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1 XX 大 學 設(shè) 計 論 文 題 目 分度扇形板工藝及 鉆 3 16 孔夾具設(shè)計 所 在 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 2 目錄 目錄 2 1 緒 論 3 2 分度扇形板的分析 4 2 1 分度扇形板的工藝分析 4 2 2 分度扇形板的工藝要求 4 3 工藝規(guī)程設(shè)計 6 3 1 加工工藝過程 6 3 2 確定各表面加工方案 6 3 2 1 影響加工方法的因素 6 3 2 2 加工方案的選擇 7 3 3 確定定位基準 7 3 3 1 粗基準的選擇 7 3 4 工藝路線的擬訂 8 3 4 1 工序的合理組合 8 3 4 2 工序的集中與分散 9 3 4 3 加工階段的劃分 9 3 4 4 加工工藝路線方案的比較 10 3 5 分度扇形板的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的 確定 11 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 11 3 3 5 2 分度扇形板的偏差計算 12 3 6 確定切削用量及基本工時 13 4 夾具設(shè)計 20 4 1 研究原始質(zhì)料 20 4 2 定位基準的選擇 20 4 3 鉆削力及夾緊力的計算 20 4 4 誤差分析與計算 21 4 5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22 5 心得體會 23 6 參考文獻 24 4 1 緒 論 機械設(shè)計制造及其夾具設(shè)計是我們?nèi)跁炌?3 年所學的知識 將理論與實 踐相結(jié)合 對專業(yè)知識的綜合運用訓練 為我們即將走向自己的工畢業(yè)設(shè)計打 下良好的基礎(chǔ) 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法 是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件 它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量 生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟效益 生產(chǎn)規(guī)模的大小 工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn) 因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù) 在編制工藝時須保證其合理性 科學性 完善性 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率 改善工人的勞 動強度 降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置 其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置 并在加工過程中保持這個位置不變 它們 的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義 因此在大批量生產(chǎn)中 常采用專用夾具 而本次對于分度扇形板加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是 完成分度扇形板零件加工工藝規(guī)程的制定 完成鉆孔專用夾具的設(shè)計 通過對分度扇形板零件的初步分析 了解其零件的主要特點 加工難易程 度 主要加工面和加工粗 精基準 從而制定出分度扇形板加工工藝規(guī)程 對 于專用夾具的設(shè)計 首先分析零件的加工工藝 選取定位基準 然后再根據(jù)切 銷力的大小 批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式 從而設(shè)計專用夾具 5 2 分度扇形板的分析 2 1 分度扇形板的工藝分析 分度扇形板是一個很重要的零件 因為其零件尺寸比較小 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù) 雜 但其加工孔和表面的精度要求較高 上下表面 圓弧表面都有粗糙度要求 精度要求較高 此外還有 44 00 021 孔要求加工 對精度要求也很高 孔粗糙 度要求都是 6 1Ra 所以都要求精加工 其小頭孔與下平面有平行度的公差要 求 和 44 00 021 孔有對稱度公差要求 因為其尺寸精度 幾何形狀精度和相 互位置精度 以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量 進而影響 其性能與工作壽命 因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的 2 2 分度扇形板的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求 而且要有好的機械加工工藝性 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 同時使加工的 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 工工藝問題 工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求 圖 2 1 分度扇形板的零件圖 6 圖 2 2 分度扇形板的零件實體圖 該零件需要切削加工的地方有 