钻机转筒加工工艺及夹具设计

XX 学 院 本科毕业论文 设计 题目 钻机转筒加工工艺及夹具设 计 作者 学院 机械工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 指导教师 二 一五 年 四 月 三 日 摘 要 本文首先对钻机转筒零件进行分析 通过对钻机转筒进行的研究和分析 描述了它 的毛坯制造形式 机械加工余量 基准选择 工序尺寸和毛坯尺寸的确定 以及切削用 量和工时的计算等相关内容 为了提高劳动生产率 降低劳动强度 保证加工质量 与 指导老协商后 觉得用夹具比较合适 在这次毕业设计中 根据课题所给的零件图 技术要求 通过查阅相关资料和书籍 了解和掌握了的机械加工工艺的一般方法和步骤 并运用这些方法和步骤进行了钻机转 筒的机械加工工艺及夹具设计 整个设计的指导思想 简便 高效 经济 力求生产 处符合要求的产品 关键词 钻机转筒 加工工艺 夹紧 夹具 ABSTRACT This design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy its the place that process is a peaceful in bore primarily This design processes after processing first the bore Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork process the in the This paper is describe processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down While processing is to use the boring machine boring bore Regard these two bores as the basis finally process the right hand slot respectively with the thread bottom bore of the a Whole processes the process chose to use to the drill machine miller with the boring machine The tongs chooses to use the appropriation tongs KEY WORDS Process the craft Fixed position turede tapd Appropriation tongs 目录 摘要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1 1 课题背景 1 1 2 夹具的发展史 1 第二章 钻机转筒的加工工艺规程设计 2 2 1 零件的分析 2 2 1 1 零件的作用 3 2 1 2 零件的工艺分析 4 2 2 确定生产类型 8 2 3 确定毛坯 12 2 3 1 确定毛坯种类 13 2 3 2 确定铸件加工余量及形状 15 2 3 3 绘制铸件毛坯图 17 2 4 工艺规程设计 18 2 4 1 选择定位基准 18 2 4 2 制定工艺路线 18 2 4 3 选择加工设备和工艺设备 19 2 4 4 机械加工余量 工序尺寸及公差的确定 19 2 5 确定切削用量及基本工时 19 2 5 1 工序 30 粗车 外圆及端面至尺寸 2023 48 2 5 2 工序 40 调头装夹 粗车 外圆及端面 精车190 5 2 38 0 56 至尺寸 2138 0562 2 5 3 工序 50 粗车 22内 圆 及 端 面 至 尺 寸0 19 2 2 5 4 工序 60 粗车 半精车 外圆端面 23 2 5 5 工序 70 粗 精镗左端内孔 至尺寸 24 1 258 2 5 6 工序 80 粗 精镗右端内孔 至尺寸 24 0 2 5 7 工序 90 铣 25腰 型 孔6 2R 2 5 8 工序 100 钻 攻左端面上 4 M8 螺纹孔 25 I 2 5 9 工序 110 钻 绞右端面 直孔 26 027 153 第三章 专用夹具设计 27 3 1 镗孔夹具设计 27 3 1 1 问题的提出 28 3 1 2 夹具的设计 29 3 2 钻孔夹具设计 30 3 2 1 问题的提出 31 3 2 2 夹具的设计 32 结论 33 参考文献 34 致谢 35 附录 A 文献翻译原文 36 附录 B 文献翻译中文 40 XX 学院本科生毕业论文 设计 0 第一章 绪论 1 1 课题背景 机械加工制造业是一个国家的重要产业 机械加工制造业的发展无时不刻都在影响 着国家经济的发展 人类的进步离不开机械工业的发展 在全球经济发展的大环境下 中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时 越来越多的新型加工工艺和设备传播 到中国已经成为现实 在新的市场需求的推动下 对机械加工工艺进行改良和优化是当 务之急 1 2 夹具的发展史 随着军工生产及内燃机 汽车工业的不断发展 夹具逐渐在规模生产中发挥出其高 效率及稳定加工质量的优越性 各类定位 夹紧装置的结构也日趋完善 夹具逐步发展 成为机床 工件 工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分 这是夹具发展的第二阶段 这一阶段 夹具发展的主要特点是高效率 夹具作为机械加工的辅助设备 它的质量的 好坏 结构的好坏 都与被加工零部件的加工精度和效率息息相关 一副好的夹具能够 生产出高精度高效的机械零件 并且夹具的种类很多 从传统的精度不高的机加工夹具 到现在的靠气动 液压驱动的夹具 都在不断地更新发展着 随着时间的推移 全自动 智能化的夹具也将会慢慢出现 应用于各种各样的场合 XX 学院本科生毕业论文 设计 1 第二章 钻机转筒的加工工艺规程设计 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 