拨叉(七)工艺及铣叉口侧面夹具设计【杠杆拨叉】含CAD图纸和说明书
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机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称铸造毛坯工序号3技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1铣床X62W夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05铸造毛坯10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规101520拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称粗铣、半精铣、精铣工序号3技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1铣床X62W夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05粗铣圆台下端面10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规10半精铣圆台下端面10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规15精铣圆台下端面10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规20拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称粗铣、半精铣工序号4技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1铣床X62W夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05粗铣下端面10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规10半精铣中间下端面10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规15拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称粗铣、精铣工序号5技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1铣床X62W夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05粗铣的上端面10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规10精铣左端的上端面10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规15拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称粗、半精铣拨叉两叉头内外侧,粗铣弧两侧工序号6技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1铣床X62W夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05粗、半精铣拨叉两叉头内外侧10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规10粗铣弧两侧10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规15拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称钻、扩、铰孔,锪钻阶梯孔工序号7技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05钻、扩、铰孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺10锪钻阶梯孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺15拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称钻、粗铰、精铰孔工序号8技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05钻孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺10粗铰孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺15精铰孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称钻、铰孔,锪钻孔,攻的螺纹工序号8技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05钻、铰孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺10锪钻孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺15攻的螺纹712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称钻、粗铰、精铰左端的孔工序号8技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05钻、粗铰、精铰左端的孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺1015拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称攻左端螺纹工序号8技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05攻左端螺纹712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺1015拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称粗铣左端凹槽工序号9技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1铣床X62W夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05粗铣左端凹槽10810.20.27800300102YT30面铣刀1铣床夹具1塞塞规塞规1015拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号杠杆拨叉工序名称钻侧面各孔工序号10技检要求基准面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号QT200195Mpa-200Mpa1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级jiaju夹具1011高工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格05钻侧面各孔712.72850.35305锥柄麻花钻游标卡尺1015拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工艺过程卡产品型号零(部)图号 共 1 页产品名称零(部)名称杠杆拔叉第 1 页材料牌号QT200毛坯种类砂型铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件铸造铸造毛坯2.时效处理3.粗洗底面4.钻4*直径13、4*直径26孔5.铣前面6铣削后面7铣削左面8铣削右面9铣削顶面10.粗镗,半精镗直径128孔11.粗镗半精镗直径60孔12.钻顶面各孔,并攻丝13.钻前面各孔并攻丝14钻后面各孔并攻丝15.钻左面各孔并攻丝16.钻右面各孔并攻丝17.精镗直径128孔18精镗直径60孔19终检20清洗入库铸造铸造时效时效处理时效时效粗铣粗铣、半精铣、精铣圆台下端面机加工铣铣床 X62W硬质合金面铣刀游标卡尺、工装XJ001精铣粗铣、半精铣中间下端面机加工铣铣床 X62W硬质合金面铣刀游标卡尺、工装XJ001XJ001粗铣粗铣、精铣左端的上端面机加工铣铣床 X62W硬质合金面铣刀游标卡尺、工装XJ001精铣粗、半精铣拨叉两叉头内外侧,粗铣弧两侧机加工铣铣床 X62W硬质合金面铣刀游标卡尺、工装XJ001钻扩铰钻、扩、铰孔,锪钻阶梯孔机加工钻钻床Z525锥柄麻花钻游标卡尺、工装标卡尺、工装钻孔钻、粗铰、精铰孔机加工钻钻床Z525锥柄麻花钻游标卡尺、工装标卡尺、工装钻孔钻、铰孔,锪钻孔,攻的螺纹机加工钻钻床Z525锥柄麻花钻游标卡尺、工装标卡尺、工装10钻孔钻、粗铰、精铰左端的孔机加工钻钻床Z525锥柄麻花钻游标卡尺、工装标卡尺、工装11攻孔攻左端螺纹机加工攻钻床Z525锥柄麻花钻游标卡尺、工装标卡尺、工装12粗铣粗铣左端凹槽机加工铣铣床 X62W硬质合金面铣刀游标卡尺、工装XJ00113钻孔钻侧面各孔机加工钻钻床Z525锥柄麻花钻游标卡尺、工装标卡尺、工装XJ00114终检终检检验检验质检室千分尺、游标卡尺15入库清洗入库仓库仓库检验仪器1617设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期摘要此次毕业设计融入了本科期间学的一些重要理论知识,如机床的转速、进给量以及加工余量和刀具等参数的选用,同时也注意到要考虑有关零件加工时的表面精度和位置精度要求。此次包括了换挡拨叉零件的工艺编制、拨叉专用夹具的设计以及设计说明书的撰写。加工工艺和夹具设计是目前工厂生产过程中的重要流程,加工工艺包括机械加工工艺流程、各工序的加工参数等内容,好的机械加工工艺可以充分简化加工流程,提高工件加工质量。夹具设计是工艺流程的一部分,它是工艺装备的重要组成部分,是除了机床以外最重要的工艺辅助装备。