5 個處 平面加工包括分度扇形板上端面 下端面 孔系加工包括 44 00 021 小孔 16 和分度扇形板兩個外圓弧面的 加工 不去除材料加工上下兩個表面 以平面為主有 分度扇形板上端面的粗 精銑加工 其粗糙度要求是 Ra 6 3 下端面的粗 精銑加工 其粗糙度要求是 Ra 3 2 分度扇形板 R96 弧面采用數(shù)控機床加工 其粗糙度要求是 Ra 3 2 孔系加工有 44 00 021 孔的粗鏜 半精鏜 精鏜加工 并且進行倒角 1x45 其表面 粗糙度為 Ra 1 6 16 孔鉆 鉸加工 其表面粗糙度要求 1 6Ra 并且與下端面的平行度要 求為 0 016 m 與 44 00 021 的對稱度為 0 1 m 分度扇形板毛坯的選擇用鑄造 因為生產(chǎn)率較高 所以可以免去每次造型 單邊余量一般在 3 5 4mm 結(jié)構(gòu)細密 能承受較大的壓力 占用生產(chǎn)的面積較 小 由 3 由于是中批量生產(chǎn) 上面主要是對分度扇形板零件的結(jié)構(gòu) 加工精度和主要加工表面進行了分 析 選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式 從而為工藝規(guī) 程設(shè)計提供了必要的準備 7 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3 1 加工工藝過程 由以上分析可知 該分度扇形板零件的主要加工表面是平面 孔系 一般 來說 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易 因此 對于分度扇 形板來說 加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度 處理好孔 和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度 由上面的一些技術(shù)條件分析得知 分度扇形板的尺寸精度 形狀精度以及 位置關(guān)系精度要求都不是很高 這樣對加工要求也就不是很高 3 2 確定各表面加工方案 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求 而且要有好的機械加工工藝性 也 就是要有加工的可能性 要便于加工 要能保證加工的質(zhì)量 同時使加工的勞 動量最小 設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的 又是相輔相成的 對于我們設(shè)計分度扇 形板的加工工藝來說 應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和軸向孔系加工精度要求的加 工方法及設(shè)備 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外 也要適當考慮經(jīng) 濟因素 在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下 應(yīng)選擇價格較底的機床 3 2 1 影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求 根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求 選擇加工方法及分幾次加工 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇 在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備 在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法 如 柴油機連桿小頭孔的加工 在小批量生產(chǎn)時 采用鉆 擴 鉸加工方法 而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工 要考慮被加工材料的性質(zhì) 例如 淬火鋼必須采用磨削或電加工 而有 色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪 一般都采用精細車削 高速精銑等 要考慮工廠或車間的實際情況 同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備 推廣新技術(shù) 提高工藝水平 此外 還要考慮一些其它因素 如加工表面物理機械性能的特殊要求 工件形狀和重量等 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法 再選擇前面各工序的加工方法 如加工某一軸的主要外圓面 要求公差為 IT6 表面粗糙度為 Ra0 63 m 并要求淬硬時 其最終工序選用精度 前面準 備工序可為粗車 半精車 淬火 粗磨 8 3 2 2 加工方案的選擇 由參考文獻機械制造工藝機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)表 2 6 可以確定 平面 的加工方案為 粗銑 精銑 79IT 粗糙度為 Ra6 3 1 6 一般不淬 硬的平面 精銑的粗糙度可以較小 故上下端面可用粗銑 精銑 由參考文獻機械制造工藝機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)表 2 5 可以確定 44 00 021 孔的表面粗糙度要求為 1 6 則選擇孔的加方案序為 粗鏜 半 精鏜 精鏜 并且進行倒角 1x45 小孔 16 加工方法 零件毛坯不能直接鑄出孔 只能鑄出一個小坑 以便在以后加工時找正其中心 但其表面粗糙的要度求為 6 1 Ra 并且其孔 徑較小 所以選擇加工的方法是鉆 鉸 精鉸 