推動架零件工藝規(guī)程及銑Φ50凸臺面夾具設(shè)計【氣動夾具】[含CAD圖紙和文檔所見即所得]

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課程設(shè)計 推動架零件工藝規(guī)程及銑端面夾具設(shè)計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘要 本文是有關(guān)推動架工藝步驟的說明和機床夾具設(shè)計方法的具體闡述。工藝設(shè)計是在學習機械制造技術(shù)工藝學及機床夾具設(shè)計后，在生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上，綜合運用所學相關(guān)知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機床夾具的設(shè)計，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。 目錄 第1章 引 言 4 1.1機械加工工藝規(guī)程制訂 4 1.2機械加工工藝規(guī)程的種類 4 1.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 5 第2章 零件的分析 5 2.1零件的作用 5 2.2零件的工藝分析 6 第3章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 7 第4章 選擇加工方法，制定工藝路線 8 4.1機械加工工藝設(shè)計 8 4.1.1基面的選擇 8 4.1.2粗基面的選擇 9 4.1.3精基面的選擇 9 4.2制定機械加工工藝路線 9 4.2.1工藝路線方案一 9 4.2.2工藝路線方案二 9 4.3工藝方案的比較與分析 10 4.4確定工藝過程方案 10 第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 11 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 11 5.1.1 選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床 11 5.1.2 選擇夾具 12 5.1.3 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 12 5.1.4 選擇量具 12 5.2確定工序尺寸 13 5.2.1面的加工（所有面） 13 5.2.2孔的加工 13 第6章 確定切削用量及基本時間 14 6.1 工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定 14 6.2 工序Ⅱ切削用量及基本時間的確定 16 6.3工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 17 6.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定 18 6.5工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定 19 6.6 工序Ⅵ的切削用量及基本時間的確定 20 6.7工序Ⅷ的切削用量及基本時間的確定 20 6.8 工序Ⅸ的切削用量及基本時間的確定 22 6.9 工序Ⅹ的切削用量及基本時間的確定 22 第7章 銑Φ50凸臺面夾具設(shè)計 24 7.1研究原始質(zhì)料 24 7.2定位基準的選擇 24 7.3切削力及夾緊分析計算 24 7.4誤差分析與計算 25 7.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計 26 7.6夾具體的設(shè)計 28 7.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 28 結(jié)論 29 致 謝 30 參考文獻 31 36 第1章 引 言 機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。 在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。 1.1機械加工工藝規(guī)程制訂 生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產(chǎn)品的技術(shù)、生產(chǎn)準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗調(diào)試、油漆包裝、以及產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)等。 機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為零件的全過程。 機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。 規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下： 1.機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應(yīng)，進行機床調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進行生產(chǎn)成本核算等。 2.機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。 3.機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術(shù)文件。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所須機床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排。 1.2機械加工工藝規(guī)程的種類 機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調(diào)整卡片。 機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。 機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。 1.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料： 1.產(chǎn)品的全套技術(shù)文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標準以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。 2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應(yīng)研究毛坯圖，了解毛坯余量，結(jié)構(gòu)工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。 3.車間的生產(chǎn)條件。即了解工廠的設(shè)備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產(chǎn)面積；工人的技術(shù)水平；專用設(shè)備；工藝裝備的制造性能等。 4.各種技術(shù)資料。包括有關(guān)的手冊、標準、以及國內(nèi)外先進的工藝技術(shù)等。 第2章 零件的分析 2.1零件的作用 據(jù)資料所示，可知該零件是推動架，是牛頭刨床進給機構(gòu)的中小零件，φ32mm孔用來安裝工作臺進給絲杠軸，靠近φ32mm孔左端處一棘輪，在棘輪上方即φ16mm孔裝一棘爪，φ16mm孔通過銷與杠連接桿，把從電動機傳來的旋轉(zhuǎn)運動通過偏心輪杠桿使推動架繞φ32mm軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。 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，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。 由零件圖可知，φ32、φ16的中心線是主要的設(shè)計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為兩組： 1.φ32mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ32mm的兩個端面及孔和倒角，φ16mm的兩個端面及孔和倒角。 2.以φ16mm孔為加工表面 這一組加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及內(nèi)孔φ10mm、M8-6H的內(nèi)螺紋，φ6mm的孔及120°倒角2mm的溝槽。 