JS014接头零件的机械加工工艺及铣14H11两平面夹具设计
JS014接头零件的机械加工工艺及铣14H11两平面夹具设计,js014,接头,零件,机械,加工,工艺,14,h11,平面,夹具,设计
机械加工工艺过程卡片零件名称接头零件图号材料牌号30CrMnSiA毛坯种类圆钢共 页第 页毛坯外形尺寸每台件数1备 注工序号工序名称工 序 内 容设 备工 艺 装 备工 时夹具刀具量具10开料圆钢开料锯床20车车外圆36及其右端面卧式车床CA6140三爪卡盘外圆车刀游标卡尺30车掉头,车左端面,保证总长60mm卧式车床CA6140三爪卡盘外圆车刀游标卡尺40车车外圆31卧式车床CA6140三爪卡盘外圆车刀游标卡尺 50 车车球头SR15.5卧式车床CA6140三爪卡盘外圆车刀游标卡尺60车粗车,精车外圆30f9卧式车床CA6140三爪卡盘外圆车刀游标卡尺70铣铣宽度为14H11的耳部端面,宽度为26的耳部外端面铣床X52K专用夹具铣刀,游标卡尺 80钻钻中心处10孔钻床Z525钻夹具钻头游标卡尺 90 车车内孔20以及内部轮廓倒角卧式车床CA6140三爪卡盘内孔车刀游标卡尺100 钻扩铰钻扩铰耳部端面10H9孔钻床Z525专用夹具钻头,铰刀游标卡尺110 钻扩铰钻扩铰16H11孔钻床Z525专用夹具钻头,铰刀游标卡尺120钳工去毛刺130检验入库检验 入库设计(日期)校对(日期)标准化(日期)审核(日期)批准(日期)机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第 1页车间工序号工序名称材料牌号金工20车30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1车外圆36及其右端面三爪卡盘,外圆车刀,游标卡尺30074.14.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第 2车间工序号工序名称材料牌号金工30车30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1掉头,车左端面,保证总长60mm三爪卡盘,外圆车刀,游标卡尺30074.14.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第3车间工序号工序名称材料牌号金工40车30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1车外圆31三爪卡盘,外圆车刀,游标卡尺30074.14.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第4页SR15,5车间工序号工序名称材料牌号金工50车30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1车球头SR15.5三爪卡盘,外圆车刀,游标卡尺30074.14.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第5页R1车间工序号工序名称材料牌号金工60车30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1粗车,精车外圆30f9三爪卡盘,外圆车刀,游标卡尺30074.14.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第6页14H1126R1车间工序号工序名称材料牌号金工70铣30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1铣宽度为14H11的耳部端面,宽度为26的耳部外端面专用夹具,铣刀,游标卡尺30074.14.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第7页车间工序号工序名称材料牌号金工80钻30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1钻中心处10孔钻夹具,钻头,游标卡尺327.610.80.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第8页120车间工序号工序名称材料牌号金工90车30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1车内孔20以及内部轮廓倒角三爪卡盘,内孔车刀,游标卡尺30074.14.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称接头共 9页第7页车间工序号工序名称材料牌号金工100钻扩铰30CrMnSiA毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数圆钢1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时描图机动辅助1钻扩铰耳部端面10H9孔钻夹具,钻头,铰刀,游标卡尺327.610.80.81.21描校底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期长沙航院航空机制专业12级毕业设计(论文)任务书班级 机制1201 姓名 彭 卓 学号 49 一、设计课题: 设计图号JS014接头零件的机械加工工艺规程和铣夹具二、设计内容及要求:1.绘制JS014接头零件图一张(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.