R96 圓弧面的加工方法 采用數(shù)控機床進行加工 3 3 確定定位基準 3 3 1 粗基準的選擇 選擇粗基準時 考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量 使不加 工表面與加工表面間的尺寸 位子符合圖紙要求 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求 粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準 目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關(guān)系精度 如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面 則應(yīng)選 擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準 以求壁厚均勻 外形對稱 少裝夾等 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準 這樣可以保證該面有足夠的加 工余量 應(yīng)盡可能選擇平整 光潔 面積足夠大的表面作為粗基準 以保證定位 準確夾緊可靠 有澆口 冒口 飛邊 毛刺的表面不宜選作粗基準 必要時需 經(jīng)初加工 5 便于裝夾原則 6 保證不加工表面位置準確原則 7 粗基準一般不得重復(fù)使用原則 要從保證孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 能保證分度扇形板 在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位 從分度扇形板零件圖分析可 知 主要是選擇加工分度扇形板上下底面的裝夾定位面為其加工粗基準 故這里選用分度扇形板的下端面做為粗基準 3 3 2 精基準選擇的原則 9 基準重合原則 即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準 這樣可以避免定 位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差 基準統(tǒng)一原則 應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準 基準的統(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度 避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差 并且各工序所采用的夾具 比較統(tǒng)一 從而可減少夾具設(shè)計和制造工作 互為基準的原則 當兩個表面位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度 都要求很高時 可以互為基準反復(fù)加工 4 自為基準原則 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻 在加工 時就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準 此外 還應(yīng)選擇工件上精度高 尺寸較大的表面為精基準 以保證定位穩(wěn) 固可靠 并考慮工件裝夾和加工方便 夾具設(shè)計簡單等 要從保證孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 能保證分度扇形板 在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位 從分度扇形板零件圖分析可 知 它的上端面與 44 00 021 適于作精基準使用 但用一個平面和一個孔定 位限制工件自由度不夠 如果使用典型的一面兩銷定位方法 則可以滿足整個 加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求 所以再在分度盤上加上一個 定位銷 這樣零件的六個自由度就都限制好了 綜上所述 選擇精基準的原則時 考慮的重點是有利于保證工件的加工精 度并使裝夾方便 3 4 工藝路線的擬訂 對于批量生產(chǎn)的零件 一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準 分度扇形板的加 工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準 具體安排是先以孔和面定位粗加工分 度扇形板上下端面 再精加工上下端面 后續(xù)工序安排都應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔等原則 3 4 1 工序的合理組合 確定加工方法以后 就按生產(chǎn)類型 零件的結(jié)構(gòu)特點 技術(shù)要求和機床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù) 確定工序數(shù)的基本原則 工序分散原則 工序內(nèi)容簡單 有利選擇最合理的切削用量 便于采用通用設(shè)備 簡單的 機床工藝裝備 生產(chǎn)準備工作量少 產(chǎn)品更換容易 對工人的技術(shù)要求水平不 高 但需要設(shè)備和工人數(shù)量多 生產(chǎn)面積大 工藝路線長 生產(chǎn)管理復(fù)雜 工序集中原則 工序數(shù)目少 工件裝 夾次數(shù)少 縮短了工藝路線 相應(yīng)減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積 也簡化了生產(chǎn)管理 