轉(zhuǎn)速 r min 具體計算如下 1 工序 1 基本時間 T 基 T 基 1 L 計 f2 328 190 1 73 T 基 2 L 計 f2 328 235 1 40 T 基 T 基 1 T 基 2 1 73 1 40 2 13 2 輔助時間 T 輔 T 輔 20 T 基 2 13 20 0 43 3 工作地點及身體需要時間 T 工身 T 工身 15 T 基 2 13 15 0 32 4 準備終結時間 T 準 T 準 5 T 基 2 13 5 0 11 5 單件時間 T 單 T 單 T 基 T 輔 T 工身 2 13 0 43 0 32 2 88 6 單件核算時間 T 單核 T 單核 T 單 T 準 2 88 0 11 2 99 車床支架機械加工工藝及夾具設計 27 2 工序 1 基本時間 T 基 T 基 1 L 計 f2 65 118 0 55 T 基 2 L 計 f2 65 190 0 34 T 基 3 L 計 f2 58 190 0 31 T 基 4 L 計 f2 58 235 0 25 T 基 5 L 計 f2 58 300 0 19 T 基 6 L 計 f2 37 190 0 19 T 基 7 L 計 f2 37 235 0 16 T 基 8 L 計 f2 37 300 0 12 T 基 T 基 1 T 基 2 T 基 8 0 55 0 34 0 31 0 25 0 19 0 19 0 16 0 12 2 11 2 輔助時間 T 輔 T 輔 20 T 基 20 2 11 0 42 工作地點及身體需要時間 T 工身 T 工身 15 T 基 15 2 11 0 32 準備終結時間 T 準 T 準 5 T 基 5 2 11 0 11 3 單件時間 T 單 T 單 T 基 T 輔 T 工身 0 42 0 32 0 11 0 85 4 單件核算時間 T 單核 T 單核 T 單 T 準 2 11 0 85 2 96 3 工序 1 基本時間 T 基 T 基 1 L 計 f2 23 108 0 21 T 基 2 L 計 f2 23 108 0 21 T 基 3 L 計 f2 14 275 0 05 T 基 4 L 計 f2 14 275 0 05 T 基 T 基 1 T 基 2 T 基 3 T 基 4 0 21 0 21 0 05 0 05 車床支架機械加工工藝及夾具設計 28 0 52 2 輔助時間 T 輔 T 輔 20 T 基 20 0 52 0 10 3 工作地點及身體需要時間 T 工身 T 工身 0 03 0 2 0 02 2 T 基 0 26 4 準備終結時間 T 準 T 準 5 T 基 5 0 52 0 03 5 單件時間 T 單 T 單 T 基 T 輔 T 工身 0 10 0 26 0 03 0 39 6 單件核算時間 T 單核 T 單核 T 單 T 準 0 52 0 39 0 91 4 工序 1 基本時間 T 基 T 基 1 L 計 f2 86 300 0 29 T 基 2 L 計 f2 86 175 0 49 T 基 3 L 計 f2 86 140 0 61 T 基 T 基 1 T 基 2 T 基 3 0 29 0 49 0 61 1 39 2 輔助時間 T 輔 T 輔 20 T 基 20 1 39 0 28 3 工作地點及身體需要時間 T 工身 T 工身 15 T 基 15 1 39 0 21 4 準備終結時間 T 準 T 準 5 T 基 5 1 39 0 07 5 單件時間 T 單 T 單 T 基 T 輔 T 工身 0 28 0 21 0 07 0 56 6 單件核算時間 T 單核 T 單核 T 單 T 準 1 39 0 56 1 95 5 工序 1 基本時間 T 基 車床支架機械加工工藝及夾具設計 29 T 基 1 L 計 f2 35 392 0 09 T 基 2 L 計 f2 35 272 0 13 T 基 3 L 計 f2 35 140 0 25 T 基 T 基 1 T 基 2 T 基 3 0 09 0 13 0 25 0 47 2 輔助時間 T 輔 T 輔 20 T 基 20 0 47 0 09 3 工作地點及身體需要時間 T 工身 T 工身 15 T 基 15 0 47 0 07 4 準備終結時間 T 準 T 準 5 T 基 5 0 47 0 02 5 單件時間 T 單 T 單 T 基 T 輔 T 工身 0 09 0 07 0 02 0 18 6 單件核算時間 T 