這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是： 1.φ32mm孔內(nèi)與φ16mm中心線垂直度公差為0.10； 2.φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。 由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻中有關(guān)面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 第3章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計算和查詢資料可知，毛坯重量約為0.72kg。生產(chǎn)類型為中小批量，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于φ32mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效進行處理。 由參考文獻可知，差得該鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級，加工余量等級MA為G級，故CT=10級，MA為G級。 表3.1用查表法確定各加工表面的總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 φ27的端面 92 H 4.0 頂面降一級，單側(cè)加工 φ16的孔 φ16 H 3.0 底面，孔降一級，雙側(cè)加工 φ50的外圓端面 45 G 2.5 雙側(cè)加工（取下行值） φ32的孔 φ32 H 3.0 孔降一級，雙側(cè)加工 φ35的兩端面 20 G 2.5 雙側(cè)加工（取下行值） φ16的孔 φ16 H 3.0 孔降一級，雙側(cè)加工 表3.2由參考文獻可知，鑄件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT φ27的端面 92 4.0 96 3.2 φ16的孔 φ16 6 φ10 2.2 φ50的外圓端面 45 5 50 2.8 φ32的孔 φ32 6.0 φ26 2.6 φ35的兩端面 20 5 25 2.4 φ16的孔 φ16 6 φ10 2.2 圖3.1所示為本零件的毛坯圖 圖3.1 零件毛坯圖 第4章 選擇加工方法，制定工藝路線 4.1機械加工工藝設(shè)計 4.1.1基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 4.1.2粗基面的選擇 對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準，從零件的分析得知，B6065刨床推動架以外圓作為粗基準。 4.1.3精基面的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設(shè)計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇φ32的孔和φ16的孔作為精基準。 4.2制定機械加工工藝路線 4.2.1工藝路線方案一 工序I 銑φ32mm孔的端面 工序II 銑φ16mm孔的端面 工序III 銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準的兩個端面 工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽 工序V 車φ10mm孔和φ16mm的基準面 工序VI 鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z525立式鉆床加工。 工序VII 鉆、擴、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z550立式鉆床加工 工序VIII 鉆半、精鉸、精鉸φ16mm,倒角45°。選用Z525立式鉆床 工序Ⅸ 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工 工序Ⅹ 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工 工序Ⅺ 拉溝槽R3 4.2.2工藝路線方案二 工序I 銑φ32mm孔的端面 工序II 銑φ16mm孔的端面 工序III 銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準的兩個端面 工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽 工序V 車φ10mm孔和φ16mm的基準面 工序VI 鉆、擴、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z535立式鉆床加工 工序VII 鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式鉆床加工 工序VIII 鉆半、精鉸、精鉸φ16mm,倒角45°。選用Z525立式鉆床 工序Ⅸ 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工 工序Ⅹ 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工 工序Ⅺ 拉溝槽R3 4.3工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按加工面再加工孔的原則進行加工的。方案一是先加工鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm的孔，然后以孔的中心線為基準距離12mm加工鉆、擴、鉸φ32mm,倒角45°，而方案二則與此相反，先鉆、擴、鉸φ32mm,倒角45°，然后以孔的中心線為基準距離12mm鉆φ16mm的孔，這時的垂直度容易保證，并且定位和裝夾都很方便，并且方案二加工孔是在同一鉆床上加工的.因此，選擇方案二是比較合理的。 4.4確定工藝過程方案 表 4.1 擬定工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 010 一箱多件沙型鑄造 020 進行人工時效處理 消除內(nèi)應(yīng)力 030 涂漆 防止生銹 040 銑φ32mm孔的端面 先加工面 050 銑φ16mm孔的端面 060 銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準的兩個端面 070 銑深9.5mm寬6mm的槽 080 車φ10mm孔和φ16mm的基準面 090 鉆、擴、鉸φ32mm，倒角45° 0100 鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45° 0110 鉆半、精鉸、精鉸φ16mm,倒角45° 0120 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H 0130 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角 后加工孔 0140 拉溝槽R3 0150 檢驗 0180 入庫 第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 由于生產(chǎn)類型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成. 5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 5.1.1 選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床 工序040、050銑φ32mm孔的端面和銑φ16mm孔的端面，因定為基準相同。工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇XA6132臥銑銑床。 工序060銑φ32mm孔和銑φ16mm的孔在同一基準的兩個端面，宜采用臥銑。選擇XA6132臥式銑床。 工序070銑深9.5mm，寬6mm的槽，由于定位基準的轉(zhuǎn)換。宜采用臥銑，選擇XA6132臥式銑床。 工序080車φ10mm孔和φ16mm的基準面本工序為車端面，鉆孔φ10mm，車孔φ16mm，孔口倒角。宜選用機床CA6140車床。 工序090 鉆、擴、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z535立式鉆床。 工序0100鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式鉆床加工。 工序0110鉆半、精鉸、精鉸φ16mm,倒角45°。選用Z525立式鉆床。 工序0120鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工。 