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XX 學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 論文 說明書 作 者 學(xué) 號(hào) 系 部 專 業(yè) 題 目 杠桿臂加工工藝及銑床夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者 評(píng)閱者 2014 年 11 月 課 程 設(shè) 計(jì) 論 文 中 文 摘 要 杠桿臂零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì) 工序 設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分 在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析 了解零 件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu) 并選擇好零件的加工基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)出零件的工藝路 線 接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算 關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝 備及切削用量 然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì) 選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件 如 定位元件 夾緊元件 引導(dǎo)元件 夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件 計(jì)算 出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差 分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處 并在以后設(shè) 計(jì)中注意改進(jìn) 關(guān)鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 I 課 程 設(shè) 計(jì) 論 文 外 文 摘 要 Title The deflector rod and the fixture design process Abstract The deflector rod parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design including machining process design and fixture three In process design should first of all parts for analysis to understand part of the process to design blank structure and choose the good parts machining datum design the process routes of the parts then the parts of each step in the process to the size calculation the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design then the special fixture the fixture for the various components of the design such as the connecting part positioning devices clamping element a guide element fixture and machine tools and other components positioning error calculated by the analysis of fixture jig structure the rationality and the deficiency pay attention to improving and will design in Keywords process cutting dosage clamping positioning II 目 錄 目 錄 II 1 序 言 4 2 零件的分析 5 2 1 零件的形狀 5 2 2 零件的工藝分析 5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 3 1 確定毛坯的制造形式 6 3 2 基面的選擇 6 3 3 制定工藝路線 7 3 3 1 工藝路線方案一 7 3 3 2 工藝路線方案二 8 3 3 3 工藝方案的比較與分析 8 3 4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 9 3 4 1 機(jī)床選用 9 3 4 2 選擇刀具 9 3 4 3 選擇量具 9 3 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 11 4 銑尺寸 12mm 兩端面夾具設(shè)計(jì) 17 4 1 研究原始質(zhì)料 17 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 17 4 3 切削力及夾緊分析計(jì)算 17 4 4 誤差分析與計(jì)算 19 4 5 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 20 4 5 1 定位銷選用 20 4 5 2 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 20 4 6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 22 總 結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25 4 1 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品 并把它們裝備成機(jī)械 裝備的行業(yè) 機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用 也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提 供裝備 社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品 我們的生活離不開制造業(yè) 因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè) 是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支 柱 從某中意義上講 機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué) 技術(shù)水平的重要指標(biāo) 杠桿臂零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下 進(jìn)行的一個(gè)全面的考核 正確地解決一個(gè)零件 在加工中的定位 夾緊以及工藝路線安排 工藝尺寸確定等問題 并設(shè)計(jì)出專用夾具 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力 因此本次設(shè) 計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng) 涉及知識(shí)面廣 所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念 基本理論 又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要 只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合 