K115-十字轴零件的机械加工工艺和车φ23凹槽夹具设计带图纸
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机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三抓卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1粗车轴108端面1YT5硬质合金可转位车刀游标卡尺2.01.470.390.314s2粗车轴108端面22.01.470.390.314s3粗车轴108端面 32.01.470.390.314s4粗车轴108端面 42.01.470.390.314s设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三抓卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1粗车外圆轴1YT5硬质合金可转位车刀游标卡尺2.01.470.350.75110s2粗车外圆轴212.01.470.350.75110s3粗车外圆轴33 32.01.470.350.75110s4粗车外圆轴44 42.01.470.350.75110s设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车槽23mm20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三抓卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1粗车槽23mm内孔刀6.171.310.152114s1设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床Z30401夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1钻孔6高速钢复合钻头180.060.12614.2602钻孔6180.060.12614.2603钻孔8180.0650.1811.45604钻孔8180.0650.1811.45605钻孔8180.0650.1811.45606钻孔8180.0650.1811.4560设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三抓卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1半精车外圆YT5硬质合金可转位车刀游标卡尺6.332.080.220.6150s2半精车外圆6.332.080.220.6150s3半精车外圆6.332.080.220.6150s4半精车外圆6.332.080.220.6150s设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数螺纹车床通用1夹具编号夹具名称切削液三抓卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1钻螺纹孔M8-H7*4高速钢机动丝锥180.126.7151s设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数外圆磨床M1432A1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1精磨外圆平行砂轮游标卡尺201.570.180.15170s2精磨外圆201.570.180.15170s3精磨外圆201.570.180.15170s4精磨外圆201.570.180.15170s设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧轴圆台平面磨床M73311夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1精磨108端面1筒型砂轮201.570.10.15162s2精磨108端面2201.570.10.15162s3精磨108端面3201.570.10.15162s4精磨108端面4201.570.10.15162s设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称十字轴共1页第1页材 料 牌 号20CrMoTi毛 坯 种 类模锻毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 序 内 容设 备工 艺 装 备工 时夹具刀具名称刀具规格量 具1车25外圆至25.50.0228确保两处108位置度要求普通车床CA6140四抓卡盘YW1 45.