泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計【含CAD圖紙、工藝工序卡、說明書】
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機(jī) 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品型號零(部)件圖號共2 頁產(chǎn)品名稱泵蓋零(部)件名稱泵蓋第 1頁 車 間工序號工序名稱材料牌號5銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X52K夾 具 編 號夾 具 名 稱切 削 液專用夾具工序工時準(zhǔn)終單件序號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù)時間定額機(jī)動輔助1銑削30小端面端面銑刀,游標(biāo)卡尺50094.20.21.510.74523編制(日期)審核(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記更改文件號簽字日期機(jī) 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品型號零(部)件圖號共2 頁產(chǎn)品名稱泵蓋零(部)件名稱泵蓋第 2頁 車 間工序號工序名稱材料牌號7、8鏜HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)鏜床T740K夾 具 編 號夾 具 名 稱切 削 液專用夾具工序工時準(zhǔn)終單件序號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進(jìn)給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù)時間定額機(jī)動輔助1粗鏜18孔硬質(zhì)合金鏜刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具6001240.25210.7452精鏜18孔及端面倒角硬質(zhì)合金鏜刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具800800.2210.7453編制(日期)審核(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記更改文件號簽字日期機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片產(chǎn)品型號零(部)件圖號泵蓋第 1頁產(chǎn)品名稱泵蓋零(部)件名稱泵蓋共 1 頁材料牌號HT200毛坯種類 鑄件毛坯外形尺寸84X21每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備工藝裝備工時準(zhǔn)終單件01備料 鑄造鑄造一鑄造爐02熱處理時效處理鑄造一03銑銑削底面機(jī)加工二X52K端面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具04銑鉆鉸5定位銷孔機(jī)加工二Z525麻花鉆、鉸刀、游標(biāo)卡尺,專用夾具05銑銑削30小端面機(jī)加工二X52k 端面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具06銑車30臺階面及倒角1.5X45度機(jī)加工二CA6140車刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具07鉆粗鏜18孔機(jī)加工二T740K硬質(zhì)合金鏜刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具08鉆精鏜18孔及端面倒角機(jī)加工二T740K硬質(zhì)合金鏜刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具09鉆鉆3-9、锪平16孔機(jī)加工二Z525麻花鉆、游標(biāo)卡尺,專用夾具10鉆終檢11鉆清洗入庫12終檢13入庫編制 (日期)審核 (日期)會簽 (日期)處 數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計課 題:泵蓋加工工藝及夾具設(shè)計專 題:專 業(yè): 機(jī)械制造及自動化學(xué) 生 姓 名: 班 級: 學(xué) 號: 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時 間: 摘 要泵蓋零件的主要加工表面是平面及孔系。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,本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?;鶞?zhǔn)選擇以泵蓋的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn),以底面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面,再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。關(guān)鍵詞:泵蓋類零件;工藝;夾具;ABSTRACTBody parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: Angle gear seat parts; fixture;III目 錄摘 要IIABSTRACTIII第一章 加工工藝規(guī)程設(shè)計12.1 零件的分析12.1.1 零件的作用12.2 泵蓋加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施22.2.1 孔和平面的加工順序22.2.2 孔系加工方案選擇22.3 泵蓋加工定位基準(zhǔn)的選擇32.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇32.3.2 精基準(zhǔn)的選擇32.4 泵蓋加工主要工序安排32.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定52.6確定切削用量及基本工時(機(jī)動時間)62.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排15第二章 鏜18孔夾具設(shè)計192.1 研究原始質(zhì)料192.2 定位、夾緊方案的選擇192.3切削力及夾緊力的計算192.4 誤差分析與計算212.5 夾具體的設(shè)計222.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明23第三章 銑30小端面夾具設(shè)計243.1研究原始質(zhì)料243.2定位基準(zhǔn)的選擇243.3 切削力及夾緊分析計算243.4 誤差分析與計算263.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計273.5 夾具體的設(shè)計283.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明29總結(jié)31參 考 文 獻(xiàn)32V31 第一章 加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是泵蓋。泵蓋的主要作用是固定連接,保證各軸之間的中心距及平行度,并保證部件正確安裝。因此泵蓋零件的加工質(zhì)量,不但直接影響的裝配精度和運動精度,而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。2.1.2 零件的工藝分析由泵蓋零件圖可知。泵蓋是一個盤類零件,它的外表面上有兩個平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?,F(xiàn)分析如下:(1)以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括:底面的銑削加工;孔加工其中底面有表面粗糙度要求為。(2)以的支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括:;尺寸為15的前后端面。(3)以30小端面為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括:30小端面的銑削加工; 3-9孔、銷孔2-5孔加工其中底面有表面粗糙度要求為,2.2 泵蓋加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該泵蓋零件的主要加工表面是平面及孔系。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,對于泵蓋來說,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。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。2.2.1 孔和平面的加工順序泵蓋類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則:即先加工泵蓋上的基準(zhǔn)平面,以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。