k282-摇臂工艺和钻2-M8孔夹具设计-摆动架参考素材
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学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称摇臂零件名称摇臂共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30车HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗车外圆25,注意各外圆留1mm的精车余量90度偏刀,盲孔偏刀5001.270.83115min15min 设 计(日 期) 校 对(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 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称摇臂零件名称摇臂共6页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工40车HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1精车外圆25,达到图纸尺寸要求90度偏刀,盲孔偏刀80013.50.8211818 设 计(日 期) 校 对(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 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称摇臂零件名称摇臂共6页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工50钻扩铰HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z52511夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻扩铰16麻花钻,游标卡尺80020.50.8215min5min 设 计(日 期) 校 对(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 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称摇臂零件名称摇臂共6页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z52511夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻孔2-7以及沉孔麻花钻,游标卡尺80020.50.5218min8min 设 计(日 期) 校 对(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 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称摇臂零件名称摇臂共6页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1铣16端面面铣刀,游标卡尺60011.70.51112min12min 设 计(日 期) 校 对(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 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称摇臂零件名称摇臂共6页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工80钻孔攻丝HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z52511夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻孔攻丝2-M8X1.5螺纹孔麻花钻,丝锥,游标卡尺80020.50.5215min5min 设 计(日 期) 校 对(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XX学院机械加工工艺过程卡片产品型号摇臂零件图号摇臂产品名称摇臂零件名称摇臂共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备工 时 (min) 准终 单件10铸造铸造出毛坯铸造一20热处理毛坯热处理,时效处理铸造一30粗车粗车外圆25,注意各外圆留1mm的精车余量机加工二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺15min15min40精车精车外圆25,达到图纸尺寸要求机加工二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺18min18min50钻扩铰钻扩铰16 机加工二Z525麻花钻,游标卡尺5min5min60钻孔钻孔2-7以及沉孔机加工二Z525麻花钻,游标卡尺8min8min70铣铣16端面机加工二X52K面铣刀,游标卡尺12min12min80钻孔攻丝钻孔攻丝2-M8X1.5螺纹孔机加工二Z525麻花钻,游标卡尺5min5min90钳去毛刺,清洗金工钳工台丝锥,锉刀,游标卡尺100终检终检入库 设 计(日 期) 校 对(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XX大学 毕业设计论文摇臂的加工工艺及夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要摇臂零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差33AbstractCone shaft parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords: Process, Cutting dosage,Clamping, Positioning目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3夹具概述21.4机床夹具的功能21.5机床夹具的发展趋势31.5.1机床夹具的现状31.5.2 现代机床夹具的发展方向3第2章 零件的分析52.1零件的形状52.2零件的工艺分析5第3章 工艺规程设计73.1 确定毛坯的制造形式73.2 基面的选择73.3 制定工艺路线73.3.1 工艺路线方案一73.3.2 工艺路线方案二83.3.3 工艺方案的比较与分析83.4 选择加工设备和工艺装备93.4.1 机床选用93.4.2 选择刀具93.4.3 选择量具93.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6确定切削用量及基本工时113.7 时间定额计算及生产安排18第4章 钻2-M8X1.5螺纹孔夹具设计214.1 问题的指出214.2 夹具设计214.2.1 定位基准的选择214.2.2 切削力及夹紧力的计算214.3 定位误差的分析224.4 夹具设计及操作的简要说明224.5确定夹具体结构尺寸和总体结构234.6 零件专用夹具简单使用说明24第5章 铣16mm台阶面夹具设计255.1研究原始质料255.2定位基准的选择255.3 切削力及夹紧分析计算255.4 误差分析与计算265.5 零、部件的设计与选用275.5.1定位销选用275.5.2 定向键与对刀装置设计285.6 夹具设计及操作的简要说明29总 结31致 谢32参 考 文 献33第1章 绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程,加工工艺是工人进行加工的一个依据。一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。 