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江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)題目： 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級： 12機(jī)械二 學(xué) 號： 12026228 姓 名： 黃震 指導(dǎo)老師： 張海霞 起訖日期 2015年2月1日～2015年5月20日 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本篇設(shè)計(jì)是基于活塞零件的加工工藝規(guī)程和關(guān)于孔的專用夾具設(shè)計(jì)。活塞零件的主要加工表面是外圓表面及孔。一般來說，保證平面的加工精度與保證孔系的加工精度相比，保證平面的加工精度比較容易。主要加工工序是先以支承孔徑定位加工出頂平面，在工序中除個別工序外均采用頂平面和工藝孔定位加工其他孔金與平面?？讖郊庸みx用專用鉆夾具，夾緊方式選用手動夾緊，夾緊可靠。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量和流水線加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 本文的研究重點(diǎn)在于通過對活塞的工藝性和力學(xué)性能分析，對加工工藝進(jìn)行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計(jì)高效、省力的夾具，通過實(shí)踐驗(yàn)證，最終加工出合格的活塞零件。 關(guān)鍵詞：活塞類零件；工藝；夾具； 0 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 1 1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1 1.1 零件的分析 1 1.1.1 零件的作用 1 1.1.2 零件的工藝分析 1 1.2 活塞加工的加工順序和加工方案的選擇 2 1.2.1 孔和平面的加工順序 2 1.2.2加工方案選擇 2 1.3 活塞加工定位基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 3 1.4 活塞加工主要工序安排 3 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 6 1.7確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 7 1.8 時間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 20 2 活塞鉆孔夾具設(shè)計(jì) 22 2.1設(shè)計(jì)要求 22 2.2夾具設(shè)計(jì) 22 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 22 2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 22 2.3定位誤差的分析 24 2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 25 結(jié) 論 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 28 1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 本文首先對活塞的零件進(jìn)行分析，通過對活塞進(jìn)行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機(jī)械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計(jì)算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，與指導(dǎo)老協(xié)商后，覺得用夾具比較合適。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求，通過查閱相關(guān)資料和書籍，了解和掌握了的機(jī)械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運(yùn)用這些方法和步驟進(jìn)行了活塞的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。整個設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想“簡便、高效、經(jīng)濟(jì)”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是活塞?；钊饕瞧饌鲃舆B接作用，保證各軸正常運(yùn)行。因此活塞零件加工質(zhì)量的好壞，不但影響的裝配精度和運(yùn)動精度，而且還會影響工作的精度、使用的性能和壽命。 圖1 活塞 1.1.2 零件的工藝分析 由活塞零件圖可知?；钊且粋€軸類零件，它的外表面上進(jìn)行加工。此外各表面列螺紋孔。因此加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以φ30、φ20為主要加工表面。這一組加工表面包括：φ20外圓面的加工；，其中表面粗糙度要求為。 （2）以外圓面為主要加工面。這一組加工表面包括外螺紋，加工粗糙度為。 （4）其他各個孔的加工，φ4孔，φ8孔 1.2 活塞加工的加工順序和加工方案的選擇 由以上分析可知。該活塞零件的主要加工表面是。因此，對于活塞來說，加工過程中的主要問題是保證孔，處理好孔和平面。 1.2.1 孔和平面的加工順序 活塞類零件的加工應(yīng)：即先加工活塞上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平，然后再加工孔系，活塞的加工這個原則。 1.2.2加工方案選擇 活塞孔系加工方案，。除了從，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。依據(jù)零件圖我們確定活塞的加工工藝及加工路線，我們應(yīng)該在鏜磨床上進(jìn)行加工比較合適。 1.3 活塞加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ： （1）； （2）。 ，。即以活塞的的支承孔基準(zhǔn)。也就是以前后近的孔作為主要基準(zhǔn)四個自由度，再以另一個主要支承個自由度。由于是以孔作為基準(zhǔn)面。 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證活塞孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證活塞零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 從活塞零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 至于前后端面，雖然它是活塞的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c活塞的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 1.4 活塞加工主要工序安排 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵則。先粗加面，再粗加工孔。螺紋底孔在多軸組出，因切削大，也應(yīng)該在粗成。對于活塞，需要精加面。按上述原則亦應(yīng)工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精孔系，然后以支承孔用可脹面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)差要求。各螺紋絲，由于切小，可以安排在粗、精行。 加工工后，將工件清凈。清洗后用壓凈。保證零件于。 根據(jù)以定如下： 工藝路線一： 10 型材開料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺階 40 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺階 50 車M18X2-6g螺紋 60 掉頭后車達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫 工藝路線二： 10 型材開料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺階 40 車M18X2-6g螺紋 50 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺階 60 掉度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫。 工藝路線三： 10 型材開料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺階 40車M18X2-6g螺紋 50 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺階 60 掉度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ4、φ8孔 90 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 工藝路線四： 10 型材開料毛坯 20 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺階 30 車右端面及外圓φ30mm 40車M18X2-6g螺紋 50 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺階 60 掉度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ4、φ8孔 90 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 通慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 綜合選擇方案一： 10 型材開料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺階 40 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺階 50 車M18X2-6g螺紋 60 掉頭車左端面（長度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔，鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (1)毛坯種類的選擇 由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用45鋼作為毛坯的制作形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-5，“活塞”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為45，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。 （1）結(jié)合面的加工余量。 