题目所给的零件是钻机转筒 它是钻机上面的一个主要零件 作为连接用 材料为 ZG35 2 1 2 零件的工艺分析 零件的材料为 ZG35 铸钢属于脆性材料 故不能锻造和冲压 但铸钢的铸造性能和 切削加工性能优良 以下是钻机转筒需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求 1 外圆面 的车削加工 23 48 2 外圆 内孔的车削加工 190 5 0 562 3 内孔的车削加工 19 4 外圆端面的车削加工20 5 内孔的镗削加工 1 58 08 6 的铣削加工 腰 型 孔 R 7 4 M8 螺纹孔的加工等等 由上面分析可知 可以先加工钻机转筒的外圆面 然后以此作为基准采用专用夹具 进行加工 并且保证位置精度要求 再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位 置精度 并且此钻机转筒零件没有复杂的加工曲面 所以根据上述技术要求采用常规的 加工工艺均可保证 具体的钻机转筒的零件图如下 XX 学院本科生毕业论文 设计 2 2 2 确定生产类型 已知此钻机转筒零件的生产类型为大批量生产 所以初步确定工艺安排为 加工过 程划分阶段 工序应当集中 加工设备以通用设备为主 大量采用专用工装 2 3 确定毛坯 2 3 1 确定毛坯种类 零件材料为 ZG35 考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大 零件结构不是太复杂 生产类型为大批生产 故选择金属型铸造毛坯 2 3 2 确定铸件加工余量及形状 查 机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册 125 页表 1 4 7 选用各个加工面 的铸件机械加工余量均为 2 5mm XX 学院本科生毕业论文 设计 3 2 3 3 绘制铸件毛坯图 图 2 1 零件毛坯图 2 4 工艺规程设计 2 4 1 选择定位基准 粗基准的选择 以零件的外圆面为主要的定位粗基准 精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便 依据 基准重合 原则和 基准统一 原则 以加工后的 为主要的定位精基准 以转筒两端面为辅助定位精基准 外 圆 面253 2 4 2 制定工艺路线 钻机转筒的结构特征就决定了它的加工工艺 通过前面的分析和总结 我们制定的 钻机套筒的加工工艺路线如下 表 2 1 工艺路线方案一 1 0 铸 铸造毛坯 19325X 铸 造 2 0 时效 人工时效处理 铸 造 3 0 车 粗车 外圆及端面至尺寸23 48 金 工 普通车床 外圆铣刀 游标卡尺 4 0 车 调头装夹 粗车 外圆及端面 190 5 0 56 精车 至尺寸38 2 金 工 普通车 床 外圆铣刀 游标卡尺 XX 学院本科生毕业论文 设计 4 5 0 车 调头装夹 粗车 内 圆 及 端 面 至 尺 寸065 19 2 金 工 普通车床 外圆铣刀 游标卡尺 6 0 车 粗车 半精车 外圆端面 金 工 普通车床 外圆铣刀 游标卡尺 7 0 镗 粗 精镗左端内孔 至尺寸 01 258 金 工 卧式镗床 内孔镗刀 内径千分尺 8 0 镗 粗 精镗右端内孔 至尺寸 金 工 卧式镗床 内孔镗刀 内径千分尺 9 0 铣 铣 腰 型 孔6 2R 金 工 立式铣床 面铣刀 游标卡尺 1 0 0 钻 钻 攻左端面上 4 M8 螺纹孔 金工 摇臂钻床 麻花钻头 M8 丝攻8 6 1 1 0 钻 钻 绞右端面 直孔027 153 金工 摇臂钻床 13 8 钻头 15 机用铰刀 1 2 0 钳 去毛刺倒棱角 装配 钳工台 平板锉 角磨机 1 3 0 检 验收 入库 质检 表 2 2 工艺路线方案二 1 0 铸 铸造毛坯 19325X 铸 造 2 0 时效 人工时效处理 铸 造 3 0 车 粗车 外圆及端面至尺寸23 48 金 工 普通车床 外圆铣刀 游标卡尺 4 0 车 粗车 半精车 外圆端面10 金 工 普通车 床 外圆铣刀 游标卡尺 5 0 车 调头装夹 粗车 外圆及端面 9 5 238 56 精车 至尺寸 0 金 工 普通车床 外圆铣刀 游标卡尺 6 0 车 调头装夹 粗车 内 圆 及 端 面 至 尺 寸65 19 2 金 工 普通车床 外圆铣刀 游标卡尺 7 0 镗 粗 精镗左端内孔 至尺寸 01 28 金 工 卧式镗床 内孔镗刀 内径千分尺 8 0 镗 粗 精镗右端内孔 至尺寸 5 金 工 卧式镗床 内孔镗刀 内径千分尺 XX 学院本科生毕业论文 设计 5 9 0 钻 钻 攻左端面上 4 M8 螺纹孔 金 工 摇臂钻床 麻花钻头 M8 丝攻8 6 1 0 0 钻 钻 绞右端面 直孔027 153 金工 摇臂钻床 13 8 钻头 15 机用铰刀 1 1 0 铣 铣 腰 型 孔6 2R金工 立式铣床 1 2 0 钳 去毛刺倒棱角 装配 钳工台 平板锉 角磨机 1 3 0 检 验收 入库 质检 工艺立方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于 方案一是加工工序集中 适合流水线生产 缩短装 换刀具的时间 方案二加工工序比较分散 这对于大批量上产来说是不适合的 因为这 样很浪费时间和工时 方案一的工序比较集中 这样适合批量生产 在某种程度上面来 说可以很大地提高生产效率 2 4 3 选择加工设备和工艺设备 机床的选择 工序 30 40 50 60 采用 CA6140 普通车床 工序 70 80 采用 T6113 卧式镗床 工序 90 采用立式铣床 工序 100 110 采用摇臂钻床 选择夹具 该钻机转筒的生产纲领为大批生产 所以采用专用夹具 选择刀具 在车床上加工的各工序 采用硬质合金车刀即可保证加工质量 在铰孔 027 15 由于精度比较高 可采用硬质合金铰刀 选择量具 加工的孔均采用极限量规 其他 对垂直度误差采用千分表进行检测 对角度尺寸利用专用夹具保证 其他尺寸采用 通用量具即可 XX 学院本科生毕业论文 设计 6 2 4 4 机械加工余量 工序尺寸及公差的确定 