比如,上面说的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等等,每个步骤就要有详 细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品 或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明。总的来说,加工工艺是每个步骤的详细参数工艺流程是纲领,工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。3) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 4) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。5) 填写工艺文件。 6) 选择毛坯。 7) 拟订工艺路线。 8) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高经济效益。在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变化,新技术、新工艺的引进,新材料、先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等,在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在机床夹具设计是一项重要的技术工作。1.4机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时,其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件,使工件在夹具中定位和夹紧。(1) 定位 定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。确定工件在夹具中占有正确位置的过程。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。(2)夹紧 由于工件在加工时,受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。因此,夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。(1)对刀 如铣床夹具中的对刀块,它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。(2)导向 导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模如钻床夹具中的钻模板的钻套,能迅速地确定钻头的位置并引导其进行钻削。镗床夹具(镗模)也具有导向功能。1.5机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.5.1机床夹具的现状数控机床(NC)、加工中心(MC)、成组技术(GT)、柔性制造系统(FMS)等新技术的应用现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈的竞争。特别是近年来,对机床夹具提出了如下新的要求:1)适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。2)能装夹一组具有相似性特征的工件。3)提高机床夹具的标准化程度。4)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本。5)适用于精密加工的高精度机床夹具。6)采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置,以进一步提高劳动生产率。1.5.2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化、柔性化四个方面。标准化机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。夹具的标准化阶段是通用化的深入,主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列,为夹具工作图的审查创造良好的条件。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。精密化精密化夹具的结构类型很多,随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密车削的高精度三爪卡盘,其定心精度为5m;精密心轴的同轴度公差可控制在1m内;又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具,工件的圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式,以适应可变因素的能力。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。在较长时间内,夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是摇臂零件,主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示,从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单。具体尺寸,公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知,其材料为HT200,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。摇臂零件主要加工表面为:1.车外圆及端面,表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面,表面粗糙度值3.2。3.车装配孔,表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面,及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5,法兰面粗糙度值6.3。摇臂共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:(1)左端的加工表面: 这一组加工表面包括:16内圆,倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求,要求并不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求,因此一道工序就可以达到要求,并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).小头端面的加工表面: 这一组加工表面包括:小头端面;25的外圆,粗糙度为0.8;并带有倒角;钻中心孔。其要求也不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。第3章 工艺规程设计本摇臂假设年产量为10万台,每台车床需要该零件1个,备品率为19%,废品率为0.25%,每日工作班次为2班。该零件材料为HT200,依据设计要求Q=100000件/年,n=1件/台;结合生产实际,备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)(1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200,年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用锻造,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。