才能很好的完成本次 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)水平有限 其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤 敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正 2 零件的分析 2 1 零件的形狀 題目給的零件是杠桿臂零件 主要作用是起傳動(dòng)連接作用 零件的實(shí)際形狀如上圖所示 從零件圖上看 該零件是典型的零件 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn) 單 具體尺寸 公差如下圖所示 2 2 零件的工藝分析 由零件圖可知 其材料為 HT200 該材料為灰鑄鐵 具有較高強(qiáng)度 耐磨性 耐熱 6 性及減振性 適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件 杠桿臂零件主要加工表面為 1 車端面 表面粗糙度 值為 3 2 2 車端面 aRm 表面粗糙度 值 3 2 3 車配合面 表面粗糙度 值 3 2 4 兩側(cè)面粗糙度aRm a 值 12 5 法蘭面粗糙度 值 6 3 aRm 杠桿臂共有兩組加工表面 他們之間有一定的位置要求 現(xiàn)分述如下 1 左端的加工表面 這一組加工表面包括 左端面 這一部份只有端面有 6 3的粗糙度要求 其要求 并不高 粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求 2 右端面的加工表面 這一組加工表面包括 右端面 粗糙度為 12 5 其要求也不高 粗車可以達(dá)到 精度要求 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 本杠桿臂來自假設(shè)年產(chǎn)量為 12000 臺(tái) 每臺(tái)需要該零件 1個(gè) 備品率為 19 廢 品率為 0 25 每日工作班次為 1班 該零件材料為 HT200 考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性 所以選擇鑄鐵鑄造 依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q 12000件 年 n 1 件 臺(tái) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 備品率 和 廢品率 分別 取 19 和 0 25 代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N Qn 1 1 17850 件 年 3 1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200 鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形 其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng) 即適用于 不同重量 不同壁厚的鑄件 也適用于不同的金屬 還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件 考慮到零件在使用過程中起連接作用 分析其在工作過程中所受載荷 最后選用鑄件 以便使金屬纖維盡量不被切斷 保證零件工作可靠 年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平 而且 零件輪廓尺寸不大 可以采用砂型鑄造 這從提高生產(chǎn)效率 保證加工精度 減少生 產(chǎn)成本上考慮 也是應(yīng)該的 3 2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一 基面選擇的正確與合理 可以使加工 質(zhì)量得到保證 生產(chǎn)效率得以提高 否則 不但使加工工藝過程中的問題百出 更有 甚者 還會(huì)造成零件大批報(bào)廢 使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)像杠桿臂這樣的零件來說 選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的 對(duì)本零件 來說 如果外圓的端面做基準(zhǔn) 則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱 按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則 即當(dāng)零件有不加工表面時(shí) 應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn) 若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí) 則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工 表面做為粗基準(zhǔn) 對(duì)于精基準(zhǔn)而言 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí) 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算 這在以后還要專門計(jì)算 此處不在重復(fù) 3 3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下 可以考慮采用萬能 性機(jī)床配以專用夾具 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率 除此以外 還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì) 效果 以便使生產(chǎn)成本盡量下降 3 3 1 工藝路線方案一 1 鑄造 木模 手工造型 2 冷作 清砂 澆冒口 3 熱處理 人工時(shí)效 4 油漆 非加工表面涂紅色底漆 5 車 1 夾 40外圓 找正不加工表面 鉆擴(kuò)鉸 孔至圖紙要求 03 2 保證尺寸 1mm 倒角 C1 2 翻面車總長(zhǎng) 72mm 倒角至圖紙要求 6 銑 以 mm孔和端面定位銑臺(tái)階 將尺寸 12mm加工到圖紙要求03 7 鉆 以 mm孔和端面定位 鉆鉸 10mm孔至圖紙要求 8 銑 以 mm孔 孔端面和 mm孔定位銑 22凸臺(tái) 將尺寸 40mm加03 2 01 工到圖紙要求 9 銑 以 mm孔 孔端面和 mm孔定位銑寬為 8的槽 將尺寸 32mm03 加工到圖紙要求 10 鉆 劃 5mm孔位置線 鉆孔至圖紙要求 11 檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差 8 3 3 2 工藝路線方案二 3 3 3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于 方案一的定位和裝夾等都比較方便 但是要更換多臺(tái)設(shè) 備 加工過程比較繁瑣 而且在加工過程中位置精度不易保證 方案二減少了裝夾次 數(shù) 但是要及時(shí)更換刀具 因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸さ鹊?需要換上相應(yīng)的 刀具 因此綜合兩個(gè)工藝方案 取優(yōu)棄劣 具體工藝過程如下 12 入庫 清洗 加工表面涂防銹油 入庫 1 鑄造 木模 手工造型 2 冷作 清砂 澆冒口 3 熱處理 人工時(shí)效 4 油漆 非加工表面涂紅色底漆 5 銑 3 夾 40外圓 找正不加工表面外圓端面 鉆擴(kuò)鉸 孔至圖03 2 紙要求 保證尺寸 1mm 倒角 C1 4 翻面銑總長(zhǎng) 72mm 40外圓端面 倒角至圖紙要求 6 銑 以 mm孔和端面定位銑臺(tái)階 將尺寸 12mm加工到圖紙要求03 2 7 鉆 以 mm孔和端面定位 鉆鉸 10mm孔至圖紙要求 8 銑 以 mm孔 孔端面和 mm孔定位銑 22凸臺(tái) 將尺寸 40mm加03 01 工到圖紙要求 9 銑 以 mm孔 孔端面和 mm孔定位銑寬為 8的槽 將尺寸 32mm03 2 加工到圖紙要求 10 鉆 劃 5mm孔位置線 鉆孔至圖紙要求 11 檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差 12 入庫 清洗 加工表面涂防銹油 入庫 1 鑄造 木模 手工造型 3 4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3 4 1 機(jī)床選用 工序 30 40 50 60 70 是粗車 精車 各工序的工步數(shù)不多 成批量生產(chǎn) 故選用臥式車床就能滿足要求 本零件外輪廓尺寸不大 精度要求屬于中等要求 選 用最常用的 CA6140 型臥式車床 參考根據(jù) 機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 4 2 7 工序 80 90 是鉆孔 選用 Z525搖臂鉆床 3 4 2 選擇刀具 在車床上加工的工序 一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀 加工刀具選用 YG6類硬質(zhì) 合金車刀 它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵 冷硬鑄鐵 高溫合金的精加工和半精加工 為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性 可選用可轉(zhuǎn)位車刀 GB5343 1 85 GB5343 2 85 鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆 參考 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 主編 孟少農(nóng) 第二卷 表 10 21 47及表 10 2 53可得到所有參數(shù) 2 冷作 清砂 澆冒口 3 熱處理 人工時(shí)效 4 油漆 非加工表面涂紅色底漆 5 車 5 夾 40外圓 找正不加工表面 鉆擴(kuò)鉸 孔至圖紙要求 03 2 保證尺寸 1mm 倒角 C1 6 翻面車總長(zhǎng) 72mm 倒角至圖紙要求 6 銑 以 mm孔和端面定位銑臺(tái)階 將尺寸 12mm加工到圖紙要求03 2 7 鉆 以 mm孔和端面定位 鉆鉸 10mm孔至圖紙要求 8 銑 以 mm孔 孔端面和 mm孔定位銑 22凸臺(tái) 將尺寸 40mm加03 01 工到圖紙要求 9 銑 以 mm孔 孔端面和 mm孔定位銑寬為 8的槽 將尺寸 32mm03 2 加工到圖紙要求 10 鉆 劃 5mm孔位置線 鉆孔至圖紙要求 11 檢驗(yàn) 按圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差 12 入庫 清洗 加工表面涂防銹油 入庫 10 3 4 3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn) 一般均采用通常量具 選擇量具的方法有兩種 一是按計(jì) 量器具的不確定度選擇 二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇 采用其中的一種方 法即可 3 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿臂 零件材料為 HT200 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 以后簡(jiǎn)稱 工藝手冊(cè) 表 2 2 17 各種鑄鐵的性能比較 灰鑄鐵的硬度 HB為 143 269 表 2 2 23 灰鑄鐵的 物理性能 HT200 密度 7 2 7 3 計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 3cmg kg 表 3 1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 同類零件的年產(chǎn)量 件 生產(chǎn)類別 重型 零件重 2000kg 中型 零件重 100 2000kg 輕型 零件重 100kg 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5 100 10 200 100 500 中批生產(chǎn) 100 300 200 500 500 5000 大批生產(chǎn) 300 1000 500 5000 5000 50000 大量生產(chǎn) 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù) 該零件的月工序數(shù)不低于 30 50 毛坯重量 2 120 250 6 04 0 頂 側(cè)面 底 面 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇 根據(jù)上述原始資料及加工工藝 分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量 工序尺寸及 毛坯尺寸 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量一般包括切削深度 進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng) 確定方法是先是確定切削深 度 進(jìn)給量 再確定切削速度 現(xiàn)根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 第三版 艾興 肖詩綱 編 1993 年機(jī)械工業(yè)出版社出版 確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以 號(hào) 與 機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè) 的表區(qū)別 3 6 1 工序 5 夾 40外圓 找正不加工表面 B 鉆擴(kuò)鉸 孔至圖紙要求 保證尺寸03 2 1mm 倒角 C1 翻面車總長(zhǎng) 45mm 倒角至圖紙要求 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(jiǎn)明手冊(cè) 表 1 1 由于 CA6140機(jī)床的中心高為 200 表 1 30 故選刀桿尺寸 刀片mHB m2516 厚度為 選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面 前角 后角 m5 4 0V0 主偏角 副偏角 刃傾角 刀尖圓弧半徑 06vK09 vK01s 0sr8 確定切削深度 pa 12 由于單邊余量可在一次走刀內(nèi)完成 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) 可知 表 1 4 刀桿尺寸為 工件直徑 400 之間時(shí) m1625 pam4 10 進(jìn)給量 0 5 1 0fr 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(cè) 可知 0 7f 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 maxFN 根據(jù)表 1 21 當(dāng)強(qiáng)度在 174 207 時(shí) HBSp4 f75 0rmrK 時(shí) 徑向進(jìn)給力 950 045RFN 切削時(shí) 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 17 表 1 29 2 故實(shí)際f rofKsFf krFfK 進(jìn)給力為 950 1111 5 3 f17 N 2 由于切削時(shí)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 frm7 0 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 9 車刀后刀面最大磨損量取為 車刀5 1 壽命 Tmin60 確定切削速度 0V 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(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 11 當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200 2196YG 的鑄件 切削速度 HBSpa4 