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課 程 設(shè) 計 論 文 座架零件加工工藝及鉆 4 22 孔夾具設(shè) 計 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 2 摘 要 座架零件零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計 工序設(shè)計以 及專用夾具的設(shè)計三部分 在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析 了解零件的工藝再 設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu) 并選擇好零件的加工基準(zhǔn) 設(shè)計出零件的工藝路線 接著對零件 各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算 關(guān)鍵是決定出各個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 選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件 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 計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn) 關(guān)鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 3 目 錄 摘 要 2 第 1 章 緒論 5 第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 6 2 1 零件的分析 6 2 1 1 零件的作用 6 2 1 2 零件的工藝分析 6 2 2 座架零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 7 2 2 1 孔和平面的加工順序 7 2 2 2 孔系加工方案選擇 7 2 3 座架零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 8 2 3 1 粗基準(zhǔn)的選擇 8 2 3 2 精基準(zhǔn)的選擇 8 2 4 座架零件加工主要工序安排 8 2 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 2 6 確定切削用量及基本工時 機(jī)動時間 11 2 7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 18 第 3 章 鉆 4 22 孔夾具設(shè)計 21 3 1 研究原始質(zhì)料 21 3 2 定位 夾緊方案的選擇 22 3 3 切削力及夾緊力的計算 22 3 4 誤差分析與計算 24 3 5 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計與選用 25 4 3 6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 27 3 7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 28 總 結(jié) 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 31 5 第 1 章 緒論 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品 并把它們裝備成機(jī)械 裝備的行業(yè) 機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用 也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提 供裝備 社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品 我們的生活離不開制造業(yè) 因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè) 是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支 柱 從某中意義上講 機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué) 技術(shù)水平的重要指標(biāo) 座架零件零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械設(shè)計 機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下 進(jìn)行的一個全面的考核 正確地解決一個零件 在加工中的定位 夾緊以及工藝路線安排 工藝尺寸確定等問題 并設(shè)計出專用夾具 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量 本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力 因此本次設(shè) 計綜合性和實踐性強(qiáng) 涉及知識面廣 所以在設(shè)計中既要注意基本概念 基本理論 又要注意生產(chǎn)實踐的需要 只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合 才能很好的完成本次 設(shè)計 本次設(shè)計水平有限 其中難免有缺點(diǎn)錯誤 敬請老師們批評指正 6 第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 題目給出的零件是座架零件 座架零件的主要作用是支承軸 保證軸之間的中心 距及平行度 并保證正確安裝 因此座架零件的加工質(zhì)量 不但直接影響的裝配精度 和運(yùn)動精度 而且還會影響工作精度 使用性能和壽命 2 1 2 零件的工藝分析 由座架零件零件圖可知 座架零件是一個座架零件零件 它的外表面上有 4 個平 面需要進(jìn)行加工 支承孔系在前后端面上 此外各表面上還需加工一系列螺紋孔 因 此可將其分為三組加工表面 它們相互間有一定的位置要求 現(xiàn)分析如下 1 以底面為主要加工表面的加工面 這一組加工表面包括 A 面的銑削加工 其中頂面有表面粗糙度要求為 mRa 3 6 2 以支承孔 115 H7 120H7 為主要加工表面的加工面 3 以寬度 150mm 的缺口為主要加工面 7 2 2 座架零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知 該座架零件零件的主要加工表面是平面及孔系 一般來說 保 證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易 因此 對于座架零件來說 加工過 程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度 處理好孔和平面之間的相互關(guān)系 由于的生產(chǎn)量很大 怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素 