泵蓋的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大,用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固,因而容易保證孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件,便于對刀及調(diào)整,也有利于保護(hù)刀具。泵蓋零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則,將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案選擇泵蓋孔系加工方案,應(yīng)選擇能夠滿足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(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下,應(yīng)選擇價格最底的機(jī)床。根據(jù)泵蓋零件圖所示的泵蓋的精度要求和生產(chǎn)率要求,當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。(1)用鏜模法鏜孔在大批量生產(chǎn)中,泵蓋孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時,鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此,可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高,且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。(2)用坐標(biāo)法鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中,不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高,而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高,生產(chǎn)周期長,不大能適應(yīng)這種要求,而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外,在采用鏜模法鏜孔時,鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。用坐標(biāo)法鏜孔,需要將泵蓋孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差,然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運動的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。2.3 泵蓋加工定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:(1)保證各重要支承孔的加工余量均勻;(2)保證裝入泵蓋的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求,應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以泵蓋的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度,再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此,以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時,孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此,孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證泵蓋孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證泵蓋在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從泵蓋零件圖分析可知,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,雖然它是泵蓋的裝配基準(zhǔn),但因為它與泵蓋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)計方面都有一定的困難,所以不予采用。2.4 泵蓋加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。泵蓋加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到泵蓋加工完成為止,除了個別工序外,都要用作定位基準(zhǔn)。因此,底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出,因切削力較大,也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于泵蓋,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系,但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此,實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面,這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲,由于切削力較小,可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%1.1%蘇打及0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)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。根據(jù)以上分析過程,現(xiàn)將泵蓋加工工藝路線確定如下:工藝路線一:1、鑄造2、時效處理3、銑削底面4、鉆鉸5定位銷孔5、銑削30小端面6、車30臺階面及倒角1.5X45度7、粗鏜18孔8、精鏜18孔及端面倒角9、鉆3-9、锪平16孔10、終檢11、清洗入庫工藝路線二:1、鑄造2、時效處理3、銑削底面4、銑削30小端面5、車30臺階面及倒角1.5X45度6、粗鏜18孔7、精鏜18孔及端面倒角8、鉆鉸5定位銷孔9、鉆3-9、锪平16孔10、終檢11、清洗入庫以上加工方案大致看來合理,但通過仔細(xì)考慮,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,方案二把底面的鉆孔工序調(diào)整到后面了,這樣導(dǎo)致銑削加工定位基準(zhǔn)不足,特別鏜孔工序。以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一:1、鑄造2、時效處理3、銑削底面4、鉆鉸5定位銷孔5、銑削30小端面6、車30臺階面及倒角1.5X45度7、粗鏜18孔8、精鏜18孔及端面倒角9、鉆3-9、锪平16孔10、終檢11、清洗入庫2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“泵蓋”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200,硬度HB為170241,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鑄造毛坯。(1)底面的加工余量。根據(jù)工序要求,底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下:粗銑:參照機(jī)械加工工藝手冊第1卷表3.2.23。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:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.3.59,其余量值規(guī)定為。(2)前后端面加工余量。根據(jù)工藝要求,前后端面分為粗銑、精銑加工。各工序余量如下:粗銑:參照機(jī)械加工工藝手冊第1卷表3.2.23,其加工余量規(guī)定為,現(xiàn)取。(3)孔加工余量毛坯為實心,不沖孔。 2.6確定切削用量及基本工時(機(jī)動時間)工序1 無切削加工,無需計算工序2 無切削加工,無需計算工序3:銑削底面機(jī)床:銑床X52K刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。