frm75 Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 1 0 0 92 0 8 1 0 1 0 見表tvKvsvKTvKv 1 28 故 tVv 63 3 0 0 184 920 1 3 min48 120 3 nDc 1127 ir 4 根據(jù) CA6140車床說明書選擇 1250nmir 這時(shí)實(shí)際切削速度 為 cV 3 1cD 01257 min 5 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)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(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 25 HBS160245pam3 f 切削速度 時(shí) rm75 0min50V CPKW7 1 切削功率的修正系數(shù) 0 73 0 9 故實(shí)際切削時(shí)間的功率為 krcPcr0 1 7 1 2 3 3 6 根據(jù)表 1 30 當(dāng) 時(shí) 機(jī)床主軸允許功率為 故所nmi125r EPKW9 5C EP 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 3 75 paf7 0ni125rsr08 Vmin0 倒角 為了縮短輔助時(shí)間 取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 srn28 3 換車刀手動(dòng)進(jìn)給 計(jì)算基本工時(shí) 3 nflt 7 式中 m127Lly l 由 切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè) 表 1 26 車削時(shí)的入切量及超切量 y 則 m1 1278 3 8 mt7 01258 in46 工序 6 以 mm孔和端面定位銑臺(tái)階 將尺寸 12mm加工到圖紙要求03 2 14 已知工件材料為 HT200 選擇高速鋼圓柱銑刀直徑 d 60mm 齒數(shù) z 10 根據(jù)資 料選擇銑刀的基本形狀 r 10 a 12 45 已知銑削寬度 a 2 5mm 銑削深度 an0 e 50mm 故機(jī)床選用 X52K 立式銑床 P 1 確定每齒進(jìn)給量 f Z 根據(jù)資料所知 X52K 立式臥式銑床的功率為 7 5kw 工藝系統(tǒng)剛性為中 等 查得每齒進(jìn)給量 f 0 16 0 24mm z 現(xiàn)取 f 0 16mm z Z Z 2 選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知 銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 1 5mm 銑刀直徑 d 60mm 耐用度 T 180min 3 確定切削速度 根據(jù)資料所知 依據(jù)銑刀直徑 d 60mm 齒數(shù) z 10 銑削寬度 a 2 5mm 銑削深度 a 50mm 耐用度 T 180min 時(shí)查取e P Vc 98mm s n 439r min V f 490mm s 根據(jù) X52K 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取 n c 300r min Vfc 475mm s 則實(shí)際切削 Vc 10cnd Vc 56 52m min364 實(shí)際進(jìn)給量 f zcnvf f 0 16mm zzc103475 3 校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)資料所知 銑削時(shí)的功率 單位 kw 為 當(dāng) f 0 16mm z a 50mm ZP a 2 5mm Vf 490mm s時(shí)由切削功率的修正系數(shù) k 1 則 P e mpcc 3 5kw P 0 8 kw ct 根據(jù) X52K 型立式銑床說明書可知 機(jī)床主軸主電動(dòng)機(jī)允許的功率 P cm P Pcmt P 7 5 0 8 6 P 3 5kwc 因此機(jī)床功率能滿足要求 基本時(shí)間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為 t mzcfnl 2 t 3 6min16 03 5 工序 7 以 mm孔和端面定位 鉆鉸 10mm孔至圖紙要求03 2 鉆孔選用機(jī)床為 Z525搖臂機(jī)床 刀具選用 GB1436 85直柄短麻花鉆 機(jī)械加工工 藝手冊(cè) 第 2卷 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第 2卷表 10 4 2查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給m 量為 0 20 0 35 rm 則取 rf30 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第 2卷表 10 4 9 切削速度計(jì)算公式為 3 minkfaTdcvvyxpmzv 20 查得參數(shù)為 刀具耐用度 T 3515 0 0 25 1 8 zcvvvv min 則 1 65 0125 0 2 337 in 所以 72n4 6mir 選取 i120 所以實(shí)際切削速度為 2 64 7 3 vin 確定切削時(shí)間 一個(gè)孔 t s20 8 工序 10 劃 5mm孔位置線 鉆孔至圖紙要求 本工序采用計(jì)算法 16 表 3 5 高速鋼麻花鉆的類型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 類型 直徑范圍 mm 用途 GB1436 85 直柄麻花鉆 2 0 20 0 在各種機(jī)床上 用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1437 85 直柄長(zhǎng)麻花鉆 1 0 31 5 在各種機(jī)床上 用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1438 85 錐柄麻花鉆 3 0 100 0 在各種機(jī)床上 用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1439 85 錐柄長(zhǎng)麻花鉆 5 0 50 0 在各種機(jī)床上 用鉆模 或不用鉆模鉆孔 選用 Z525搖臂鉆床 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 查 機(jī) 表 2 4 37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得 耐用度為 4500 表 10 2 5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直 徑系列選擇錐柄長(zhǎng) 麻花鉆 則螺旋角 30 鋒交 2 118 后角 a 10 橫25 0 0f0 刃斜角 50 L 197mm l 116mm 01 表 3 6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度 摘自 GB6137 85 mm 直柄麻花鉆直徑范圍 l l1 11 80 13 20 151 101 表 3 7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值 根據(jù) GB6137 85 d mm 2 f 8 6 18 00 30 118 12 40 60 表 3 8 鉆頭 擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 1 后刀面最大磨損限度 mm 鉆頭 直徑 d0 mm 刀具材料 加工材料 20 高速鋼 鑄鐵 0 5 0 8 2 單刃加工刀具耐用度 T min 刀具直徑 d0 mm 刀具類型 加工材料 刀具材料 11 20 鉆頭 鉆孔及擴(kuò) 孔 鑄鐵 銅合金及 合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為 0 5 0 8mm 刀具耐用度 T 