2 2 1 孔和平面的加工順序 座架零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則 即先加工座架零件上的基準(zhǔn)平面 以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面 然后再加工孔系 座架零件的加工自然應(yīng)遵循這個原 則 這是因為平面的面積大 用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固 因而容易保證 孔的加工精度 其次 先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平 為提高孔的加工 精度創(chuàng)造條件 便于對刀及調(diào)整 也有利于保護(hù)刀具 座架零件零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則 將孔與平面的加工明確劃 分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度 2 2 2 孔系加工方案選擇 座架零件孔系加工方案 應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外 也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素 在滿足精度要 求及生產(chǎn)率的條件下 應(yīng)選擇價格最底的機(jī)床 根據(jù)座架零件零件圖所示的座架零件的精度要求和生產(chǎn)率要求 當(dāng)前應(yīng)選用在組 合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜 1 用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中 座架零件孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工 鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的 當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔 時 鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性 因此 可以用幾把刀同時加 工 所以生產(chǎn)效率很高 但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造難度大 成本較高 且由于鏜模的制 造和裝配誤差 鏜模在機(jī)床上的安裝誤差 鏜桿和鏜套的磨損等原因 用鏜模加工孔 系所能獲得的加工精度也受到一定限制 2 用坐標(biāo)法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中 不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高 而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量 多品種以 及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求 鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高 生產(chǎn)周期長 不大能適應(yīng)這種要求 而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求 此外 在采用鏜模法鏜孔時 鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔 8 用坐標(biāo)法鏜孔 需要將座架零件孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公 差 然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動的機(jī)床進(jìn)行鏜孔 2 3 座架零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 2 3 1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求 1 保證各重要支承孔的加工余量均勻 2 保證裝入座架零件的零件與箱壁有一定的間隙 為了滿足上述要求 應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn) 即以座架零件的輸入軸 和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn) 也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn) 以限制工件的四個自由度 再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度 由于是以 孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面 因此 以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時 孔加工 余量一定是均勻的 由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的 因此 孔的余量 均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置 2 3 2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證座架零件孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能 保證座架零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 從座架零件零件圖分 析可知 它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大 適于作精基準(zhǔn)使用 但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度 如果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(zhǔn)定位的要求 至于前后端面 雖 然它是座架零件的裝配基準(zhǔn) 但因為它與座架零件的主要支承孔系垂直 如果用來作 精基準(zhǔn)加工孔系 在定位 夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難 所以不予采 用 2 4 座架零件加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件 一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn) 座架零件加工的第一 個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn) 具體安排是先以孔定位粗 精加工頂平面 第二個工 序是加工定位用的兩個工藝孔 