因其單邊余量:Z=3 mm所以銑削深度:精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm銑削深度:每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,取:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,取根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:按照參考文獻(xiàn)3表3.174,取 實際銑削速度: 進(jìn)給量: 工作臺每分進(jìn)給量: :根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取切削工時被切削層長度:由毛坯尺寸可知, 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: 機(jī)動時間:所以該工序總機(jī)動時間工序4:鉆2-5定位銷孔鉆定位孔4切削深度:進(jìn)給量:根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.39,取切削速度:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.41,取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取實際切削速度: 被切削層長度:刀具切入長度:刀具切出長度:走刀次數(shù)為1機(jī)動時間:鉸定位孔5定位銷孔切削深度:進(jìn)給量:根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.52,擴(kuò)盲孔取切削速度:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.53,取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取實際切削速度: 被切削層長度:刀具切入長度:刀具切出長度:走刀次數(shù)為1機(jī)動時間:工序5:銑削30小端面機(jī)床:銑床X52K刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。因其單邊余量:Z=3 mm所以銑削深度:精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm銑削深度:每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,取:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,取根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:按照參考文獻(xiàn)3表3.174,取 實際銑削速度: 進(jìn)給量: 工作臺每分進(jìn)給量: :根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取切削工時被切削層長度:由毛坯尺寸可知, 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: 機(jī)動時間:所以該工序總機(jī)動時間工序6、車30臺階面及倒角1.5X45度已知加工材料為灰鑄鐵,鑄件,有外皮,機(jī)床CA6140普通車床,工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。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CA6140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槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成.確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知:表1.4刀桿尺寸為,工件直徑400之間時, 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.29)在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知: =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)行校驗根據(jù)表130,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174207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1.292),故實際進(jìn)給力為: =950=1111.5 (1-2)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。.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=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算,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200219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 (1-3) =120 (1-4)根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為: = (1-5).校驗機(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,故實際切削時間的功率為: =1.7=1.2 (1-6)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C6201機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為:=3.75,=,=,=精車30臺階面及倒角1.5X45度所選刀具為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CA6140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槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成.確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知:表1.4刀桿尺寸為,工件直徑400之間時, 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.29)在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知: =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)行校驗根據(jù)表130,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174207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1.292),故實際進(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。.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=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算,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200219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 (1-12) =120 (1-13)根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為:= (1-14).校驗機(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,=,=,=工序8 :粗鏜18孔機(jī)床:臥式金剛鏜床刀具:硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料:進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.466,刀桿伸出長度取,切削深度為。因此確定進(jìn)給量。切削速度:參照參考文獻(xiàn)3表2.445,取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,按照參考文獻(xiàn)3表3.141,取實際切削速度:工作臺每分鐘進(jìn)給量: 被切削層長度:刀具切入長度: 刀具切出長度: 取行程次數(shù):機(jī)動時間:工序8、精鏜18孔及端面倒角粗加工后單邊余量Z=0.4mm,一次鏜去全部余量, ,精鏜后孔徑進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.466,刀桿伸出長度取,切削深度為。