根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量 现在确定各表面的各个加工工序 的加工余量如下 表 2 3 各加工工序的加工余量及达到的尺寸 经济度 粗糙度 工序余量 工序 号 工序内容 加 工 余 量 经济精 度 工序尺寸 表面粗 糙度 最小 最大 30 粗车 外圆23 48 及端面至尺寸 2 5 IT11 248 232 12 5 0 1 0 1 2 粗车 190 5 238 0 56 外圆及端面 精车 至 0 尺寸 3 IT9 220 210 6 3 2 5 2 5 3 粗车 内 圆 及 端 面 至 尺 寸065 19 2 2 5 IT12 220 196 6 3 1 5 1 4 粗车 半精车 外圆端面120 2 5 IT12 120 12 5 0 05 0 05 5 粗 精镗左端内孔 至尺 58 寸 2 5 IT8 85 3 2 0 006 0 006 6 粗 精镗右端内孔 至尺寸1 085 2 5 IT8 85 3 2 0 05 0 05 7 铣 腰 型 孔6 2R 2 5 IT11 6 2R 12 5 1 5 1 5 8 钻 攻左端面上 4 M8 螺纹孔 2 5 IT11 M8 6 3 0 2 0 2 XX 学院本科生毕业论文 设计 7 9 钻 绞右端面 直027 153 孔 2 5 IT8 15 3 2 0 02 0 02 2 5 确定切削用量及基本工时 2 5 1 工序 30 粗车 外圆及端面至尺寸23 48 本工序为粗车 外圆及端面的工序 在这里 我们选择铣床 CA6140 作为车 削设备 加工刀具选择硬质合金端车刀 外圆车刀 齿数mdw40 14 Z 1 粗车 外圆248 车削深度 pam5 每齿进给量 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 取fZaf 25 0 车削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 取V smV 4 机床主轴转速 取n in 1940 3610rdV in 20r 实际车削速度 sn 6210 进给量 fVmZaff 7 10 425 工作台每分进给量 m in2 sVf 即 70 2 in3 rr 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 2 4 81 a ma240 被切削层长度 由毛坯尺寸可知l ml341 刀具切入长度 1 aD42 5 02 刀具切出长度 取2l 走刀次数为 1 机动时间 jt min5 02 43121 mjfl XX 学院本科生毕业论文 设计 8 2 粗车 外圆23 车削深度 pam5 每齿进给量 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 取fZaf 25 0 车削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 取V smV 4 机床主轴转速 取nin 261014 30rdV in260r 实际车削速度 sn 89 5 进给量 fVmZfa726 52 0 工作台每分进给量 m in 504 1sfV 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 2 4 81 a ma240 被切削层长度 由毛坯尺寸可知l ml357 刀具切入长度 1 aD42 1 5 02 刀具切出长度 取2ll 走刀次数为 1 机动时间 jt min63 02 9431 mfl 2 5 2 工序 40 粗车 外圆及端面 精车 至尺寸 58 0 562 38 0562 机床 CA6140 刀具 硬质合金端铣刀 面铣刀 齿数dw40 14 Z 铣开钻机转筒 一分为二 车削深度 map5 2 每齿进给量 根据 机械加工工艺手册 表 2 4 73 取fa 0 5 fam 车削速度 参照 机械加工工艺手册 表 2 4 81 取V 6 Vs 机床主轴转速 取n0160287 in3 4Vrd 3inr 实际车削速度 160nms 进给量 fV0 543 1 5 ffaZ XX 学院本科生毕业论文 设计 9 工作台每分进给量 mf10 5 630 minfVs 根据 机械加工工艺手册 表 2 4 81 a a24 被切削层长度 由毛坯尺寸可知ll 刀具切入长度 1D 3 1 5 02 刀具切出长度 取2lm 走刀次数为 1 机动时间 jt12640 95min3jmlf 查参考文献 1 表 2 5 45 工步辅助时间为 1 52min 2 5 3 工序 50 粗车 内 圆 及 端 面 至 尺 寸065 19 2 本工序为粗车转筒 220 196 065 内圆及端面 在这里 我们选择机床 数控铣 床型号为 XK7132 功率 P 13kw 刀具 选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 3 1 39 刀具数据如下 d 16 20z 25wd 1 铣削进宽度的选择 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 3 1 27 可知 1 2 这里取 1 5ea 2 铣削每齿进给量的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 28 3 29 可知 0 25 fa0 5pa 3 铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 30 可知0 6 3 minvs 所以 10619 in 4vnrd 4 计算切削时间 查 机械制造工艺 金属切削机床设计指导 表 1 4 15 可知 XX 学院本科生毕业论文 设计 10 122 0 51926037580zmfppLTanlDlL 所以 190 65minzmTf 5 计算铣削力 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 有 0 83 650 