制定拨杆零件的加工工艺设计钻Φ12的钻床夹具
制定拨杆零件的加工工艺设计钻12的钻床夹具,制定,制订,零件,加工,工艺,设计,12,十二,钻床,夹具
哈理工荣成学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称零(部)件名称拨杆第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工1检验HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数工作台1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件10.5序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1用游标卡尺检验所加工铸件是否符合加工余量要求游标卡尺10.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈理工荣成学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称零(部)件名称拨杆第 2 页车 间工序号工序名称材料牌号金工2检验HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X5030A0011夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液ZCZX-01-00铣拨杆底面夹具DZ-1/2铣床冷却液工序工时准终单件0.52序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1用夹具固定拨杆大小头两侧面,粗铣40的两端面,余量为2mm硬质合金端面铣刀,游标卡尺300750.11.51212用游标卡尺测量加工表面,精铣40孔上下端面,表面粗糙度为3.2硬质合金端面铣刀,游标卡尺300750.10.5121编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈理工荣成学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称零(部)件名称拨杆第 3 页车 间工序号工序名称材料牌号金工3检验HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X5030A00011夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液ZCZX-01-00铣拨杆专用夹具DZ-1/2铣床冷却液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1用夹具固定拨杆大小头两侧面,粗铣20的两端面,余量为2mm硬质合金端面铣刀,游标卡尺300750.11.51212用游标卡尺测量加工表面,精铣20孔上下端面,表面粗糙度为3.2硬质合金端面铣刀,游标卡尺300750.10.5121编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈理工荣成学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称零(部)件名称拨杆第 4 页车 间工序号工序名称材料牌号金工8钻削HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z30250011夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液ZCZC-01-00 钻床专用夹具Q27工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1用钻床夹具固定拨杆大小头两侧面,以拨杆前面为定位基准,钻20的孔20的高速钢钻头400.31322用钻床夹具固定拨杆大小头两侧面,以拨杆前面为定位基准,扩22的孔22的扩孔钻编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈理工荣成学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称零(部)件名称拨杆第 5 页车 间工序号工序名称材料牌号金工9车削HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z30250011夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液CCZC-01-00车床专用夹具Q27防冻工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1用钻床夹具固定拨杆小头侧面,以心轴定位,钻12的孔硬质合金内孔车刀,游标卡尺90067.80.521312用钻床夹具固定拨杆小头侧面,以心轴定位,扩12的孔12的扩孔钻900750.511213编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈理工荣成学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称零(部)件名称拨杆第 6 页车 间工序号工序名称材料牌号金工10钻削HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z30250011夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液ZCZC-01-00 钻床专用夹具Q27防冻工序工时准终单件0.52序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻8孔,留余量0.5mm8的高速钢钻头400.3132编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共1页第1页材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备注工序号工 名序 称工 序 内 容车 间工 段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造铸造车间铸造2时效处理时效处理机加车间时效处理3检验检验零件是否复合加工余量要余机加车间检验工作台游标卡尺4铣粗铣40的两端面,余量为2mm机加车间铣X5030A专用夹具,端铣刀,游标卡尺5铣精铣40孔上下端面,表面粗糙度为3.2机加车间铣X5030A专用夹具,端铣刀,游标卡尺6铣粗铣20的两端面,余量为2mm机加车间铣X5030A专用夹具,端铣刀,游标卡尺7铣精铣20孔上下端面机加车间铣X5030A专用夹具,三面刃铣刀,游标卡尺8钻钻20的孔机加车间钻Z3025专用夹具,麻花钻,游标卡尺9钻钻12的孔机加车间钻Z3025专用夹具,麻花钻,游标卡尺10钻钻8孔,留余量0.5mm机加车间钻Z3025专用夹具,麻花钻,游标卡尺11检验检验机加车间检验工作台游标卡尺1213设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)赵 深 圳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 机械制造技术课程设计说明书设计题目:制定拨杆零件加工工艺,设计钻12孔的钻床夹具 专 业: 机械电子工程 班 级: 机电12-3 学 号: 1230120328 姓 名: 赵深圳 指导教师: 张中然 机械工程系2015年11月20日哈尔滨理工大学课程设计说明书目录序言- 1 -一 零件的分析- 2 -1.1 零件的作用- 2 -1.2 零件的工艺分析- 2 -二 工艺方案的分析及确定- 3 -2.1 确定毛坯的制造形式- 3 -2.2 基面的选择的选择- 3 -2.3 制定工艺路线- 4 -2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定- 5 -2.5 确定切削用量及基本工时- 7 -三 夹具设计- 21 -3.1 问题的提出- 21 -3.2 定位基准的选择- 21 -3.3 切削力和夹紧力的计算- 21 -3.4 定位误差分析- 23 -3.5 夹具操作的简要说明- 24 -总结- 25 -致谢- 26 -参考文献- 27 - 0 -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。支架的加工工艺规程及其车60孔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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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。一 零件的分析1.1 零件的作用 我所选的题目是CA6140型车床上的拨杆零件。它位于车床上的变速机构中。主要用来换挡,使主轴的回转运动按照工作者的要求工作,从而获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上的12孔与操作机构相连接,通过22孔则是用于所控制齿轮所在的轴配合,通过12孔所受的力拨动22孔这端的齿轮变速,达到所需的作用。