粗基准的选择,对像摇臂这样的零件来说,选好粗基准是至关重要的。对本零件来说,如果外圆的端面做基准,则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称,按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10铸造铸造出毛坯20热处理毛坯热处理,时效处理30粗车粗车外圆25,注意各外圆留1mm的精车余量40精车精车外圆25,达到图纸尺寸要求50钻扩铰钻扩铰16 60钻孔钻孔2-7以及沉孔70铣铣16端面80钻孔攻丝钻孔攻丝2-M8X1.5螺纹孔90钳去毛刺,清洗100终检终检入库3.3.2 工艺路线方案二10铸造铸造出毛坯20热处理毛坯热处理,时效处理30钻扩铰钻扩铰16 40粗车粗车外圆25,注意各外圆留1mm的精车余量50精车精车外圆25,达到图纸尺寸要求60钻孔钻孔2-7以及沉孔70铣铣16端面80钻孔攻丝钻孔攻丝2-M8X1.5螺纹孔90钳去毛刺,清洗100终检终检入库3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于:方案一的定位和装夹等都比较方便,但是要更换多台设备,加工过程比较繁琐,而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数,但是要及时更换刀具,因为有些工序在车床上也可以加工,镗、钻孔等等,需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度,要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案,取优弃劣,具体工艺过程如下:10铸造铸造出毛坯20热处理毛坯热处理,时效处理30粗车粗车外圆25,注意各外圆留1mm的精车余量40精车精车外圆25,达到图纸尺寸要求50钻扩铰钻扩铰16 60钻孔钻孔2-7以及沉孔70铣铣16端面80钻孔攻丝钻孔攻丝2-M8X1.5螺纹孔90钳去毛刺,清洗100终检终检入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序30、40、60、70、80、90是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序100、110、120、130、140是钻孔,选用Z525摇臂钻床。.工序150是铣油槽,从经济角度看,采用X52K。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“摇臂” 零件材料为HT200,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种铁的性能比较,HT200硬度HB为143269,表2.2-23 球墨铸铁的物理性能,HT200密度=7.27.3(),计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重100kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量,再确定切削速度。现根据切削用量简明手册(第三版,艾兴、肖诗纲编,1993年机械工业出版社出版)确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号,与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。3.6.1 工序30粗车外圆25,注意各外圆留1mm的精车余量3.6.1.1确定切削用量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于CA6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为3MM,可在一次走刀内完成,故 = (3-1).确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表4.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力=HT20030。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 (3-2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-5).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 (3-6)根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在CA6140机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=.倒角 为了缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 (3-7)式中=+,=由切削用量简明使用手册表1.26,车削时的入切量及超切量+=,则=+= = (3-8)3.6.2 工序40精车外圆25,达到图纸尺寸要求3.6.3.1确定切削用量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于C6021机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成,故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表4.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力=HT20030。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (3-12) =120 (3-13)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-14).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在CA6140机床上进行,最后决定的切削用量为:=1.25,=,=,=.计算基本工时 (3-15)式中=+,=由切削用量简明使用手册表1.26,车削时的入切量及超切量+=,则=126+= =工序 50 钻扩铰钻扩铰16钻孔选用Z525摇臂机床,刀具选用GB1436-85钻钻孔进给量为0.200.HT200。 则取确定加工速度,根据工艺手册加工速度计算公式为 查得为,刀具耐用度T=HT200则 =1.6故 =72选取 故实际速度为=2.64确定加工时间(一个孔) =工序60钻孔2-7以及沉本工序采用计算法。表3-6标准高速钢麻花钻的全长和沟槽的长度(从gb6137-85)直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 主要几何麻花钻(根据GB6137-85) ()d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8钻头,钻铰刀磨损标准和耐久性(1)后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0(mm)20高速钢铸铁0.50.8(2)刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0(mm)1120钻孔扩孔铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头磨损0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查工艺手册钻孔的进给量为f=0.250.65,进给量取f=0.60。.