839 1zzefpFCadaz 式中 01 526zefad 5pza 所以 0 83 650 8391zzefpFCadz 0 83 252N 6 校核机床功率 查 切削用量简明手册 表 3 28 有 93 6 81310FvPkw 所以 机床的功率足够 2 5 4 工序 60 粗车 半精车 外圆端面20 1 粗车 半精车 外圆端面 车削深度 pam3 每齿进给量 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 取fZaf 25 0 车削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 取V smV 4 XX 学院本科生毕业论文 设计 11 机床主轴转速 取nmin 1940 3610rdV in 20r 实际车削速度 sn 6210 进给量 fVZaff 7 10 425 工作台每分进给量 m min2 smVf 即 70 2 in3 rr 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 2 4 81 a ma240 被切削层长度 由毛坯尺寸可知ll341 刀具切入长度 1 maD42 5 02 刀具切出长度 取2lm 走刀次数为 1 机动时间 jt in5 02 743121 mjfl 2 5 5 工序 70 粗 精镗左端内孔 至尺寸 85 机床 T6113 卧式镗床 刀具 硬质合金钢刀具 YG3X 1 粗 精镗 孔 01 258 粗镗 孔 5 切削深度 pam5 2 进给量 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 2 4 66 刀杆伸出f 长度取 切削深度为 因此确定进给量20 rmf 6 0 切削速度 由 实用机械工艺简明手册中 可以知道 4 66 取Vmin 15 s 机床主轴转速 取in 5 607914 30rdV in 60r m5 XX 学院本科生毕业论文 设计 12 实际切削速度 V smnd 25 061794 30 即 36 min 6 0rr 工作台每分钟进给量 mf in 30 fn 被切削层长度 l19 刀具切入长度 mtgtgkarp 4 5230 2 刀具切出长度 取2lm53l2 行程次数 i1 机动时间 jt in79 01364 192 mjfl 精镗 孔 01 258 切削深度 pa 进给量 根据切削深度 再由 实用机械工艺简明手册中 可以知道fap1 4 66 因此确定进给量 rmf 4 0 切削速度 由 实用机械工艺简明手册中 可以知道 4 66 取Vin 21 35 0sm 机床主轴转速 取min 6 83014 20rdV in 84r 实际切削速度 sn 5 0 工作台每分钟进给量 mf in 6 384 f 被切削层长度 l19 刀具切入长度 mtgtgkarp 5230 2 刀具切出长度 取2lm53 l42 行程次数 i1 机动时间 jt in85 016 3192 mjfl XX 学院本科生毕业论文 设计 13 2 5 5 工序 80 粗 精镗右轴承盖孔 至尺寸1 085 机床 T6113 卧式镗床 刀具 硬质合金钢刀具 YG3X 1 粗 精镗 孔1 085 粗镗 孔 切削深度 pam5 2 进给量 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 2 4 66 刀杆伸出f 长度取 切削深度为 因此确定进给量205 2 rmf 6 0 切削速度 由 实用机械工艺简明手册中 可以知道 4 66 取Vmin 15 s 机床主轴转速 取in 5 607914 30rdV in 60r m5 实际切削速度 smn 2 0 即 36 min 6 0rr 工作台每分钟进给量 mf in 360 fn 被切削层长度 l19 刀具切入长度 mtgtgkarp 4 5230 2 刀具切出长度 取2lm53 l2 行程次数 i1 机动时间 jt in79 01364 192 mjfl 精镗 孔1 085 切削深度 pa 进给量 根据切削深度 再由 实用机械工艺简明手册中 可以知道fap1 4 66 因此确定进给量 rmf 4 0 XX 学院本科生毕业论文 设计 14 切削速度 由 实用机械工艺简明手册中 可以知道 4 66 取Vmin 21 35 0s 机床主轴转速 取min 6 83014 20rdV in 84r 实际切削速度 sn 5 0 工作台每分钟进给量 mf in 6 384 f 被切削层长度 l19 刀具切入长度 mtgtgkarp 5230 2 刀具切出长度 取2lm53 l42 行程次数 i1 机动时间 jt in85 016 3192 mjfl 2 5 6 工序 90 腰 型 孔6 2R 本工序为铣 22 R6 腰型孔的工序 在这里 我们选择铣床 X5032 作为铣削设备 加工刀具选择硬质合金端铣刀 面铣刀 齿数mdw40 14 Z 1 粗铣 铣削深度 pam5 2 每齿进给量 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 取fZaf 25 0 铣削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 取V smV 4 机床主轴转速 取n in 1940 3610rdV in 20r 实际铣削速度 sn 6210 进给量 fVmZaff 7 10 425 XX 学院本科生毕业论文 设计 15 工作台每分进给量 mf min 2 70 6 1smVf 即 70 2 in3 5 rr 根据实际工况 我们通过 实用机械工艺简明手册中 2 4 81 a ma240 被切削层长度 由毛坯尺寸可知ll341 刀具切入长度 1 maD42 5 02 刀具切出长度 取2lm 走刀次数为 1 机动时间 jt in5 02 74312 mjfl 2 5 7 工序 100 钻 攻左端面上 4 M8 螺纹孔 本工序为钻 攻转筒左端面 4 M8 螺纹孔 根据实际工况 我们选择机床 摇臂钻 床 