耳环接头零件的机械加工工艺规程和夹具设计【含CAD图纸、说明书、工艺工序卡片】
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毕业设计(论文)任务书班级 姓名 学号 一、设计课题: 设计图号JZ-2-2零件的机械加工工艺规程和钻夹具二、设计内容及要求:1.绘制JZ-2-2零件图一张(3号图纸);2.编制零件机械加工工艺规程一份(中批生产),包括:(1)机械加工工艺过程卡 (2)机械加工工序卡3.设计钻4.5孔的专用夹具一套,要求:(1)完成夹具总装配图(1号或2号图纸);(2)完成夹具上所有非标准件的零件图一套(34号图纸);(3)编写设计说明书一份(不少于30页),说明书应有:封面、目录、封底、设计任务书、设计计算说明及分析、毕业设计小结、参考文献、书目及致谢等内容。4.其他要求:(1)所有图纸为计算机绘图并打印,同时提交电子文档。(2)设计说明书为打印稿,同时提交电子文档。(3)时间安排:请于2015年1月20日之前,将毕业设计(初稿)的电子文档发给指导老师,由指导老师进行初步的审查,指导老师于2月5日之前将毕业设计中存在的主要问题提交给学生,于4月30日之前,将修改后的毕业设计最终稿(纸质稿)交给指导老师,电子稿上传到大学城空间并准备答辩。上传的资料规范(说明书排版、CAD图纸、工艺文件:都转成.PDF或.SWF文档),指导老师和学生的交流要在空间进行。 指导老师: 联系电话: 电子邮件: 教研室主任 (签名) 年 10 月 28 日 院(系)批准人(签名) 年10 月 29 日 2零件名称机械加工工序卡工序号20工序名称车共 1 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备卧式车床CA6140夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10车外圆63及其右端面外圆车刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号30工序名称车共 2 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备卧式车床CA6140夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10掉头,车左端面,保证总长116mm外圆车刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号40工序名称车共 3 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备卧式车床CA6140夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10掉头,车球头SR31.5外圆车刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号50工序名称车共 4 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备卧式车床CA6140夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10粗车,精车外圆39h8外圆车刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号60工序名称车共 5 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备卧式车床CA6140夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10车外圆33外圆车刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号70工序名称车共 6 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备卧式车床CA6140夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10车退刀槽29.7X2切槽刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号80工序名称车共 7 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备卧式车床CA6140夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10车螺纹M33X1.5螺纹车刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号90工序名称钻共 8 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备钻床Z525夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10钻4.5孔钻头游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号100工序名称铣共 9 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备铣床X6132夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10铣床X6132铣刀游标卡尺12030405060.零件名称机械加工工序卡工序号110工序名称钻扩铰共 10 页零件图号耳环接头第 10 页材料牌号45毛坯状态棒料机床设备钻床Z525夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10钻扩铰26H8孔钻头、铰刀游标卡尺12030405060.产品名称零件图号机械加工工艺过程卡毛坯种类棒料共 1 页每台数量1零件名称耳环接头材料牌号45第1 页工序号工序名称工序内容设备工艺装备10开料圆钢开料锯床锯刀20车车外圆63及其右端面卧式车床CA6140专用夹具,外圆车刀,游标卡尺30车掉头,车左端面,保证总长116mm卧式车床CA6140专用夹具,外圆车刀,游标卡尺 40车掉头,车球头SR31.5卧式车床CA6140专用夹具,外圆车刀,游标卡尺50 车粗车,精车外圆39h8卧式车床CA6140专用夹具,外圆车刀,游标卡尺 60车车外圆33卧式车床CA6140专用夹具,外圆车刀,游标卡尺 70车车退刀槽29.7X2卧式车床CA6140专用夹具,切槽刀,游标卡尺 80车车螺纹M33X1.5卧式车床CA6140专用夹具,螺纹车刀,游标卡尺 90钻钻4.5孔钻床Z525专用夹具,钻头,游标卡尺 100铣铣宽度为20h11的耳部端面铣床X6132专用夹具,铣刀,游标卡尺 110钻扩铰钻扩铰26H8孔钻床Z525专用夹具,钻头,铰刀游标卡尺.编制日期审核日期更改 毕业设计课 题:JZ-2-2零件的机械加工工艺规程和钻夹具专 题:专 业: 学 生 姓 名: 班 级: 学 号:指 导 教 师:完 成 时 间: 毕业设计(论文)任务书班级 姓名 学号 一、设计课题: 设计图号JZ-2-2零件的机械加工工艺规程和钻夹具二、设计内容及要求:1.绘制JZ-2-2零件图一张(3号图纸);2.编制零件机械加工工艺规程一份(中批生产),包括:(1)机械加工工艺过程卡 (2)机械加工工序卡3.设计钻2.5孔的专用夹具一套,要求:(1)完成夹具总装配图(1号或2号图纸);(2)完成夹具上所有非标准件的零件图一套(34号图纸);(3)编写设计说明书一份(不少于30页),说明书应有:封面、目录、封底、设计任务书、设计计算说明及分析、毕业设计小结、参考文献、书目及致谢等内容。2.其他要求:(1)所有图纸为计算机绘图并打印,同时提交电子文档。(2)设计说明书为打印稿,同时提交电子文档。(3)时间安排:请于2015年1月20日之前,将毕业设计(初稿)的电子文档发给指导老师,由指导老师进行初步的审查,指导老师于2月5日之前将毕业设计中存在的主要问题提交给学生,于4月30日之前,将修改后的毕业设计最终稿(纸质稿)交给指导老师,电子稿上传到大学城空间并准备答辩。上传的资料规范(说明书排版、CAD图纸、工艺文件:都转成.PDF或.SWF文档),指导老师和学生的交流要在空间进行。 指导老师:谭目发 联系电话: 电子邮件: 教研室主任 (签名) 年 10 月 28 日 院(系)批准人(签名) 年10 月 29 日 航空机械制造工程学院摘 要本设计是基于JZ-2-2零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。JZ-2-2零件的主要加工表面是外圆及孔系。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,本设计遵循先面后槽的原则。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。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面,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,夹紧方式多选用手动夹紧,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:JZ-2-2零件类零件;工艺;夹具;ABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: Angle gear seat parts; fixture;IV目 录摘 要IVABSTRACTV第1章 加工工艺规程设计11.1 零件的分析11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工艺分析11.2 JZ-2-2零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施21.2.1 孔和平面的加工顺序21.2.2加工方案选择21.3 JZ-2-2零件加工定位基准的选择31.3.1 粗基准的选择31.3.2 精基准的选择31.4 JZ-2-2零件加工主要工序安排31.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定51.6选择加工设备及刀、量具61.7确定切削用量及基本工时(机动时间)61.8 时间定额计算及生产安排18第2章 JZ-2-2零件钻2.5孔夹具设计202.1 夹具的夹紧装置和定位装置202.2 夹具的导向212.3 切削力及夹紧力的计算222.4 钻孔与工件之间的切屑间隙242.5 钻模板252.6定位误差的分析252.