游标卡尺3min2 平端面,保证108至1090.03普通车床CA6140小弯板YW145游标卡尺3min3将109一端25.50.0228装入弯板,用压板压紧定位,车另一端面保证对称度车25至25.20.02长29.90.02倒钝车23内槽及斜面普通车床CA6140小弯板YW145游标卡尺3min4车另一端面将25.20.0229.9装入压板孔内用压板压紧,车25至25.20.0229.9保轴颈形位公差的要求普通车床CA6140小弯板YW145游标卡尺3min5松开压板调头,将另一端装入25.2孔内压紧,车25至25.20.0229.9保108的要求松开压板车另外一端至尺寸25.20.02长29.90.02普通车床CA6140小弯板YW145游标卡尺3min6钻车M8丝孔, 2360深4,倒角60普通车床CA6140四爪夹盘钻头游标卡尺、千分尺5min7 钻46孔,钻48深26孔,倒角60台钻钻模钻头卡尺9min8热处理,淬火25四个轴颈上,硬度保证HRC58-631000件/30min9以双向60为基准磨削2530长至尺寸要求,保证四轴颈圆柱度要求1431外圆模砂轮千分尺、游标卡尺12min10按图纸要求检查I 摘要 这 次 设 计 的 是 十 字 轴 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 工 艺 装 备 设 计 , 包 括 零 件 图 、 毛 坯 图 、 装 配 图 各 一 张 , 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 和 与 工 序 卡 片 各 一 张 。 首 先 我 们 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 , 它 位 于 车 床 变 速 机 构 中 , 主 要 起 换 档 作 用 。 然 后 , 根 据 零 件 的 性 质 和 零 件 图 上 各 端 面 的 粗 糙 度 确 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 拟 定 拨 差 的 工 艺 路 线 图 , 制 定 该 工 件 的 夹 紧 方 案 , 画 出 夹 具 装 配 图 。 就 我 个 人 而 言 , 我 希 望 能 通 过 这 次 课 程 设 计 , 了 解 并 认 识 一 般 机 器 零 件 的 生 产 工 艺 过 程 , 巩 固 和 加 深 已 学 过 的 技 术 基 础 课 和 专 业 课 的 知 识 , 理 论 联 系 实 际 , 从 中 锻 炼 自 己 分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 能 力 , 为 今 后 的 工 作 打 下 一 个 良 好 的 基 础 , 并 且 为 后 续 课 程 的 学 习 打 好 基 础 。 II Abstract This time I design the lathes of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying . 目 录 III 一 、 零 件 的 工 艺 分 析 .1 二 .机 械 加 工 工 艺 设 计 .2 1、 确 定 生 产 类 型 .2 2、 确 定 毛 坯 .2 2.1、 确 定 毛 坯 种 类 : .2 2.2、 确 定 锻 件 加 工 余 量 及 形 状 : .2 三 、 工 艺 规 程 设 计 .4 3.1 选 择 定 位 基 准 : .4 3.2 制 定 工 艺 路 线 : .4 3.3 表 面 加 工 方 法 的 确 定 .5 3.4 加 工 阶 段 的 划 分 .5 3.5 工 序 顺 序 的 安 排 .5 3.6 确 定 工 艺 路 线 .6 四 .机 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 公 差 的 确 定 .7 4.1 钻 铰 8 丝 孔 的 工 序 尺 寸 .7 4.1.1.钻 5 丝 孔 , 以 25 轴 线 为 基 准 。 .7 4.2.2 钻 孔 工 步 .7 4.3 时 间 定 额 的 计 算 : .7 4.4 其 它 时 间 计 算 .8 五 、 夹 具 设 计 .9 5.1 夹 具 选 择 .9 5.1.1 问 题 的 提 出 .9 5.1.2 夹 具 设 计 .10 5.2、 定 位 误 差 分 析 .10 5.3、 夹 具 设 计 及 操 作 的 简 要 说 明 .11 六 .参 考 文 献 .12 十字轴加工工艺及车夹具设计 IV 序言 机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 是 我 们 学 完 了 大 学 的 全 部 基 础 课 、 技 术 基 础 课 以 及 大 部 分 专 业 课 之 后 进 行 的 .这 是 我 们 在 进 行 毕 业 设 计 之 前 对 所 学 各 课 程 的 一 次 深 入 的 综 合 性 的 总 复 习 ,也 是 一 次 理 论 联 系 实 际 的 训 练 , 因 此 ,它 在 我 们 四 年 的 大 学 生 活 中 占 有 重 要 的 地 位 。 