第二节 确定毛坯(一)确定毛坯的种类 毛坯的确定包括确定毛坯的种类和制造方法两个方面。毛坯的种类选择铸件。考虑到零件在机床运行过程中所受的冲击不大,零件的材料选择HT200。铸件选择砂型铸造毛坯。(二)绘制铸件的零件图2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45,在工作过程中经常受到冲击性载荷,采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用锻造,锻造精度为2级,能保证锻件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 基面的选择的选择1、粗基准选择应当满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。先选取60孔及其端面作为定位基准。2、 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则:(1)“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。(2)“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。(3)“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以基准面A及另外两侧面作为定位精基准,加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点,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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来。工序01:铸造工序02:时效处理工序03:粗铣、精铣基准面A 工序04:粗铣、半精铣D面工序05:粗铣、半精铣B面工序06:粗铣、半精铣C面工序07:粗车、半精车、精车60孔工序08:粗铣、半精铣3030的槽工序09:钻、攻顶面M8螺纹工序10: 钻、攻2-M8螺纹工序11:检验至图纸要求工序12:入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 支架材料为HT200、 由于零件不算是比较的复杂,所以这里采用铸件,中大批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用铸造成型。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。1、 基准面A的加工余量 基准面A的表面粗糙度Ra3.2,尺寸公差等级CT7,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得,单边加工余量Z=2.0mm,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能满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm精铣 单边余量Z=0.5mm2、D面的加工余量 D面的表面粗糙度Ra6.3,尺寸公差等级CT9,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得,单边加工余量Z=2.0mm,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,需要经过粗铣半精铣方能满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm半精铣 单边余量Z=0.5mm3、B面的加工余量 B面的表面粗糙度Ra6.3,尺寸公差等级CT9,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得,单边加工余量Z=2.0mm,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,需要经过粗铣半精铣方能满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm半精铣 单边余量Z=0.5mm4、 C面的加工余量 C面的表面粗糙度Ra6.3,尺寸公差等级CT9,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得,单边加工余量Z=2.0mm,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,需要经过粗铣半精铣方能满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm半精铣 单边余量Z=0.5mm5、 60孔的加工余量 60孔的表面粗糙度Ra3.2,尺寸公差等级CT8,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得,单边加工余量Z=1.5mm,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,需要经过粗车半精车精车方能满足其精度要求。粗车 单边余量Z=1.0mm半精车 单边余量Z=0.4mm精车 单边余量Z=0.1mm6、 3030的槽的加工余量 3030的槽表面粗糙度Ra6.3、Ra12.5,尺寸公差等级CT9,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得,单边加工余量Z=2.0mm,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,需要经过粗铣半精铣方能满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm半精铣 单边余量Z=0.5mm7、 3-M8螺纹的加工余量 3-M8螺纹的尺寸不大,故采用实心铸造,由机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,首先钻M8螺纹底孔6.8,攻M8螺纹。8、 不加工表面的加工余量不加工表面,直接铸造即可满足其精度要求。2.5 确定切削用量及基本工时工序01:铸造工序02:时效处理工序03:粗铣、精铣基准面A 工步一:粗铣基准面A1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取4003)计算工时切削工时:,则机动工时为工步二:精铣基准面A1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取4003)计算工时切削工时:,则机动工时为工序04:粗铣、半精铣D面工步一:粗铣D面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取5003)计算工时切削工时:,则机动工时为工步二:半精铣D面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取5003)计算工时切削工时:,则机动工时为工序05:粗铣、半精铣B面工步一:粗铣B面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取4003)计算工时切削工时:,则机动工时为工步二:半精铣B面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取4003)计算工时切削工时:,则机动工时为工序06:粗铣、半精铣C面工步一:粗铣C面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取5003)计算工时切削工时:,则机动工时为工步二:半精铣C面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取5003)计算工时切削工时:,则机动工时为工序07:粗车、半精车、精车60孔工步一:粗车57孔至59 选择内孔车刀1) 车削深度, ap=1.0mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(15+1+3)/(4750.16)min=0.250min。工步二:半精车59孔至59.8 选择内孔车刀1) 车削深度, ap=0.4mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.4mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(15+0.4+3)/(4750.16)min=0.242min。工步三:精车59.8孔至60 选择内孔车刀1) 车削深度, ap=0.1mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.1mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(15+0.1+3)/(4750.16)min=0.238min。