关键词:拨叉 夹具设计 工艺路线IAbstractThe graduation design into the undergraduate period to learn some important theoretical knowledge, such as machine speed, feed and processing margins and tooling and other parameters of the selection,but also noted that the parts to consider the surface accuracy and location accuracy requirements.The complete set includes the shift fork parts of the preparation process, the design of the fork for the fixture and write the design manual.Processing technology and fixture design is an important process in the factory production process. The processing technology includes the machining process and the processing parameters of each process. The good machining process can simplify the processing flow and improve the quality of the workpiece. Fixture design is part of the process, it is an important part of process equipment, in addition to the machine tool is the most important auxiliary equipment.Key words:fork fixture design process routeII目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 引言11.2 本课题背景及发展趋势2第2章 零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的工艺分析3第3章 工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基面的选择43.2.1 粗基准的选择43.2.2 精基准的选择43.3 制定工艺路线53.4 确定工件的机械加工余量、各工序尺寸和毛坯尺寸53.4.1 确定毛坯种类、加工余量和工序尺寸53.5 确定切削用量及基本工时7第4章 专用夹具设计214.1 问题的提出214.2 工序VII铣夹具设计214.2.1 工件定位基准的选择214.2.2 计算切削力及夹紧力214.2.3 定位误差分析234.2.4 定位键与对刀装置设计24致 谢26参考文献27第1章 绪论1.1 引言发展先进的制造业是增强一个国家的国际制造竞争力和科技水平能力的重要手段,也是任何国家要想取得胜利和赢得声望的法宝,同时也是与我们的社会生产生活实践是息息相关的。现如今似乎很多国家都在极力提高自己的制造业能力,如德国提出的工业4.0,就是为了竞争下一次的工业革命。德国工业4.0描绘了制造行业的未来前景,通过极大资源利用现如今的物联网技术和信息技术成果,强力推进工业实现飞越式发展;日本的社会“5.0”同样也是为了提高自身的国际竞争力,为了改善人们的生活而提出来的;中国的中国制造2025,在国外的一些国家看来,也可称为是“工业4.0”,甚至优于国外。我国目前已经对一些重要领域的工业生产方式做出准备,如航空航天,军工等领域。中国的制造业虽然起步晚,但是这近几年来以来发展的非常迅速,正在赶追美国、德国、日本、俄罗斯等军事和工业强国。我们早已不再是只会生产桌子、椅子、马车的国家。在中高端制造业上,尽管我们与提出工业4.0的德国和提出社会5.0的日本在制造工业上还存在有一定程度的差距,尤其是重要核心科技还需依赖进口,做不到自主创新。但从另一个角度来看,我国的制造业发展水平较改革开放以来有很大的变化。中国的海尔冰箱就走出了国门,迈进世界的大洪流中去,成为国人为之喝彩的冰箱制造商;其次华为也走出国门,华为的电子产品,如手机也受人们的青睐。近两年来,在我国对国外一些国家的出口产品中,机电设备产品占比已经超过了五分之二。在通讯技术的发展上中国至少已经不逊色于德国,中国正极力发展5G技术;在移动互联网领域,我相信如今正在崛起的中国已经开始反超德国,华为就是一个很好的例子。中国制造2025在很大程度上促进现有传统生产模式的转型升级,伴随着产业转型的到来,不管是对制造行业工艺装备还是对制造产品的质量,其控制要求都会更高标准、严控制。制造产品质量标准要求更高,从而对工业设备的要求更高,就要更加精准控制工业设备,零部件和相应之配套的工具要求标准也自然而然的更高了,循环与整体促进的和谐局面也就慢慢成形了。2017年4月20号,在文昌航天发射中心天舟一号货运飞船发射成功;同年5月5日,中国自制大型客机C919首飞成功。取得的这些成功无疑不是在暗示中国航空航天业迈向新的里程碑,当然也体现出了中国这个制造大国的制造业获得质的飞跃。这次中国自制的大型客机C919的机身、机翼、尾翼等机体部件已经完全国产,动力装置等还需采用国外进口。当然中国为了实现全部的自制,也成立了航空发动机的研究中心,目的就是改变航空发动机一直以来依赖国外进口的现状。1.2 本课题背景及发展趋势拨叉是机床变速箱里的一个零件,主要位于机床上面的一个操纵机构中,对机床的速度进行变换。机床上加工零件时,拨叉就起着至关重要的作用,它不仅可以控制机床主轴转速,而且也可以调整机床的进给速度。