在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證 10 這些表面間的相互位置精度 使用設(shè)備少 大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床 以提高生產(chǎn)率 但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備 使成本增高 調(diào)整維修費 事 生產(chǎn)準備工作量大 一般情況下 單件小批生產(chǎn)中 為簡化生產(chǎn)管理 多將工序適當集中 但 由于不采用專用設(shè)備 工序集中程序受到限制 結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn) 加工工序完成以后 將工件清洗干凈 清洗是在 809c 的含 0 4 1 1 蘇打及 0 25 0 5 亞硝酸鈉溶液中進行的 清洗后用壓縮空氣吹干凈 保證 零件內(nèi)部雜質(zhì) 鐵屑 毛刺 砂粒等的殘留量不大于 mg2 3 4 2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時 應(yīng)考慮工序的數(shù)目 采用工序集中或工序分散是其兩個 不同的原則 所謂工序集中 就是以較少的工序完成零件的加工 反之為工序 分散 工序集中的特點 工序數(shù)目少 工件裝夾次數(shù)少 縮短了工藝路線 相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積 也簡化了生產(chǎn)管理 在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這 些表面間的相互位置精度 使用設(shè)備少 大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床 以提高生產(chǎn)率 但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備 使成本增高 調(diào)整維修費 事 生產(chǎn)準備工作量大 工序分散的特點 工序內(nèi)容簡單 有利選擇最合理的切削用量 便于采用通用設(shè)備 簡單的 機床工藝裝備 生產(chǎn)準備工作量少 產(chǎn)品更換容易 對工人的技術(shù)水平要求不 高 但需要設(shè)備和工人數(shù)量多 生產(chǎn)面積大 工藝路線長 生產(chǎn)管理復(fù)雜 工序集中與工序分散各有特點 必須根據(jù)生產(chǎn)類型 加工要求和工廠的具 體情況進行綜合分析決定采用那一種原則 一般情況下 單件小批生產(chǎn)中 為簡化生產(chǎn)管理 多將工序適當集中 但 由于不采用專用設(shè)備 工序集中程序受到限制 結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn) 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn) 使得工序集中的優(yōu)點更為突 出 即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量 從而可取的良好的經(jīng)濟效果 3 4 3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時 常把整個加工過程劃分為幾個階段 粗加工階段 11 粗加工的目的是切去絕大部分多于的金屬 為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件 并為半精加工 精加工提供定位基準 粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷 予以報廢或修補 以免浪費工時 粗加工可采用功率大 剛性好 精度低的機床 選用大的切前用量 以提 高生產(chǎn)率 粗加工時 切削力大 切削熱量多 所需夾緊力大 使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大 所以加工精度低 粗糙度值大 一般粗加工的公差等級為 IT11 IT12 粗糙度為 Ra160 100 m 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備 保證合適的加工余量 半精加工的公差等級為 IT9 IT10 表面粗糙度為 Ra10 1 25 m 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量 主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度 尺寸精度及表面粗糙度 使各主要表面達到圖紙要求 另外精加工工序安排在 最后 可防止或減少工件精加工表面損傷 精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量 工序變形小 有利于提高加工 精度 精加工的加工精度一般為 IT6 IT7 表面粗糙度為 Ra10 1 25 m 此外 加工階段劃分后 還便于合理的安排熱處理工序 由于熱處理性質(zhì) 的不同 有的需安排于粗加工之前 有的需插入粗精加工之間 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的 在實際生活中 對于剛性好 精 度要求不高或批量小的工件 以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階 段 在滿足加工質(zhì)量要求的前提下 通常只分為粗 精加工兩個階段 甚至不 把粗精加工分開 