由于頂平面加工完成后一直到座架零件加工完成為止 除了個別工序外 都要用作定位基準(zhǔn) 因此 頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工 序中同時加工出來 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則 先粗加工平面 再粗加工孔 系 螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出 因切削力較大 也應(yīng)該在粗加工階段完成 對 于座架零件 需要精加工的是支承孔前后端平面 按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加 工孔系 但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直 因此 實際采用的 9 工藝方案是先精加工支承孔系 然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面 這樣容易 保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求 各螺紋孔的攻絲 由于切削力較小 可 以安排在粗 精加工階段中分散進(jìn)行 加工工序完成以后 將工件清洗干凈 清洗是在 的含 0 4 1 1 蘇打及c 908 0 25 0 5 亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的 清洗后用壓縮空氣吹干凈 保證零件內(nèi)部雜質(zhì) 鐵屑 毛刺 砂粒等的殘留量不大于 mg20 根據(jù)以上分析過程 現(xiàn)將座架零件加工工藝路線確定如下 工藝路線一 10 開料 開料 20 銑 銑底面 30 銑 銑寬度 150mm 的一個缺口 40 銑削 銑寬度 150mm 的另外一個缺口 50 鉆孔 鉆底面 4X 22 60 粗鉆 粗鉆 115 留精加工余量 70 粗鉆 粗鉆 120 留精加工余量 80 精鉆 精鉆 115H7 達(dá)到圖紙尺寸 90 精鉆 精鉆 120H7 達(dá)到圖紙尺寸 100 鉆孔攻絲 鉆 2XM20 底孔 然后進(jìn)行攻絲 2XM20 110 去毛刺 鉗工去毛刺 120 終檢 按圖樣要求檢驗 130 入庫 入庫 工藝路線二 10 開料 開料 20 銑 銑底面 30 銑 銑寬度 150mm 的一個缺口 40 銑削 銑寬度 150mm 的另外一個缺口 50 粗鉆 粗鉆 115 留精加工余量 60 粗鉆 粗鉆 120 留精加工余量 70 精鉆 精鉆 115H7 達(dá)到圖紙尺寸 80 精鉆 精鉆 120H7 達(dá)到圖紙尺寸 90 鉆孔 鉆底面 4X 22 100 鉆孔攻絲 鉆 2XM20 底孔 然后進(jìn)行攻絲 2XM20 10 110 去毛刺 鉗工去毛刺 120 終檢 按圖樣要求檢驗 130 入庫 入庫 以上加工方案大致看來合理 但通過仔細(xì)考慮 零件的技術(shù)要求及可能采取的加工 手段之后 就會發(fā)現(xiàn)仍有問題 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 綜合選擇方案一 工藝路線一 10 開料 開料 20 銑 銑底面 30 銑 銑寬度 150mm 的一個缺口 40 銑削 銑寬度 150mm 的另外一個缺口 50 鉆孔 鉆底面 4X 22 60 粗鉆 粗鉆 115 留精加工余量 70 粗鉆 粗鉆 120 留精加工余量 80 精鉆 精鉆 115H7 達(dá)到圖紙尺寸 90 精鉆 精鉆 120H7 達(dá)到圖紙尺寸 100 鉆孔攻絲 鉆 2XM20 底孔 然后進(jìn)行攻絲 2XM20 110 去毛刺 鉗工去毛刺 120 終檢 按圖樣要求檢驗 130 入庫 入庫 2 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 座架零件 零件材料采用 Q235 制造 材料為 Q235 硬度 HB 為 170 241 生 產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 采用型材毛坯 1 頂面的加工余量 根據(jù)工序要求 頂面加工分粗 精銑加工 各工步余量如下 粗銑 參照 機(jī)械加工工藝手冊第 1 卷 表 3 2 23 其余量值規(guī)定為 m4 3 72 現(xiàn)取 表 3 2 27 粗銑平面時厚度偏差取 m0 3 m28 0 精銑 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 3 59 其余量值規(guī)定為 5 1 3 孔 毛坯為實心 不沖孔 4 端面加工余量 根據(jù)工藝要求 前后端面分為粗銑 半精銑 半精銑 精銑加工 各工序余量如 11 下 粗銑 參照 機(jī)械加工工藝手冊第 1 卷 表 3 2 23 其加工余量規(guī)定為 現(xiàn)取 m5 3 720 3 半精銑 參照 機(jī)械加工工藝手冊第 1 卷 其加工余量值取為 m5 2 精銑 參照 機(jī)械加工工藝手冊 其加工余量取為 0 2 6 確定切削用量及基本工時 機(jī)動時間 工序 20 銑底面 機(jī)床 銑床 X52K 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù) 10 mdw40 14 Z 1 粗銑座架零件底面 銑削深度 pam2 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zmaf 25 0 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 1940 3610rdV inr 實際銑削速度 smn 20 進(jìn)給量 fVZaff 671 125 工作臺每分進(jìn)給量 m in 2 0 sVf 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a4 被切削層長度 由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 1D2 5 02 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 1jt min5 02 743121 mjfl 2 精銑座架零件底面 銑削深度 pam 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zaf 15 0 12 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V smV 6 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 28401 360rdV in30r 實際銑削速度 sn 0 進(jìn)給量 fVmZaff 56 5 工作臺每分進(jìn)給量 m in 30 1sVf 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll4 刀具切入長度 精銑時1Dl01 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 2jt min18 63024121 mjfl 本工序機(jī)動時間 in7 8 501 jjj 工序 30 銑寬度 