撥叉零件的鉆Φ9孔夾具設(shè)計及機械加工工藝規(guī)程制定含4張CAD圖
撥叉零件的鉆9孔夾具設(shè)計及機械加工工藝規(guī)程制定含4張CAD圖,零件,夾具,設(shè)計,機械,加工,工藝,規(guī)程,制定,制訂,cad
機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 學(xué) 院: 專 業(yè): 姓 名: 學(xué) 號 : 2014 年 6 月 目 錄 摘 要 1 1 課程設(shè)計 2 2 撥叉的分析 3 2.1 撥叉的工藝分析 4 2.2 撥叉的工藝要求 4 3 工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1 加工工藝過程 5 3.2 確定各表面加工方案 5 3.2.1 影響加工方法的因素 5 3.2.2 加工方案的選擇 5 3.3 確定定位基準(zhǔn) 6 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 6 3.4 工藝路線的擬訂 7 3.4.1 工序的合理組合 7 3.4.2 工序的集中與分散 8 3.4.3 加工階段的劃分 8 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 9 3.5 撥叉的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 10 3.5.2 撥叉的偏差計算 10 3.6 確定切削用量及基本工時(機動時間) 12 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 18 4 鉆孔夾具設(shè)計 20 4.1 研究原始質(zhì)料 20 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 21 4.3 切削力及夾緊力的計算 23 4.4 誤差分析與計算 23 4.5 零、部件的設(shè)計與選用 23 4.5.1 定位銷選用 24 4.5.2 夾緊裝置的選用 24 4.5.3 鉆套、襯套、鉆板設(shè)計與選用 24 46 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 25 結(jié) 論 26 參考文獻 27 1I 摘 要 此次設(shè)計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計,其零件為鑄件, 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(zhǔn)來加工其它,其中各工序夾具都采用 專用夾具,特別的對于加工大頭孔、槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中, 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。 關(guān)鍵詞 撥叉,加工工藝,專用夾具,設(shè)計 2 1、課程設(shè)計 課程設(shè)計的題目: 拔叉零件的機械加工工藝規(guī)程制定及夾具設(shè)計 課程設(shè)計的時間: 2019 年 6 月 1 日-2019 年 6 月 16 日 課程設(shè)計的目的及要求: 機械加工工藝課程設(shè)計是機械類學(xué)生在學(xué)完了機械制造技術(shù),進 行了生產(chǎn)實習(xí)之后的一項重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計主要培 養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力,使學(xué)生 進一步鞏固有關(guān)理論知識,掌握機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的方法,提高 獨立工作的能力,為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。 要求: 1 對零件圖進行工藝分析。 2 對零件進行分析后,初步擬定工藝路線、確定切削余量、繪制零件 的毛坯,填寫機械加工工藝過程卡。 3 進行切削用量、機械加工時間等的計算和查表。 4 填寫機械加工工序卡片。 5 對指定工序提出工裝設(shè)計任務(wù)書。 6 根據(jù)工裝設(shè)計任務(wù)書(教師指定)進行機床專用夾具設(shè)計,包括設(shè) 計方案的確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計、定位誤差和夾緊力的計算,繪制夾具裝配 圖、零件圖等等。 7 編寫課程設(shè)計說明書。 3 2 撥叉的分析 2.1 撥叉的工藝分析 撥叉是一個很重要的零件,因為其零件尺寸比較小,結(jié)構(gòu)形狀較 復(fù)雜,但其加工孔和底面的精度要求較高,此外還有小頭孔端要求加 工,對精度要求也很高。撥叉的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度 要求都是 ,所以都要求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公6.1Ra 差要求,撥叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求,所要加工的槽, 在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求等。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 撥叉的工藝要求 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。 4 圖 2.1 撥叉零件圖 該加工有七個加工表面:平面加工包括撥叉底面、大頭孔上平面; 孔系加工;小頭孔端的槽加工。 以平面為主有: 撥叉底面的粗、精銑加工,其粗糙度要求 是 ;6.1Ra 大頭孔端面的粗、精銑加工,其粗糙度要 求是 。. 孔系加工有: 小頭孔鉆、擴和鉸加工,其表面粗糙度要求 小孔鉆加工,小孔表面粗糙度要求6 。12.5Ra 小頭孔端槽的加工,該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊 ,1.6Ra 5 而槽底的表面粗糙度要求是 。3.6Ra 最后為大頭孔的銑斷加工,要求斷口粗糙度 。3.6Ra 撥叉毛坯的,因為生產(chǎn)率很高,所以可以免去每次造型。單邊余 量一般在 ,結(jié)構(gòu)細(xì)密,能承受較大的壓力,占用生產(chǎn)的面積較13m 小。