工序0130鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工。 工序0140 拉溝槽R3 選用專用拉床。 5.1.2 選擇夾具 本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 5.1.3 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 1.銑刀依據(jù)資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為 d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。 2.鉆φ32mm的孔選用錐柄麻花鉆。 3.鉆φ10mm和鉆、半精鉸φ16mm的孔。倒角45°，選用專用刀具。 4.車φ10mm孔和φ16mm的基準面并鉆孔。刀具：選擇高速鋼麻花鉆， do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝120°，45度車刀。 5.鉆螺紋孔φ6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機用絲錐。 6.拉溝槽R3選用專用拉刀。 5.1.4 選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關(guān)資料，選擇如下： 1.選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。 2.選擇加工孔量具 因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內(nèi)徑千分尺即可。 3.選擇加工槽所用量具 槽經(jīng)粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗銑時均為IT14;半精銑時，槽寬為IT13，槽深為IT14。故可選用讀數(shù)值為0.02mm測量范圍0～150mm的游標卡尺進行測量。 5.2確定工序尺寸 5.2.1面的加工（所有面） 根據(jù)加工長度的為50mm，毛坯的余量為4mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)《機械工藝手冊》表2.3-21加工的長度的為50mm、加工的寬度為50mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 5.2.2孔的加工 1. φ32mm. 毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ31mm. 2z=16.75mm 擴孔：φ31.75mm 2z=1.8mm 粗鉸：φ31.93mm 2z=0.7mm 精鉸：φ32H7 2. φ16mm. 毛坯為實心，不沖孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ15mm. 2z=0.85mm 擴孔：φ15.85mm 2z=0.1mm 粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm 精鉸：φ16H7 3. φ16mm的孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ15mm 2z=0.95mm 粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm 精鉸：φ16H8 4.鉆螺紋孔φ8mm 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ7.8mm 2z=0.02mm 精鉸：φ8H7 5.鉆φ6mm孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ5.8mm 2z=0.02mm 精鉸：φ6H7 第6章 確定切削用量及基本時間 6.1 工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定 6.1.1 切削用量 本工序為銑φ32mm孔的端面。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°，β=45°已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm故機床選用XA6132臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，XA6132型臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 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時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 4.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)XA6132型立式銑床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求。 6.1.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==4.6min 6.2 工序Ⅱ切削用量及基本時間的確定 6.2.1 切削用量 本工序為銑φ16mm孔的端面。選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=50mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=35mm故機床選用XA6132臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，查得每齒進給量f=0.20～0.30mm/z、現(xiàn)取f=0.20mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==23.55m/min 實際進給量： f= f==0.23mm/z 4.校驗機床功率 依據(jù)上道工序校驗的方法，根據(jù)資料所知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知機床功率能夠滿足要求。 6.2.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==4.3 min 6.3工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 6.3.1切削用量 本工序為銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準上的兩個端面，所選刀具為高速鋼圓柱銑刀其直徑為d=60mm，齒數(shù)z=8。其他與上道工序類似。 1.確定每次進給量f 根據(jù)資料，查得每齒進給量fz=0.20～0.30mm/z，現(xiàn)取fz=0.20mm/z。 2.選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)資料，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.8mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==47.1m/min 實際進給量： f= f==0.2mm/z 4.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，根據(jù)以上參數(shù)可知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5，依據(jù)上述校驗方法可知機床功率能滿足要求。 6.3.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==5.8 min 6.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定 6.4.1切削用量的確定 本工序為銑深9.5mm,寬6mm的槽。所選刀具為切槽銑刀，銑刀直徑d=6mm，根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀r=10°，a=20°，已知銑削寬度a=3mm，銑削深度a=9mm故機床選用XA6132臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進給量f=0.52～0.10mm/z、現(xiàn)取f=0.52mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.20mm，耐用度T=60min。 3.