150mm 的一個缺口 機(jī)床 銑床 X52K 刀具 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀 面銑刀 材料 齒數(shù) 15YT0Dm 5Z 此為粗齒銑刀 因其單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 3mmpa2 m 精銑該平面的單邊余量 Z 1 0mm 銑削深度 p1 0 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 根據(jù)參考文獻(xiàn)fa 0 15 famZ 3 表 2 4 81 取銑削速度 2 8 Vs 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表f f 8 2 4 81 取銑削速度 47 m 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n102 601 97 in31Vrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 74 取 45 實際銑削速度 v 13 3 140752 49 06dnvms 進(jìn)給量 fV 81 ffaZ 工作臺每分進(jìn)給量 m7 7 5infVs 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取 aa60 切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 14lm 8l 刀具切入長度 1 20 5 3lDa 2061 2 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 jt1240 36min7 5jmlf 機(jī)動時間 1jt 1268 19i jlf 所以該工序總機(jī)動時間 105njjtt 工序 40 銑寬度 150mm 的另外一個缺口 機(jī)床 X52K 銑床 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù) 10 mdw63 14 Z 1 粗銑 銑削深度 pam3 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zmaf 25 0 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 19634 010rdV inr 實際銑削速度 smn 20 進(jìn)給量 fVZaff 710 125 工作臺每分進(jìn)給量 m in 2 6 sVf 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a4 14 被切削層長度 由毛坯尺寸可知l ml341 刀具切入長度 1 aD42 5 02 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 1jt min5 02 743121 mjfl 2 精銑 銑削深度 pam 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zaf 15 0 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V smV 6 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 28401 360rdV in3r 實際銑削速度 sn 0 進(jìn)給量 fVmZaff 56 5 工作臺每分進(jìn)給量 m in 30 1sVf 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll4 刀具切入長度 精銑時1Dl01 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 2jt min18 63024121 mjfl 本工序機(jī)動時間 in7 8 501 jjj 工序 50 鉆底面 4X 22 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床 刀具選用 GB1436 85 直柄短麻花鉆 機(jī)械加工 工藝手冊 第 2 卷 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 第 2 卷表 10 4 2 查得鉆孔進(jìn)給量為 0 20 0 35 rm 則取 rmf30 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 第 2 卷表 10 4 9 15 切削速度計算公式為 3 min0kfaTdcvvyxpmzv 20 查得參數(shù)為 刀具耐用度 T 35125 0 0 25 1 8 yxzcvvvv min 則 1 65 0125 0 2 337 min 所以 72n4 6ir 選取 mi120r 所以實際切削速度為 2 64 7 3 vin 確定切削時間 一個孔 t s20 8 工序 60 70 80 90 粗鉆 精鉆 115H7 120H7 孔 機(jī)床 Z525 鉆床 刀具 硬質(zhì)合金鉆刀 鉆刀材料 5YT 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深度為f m20 因此確定進(jìn)給量 1 m0 2 fmr 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 45 取 V 1 inVs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 1019 in3 4 2rd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 41 取 0 實際切削速度 v 43 12 4 106nms 工作臺每分鐘進(jìn)給量 mf inf 被切削層長度 l5 刀具切入長度 1 2 3 3 70pratgktg 刀具切出長度 取2l ml42 行程次數(shù) i 16 機(jī)動時間 1jt1253 7410 minjmlf 精鉆孔 粗加工后單邊余量 Z 0 4mm 一次鏜去全部余量 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深度為f 20 因此確定進(jìn)給量0 4m0 15 fr 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 45 取V 1 6 minVs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 126948 7 min3 rd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 14 41 取 10 實際切削速度 v 2 64 10ns 工作臺每分鐘進(jìn)給量 mf 5inf 被切削層長度 l5 刀具切入長度 1 mtgtgkarp 3208 3 2 刀具切出長度 取2l l42 行程次數(shù) i 機(jī)動時間 2jt1253 10 in7jmlf 所以該工序總機(jī)動工時 0 26mijt 切削深度 pa 