杠杆一(CA1340自动车床)的钻、攻M5螺纹夹具设计及加工工艺装备含非标6张CAD图
杠杆一(CA1340自动车床)的钻、攻M5螺纹夹具设计及加工工艺装备含非标6张CAD图,杠杆,ca1340,自动,车床,m5,螺纹,罗纹,夹具,设计,加工,工艺,装备,设备,非标,cad
摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。车床杠杆加工工艺规程及其钻、攻M5螺纹的夹具,是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具设计三部分。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: 车床杠杆、加工工艺、专用夹具、切削用量、定位误差AbstractThis design involves the knowledge of machine manufacturing technology and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement, etc.The lathe lever processing technology regulation and the fixture for drilling and tapping M5 threads are composed of three parts: the process design of parts processing, the process design and the special fixture design. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connecting parts and other components, calculates the positioning error of fixture positioning, analyses the rationality and shortcomings of fixture structure, and pays attention to improvement in future design.Key words: lathe lever, processing technology, special fixture, cutting parameters, positioning error目 录摘 要IAbstractII第1章 计算生产纲领、确定生产类型11.1 生产纲领11.2 生产类型1第2 章 零件分析32.1 零件的结构分析32.1.1 零件图分析32.1.2 结构工艺性分析32.2 零件的技术要求分析32.2.1 加工表面的尺寸精度和形状精度32.2.2 加工表面的粗糙度4第3章 工艺规程设计53.1 定位基准的选择53.2 制定加工工艺路线63.2.1 各表面加工方法选择63.2.2 加工工艺路线方案73.2.3 确定加工工艺路线73.3 选择加工设备及工艺装备83.4 加工工序设计、工序尺寸计算93.5 选择切削用量、确定时间定额10第4章 机床专用夹具设计254.1 专用夹具的提出254.2夹具总体方案设计254.3定位元件定位误差分析和计算254.5 夹紧机构设计和夹紧力计算264.5.1确定驱动机构264.5.2 夹紧力计算26总 结28致 谢29参考文献30IV 第1章 计算生产纲领、确定生产类型1.1 生产纲领生产纲领:企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。 N=Qn(1+a+)式中: N零件的生产纲领(件/年) Q机器产品的年产量(台/年) n每台产品中该零件的数量(件/台) a备品百分率 废品百分率1.2 生产类型根据生产纲领的大小,可分为三种不同的生产类型:1.单件生产:少量地制造不同结构和尺寸的产品,且很少重复。如新产品试制,专用设备和修配件的制造等。2.成批生产:产品数量较大,一年中分批地制造相同的产品,生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产,大批生产接近于大量生产。3.大量生产:当一种零件或产品数量很大,而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量(生产纲领)及其自身特点,具体情况见表1-1。表1-1: 生产类型与生产纲领的关系生产类型重型(零件质量大于2000kg)中型(零件质量为100-2000kg)轻型(零件质量小于100kg)单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000依设计题目知:Q=3000台/年,n=2件/台;结合生产实际,备品率和废品率分别取为10%和1%。带入公式得该零件的生产纲领 N=30002(1+10%)(1+1%)=6666件/年 零件是轻型零件,根据表1-1可知生产类型为大批生产。 第2 章 零件分析2.1 零件的结构分析2.1.1 零件图分析题目所给的零件是车床杠杆,20H7孔套在某固定轴上,宽8槽套在主动件上,主要是支撑与传动作用。2.1.2 结构工艺性分析零件的结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下,制造的可行性与经济性。零件结构工艺性审查如下所述:1、 避免设置倾斜的加工面,以便减少装夹次数。2、 改为通孔或扩大中间孔可减少装夹次数,保证孔的同轴度。3、 被加工表面设置在同一平面,可一次走刀加工,缩短调整时间。4、 避免内表面、内凹面的加工,利于提高效率,保证精度。5、 加工螺纹时应留有退刀槽,或具有螺纹尾扣,以方便退刀。6、 将支承面改为台阶式,将加工面铸出凸台、保留精加工面的必要长度,以减少加工面,提高效率,保证精度。7、 避免在斜面上钻孔,避免钻头单刃切削,防止刀具损坏和孔中心偏斜。8、 避免深孔加工,改善排屑和冷却条件。9、 刀具应易于加工切削部位,避免采用接长钻头等非标准刀具。2.2 零件的技术要求分析2.2.1 加工表面的尺寸精度和形状精度加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。形状精度是限制加工表面的宏观几何形状误差。如圆度、圆柱度、平面度、直线度。1、 车床杠杆20H7mm孔,尺寸精度20H72、 车床杠杆前后35端面,尺寸精度663、 车床杠杆宽8mm槽,尺寸精度84、 车床杠杆8H7mm孔,尺寸精度82.2.2 加工表面的粗糙度表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小,则表面越光滑。