CA6140车床手柄座831015加工工艺及拉键槽夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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毕业设计设计题目 手柄座工艺规程制定与夹具设计 院 (系) 专 业 学生姓名 起迄日期 设计地点 指导教师 填写日期: 年 04月 15 日摘 要本设计是基于手柄座零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。手柄座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以手柄座的孔作为粗基准,以结合面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具,夹紧方式多选用液压夹紧,夹紧可靠,机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词:手柄座类零件;工艺;夹具;ABSTRACTThe design of special fixture processing procedures handle seat parts and process design based on. The main processing surface of the handle seat is the plane and a series of hole. In general, to ensure the processing accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the series of hole. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. And the hole and the plane processing clearly divided into rough machining stage and finish machining stage in order to guarantee the working accuracy of the series of hole. The basis choice to handle seat hole as a rough benchmark, to combine with two holes as a precision technology base. The main processing arrangement is positioning processing out of holes. In the follow-up working procedure all working procedures except several special ones by using the top plane and hole positioning processing other series of hole and plane. Choose special fixture fixture, clamping means more choice of hydraulic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking. Therefore the production efficiency is higher. Suitable for large batch processing, assembly line. To meet the design requirements.Keywords: handle seat parts; technology; fixture;32目 录摘 要IIABSTRACTIII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31.5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4第2章 加工工艺规程设计52.1 零件的分析52.1.1 零件的作用52.1.2 零件的工艺分析52.2 手柄座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施62.2.1 孔和平面的加工顺序62.2.2加工方案选择72.3 手柄座加工定位基准的选择72.3.1 粗基准的选择72.3.2 精基准的选择72.4 手柄座加工主要工序安排82.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定102.6确定切削用量及基本工时(机动时间)112.7 时间定额计算及生产安排19总 结38致 谢39参 考 文 献41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、相对位置和取得良好份的全过程的性质的加工坯料的方法,该方法是基于所述工作者的处理。加工工件或所述过程的一部分是制造过程的一个步骤,加工的方法中,直接改变形状,大小和坯件表面质量等,使其成为一个过程已知加工过程的一部分。例如,该处理流程粗加工的共用部分 - 精加工 - 装配 - 检验 - 包装,是一般方法的过程。加工过程是处理的基础上,改变形状,尺寸,相对于生产的物体的位置和性质,使得它成品或半成品,每一步,每一个过程的详细描述,如上面所述原油处理可以包括空白的制造,研磨等,可被分成轿厢精加工,钳工,铣床,等等,必要的每个步骤进行了详细的数据,如粗糙度,以实现得多,公差来实现。视产品与技术人员,设备条件和工人的质量等的数量,以确定所使用的过程中,和写在过程的文件,这是所述处理的规划的内容。这是一个比较有针对性。每个工厂可能不一样,因为实际的情况是不同的。总体来说,该过程是一个程序,过程是对于每个步骤详细参数,工艺规划是基于一个特定工厂编写过程的实际情况。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是加工过程是提供零件的加工过程和工艺文件操作方法之一,它是具体的生产条件下,更合理的工艺和操作方法,按照规定的处理的批准,以指导生产后所撰写的文件的形式。加工过程一般包括以下情况:在工件的加工工艺路线,每个过程的具体内容和使用的设备和工艺设备,试验项目和试验方法的工件,切削时间配额的数量等。步骤开发流程规范1)生产计划的计算,以确定生产的类型。2)分析零件图和产品装配图,零件加工分析。3)选择了空白。4)制定工艺路线。5)确定每个步骤中,计算处理的尺寸和公差的津贴。6),以确定所使用的每一个过程的设备和工具,夹具,量具和艾滋病。7)来确定切削的量和固定的工作小时。8)确定的主要过程的技术要求和试验方法。9) 填写工艺文件。 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夹具概述工件夹具是一个技术和设备,它被广泛应用于机械加工,热处理,装配,焊接和测试过程机械制造工艺。