本工序需要分粗銑、精銑兩個工序完成，各工步余量如下： 粗銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其余量值規(guī)定為。 （2）面的加工余量。 根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其余量值規(guī)定為。 差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 由圖樣分析，該圖樣需要車削外圓，在這里我們在車輪廓時選用外圓車刀。而鉆削加工時我們可以選用麻花鉆頭，量具可選用0--150mm為75-100mm的測量游標(biāo)卡尺，外徑千分尺，游標(biāo)深度卡尺等。 1.7確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 工序10無切削加工，無需計(jì)算 工序20. 車右端面及外圓φ30mm 1） 確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.3mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時 按CA6140車床說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CA6140車床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時，進(jìn)給力為。 切削時的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27與1.28中公式計(jì)算：=8.88m/min； 根據(jù)一下公式，可得： = 工序30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺階 本工序?yàn)檐嚒?0k6外圓及端面的工序，我們選擇機(jī)床：普通車床 CA6140，功率P=13kw； 刀具：選用高速鋼外圓車刀， 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=16 1)車削進(jìn)寬度的選擇 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》3.1—27可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進(jìn)給量 經(jīng)過查表可知：0.23 3)選擇車削的速度 經(jīng)查表可知 所以： 4)計(jì)算切削時間 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， 5)計(jì)算車削力 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》有 ： 式中： 所以， 6)校核機(jī)床功率 查《切削用量簡明手冊》表3.28有 所以，機(jī)床的功率足夠； 工序40 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺階 本工序?yàn)榇周囃鈭Aφ22mm、φ26mm及臺階的工序，所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實(shí)際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= ⑥.計(jì)算基本工時 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=126+= == 工序60 掉頭車左端面（長度達(dá)160mm） 該工序與工序20的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。 工序70 精車外圓φ20mm及倒角 已知加工材料為45，有外皮，機(jī)床為CA6140型普通車床，工件裝卡在專用車床夾具中。 1）確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.75mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時 按CA6140車床說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CK6140車床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時，進(jìn)給力為。 切削時的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27與1.28中公式計(jì)算： =8.88m/min； 根據(jù)一下公式，可得： = 工序50 車M18X2-6g螺紋 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實(shí)際切削速度為： == （3-14） 工序3：鉆φ8孔，鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔。 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 工序140：鉆φ4、φ8孔 機(jī)床：臺式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取。 實(shí)際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時間： 160 去毛刺 無切削計(jì)算 170 清洗 無切削計(jì)算 180 檢驗(yàn) 無切削計(jì)算 190 油封、入庫 無切削計(jì)算 工序90、終檢 無切削計(jì)算 工序80 鉆φ8孔，鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔 鉆φ8孔 工件材料為45#鋼?？椎闹睆綖?mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ8mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 鉆Φ15.7孔 工件材料為45#鋼?？椎闹睆綖?5.7mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ1mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 工序90 鉆φ4、φ8孔 鉆φ4孔 工件材料為45#鋼?？椎闹睆綖?mm，表面粗糙度6.3。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ4mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 鉆φ8孔 工件材料為45#鋼?？椎闹睆綖?mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ8mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 1.8 時間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬件。一年以240個工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時工作時間計(jì)算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于1.14min。 參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計(jì)算公式為： （大量生產(chǎn)時） 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計(jì)算公式為： 其中： —單件時間定額 —基本時間（機(jī)動時間） —輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序：粗、精銑結(jié)合面 機(jī)動時間： 輔助時間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.43，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機(jī)床同時完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺機(jī)床時， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序：粗銑平面 機(jī)動時間： 輔助時間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序：銑端面 機(jī)動時間： 輔助時間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。 24 2 活塞鉆孔夾具設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一活塞鉆小孔φ4孔。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 2.2夾具設(shè)計(jì) 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。 由零件圖可知：進(jìn)行加工前，外圓面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選外圓面平面、和側(cè)面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的螺旋壓塊來夾緊。 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 所以 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由于兩種大小的孔切削力各不相同，因此選擇最大孔的切削力為標(biāo)準(zhǔn)。 刀具的幾何參數(shù)： 由參考《實(shí)用機(jī)械工藝簡明手冊中》查表可得： 圓周切削分力公式： 式（3.1） 式中 式（3.2） 查表得： 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3） 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式（3.4） 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（3.5） 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式（3.6） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《簡明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表，可得： 所以，由式（3.5）有： 2.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 鉆的夾具，裝卸工件時，通過松開壓板的螺母，將壓板旋轉(zhuǎn)一定的角度打開，從而將工件取出來，當(dāng)要裝進(jìn)工件時，將工件放在V型塊上面，然后將壓板壓緊工件，再把螺母鎖定，這樣就限制住了工件的自由度，能夠進(jìn)行鉆孔加工了。 結(jié) 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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