進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削f m20 深度為 因此確定進(jìn)給量m2rf 6 0 切削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 66 取V in 15 sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取nmin 5 041 30rdV i60r 實際切削速度 sn 2 6 工作臺每分鐘進(jìn)給量 mf in30 f 被切削層長度 l19 17 刀具切入長度 1l mtgtgkarp 4 5230 2 刀具切出長度 取2m53l 行程次數(shù) i 機(jī)動時間 1jt in79 0164 1921 mjfl 精鉆孔 切削深度 pa 進(jìn)給量 根據(jù)切削深度 再參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 66 因fap1 此確定進(jìn)給量 rm 4 0 切削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 4 66 取V min 21 35 0sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取nmin 6 8341 20rdV i84r 實際切削速度 sn 5 00 工作臺每分鐘進(jìn)給量 mf in638 f 被切削層長度 l19 刀具切入長度 mtgtgkarp 4 520 3 2 刀具切出長度 取2l5 l 行程次數(shù) i1 機(jī)動時間 jt in85 016 34192 mjfl 工序 100 鉆 2XM20 底孔 然后進(jìn)行攻絲 2XM20 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床 刀具選用 GB1436 85 直柄短麻花鉆 機(jī)械加工 工藝手冊 第 2 卷 則取 rf30 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 第 2 卷表 10 4 9 切削速度計算公式為 3 min0kfaTdcvvyxpmzv 20 18 查得參數(shù)為 刀具耐用度 T 35125 0 0 25 1 8 myxzcvvvv min 則 1 65 0125 0 2 337 in 所以 72n4 6ir 選取 mi120r 所以實際切削速度為 2 64 7 3 vin 確定切削時間 一個孔 t s20 8 2 7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求 該的年產(chǎn)量為 10 萬件 一年以 240 個工作日計算 每天的產(chǎn) 量應(yīng)不低于 417 件 設(shè)每天的產(chǎn)量為 420 件 再以每天 8 小時工作時間計算 則每個 工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于 1 14min 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 2 機(jī)械加工單件 生產(chǎn)類型 中批以上 時間 定額的計算公式為 大量生產(chǎn)時 Ntktt zfjd 1 0 Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為 ttfjd 其中 單件時間定額 基本時間 機(jī)動時間 jt 輔助時間 用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消ft 耗的時間 包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 k 布置工作地 休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序 1 粗 精銑底面 機(jī)動時間 jtmin73 1 j 輔助時間 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 43 取工步輔助時間為 f min15 0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 則in1 0in25 01 ftk 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 48 3 k 19 單間時間定額 dt min14 i2 13 25 0731 kfj 因此應(yīng)布置兩臺機(jī)床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機(jī)床時 min4 i12 4 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 2 鉆底面 4X 22 孔 機(jī)動時間 jtin3 0 j 輔助時間 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 41 取工步輔助時間為 f min4 0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 則in1 0min54 014 ftk 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 43 4 2 k 單間時間定額 dt min14 i98 0 1 5 03 1 kfj 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 9 粗鉆前后端面支承孔 機(jī)動時間 jtmin97 0j 輔助時間 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 37 取工步輔助時間為 f in80 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 則min15 0in95 01 8 0 ftk 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 39 83 4 k 單間時間定額 dt in14 i20 1 95 07 1 kfj 因此應(yīng)布置兩臺機(jī)床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機(jī)床時 min4 i 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 11 精鉆支承孔 機(jī)動時間 jtmin86 0 j 輔助時間 參照 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 37 取工步輔助時間為 f min80 20 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 則min15 0min95 01 8 0 ftk 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 表 2 5 39 83 4 k 單間時間定額 dt in14 i09 2 1 95 086 