设计加工铣14H11两平面的专用夹具一套,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:李建跃 联系电话:15874287388 电子邮件:550446544qq.com 教研室主任 谭目发 (签名) 2014 年 10 月 28 日 院(系)批准人 黄登红 (签名) 2013 年10 月 29 日 航空机械制造工程学院3长沙航院毕业设计论文 JS014接头零件的机械加工工艺规程和铣夹具 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要JS014接头零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。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:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差目 录摘 要II目 录III第1章 序 言5第2章 零件的分析62.1零件的形状62.2零件的工艺分析6第3章 工艺规程设计73.1 确定毛坯的制造形式73.2 基面的选择73.3 制定工艺路线83.3.1 工艺路线方案一83.3.2 工艺路线方案二83.3.3 工艺方案的比较与分析93.4 选择加工设备和工艺装备93.4.1 机床选用93.4.2 选择刀具103.4.3 选择量具103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6确定切削用量及基本工时11第4章 铣14H11两平面夹具设计254.1 机床夹具概述254.2研究原始质料254.3定位基准的选择264.4 切削力及夹紧分析计算264.5 误差分析与计算294.6对刀装置设计304.7 夹具操作步骤分析和可靠性预测30总 结31致 谢32参 考 文 献33 第1章 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。JS014接头零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是JS014接头零件,主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示,从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单。具体尺寸,公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知,其材料为30CRMNSIA,该材料为球墨钢铁,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。JS014接头零件主要加工表面为:1.车外圆及端面,表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面,表面粗糙度值3.2。3.车装配孔,表面粗糙度值3.2。4. 耳部端面粗糙度值6.3JS014接头共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:(1)左端的加工表面: 这一组加工表面包括:左端面,36外圆,31外圆,SR15.5球头面。这一部份只有端面有3.2的粗糙度要求,其要求并不高,粗车后精车就可以达到精度要求。(2).右端面的加工表面: 这一组加工表面包括:右端面;30的外圆,粗糙度为1.6;20的内孔,并带有倒角;钻中心孔。其要求也不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。(3). 耳部端面的加工表面宽度为14H11的耳部端面,宽度为26的耳部外端面第3章 工艺规程设计本JS014接头,假设年产量为10万台,每台需要该零件1个,备品率为19%,废品率为0.25%,每日工作班次为2班。该零件材料为30CRMNSIA,考虑到零件在工作时要有高的耐磨性,所以选择圆钢。依据设计要求Q=100000件/年,n=1件/台;结合生产实际,备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)(1+)=236095件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为30CRMNSIA,年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用圆钢型材,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。粗基准的选择,对像JS014接头这样的零件来说,选好粗基准是至关重要的。对本零件来说,如果外圆的端面做基准,则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称,按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复。3.3 制定工艺路线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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10开料圆钢开料20车车外圆36及其右端面30车掉头,车左端面,保证总长60mm40车车外圆3150 车车球头SR15.560车粗车,精车外圆30f970钻钻中心处10孔80 车车内孔20以及内部轮廓倒角90铣铣宽度为14H11的耳部端面,宽度为26的耳部外端面100 钻扩铰钻扩铰耳部端面10H9孔110 钻扩铰钻扩铰16H11孔120钳工去毛刺130检验入库检验入库3.3.2 工艺路线方案二10开料圆钢开料20车车外圆36及其右端面30车掉头,车左端面,保证总长60mm40车车外圆3150 车车球头SR15.560车粗车,精车外圆30f970铣铣宽度为14H11的耳部端面,宽度为26的耳部外端面80钻钻中心处10孔90 车车内孔20以及内部轮廓倒角100 钻扩铰钻扩铰耳部端面10H9孔110 钻扩铰钻扩铰16H11孔120钳工去毛刺130检验入库检验入库3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于:方案二的定位和装夹等都比较方便,但是要更换多台设备,加工过程比较繁琐,而且在加工过程中位置精度不易保证。