拨叉零件在工业生产中的需求量很大,由于拨叉在变换速度时,会承受一定的力,故使用寿命会大大的降低,从而导致换拨叉零件的几率大大提高,进而使机床的维修成本提高。因此,研究拨叉零件的加工工艺过程具有很大的实用性意义。为了使拨叉零件的制造成本能够降低以及制造效率能够得到提高,我们可以通过对拨叉零件的作用,结构以及工艺过程进行合理有效分析,使拨叉零件能够高效快捷的加工生产出来,从而获得少缺陷,低成本的拨叉零件。同时设计中所选用的零部件的结构性、经济性和实用性要好,这样才能达到高效生产、长的使用寿命和可靠的工作性。目前我国将制造行业的核心主要聚焦在中、小批量等生产领域中,在很大程度范围内促进了国内一些数控机床生产厂家的发展和研发速度,以能够达到国内,甚至国外的标准,从而更好的将我们自己生产的数控机床推销出去。国内的大部分数控机床生产厂家为了能在市场上站稳脚跟,正在研发最新技术成果,朝着多元化的方向发展。他们为了很好应对制造业市场的变化以及来自国外生产厂家的竞争压力,提高自身产品的竞争力和国际影响力,NC编程技术和CNC编程中的自动编程技术争相被目前国内的许多数控设备生产厂家所深入研究和广泛采用。而国外的一些电子、机械、航空航天等重要领域的制造技术,自动编程技术的研究的较国内要成熟,当然也应用的更加广泛,涉及到很多行业。这也是国内为什么要奋起直追的原因吧。自动编程技术对行业显而易见的突出表现,使得发展前景变得更加广阔。当然也有大多数制造厂家将CNC应用于零件机械加工中,来获得高效、低成本的产品,这也是目前许多制造行业迫切需求的。第2章 零件的分析2.1 零件的作用本次毕业设计所要设计加工的零件是拨叉。拨叉位于机床变速机构中,在机床运转的过程中,拨叉要承载一定大小的力。此次拨叉零件通过20H7的孔再与10H7两个同轴孔接连到另一个零件上去,以摇杆的运动达到零件的同步运动。这种运动机构突出的特征是快速,运动精准、可靠性高。2.2 零件的工艺分析本零件为一个拨叉,通过零件图2-1可知,需要加工的地方有九处,分别是:(1) 60圆台下端面,中间20下凸台端面(2) 左端20上凸台端面(3) 20H7孔,30沉头孔(4) 9.8H9孔,M12螺纹,13沉头孔(5) R10.5侧面(6) 210H7孔(7) 10H7孔(8) M6螺纹(9) 左端凹槽图2-1 拨叉零件图加工端面可用端铣刀进行加工;孔的精度可用铰刀铰孔达到要求;分别用丝锥攻丝两个螺纹孔完成螺纹孔的加工;60底面大平面是有表面精度要求和位置精度要求的,必须要先找好基准,进行粗铣,半精铣,再刮削才能到达所需要求。第3章 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式根据图2-1可知,拨叉是一个形状复杂零件,材料为QT200,根据生产纲领,属于成批生产的水平。拨叉零件的结构设计形式多种多样,可是拨叉零件结构的主要特征依旧是大同小异,都有这共同的特点比如外形结构比较复杂、较多的加工部位、拥有半圆弧结构、比较难加工。对于这种典型的拨叉类零件,采用砂型铸造得到毛坯是一种常用的方法,同时QT200是一种常用的铸造材料,有很好的铸造性能、塑性和韧性,适合用于像换挡拨叉承受较大力这样的零件。同时焊接性,切削性能良好。3.2 基面的选择基准面是工件的加工基准,同时基准面的选取在加工时也是十分重要的,基准面可以选择较大的面、平面、大的外圆或者大的内圆等基准要素。选择合适的基准面不仅可以提高零件的加工效率,保证加工表面的质量,例如装夹时方便进行定位、能很快找到夹具上得定位面和便于装夹提升装夹效率,从而节约了时间成本。3.2.1 粗基准的选择粗基准的选择:粗基准是进行加工时所选的第一个定位基准,粗基准是工件上的没有加工过的表面。这样可以保证加工表面与不加工表面间的位置精度。在选择粗基准时,尽量选择那些表面平整、均匀、没有高低起伏、易于定位的面,应避开浇冒口、毛刺等不利于定位的位置,可使工件定位可靠,夹紧方便。同时粗基准只可使用一次。对于本设计选用左端20圆柱上部端面为主要的定位粗基准。3.2.2 精基准的选择选择精基准要尽量保证在加工时的定位基准和图纸上标注的基准重合,即图纸上的尺寸就是加工时的定位尺寸,避免了应为加工基准和图纸基准的不统一所产生的误差。在精加工时,精加工的基准尽量选取同一个定位基准,选用同一个定位基准可提高工件的加工精度,避免多次更换基准以免产生误差。本设计选用已加工过的中间20圆柱底面和60圆柱底面作为定位的精基准。3.3 制定工艺路线按照图纸要求,加工零件毛坯时,为了使加工出的零件满足使用的要求,如尺寸、公差、粗糙度等要求,我们需要在零件加工过程中进行热处理,同时要通过使用最短的加工工序和最方便加工的方式进行加工。查机械制造工艺设计简明手册李益民,机械制造工艺设计简明手册M,机械工业出版社。,编写拨叉的机械加工工艺如下表3-1所示:表3-1 工艺路线方案工序号工序名称工序内容I铸造II热时效处理III铣粗铣60圆台下端面、20下凸台端面,半精铣60圆台下端面IV铣粗铣、半精铣左端20下凸台端面V钻钻、扩、粗铰、精铰至20H7孔,锪30沉头孔VI钻钻、铰至9.8H9孔,攻M12螺纹,锪13沉头孔VII铣粗铣R10.5侧面VIII钻钻、粗铰、精铰至210H7孔IX钻钻、粗铰、精铰至10H7孔X钻钻5孔,攻M6螺纹XI铣粗铣左端凹槽XII刮刮60圆台下端面XIII去毛刺去除机械加工所留下的毛刺XIV清洗在乳化液中清洗零件保证没有赃物并吹净XV检验检验至图纸要求XVI入库入库3.4 确定工件的机械加工余量、各工序尺寸和毛坯尺寸3.4.1 确定毛坯种类、加工余量和工序尺寸零件材料为QT200,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-3,选用铸件的尺寸公差为CT8级,查表2.2-5得,加工余量为MA-G级。