工序08:粗铣、半精铣3030的槽工步一:粗铣3030的槽1. 选择刀具刀具选取立铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取5003)计算工时切削工时:,则机动工时为工步二:半精铣3030的槽1. 选择刀具刀具选取立铣刀,刀片采用YG8,,。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X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取5003)计算工时切削工时:,则机动工时为工序09:钻、攻顶面M8螺纹工步一:钻顶面M8螺纹底孔6.8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=500r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻顶面M8螺纹选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.6mm/r299r/min 按机床选取n=300r/min切削工时: ,则机动工时为 工序10: 钻、攻2-M8螺纹工步一:钻侧面2-M8螺纹底孔6.8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=500r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻侧面2-M8螺纹选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.6mm/r299r/min 按机床选取n=300r/min切削工时: ,则机动工时为 工序11:检验至图纸要求工序12:入库三 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。由指导老师的分配工序07:粗车、半精车、精车60孔的车床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于粗车、半精车、精车60孔,精度等级8级,表面粗糙度Ra3.2,与基准A的平行度公差为0.02,这些加工的时候要考虑在内。3.2 定位基准的选择 本道工序加工粗车、半精车、精车60孔,采用基准面A及两侧面作为定位基准。3.3 切削力和夹紧力的计算(1)刀具:采用内孔车刀 机床:CA6150卧式车床由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系数 z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K=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 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉:公称直径d=6mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠。3.4 定位误差分析一批工件在卡具中定位时,各个工件所占据的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成误差,即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个,一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知,T=0.28mm, Td=0.25mm,。已知孔的形状公差为0.28,根据经验公式,易知此结果符合。3.5 夹具操作的简要说明基准面A作为第一定位基准,与支承板1相配合限制三个自由度,6015端面作为第二定位基准,与支承板相配合限制两个自由度,7015端面作为第三定位基准,与一圆柱销相配合限制一个自由度,工件六个自由度被完全限制,属于完全定位。总结设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间,但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。 这次设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等; 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识; 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高;再次体会到理论与实践相结合时,理论与实践也存在差异。设计是大学学习中最重要的一门科目,它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来,进行理论联系实际的总体考虑,需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论,又注意了生产实践的需要,将各种理论与生产实践相结合,来完成本次设计。 致谢这次设计使我收益不小,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设计。 参考文献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出版,1994年3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社出版,1983年4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990年5.金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981年10月6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社出版,1997年- 28 -机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零(部)件图号第 1 页产品名称拨杆零(部)件名称拨杆共 1页材料牌号HT200毛坯种类 铸件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1铸造木模,手工造型2冷作清砂,浇冒口3热处理人工时效4油漆非加工表面涂红色底漆5车(1) 夹40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、孔至图纸要求,保证尺寸1mm;(2) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求机加工车床CA6132YG6硬质合金端面车刀、划针盘,麻花钻,扩孔钻,铰刀,翻面心轴钢板尺,光滑极限量规,游标卡尺6min7min6铣以mm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求机加工铣床X62YG6硬质合金三面刃铣刀游标卡尺5min6min7钻以mm孔和端面定位,钻铰mm孔机加工钻床Z3040麻花钻,铰刀光滑极限量规5min6min8钻划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求机加工钻床Z3040钻头,丝锥钳工划线工具5min6min9检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差10入库清洗,加工表面涂防锈油,入库编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)、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产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号1/5 拨杆材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200 拨杆零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)11木模,手工造型21清砂,浇冒口31人工时效41非加工表面涂红色底漆编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号2/5 拨杆材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200 拨杆零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称CA6132车床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)51夹40外圆,找正不加工表面B车刀钢板尺95.4561.70.8380钻扩铰、孔至图纸要求铰刀,麻花钻量规95.4561.70.838052翻面车总长45mm,倒角至图纸要求翻面心轴卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号3/5 拨杆材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200 