60 min 確定進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 第二卷表 10 4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量 為 f 0 25 0 65 根據(jù)表 4 13 中可知 進(jìn)給量取 f 0 60 zm rm 確定切削速度 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵 190HBS 上鉆孔的切削速度軸向力 扭矩及功率得 V 12 參考 機(jī)械加工in 工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù) K 1 0 R 0 85 mvtv V 12 10 32 3 85 0 min 17 則 131 3 nir 18 查表 4 2 12 可知 取 n 150 minr 則實(shí)際切削速度 11 8v實(shí) 確定切削時(shí)間 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 43 鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算 公式 T 3 ifn llw1 19 其中 l l 5 l 2 3f2mdRKcot wm1m 則 t 9 13 s 23 1 0dn 054 3 6 0573 18 4 銑尺寸 12mm 兩端面夾具設(shè)計(jì) 4 1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗 精銑尺寸 12mm 兩端面 該尺寸 12mm 兩端面對(duì)孔 的中心線要滿足對(duì)稱度要求以及其銑尺寸 12mm 兩端面兩邊的平行度要求 在銑2 此銑尺寸 12mm 兩端面時(shí) 為了保證技術(shù)要求 最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn) 同時(shí) 應(yīng)考 慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知 在對(duì)銑尺寸 12mm 兩端面進(jìn)行加工前 底平面進(jìn)行了粗 精銑加 工 孔 進(jìn)行了鉆 擴(kuò) 鉸加工 因此 定位 夾緊方案有 2 銑該銑尺寸 12mm 兩端面時(shí)其對(duì)孔的中心線有對(duì)稱度以及兩邊的平行度要求 為 了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi) 采用一面一定位銷兩個(gè)左右支撐件的定位方式 這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作 一面即為底平面 4 3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具 錯(cuò)齒三面刃銑刀 硬質(zhì)合金 刀具有關(guān)幾何參數(shù) 015 001 頂 刃 0n 側(cè) 刃 601 5 30rK 40Dm6dm2 5L2Z 8 famzap 2 由參考文獻(xiàn) 5 5 表 1 2 9 可得銑削切削力的計(jì)算公式 0 98 0 135pzFafBzn 有 0 9 8 1 10 12054836 2 N 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(duì)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 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算 6543210 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) 6 123456 0 1 0 3KK 由此可得 310 56 所以 8415 KWFN 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 查參考文獻(xiàn) 5 1 2 26 可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì) 算 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有 210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn) 5 可查得 6 2 7zr 901 52 29 其中 3 Lm 8N 螺旋夾緊力 04 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件 受力簡(jiǎn)圖如 2 1 由表 得 原動(dòng)力計(jì)算公式 261 001KLWl 即 0478 23 932 75 KWLNl 由上述計(jì)算易得 K 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 4 4 誤差分析與計(jì)算 該夾具采用一面一定位銷兩個(gè)左右支撐件的定位方式 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 gwj 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 一般可用下式表示 j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn) 5 可得 20 采用一面一定位銷兩個(gè)左右支撐件的定位方式定位誤差 11minDWd 1 21min2min DdDdJWarctgL 其中 10 52D 20D dm 3d in in4m 0 63DW 2J 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNcl 查 5 表 1 2 15 有 104 0 6 42 0 7RazHBKCn cos 8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj m5 夾具相對(duì)刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 853jw 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 4 5 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 4 5 1 定位銷選用 本夾具選用一定位銷和固定棱形銷來定位 其參數(shù)如下表 表 5 1 定位銷 D d H 公 稱尺 寸 允 差 1h1b1dC1 22 18 16 22 0 011 22 5 1 4 M19 4 1 4 5 2 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中 一般使用兩個(gè) 其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些 通過定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合 使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的 送進(jìn)方向具有正確的位置 定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩 可減輕夾緊夾具的 螺栓的負(fù)荷 加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性 根據(jù) GB2207 80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示 o 圖 2 1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a 18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5 4 表 5 4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 1 8 0 019 0 035 2 5 1 9 4 1 9 4 5 18 0 