工件的机械加工余量与工序尺寸见表3-2。表3-2 机械加工余量与工序尺寸加工面加工余量Z(mm)工序尺寸Z(mm)工件60端面的加工余量2.5粗铣单边余量1.5半精铣单边余量0.85刮研单边余量0.1520下凸台端面的加工余量2粗铣就可满足其精度要求20上凸台端面的加工余量2粗铣单边余量1.8半精铣单边余量0.2R10.5两侧面的加工余量2粗铣就可满足其精度要求工件上所有孔的加工余量实心铸造其他不加工表面的加工余量直接铸造根据上表所确定的机械加工余量绘制毛坯图,如图3-1所示。图3-1 拨叉毛坯图3.5 确定切削用量及基本工时工序III 粗铣60圆台下端面、20下凸台端面,半精铣60圆台下端面。(1)粗铣60圆台下端面1.选择刀具:YT15硬质合金刀片1)根据切削用量简明手册艾兴,切屑用量简明手册M,机械工业出版社。表3.1,铣削深度时,端铣刀直径为80mm,为60mm,但已知铣削宽度为60mm,故根据铣削宽度,选择,标准硬质合金端铣刀,故齿数2)铣刀几何形状切削用量简明手册表3.2:由于,故选择,。2. 选择切削用量1)决定铣削深度本次工序加工余量不大,选择一次走刀以节省工时,则。2)决定每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量。根据切削用量简明手册表3.5,当用YT15,铣床功率为7kw时,。采用不对称端铣,取。3)决定铣刀磨钝标准及道具寿命根据切削用量简明手册表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5,由于铣刀直径,故耐用度。4)决定切削速度和每分钟进给量切削速度可根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算,也可由表中查出。根据表3.13,当,,时,。 各修正系数为: 故:根据X62W说明书选:,。因此实际切削速度和每齿进给量为: 3.计算基本工时式中,根据切削用量简明手册表20,不对称安装铣刀,入切量及超切量,则,故(2) 粗铣20圆台下端面粗铣20圆台下端面可以同样采取上述的机床转速,实际切削速度和每齿进给量。即:,计算基本工时: (3) 半精铣60圆台下端面1. 选择切削用量1)决定切削深度本次工序加工余量不大,选择一次走刀以节省工时,则。2)决定每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量,根据切削用量简明手册表3.5,当使用YT15,铣床功率为7kw时,采用不对称端铣,取。3)决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算,也可由表中查出。根据切削用量简明手册表3.13,当,,时,。故: 根据X62W说明书选择:,。因此实际切削速度和每齿进给量为:2.计算基本工时式中,根据切削用量简明手册表20,不对称安装铣刀,入切量及超切量,则,故:工序IV 粗铣、半精铣左端20上凸台端面(1)粗铣左端20上凸台端面 1.选择切削用量 1)决定切削深度本次工序加工余量不大,选择一次走刀以节省工时,则。 2)决定每齿进给量 采用不对称端铣以提高进给量,根据切削用量简明手册表3.5,当使用YT15,铣床功率为7kw时,采用不对称端铣,取。 3)决定切削速度和每分钟进给量 根据表3.13,当,,时,。故: 根据X62W说明书选:,。因此实际切削速度和每齿进给量为:2.计算基本工时式中,根据切削用量简明手册表20,不对称安装铣刀,入切量及超切量,则,故(2)半精铣左端20的上凸台端面 1.选择切削用量 1)决定切削深度本次工序加工余量不大,选择一次走刀以节省工时,则。 2)决定每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量,根据切削用量简明手册表3.5,当使用YT15,铣床功率为7kw时,采用不对称端铣,取。 3)决定切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.13,当,,时,。故:根据X62W说明书选择:,。因此实际切削速度和每齿进给量为:2.计算基本工时式中,根据切削用量简明手册表20,不对称安装铣刀,入切量及超切量,则,故:工序V 钻、扩、粗铰、精铰至20H7孔,锪30沉头孔。(1) 钻孔181. 选择钻头选择高速钢麻花钻头,其直径。 钻头几何形状为切削用量简明手册表2.1及表2.2:修磨横刃,。2. 选择切削用量1)决定进给量 按加工要求决定进给量:根据切削用量简明手册表2.7,当加工要求为铸铁的,。由于,故不用乘孔深修正系数。根据Z525机床说明书,现取。 2)决定钻头磨钝标准及寿命。 由切削用量简明手册表2.12,当时,钻头的后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命。 3)决定切削速度 根据切削用量简明手册表2.15查得切削速度,所以: 根据Z525机床说明说书,取,但因所选转速较计算转数为高,会使刀具使用寿命降低,可将进给量降低一级,即可取。3. 计算基本工时式中,入切量及超切量由切削用量简明手册表2.29查得,故:(2) 扩孔至19.81. 