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra。1、 车床杠杆35前端面,表面粗糙度Ra3.22、 车床杠杆35后端面,表面粗糙度Ra3.23、 车床杠杆20H7mm孔,表面粗糙度Ra1.64、 车床杠杆8H7mm孔,表面粗糙度Ra1.65、 车床杠杆8H8mm孔端面,表面粗糙度Ra6.36、 车床杠杆宽8mm槽,表面粗糙度Ra6.37、 车床杠杆8H8mm孔,表面粗糙度Ra3.28、 车床杠杆M5螺纹,表面粗糙度Ra12.59、 车床杠杆M4螺纹,表面粗糙度Ra12.510、 车床杠杆M10螺纹,表面粗糙度Ra12.511、 车床杠杆3孔、锪沉孔6012、 车床杠杆R21.5槽第3章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高,否则加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成大批零件报废,使生产无法正常进行。1 、粗基准的选择 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求,应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面,则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。 如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀,应选择该表面作精基准。 如需保证各加工表面都有足够的加工余量,应选加工余量较小的表面作粗基准。 选作粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口、飞边等缺陷,以便定位可靠。 粗基准一般只能使用一次,特别是主要定位基准,以免产生较大的位置误差。重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔或面的加工余量尽量均匀,又要保证定位夹紧的可靠性,装夹的方便性,减少辅助时间,所以选车床杠杆零件35mm后端面、R12mm外圆面及20mm外圆为粗基准。2、 精基准的选择选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。用设计基准作为定位基准,实现“基准重合”,以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时,应尽可能采用此组精基准定位,实现“基准统一”,以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时,应选择加工表面本身作为精基准,即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度,可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠,可使夹具结构简单的表面作为精基准。根据该车床杠杆零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言,主要考虑到基准重合的问题,当设计基准与工艺基准不重合时,应该进行尺寸换算,本题目以35端面、20H7孔和8H7孔为精基准,满足要求。3.2 制定加工工艺路线3.2.1 各表面加工方法选择1、 车床杠杆35前后端面,采用铣削加工,表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削即粗铣精铣方可满足其精度要求。2、 车床杠杆20H7mm孔,表面粗糙度Ra1.6,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知,首先钻孔至18mm,再扩18mm孔至19.8mm,最后铰19.8mm孔至20H7mm。3、 车床杠杆8H7mm孔,表面粗糙度Ra1.6,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,首先钻孔至7.8mm,再铰7.8mm孔至8H7mm。4、 车床杠杆M10螺纹,表面粗糙度Ra12.5,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,首先钻M10螺纹底孔8.5,攻M10螺纹。4、车床杠杆宽8槽,表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。5、车床杠杆8H8孔mm端面,表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。6、车床杠杆8H8孔mm,表面粗糙度Ra1.6,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,首先钻孔至7.8mm,再铰7.8mm孔至8H7mm。7、车床杠杆M5螺纹,表面粗糙度Ra12.5,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,首先钻M5螺纹底孔4.25mm,再攻M5螺纹。8、车床杠杆M4螺纹,表面粗糙度Ra12.5,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,首先钻M4螺纹底孔3.4mm,再攻M4螺纹。9、车床杠杆3孔、沉孔60,表面粗糙度Ra12.5,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,钻3孔,锪沉孔60。10、车床杠杆R21.5槽,表面粗糙度Ra12.5,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步插销即可满足其精度要求。3.2.2 加工工艺路线方案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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下,可采用通用机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外,还应考虑经济效果,以便降低生产成本。