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用262.8 确定夹具体结构和总体结构272.9 夹具设计及操作的简要说明28结 论29参考文献30致谢32VI第1章 加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是JZ-2-2零件。JZ-2-2零件的主要作用是传动连接作用,保证各轴各挡轴能正常运行,并保证部件与其他部分正确安装。因此JZ-2-2零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图1 JZ-2-2零件1.1.2 零件的工艺分析由JZ-2-2零件图可知。JZ-2-2零件是一个轴类零件,它的外表面上有2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63外圆面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:63外圆面的加工;,其中表面粗糙度要求为。(2)以M33X1.5外圆面主要加工面的加工面。这一组加工表面包括M33X1.5外螺纹和退刀槽和39台阶面,加工粗糙度为。(3)以20h11宽度的平面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:20h11宽度的平面,粗糙度为。(4)其他各个孔的加工,26H8孔,2.5孔1.2 JZ-2-2零件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JZ-2-2零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JZ-2-2零件来说,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。1.2.1 孔和平面的加工顺序JZ-2-2零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工JZ-2-2零件上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。JZ-2-2零件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。JZ-2-2零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。1.2.2加工方案选择JZ-2-2零件孔系加工方案,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JZ-2-2零件图所示的JZ-2-2零件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JZ-2-2零件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,JZ-2-2零件孔系加工一般都在钻床上采用钻模法进行加工。钻模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当钻头通过钻套的引导进行钻孔时,钻模的精度就直接保证了关键孔系的精度。1.3 JZ-2-2零件加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要孔的加工余量均匀;(2)保证装入JZ-2-2零件的零件与有一定的间隙。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JZ-2-2零件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。1.3.2 精基准的选择从保证JZ-2-2零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证JZ-2-2零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从JZ-2-2零件图分析可知,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JZ-2-2零件的装配基准,但因为它与JZ-2-2零件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。1.4 JZ-2-2零件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。JZ-2-2零件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JZ-2-2零件加工完成为止,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JZ-2-2零件,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。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程,现将JZ-2-2零件加工工艺路线确定如下:工艺路线一:10开料圆钢开料20车车外圆63及其右端面30车掉头,车左端面,保证总长116mm40车掉头,车球头SR31.550车粗车,精车外圆39h860车车外圆3370车车退刀槽29.7X280车车螺纹M33X1.590钻钻2.5孔100铣铣宽度为20h11的耳部端面110 钻扩铰钻扩铰26H8孔120检验入库工艺路线二:10开料圆钢开料20车车外圆63及其右端面30车掉头,车左端面,保证总长116mm40车粗车,精车外圆39h850车车外圆3360车车退刀槽29.7X270车车螺纹M33X1.580钻钻2.5孔90铣铣宽度为20h11的耳部端面100车掉头,车球头SR31.5110 钻扩铰钻扩铰26H8孔120检验入库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。从提高效率和保证精度这两个前提下,发现该方案一比较合理。综合选择方案一:10开料圆钢开料20车车外圆63及其右端面30车掉头,车左端面,保证总长116mm40车掉头,车球头SR31.550车粗车,精车外圆39h860车车外圆3370车车退刀槽29.7X280车车螺纹M33X1.590钻钻2.5孔100 铣铣宽度为20h11的耳部端面110 钻扩铰钻扩铰26H8孔120检验入库1.5 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45、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,在此毛坯选择型材成型。(2)确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的型材造型,查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5,“JZ-2-2零件”零件材料采用灰铸铁制造。材料为45,硬度HB为170241,生产类型为大批量生产,采用型材毛坯。(1)结合面的加工余量。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。(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。1.6选择加工设备及刀、量具 由于生产类型为大批量生产,所以所选设备宜以通用机床为主,辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递,由于工件质量较大,故需要辅助工具来完成。平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺(mm),测量范围01000mm(参考文献2表67)。采用车床加工,床选用卧式车床CA6140(参考文献2表43),专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见(参考文献2第五篇金属切削刀具,第2、3节),采用相匹配的钻头,专用夹具及检具。1.7确定切削用量及基本工时(机动时间)工序10无切削加工,无需计算工序20. 车右端面及外圆80mm已知工件材料: 45,型材,有外皮,机床CA6140普通车床,工件用三爪卡盘固定。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,可在一次走刀内完成.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2.29)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=3530。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 (1-2)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 (1-3) =120 (1-4)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (1-5).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 (1-6)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C6201机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=工序30掉头,车左端面,保证总长116mm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C6140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2.29)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=3530。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40 车球头SR31.5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C6140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2.29)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=3530。