因其年產(chǎn)量是 5000 件,由3表 2.13 可知是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對撥叉零件的結(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鍛和中批的批量生產(chǎn)方式,從而 為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知,該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽 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,對于撥叉來說,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:撥叉的尺寸精度,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(dá)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)計撥叉的加工工藝來說,應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和 槽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 6 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(xì)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 Ra0.63m,并要求淬硬時,其 最終工序選用精度,前面準(zhǔn)備工序可為粗車半精車淬火 粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 由參考文獻3表 2.112 可以確定,平面的加工方案為:粗 銑精銑( ) ,粗糙度為 6.3 0.8,一般不淬硬的平面,79IT:aR 精銑的粗糙度可以較小。 由參考文獻3表 2.111 確定, 孔的表面粗糙度要求為4 6.3,則選擇孔的加方案序為:粗鏜精鏜。 小頭孔加工方法: 加零件毛坯不能直接出孔,只能鍛出一個小坑,以便在以后加工 時找正其中心,但其表面粗糙度的要求為 ,所以選擇加工的方6.1Ra 法是鉆擴鉸。 孔加工方法: 因為孔的表面粗糙度的要求都不高,是 ,所以我們采用2.5 一次鉆孔的加工方法。 小頭端面槽的加工方法是: 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高,為 ,所以我們采用粗6.1Ra 銑精銑。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時,考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量, 7 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(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求: 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)。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(zhǔn)。例如:機床 床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面 作為粗基準(zhǔn),加工床身的底面,再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這 樣就能保證均勻地去掉較少的余量,使表層保留而細(xì)致的組織,以增 加耐磨性。 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn), 以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選 作粗基準(zhǔn),必要時需經(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證撥 叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分 析可知,主要是選擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣 可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?;鶞?zhǔn)的統(tǒng)一 有利于保證各表面間的位置精度,避免基準(zhǔn)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。例 如:軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位, 這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面,而且保證了各外圓表面的 同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時,有時兩個被加工面,可以 互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如:對淬火后的齒輪磨齒,是以齒面為基準(zhǔn)磨 內(nèi)孔,再以孔為基準(zhǔn)磨齒面,這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則,有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻, 可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如:磨削機床導(dǎo)軌面時,是以導(dǎo)軌 面找正定位的。此外,像拉孔在無心磨床上磨外圓等,都是自為基準(zhǔn) 8 的例子。 此外,還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn),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,能保證撥 叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分 析可知,它的底平面與 小頭孔,適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個209H 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。至于兩側(cè)面,因為是非加工表面,所以也可以用 的孔為加4 工基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)的原則時,考慮的重點是有利于保證工件的加工精度 并使裝夾準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉 的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面 定位粗、精加工撥叉底面大頭孔上平面。 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。 