3.2.3 确定加工工艺路线方案一:工序01:砂型铸造工序02:时效处理以消除内应力工序03:粗铣、半精铣35前端面工序04:粗铣、半精 铣35后端面、铣20端面工序05:钻孔至18、扩18孔至19.8、铰19.8孔至20H7;钻孔至7.8、铰7.8孔至8H7;钻M10螺纹底孔8.5、攻M10螺纹深18工序06:铣8H8孔端面工序07:铣宽8槽工序08:钻孔至7.8、铰7.8孔至8H8工序09:钻M5螺纹底孔4.25、攻M5螺纹工序10:钻M4螺纹底孔3.4、攻M4螺纹工序11:钻3孔、锪沉孔60工序12:插油槽R21.5工序13:去毛刺工序14:检验至图纸要求并入库方案二:工序01:砂型铸造工序02:时效处理以消除内应力工序03:粗铣35前端面工序04:粗铣35后端面、铣20端面工序05:铣8H8孔端面工序06:铣宽8槽工序07:半精铣35前端面工序08:半精铣35后端面工序09:钻孔至18、扩18孔至19.8、铰19.8孔至20H7;钻孔至7.8、铰7.8孔至8H7工序10:钻M10螺纹底孔8.5、攻M10螺纹深18工序11:钻孔至7.8、铰7.8孔至8H8工序12:钻M5螺纹底孔4.25、攻M5螺纹工序13:钻M4螺纹底孔3.4、攻M4螺纹工序14:钻3孔、锪沉孔60工序15:插油槽R21.5工序16:去毛刺工序17:检验至图纸要求并入库方案比较,方案二工序比较分散,是铣完所有面之后,再加工孔,而方案一则是先加工基准面,然后再加工出定位孔,为后面工序的夹具提供定位基准,相较而言方案一比较合理,故采用方案一。3.3 选择加工设备及工艺装备工序03:粗铣、半精铣35前端面,刀具:端面铣刀;量具:游标卡尺;夹具:专用夹具;机床:立式铣床X52K工序04:粗铣、半精 铣35后端面、铣20端面,刀具:端面铣刀;量具:游标卡尺;夹具:专用夹具;机床:立式铣床X52K工序05:钻孔至18、扩18孔至19.8、铰19.8孔至20H7;钻孔至7.8、铰7.8孔至8H7;钻M10螺纹底孔8.5、攻M10螺纹深18,刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀;量具:锥柄圆柱塞规、螺纹塞规;夹具:专用夹具;机床:立式钻床Z525工序06:铣8H8孔端面,刀具:端面铣刀;量具:游标卡尺;夹具:专用夹具;机床:立式铣床X52K工序07:铣宽8槽,刀具:三面刃铣刀;量具:游标卡尺;夹具:专用夹具;机床:卧式铣床X62工序08:钻孔至7.8、铰7.8孔至8H8,刀具:麻花钻、铰刀;量具:锥柄圆柱塞规;夹具:专用夹具;机床:立式钻床Z525工序09:钻M5螺纹底孔4.25、攻M5螺纹,刀具:麻花钻、丝锥;量具:锥柄圆柱塞规、螺纹塞规;夹具:专用夹具;机床:立式钻床Z525工序10:钻M4螺纹底孔3.4、攻M4螺纹,刀具:麻花钻、丝锥;量具:锥柄圆柱塞规、螺纹塞规;夹具:专用夹具;机床:立式钻床Z525工序11:钻3孔、锪沉孔60,刀具:麻花钻、60锪孔钻;量具:锥柄圆柱塞规;夹具:专用夹具;机床:立式钻床Z525工序12:插油槽R21.5,刀具:插刀;量具:游标卡尺;夹具:专用夹具;机床:插床B50203.4 加工工序设计、工序尺寸计算该零件的材料是QT50-1.5,考虑到此设计零件的材料性质能抗压,不能抗扭和抗弯。还有毛坯的形状为对称形状。由此改零件应选择铸造。采用砂型铸造方法。 砂型铸造出来的毛坯精度等级IT8,加工余量等级MA-F,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知。1、 车床杠杆35前后端面的加工余量 车床杠杆35前后端面,单边加工余量Z=2.0mm,由零件图知,车床杠杆35前后端面表面粗糙度Ra3.2,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,需要经过粗铣精铣方可满足其精度要求。 粗铣 单边余量Z=1.5mm 半精铣 单边余量Z=0.5mm2、 车床杠杆20端面的加工余量 车床杠杆20端面,单边加工余量Z=2.0mm,由零件图知,车床杠杆20端面表面粗糙度Ra6.3,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。3、 车床杠杆20H7孔的加工余量车床杠杆20H7孔,因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知,首先钻孔至18mm,再扩18mm孔至19.8mm,最后铰19.8mm孔至20H7mm。4、 车床杠杆8H7孔的加工余量车床杠杆8H7孔,因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知,首先钻孔至7.8mm,再铰7.8mm孔至8H7mm。5、 车床杠杆M10螺纹的加工余量 车床杠杆M10螺纹,因螺纹的尺寸不大,为了方便工件的成型,简化模具的结构,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,首先钻M10螺纹底孔8.5,再攻M10螺纹。6、 车床杠杆8H8孔端面的加工余量车床杠杆8H8孔端面,单边加工余量Z=2.0mm,由零件图知,车床杠杆20端面表面粗糙度Ra6.3,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。7、 车床杠杆宽8槽的加工余量车床杠杆宽8槽,因槽的尺寸不大,故采用实心铸造,槽表面粗糙度Ra6.3,一步铣削即可满足其精度要求。8、 车床杠杆8H8孔的加工余量 车床杠杆8H8孔,因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知,首先钻孔至7.8mm,再铰7.8mm孔至8H8mm。9、 车床杠杆M5螺纹的加工余量 车床杠杆M5螺纹,因螺纹尺寸不大,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,首先钻M5螺纹底孔4.25,再攻M5螺纹。10、 车床杠杆M4螺纹的加工余量车床杠杆M4螺纹,因螺纹尺寸不大,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,首先钻M4螺纹底孔3.4,再攻M4螺纹。11、 车床杠杆3孔的加工余量 车床杠杆3孔,因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知,钻3孔,锪沉孔6012、 其他不加工表面,铸造即可满足其精度要求。