單核 T 單核 T 單 T 準 0 47 0 18 0 65 車床支架機械加工工藝及夾具設計 30 3 夾具設計 夾具是根據(jù)機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的 它是用于實現(xiàn)被 加工零件的準確定位 夾壓 刀具的導向 以及裝卸工件時的限位等作用的 組合機床的工作常常是多刀 多面和多工序同時加工 會產(chǎn)生很大的切削力和 振動 因此組合機床佳句必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力 以保證在整個加 工過程中工件不產(chǎn)生任何位移 同時 也不應該對工件產(chǎn)生不容許的變形 組合 機床的夾具是保證加工精度 尺寸精度 幾何精度和位置精度等 的關鍵部件 其設計 制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求 使其能持久的保持精度 此外 組合 機床夾具應便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化 并有動作完成的檢查信號 保證切屑 從加工空間自動排出 便于觀察和檢查 以及再不從機床上拆除夾具的情況下 能夠更換易損件和維護調(diào)整 在組合機床上加工時 必須使被加工零件對刀具及其導向保持正確的相對位置 這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的 定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位 置外 還要承受被加工零件的重量和夾緊力 有時還需承受切削力 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承 輔助支承和一些限位元件組成 定位支承是指 在加工過程中維持被加工零件的一定位置的元件 輔助支承是僅用作增加被加工 零件在加工過程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件 由于支承元件直接與被加工零件相接觸 因此其尺寸 結構 精度和布置都直 接影響被加工零件的精度 其設計應注意以下問題 1 合理布置定位支承元件 力求使其組成較大的定位支承平面 最好使夾 緊力的位置對準定位支承元件 當受工件結構限制不能實現(xiàn)時 也應使定位支承 元件盡量接近壓緊力的作用線 并應使夾壓力的各力中心處于定位支承平面內(nèi) 2 提高剛度 減小定位支承系統(tǒng)的變形 應力求使定位元件 定位銷 不 受力 3 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性 一邊長期保持夾具的定位 精度 可靠的排出定位支承部件的切屑 使切屑不堵塞和粘附在支承定位系統(tǒng)上 對 保證定位的準確性和工作可靠性有很大的影響 因此設計時應盡可能不使切屑落 到定位支承系統(tǒng)上 當切屑有可能落在其上 必須采取有效的排屑和清理措施 夾具體的設計 夾具體是夾具的最大和最復雜的元件 而且也是承受符合最大的元件 在它上 車床支架機械加工工藝及夾具設計 31 面安裝定位元件 夾緊元件 對刀元件和導向元件 及其它的一切元件和機構并 通過它將夾具安裝在機床上 工件的加工精度與夾具體本身的精度有很大關系 而且在加工過程中產(chǎn)生的切削力 慣性力等及工件的自重作用在夾具體上 都可 能影響工件的加工精度 因此 設計夾具體應考慮以下問題 1 有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 特別是位置精度直接影響工件在加工過程中 產(chǎn)生的誤差 2 夾具體要有足夠的強度和剛度 使夾具體能承受在加工過程中產(chǎn)生的作用 力而不止變形和發(fā)生振動 3 夾具體的機構要緊湊形狀要簡單 同時要有足夠的空間位置 保證夾具的 其它元件和機構安裝方便 更換易損元件容易以及裝卸工件方便 4 夾具體的結構工藝性要好以便于制造 并注意消除內(nèi)應力避免變形 5 夾具體的中心要低 安裝在機床上能穩(wěn)固和安全 為了安裝后得到穩(wěn)定 底面的中部一般都挖空 同時應根據(jù)機床連接部分的機構形狀來確定夾具體連接 部分的形狀和結構 6 在滿足剛度和強度的前提下 