必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的 不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分 例如工序的定位精基準面 在粗加工階段就 要加工的很準確 而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工 3 4 4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差 形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下 成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專用機床 以便提高生產(chǎn)率 但同時考慮到經(jīng)濟效果 降低生產(chǎn) 成本 擬訂兩個加工工藝路線方案 見下 1 工藝路線方案一 工序 1 粗銑零件的上端面 以下端面為粗基準 工序 2 粗銑零件的下端面 以下端面為粗基準 工序 3 精銑零件的下端面 以上端面為精基準 工序 4 精銑零件的上端面 以下端面為精基準 12 工序 5 對 44 00 021 孔進行鉆孔 以下端面為基準 工序 6 對 44 00 021 孔進行擴孔 以下端面為基準 工序 7 對 44 00 021 孔進行粗鉸 以下端面為基準 進行倒角 1X45 以上 下端面為基準 工序 16 用數(shù)控機床加工 R96 外圓弧 以下端面和孔為基準 工序 9 中檢 工序 10 對 16 孔空進行鉆 鉸 精鉸 以 44 00 021 孔和下端面為基 準 工序 11 清洗表面 工序 12 剔除毛刺 工序 13 終檢 工藝路線方案二 工序 1 用數(shù)控機床加工 R96 外圓弧 以下端面和孔 44 00 021 為基準 工序 2 粗精銑上端面 以 R96 外圓弧為基準 工序 3 粗精銑下端面 以 R96 外圓弧和上端面為基準 工序 對 44 00 021 孔進行粗鏜 半精鏜 精鏜 并且進行倒角 1x45 以又端面為基準 工序 4 對 16 孔空進行鉆 鉸 精鉸 以 44 00 021 孔和下端面為基準 工序 5 對 44 00 021 孔進行粗鏜 半精鏜 精鏜 并且進行倒角 1x45 工序 11 清洗表面 工序 12 剔除毛刺 工序 13 終檢 3 工藝方案比較與分析 從工序可以看出 方案二由于銑面夾具設(shè)計非常難造價太高 并且由于 16 和 44 00 021 有對稱度要求 故應(yīng)先加工 44 00 021 再鉆 16 的孔 還有對于倒角 我們應(yīng)把倒角放在精鉸前 通過以上分析 方案一為合理 經(jīng)濟的加工工藝路線方案 3 5 分度扇形板的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確 定 分度扇形板的毛胚采用的是 HT200 制造 其材料是 HT200 最小抗拉強度 200 生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn) 采用鑄造毛坯 13 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 分度扇形板為鑄造件 對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求 1 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低 因此零件上只有與其它 機件配合的表面才需要進行機械加工 其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面 2 工藝基準與設(shè)計基準相一致 3 便于裝夾 加工和檢查 4 結(jié)構(gòu)要求統(tǒng)一 盡量使用普通設(shè)備和標準刀具進行加工 在確定毛坯時 要考慮經(jīng)濟性 雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近 可以減 少加工余量 提高材料的利用率 降低加工成本 但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 難 需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備 增加毛坯的制造成本 因此 毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能 在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后 必要時可據(jù)此繪出毛坯圖 3 5 2 分度扇形板的偏差計算 分度扇形板上下端面的偏差及加工余量計算 鑄件尺寸公差為 CT13 公差為 8mm 加工余量等級為 H 加工余量數(shù)值上 下面都為 4 5mm 所以鑄造出來的實際尺寸一般是在設(shè)計尺寸上下波動 上下端面加工余量的計算 根據(jù)工序要求 其加工分粗 精銑加工 粗銑 由機械余量加工手冊知 其單邊余量值規(guī)定為 1 4 1 16mm 現(xiàn)取 1 16mm 可知其粗銑時精度等級為 IT12 粗銑平面時厚度偏差取 0 21m 根 據(jù)毛胚的實際尺寸來定粗銑工步 精銑 由機械余量加工手冊知 其單邊余量值規(guī)定為 0 7mm 44 00 021 孔的偏差及加工余量計算 44 00 021 孔的偏差及加工余量計算 44 00 021 孔的偏差及加工余量計算 該孔精度要求為 IT7 由考參考文獻 1 知確定工序尺寸及余量為 鉆孔 40mm 2Z 1mm 擴鉆 42 32mm 2Z 1 16mm Z 為單邊余量 鉸 44 00 021 2Z 0 2mm 