确定加工速度灰铸铁(190HBS)上钻孔的加工速度轴向力,扭矩及功率得,V=12 V=12=10.32 (3-17)则 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150则实际加工速度 = = =11.8工序80钻孔攻丝2-M8X1.5螺纹孔本工序采用计算法。表3-6标准高速钢麻花钻的全长和沟槽的长度(从gb6137-85)直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 主要几何麻花钻(根据GB6137-85) ()d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8钻头,钻铰刀磨损标准和耐久性(1)后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0(mm)20高速钢铸铁0.50.8(2)刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0(mm)1120钻孔扩孔铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头磨损0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查工艺手册钻孔的进给量为f=0.250.65,进给量取f=0.60。.确定加工速度灰铸铁(190HBS)上钻孔的加工速度轴向力,扭矩及功率得,V=12 V=12=10.32 (3-17)则 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150则实际加工速度 = = =11.83.7 时间定额计算及生产安排设年产量是10万件。一年有250个工作日。一个日产量420。一天工作时间的计算8个小时,每部分的生产时间不应超过1.14min。机械加工单(在上述生产类型)时间定额:大规模生产)大规模生产:参照工艺手册(生产类型:中批以上)时间计算公式: (大量生产时)因此大批量单件时间计算: 其中: 单件时间定额 基本时间(机动时间) 辅助时间。 布置场所地、休息时间占操作时间的百分比值工序1:粗车外圆25,粗车各外圆台阶及圆弧圆角机动时间:辅助时间:参照工艺手册,取工步辅助时间。在加工过程中装卸短暂,所以取装时间。则:根据工艺手册,单间时间定额: 工序2:掉头,粗车大头端面,粗车外圆,粗车各外圆台阶及圆弧圆角,注意各外圆留1mm的半精车余量机动时间:辅助时间:参照工艺手册,取工步辅助时间。装卸短暂所以取装时间。则:根据工艺手册单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序3:半精车小头端面机动时间:辅助时间:参照工艺手册,取工步辅助时间。加工过程中装卸短暂,所以取装时间。则:根据工艺手册,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序4:掉头,半精车大头端面,半精车各外圆台阶及圆弧圆角机动时间:辅助时间:参照工艺手册,取工步辅助时间。由于生产线上装时间很短,所以取装时间。则:根据工艺手册,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序7:钻中心孔16,倒角机动时间:辅助时间:参照工艺手册取工步辅助时间。所以取装时间。则:根据工艺手册,单间时间定额: 即能满足生产要求工序8:钻中心孔7,开口部60度倒角机动时间:辅助时间:参照工艺手册取工步辅助时间。装卸短所以取装时间。则:根据工艺手册,单间时间定额: 即能满足生产要求工序9:钻圆周钻孔6-9机动时间:辅助时间:参照钻孔时间,取装卸时间,工步时间。则:参照钻孔值,取单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序10:钻径向孔机动时间:辅助时间:参照工艺手册,取工步辅助时间。取装卸时间。则:根据工艺手册,单间时间定额: 即能满足生产要求第4章 钻2-M8X1.5螺纹孔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。经过与指导老师协商,决定设计2-M8X1.5螺纹孔底孔的钻床专用夹具。本夹具将用于Z525摇臂钻床。刀具为麻花钻。4.1 问题的指出本夹具主要用来钻2-M8X1.5螺纹孔底孔,由于工艺要求不高,因此,在本道工序加工时,主要应考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度。4.2 夹具设计4.2.1 定位基准的选择由零件图可知,均匀分布,尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距,由于难以使工艺基准与设计基准统一为了提高加工效率及方便加工,决定钻头材料使用高速钢4.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具:高速钢麻花钻头,尺寸为。 则轴向力:见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中: C=420, Z=1.0, y=0.8, f=0.HT200 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数,1.5; K加工性质系数,1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5 NF钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。4.3 定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。其定位误差主要为:(1)移动时基准位移误差 (2)转角误差 其中: 4.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述,在设计夹具时,为提高劳动生产率,应首先着眼于机动夹具,本道工序的钻床夹具选用手工操作,而这将使整个夹具过于庞大。因此,应设法降低切削力。目前采取的措施有提高毛坯精度,使最大切削深度降低,以降低切削力结果,本夹具结构比较紧凑。4.5确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求(1)应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面,如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面,应有适当的尺寸精度和形状精度,它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定,铸造夹具体要进行时效处理,焊接和锻造夹具体要进行退火处理。(2)应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动,夹具体应有足够的壁厚,刚性不足处可适当增设加强筋。(3)应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大,结构比较复杂,而且各表面间的相互位置精度要求高,因此应特别注意其结构工艺性,应做到装卸工件方便,夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下,应尽量能减轻重量,缩小体积,力求简单。(4)应便于排除切屑在机械加工过程中,切屑会不断地积聚在夹具体周围,如不及时排除,切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度,切屑的抛甩可能缠绕定位元件,也会破坏定位精度,甚至发生安全事故。因此,对于加工过程中切屑产生不多的情况,可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间:对于加工过程中切削产生较多的情况,一般应在夹具体上设置排屑槽。