就 我 个 人 而 言 , 我 希 望 能 通 过 这 次 课 程 设 计 , 了 解 并 认 识 一 般 机 器 零 件 的 生 产 工 艺 过 程 , 巩 固 和 加 深 已 学 过 的 技 术 基 础 课 和 专 业 课 的 知 识 , 理 论 联 系 实 际 , 对 自 己 未 来 将 从 事 的 工 作 进 行 一 次 适 应 性 训 练 , 从 中 锻 炼 自 己 分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 能 力 , 为 今 后 的 工 作 打 下 一 个 良 好 的 基 础 , 并 且 为 后 续 课 程 的 学 习 大 好 基 础 。 由 于 能 力 所 限 , 设 计 尚 有 许 多 不 足 之 处 , 恳 请 各 位 老 师 给 予 指 导 。 一、零件的工艺分析 零 件 的 材 料 为 20GrMoTi, 需 要 模 锻 , 模 锻 性 能 优 良 , 工 艺 较 复 杂 , 但 尺 寸 精 确 , 加 工 余 量 少 , 为 此 以 下 是 十 字 轴 需 要 加 工 的 表 面 以 及 加 工 表 面 之 间 的 位 置 要 求 : 1、 四 处 25 外 圆 及 四 个 8、 4 的 内 孔 、 2、 右 端 面 5060内 孔 及 M8 丝 孔 。 3、 25 外 圆 的 同 轴 度 为 0.007, 位 置 度 为 0.02, 两 端 的 对 称 度 均 为 0.05. 由 上 面 分 析 可 知 , 可 以 先 上 四 爪 卡 盘 粗 车 , 然 后 上 弯 板 采 用 专 用 夹 具 压 紧 、 找 正 进 行 加 工 , 并 且 保 证 形 位 公 差 精 度 要 求 。 并 且 此 零 件 没 有 复 杂 的 加 工 曲 面 , 所 以 根 据 上 述 技 术 要 求 采 用 常 规 的 加 工 工 艺 均 可 保 证 。 V 二.机械加工工艺设计 1、确定生产类型 已 知 此 十 字 轴 零 件 的 生 产 纲 领 为 5000 件 /年 , 零 件 的 质 量 是 083Kg/个 , 查 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 第 2 页 表 1.1-2, 可 确 定 该 拨 叉 生 产 类 型 为 中 批 生 产 , 所 以 初 步 确 定 工 艺 安 排 为 : 加 工 过 程 划 分 阶 段 ; 工 序 适 当 集 中 ; 加 工 设 备 以 通 用 设 备 为 主 , 大 量 采 用 专 用 工 装 。 2、确定毛坯 2.1、确定毛坯种类: 零 件 结 构 又 比 较 简 单 , 生 产 类 型 为 中 批 生 产 , 故 选 择 锻 模 锻 造 毛 坯 。 查 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 第 41 页 表 2.2-5,选 用 铸 锻 件 尺 寸 公 差 等 级 为 CT-10。 2.2、确定锻件加工余量及形状: 查 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 第 41 页 表 2.2-5, 选 用 加 工 余 量 为 MA-H 级 , 并 查 表 2.2-4 确 定 各 个 加 工 面 的 锻 件 机 械 加 工 余 量 , 如 下 表 所 示 : 简 图 加工 面代 号 基 本 尺 寸 加工 余量 等级 加工 余量 说 明 a 25 H 2 双侧加工 b 25 H 双侧加工 c 25 H 5 双侧加工 d 25 H 5 双侧加工 VI 三、工艺规程设计 3.1 选择定位基准: 1 粗 基 准 的 选 择 : 作 为 粗 基 准 的 表 面 应 平 整 , 没 有 飞 边 、 毛 刺 或 其 他 表 面 缺 欠 。 该 工 件 选 择 25 外 圆 面 和 左 端 面 作 为 粗 基 准 。 采 用 左 端 面 作 粗 基 准 加 工 右 端 面 , 可 以 为 后 续 工 序 准 备 好 精 基 准 VII 2 精 基 准 的 选 择 : 考 虑 要 保 证 零 件 的 加 工 精 度 和 装 夹 准 确 方 便 , 依 据 “基 准 重 合 ”原 则 和 “基 准 统 一 ”原 则 , 以 粗 加 工 后 25 的 轴 线 为 主 要 的 定 位 精 基 准 , 采 用 小 弯 板 为 辅 助 的 定 位 精 基 准 。 3.2 制定工艺路线: 生 产 过 程 是 指 将 原 材 料 转 变 为 成 品 的 全 过 程 。 它 包 括 原 材 料 的 准 备 、 运 输 和 保 存 , 生 产 的 准 备 , 毛 坯 的 制 造 , 毛 坯 经 过 加 工 、 热 处 理 而 成 为 零 件 , 零 件 、 部 件 经 装 配 成 为 产 品 , 机 械 的 质 量 检 查 及 其 运 行 试 验 、 调 试 , 机 械 的 油 漆 与 包 装 等 。 