鑄件毛坯孔的基本尺寸分別為 44 1 1 16 0 2 19mm 3 16 孔孔的偏差及加工余量計算 該孔精度設(shè)為為 IT7 由考參考文獻 1 知確定工序尺寸及余量為 鉆孔 14 32mm 粗鉸 15 96mm 2Z 0 16mm Z 為單邊余量 14 精鉸 16H7mm 2Z 0 04mm Z 為單邊余量 該孔就可達到精度要求 4 外圓弧表面沿軸線長度加工余量及公差 外圓弧表面沿軸線長度加工余量及公差 精銑所能達到的加工經(jīng)濟精度為 IT16 IT9 表面粗糙度 外圓弧的加工工序是 先粗銑 后精銑 粗銑 查機械加工工藝手冊 取其加工余量為 1 2mm 精銑 查機械加工工藝手冊 取其加工余量為 0 16mm 鑄件外圓弧 R 取 100mm 3 6 確定切削用量及基本工時 工序 粗銑零件的上端面 以下端面為粗基準 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 1 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀 刀片采用 YG16 map5 1 d40 min 125v4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 ap5 2 決定每次進給量及切削速度 15 根據(jù) X63 型銑床說明書 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz in48 631510rdvns 按機床標準選取 1600wn min 3 140751vw 當 1600r min 時nrzfwm 607542 按機床標準選取 mf 3 計算工時 切削工時 則機動工時為l20l41ml32 7 7531 xfntwm 工序 2 粗銑零件的下端面 以上端面為粗基準 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 1 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀 刀片采用 YG16 map5 1 d40 min 125v4 z 2 決定銑削用量 4 決定銑削深度 ap5 1 5 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X63 型銑床說明書 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz in48 631510rdvns 按機床標準選取 1600wn 16 min 3 140751dnvw 當 1600r min 時 rznfwm 607542 按機床標準選取 mf 6 計算工時 切削工時 則機動工時為l20l41ml32 7 7531 xfntwm 工序 3 精銑零件的下端面 以上端面為精基準 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)mdw40 14 Z 銑削深度 pam5 2 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f maf 2 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 161 取V sV5 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 239401 3650rdV in r 實際銑削速度 smn 23 560 進給量 fVZaff 7 1 2514 0 工作臺每分進給量 m in207 sVf 由工序 5 可知 l329 l1ml2 走刀次數(shù)為 1 17 機動時間 jt min53 02 743921 mjfl 工序 4 精銑零件的上端面 以下端面為精基準 選用 X63 臥式銑床加工 選 用專用夾具 1 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)dw40 14 Z 銑削深度 pam5 2 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f maf 2 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 161 取V sV5 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 239401 3650rdV in r 實際銑削速度 smn 23 560 進給量 fVZaff 7 1 2514 0 工作臺每分進給量 m in27 sVf 由工序 5 可知 l329 l1ml2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in53 0 743921 mjfl 工序 5 對 44 00 021 孔進行鉆孔 以下端面為基準 確定進給量 根據(jù)參考文獻 表 2 7 當鋼的 f MPab8 時 由于本零件在加工 孔時md20 r 47 0 39 m25 屬于低剛度零件 故進給量應(yīng)乘以系數(shù) 0 160 則 rf 35 0 29 5 根據(jù) Z525 機床說明書 現(xiàn)取 rmf 切削速度 根據(jù)參考文獻 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所以min 18v 18 min 2 3701810rdvnws 根據(jù)機床說明書 取 故實際切削速度為i 5rin 72 41032nvw 切削工時 則機動工時為ml4l9ml2in86 025 3721 fnltwm 工序 6 對 44 00 021 孔進行擴孔 以下端面為基準 切削深度 pam8 