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(zhǔn)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(zhǔn)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(dāng) 9 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 的含809c: 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 。mg20 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(zhǔn)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(zhǔn)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(dāng) 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(zhǔn)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 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬,為以后的精加工創(chuàng)造 10 較好的條件,并為半精加工,精加工提供定位基準(zhǔn),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 IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 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(zhǔn)備,保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。 表面粗糙度為 Ra101.25m。 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(dá)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 IT6IT7,表面粗糙度為 Ra101.25m。 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(yán)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(zhǔn)面,在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)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。見下表: 鑄造時效處理 粗銑大端面 1 精銑大端面 1 11 粗銑大端面 1 精銑大端面 2 鉆、擴、鉸20 孔 插鍵槽 粗銑 18 槽 精銑 18 槽 鉆、鉸9 孔 鉆、鉸3 孔 由以上分析:方案為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過 程如下表: 鑄造時效處理 粗銑大端面 1 精銑大端面 1 粗銑大端面 1 精銑大端面 2 鉆、擴、鉸20 孔 插鍵槽 粗銑 18 槽 精銑 18 槽 鉆、鉸9 孔 鉆、鉸3 孔 3.5 撥叉的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉的鑄件采用的是 HT200,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn),采用鑄件 毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 撥叉為鑄件件,對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求: 12 由于鑄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。 為了使金屬容易充滿膛和減少工序,鑄件外形應(yīng)力求簡單、 平直的對稱,盡量避免鑄件截面間差別過大,或具有薄壁、高筋、高 臺等結(jié)構(gòu)。 鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一,盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)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 撥叉的偏差計算 撥叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求,其加工分粗、精銑加工。 各工步余量如下: 粗銑:由參考文獻4表 1119。其余量值規(guī)定為 ,現(xiàn)2.05m 取 。查 3可知其粗銑時精度等級為 IT12,粗銑平面時厚度偏差2.m 取 01 精銑:由參考文獻3表 2.359,其余量值規(guī)定為 。1. 鑄件毛坯的基本尺寸為 ,又由參考文獻 4表42.1045.2m 1119 可得鑄件尺寸公差為 。10.6 毛坯的名義尺寸為: . 毛坯最小尺寸為: 5. 毛坯最大尺寸為: 421. 粗銑后最大尺寸為: 03m 粗銑后最小尺寸為: .4.79 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同,且保證各個尺寸精度 15d8。 大小頭孔的偏差及加工余量計算 13 參照參考文獻3表 2.22,2.225,2.313 和參考文獻15 表 18,可以查得: 孔: 鉆孔的精度等級: ,表面粗糙度 ,尺寸偏差是1IT12.5Raum 。m2.0 擴孔的精度等級: ,表面粗糙度 ,尺寸偏差是03. 。84. 鉸孔的精度等級: ,表面粗糙度 ,尺寸偏差是8IT1.6Rau 。0.3 粗、精銑槽 參照參考文獻1表 215,得其槽邊雙邊粗加工余量 2Z=2.0mm,槽深加工余量為 1.0mm,再由參照參考文獻1表 215 的 刀具選擇可得其極限偏差:粗加工為 ,精加工為 。0.10.13 槽兩邊毛坯名義尺寸為: 2.58m 槽兩邊毛坯最大尺寸為: .5 槽兩邊毛坯最小尺寸為: 1.0 粗銑兩邊工序尺寸為: 85 粗銑槽底工序尺寸為:27 精銑兩邊工序尺寸為: ,已達(dá)到其加工要求: 。0.132 0.325 3.6 確定切削用量及基本工時(機動時間) 工序 1:粗、精銑 E 平面。 機床:銑床 X52K 刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀) ,材料: ,15YT ,齒數(shù) ,此為粗齒銑刀。0Dm5Z 因其單邊余量:Z=2.2mm 所以銑削深度 :pa2.m 精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm 銑削深度 :p1.0 每齒進給量 :根據(jù)參考文獻3表 2.473,取 :fa 0.15/famZ 根據(jù)參考文獻3表 2.481,取銑削速度 2.8/Vs 每齒進給量 :根據(jù)參考文獻3表 2.473,取 根f f/8. 