工 艺 过 程 是 指 在 生 产 过 程 中 , 通 过 改 变 生 产 对 象 的 形 状 、 相 互 位 置 和 性 质 等 , 使 其 成 为 成 品 或 半 成 品 的 过 程 。 机 械 产 品 的 工 艺 过 程 又 可 分 为 铸 造 、 锻 造 、 冲 压 、 焊 接 、 机 械 加 工 、 热 处 理 、 装 配 、 涂 装 等 工 艺 过 程 。 其 中 与 原 材 料 变 为 成 品 直 接 有 关 的 过 程 , 称 为 直 接 生 产 过 程 , 是 生 产 过 程 的 主 要 部 分 。 而 与 原 材 料 变 为 产 品 间 接 有 关 的 过 程 , 如 生 产 准 备 、 运 输 、 保 管 、 机 床 与 工 艺 装 备 的 维 修 等 , 称 为 辅 助 生 由 于 零 件 加 工 表 面 的 多 样 性 、 生 产 设 备 和 加 工 手 段 的 加 工 范 围 的 局 限 性 、 零 件 精 度 要 求 及 产 量 的 不 同 , 通 常 零 件 的 加 工 过 程 是 由 若 干 个 顺 次 排 列 的 工 序 组 成 的 。 工 序 是 加 工 过 程 的 基 本 组 成 单 元 。 每 一 个 工 序 又 可 分 为 一 个 或 若 干 个 安 装 、 工 位 、 工 步 或 走 刀 。 毛 坯 依 次 通 过 这 些 工 序 而 变 成 零 件 。 1. 工 序 工 序 是 一 个 或 一 组 工 人 , 在 相 同 的 工 作 地 对 同 一 个 或 同 时 对 几 个 工 件 连 续 完 成 的 那 一 部 分 工 艺 过 程 。 工 序 是 组 成 工 艺 过 程 的 基 本 单 元 , 也 是 生 产 计 划 、 成 本 核 算 的 基 本 单 元 。 一 个 零 件 的 加 工 过 程 需 要 包 括 哪 些 工 序 , 由 被 加 工 零 件 的 复 杂 程 度 、 加 工 精 度 要 求 及 其 产 量 等 因 素 决 定 3.3 表面加工方法的确定 根 据 零 件 的 几 何 形 状 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 术 要 求 , 以 及 加 工 方 法 所 能 达 到 的 经 济 精 度 , 在 生 产 纲 领 已 确 定 的 情 况 下 ,可 以 考 虑 采 用 万 能 性 机 床 配 以 专 用 工 卡 具 ,并 尽 量 使 工 序 集 中 来 提 高 生 产 率 。 除 此 之 外 , 还 应 当 考 虑 经 济 效 果 , 以 便 使 生 产 成 本 尽 量 下 降 。 查 机 械 制 造 课 程 VIII 设 计 指 导 书 10 页 表 1-6、 1-7、 1-8, 选 择 零 件 的 加 工 方 法 及 工 艺 路 线 方 案 如 下 : 十字轴零件加工方案 加工项目 尺寸公差等级 粗糙度 加工方案 备注 25 外圆 IT8 6.3 粗车-半精车 表 1-6 左右端面 IT10 12.5 粗 车 表 1-6 25 外圆 IT8 6.3 粗车-半精车 表 1-8 上下端面 IT10 12.5 粗 车 表 1-7 23、孔 IT9 3.2 钻-铰 表 1-7、 内螺纹 M8 IT6 3.2 攻螺纹 表 1-10 4 孔 IT12 12.5 钻 表 1-7 8 孔 IT12 12.5 钻 表 1-7 3.4 加工阶段的划分 在 粗 加 工 阶 段 。 首 先 将 精 基 准 准 备 好 , 使 后 续 工 序 都 可 以 采 用 精 基 准 定 位 加 工 , 保 证 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 ; 首 先 25 圆 面 作 为 粗 基 准 粗 车 右 端 面 及 25, 然 后 以 此 圆 轴 线 及 端 面 为 精 基 准 加 工 其 他 面 和 孔 。 在 采 用 小 弯 板 加 工 另 一 部 分 , 以 保 证 其 形 位 公 差 之 要 求 。 选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 十 字 轴 的 加 工 工 序 。 该 零 件 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 , 可 以 采 用 万 能 型 机 床 配 以 专 用 工 、 夹 具 , 以 提 高 生 产 率 ; 而 且 运 用 工 序 集 中 原 则 使 工 件 的 装 夹 次 数 少 , 不 但 可 以 缩 短 辅 助 时 间 , 而 且 由 于 与 一 次 装 夹 中 加 工 了 许 多 表 面 , 有 利 于 保 证 各 种 加 工 表 面 之 间 的 相 对 位 置 精 度 要 求 。 3.5 工序顺序的安排 机 械 加 工 工 序 ( 1) 遵 循 “先 基 准 后 其 他 ”原 则 , 首 先 加 工 基 准 25 外 圆 轴 线 及 端 面 。 ( 2) 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 则 , 先 安 排 粗 加 工 工 序 , 后 安 排 精 加 工 工 序 。 ( 3) 遵 循 “先 主 后 次 ”原 则 , 先 加 工 主 要 表 面 ( 4) 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 则 , 先 加 工 外 圆 面 、 端 面 , 再 加 工 孔 , 确 定 工 艺 路 IX 3.6 确定工艺路线 工序号 工序名称 机床装备 刀具 量具 1 粗-半精车 25 两处 车床 车刀 游标卡尺 2 粗车左右端面 车床 车刀 游标卡尺 3 粗-半精车 25 两处 车床 车刀 游标卡尺 4 粗车上下端面 车床 车刀 游标卡尺 5 钻铰 8 丝孔2360内孔, 车床 钻头铰刀 塞规.卡尺 6 攻螺纹 M8 车床 丝锥 塞规.卡尺 7 钻 4、8 孔 钻床 钻头锥度铰刀 游标卡尺 8 中检 游标卡尺 10 热处理 淬火机等 12 终检 塞规、百分表、 卡尺等 加 工 设 备 和 工 艺 设 备 1 机 床 的 选 择 : 采 用 CA6140 普 通 车 床 、 钻 床 。 磨 床 2 选 择 夹 具 : 该 零 件 的 生 产 纲 领 为 大 批 生 产 , 所 以 采 用 专 用 夹 具 。 3 选 择 量 具 : 采 用 塞 规 .双 用 游 标 卡 尺 。 X 四.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 4.1 钻铰 8 丝孔 的工序尺寸 由 表 2-28 课 查 得 , 精 铰 余 量 Z=0.2mm, 加 工 等 级 为 IT8, 公 差 为 0.015 钻 孔 余 量 为 Z 钻 =4.8mm, 加 工 等 级 为 IT12, 公 差 为 0.15。 钻铰 8 孔加工工序的加工余量 项目 内容 精度等级 工序尺寸 粗糙度 工序余量 公差 钻 IT12 7.8 12.5 4.8 0.15 8 丝孔 铰 IT8 8 3.2 0.2 0.015 主轴转速的确定 4.1.1.钻 5 丝孔,以 25 轴线为基准。 刀 具 : 钻 头 直 径 为 7.8mm 的 高 速 钢 钻 头 , 丝 锥 直 径 为 8mm 。 机 床 : CA6140 4.2.2 钻孔工步 背 刀 吃 量 p 的 选 择 粗 加 工 时 根 据 加 工 余 量 和 工 艺 系 统 刚 度 确 定 p=7.8mm。 进 给 量 的 确 定 由 表 5-22, 选 取 该 工 步 得 进 量 f=0.1mm/r。 切 削 速 度 的 计 算 由 表 5-31, 按 工 件 材 料 为 铸 铁 的 条 件 选 取 , 切 削 速 度 v=20m/min 选 取 。 由 公 式 n=1000v/ d 可 求 得 该 工 序 钻 头 钻 速 n=1326r/min,参 照 表 4-9 所 列 CA6140 得 主 轴 转 速 , 取 转 速 n=1360r/min。 再 将 此 转 速 代 入 公 式 v=n d/1000=20.5m/min。 4.3 时间定额的计算: 工 序 6: 钻 8 丝 孔 钻 孔 工 步 根 据 表 5-51, 钻 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 求12t=/()/Lfnlfn 得 。 , ;f=0.1mm/r;n=1360r/min。0;cot/2(1).4rlmlDk2l 则 该 工 步 的 基 本 时 间 t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 攻 丝 孔 工 步 XI 根 据 表 5-41, 铰 孔 基 本 时 间 可 由 公 式 t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15, l1=1mm, f=1mm/r, n=195r/min 则 该 工 步 的 基 本 时 间 t=20s。 辅 助 时 间 的 计 算 tf 辅 助 时 间 tf 基 本 时 间 t 之 间 的 关 系 为 tf=( 0.15-0.2) t 钻 孔 辅 助 时 间 tf=0.210.8=2.2s 铰 孔 辅 助 时 间 tf=0.220=4s 4.4 其它时间计算 除 了 作 业 时 间 以 外 , 每 道 工 序 的 单 件 时 间 还 包 括 布 置 工 作 时 间 、 休 息 与 生 理 需 要 时 间 和 准 备 与 终 结 时 间 。 由 于 该 设 计 的 生 产 类 型 为 大 批 量 生 产 , 分 摊 到 每 个 工 件 上 的 准 备 与 终 结 时 间 甚 微 , 可 忽 略 不 计 。 