1 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 52 取f rmf 2 1 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 53 取V sV50 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 78 214 365010rdV in 10r 實際切削速度 smn 4 600 被切削層長度 lm1 刀具切入長度 mctgctgkdDr 58 21025 8 3 1 20 刀具切出長度 取2l4 1ml2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in09 15 38021 fnlj 加工加油孔機動時間 2jt i26 7 jjt 由于 12jjt 本工序機動時間 min6 02 jjt 工序 9 對 44 00 021 孔進行精鉸 進行倒角 1X45 以下端面為基準 切削深度 pa 19 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 516 取f rmf 0 3 51 rmf 5 1 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 60 取V sV 7 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 2114 360701rdV in 30r 實際切削速度 smn 9 600 被切削層長度 lm2 刀具切入長度 1 mctgctgkdDr 04 21285 1 0 刀具切出長度 2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 3jt min05 3 14221 fnlj 定位孔加工機動時間 jt in3 05 8 2 jjjj tt 本工序機動時間 mi3 0j 工序 10 對 R96 外圓弧進行粗銑和精銑 以下端面和孔為基準 使用專用夾具 銑刀直徑 齒數(shù)dw16 6 Z 銑削深度 pam3 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 77 取f Zmaf 2 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 1616 取V sV3 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 126504 310rdV mi 150rn 實際銑削速度 smn 39 601 0 進給量 fVZaff 52 20 工作臺每分進給量 mf min 180 3sVf 走刀次數(shù)為 1 機動時間 其中 2jt i46 1802 0 mjfD D260 因為 12jjt 本工序機動時間 j in46 2 jjt 工序 12 對 16 孔空進行鉆 粗鉸 精鉸 以 44 00 021 孔和下端面為 基準 使用專用夾具 機床 臺式鉆床 406ZA 刀具 根據(jù)參照參考文獻 3 表 4 3 9 選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度 pam 根據(jù)參考文獻 3 表 查得 進給量 切削速度3 2 0 2 fmr sV 36 0 機床主軸轉(zhuǎn)速 n in 14784 36010rdV 按照參考文獻 3 表 3 1 31 取 n 實際切削速度 v 0 5 106Dms 切削工時 被切削層長度 l3m 刀具切入長度 1 1 2 0242rctgkctg 刀具切出長度 取 2l4ml3 加工基本時間 jt124 1in0 6jLlfn 21 4 夾具設(shè)計 4 1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆圓周面上 3 個 16 的孔 加工時要滿足粗糙度要求 為了保證技術(shù)要求 最關(guān)鍵是找到定位基準 同時 應(yīng)考慮如何提高產(chǎn)品生產(chǎn) 率和降低勞動強度 提高企業(yè)經(jīng)濟效益 4 2 定位基準的選擇 由零件圖可知 上下端面進行了粗 精銑加工 44 00 021 孔進行了粗 半精 精鏜加工 因此 定位 夾緊方案有 方案 即一面 心軸和銷定位 夾緊方式選用螺母開口墊圈在心軸上夾緊 圖中對孔的的加工有位置公差要求 所以我們選擇底平面 孔和銷為定位 基準來設(shè)計鉆模模具 從而滿足孔的加工要求 工件定位用底面和孔定位限制 5 個自由度 用削限制一個自由度 保證了 6 個自由度都得到限制 利用分度 盤轉(zhuǎn)到 可以加工出 3 個空 4 3 鉆削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用 鉆床 Z525 刀具用高速鋼刀具 由參考文獻 5 查表 721 可得 鉆削力公式 F f 210D f Kp 8 0 式中 D 16mm f 0 2mm r 查表 821 得 Kp 6 0 19 HB 其中 HB 449 則 Kp 1 1116 即 F f 3942 4 N 實際所需夾緊力 由參考文獻 5 表 12 得 12KFW 22 有 120 7 16 安全系數(shù) K 可按下式計算有 6543210K 式中 60 為各種因素的安全系數(shù) 見參考文獻 5 表 12 可得 10 56 所以 Wa KxF 16160 7x1 56 1373 1692 N 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu) 取 1 56K 10 7 2 16 查參考文獻 5 1 2 26 