刀具我们选择麻花钻 1 钻底孔 6 8 孔 查 机械制造工艺设计手册 表 我们知道 切削深度 pam5 进给量 根据 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 39 取 f rmf 25 0 切削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 41 取V sV4 机床主轴转速 取n in 78214 360501rdV in r 实际切削速度 smn 9 6010 被切削层长度 lm87 刀具切出长度 2 走刀次数为 1 根据 切削用量简明手册 可知 有一下公式 机动时间 1jt min20 5 021 fnlj 2 攻 M8 螺纹孔 查 机械制造工艺设计手册 表 我们知道 XX 学院本科生毕业论文 设计 16 切削深度 pam425 0 进给量 根据 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 52 扩通孔f 取rf 8 0 4 rf 6 切削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 53 取V smV 3 0 机床主轴转速 n in 485 1 36010rdV 实际切削速度 sn 31 60410 被切削层长度 lm87 刀具切入长度 1 mctgrctgk dD65 22 2 刀具切出长度 2l0 走刀次数为 1 根据 切削用量简明手册 可知 有一下公式 机动时间 2jt min2975 056 0 28721 fnlljt 查 机械制造工艺设计手册 表 3 42 有 所以 mrXdvn 85 214 30 1 计算切削深度 paap 28 4 钻削扭矩的计算 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有0MCmdxfy 31k 式中 25 6190 8mXy XX 学院本科生毕业论文 设计 17 所以 1 90 8325 6354Nm 5 计算轴向力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有 轴向力 fF XYCdK 式中 58610 FY 所以 28 5763 02NX 因零件材料为 HB 150 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有0 60 61949mFHBK 所以 实际的切削扭矩和轴向力分别为 34 5032 591MNm 6 计算切削功率 因为 in 1 rrs 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有35 1202 460nmP 1 5kw 所以 机床功率足够 2 5 8 工序 110 钻 绞右端面 直孔027 153 本工序为钻 绞 盲孔的工序 根据实际工况 我们选择机床 摇臂钻床 刀具我们选择麻花钻 扩孔钻 铰刀 1 钻定位孔 查 机械制造工艺设计手册 表 我们知道 切削深度 pam5 进给量 根据 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 39 取 f rmf 25 0 切削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 41 取V sV4 XX 学院本科生毕业论文 设计 18 机床主轴转速 取n min 78214 360501rdV in 50r 实际切削速度 sn 9 6010 被切削层长度 lm87 刀具切出长度 2 走刀次数为 1 根据 切削用量简明手册 可知 有一下公式 机动时间 1jt min20 5 021 fnlj 2 绞 孔027 53 查 机械制造工艺设计手册 表 我们知道 切削深度 pam4 进给量 根据 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 52 扩通孔f 取rf 8 0 4 rf 6 0 切削速度 参照 实用机械工艺简明手册中 表 2 4 53 取V smV 3 0 机床主轴转速 n in 485 1 36010 rdV 实际切削速度 sn 31 6041 被切削层长度 lm87 刀具切入长度 1 mctgrctgk dD65 22 20 刀具切出长度 2l 走刀次数为 1 根据 切削用量简明手册 可知 有一下公式 机动时间 2jt min2975 056 0 28721 fnlljt 查 机械制造工艺设计手册 表 3 42 有 所以 XX 学院本科生毕业论文 设计 19 mrXdvn 85 2314 0 1 计算切削深度 paap 28 4 钻削扭矩的计算 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有0MCmdxfy 31k 式中 25 6190 8mXy 所以 1 90 83256354 N 5 计算轴向力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有 轴向力 fF XYCdK 式中 58610 FY 所以 28 5763 02NX 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有0 60 61949mFHBK 所以 实际的切削扭矩和轴向力分别为 34 5032 591MNm 6 计算切削功率 因为 in 1 rrs 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有35 1202 460nmP 1 5kw XX 学院本科生毕业论文 设计 20 所以 机床功率足够 第三章 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 在加工此轴承座零件时 需 要设计专用夹具 根据任务要求中的设计内容 需要设计镗孔夹具 3 1 镗孔夹具设计 3 1 1 问题的提出 本夹具是用来镗此转筒中间 的孔 