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粗车,精车外圆39h8该工序与工序20的计算方法完全一样,在此不一一计算。工序80 车外圆33已知加工材料为45,型材,有外皮,机床CA6140普通车床,工件用内钳式卡盘固定。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,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2.29)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=3530。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的锻造件,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 = 工序90车退刀槽29.7X2切削深度ap:ap=2mm根据机械加工工艺手册表查得:进给量,查机械加工工艺手册表2.4-82得切削速度,机床主轴转速:,查机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知深度为3mm,l=3mm机动时间=0.052min=3.12s工序80 车螺纹M33X1.5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2.29)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=3530。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)工序100:钻2.5孔机床:立式钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表2.39选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度:进给量:根据参考文献3表2.438,取。切削速度:参照参考文献3表2.441,取。机床主轴转速:,按照参考文献3表3.131,取所以实际切削速度:切削工时 刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间:工序100:铣宽度为20h11的耳部端面加工条件:工件材料: 45,型材。机床:X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.4-75,取铣削速度:参照参考文献7表3034,取。机床主轴转速: (2.1)式中 V铣削速度; d刀具直径。由式2.1机床主轴转速:按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献7表2.4-81,工序110:钻扩铰26H8孔机床:立式钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表2.39选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度:进给量:根据参考文献3表2.438,取。切削速度:参照参考文献3表2.441,取。机床主轴转速:,按照参考文献3表3.131,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间:1.8 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,每天的产量应不低于417件。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、精铣结合面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.43,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: 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时, 即能满足生产要求工序:粗铣平面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.45,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2.5.45,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。第2章 JZ-2-2零件钻2.5孔夹具设计2.1 夹具的夹紧装置和定位装置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。仅仅定好位在大多数场合下,还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧,才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置,以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下,不发生移动和震动,确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的,正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力,使之变为夹紧力,并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。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。螺旋夹紧机构中所用的螺旋,实际上相当于把契绕在圆柱体上,因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋,使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点:(1)结构简单;(2)扩力比大;(3)自琐性能好;(4)行程不受限制;(5)夹紧动作慢。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。2.2 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。导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套,可换钻套,快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大,磨损较小,孔距离精度要求较高,则选用固定钻套。如图2.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图2.2 钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性,材料选择20Mn2。淬火HRC110。相同的,为了防止定位销与模板之间的磨损,在模板定位孔之间套上两个固定衬套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-19134。材料仍选取T10A, 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。2.3 切削力及夹紧力的计算刀具:钻头2.5。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钻削时 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。2.4 钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套:钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中,钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用H7/n6配合,主要用于加工量不大,磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小,孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套:主要用在大批量生产中,由于钻套磨损大,因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套,衬套直接压入钻模板的孔内,钻套以F7/m6或F7/k6配合装入衬套中。3、快换钻套:当对孔进行钻铰等加工时,由于刀径不断增大,需要不同的导套引导刀具,为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套:尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C,使开始钻孔时,钻头切屑刃不位于钻套的孔中,以免刮伤钻套内孔,如图2.3。图2.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素,确定了设计方案后,选择了C=8。因为此钻的材料是铸件,所以C可以取较小的值。2.5 钻模板在导向装置中,导套通常是安装在钻模板上,因此钻模板必须具有足够的刚度和强度,以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式,可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板,在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下,钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位,螺栓紧固,钻模精度较高。42.6定位误差的分析制造误差ZZ (1)中心线对定位件中心线位置精度. 取.(2)内外圆同轴度误差(查表P297).故,.则.知此方案可行。2.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套,以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用翻转钻模板,用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。2.8 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
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