选择刀具利用19.8的专用扩孔钻对18的孔进行扩钻。2. 确定切削用量 取背吃刀量,根据切削用量简明手册表2.10得出,扩钻的进给量为,根据机床说明书,选取。则主轴转速为,并按机床说明书取,故实际切削速度为:3. 计算基本工时式中,入切量及超切量由切削用量简明手册表2.29查得,故:(3) 粗铰孔至19.941.选择刀具利用19.94的专用铰刀对19.8的孔进行粗铰孔。2.确定切削用量取背吃刀量,取进给量,根据机床说明书,取进给量,则机床主轴转速为:并按机床说明书取,故实际切削速度为:3.计算基本工时式中,入切量及超切量由切削用量简明手册表2.29查得,故:(4) 精铰孔至20H71.选择刀具利用20的铰刀对19.94的孔进行精铰孔。2. 确定切削用量取背吃刀量,取进给量,切削速度,根据机床说明书,取进给量,则机床主轴转速为:并按机床说明书取,故实际切削速度为:3.计算基本工时式中,入切量及超切量由切削用量简明手册表2.29查得,故:(5) 锪30沉头孔根据有关资料介绍,锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的,故: 按机床说明书取,则机床主轴转速为: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时:工序VI 钻、铰至9.8H9孔,攻M12螺纹,锪13沉头孔。(1)钻9.6孔 工件材料为铸铁,孔9.6mm,高速钢钻头,查切削用量简明手册表5.19切削速度,进给量,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 该工序基本时间为: (2)铰孔至9.8H9取背吃刀量,孔9.8H9,查切削用量简明手册表5.23切削速度,进给量,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为:查机械制造工艺设计简明手册表6.2-6绞孔切入切出行程,该工序基本时间为:(3)攻的螺纹Z525立式钻床,刀具为细柄机用丝锥。进给量,查切削用量简明手册表5.14,切削速度,则机床主轴转速: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为:攻M12螺纹的基本工时:,刀具切入长度, (3)锪13沉头孔Z525立式钻床,刀具为:锪钻孔13小直径端面锪钻。可取进给量,查表得, 则机床主轴转速: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时: ,工序VII 粗铣R10.5侧面1.选择刀具刀具选取三面刃铣刀 ,。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 根据X62型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为:当时,按机床标准选取,. 3)计算基本工时,工序VIII 钻、粗铰、精铰至210H7孔(1)钻孔至9.8 由Z525立式钻床说明书取:, 按机床说明书,选取,故实际切削速度为 计算基本工时: (2) 粗铰9.8孔至9.96取,切削速度 ,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时: (2)精铰孔至10H7取,切削速度 ,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时: 工序IX 钻、粗铰、精铰至10H7孔。(1)钻孔至9.81.决定切削用量:取背吃刀量,由切削用量简明手册可查出,根据Z525立式钻床,取进给量,切削速度:,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时:(2)粗铰孔至9.961.决定切削用量:取背吃刀量,由切削用量简明手册可查出,根据Z525立式钻床,取进给量,切削速度:,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时:(3)精铰孔至10H71.确定切削用量:取背吃刀量,由切削用量简明手册可查出,根据Z525立式钻床,取进给量,切削速度:,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时:工序X 钻5孔,攻M6螺纹。Z525立式钻床钻孔至5,选用5的麻花钻,攻M6 螺纹选用M6细柄机用丝锥攻螺纹。1.钻5孔 切削深度,进给量 取 ,切削速度 ,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时:2.攻螺纹背吃刀量,进给量 ,切削速度 ,则:按机床说明书,选取,故实际切削速度为:计算基本工时:工序X 粗铣左端凹槽二次粗铣左端凹槽 第一次选用高速钢直柄立铣刀。,Z=5,槽深。查切削用量简明手册表5.11 , 5.14,每齿进给量,切削速度,则: 按机床说明书,选取,故实际切削速度为: 计算基本工时: 第二次铣削方式和第一次相同,则单件工时为第4章 专用夹具设计4.1 问题的提出根据毕设要求选择两道重要工序进行夹具设计,本次要设计的夹具是钻、扩、粗铰、精铰至20H7孔,锪30沉头孔夹具和粗铣R10.5侧面的夹具。钻、铰、锪通过专用的钻头、铰刀、锪孔钻都可以在钻床上进行加工,钻床广泛应用于机械加工中,是一种成本低、操作难度低、加工范围广的机床。