14 據(jù)參考文獻3表 2.481,取銑削速度 2.47/Vms 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n102.47601.9/in31Vrd 按照參考文獻3表 3.174,取 475 實際銑削速度 :v .402.9/106nms 進給量 : fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺每分進給量 : m.247.5infVs :根據(jù)參考文獻3表 2.481,取a ma6 切削工時 被切削層長度 :由毛坯尺寸可知 , l 14l8l 刀具切入長度 :1 20.5()(3lDa2.061)2m 刀具切出長度 :取2lml2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 : jt12420.36in7.5jmlf 機動時間 :1jt1268.19i.jlf 所以該工序總機動時間 10.5minjjtt 工序 2:粗、精銑 F 面。 機床:臥式銑床 602X 刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀) ,材料: ,15YT ,齒數(shù) 8,此為細(xì)齒銑刀。10Dm 因其單邊余量:Z=2.2mm 所以銑削深度 :pa2.m 精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm 15 銑削深度 :pa1.0m 每齒進給量 :根據(jù)參考文獻3表 2.473,取 根f Zmaf/18.0 據(jù)參考文獻3表 2.481,取銑削速度 2.47/Vs 每齒進給量 :根據(jù)參考文獻3表 2.473,取 :fa .5/f 根據(jù)參考文獻3表 2.481,取銑削速度 .8/ms 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n102.86053/in314Vrd 按照參考文獻3表 3.131,取 60/ir 實際銑削速度 :v.143.14/0dnms 進給量 :fV.586/02/ffaZ 工作臺每分進給量 : m17infVs 被切削層長度 :由毛坯尺寸可知 ,l 4lm68l 刀具切入長度 :精銑時110lD 刀具切出長度 :取2l2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 :2jt12402.34min7jmlf 機動時間 :2jt1268.ijlf 所以該工序總機動時間 20.5injjtt 工序 3:鉆、擴、鉸 孔。09H 機床:立式鉆床 Z525 刀具:根據(jù)參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔 209 鉆孔 時先采取的是鉆 孔,再擴到 ,所以 。H171.717Dm 切削深度 :pa8.5m 16 進給量 :根據(jù)參考文獻3表 2.438,取 。f rmf/3.0 切削速度 :參照參考文獻3表 2.441,取 。V 48Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n ,100.486539./in317vrd 按照參考文獻3表 3.131,取 60 所以實際切削速度 :v.1473.56/0dnms 切削工時 被切削層長度 :l42m 刀具切入長度 :1 17()105.962rDlctgkctgm 刀具切出長度 : 取l42l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 : jt630.5in.jLfn 擴孔 209H 刀具:根據(jù)參照參考文獻3表 4.331 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花 擴孔鉆頭。 片型號:E403 因鉆孔 時先采取的是先鉆到 孔再擴到 ,所以2091719.7 ,19.7Dm17d 切削深度 :pa.35m 進給量 :根據(jù)參考文獻3表 2.452,取 。f 0.6/fmr 切削速度 :參照參考文獻3表 2.453,取 。V 4Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n100.462.78/in319vrD 按照參考文獻3表 3.131,取 50n 所以實際切削速度 :v.1.52/06dms 17 切削工時 被切削層長度 :l42m 刀具切入長度 有:11 9.71(2)20.8632rDdlctgkctgm 刀具切出長度 : ,取lm42l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 :2jt30.16in.5jLfn 鉸孔 09H 刀具:根據(jù)參照參考文獻3表 4.354,選擇硬質(zhì)合金錐柄機用 鉸刀。 切削深度 : ,且 。pa.15m20D 進給量 :根據(jù)參考文獻3表 2.458, 取f rmf/0.21 。rmf/0.2 切削速度 :參照參考文獻3表 2.460,取 。V sV/3. 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n100.3265.73/min14rD 按照參考文獻3表 3.131 取 1 實際切削速度 :v.206.3/10ns 切削工時 被切削層長度 :l42m 刀具切入長度 ,101 019.7()20.9rDdlctgkctgm 刀具切出長度 : 取2l4l32 走刀次數(shù)為 1 18 機動時間 :3jt42.093.7min15jLnf 該工序的加工機動時間的總和是 :jt0.2516.07.48minj 工序 5:粗、精銑槽。 機床:雙立軸圓工作臺銑床 KX52 刀具:錯齒三面刃銑刀 粗銑槽 切削深度 :pa9.m 根據(jù)參考文獻3表 查得:進給量 ,根據(jù)參考24760.6/famz 文獻1表 查得切削速度 。30/inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n ,102.1/i3.45rd 按照參考文獻3表 3.174,取 7n 實際切削速度 :v.0.5/106nms 進給量 :fV.87/1.3/ffaZ 工作臺每分進給量 : m58infVs 被切削層長度 :由毛坯尺寸可知 , l 20lm 刀具切入長度 :1 0.5(2)lD =63mm 刀具切出長度 :取2ll2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 : jt120631.05min8jmlf 精銑槽 切削深度 :pa.0 根據(jù)參考文獻3表 查得:進給量 ,根據(jù)參考24760.8/faz 文獻1表 查得切削速度 ,303/inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n 19 ,102345.8/min.160Vnrd 按照參考文獻3表 3.174,取 。