灯具在使用统称为工装夹具金属切削机床。在现代化的生产,工装夹具是不可缺少的技术和设备,这直接影响到精密加工,帮助劳动生产率和产品,如机床夹具设计在产品的设计制造和生产企业在技术制造成本准备一个极其重要的地位。夹具设计是一个重要的技术工作。随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现,已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世,提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展,极大地推动了机械加工工艺的进步,使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事,必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。1.4机床夹具的功能上机当工件夹持夹具,其主要功能是使工件定位并夹紧。1.机床夹具的主要功能机器的主要功能是加载工件夹具,工件定位和夹具。(1)确定在工件的定位占据夹紧过程中的正确位置。定位是通过与工件或夹具元件定位基准表面接触来实现的。可以保证工件的正确的大小和位置的定位精度的要求。(2)之后,以夹紧工件的定位固定,以保持加工过程中的定位操作的相同的位置。因为在加工过程中的工件,通过各种力的作用下,如果工件是固定的,工件会松动。由此,夹紧工件,以提供安全,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 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。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。(2)导向 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。导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模。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机床夹具的现状用于生产统计研究国际协会显示,目前,多品种小批量的生产工作的品种约占85的总种工件的。现代化的生产要求企业生产产品的品种定期升级,以适应市场竞争。然而,通常很多企业仍习惯于使用传统的专用夹具。另一方面,生产企业在多品种,四年左右应该更新专用夹具80左右,但磨损夹具的实际量只有约15。特别是近年来,新技术的应用,数控机床(NC),加工中心(MC),成组技术(GT),柔性制造系统(FMS)等夹具提出了如下新的要求:1)可以快速,方便地装备新产品投入生产,以缩短生产准备周期,降低生产成本。2)一组能够夹紧工件具有类似特征的。3)适用于高精密机床夹具精密加工。4)适用于所有现代灯具新机的制造技术。5)高效利用液压或气动夹紧装置夹住,进一步提高劳动生产率。6)提高机床夹具的标准化程度。1.5.2现代机床夹具的发展方向现代夹具主要用于精度,效率,灵活性,标准化四个方面的发展方向。精确随着越来越精密机械产品,必将在精密夹具相应增加。许多类型的精密夹具结构,例如一个多精度索引链轮,其分度精度可达0.1;高精度的三爪卡盘的精密车削,定心精度为5m;精密心轴同心度公差在1m以内进行控制;如果用于电磁无心磨床夹具轴承套圈,圆度公差的工件可达0.20.5微米。效率高效的工件夹具,主要用于降低基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻劳动强度。常见的有效率夹子包括:自动化装置,高速与夹具夹紧动力装置的灯具。例如,在使用电动铣削工件夹持虎钳的,效率可提高约5倍;使用高速车床颚自定心卡盘爪保证(试验)的速度的条件下,2600r/ min的仍牢牢夹紧工件,使切割速度有很大的提高。灵活性柔性和挠性机夹具类似,它指的是机器通过调整夹具,组装,组合等,以适应可变因素的能力。变量是:所述步骤的特征,产量,所述工件的形状和大小。新品种具有柔性夹具的特点是:组合夹具,通用可调夹具,夹具组,装配夹具,数控机床和夹具。在很长的,灵活的灯具灯具将成为发展的主要方向。标准化标准化和通用夹具是两个相互关联的方面。在配制的典型的夹具结构的基础上,第一固定部件和零件是普遍的,建立的类型大小串联或变体,以减少使用类似的功能元件和夹具的类型的部件,驳回一些的功结构差。常用的方法包括夹具,零部件,元器件,糟糕的发型和万能材料。标准化阶段夹具是普遍深入,主要是建立在零件或装配夹具系列的大小,并为固定件审查地图有利条件。目前,中国有一个固定部分和国家标准的组成部分:GB/ T2148T2259-91以及各类通用夹具,组合夹具标准。标准化夹具和有利于商业化生产装置,有助于缩短生产准备周期,降低生产总成本。第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是手柄座。它位于车床操作机构中,可同时操纵离合器和制动器,即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下:当手把控制手柄座向上扳动时,车床内部的拉杆往外移,则齿扇向顺时针方向转动,带动齿条轴往右移动,通过手柄座使滑套向右移,压下羊角形摆块的右角,从而使推拉杆向左移动,于是左离合器接合,主轴正转;同理,当手把控制手柄座向下扳动时,推拉杆右移,右离合器接合,主轴反转。当手把在中间位置时,推拉杆处于中间位置,左、右离合器均不接合,主轴的传动断开,此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端,制动带被拉紧,使主铀制动。图1 手柄座2.1.2 零件的工艺分析由手柄座零件图可知。手柄座是的外表面上有很多个平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:1以为中心的加工表面这一组的加工表面有的孔,以及上下端面,下端面为的圆柱端面;孔壁上有距下端面11mm、与孔中心轴所在前视面呈角的螺纹孔,尺寸为M10-7H,另外还有一个尺寸为6H9的槽,孔与槽的总宽度为27.3H11。2以为中心的加工表面该组的加工表面有的螺纹孔(有位置要求),加工时测量深度为25mm,钻孔深度为28mm。上孔壁有一个配铰的锥销通孔,该通孔有位置要求。3以为中心的加工表面本组的加工表面有的孔(两个),及其两个内端面(对称),两端面均有位置要求,端面之间的距离为mm。,孔除了有位置要求以外还有平行度的形状公差要求(与孔壁之间的平行度公差为)4以为中心的加工表面这组的加工表面有的孔,该孔通至上的槽,并有位置要求。由上面的分析可知,加工时应先加工完一组表面,再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。