3.5 选择切削用量、确定时间定额工序03:粗铣、半精铣35前端面工步一:粗铣35前端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(40-)=21.14mm0.121min工步二:半精铣35前端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取750当750r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(40-)=21.14mm0.119min工序04:粗铣、半精铣35后端面、铣20端面工步一:粗铣35后端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(40-)=21.14mm0.121min工步二:半精铣35后端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取750当750r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(40-)=21.14mm0.119min工步三:铣20端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(40-)=5.86mm0.059min工序05:钻孔至18、扩18孔至19.8、铰19.8孔至20H7;钻孔至7.8、铰7.8孔至8H7;钻M10螺纹底孔8.5、攻M10螺纹深18工步一:钻孔至18确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步二:扩18孔至19.8利用扩孔钻将18孔至19.8,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取,根据参考文献表4.2-13,取则主轴转速为,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步三:铰19.8孔至20H7确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步四:钻孔至7.8确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步五:铰7.8孔至8H7确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步六:钻M10螺纹底孔8.5选用8.5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) 708r/min 按机床选取n=680r/min 切削工时: , 则机动工时为 工步七:攻M10螺纹深18选择M10mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.75mm/r 637r/min 按机床选取n=680r/min切削工时: ,则机动工时为 工序06:铣8H8孔端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(40-)=7.09mm0.061min工序07:铣宽8槽1、 切削用量本工序为粗铣基准面A,所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。铣刀直径d=100mm,宽度L=8mm,齿数Z=20。根据切削用量简明手册第三部分表3.2选择铣刀的几何形状。由于加工钢料的大于等于785MPa,故选前角=15,后角=12(周齿),=6(端齿)。已知铣削宽度=8mm,铣削深度=2.0mm。机床选用X62型卧式铣床。 确定每齿进给 根据表3.3,X62型卧式铣床的功率为7.5KW(表4.2-35),工艺系统刚性为中等,高速钢端面铣刀加工钢料,查得每齿进给量=0.060.1mm/z,现取=0.07mm/z。2、 选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表3.7,用高速钢端面铣刀粗加工钢料,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm;铣刀直径d=70mm,耐用度T=120min(表3.8)。3、 确定切削速度和工作台每分钟进给量根据表3.27中公式计算: 式中 =48,=0.25,=0.1,=0.2,=0.3,=0.1,m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。 m/min27.86m/min =70.9r/min根据X62型卧式铣床主轴转速表(表4.2-39),选择 实际切削速度 工作台每分钟进给理为根据X62型铣床工作台进给量表(表4.2-40),选择则实际每齿进给量为4、 校验机床功率 根据表3.28的计算公式,铣削时的功率(单位KW)为 式中 =650,=1.0,=0.72,=0.86,=0,=0.86,=2.5,=0.063mm/min,=28.5mm,Z=20,d=50mm,n=475r/min,=0.63mm =2076.8N X62铣床主动电机的功率为7.5KW,故所选切削用量可以采用。 所确定的切削用量为 =0.063mm/min, 5、基本工时 三面刃铣刀铣端面的基本时间为: 工序08:钻孔至7.8、铰7.8孔至8H8工步一:钻孔至7.8确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步二:铰7.8孔至8H7确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工序09:钻M5螺纹底孔4.25、攻M5螺纹工步一:钻M5螺纹底孔4.25选用4.25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) 562r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻M5螺纹选择M5mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.375mm/r 637r/min 按机床选取n=680r/min切削工时: ,则机动工时为工序10:钻M4螺纹底孔3.4、攻M4螺纹工步一:钻M4螺纹底孔3.4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) 468r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻M4螺纹选择M4mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.3mm/r597r/min 按机床选取n=545r/min切削工时: ,则机动工时为工序11:钻3孔、锪沉孔60工步一:钻3孔确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步二:锪沉孔601.