方案一减少了装夹次数,但是要及时更换刀具,因为有些工序在车床上也可以加工,镗、钻孔等等,需要换上相应的刀具,要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案,取优弃劣,具体工艺过程如下:10开料圆钢开料20车车外圆36及其右端面30车掉头,车左端面,保证总长60mm40车车外圆3150 车车球头SR15.560车粗车,精车外圆30f970铣铣宽度为14H11的耳部端面,宽度为26的耳部外端面80钻钻中心处10孔90 车车内孔20以及内部轮廓倒角100 钻扩铰钻扩铰耳部端面10H9孔110 钻扩铰钻扩铰16H11孔120钳工去毛刺130检验入库检验入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔,选用Z525摇臂钻床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通钢铁、冷硬钢铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-60,GB5343.2-60)。.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“JS014接头” 零件材料为30CRMNSIA,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种钢铁的性能比较,钢铁的硬度HB为143269,表2.2-23钢铁的物理性能,30CRMNSIA密度=7.27.3(),计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重100kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量,再确定切削速度。现根据切削用量简明手册(第三版,艾兴、肖诗纲编,1993年机械工业出版社出版)确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号,与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。3.6.1工序20 车外圆36及其右端面1、加工条件(1)选择刀具1)外圆车刀2)评鉴,了解表1.1,CA6140中心,刀杆尺寸BxH=16*25mm,刀片厚度为4.5mm。3)分析,仔细了解表1.2,粗车毛坯为30CrMnSiA钢,可以选择YT15硬质合金刀具。4)依据,根据表1.3,车刀几何形状如表12表12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304040副偏角101515前角51010后角585刃倾角00倒棱前角-10 -15-10倒棱宽度0.4(0.30.8)f10.40.80.5(2)选择切削用量 1)、确定ap 为3mm,一次可以切完,因此 ap=3mm2)、进给量借阅,通过查表1.4,选择刀杆的尺寸为16*25mm,ap=2.9mm,直径小于40时, 通过这本,CA6140使用规则 要满足一定的强度,进行校验依据,CA6140使用说明书得其允许的进给力为。通过,表1.21,当强度在=570670MPa范围时, 时,进给力N。通过,了解表1.29-2,切削过程中的修正系数为=1.0,实际进给力为 N当切削时的进给力小于车床允许的进给力时,的进给量符合要求。 3)、车刀磨钝标准及耐用度T通过,采纳表1.9,道具的后刀面磨损量最大可在1.0mm(1.01.4),车刀的使用寿命T可为1小时。4)、确定切削速度通过,分析表1.28,的修正系数为=1.0,=0.8,=1.0,=1.0,故 =0.94 发现,查的表1.27,切削速度为 故 =110m/min r/min选择,看CA6140车床的使用说明书,选择 这时实际切削速度为 =118.69m/min最后决定的车削用量为。3.6.2工序30掉头,车左端面,保证总长60mm 1、加工条件(1)、选择刀具 车刀的规格与粗车相同。(2)、背吃刀量ap 查,得半精车余量ap=0.9mm1)、进给量分析,查得表1.6,材料为碳钢,当表面,(预计)时,。 通过,查CA6140使用规则选择 2)、车刀磨钝标准及耐用度T 了解,查表1.9,车刀的后刀面磨损量最大为0.5mm,刀具的寿命T为1h。3)、切削速度 采纳,差表1.28,可查得切削速度的修正系数为=1.0,=0.8,=1.0,可算出 =0.94 看,看情况查表1.27,算得切削速度 故 =158m/min r/min翻阅,查CA6140使用说明书,得到 这时实际切削速度为 = 164.065m/min最后决定切削用量3.6.3工序40车外圆311、加工条件(1)选择刀具1) 选择直头外圆车刀2)选用,分析表1.1,得到CA6140高度,选择的刀杆尺寸应该是BxH=16*25mm,刀厚为4.5mm。3)选用,查看表1.2,粗车毛坯为30CrMnSiA钢,可以选择YT15硬质合金刀具。4)选择这本书,因此表1.3,车刀几何形状如表12表12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304040副偏角101515前角51010后角585刃倾角00倒棱前角-10 -15-10倒棱宽度0.4(0.30.8)f10.40.80.5(2)选择切削用量 1)、确定切削深度ap为1毫米,一次走刀可扯完,故 ap=1.0mm2)、进给量0翻阅,查看表1.4,在粗车钢料,刀杆的尺寸为16*25mm,ap=1.0mm,工件的直径小于40时, 分析,看CA6140使用说明书选择 进给量需满足强度,要进行校验需看,翻阅CA6140使用说明书得其允许的进给力为。查书,查表1.21,当钢的强度=570670MPa, (预计)时,进给力为N。