2.2 手柄座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该手柄座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于手柄座来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序手柄座类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工手柄座上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。手柄座的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。手柄座零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2加工方案选择手柄座孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。根据手柄座零件图所示的手柄座的精度要求和生产率要求,当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。(1)用坐标法镗孔在现代生产中,不仅要求产品的生产率高,而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高,生产周期长,不大能适应这种要求,而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外,在采用镗模法镗孔时,镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔,需要将手柄座孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差,然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。在大批量生产中,手柄座孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时,镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此,可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高,且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。2.3 手柄座加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要支承孔的加工余量均匀;(2)保证装入手柄座的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以手柄座的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证手柄座孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证手柄座在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从手柄座零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是手柄座的装配基准,但因为它与手柄座的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。2.4 手柄座加工主要工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。手柄座加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到手柄座加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于手柄座,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。根据以上分析过程,现将手柄座加工工艺路线确定如下:工艺路线一:工序一:备料工序二:铸造毛坯工序三:粗铣上、下表面,精铣下表面;工序四:钻孔;工序五:插键槽6H9;工序六:铣槽1443 mm;工序七:钻、拉孔; 工序八:钻,孔;工序九:钻、铰孔;工序十:钻、钳锥销通孔、M10-7H;工序十一:终检。工艺路线二:工序一:备料工序二:铸造毛坯工序三:钻,铰;工序四:铣上、下表面; 工序五:插键槽6H9 mm; 工序六:铣槽14 mm 43 mm; 工序七:钻孔; 工序八:钻、拉孔; 工序九:钻、扩; 工序十:钻、铰锥销通孔、M10-7H; 工序十一:终检。以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,采用互为基准的原则,先加工上、下两平面,然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔,这样便保证了,上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺,然后加工的孔,再以的孔的孔为基准加工的孔。方案二则是先加孔后再加工上下表面,再加工孔,此时方案二采用车床加工工序一,这样有利提高效率,节省成本。经比较可知,先加工上下表面,再以上下表面为基准加工及插键槽,最后完成对的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少了,同时也更好的保证了精度要求。综上所述,零件的具体工艺过程如下:工序一:备料工序二:铸造毛坯工序三:铣凸台端面,选用X51立式铣床;工序四:钻,铰内孔,选用Z535立式钻床;工序五:钻,铰孔,选用Z525立式钻床;工序六:铣槽mm,选用X63卧式铣床;工序七:钻、铰孔,选用Z525立式钻床;工序八:钻底孔,攻螺纹孔M10-H7mm,选用Z525立式钻床;工序九:钻,铰锥销通孔,选用Z525立式钻床;工序十:插键槽6H9mm;工序十一:钻槽底通孔钻,选用Z525立式钻床;工序十二:终检。2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯种类的选择零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关,因此,正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为HT200、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素,在此毛坯选择铸造成型。(2)确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的铸造造型,查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5,“手柄座”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200,硬度HB为170241,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。