因此確定進(jìn)給量切削速度:參照參考文獻(xiàn)3表2.445,取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,按照參考文獻(xiàn)3表3.1441,取實際切削速度: 工作臺每分鐘進(jìn)給量:被切削層長度:刀具切入長度:刀具切出長度: 取行程次數(shù):機(jī)動時間:所以該工序總機(jī)動工時工序9:鉆3-9、锪平16孔(1)鉆孔切削深度:進(jìn)給量:根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.39,取切削速度:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.41,取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取實際切削速度: 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:(2)锪平16孔切削深度:進(jìn)給量:根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.39,切削速度:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.41,取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取實際切削速度: 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:2.7 時間定額計算及生產(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1:粗、精銑底面機(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2:鉆底面孔、鉸定位孔機(jī)動時間:輔助時間:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.41,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2.5.43,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3:粗銑凸臺機(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4:鉆側(cè)面孔機(jī)動時間:輔助時間:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.41,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2.5.43,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5:粗銑端面機(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。工序6:銑前后端面機(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。工序9:粗鏜前后端面支承孔機(jī)動時間:輔助時間:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.37,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2.5.39,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11:精鏜支承孔機(jī)動時間:輔助時間:參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.37,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2.5.39,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12:前后端面孔機(jī)動時間:輔助時間:參照鉆孔輔助時間,取裝卸工件輔助時間為,工步輔助時間為。則:參照鉆孔值,取單間時間定額: 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序14:精銑前后端面機(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)要求第二章 鏜18孔夾具設(shè)計2.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來加工鏜18孔,加工時除了要滿足粗糙度要求外,還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時,應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。2.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知:在對孔進(jìn)行加工前,底平面進(jìn)行了粗、精銑加工,底面孔進(jìn)行了鉆、鉸加工。2.3切削力及夾緊力的計算鏜刀材料:(硬質(zhì)合金鏜刀)刀具的幾何參數(shù): 由參考文獻(xiàn)5查表可得:圓周切削分力公式: 式中 查5表得: 查5表 取 由表可得參數(shù): 即:同理:徑向切削分力公式 : 式中參數(shù): 即:軸向切削分力公式 : 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)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即:安全系數(shù)K可按下式計算有:式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)5表可得: 所以有: 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有:式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得: 其中: 螺旋夾緊力:該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu),由表得:原動力計算公式 即: 由上述計算易得: 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(jī)構(gòu)。2.4 誤差分析與計算該夾具以一個平面和和2個定位銷定位,要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。由5和6可得: 定位誤差: 當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時 當(dāng)短圓柱銷以固定邊接觸時 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙通過分析可得: 因此:當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 磨損造成的加工誤差:通常不超過 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)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.5 夾具體的設(shè)計夾具體是夾具的基礎(chǔ)件,夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機(jī)整體。為了滿足加工要求,夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度,同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好,幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制,同時吸振性良好、抗壓能力好,故此選用鑄造夾具體,材料選取HT200,鑄造成型后時效處理,以消除內(nèi)應(yīng)力。2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述,該工件一面兩銷定位,為提高生產(chǎn)率,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動夾緊方式(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,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。第三章 銑30小端面夾具設(shè)計3.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來銑30小端面,該30小端面的中心線要滿足對稱度要求以及其30小端面兩邊的平行度要求。在銑此30小端面時,為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時,應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。3.2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,左右端面進(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:選下凸臺面平面、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)的移動壓板來夾緊。方案:選一面兩銷定位方式,2面用擋銷,夾緊方式用操作簡單,通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。分析比較上面二種方案:方案中的定位是不正確的,擋銷的位置是固定,且定位與夾緊應(yīng)分開,因夾緊會破壞定位。通過比較分析只有方案滿足要求,孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差,選擇小頭孔和大頭孔來定位,從而保證其尺寸公差要求。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。