可知壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計 算 210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻 5 可查得 6 2 76zr 901 052 29 其中 L 32mm 8N 螺旋夾緊力 W 0 4952 32 N 由上述計算易得 KW 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的 4 4 誤差分析與計算 該夾具以底面 兩孔為定位基準 要求保證被加工和孔粗糙度為 1 6 由 參考文獻 5 可得 圓柱位銷的定位誤差 由于是孔的誤差引起取 0 03mm 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 42 0 7zKC cos8jym 磨損造成的加工誤差 Mj 通常不超過 5 23 夾具相對刀具位置誤差 AD 取 m01 5 分度誤差 1 直線分度誤差查機床夾具設(shè)計知 Smin S X 1 X2 e Smax S X 1 X2 e 所以 F 2 X1 X2 e 2 回轉(zhuǎn)分度誤差查機床夾具設(shè)計知 a 4artcg f 4 2X 3 4R 誤差總和 0 070mm 滿足要求 4 5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔 工件以端面 一孔 一銷為定位基準 在定 位環(huán)上實現(xiàn)完全定位 采用手動螺旋壓板機構(gòu)夾緊工件 該夾緊機構(gòu)操作簡單 夾緊可靠 擰緊開口墊圈旁的螺母 可以使工件與分度機構(gòu)貼緊 擰緊另一個 螺母整個裝配體就夾緊了 這樣就可以開動機床進行第一個孔的加工 先鉆孔 然后換刀具進行鉸孔 這樣一個孔就加工好了 旋轉(zhuǎn)螺套 使分度盤與加具體 之間有空隙 這樣拔出對位銷就可以旋轉(zhuǎn)分度盤 旋轉(zhuǎn)到下一個孔 松開對位 銷反轉(zhuǎn)螺套直到不能再轉(zhuǎn) 這樣就可以進行加工第二個孔 用同樣的方法加工 第三個孔 加工完后 松開開口墊圈旁的螺母 開口墊圈取下 換上下一個工 件 如此往復(fù)進行 此次設(shè)計是對分度扇形板零件的加工工藝和夾具設(shè)計 其零件為鑄造 具 有體積小 零件復(fù)雜的特點 由于面比孔易加工 在制定工藝規(guī)程時 就先加 工面 再以面為基準來加工其它 其中各工序夾具都采用專用夾具 特別的對 于加工 16 孔工序中 選一面兩銷的定位方式 并以操作簡單的手動夾緊方式 夾緊 其機構(gòu)設(shè)計簡單 方便且能滿足要求 24 5 心得體會 通過這次課程設(shè)計 使我對零件制造過程 加工工藝和夾具設(shè)計都有了更 進一步的認識 也加深了對大學所學基礎(chǔ)知識的理解 課程設(shè)計是理論聯(lián)系實 際的最有效方法 是檢驗學生學習質(zhì)量 老師教育成效最直接的方法 在具體 設(shè)計過程中 必須考慮到方方面面的問題 可能在理論上正確無誤的設(shè)計 在 實際中往往存在各種問題 這樣 在設(shè)計時就必須考慮所設(shè)計的機構(gòu)是否合理 在實際運用中能否正常工作 而不僅僅考慮理論上的可行性 課程設(shè)計使我學 會了從實際出發(fā)加工零件和設(shè)計夾具 實踐是檢驗真理的唯一標準 在本次設(shè)計中 考慮到零件的加工難易 材料 成本等問題 所選用的零 部件都是操作簡單 通用性較強的標準件 從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的 加工 但也很有不足之處 無論怎樣 這次的課程設(shè)計使我獲益良多 過程曲 折可謂一語難盡 在此期間我也失落過 也曾一度熱情高漲 從開始時滿富盛 激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情 點點滴滴無不令我回味無長 在這兩星期中 用到了很多專業(yè)方面的知識 這就要求我們要在先掌握的 前提下過才能運用 學過的知識不扎實要倒回去再溫習 沒有學過的知識就需 要現(xiàn)學現(xiàn)用 無形之中對我們的要求就提高了 所謂先付出再收獲 兩星期下 來突然覺得自己學到了很多知識 看到自己設(shè)計 編輯出來的東西感到很欣慰 再則 在這期間 通過與同學一起研究探討 互相學習 更加理解孔子論語中 三人行 必有我?guī)?三個臭皮匠 頂個諸葛亮 深感團隊的力量遠大于單 個人 無論個人有多么強悍 在討論的過程中加深了同學間的友誼 增進了彼 此的了解 這也讓我銘記在以后學習 工作要互相幫助 單靠自己一個人是做 不出什么很大成就的 25 6 參考文獻 1 楊叔子 機械加工工藝師手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 2002 2 吳拓 方瓊珊 機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)書 北京 機械工業(yè)出版 社 2005 3 孫本緒 熊萬武 機械加工余量手冊 北京 國防工業(yè)出版社 1999 4 李云 機械制造工藝及設(shè)備指導(dǎo)手冊 北京 機械工業(yè)出版社 19916 5 王光斗 王春福 機床夾具設(shè)計手冊 M 上?？茖W技術(shù)出版社 2000 6 熊良山 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 華中科技大學出版社 2000 7 倪國良 機械制圖 江西高校出版社 2007 16 楊寧寧 AUTO CAD 機械制圖 清華大學出版社 2009 9 魏斯亮 李時駿 互換性與技術(shù)測量 北京理工大學出版社 2007