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機(jī)床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機(jī)床時 mi in 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 12 2XM20 螺紋孔攻絲 機(jī)動時間 jtmin1 0 j 輔助時間 參照鉆孔輔助時間 取裝卸工件輔助時間為 工步輔助時間f in1 0 為 則min4 0i5 4 ft 參照鉆孔 值 取kk142 單間時間定額 dt min14 i68 0 5 0 1 tfjd 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求 21 第 3 章 鉆 4 22 孔夾具設(shè)計 3 1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工鉆 4 22 孔 加工時除了要滿足粗糙度要求外 還應(yīng) 滿足兩孔軸線間公差要求 為了保證技術(shù)要求 最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn) 同時 應(yīng)考 慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度 一 機(jī)床夾具定位元件 工件定位方式不同 夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同 這里只介紹幾種常用的基本 定位元件 實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合 一 工件以平面定位常用定位元件 1 支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6 1所示 平頭支承釘 圖 a 用于支承精基準(zhǔn)面 球頭 支承釘 圖 b 用于支承粗基準(zhǔn)面 網(wǎng)紋頂面支承釘 圖 c 能產(chǎn)生較大的摩擦力 但 網(wǎng)槽中的切屑不易清除 常用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位 場合 一個支承釘相當(dāng)于一個支承點(diǎn) 限制一個自由度 在一個平面內(nèi) 兩個支承釘 限制二個自由度 不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度 圖6 1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 2 支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6 2所示 平面型支承板 圖 a 結(jié)構(gòu)簡單 但沉頭螺釘 處清理切屑比較困難 適于作側(cè)面和頂面定位 帶斜槽型支承板 圖 b 在帶有螺釘 孔的斜槽中允許容納少許切屑 適于作底面定位 當(dāng)工件定位平面較大時 常用幾塊 22 支承板組合成一個平面 一個支承板相當(dāng)于兩個支承點(diǎn) 限制兩個自由度 兩個 或 多個 支承板組合 相當(dāng)于一個平面 可以限制三個自由度 圖6 2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式 3 可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6 3所示 可調(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)面 支承高 度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整 調(diào)整到位后用螺母鎖緊 一個可調(diào)支承限制一個自由度 圖6 3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式 二 工件以孔定位常用定位元件 1 定位銷 圖6 6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式 當(dāng)工件的孔徑尺寸較小時 可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu) 當(dāng)孔徑尺寸較大時 選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu) 當(dāng)工件同時以圓孔和端面組 合定位時 則應(yīng)選用圖 c 所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu) 用定位銷定位時 短圓柱銷限 制二個自由度 長圓柱銷可以限制四個自由度 短圓錐銷 圖 d 限制三個自由度 圖6 6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式 3 2 定位 夾緊方案的選擇 由零件圖可知 在對加工前 平面進(jìn)行了粗 精銑加工 底面進(jìn)行了鉆 擴(kuò)加工 因此 定位 夾緊方案有 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi) 采用一面一銷再加上一手動調(diào)節(jié)的螺絲定 位的定位方式 這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作 一面即底平面 3 3 切削力及夾緊力的計算 刀具 鉆頭 22 則軸向力 見 工藝師手冊 表 28 4 F C d f k 3 1F0zFy 式中 C 420 Z 1 0 y 0 8 f 0 35FF k 07 1 92 103 nHB 23 F 420 1 0 86357213 N 轉(zhuǎn)矩 T C d f kT0ZTy 式中 C 0 206 Z 2 0 y 0 8TT T 0 206 34 170 35 18 02 MN 功率 P mKWdV26 90 在計算切削力時 必須考慮安全系數(shù) 安全系數(shù) K K K K K1234 式中 K 基本安全系數(shù) 1 5 K 加工性質(zhì)系數(shù) 1 1 2 K 刀具鈍化系數(shù) 1 1 3 K 斷續(xù)切削系數(shù) 1 14 則 F KF 1 5 42391 1 N 鉆削時 T 17 34 N M 切向方向所受力 F 1L T2670534 取 f F 4416f 1N F Ff1 所以 時工件不會轉(zhuǎn)動 故本夾具可安全工作 根據(jù)工件受力切削力 夾緊力的作用情況 找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬 間狀態(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 即 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 查參考文獻(xiàn) 5 表 可得 6 12 01 310 56C 24 1 2 0512 301 236PK 5f 所以有 9 8 KCWFN 763P 15 0 f 該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸 故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn) 實現(xiàn) 基準(zhǔn)重合 原則 參考文獻(xiàn) 因夾具的夾緊力與切削力方向相反 實際所需夾緊力 F 夾與切削力 之間 的關(guān)系 F 夾 KF 軸向力 F 夾 KF N 扭距 Nm93 103 24 05 14 3108 90 MYFXKfdC 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi) 安全系數(shù) 2K 由資料 機(jī)床夾具設(shè)計手冊 查表 可得 7 切削力公式 式 2 17 PffD75 02 14 式中 5mr 3 查表 得 821 9 10 6 HBKp 即 69 0NFf 實際所需夾緊力 由參考文獻(xiàn) 16 機(jī)床夾具設(shè)計手冊 表 得 12 WfK 安全系數(shù) K 可按下式計算 由式 2 5 有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 見參考文獻(xiàn) 16 機(jī)床夾具設(shè)計手0 冊 表 可得 25 01 32 1 21 K 所以 4656980NFWf 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 決定 選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 3 4 誤差分析與計算 該夾具以一底面一側(cè)面 兩支撐釘和一個調(diào)節(jié)螺絲定位 為了滿足工序的加工要 25 求 必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差 gwj 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 一般可用下式表示 j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn) 5 可得 銷的定位誤差 11minDWd 1 21min2min DdDdJarctgL 其中 10 52D 20D dm 3d in in4 0 63DWm 2J 夾緊誤差 cos inmaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNcl 查 5 表 1 2 15 有 104 0 6 42 0 7RazHBKCn cos 8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj m5 夾具相對刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 853jw 從以上的分析可見 所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求 3 5 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求 故選用可換鉆套 其結(jié)構(gòu)如下圖所 示 以減少更換鉆套的輔助時間 26 圖 3 5 可換鉆套 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基本 極限 偏差 D6 0 1 3 0 010 0 004 6 1 1 8 4 7 1 8 2 6 5 8 6 9 2 6 3 0 016 0 006 3 3 3 6 0 016 0 008 9 3 3 4 7 10 4 5 8 11 8 12 16 5 6 0 022 0 010 10 0 019 0 010 13 6 8 12 15 10 16 20 8 10 0 028 0 013 15 18 10 12 18 0 023 0 012 22 12 20 25 12 15 22 26 0 008 15 18 0 034 0 016 26 30 16 28 36 18 22 30 0 028 0 015 34 22 26 35 39 20 36 HT 200 26 30 0 041 0 020 42 46 30 35 0 050 48 0 033 0 017 52 25 HT200 56 0 012 27 35 42 55 59 42 48 62 66 48 50 0 025 70 0 039 0 020 74 30 56 67 0 040 鉆模板選用鉆模板 用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上 3 6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 1 應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面 如安裝接觸位置 安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的 足 夠的精度 之間的位置精度穩(wěn)定夾具體 夾具體應(yīng)該采用鑄造 時效處理 退火等處 理方式 2 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力 切削力等外力變形和振動是不允許的 夾具應(yīng)有 足夠的厚度 剛度可以適當(dāng)加固 3 結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯 夾較大的工件的外觀 更復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 之間的相互位置精度與每個表面的要求高 所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中 應(yīng)處理的工件 夾具 維修方便 再滿足功能性要求 剛度和強(qiáng)度 前提下 應(yīng)能減小體積減輕重量 結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單 4 應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中 該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累 如果不及時清除 切削熱的積累會破 壞夾具定位精度 鐵屑投擲可能繞組定位元件 也會破壞的定位精度 甚至發(fā)生事故 因此 在這個過程中的鐵屑不多 可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的 鐵屑空間 對切削過程中產(chǎn)生更多的 一般應(yīng)在夾具體上面 5 安裝應(yīng)牢固 可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的 當(dāng)夾安裝在重力的 中心 夾具應(yīng)盡可能低 支撐面積應(yīng)足夠大 以安裝精度要高 以確保穩(wěn)定和可靠的 28 安裝 夾具底部通常是中空的 識別特定的文件夾結(jié)構(gòu) 然后繪制夾具布局 圖中所 示的夾具裝配 加工過程中 夾具必承受大的夾緊力切削力 產(chǎn)生沖擊和振動 夾具的形狀 取 決于夾具布局和夾具和連接 在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度 在加工過程中的 切屑形成的有一部分會落在夾具 