零件图中此孔与 孔有同轴度要求 01 258 1 085 此工序为粗镗 精镗加工 因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率 降低劳动强度 重点是保证加工精度的问题 3 1 2 夹具的设计 1 定位基准的选择 由零件图可知 和 分别在同一轴线上 由于在镗孔之前外圆面已01 258 8 经进行了车削加工 所以选择外圆面作为定位基准面 并且以已经钻绞过的 孔作为定位基准来对工件进行定位 限制工件的自由度 这样工件就别限制 027 153 了自由度 从而达到了定位的目的 2 定位误差的分析 工件的工序基准为四边四个侧面定位 本夹具是用来在卧式镗床上加工 所以工件 上孔与夹具上的移动压板保持固定接触 此时可求出孔心在接触点与压板中心连线方向 上的最大变动量为孔径公差多一半 工件的定位基准为孔心 工序尺寸方向与固定接触 点和销中心连线方向相同 则其定位误差为 Td Dmax Dmin 本次设计的镗孔夹具 采用定位销和压板定位 通过先敲定位销到该转筒的端面的 四个孔里面 然后通过活动压板将工件压紧 实现定位的目的 但是 由于加工是自由 公差 故应当能满足定位要求 XX 学院本科生毕业论文 设计 21 取 中等级 即 尺寸偏差为m3 08 由 16 机床夹具设计手册 可得 1 定位误差 两个垂直平面定位 当 时 侧面定位支承钉离底平面距离 9 为 侧面高度为 且满足 则 hH2h mtgWD068 2 2 夹紧误差 由式 2 11 有 cos minaxyj 其中接触变形位移值 式 2 16 SNcHBKRkm nZaZy 014 8 9 1 yj 02 cos 磨损造成的加工误差 通常不超过Mj 05 夹具相对刀具位置误差 取ADm1 误差总和 wj 30586 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 3 切削力及夹紧力的计算 由于两种大小的孔切削力各不相同 因此选择最大孔的切削力为标准 镗刀材料 硬质合金镗刀 XYG3 刀具的几何参数 60 K 1 0 s 12 由参考 实用机械工艺简明手册中 查表 可得 3 圆周切削分力公式 式 3 1 PpCKfaF75 09 式中 map2 rf 式 3 2 rpsopkKK 查表 得 取 3 nmHB 150 175 4 0n 由表 可得参数 94 pk opK 1sp 0 rpK 即 4 26NFC XX 学院本科生毕业论文 设计 22 同理 径向切削分力公式 式 3 3 PpPKfaF75 09 42 式中参数 7 0 pkK 1op s 0 1 rp 即 5 493NFP 轴向切削分力公式 式 3 4 Ppf KfaF4 03 式中参数 1 pkK o 1 sp 0 rp 即 62 73NFf 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 式 3 5 FKj 安全系数 K 可按下式计算 式 3 6 6543210 式中 为各种因素的安全系数 见 简明机床夹具设计手册 表 6 13 可得 23 73 10 12 0 CK 212P 6 5 f 所以 由式 3 5 有 104NFKCj 5 2Pj 69fj 4 镗套与衬套的设计 根据工艺要求此镗孔夹具为镗转筒中间 的孔 所以本次采用的镗套为01 258 160 90 镗套用衬套选用 90 80 XX 学院本科生毕业论文 设计 23 选用镗套如图所示 图 4 2 镗套 其结构参数如下表 表 4 1 镗套基本结构参数 D d H 公称 尺寸 允差 12Dh1Cm1r 60 45 75 0 012 0 027 90 85 18 2 5 40 40 3 衬套选用镗套用衬套其结构如图所示 图 4 3 衬套 其机构参数如下表 表 4 2 镗套用衬套结构参数 XX 学院本科生毕业论文 设计 24 d D 公称尺寸 允差 H 公称尺寸 允差 C 1 75 0 022 0 45 85 0 039 0 020 3 1 5 夹紧元件及动力装置的确定 根据设计要求保证夹具一定的先进性且夹紧力并不是很大 所以采取螺旋夹紧装置 工件在夹具体上安装后 通过推动移动压板将工件夹紧 整个压紧装置大致图如下 图 4 4 钻机转筒镗孔夹具夹紧装置 XX 学院本科生毕业论文 设计 25 6 夹具设计及操作的简要说明 镗孔的夹具 装卸工件时 通过定位轴将工件的工艺孔放入三个定位销中 保证工 件的定位 然后将移动压板转移到工件上方 通过压板 将工件夹紧 然后镗杆引导可 以对工件进行加工 加工完成后仍然通过将工件取走 图 4 5 镗孔夹具装配图 XX 学院本科生毕业论文 设计 26 结 论 在夹具设计中 先确定工件的基准 然后通过一面两销定位 将工件固定夹紧在夹 具上 在此计算了了夹紧力和夹具体的误差等 在本次设计中已无大的问题 基本达到了要求 只是在夹具的设计中没有能提出多 中方案进行分析比较 有所不足 XX 学院本科生毕业论文 设计 27 参考文献 1 李 洪 机械加工工艺手册 M 北京出版社 1996 1 2 陈宏钧 实用金属切削手册 M 机械工业出版社 2005 1 3 上海市金属切削技术协会 金属切削手册 M 上海科学技术出版社 2002 4 杨叔子 机械加工工艺师手册 M 机械工业出版社 2000 5 徐鸿本 机床夹具设计手册 M 辽宁科学技术出版社 2003 10 6 都克勤 机床夹具结构图册 M 贵州人民出版社 1983 4 7 胡建新 机床夹具 M 中国劳动社会保障出版社 2001 5 8 冯 道 机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册 M 安徽文化音像出版社 2003 9 王先逵 机械制造工艺学 M 机械工业出版社 2000 10 马贤智 机械加工余量与公差手册 M 中国标准出版社 1994 12 11 刘文剑 夹具工程师手册 M 黑龙江科学技术出版社 1987 12 王光斗 机床夹具设计手册 M 上海科学技术出版社 2002 8 XX 学院本科生毕业论文 设计 28 致 谢 