翻书,看表1.29-2,切削时的修正系数为和和均为1.0,算得实际进给力为 N要求切削时的进给力小于车床允许的进给力,选的进给力为 3)、车刀磨钝标准及耐用度T翻阅的书籍,看表1.9,车刀的后刀面最大磨损量取为1.0mm或者(1.01.4),刀的使用寿命T为一个小时。4)、确定切削速度通过,看表1.28,切削速度的修正系数为=1.0,=0.8,=1.0,得 =0.94 查阅,看图表1.27,计算的切削速度为 故 =110m/min r/min选择,看CA6140车床的使用说明书,选择 这时实际切削速度为 =118.69m/min最后决定的车削用量为。3.6.4 工序50车球头SR15.51、加工条件(1)、选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸、刀片厚度均和粗车得时候相同。(2)、背吃刀量ap 查,得余量ap=2mm1)、进给量 查书,分析表1.6,材料为碳钢,当,(预计)时,。 凭借,借鉴CA6140使用说明选择 2)、车刀磨钝标准及耐用度T 选择,查表1.9,车刀的后刀面的磨损量为0.5毫米,刀具的寿命T为1h。3)、切削速度 鉴于,采纳表1.28,切削速度的修正系数为=1.0,=0.8,=1.0,故 =0.94 凭借,凭借表1.27,可得速度 故 =158m/min r/min分析,查看CA6140使用说明,选择 这时实际切削速度为 =164.85m/min最后决定切削用量3.6.5工序60粗车,精车外圆30f9加工条件:30CrMnSiA钢,。 (1)、选择刀具 选择外圆车刀。(2)选择切削用量 1)、确定切削深度 ,余量为1毫米,一次就切完。通过查阅,精车余量ap=1mm。 2)、进给量选用,翻阅表1.6,材料为碳钢,当,(预计)时,。 分析,按照CA6140使用说明书选择 确定进给量要符合强度要求,所要校验。选择,查看CA6140的使用说明,进给机构所允许的进给力为=3530N。查,查表1.21,当钢的强度,=100m/min(预计)时,进给力为=375N。分析查看,查表1.29-2,切削时的修正系数为,实际进给力为 切削的进给力小于所允许的进给力,可选的进给量3)、车刀磨钝标准及耐用度T翻阅,了解表1.9,后刀面最大磨损量取为0.5mm(0.40.6),车刀的寿命T为1小时。4)、确定切削速度看书,分析表1.28,可查得修正系数为,可得 =0.94 分析,分析表1.27,切削速度为 故 =224m/min r/min翻阅,查看CA6140的使用,选择 这时实际切削速度为 = 252.456m/min最后决定的车削用量为。3.6.6工序70 铣宽度为14H11的耳部端面,宽度为26的耳部外端面机床的选择:X52K型铣床(1)选择刀具:,根据表2.1-72,因为铣削宽度,可查得立铣刀 2),根据表2.1-20,选择7:24锥柄立铣刀,标准系列L=198mm,标准系列l=63mm,粗齿数4。(2)选择切削用量1)决定铣削深度 由工序决定,因为每次的深度不大,故均可以一次性走完,则粗铣削时为3.4mm。2)决定每齿进给量 ,分析表2.1-72,当铣削宽度=12mm时,铣刀的每齿进给量,取,所以。3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 ,根据表2.1-75,刀选高速钢立铣刀,粗铣的时候,后刀面的最大磨损课在0.30.5mm之间,表2.1-76,高速钢立铣刀直径,耐用度T=90min。4)决定切削速度 ,表2.1-77可查得:=1.18,=1.0,=0.9,=1.2,=1.0,=1.25(铣削余量较小时,) 铣削速度计算公式: 分析,表2.1-77可查得: 所以 m/min r/min 翻查,表3.30,查X52K使用规格,选择: 这时实际切削速度为 m/min3.6.7工序80钻中心处10孔选择钻床:Z525钻床1、刀具的选择:选择钢麻花钻,其直径。了解,查表2.1及表2.2,钻头的几何形状标准为,。2、选择切削用量1)分析,的表2.7,可得钢的强度,钻头的直径时,。 因为,所以不需要孔深修正系数。 2)看书,分析表2.8,以钻头强度讨论进给量:当,允许进给力为。 3)借阅,看表2.9,通过强度决定进给量:符合,条件,机床所认可的轴向力为8330(查,表2.35)时,。从以上比较可以看出,确定进给量是工艺要求,。根据Z525钻床说明书,选择。了解,分析表2.19,当,时,得到轴向力。轴向力的修正系数为:故。分析Z525说明书,最大轴向力是,符合标准要求。(2)决定钻头磨钝标准及寿命调查,看表2.12,钻头的后刀面最大磨损量课选0.4mm(0.40.6),刀具的寿命T为15分钟。(3)决定切削速度翻书,得表2.30,可查得,。则。 =翻书,根据表2.31,可查得,故: r/min 看这本书,分析Z525的使用说明,考虑可选,因为转数计算转数较高,会让刀磨损的快,可将降一级,取,还可以换较低一级的转数 ,看一下这两种选择方案: 1)第一方案 , 2)第二方案 , 的乘积较大,基本工时较少,可选第一方案。, 。(4)检验机床扭矩及功率 分析,表2.20,。扭矩的修正系数为,所以。根据Z525钻床的使用说明书,当时,。 由于,故选择之切削用量可用,即 f=0.17mm/r, , 。3.6.7 工序90车内孔20以及内部轮廓倒角(1)、选择刀具选择内孔车刀。(2)选择切削用量 1)、确定切削深度可在1次切完 2)、进给量选择,通过表1.6,材料为碳钢,当表面粗糙度为,(预计)时,。 选择,CA6140使用说明选择 确定的进给量强度的要求,进行校验。查阅,CA6140的使用说明,其进给机构允许的进给力为=3530N。查,的表1.21,当钢的强度,=100m/min(预计)时,进给力为=375N。查,得表1.29-2,的修正系数为,得到的进给力为 要求切削时的进给力小于允许的进给力,课选的进给量为3)、车刀磨钝标准及耐用度T看,得表1.9,道具后刀面最大磨损课取为0.5mm(0.40.6),车刀的寿命T为1小时。