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一、零件圖的分析
1.1、扁叉的工藝要求
一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能夠保證加工質(zhì)量,同時使勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝的問題。
扁叉是一個很重要的零件,因為其零件尺寸比較小,結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜程度一般,但其加工兩同軸內(nèi)孔的精度要求較高,此外還有上端面以及兩外圓側(cè)面的四個端面要求加工,對精度要求也很高。
該零件的兩小孔有同軸度要求,且上端面的兩側(cè)面相對空軸線有對稱度要求,兩上端面對兩孔軸線也各自有平行度要求。
由于該零件的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度,以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響其性能與工作壽命,因此對他們的加工是非常關(guān)鍵的。
1.2、扁叉的工藝性分析
該零件共有三處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下:
1.2.1 以φ10H7為中心的加工表面:二者有高的同軸度要求。
1.2.2 以兩孔軸線對稱的上凸塊側(cè)面和兩平面
這一組加工表面上端面的兩側(cè)面相對空軸線有對稱度要求,兩上端面對兩孔軸線也各自有平行度要求。
1.2.3兩短圓柱的四個端面:沒有較高的位置精度要求
由上面分析可知,加工時應(yīng)先加工一組表面(銑削上端面),再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外兩組(分別是銑圓柱端面和鉆鉸兩同軸小孔)。
二、工藝規(guī)程設(shè)計
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT13—32。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,故選擇金屬型澆注鑄件毛坯。
2.2確定毛坯的機(jī)械加工余量和公差
參見《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》(以下稱指導(dǎo)書)第二章第二節(jié),鑄件尺寸公差及機(jī)械加工余量按GB/T6414-1999確定。
按金屬型鑄造,灰鑄鐵查《指導(dǎo)書》表2-5,查得加工余量等級為D~F,轉(zhuǎn)查表2-3,差得尺寸公差為8級,轉(zhuǎn)查表2-4,最大輪廓尺寸不超過160mm,得加工余量1.4mm。
2.3設(shè)計及繪制毛坯圖
2.4 基面的選擇
本零件是有精度較高要求的孔的叉架零件,平面和孔是設(shè)計的基準(zhǔn),也是裝配和測量的基準(zhǔn),在加工時,應(yīng)盡量以平面為基準(zhǔn)。例如,先銑出凸塊側(cè)面及其兩有平行度要求的平面,再加工的平面為精基準(zhǔn),加工出兩短圓柱的四個端面,同樣,也是以該已加工表面為基準(zhǔn)鉆出兩同軸的Φ10H7孔;加工前后四個圓柱端面時,先以凸塊表面為基準(zhǔn),在銑床上利用組合銑刀一次性銑出端面。
2.5 鉆孔工序加工方法的選擇
由于Φ10H7表面粗糙度要求為Ra1.6,經(jīng)濟(jì)精度為IT7,可確定加工方案為:鉆削→粗鉸→精鉸
2.6 制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下, 經(jīng)綜合比較和分析可確定最優(yōu)加工路線方案為
.工藝路線方案
鑄造
時效
涂底漆
工序一 以外圓Φ24為粗基準(zhǔn),粗銑圖示的A1、A2和C面;
工序二 精銑A1、A2和C面,保證A1、A2和C面平行距離尺寸10mm,且平行度誤差不超過0.15;
工序三 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),粗銑兩圓柱的四個端面;
工序四 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),精銑該四側(cè)面,保證105 0.07和22mm;
工序五 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),鉆、粗鉸、精鉸中心孔,保證平行度誤差不超過0.15mm,空的精度達(dá)IT7,且Φ10兩孔的同軸度不超過0.01mm;
工序六 以Φ10孔為精基準(zhǔn),粗銑B1、B2兩側(cè)面;
工序七 以Φ10孔為精基準(zhǔn),精銑上述兩側(cè)面,保證二者相對孔的軸線對稱度誤差不超過0.01mm;
工序八 檢查、入庫
2.7 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
”扁叉”;零件材料為HT13—32,,生產(chǎn)類型中批量,金屬型鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線,確定工序五中加工表面即兩同軸小孔的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
內(nèi)孔(φ10未鑄成孔即毛坯為實(shí)心圓柱體)
查《工藝手冊》表2.2~2.5,工序尺寸加工余量
鉆孔 φ10mm的麻花鉆
鉸孔 0.035mm
精鉸 0mm
2.8確立切削用量及基本工時
工序五 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),鉆、粗鉸、精鉸中心孔,保證平行度誤差不超過0.15mm,空的精度達(dá)IT7,且Φ10兩孔的同軸度不超過0.01mm;
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時do=8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=12,二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》
所以,
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.5~0.8mm,壽命.
?。?)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗成立。
3.計算工時
由于所有工步所用工時很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時間。
粗鉸和精鉸的切削用量如下:
鉸孔:
精鉸: ,d0=20IT7
三、夾具設(shè)計
由老師布置的任務(wù)可知本人設(shè)計工序——鉆10孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z518立式鉆床。刀具為∮10的高速鋼麻花鉆。
3.1問題提出
在給定的零件中,對本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在夾緊的方便與快速性上,兩孔呈180°直線分布,考慮到中批生產(chǎn)的加工效率,選擇翻卷式或者分度裝置,具體如下:
3.2夾具設(shè)計
3.2.1定為基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡單和快速的考慮,選擇A1、A2平面為基準(zhǔn),即以支撐定位板和可調(diào)支承釘完全定位,再使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。
3.2.2切削力及夾緊力計算
本步加工可按鉆削估算夾緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力
扭矩
由于扭矩很小,計算時可忽略。
夾緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力。
3.2.3定位誤差分析
本工序采用端面為基準(zhǔn)定位,使加工基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一,能很好的保證定位的精度。
3.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明
夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用有快換墊圈的快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。
夾具上設(shè)置有快換鉆套(中批生產(chǎn),且鉆鉸連續(xù)工步),用于確定的鉆頭位置。
四、總結(jié)
兩個星期的工裝夾具的課程設(shè)計做完了。在老師的耐心指導(dǎo)下,我完成了這次任務(wù),整個過程中小組同學(xué)互幫互助,我們在快樂中共同學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)中共同進(jìn)步.
本次課程設(shè)計是我們在畢業(yè)設(shè)計前一次重要的實(shí)踐設(shè)計,對所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課能很好的進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié),知識的綜合性很強(qiáng).更是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練.當(dāng)書本上的理論知識和實(shí)踐相結(jié)合的時候,困難就會接踵而至.這就需要反復(fù)的查閱資料、反復(fù)的思考和相互間的討論,經(jīng)過這樣一個反復(fù)的過程后,理論知識才會真正的屬于自己,而且印象也會更加的深刻.以后要是遇到類似的問題也會有相似的經(jīng)驗作為借鑒和指導(dǎo).為接下來的畢業(yè)設(shè)計做鋪墊.
在此次收獲課程設(shè)計成功經(jīng)驗的同時,再次感謝尹老師的辛勤指導(dǎo)!
五、附圖
六、參考文獻(xiàn)
1.李洪主編《機(jī)械加工工藝手冊》
2.楊黎明主編《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》
3.王紹俊主編《機(jī)械制造工藝手冊》
4.機(jī)械制造技術(shù)課程指導(dǎo)書》
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