在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声 谢谢 我想没有 他们的帮助 毕业设计就会做得很困难 这次毕业设计是王海文老师悉心指导下完成的 老师以其渊博的学识 严谨的治学 风范 高度的责任感使我受益非浅 在做设计的过程中也遇到了不少的问题 老师给了 我许多关怀和帮助 并且随时询问我毕业设计的进展情况 细心的指导我们 也经常打 电话或者发电子邮件过来指导我的设计 同时也感谢我的老师在毕业设计期间给我的大 量的指导和帮助 最后 在即将完成毕业设计之时 我再次感谢对我指导 关心和帮助过老师 领导 及同学 谢谢了 XX 学院本科生毕业论文 设计 29 附录 A 文献翻译原文 The application of advanced manufacturing technology in mechanical manufacture Beijing Institute of Aviation Technology Liu xin Ya Abstract introduced a concurrent engineering agile manufacturing and sophisticated production and other advanced manufacturing technology and the characteristics of the development of machine tools in the portfolio of applications how to deepen and extend the application of specific measures Keywords Modular machine tool Concurrent Engineering Agile Manufacturing Sophisticated production In the machine tool industry with the social demands of the continuous improvement of products along with the growing competition in the market to meet user requirements including the improvement of product quality shorten production cycles reduce costs improve service and win market has become a breakthrough In order to achieve this goal and win market it should be the introduction of modern and advanced manufacturing technology concurrent engineering agile manufacturing and sophisticated production in order to promote the development of combination machine 1 Concurrent Engineering Concurrent Engineering is also known as concurrent engineering integrated parallel to optimize product design and its related processes including manufacturing and support system approach which guide the product development staff began to consider a product from concept to design to the demise of throughout the life cycle of all the factors including quality cost programming and user needs Concurrent Engineering is the first to shorten product development cycles as a means to develop Products will be characterized by the development production engineering involved in the acts broken down into a series of tasks such as market analysis design process design production plans and equipment purchases processing quality assurance testing and after sales service These sub tasks as far as possible and consider synchronous parallel to achieve improved design to shorten the cycle and improve quality reduce costs optimize the design purpose It stressed that integrated coordinated and parallel namely 1 management design production and service of all project related personnel and product information integration as a whole and stressed that all relevant departments and the interests of the overall goal