4)、确定切削速度查找,图表1.28,分析切削速度的修正系数为,得 =0.94 翻查,图表1.27,切削速度为 应得 =224m/min r/min查阅,CA6140车床的使用说明得 这时实际切削速度为 =224.196m/min最后决定的车削用量为。3.6.8工序100钻扩铰耳部端面10H9孔选择钻床:Z525钻床1、刀具的选择:选择钢麻花钻,其直径。了解,查表2.1及表2.2,钻头的几何形状标准为,。2、选择切削用量1)分析,的表2.7,可得钢的强度,钻头的直径时,。 因为,所以不需要孔深修正系数。 2)看书,分析表2.8,以钻头强度讨论进给量:当,允许进给力为。 3)借阅,看表2.9,通过强度决定进给量:符合,条件,机床所认可的轴向力为8330(查,表2.35)时,。从以上比较可以看出,确定进给量是工艺要求,。根据Z525钻床说明书,选择。了解,分析表2.19,当,时,得到轴向力。轴向力的修正系数为:故。分析Z525说明书,最大轴向力是,符合标准要求。(2)决定钻头磨钝标准及寿命调查,看表2.12,钻头的后刀面最大磨损量课选0.4mm(0.40.6),刀具的寿命T为15分钟。(3)决定切削速度翻书,得表2.30,可查得,。则。 =翻书,根据表2.31,可查得,故: r/min 看这本书,分析Z525的使用说明,考虑可选,因为转数计算转数较高,会让刀磨损的快,可将降一级,取,还可以换较低一级的转数 ,看一下这两种选择方案: 1)第一方案 , 2)第二方案 , 的乘积较大,基本工时较少,可选第一方案。, 。(4)检验机床扭矩及功率 分析,表2.20,。扭矩的修正系数为,所以。根据Z525钻床的使用说明书,当时,。 由于,故选择之切削用量可用,即 f=0.17mm/r, , 。3.6.9工序110钻扩铰16H11孔选择钻床:Z525钻床1、刀具的选择:选择钢麻花钻,其直径。查的,图表2.1及图表2.2,可选择钻头的标准为,。2、选择切削用量1)看书,图表2.7,可得钢的强度,钻头的直径时,。 因为,所以不需要孔深修正系数。 2)通过,表2.8,看钻头强度来确定所需进给量:当,允许的进给力为。 3)翻找,表2.9,按机床所需的进给承受的强度来选择进给量:当,允许的轴向力为8330N课(查这本书籍,表2.35)时,进给量为。从比较可以看出,所要限制的进给量是工艺加工说的要求,其值为。根据Z525钻床说明书,选择。查,查表2.19,当,时,查得轴向力。轴向力的修正系数为:故。查Z525钻床的使用说明资料,机床所允许的最大轴向力为,当符合。(2)决定钻头磨钝标准及寿命选择,表2.12,当时,钻头的后刀面最大磨损量取为0.4mm(0.40.6),刀具的寿命T为15分钟。(3)决定切削速度查,根据表2.30,可查得,。则。 =查,根据表2.31,可查得,故: r/min ,Z525钻头的使用说明资料,科选择,由所选计算转数较高,刀具寿命不长久,吧进给量降一级,取,或者选择较低一级的转数 ,下面来比较这两种选择方案: 1)第一方案 , 2)第二方案 , 第一方案的乘积较大,基本工时少,第一方案相对而言好一些,符合。得, 。(4)检验机床扭矩及功率 选,得表2.20,选,。扭矩的修正系数,。根据Z525钻床的使用说明书,当时,。 由于,故选择之切削用量可用,即 f=0.17mm/r, , 。第4章 铣14H11两平面夹具设计4.1 机床夹具概述在对工件进行机械加工时,为了保证加工的要求,首先要使工件相对道具及机床有正确的位置,并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此,在进行机械加工前,先要将工件装夹好。机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。4、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件,通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要,有些夹具上设置分度装置、靠模装置;为能方便、准确定位,常设置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元件等。以上各组成部分中,定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。4.2研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣宽度为14H11的耳部端面,该14H11两平面对孔的中心线要满足对称度要求以及其14H11两平面两边的平行度要求。在铣此14H11两平面时,为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.3定位基准的选择由零件图可知:在对铣14H11两平面进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工,进行了粗、精加工。因此,定位、夹紧方案有:方案:选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单,通用性较强的移动压板来夹紧。铣该14H11两平面时其对中心线有对称度以及14H11两平面两边的平行度要求。为了使定位误差达到要求的范围之内,这种定位在结构上简单易操作。4.4 切削力及夹紧分析计算刀具:立铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式: 有: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: 式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5121可知其公式参数: 由此可得: 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,决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上,这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小,必须知道加工过程中,工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等,然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上,夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且,切削力的大小在加工过程中是变化的,因此,夹紧力的计算是个很复杂的问题,只能进行粗略的估算。估算的方法:一是找出对夹紧最不利的瞬时状态,估算此状态下所需的夹紧力;二是只考虑主要因素在力系中的影响,略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤:a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程:FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需,应考虑安全系数,FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件:FJFJ需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2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。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算:螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有:式中参数由参考文献5可查得: 其中: 螺旋夹紧力:该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如3.1.由表得:原动力计算公式 即: 由上述计算易得: 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,决定选用手动螺旋夹紧机构。4.5 误差分析与计算为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献5可得:定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和: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。4.6对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向14H11两平面中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形14H11两平面的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。4.7 夹具操作步骤分析和可靠性预测如前所述,应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了手动夹紧方式,在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小,经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式(螺旋夹紧机构)。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广泛的应用。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,用底部大平面定位三个自由度, V型块定位两个自由度,再用一个压块限制最后一个自由度。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。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,19100。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社,1995。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社,1991。4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社,1996。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,1995。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,2542。9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,1987。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社,2542。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,1984。 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,1991。13 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,2540:9-19。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,2540。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17
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