而铣R10.5侧面在卧式铣床上进行加工。4.2工序VII铣夹具设计4.2.1 工件定位基准的选择本道工序粗铣R10.5侧面,采用60端面、20内圆面及一侧面定位,对应的定位元件为:衬套、非标准定位销和A型固定式定位销。1.衬套作为第一定位基准,与工件60端面相配合限制三个自由度,即x轴转动、y轴转动和z轴移动。2.非标准定位销作为第二定位基准,与工件中间20内圆面相配合限制两个自由度,即x轴移动和y轴移动。3.A型固定式定位销作用在工件一侧面,限制一个自由度,即z轴转动。4.2.2 计算切削力及夹紧力4.2.2.1 计算切削力 刀具:高速钢圆柱立铣刀机床:X51型立式铣床由机床夹具及应用所列公式得:查机床夹具及应用表9.48得其中:修正系数 z=24 代入上式,可得考虑安全系数:安全系数其中:为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以:4.2.2.2 计算夹紧力 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中为夹紧面上的摩擦系数,取 为工件自重 夹紧螺钉:公称直径 螺钉疲劳极限: 极限应力幅: 许用应力幅: 强度校核计算:螺钉许用切应力: ,取 得: 满足要求。 通过计算校核可以算出,强度要求符合标准要求,夹具安全可靠。4.2.3 定位误差分析 本设计的专用夹具是用在Z51立式铣床上的,并在其上固定的。工件上的孔与夹具体的定位销保持亲密的接触。孔心是此次加工工序的定位基准,即20的孔心。此工序的尺寸方向和孔心、圆台的中心线方向相同,那么其定位误差可以用下面的式子来表示: 工序中误差总和工序规定的尺寸公差,即:而加工误差,我们可以用下面的式子来表示:由几何量公差与检测甘永立,几何量公差与检测M,上海科技技术出版社。5刘守勇.机械制造工艺与机床夹具.北京:机械公业出版社,19946徐鸿本.机床夹具设计手册.沈阳:辽宁科技出版社,20047孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导.北京:冶金工业出版,20028李忠海.钻孔专用夹具设计与加工.装备制造技术J,2010.099Alexander Hornberg, Handbook of Machine Vision.(October 13, 2006)10Handbook of Machine Tools Manfred weck ,1984.11Haffman E G. Jig and Fixture Design.America, VNR Co,1980.12Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME,1982. 可得:(1)两定位销的定位误差 : 其中:, 且:,得: (2)夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查几何量公差与检测表1.2.15有:。(3)磨损造成的加工误差:通常不超过(4)夹具相对刀具位置误差:取误差总和:通过计算和分析,本次设计的专用夹具满足要求。4.2.4 定位键与对刀装置设计本设计定位键使用两个,分别安装在夹具体底面的纵向槽中的左边和右边。它们的距离要相隔远一些。定向键与铣床工作台T形槽配合,使夹具在铣床工作台上具有正确的方位。根据JB/T8016-1999定位键结构如图4-3所示:图4-3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度,定向键的结构尺寸见表4-1:表4-1 定向键数据表BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差允差公称尺寸允差D18-0.014-0.04525133105.518+0.0234塞尺选用平塞尺,其结构如图4-5所示: 图 4-4 平塞尺结构图对刀平塞尺尺寸见表4-2:表4-2 对刀平塞尺的规格及主要尺寸公称尺寸H允差dC1-0.0140.25致 谢大学时光即将结束,按照规定的毕业设计日程表将自己的毕设完成,并交到毕业设计指导老师那里。在这短短的几个月时间里,自己从接到课题开始就一直在着手准备。考虑到此次毕设有之前课程设计的锻炼,鉴于有之前的经验,就到图书馆和网上查阅了大量资料,翻阅各种设计手册,理清了自己的设计思路和毕业设计的主要任务。自己了解到此次毕业设计,涉及到大学几年里所学的很多知识,从最基础的机械制图,到机械制造工艺学,再到机床手册、夹具手册、刀具手册、量具手册的查询等方面的专业知识。在此次毕业设计中,我的指导老师赵忠泽老师以他丰富的专业知识、耐心认真的指导,给我们的设计提出了很多宝贵的意见和建议,为我们设计的完成付出了宝贵时间和精力。在此,我向赵老师表示忠心的感谢!毕业设计可以说是我们对大学期间所学知识的作最后一次系统性的总结和检验。大学里学校对我们专业做出的培养计划就是一个很好的印证,为我们开设的各学科的知识,各门任课教师一个课时一个课时的带我们走向专业方向,让我们了解自己所学专业,让我们提前规划好将要面对的未来。在这里我想对我的专业任课老师说一句:谢谢老师,你们辛苦了。是你们引领我们去学习专业机械知识,让我们有信心面对就业岗位。总之,我要感谢全体老师,感谢关心和帮助我的同学和朋友,更感谢母校北华航天工业学院对我的培养和教育,祝明天会更好!参考文献27
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