019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成 用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置 22 塞尺選用平塞尺 其結(jié)構(gòu)如圖 5 3 所示 標(biāo) 記四 周 倒 圓 圖 2 3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5 5 表 2 5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0 006 0 25 4 6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率 但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式 在夾緊和 松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力 由于該工件體積小 經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較 選用了 手動(dòng)夾緊方式 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 夾緊可靠 通用性大 在機(jī) 床夾具中很廣泛的應(yīng)用 此外 當(dāng)夾具有制造誤差 工作過程出現(xiàn)磨損 以及零件尺寸變化時(shí) 影響定位 夾緊的可靠 為防止此現(xiàn)象 選用可換定位銷 以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì) 使對(duì)零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步 的提高 在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題 如在編寫加工工藝時(shí) 對(duì)所需加工面 的先后順序編排 對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響 在對(duì)某幾個(gè)工 序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí) 對(duì)零件的定位面的選擇 采用什么方式定位 夾緊方式及夾 緊力方向的確定等等都存在問題 這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn) 率 為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工 而且方便快速 以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低成本的目的 通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下 針對(duì)這些問題查閱了大量 的相關(guān)資料 最后 將這些問題一一解決 并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊 由于工件的尺 寸不大 所需的夾緊力不大 完成了本次設(shè)計(jì) 通過做這次的設(shè)計(jì) 使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高 為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 24 參考文獻(xiàn) 1 黃如林 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 2 余光國(guó) 馬俊 張興發(fā) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) M 重慶 重慶大學(xué)出版社 1995 3 李洪 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 4 方昆凡 公差與配合手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 5 王光斗 王春福 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2000 6 東北重型機(jī)械學(xué)院等 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1979 7 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000 8 劉文劍 曹天河 趙維 夾具工程師手冊(cè) M 哈爾濱 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 1987 9 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 金屬切削手冊(cè) M 上海 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1984 10 周永強(qiáng) 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 中國(guó)建材工業(yè)出版社 2002 11 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 19 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 金屬切削手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2004 13 東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院 長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手 冊(cè) M 上海 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1980 致 謝 我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo) 不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題 更重 要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 從 而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路 也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué) 知識(shí) 提高分析和解決實(shí)際問題的能力 不僅如此 老師的敬業(yè)精神更是深深的感染 了我 鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè) 導(dǎo)師是真真正正作到了傳道 授業(yè) 解惑 同時(shí)也要感謝其他同學(xué) 老師和同事的熱心幫助 感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的 重視和關(guān)心 為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所 使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去 為更好 更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障 同時(shí)也要感謝其他同學(xué) 老師和同事的熱心幫助 感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的 重視和關(guān)心 為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所 使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去 為更好 更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障