積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠 所以夾具 設(shè)計 必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑 此外 夾點(diǎn)技術(shù) 經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作 安裝方 便等特點(diǎn) 在設(shè)計中還應(yīng)考慮 在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具 切 割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠 所以夾具設(shè)計 必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵 屑 3 7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 為提高生產(chǎn)率 經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較 選用了手動夾緊方式 螺旋機(jī)構(gòu) 這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單 夾緊可靠 通用性大 在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用 此外 當(dāng)夾具有制造誤差 工作過程出現(xiàn)磨損 以及零件尺寸變化時 影響定位 夾緊的可靠 為防止此現(xiàn)象 選用可換定位銷 以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取 29 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計 使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進(jìn)一步 的提高 在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題 如在編寫加工工藝時 對所需加工面 的先后順序編排 對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響 在對某幾個工 序進(jìn)行專用夾具設(shè)計時 對零件的定位面的選擇 采用什么方式定位 夾緊方式及夾 緊力方向的確定等等都存在問題 這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn) 率 為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工 而且方便快速 以提高勞動生產(chǎn)率 降低成本的目的 通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下 針對這些問題查閱了大量 的相關(guān)資料 最后 將這些問題一一解決 并夾緊都采用了手動夾緊 由于工件的尺 寸不大 所需的夾緊力不大 完成了本次設(shè)計 通過做這次的設(shè)計 使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高 為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ) 參考文獻(xiàn) 30 參考文獻(xiàn) 1 機(jī)床夾具設(shè)計 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3 機(jī)械制造工藝學(xué) 周昌治 楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社 4 機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊 李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 5 工藝師手冊 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社 3 機(jī)床夾具設(shè)計手冊 王光斗 王春福主編 上?？萍汲霭嫔?7 機(jī)床專用夾具設(shè)計圖冊 南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 8 機(jī)械原理課程設(shè)計手冊 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社 9 金屬切削手冊 第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 10 幾何量公差與檢測 第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 11 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 第三版 陳立德主編 高等教育出版社 12 工程材料 丁仁亮主編 機(jī)械工業(yè)出版社 13 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 機(jī)械工業(yè)出版社 14 機(jī)床夾具設(shè)計 王啟平主編 哈工大出版社 15 現(xiàn)代機(jī)械制圖 呂素霞 何文平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 致 謝 經(jīng)過了的很長時間 終于比較圓滿完成了設(shè)計任務(wù) 回顧這日日夜夜 感覺經(jīng)過 了一場磨練 通過圖書 網(wǎng)絡(luò) 老師 同學(xué)等各種可以利用的方法 鞏固了自己的專 業(yè)知識 對所學(xué)知識的了解和使用都有了更加深刻的理解 此時此刻 我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo) 不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù) 難題 更重要的是為我們指引了設(shè)計的思路并給我們講解了設(shè)計中用到的實際工程設(shè) 計經(jīng)驗 從而使我們設(shè)計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路 也使我學(xué)會綜 合應(yīng)用所學(xué)知識 提高分析和解決實際問題的能力 不僅如此 老師的敬業(yè)精神更是 深深的感染了我 鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè) 導(dǎo)師是真真正正作到了傳道 授業(yè) 解惑 同時也要感謝其他同學(xué) 老師和同事的熱心幫助 感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們課程設(shè)計 的重視和關(guān)心 為我們提供了作圖工具和場所 使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去 為更好 更快的完成課程設(shè)計提供了重要保障