7 實際切削速度 :v.04/ns 進給量 :fV0.8247.5/61.39/ffaZm 工作臺每分進給量 : m8infVs 被切削層長度 :由毛坯尺寸可知 , l 0l 刀具切入長度 :1 0.5(2)lD =81mm 刀具切出長度 :取2lml2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 : 2jt12081.23in.6jmlf 本工序機動時間: 12.5.8mijjtt 工序 6:鉆孔 機床:臺式鉆床 406ZA 刀具:根據(jù)參照參考文獻3表 4.39,選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 頭 切削深度 :pam3 根據(jù)參考文獻3表 查得:進給量 ,切削速度4.20.2/fmr 。smV/36.0 機床主軸轉(zhuǎn)速 :n ,in/14764.3010rdV 按照參考文獻3表 3.131,取 。0n 實際切削速度 :v.5/10Dms 切削工時 被切削層長度 :l3m 20 刀具切入長度 :1l 6(12)0242rDctgkctgm 刀具切出長度 : 取 。2m4l3 加工基本時間 : jt124.1in0.6jLlfn 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求,該撥叉的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個 工作日計算,每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 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 22.8min。 參照參考文獻3表 2.52,機械加工單件(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 ) Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為: )(ttfjd 其中: 單件時間定額 基本時間(機動時jt 間) 輔助時間,用于某工序加工每個工件時都要進行的各ft 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k 比值 粗、精銑 E、F 面 粗加工機動時間 :jt0.5minj粗 精加工機動時間 : 8精 輔助時間 :參照參考文獻3表 2.545,取工步輔助時間為ft 。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min41.0 , 則 min41.0ft :根據(jù)參考文獻 3表 2.548,k 13k 單間時間定額 有:dt()(%(0.5)(%)2.min.8ifdjtk粗 粗 181435fjt精 精 21 因此應(yīng)布置二臺粗、精機床即可以完成此二道工序的加工,達(dá)到 生產(chǎn)要求。 鉆、擴、鉸 孔209H 機動時間 : jt.5.16.07.48minj 輔助時間 :參照參考文獻3表 2.541,取工步輔助時間為f 。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min75.1 為 , 則 in75.1.ft :根據(jù)參考文獻 3表 2.543,k 14.2k 單間時間定額 :dt()1%(0.48175)(.%).0min2.8idjftk 因此應(yīng)布置一臺機床即可完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求 粗、精銑槽 加工機動時間 :jt2.8minj 輔助時間 :參照參考文獻3表 2.545,取工步輔助時間為f 。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min41.0 , 則 in41.0ft :根據(jù)參考文獻 3表 2.548, 。k 3k 單間時間定額 有:dt()1%(2.814)(%)4.17min2.8ijfk 因此應(yīng)布置一臺機床即可以完成此道工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求。 鉆 孔6 機動時間 : jt0.1minj 輔助時間 :參照參考文獻3表 2.541,取工步輔助時間為f 。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min75.1 為 , 則 in75.1.ft :根據(jù)參考文獻 3表 2.543, 。k 14.2k 22 單間時間定額 ,由式(1.11)有:dt()1%(0.175)(2.14%).min2.8ijfk 因此應(yīng)布置一臺機床即可完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求 銑斷 加工機動時間 :jt0.61minj 輔助時間 :參照參考文獻3表 2.545,取工步輔助時間為f 。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min41.0 則 in41.ft :根據(jù)參考文獻 3表 2.548, 。k 13k 單間時間定額 有:dt()1%(0.6.4)(%)2.9min.8idjftk 因此應(yīng)布置一臺機床即可以完成此道工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求。 4、鉆孔夾具設(shè)計 41 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆圓周面上孔,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(zhǔn)。同時,應(yīng)考慮如何提高 勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 42 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知:在對槽進行加工前,底平面進行了粗、精銑加工, 孔進行了鉆、擴、鉸加工,進行了粗、精鏜加工。因此,定位、夾緊 方案有: 方案:選底平面、工藝孔和大頭孔定位,即一面、心軸和棱形 銷定位,夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔, 以便刀具能加工工件上的小孔。 方案:選一面兩銷定位方式,工藝孔用短圓柱銷, 用棱形4 銷定位,夾緊方式用操作簡單,通用性較強的移動壓板來夾緊。 23 分析比較上面二種方案:方案中的心軸夾緊、定位是不正確的, 孔端是不加工的,且定位與夾緊應(yīng)分開,因夾緊會破壞定位。心軸上 的開孔也不利于排銷。 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。 