(5)在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时,夹具的重心应尽量低,支承面积应足够大,安装基面应有较高的配合精度,保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空,大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸,然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.6 零件专用夹具简单使用说明(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。第5章 铣16mm台阶面夹具设计5.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣16mm台阶面,要满足要求以及其两边的要求。在铣此斜面时,为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。5.2定位基准的选择由零件图可知:在对斜面进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工,孔2-7进行了钻、扩、铰加工。因此,定位、夹紧方案有:方法1:选择我的底面,工艺孔和大孔定位,即,心轴和棱柱销定位,在心轴夹紧夹紧螺母。方法2:选择一二销定位方法,短圆柱销孔的加工,通过柱销定位,夹紧方法操作简单,通用性强的移动压板夹紧。铣面上的平行度要求双方的孔中心线对称。为了在定位误差范围满足要求,定位一二针,结构中的定位是简单易操作的。一面即为齿条拨叉底平面;5.3 切削力及夹紧分析计算刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式: 有: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: 安全系数K可按下式计算: 式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5121可知其公式参数: 由此可得: 所以 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。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算:螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有:式中参数由参考文献5可查得: 其中: 螺旋夹紧力: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2.1.由表得:原动力计算公式 即: 由上述计算易得: 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。5.4 误差分析与计算该夹具以一面两销定位,为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献5可得: 两定位销的定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。5.5 零、部件的设计与选用5.5.1定位销选用本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位,其参数如下表:表5.1 定位销dHD公称尺寸允差121816150.01122514M124 表5.2 定位棱销dHd公称尺寸允差401002022+0.0340.0236553816 1.55.5.2 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,两个一般的使用。的布局尽可能远的距离。通过方向键的协调与铣床工作台的T型槽,使工作表面定位元件夹具工作台的进给方向具有正确的位置。方向键可以下产生的扭矩铣削时,螺栓夹紧夹具可以降低负荷,加强加工夹具牢固。根据GB220780定向键结构如图所示: 图2.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4:表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺,其结构如图5.3所示: 图2.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5:表2.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.255.6 夹具设计及操作的简要说明当夹具有制造误差、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。应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了手动夹紧方式,在夹紧和松开工件时比较费时费力。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。由于该工件体积小,经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式(螺旋夹紧机构)。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。总 结毕业设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入社会打下了好的基础。毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。通过毕业设计,我对课本理论知识有了更深刻了理解,同时,绘图能力也有了较大的提高。这对我以后的工作打下了良好的基础本文是加工工艺和夹具设计,并对工艺方案进行比较选择合理的工艺路线,然后计算分析尺寸,并制定出工艺卡片。最后是夹具的设计。设计的总体过程可以概括为,首先对零件的结构、形状及材料作整体分析,然后初选加工工艺方案。本次毕业设计综合了大学里所学的知识,是理论与实际相结合的一个成果。由于专业知识有限,在设计过程中遇到的问题主要通过老师的讲解,同学们的讨论以及查阅资料来解决。致 谢这次毕业设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下他的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成,他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,他不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我深深体会到这句千古言的真正含义。虽然这是我刚学会走完的第一部,是我人生中的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟了许多,使我我发现了自己所掌握的知识是真正的贫乏,自己综合运用所学专业知识的能力是如此的不足,几年来学习了那么多的课程,今天才知道自己并不会用。想到这里,我真的有点心急了。学会脚踏实地地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话,毕业设计真是有点累。通过毕业设计,使我深深体会到,干任何事都必须耐心、细致。经历了毕业设计许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱;有时应为不小心计算出错,只能毫不留情地重做。由于毕业时间的仓促,很多本来应该弄懂弄透的地方都没有时间去细细追究来源,但我相信方向才是最重要的,因为方向确定了,就会用最少的精力做好事情,这对于我以后的工作至关重要。因为在实际生产生活中,要从事的工种是千差万别的,只
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