拨杆零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X52K铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)61以mm孔和端面定位铣台阶面铣刀游标卡尺95.4561.70.8380将尺寸14mm加工到图纸要求编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号4/5 拨杆材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200 拨杆零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称Z3040钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)71以mm孔和端面定位,钻铰mm孔麻花钻,铰刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号5/5 拨杆材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT200 拨杆零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称Z3040钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)81划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求麻花钻,铰刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期机械制造技术课程设计说明书设计题目: 制定拨杆零件的加工工艺,设计钻 12 的钻床夹具 专 业: 机械电子工程 班 级: 机电12-3 学 号: 1230120308 姓 名: 黄福成 指导教师: 张中然 机械工程系2015年 11 月 20 日目录序 言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析21.3 工艺规程设计31.3.1 确定毛坯的制造形式31.3.2 基面的选择31.4 制订工艺路线41.5 机械加工余量的确立71.6 确定切削用量及基本工时9第2章 夹具设计182.1 定位基准的选择182.2 切削力及夹紧力的计算182.2.1 切削力计算192.2.2 夹紧力的计算202.3 定位误差分析21总结23参考文献241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。拨杆零件加工工艺及钻床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1章 零件的分析1.1 零件的作用题目给的零件是拨杆零件,主要作用是起传动连接作用。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。1.2 零件的工艺分析由零件图可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,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。拨杆零件主要加工表面为:1.车端面,表面粗糙度值为3.2。2.车端面,表面粗糙度值3.2。3.车配合面,表面粗糙度值3.2。4.两侧面粗糙度值、12.5,法兰面粗糙度值6.3。拨杆共有两组加工表面,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。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高,粗车后半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;粗糙度为12.5;其要求也不高,粗车可以达到精度要求。1.3 工艺规程设计1.3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200,铸件的特点是液态成形,其主要优点是适应性强,即适用于不同重量、不同壁厚的铸件,也适用于不同的金属,还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用,分析其在工作过程中所受载荷,最后选用铸件,以便使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用砂型铸造,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。1.3.2 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,对像拨杆这样的零件来说,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。1.4 制订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。1铸造木模,手工造型2冷作清砂,浇冒口3热处理人工时效4油漆非加工表面涂红色底漆5车(1) 夹40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;(2) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求6铣以mm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求7钻以mm孔和端面定位,钻铰mm孔至图纸要求8检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差9入库清洗,加工表面涂防锈油,入库表3.1 工艺路线方案一上面工序不能保证其质量,但可以进行精度要求不高的生产。综合考虑以上步骤,得到下面工艺路线。1铸造木模,手工造型2冷作清砂,浇冒口3热处理人工时效4油漆非加工表面涂红色底漆5车(3) 夹40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;(4) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求6铣以mm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求7钻以mm孔和端面定位,钻铰mm孔至图纸要求8钻划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求9检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差10入库清洗,加工表面涂防锈油,入库表3.2 工艺路线方案二上述两个方案的特点在于:方案一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。方案二减少了装夹次数,但是要及时更换刀具,因为有些工序在车床上也可以加工等等,需要换上相应的刀具。因此综合两个工艺方案,取优弃劣,具体工艺过程如下表3.3 最终加工工艺路线。1铸造木模,手工造型2冷作清砂,浇冒口3热处理人工时效4油漆非加工表面涂红色底漆5车(5) 夹40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;(6) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求6铣以mm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求7钻以mm孔和端面定位,钻铰mm孔至图纸要求8钻划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求9检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差10入库清洗,加工表面涂防锈油,入库1.5 机械加工余量的确立 “拨杆” 零件材料为HT200,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种铸铁的性能比较,灰铸铁的硬度HB为143269,表2.2-23 灰铸铁的物理性能,HT200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。1.6 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。