(2)面的加工余量。根据工序要求,结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为,现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣:参照机械加工工艺手册表2.3.59,其余量值规定为。差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。材料为铸件,硬度为HB170-241,成品重0.62kg,生产批量为大批生产,采用铸造成型,二级精度组(成批生产) “手柄座”零件材料为铸铁,硬度为HBS6587,毛坯的重量约为2Kg,生产类型为大批量生产,采用砂型铸模。相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差(端面)。查机械制造工艺设计简明手册(以下称工艺手册)表2.22.5,取端面长度余量均为2.5(均为双边加工)铣削加工余量为:粗铣 2.5mm精铣 0mm2内孔(已铸成孔)查工艺手册表2.22.5,取已铸成孔径度余量为3,即铸成孔直径为22mm。工序尺寸加工余量:钻孔 1mm铰孔 0.5mm3其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。2.6确定切削用量及基本工时(机动时间)1工序三的切削用量及基本工时的确定:铣、半精铣凸台端面和大端面。铣凸台端面:选择铣刀半径为25mm,齿数Z=6(见工艺手册表3.127) ,(切削表3.7和切削表3.8)(切削表3.9)按机床选取 实际切削速度: 工作台每分钟进给量: 铣床工作台进给量: 基本工时:半精铣凸台端面: 加工余量为Z=1mm 切削速度为 选用主轴转速为 工作台进给量: 基本工时:2工序四的切削用量及基本工时的确定:钻扩粗、精铰通孔。钻孔: 选择高速钢锥柄标准麻花钻(见工艺手册表3.16) (切削表2.7和工艺表4.216) (切削表2.15)硬度200217 按机床选取(工艺表4.25) 实际切削速度: 基本工时:(工艺表6.25)扩孔: 选择高速钢锥柄扩孔钻(工艺表3.18)由切削表2.10得扩孔钻扩孔时的进给量,并由工艺表4.216取,扩孔钻扩孔时的切削速度。由切削表2.15得,故:按机床选取基本工时:铰孔: 选择高速钢锥柄机用铰刀(工艺表3.117), 由切削表2.24得, 由工艺表4.216得, 按机床选取,则: 基本工时:3工序五的削用量及基本工时的确定:钻粗铰精铰孔。钻孔: 选择高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 按机床选取 基本工时:粗铰孔: 选择的高速钢铰刀(工艺表2.11) 由切削表2.24和工艺表4.215查得 按机床选取 基本工时:精铰孔: 选择的铰刀 按机床选取 基本工时:4工序六的切削用量及基本工时的确定:铣的槽。选用高速钢粗齿盘状铣刀 ,Z=81)、根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-27查的:粗铣 选定因 走刀次数N=8.6次 故走刀次数N为9次,最后一次=3mm 。根据零件形状,确定那个走刀长度为37mm。2)、决定每齿进给量,根据XA6132型铣床的功率为7.5KW,中等刚度。根据表3.3( 切削用量简明手册(第3版) ): 现选取 3)、决定切削速度和每分钟进给量根据表3.27中的计算公式,也可以直接查表。根据表3.9,当,Z=8,=14mm,0.24mm/z时,=19m/min,=62r/min,=104mm/min。各修正系数为: 190.690.8m/min=10.5 m/min; =34 r/min; mm/min;根据XA6132型铣床说明书,选择 r /min; mm/min;因此实际切削速度和每齿进给量为: m/min; mm/r ; 计算基本工时式中 l =37mm,根据表3.25,入切量及超切量=27mm则= min=1.067min总时间:= N=1.067min9=9.6min5工序七的切削用量及基本工时的确定。钻孔:选择高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.56) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 按机床选取 基本工时:粗铰孔:选择高速钢锥柄机用铰刀(工艺表3.117) ,按机床选取(工艺表4215) (工艺表4.216) 基本工时:精铣孔:选择高速钢锥柄机用铰刀(工艺表3.117) 由切削表2.24查得, (工艺表4216) 按机床选取 基本工时:6工序八的切削用量及基本工时的确定:钻底孔,攻螺纹M10mm。钻底孔: 选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 按机床选取 基本工时:攻螺纹M10mm: 选择M10mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即 按机床选取 基本工时:7工序九的切削用量及基本工时的确定:加工的锥销通孔。钻的圆锥孔: 选择的高速钢麻花钻 按机床选取 基本工时:铰的孔: 选择的铰刀 按机床选取 基本工时:8工序十一的切削用量及基本工时的确定:加工的孔。钻孔: 选择的高速钢锥柄麻花钻按机床选取(一) 基本工时:铰孔:选择的铰刀按机床选取基本工时:2.7 时间定额计算及生产安排假设该零件年产量为10万件。一年以240个工作日计算。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算,则每个工件的生产时间应不大于1.14min。参照机械加工工艺手册表2.5.2,机械加工单件(生产类型:中批以上)时间定额的计算公式为: (大量生产时)因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为: 其中: 单件时间定额 基本时间(机动时间) 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间,包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序:粗铣端面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.HT200,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序:铣端面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.HT200,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。