选择钻头选择高速钢60锪孔钻2选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时,, 切削速度的修正系数为:,故 根据Z525型钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=545r/mm 3计算基本工时 工序12:插油槽R21.51. 选择刀具 刀具选取插刀,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 2)计算工时根据Y5020型插床说明书,其功率为为0.6kw,中等系统刚度。则机动工时为,L=+,根据机械制造工艺简明手册表6.2-4知,+=35插床=0.650.93,取=0.85插床B5020工作台进给量=0.081.24,取=0.12H=h=1.5第4章 机床专用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。由指导老师的分配,决定设计工序06:钻、攻M5螺纹的夹具设计。4.1 专用夹具的提出本夹具主要用于钻、攻M5螺纹,粗糙度为Ra6.3,与其他面没有位置度要求,设计夹具时不用考虑位置度关系。4.2夹具总体方案设计在广泛收集和研究有关资料的基础上,着手拟定夹具的结构方案,主要包括以下内容:1、 根据工艺的定位原理,确定工件的定位方式,选择定位元件。2、 确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。3、 确定夹具的其他组成部分,如分度装置、对刀块或引导元件、微调机构等。4、 协调各元件、装置的布局,确定夹具体的总体结构和尺寸。在确定方案的过程中,会有各种方案供选择,但应从保证精度和降低成本的角度出发,选择一个与生产纲领相适应的最佳方案。 本工序选用已加工的工件35mm端面、20H7mm孔和8H7孔定位。对应的定位元件为:心轴和B型固定式定位销,定位分析如下:1、 心轴35mm端面作为第一定位基准,与车床杠杆35后端面相配合,限制三个自由度,即X轴转动、Y轴移动和Z轴转动。2、 心轴20f6外圆作为第二定位基准,与车床杠杆20H7孔相配合,限制两个自由度,即X轴移动和Z轴移动。3、 B型固定式定位销作为第三定准基准,与车床杠杆8H7孔相配合,限制一个自由度,即Y轴转动,工件六个自由度被完全限制,属于完全定位。4.3定位元件定位误差分析和计算 1、移动时基准位移误差 (式4-1)式中: 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴孔与心轴最小配合间隙代入(式4-1)得: =0.021+0+0.02 =0.041(mm) 2、 转角误差 (式4-2)式中: 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴定位孔与心轴最小配合间隙 B型固定式定位销孔的最大偏差 B型固定式定位销孔的最小偏差 B型固定式定位销定位孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中: 则代入(式4-2)得:则:=0.016474.5 夹紧机构设计和夹紧力计算4.5.1确定驱动机构驱动机构的形式有:机械、电动、电磁、真空、气压和液压等形式,本夹具为钻削夹具,铣削力小,故采用机械驱动机构。4.5.2 夹紧力计算钻、攻车床杠杆M5螺纹,钻时切削力是最大的,故按钻时计算切削力。查简明机床夹具设计手册表3-3得切削力计算公式:由钻4.25孔的工时计算知,=0.28mm,由简明机床夹具设计手册表3-3知即所需夹紧力,查表5得,安全系数K=式中为各种因素的安全系数,查表得:K=2.153,当计算K2.5时,取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧,查表得夹紧力为5315N 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,通过这次的毕业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毕业设计的步骤和要领,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,为我们以后的毕业设计打下了好的基础。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。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了好多,也非常珍惜学院给我们的这次毕业设计的机会,它将是我们踏入毕业设计的关键一步。 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。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,他严肃的科学态度,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。从课题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 陈鸿均 主编 实用机械加工工艺手册 北京:机械工业出版社 2004.8 2 李益民 主编 机械制造工艺设计简明手册 北京:机械工业出版社 2012.7 3 周永强等 主编 高等学校毕业设计指导 北京:中国建材工业出版社 2002,124 王颖. 机械加工工艺规程及工艺文件J. 科技资讯,2008,(30):44.5 朱耀祥,浦林祥. 机床夹具设计手册M. 北京:机械工业出版社,2010:2-36 张亚明. 机床夹具分类与构成J. 科技资讯.2008,46(5):2-5.7 黄如林,刘新佳,汪群. 切削加工简明实用手册M. 化学工业出版社,2004.8 赵志勇,王丽杰. 机械加工工艺规程的发展J. 科技资讯.2009,(6):25-29.9肖继德,陈宁平主编. 机床夹具设计(第2版). 北京:机械工业出版社200510陈于萍,高晓康编著. 互换性与测量技术(第二版).北京:高等教育出版社,200511李益民 主编 机械制造工艺设计简明手册 黑龙江: 哈儿滨工业大学出版社 2012, 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