line 2 to the establishment of a competent and reasonable charge of the project personnel structure of the working group coordinated management model by the Working Group in the ministries responsible for project elements and the promotion of the coordination of tasks 3 parallel processing stages of the work According to the project in the different tasks of the linkages between the different ministries mandate of the elements of the work process can be completely overlap or duplication In accordance with these principles formulate a reasonable and optimize the work plan and the location in which the necessary settings assessment the Working Group by the project implementation so that all sub tasks in parallel to move forward in an orderly manner so as to ensure the smooth implementation of the whole project 1 1 concurrent engineering work with the traditional way of comparison XX 学院本科生毕业论文 设计 30 According to the traditional methods of work the work of the various stages in a row serial In such a product development approach divorced from each other at various stages are not related resulting in increased design error and difficult to discover such a design rework to lengthen the development cycle adding to the costs Parallel working methods used the process will be integrated with parallel consideration the work can be carried out duplication Problems can be promptly coordinate the changes so that the follow up stage left to increase the difficulty of correction And costs Thus the application of concurrent engineering can significantly shorten the product development cycle reduce costs it is suitable for the development of professional portfolio machine 1 2 Applications Concurrent engineering methods will be applied to product development the effect was very significant March 1997 Beijing Institute of Aviation Technology with a motorcycle design and manufacturing plants to sign the 6 crank machine project contract for delivery end of the year and the requirements of machine tools in the past quite different In the project using a concurrent engineering approach in parallel cross operation greatly reducing the design manufacture period the successful completion of the tasks Parallel development of the combination of machine specific methods are 1 the establishment of a multi composed of professionals to develop working groups By the Working Group of the specific part of the implementation of the project members of the Working Group in collaboration division of duties timely and coordinated in order to achieve optimization of the design Such as a machine tool demand in the c