3.3 切削力及夾緊分析計算刀具:錯齒三面刃銑刀(硬質(zhì)合金) 刀具有關(guān)幾何參數(shù): 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計算公式: 有: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)作為實際所需夾緊力的數(shù)值,即: 安全系數(shù)K可按下式計算: 式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)5121可知其公式參數(shù): 由此可得: 所以 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(jī)構(gòu)。查參考文獻(xiàn)51226可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算:螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有:式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得: 其中: 螺旋夾緊力: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,受力簡圖如2.1.由表得:原動力計算公式 即: 由上述計算易得: 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(jī)構(gòu)。3.4 誤差分析與計算該夾具以一面兩銷定位。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: 由參考文獻(xiàn)5可得: 兩定位銷的定位誤差 : 其中:, 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差:通常不超過 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)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向30小端面中,一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形30小端面的配合,使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(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)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示: 圖5.1 夾具體30小端面形與螺釘根據(jù)T形30小端面的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4:表5.4 定向鍵 BLHhD夾具體30小端面形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195對刀裝置由對刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成撥叉30小端面精銑加工,所以選用側(cè)裝對刀塊。根據(jù)GB224380側(cè)裝對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.2所示:塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示: 圖5.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表5.5:表5.5 塞尺公稱尺寸H允差dC30.0060.253.5 夾具體的設(shè)計由于鑄造工藝性好,幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制,同時吸振性良好、抗壓能力好,故此選用鑄造夾具體,材料選取HT200,鑄造成型后時效處理,以消除內(nèi)應(yīng)力。3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式,在夾緊和松開工件時比較費時費力。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,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。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)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用??偨Y(jié)本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品,中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產(chǎn),工序就分得很散,中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。在本次設(shè)計中已無大的問題,基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較,有所不足。 參 考 文 獻(xiàn)1 劉文劍夾具工程師手冊M黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,20072 王光斗機(jī)床夾具設(shè)計手冊M上??茖W(xué)技術(shù)出版社,200283 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會金屬切削手冊M上海科學(xué)技術(shù)出版社,20024 楊叔子機(jī)械加工工藝師手冊M機(jī)械工業(yè)出版社,20005 徐鴻本機(jī)床夾具設(shè)計手冊M 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2003106 都克勤機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M 貴州人民出版社,200347 胡建新機(jī)床夾具M(jìn) 中國勞動社會保障出版社,200158 馮 道機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊M 安徽文化音像出版社,20039 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)M機(jī)械工業(yè)出版社,200010 馬賢智機(jī)械加工余量與公差手冊M中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,19941211 李 洪機(jī)械加工工藝手冊M 北京出版社,2006112 陳宏鈞實用金屬切削手冊M 機(jī)械工業(yè)出版社,20051致謝在論文工作中,得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持,在此表示衷心的感謝。在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲,謝謝!我想沒有他們的幫助,畢業(yè)設(shè)計就會做得很困難。這次畢業(yè)設(shè)計是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計的過程中也遇到了不少的問題,XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助,并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們,也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計。大學(xué)的艱苦跋涉,幾個月的精心準(zhǔn)備,畢業(yè)論文終于到了劃句號的時候,心頭照例該如釋重負(fù),但寫作過程中常常出現(xiàn)的輾轉(zhuǎn)反側(cè)和力不從心之感卻揮之不去。論文寫作的過程并不輕松,工作的壓力時時襲擾,知識的積累尚欠火候,于是,我只能一次次埋頭于圖書館中,一次次在深夜奮筆疾書。第一次花費如此長的時間和如此多的精力,完成一篇具有一定學(xué)術(shù)價值的論文,其中的艱辛與困難難以訴說,但曲終幕落后留下的滋味,值得我一生慢慢品嘗。敲完最后一個字符,重新從頭細(xì)細(xì)閱讀早已不陌生的文字,我感觸頗多。雖然其中沒有什么值得特別炫耀的成果,但對我而言,是寶貴的。它是無數(shù)教誨、關(guān)愛和幫助的結(jié)果。我要感謝我的指導(dǎo)教師XX老師。老師雖身負(fù)教學(xué)、科研重任,仍抽出時間,不時召集我和同門以督責(zé)課業(yè),從初稿到定稿,不厭其煩,一審再審,大到篇章布局的偏頗,小到語句格式的瑕疵,都一一予以指出。是他傳授給我方方面面的知識,拓寬了我的知識面,培養(yǎng)了我的功底,對論文的完成不無裨益。我還要感謝學(xué)院所有教過我的老師,是你們讓我成熟成長;感謝學(xué)院的各位工作人員,他細(xì)致的工作使我和同學(xué)們的學(xué)習(xí)和生活井然有序。謹(jǐn)向我的父母和家人表示誠摯的謝意。他們是我生命中永遠(yuǎn)的依靠和支持,他們無微不至的關(guān)懷,是我前進(jìn)的動力;他們的殷殷希望,激發(fā)我不斷前行。沒有他們就沒有我,我的點滴成就都來自他們。讓我依依不舍的還有各位學(xué)友、同門和室友。在我需要幫助的時候他們伸出溫暖的雙手,鼎立襄助。能和他們相遇、相交、相知是人生的一大幸事。本論文的完成遠(yuǎn)非終點,文中的不足和淺顯之處則是我新的征程上一個個新的起點。我將繼續(xù)前行!34
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