夾具體應盡量輕 不重要的部位 可以挖空 以減輕重量 便于裝卸 7 夾具體采用鑄造件 由于鑄造可得到各種復雜的外形 剛性好還能吸振 但需進行時效處理以消除內(nèi)應力 3 1 定位基準的選擇 第三道工序 采用精基準 由毛坯零件圖可知 底面的精度較高 采用 D 面 作為第一定位基準面 然后以 A 面為第二基準面 C1 面為第三定位面加工 D 面 限制了 3 個自由度 A 面限制了 2 個自由度 C1 面限制了 1 個自由度 符合六點 定位原理 3 2 定位元件選擇 定位元件的選擇有 4 條原則 1 定位元件要有較高的精度 2 定位元件要有較高的耐磨性 3 定位元件要有足夠的剛度和硬度 4 定位元件要有良好的工藝性 對于本工序而言 定位銷可設計為固定銷 這樣定位方便穩(wěn)定 裝置不復雜 直接將定位銷打入孔中即可 當定位銷時間長了有磨損時 可以直接換掉即可 車床支架機械加工工藝及夾具設計 32 3 3 夾緊元件的選擇 選擇夾緊元件主要有 3 條原則 1 夾緊元件結構要簡單 制造要容易 體積小 重量輕 并且要有足夠的強 度 2 夾緊動作迅速 操作方便 使用安全 有足夠的夾緊行程和裝卸工作的空 間 3 夾緊力要適當 對于本道工序而言 夾緊力要求不大 而定位面的面積比較大 為了保證夾緊可 靠 夾緊機構采用了螺紋夾緊機構 此套機構是利用螺紋直接夾緊工件 結構緊湊 所占空間位置較小 便于裝卸工件 3 4 夾緊力的計算 對于加工頂面 夾緊力向下的分力與切削力垂直 夾緊力的向里的分力與定 位元件給的支持力抵消 計算加緊力時 通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng) 根據(jù)工件受切削力 夾緊力 大型工件還應考慮工件重力 運動的工件還應考慮 慣性力等 的作用情況 找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài) 按靜力平 衡原理計算出理論夾緊力 最后為保證夾緊可靠 再乘以安全系數(shù)作為實際所需 夾緊力的數(shù)值 W WKk 式中 W 實際所需夾緊力 W 在一定條件下 由靜力平衡計算出的理論夾緊力 N K 安全系數(shù) 安全系數(shù) K 可按下式計算 K 2 846543210K 考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù) 取 1 40 加工性質(zhì) 取 1 21 刀具鈍化程度 取 1 32K 切削特點 取 1 03 夾緊力的穩(wěn)定性 取 1 34 手動夾緊時的手柄位置 取 1 05 僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件與支承面接觸的情況 取 1 06K 切削力 車床支架機械加工工藝及夾具設計 33 F 419 D f0 8 Kp 419 11 0 28 2 84 8 0 4712 2 N 切削扭矩 M 0 21 D2 f0 8 Kp 0 21 11 0 28 2 84 8 0 28 98 N M 由夾緊力公式 W QL r ztg 1 rztg 2 1 13 10 20 10tg30 10tg 10 0 3 3001 N Wk W K 3001 2 84 8522 8 N Wk F 機構產(chǎn)生的夾緊力足夠 車床支架機械加工工藝及夾具設計 34 參考文獻 1 丁儒琳 陳家彬 汽車廠實習教程 哈爾濱工業(yè)大學出版社 92 101 2 趙如福 金屬機械加工工藝人員手冊 上?？茖W技術出版社 1038 1054 3 陳志祥 段守道 機械制造工藝學簡明手冊 華中工學院出版社 42 58 4 機床夾具設計手冊 上海科學技術出版社 50 66 5 13 5 定位與夾緊符號手冊 機械工業(yè)標準化技術服務部 1 10 6 趙家齊 機械制造工藝學課程設計指導書 機械工業(yè)出版社 62 97 7 艾興 切削用量簡明手冊 機械工業(yè)出版社 19 34 8 機械制圖 高等教育出版社 239 246 9 盧秉恒 機械制造技術基礎 機械工業(yè)出版社 161 217 10 陳懋昕 機械制造工藝學 遼寧科學技術出版社 76 115 11 L C R Lilly with specialist contributors Diesel engine reference book 5 18