三拉键槽夹具设计3.1 夹具的夹紧装置和定位装置本夹具主要用于拉键槽的夹具设计夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过,其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式,利用螺旋杆直接夹紧元件,或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置,在此套夹具中,中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧,通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转,通过螺栓夹紧移动压板,实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板,通过精确的圆弧定位,实现定心。此套移动压板制作简单,便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动,以达到压紧的目的。压紧的同时,实现工件的定心,使其定位基准的对称中心在规定位置上。在这次夹具设计中,定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向,用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后,用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位,把压板压紧,之后取出定位插销。3.2夹具的导向在钻床上加工孔时,大都采用导向元件或导向装置,用以引导刀具进入正确的加工位置,并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移,提高刀具的刚性,从而保证零件上孔的精度,在钻床上加工的过程中,导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等,因此,导向装置如同定位元件一样,对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。3.3切削力及夹紧力的计算刀具:拉刀。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=0.35 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拉削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。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可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5表可得: 所以有: 该孔的设计基准为中心轴,故以回转面做定位基准,实现“基准重合”原则;参考文献,因夹具的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力:F夹KF (N)扭距:Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内,安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得:切削力公式: 式(2.17)式中 查表得: 即:实际所需夹紧力:由参考文献16机床夹具设计手册表得: 安全系数K可按下式计算,由式(2.5)有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献16机床夹具设计手册表 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,决定选用螺旋夹紧机构。3.4定位误差的分析3) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差,称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面,因而没有安装误差,=0.4) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差,称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差;定位元件相对于对刀或导向元件(包含导向元件之间)的尺寸或位置误差;导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差;若有分度装置时,还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。5) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差,统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多,又不便于计算,所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时,总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量,应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。注:V型块夹角=90。基准位移误差:工件以外圆柱面在V型块定位,由于工件定位面外圆直径有公差D,因此对一批工件来说,当直径由最小DD变大到D时,工件中心(即定位基准)将在V型块的对称中心平面内上下偏移,左右不发生偏移,即工件由变大到,其变化量(即基准位移误差)从图(a)中的几何关系退出:Y=基准不重合误差:从图(b)中设计基准与定位基准不重合,假设定位基准不动,当工件直径由最小DD变到最大D时,设计基准的变化量为,即基准不重合误差B=。从图(c)中可知,设计基准为工件的下母线。即,上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反,故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即满足要求3.5 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求(1)应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面,如安装接触位置,安装表面的刀块夹紧安装特定的,足够的精度,之间的位置精度稳定夹具体,夹具体应该采用铸造,时效处理,退火等处理方式。(2)应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力,切削力等外力变形和振动是不允许的,夹具应有足够的厚度,刚度可以适当加固。