布 置 工 作 地 时 间 tb 是 作 业 时 间 的 2%-7%, 休 息 与 生 理 时 间 tx 是 作 业 时 间 的 2%-4%, 本 设 计 均 取 3%, 则 工 序 的 其 他 时 间 ( tb +tx) 可 按 关 系 式 ( 3%+3%) ( tf+t) 计 算 。 工 序 6 的 其 他 时 间 : tb +tx=6%( 10.8s+20s+4s) =2s 单 件 计 算 时 间 td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s 。 XII 五、夹具设计 为 了 提 高 劳 动 生 产 率 , 保 证 加 工 质 量 , 降 低 劳 动 强 度 , 需 要 设 计 专 用 夹 具 。 并 设 计 工 序 车 23 凹 槽 的 夹 具 。 本 夹 具 将 用 于 CA6140 车 床 上 加 工 。 5.1 夹具选择 夹 具 是 一 种 能 够 使 工 件 按 一 定 的 技 术 要 求 准 确 定 位 和 牢 固 夹 紧 的 工 艺 装 备 , 它 广 泛 地 运 用 于 机 械 加 工 , 检 测 和 装 配 等 整 个 工 艺 过 程 中 。 在 现 代 化 的 机 械 和 仪 器 的 制 造 业 中 , 提 高 加 工 精 度 和 生 产 率 , 降 低 制 造 成 本 , 一 直 都 是 生 产 厂 家 所 追 求 的 目 标 。 正 确 地 设 计 并 合 理 的 使 用 夹 具 , 是 保 证 加 工 质 量 和 提 高 生 产 率 , 从 而 降 低 生 产 成 本 的 重 要 技 术 环 节 之 一 。 同 时 也 扩 大 各 种 机 床 使 用 范 围 必 不 可 少 重 要 手 段 。 5.1.1 问题的提出 本 夹 具 主 要 用 来 车 23 凹 槽 及 斜 面 夹 具 , 没 有 太 多 技 术 要 求 , 在 本 工 序 加 工 时 还 应 考 虑 如 何 提 高 劳 动 生 产 率 , 降 低 劳 动 强 度 , 而 其 位 置 尺 寸 为 自 由 公 差 , 精 度 不 是 主 要 问 题 。 5.1.2 定位机构设计 由 零 件 图 分 析 加 工 车 车 23 凹 槽 及 斜 面 夹 具 的 加 工 要 求 , 必 须 保 证 孔 轴 向 和 径 向 的 加 工 尺 寸 , 得 出 , 夹 具 必 须 限 制 工 件 的 六 个 自 由 度 , 才 可 以 达 到 加 工 要 求 。 先 设 计 夹 具 模 型 如 下 : 用 v 形 块 定 位 和 装 卸 都 很 方 便 , v 形 块 对 工 件 外 圆 表 面 进 行 定 心 定 位 , 为 了 满 足 定 位 要 求 应 限 制 四 个 自 由 度 , 其 下 半 部 分 固 定 在 夹 具 体 上 , 起 定 位 作 用 ; 其 上 半 部 分 采 用 螺 栓 与 压 紧 块 压 在 零 件 的 圆 柱 表 面 上 , 起 夾 紧 作 用 。 V 形 块 与 定 位 基 准 的 接 触 面 枳 较 大 , 加 紧 力 均 匀 , 可 有 效 的 减 少 工 件 圆 柱 表 面 的 变 形 。 采 用 V 形 块 定 位 , 其 工 件 定 位 基 准 的 精 度 应 在 IT9 级 以 上 , 而 且 能 使 工 件 的 定 位 基 准 轴 线 对 中 在 v 形 块 两 斜 面 的 对 中 平 血 上 , 而 不 受 定 位 基 准 直 径 误 差 的 影 响 , 即 对 中 性 好 有 利 于 保 中 心 线 对 25 轴 径 的 径 向 跳 动 误 差 。 可 见 , 定 位 方 案 选 择 合 理 力 5.1.3 切 削 力 及 夹 紧 力 计 算 刀 具 : 车 刀 , d=5.8mm。 XIII 由 实 际 加 工 的 经 验 可 知 ,车 削 时 的 主 要 切 削 力 为 刀 具 的 切 削 方 向 , 即 垂 直 于 工 作 台 ,查 切 削 手 册 表 2.3, 切 削 力 计 算 公 式 为 : FkfdCF yZf0 其 中 : , , , , d=5.8mm。 ,41.7.02.0f , 与 加 工 材 料 有 关 ,取 0.94; 与 刀 具 刃 磨 形 状 有kkhxMFMkxF 关 ,取 1.33; 与 刀 具 磨 钝 标 准 有 关 ,取 1.0, 则 :F N2.08.47521 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间 状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实 际所需夹紧力的数值。