工序5夹40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;翻面车总长45mm,倒角至图纸要求所选刀具为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4.29)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 (3-3) =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+=,则=+= = (3-8)工序6 以mm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求已知工件材料为HT200,选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm,齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r=10,a=12,=45已知铣削宽度a=2.5mm,铣削深度a=50mm故机床选用X52K立式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知,X52K立式卧式铣床的功率为7.5kw,工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知,铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm,铣刀直径d=60mm,耐用度T=180min。3.确定切削速度 根据资料所知,依据铣刀直径d=60mm,齿数z=10,铣削宽度a=2.5mm,铣削深度a=50mm,耐用度T=180min时查取Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据X52K立式铣床主轴转速表查取,nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削:Vc =Vc=56.52m/min 实际进给量: f=f=0.16mm/z3.校验机床功率 根据资料所知,铣削时的功率(单位kw)为:当f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1,则P= 3.5kw,P=0.8 kw。 根据X52K型立式铣床说明书可知:机床主轴主电动机允许的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw因此机床功率能满足要求。基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为: t= t=3.6min工序7 以mm孔和端面定位,钻铰mm孔至图纸要求钻孔选用机床为Z525摇臂机床,刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻,机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度,根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 (3-20)查得参数为,刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间(一个孔) =工序8划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围(mm)用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床,查机械加工工艺手册 孟少农 主编,查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得,耐用度为4500,表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长,麻花钻,则螺旋角=30,锋交2=118,后角a=10,横刃斜角=50,L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度(摘自GB6137-85) 直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值(根据GB6137-85)d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度(1)后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0(mm)20高速钢铸铁0.50.8(2)单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0(mm)1120钻头(钻孔及扩孔)铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编,第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知,进给量取f=0.60。.确定切削速度查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-17高速钢钻头在灰铸铁(190HBS)上钻孔的切削速度轴向力,扭矩及功率得,V=12,参考机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0,R=0.85。 V=12=10.32 (3-17)则 = =131 查表4.2-12可知, 取 n = 150.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-43,钻孔时加工机动时间计算公式: T= (3-19)第2章 夹具设计2.1 定位基准的选择该工序要求中心线与端面(有位置要求,因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上,并且还要求其孔为通孔,由于端面经过精铣,精度比较高,因而工序基准为端面A,为了便于加工,选取适当的定位基准,保证其加工要求。夹具设计应首先满足这些要求,在保证较高的生产效率的前提下,还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。加工过程中夹具的操作应方便,定位夹紧稳定可靠,并且夹具体应具有较好的刚性。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好,为了使定位误差减小,选择已加工好的端面作为定位精基准,来设计本道工序的夹具,以已加工好的端面作为定位夹具。2.2 切削力及夹紧力的计算如图所示,为了加工通孔,必须使其完全定位。因此初步的设计方案如下方案:首先必须明确其加工时应如图所示,这样水平放置,便于钻床加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定V型块和滑动V型块定位,这样既简单又方便。如上图所示,一底面限制的自由度有3个,一个固定V型块限制两个自由度,一个滑动V型块限制限制一个自由度,为使定位可靠,加工稳定,我所设计的定位方案,总共限制了工件的全部6个自由度,属于完全定位。在该定位方案中,一个支撑面顶住,限制了z轴的移动,z轴的旋转,y轴的旋转三个移动自由度。一个固定V型块限制了y轴的移动,x轴的移动,一个滑动V型块限制了z轴的旋转,这样6个自由度全部被限制根据上面叙述选择方案。2.2.1 切削力计算(1)刀具:刀具用高速钢刀具钻头机床: Z525机床切削力公式: 式中 D=12 查表得: 其中:,即:实际所需夹紧力:由参考文献5表得: 有:安全系数K可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献5表 可得: 所以 2.2.2 夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=20mm,材料铝合金钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠, 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力2.3 定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和V型块间隙配合。(2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。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定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销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 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: 两V型块定位误差 : 其中:, 且:L=100mm ,得: 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。总结课程设计即将结束了,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。参考文献1 赵家齐主编 北京:机械工业出版社2 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院编 上海:上海科学技术出版社,19793 艾兴,肖诗纲主编 北京:机械工业出版社4 上海:上海科学文化技术出版社 24
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