(3)结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观,更复杂的结构,之间的相互位置精度与每个表面的要求高,所以应特别注意结构的过程中,应处理的工件,夹具,维修方便。再满足功能性要求(刚度和强度)前提下,应能减小体积减轻重量,结构应该简单。(4)应便于铁屑去除在加工过程中,该铁屑将继续在夹在积累,如果不及时清除,切削热的积累会破坏夹具定位精度,铁屑投掷可能绕组定位元件,也会破坏的定位精度,甚至发生事故。因此,在这个过程中的铁屑不多,可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间:对切削过程中产生更多的,一般应在夹具体上面。(5)安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心,夹具应尽可能低,支撑面积应足够大,以安装精度要高,以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的,识别特定的文件夹结构,然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中,夹具必承受大的夹紧力切削力,产生冲击和振动,夹具的形状,取决于夹具布局和夹具和连接,在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便于铁屑。此外,夹点技术,经济的具体结构和操作、安装方便等特点,在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便排出铁屑。由于是大批大量生产,主要考虑提高劳动生产率。因此设计时,需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计,用移动夹紧的大平面定位三个自由度,定位两个自由度,用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位,但面是经加工过的面,定位是允许的。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。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。毕业设计是将大学所学的知识融合在一起,综合运用所有的相关专业知识,是课本知识在实际中的应用。通过这次毕业设计,使我的专业知识在原有的基础上得到更加的巩固和提高,这离不开老师和同学们的帮助。本设计分析是在老师的指导下完成的,在分析的过程中,尹长城老师给了我很大的鼓励,在设计分析中引导我去思考了更多的设计思路,增强了我的学习能力,与我们一起讨论问题,使我对分析有了更清晰明确的认识,使我受益非浅。毕业设计是我们的专长,这是我们走向社会化,专业化的工作中必不可少的过程中前实际训练综合应用。 “千里之行始于足下”,通过课程设计,让我深深体会到永恒的那句词的真正含义。我认真地把今天的课程设计,学习踏踏实实地采取这一步骤是在社会稳定的未来潮流的运行打下了坚实的基础。说实话,毕业设计是真的累了。但一开始清理自己的设计成果,仔细琢磨毕业设计的思路,成功的喜悦难得让我疲惫顿消瞬间。虽然这是我第一次学会了如何完成,我的生活的小胜利,但它让我感觉更成熟了。通过毕业设计,使我深深体会到,干任何事都必须耐心、细致。课程设计过程中,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。但一想起老师平时多耐心的教导,想到今后自己应当承担的社会责任,想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故,我不禁时刻提醒自己,一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。经历了毕业设计,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。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,比如网格划分的控制、坐标系的理解、求解器的选择等,这使我明白了大学里学的只是一个大体上的方向,离实际应用还有太远的距离。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,只有从中找到自己最拿手,最有发展前途的岗位,个人才有更多的热情,也最可能在自己的岗位做出一些贡献。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。参 考 文 献1 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,117130。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社,117175。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社,117171。4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社,117130。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册。上海科学技术出版社,2544。6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册。化学工业出版社,2544。7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,117175。8 周永强,高等学校毕业设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2555。17刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,11787。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社,2555。11 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册.上海科学技术出版社,11784。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社,117171。17 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2555:17-117。14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2555。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-1743
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