圖中對孔的的加工沒有位置公差要求,所以我們選擇底平面和兩 孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆,從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和 兩孔定位限制 5 個自由度。 43 切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 可得:721 切削力公式: .06f PFDfK 式中 m./r 查表 得: 8210.75()36bp 其中: 0.6b.48K 即: 95()fFN 實際所需夾緊力:由參考文獻5表 得:12 12KFW 有: 120.7,.6 安全系數(shù) K 可按下式計算有: 6543210K 式中: 為各種因素的安全系數(shù),見參考文獻 5表 60 12 可得: 1.20.1.301.56K 24 所以 95.081649.2()KfWFN 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 , ,1.56K10.72.16 查參考文獻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: )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻5可查得: 6.2.76zr90105229 其中: 3()Lm)(8NQ 螺旋夾緊力: 04.W 由上述計算易得: K 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 44 誤差分析與計算 該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn),要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該孔次性加工即可滿足要求。 由參考文獻5可得: 兩定位銷的定位誤差 : 11minDWd 1 21min2min.DdDdJWarctgL 其中: ,10.52D20D 25 ,10.dm20.3dm , inin4 且:L=135mm ,得 0.63DW .2Jm 夾緊誤差 : cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值: 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差: 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差: 取AD01. 誤差總和: 0.85jwm 4.5 零、部件的設(shè)計與選用 4.5.1 定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位,其參數(shù)如表 6.1 和 6.2: 表 6.1 可換定位銷 D d H 公稱尺 寸 允差 1h1b1dC1 26 14 1 8 16 15 0.0 11 22 5 1 4 M1 2 4 1 表 6.2 固定棱形銷 d d H 公稱尺 寸 允差 Lh1b1C1 40 5 0 20 22 +0.03 4 0.0 23 65 5 3 8 1 6 1.5 4.5.2 夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板,其參數(shù)如表 6.3: 表 6.3 移動壓板 公稱直徑 L BHlb1dK 6 45 20 8 19 6.6 7 M6 5 4.5.3 鉆套、襯套、鉆板設(shè)計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套 (其結(jié)構(gòu)如下圖所示)以減少更換鉆套的輔助時間。 27 圖 6.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 6.4: 表 6.4 鉆套 D d H 公稱尺 寸 允差 12Dh1mCr 6 12 12 +0.01 8 +0.00 7 22 18 10 4 9 0.5 18 0.5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示: 28 圖 6.2 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 6.5: 表 6.5 固定襯套 d D 公稱尺 寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 鉆板選用固定式鉆板,用 4 個沉頭螺釘和 2 個錐銷定位于夾具體 上。 46 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。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn), 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。 29 結(jié) 論 通過這次設(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(rèn)識,也加深了對大學(xué)三年中所學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和理 解。設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中,必須考 慮到方方面面的問題,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,使我學(xué)會了 從實際出發(fā)加工零件和設(shè)計夾具。 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(biāo)準(zhǔn)件,從現(xiàn)時以最低 的成本實現(xiàn)最先進的加工。但也有不足之處:特別是對于鏜孔夾具, 在刀具加工完退出工件孔時,有可能會劃傷工件內(nèi)孔表面,本可以在 夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng),使工件孔與定位立臺可升可降,這樣, 在刀具退出時,使定位立臺連同工件孔一起升起,從而避免劃傷。但 考慮到成本問題,未采用這種方法。為此,鏜孔的專用夾具還有待改 進。無論怎樣,這次的畢業(yè)設(shè)計使我獲益良多。 30 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, 2004。 2 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊M,上海:上??茖W(xué) 技術(shù)出版社,2004。 3 李洪,機械加工工藝手冊M ,北京:機械工業(yè)出版社, 1990。 4 方昆凡,公差與配合手冊M ,北京:機械工業(yè)出版社, 1999。 5 王光斗,王春福,機床夾具設(shè)計手冊M,上海科學(xué)技術(shù)出版 社,2000。 6 東北重型
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