即: FKW 安全系数 K 可按下式计算有: 6543210 式中: 为各种因素的安全系数,查参考文献5表 可得: 6 12.01.301.56C 1252.3PK .2f 所以有: 19308()KCWFN 76.P 5()Kf 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有: )(210 tgtQLWz 式中参数由参考文献5可查得: 6.2.76zr9015229 其中: 3()Lm)(8N 螺旋夹紧力: 04.W 该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如下: XIV163 图压板受力简图 由表 得:原动力计算公式 261001KLWl 即: 0478.23.932.75()KWLNl 由上述计算易得: K 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用 手动螺旋夹紧机构。 5.2、定位误差分析 工 件 在 车 床 夹 具 上 加 工 时 , 加 工 误 差 的 大 小 受 工 件 在 夹 具 上 的 定 位 误 差 D、 夹 具 误 差 J、 夹 具 在 主 轴 上 的 安 装 误 差 A 和 加 工 方 法 误 差 G 的 影 响 。 如 夹 具 图 所 示 , 在 夹 具 上 加 工 时 , 尺 寸 的 加 工 误 差 的 影 响 因 素 如 下 所 述 ( l)定 位 误 差 D 由 于 C 面 既 是 工 序 基 准 , 又 是 定 位 基 准 基 准 不 重 合 误 差 B 为 零 工 件 在 夹 具 上 定 位 时 , 定 位 基 准 与 限 位 基 准 是 重 合 的 , 基 准 位 移 误 差 Y 为 零 因 此 , 尺 寸 定 位 误 差 A 等 于 零 。 ( 2) 夹 具 误 差 J 夹 具 误 差 为 限 位 基 面 与 轴 线 间 的 距 离 误 差 , 以 及 限 位 基 面 相 对 安 装 基 面 C 的 平 行 度 误 差 是 0.01. ( 3) 安 装 误 差 A 因 为 夹 具 和 主 轴 是 莫 氏 锥 度 配 合 , 夹 具 的 安 装 误 差 几 乎 可 以 忽 略 不 计 。 XV ( 4) 加 工 方 法 误 差 G 如 车 床 主 轴 上 安 装 夹 具 基 准 与 主 轴 回 转 轴 线 间 的 误 、 主 轴 的 径 向 跳 动 、 车 床 溜 板 进 给 方 向 与 主 轴 轴 线 的 平 行 度 或 乖 直 度 等 “它 的 大 小 取 决 于 机 床 的 制 造 精 度 、 夹 具 的 悬 伸 长 度 和 离 心 力 的 大 小 等 内 素 。 5.3、夹具设计及操作的简要说明 为提高生产率,经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式(螺旋机构) 。这 类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广泛的应用。 此外,当夹具有制造误差,工作过程出现磨损,以及零件尺寸变化时,影响定位、夹 紧的可靠。为防止此现象,选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。 (1)夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便,悬臂尺寸要短,重心尽可能靠近主轴。 (2)当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时,将产生较大的离心力 和振动,影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产,特别是在转速较高 的情况下影响更大。因此,对于重量不对称的夹具,要有平衡要求。平衡的方法有两种: 设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中,常用适配的方法进行夹具的平衡工作。 (3)为了保证安全,夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此,还应该 注意防止切削和冷却液的飞溅问题,必要时应该加防护罩。 六.参考文献 1、 赵 家 奇 ,机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 指 导 书 (2 版 ),机 械 工 业 出 版 社 ,2006 年 . XVI 2、 曾 志 新 ,吕 明 主 编 ,机 械 制 造 技 术 基 础 ,:武 汉 理 工 大 学 出 版 社 , 2001 年 . 3、 李 益 明 主 编 ,机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 ,机 械 工 业 出 版 社 , 1993 年 . 4、 肖 诗 纲 主 编 ,切 削 用 量 手 册 ,机 械 工 业 出 版 社 ,1993 年 . 5、 金 属 切 削 机 床 夹 具 设 计 手 册 .上 海 柴 油 机 厂 工 艺 设 备 研 究 所 编 ,机 械 工 业 出 版 社 , 1987 年 .
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