確定切削速度和每齒進給量f 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=6mm，銑削寬度a=3mm，銑削深度a =9mm，耐用度T=60min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==8.49m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 4.校驗機床功率 據(jù)資料可知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.8kw，P=0.8 kw，可知機床功率能滿足要求。 6.4.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==2.75min 6.5工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定 6.5.1 切削用量 本工序為車端面、鉆孔φ10、車孔φ16、孔口倒角，加工條件為：工件材料為HT200,選用CA6140車床。刀具選擇：選擇高速鋼麻花鉆，do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，45度車刀。 1.鉆孔切削用量 查《切削手冊》 所以，按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇，最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 2.鉆頭磨鈍標準及壽命：　 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命。 　 切削速度，查《切削手冊》： 修正系數(shù) 故 查《切削手冊》機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 3.校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。 6.5.2 計算工時 6.6 工序Ⅵ的切削用量及基本時間的確定 6.6.1 切削用量 本工序為鉆φ32mm孔，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=32mm，使用切削液 1.確定進給量f 由于孔徑和深度都很大，宜采用自動進給，fz=0.20mm/r。 2.選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。 3.確定切削速度V 由表5-132，σ=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127，進給量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根據(jù)Z535立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速. 6.6.2 基本時間 鉆φ32mm深45mm的通孔，基本時間為25s 6.7工序Ⅷ的切削用量及基本時間的確定 6.7.1 切削用量 本工序為鉆、半精鉸，精鉸φ16mm的孔。鉸刀選用φ15.95的標準高速鋼鉸刀，r0=0,a0=8°,kr=5°鉸孔擴削用量： 1. 確定進給量f 根據(jù)參考文獻三表10.4-7查出f表=0.65～1.4.按該表注釋取較小進給量，按Z525機床說明書，取f=0.72。 2. 確定切削速度v和轉(zhuǎn)速n 根據(jù)表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系數(shù)可按表10.4-10查出，kmv=1。 故K=0.87 故V’=14.2×0.87×1=12.35m/min N’= 根據(jù)Z525機床說明書選擇n=275r/min.這時實際的鉸孔速度V為： V= 根據(jù)以上計算確定切削用量如下： 鉆孔：d0=15mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min 半精鉸：d0=15.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min 精鉸：d0=15.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min 6.7.2 時間計算： 1.鉆孔基本工時： T = 式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm T= 3. 半精鉸基本工時： l= L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm, T= 3.精鉸基本工時： l= 取l1=4mm, l2=2mm.l=27.5mm T= 6.8 工序Ⅸ的切削用量及基本時間的確定 6.8.1切削用量 本工序為鉆螺紋孔φ6mm、攻絲M8-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z525立式鉆床，使用切削液。 1.確定進給量f 由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。 2.選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。 3.確定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127進給量可取f=0.16mm/r；由表5-131可查V=13m/min,n=1063r/min,根據(jù)Z525立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速。 6.8.2 基本時間 鉆Φ6mm螺紋孔，攻絲，基本時間為45s. 6.9 工序Ⅹ的切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆φ6mm的孔，锪120°倒角，選用Z525立式鉆床加工 6.9.1 切削用量 刀具采用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=6mm，使用切削液。 1.確定進給量f 由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進給 2.選用鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度為15min。 3.確定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類，據(jù)表5-127，暫定進給量f=0.16mm/r。由表5-131，可查v=16m/min。根據(jù)Z525立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速n=1041r/min。 6.9.2 基本時間 鉆一個φ6mm深8mm的通孔，基本時間約為6s. 第7章 銑Φ50凸臺面夾具設(shè)計 7.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑?50凸臺面，該?50凸臺面的中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此?50凸臺面時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 7.2定位基準的選擇 由零件圖可知：在對進行加工前， 銑該50凸臺面時其對孔的中心線有對稱度以及50凸臺面兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即為底平面；3個V型塊，。 4、夾緊方案選擇 由于工件體積較小，工件材料易切削，所需夾緊力不大。經(jīng)過方案的認真分析和比較，使用氣缸進行夾緊。這種夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中有很廣泛的應(yīng)用。 5、 氣缸的設(shè)計計算 設(shè)計要求是做任何設(shè)計的依據(jù)，氣動夾具設(shè)計時要明確氣動傳動系統(tǒng)的動作和性能要求，這里一般要考慮以下幾方面： 1）該設(shè)備中，哪些運動需要液壓或氣壓傳動完成，各執(zhí)行機構(gòu)的運動形式及動作幅度； 2）對液壓或氣壓裝置的空間布置、安裝形式、重量、外形尺寸的限制等； 3）執(zhí)行機構(gòu)載荷形式和大??； 4）執(zhí)行機構(gòu)的運動速度，速度變化范圍以及對運動平穩(wěn)性的要求； 5）各執(zhí)行機構(gòu)的動作順序，彼此之間的聯(lián)鎖關(guān)系，實現(xiàn)這些運動的操作或控制方式； 6）自動化程度、效率、溫升、安全保護、制造成本等方面的要求； 7）工作環(huán)境方面的要求，如溫度、濕度、振動、沖擊、防塵、防腐、抗燃性能等； 另外對主機的功能、用途、工藝流程也必須了解清楚，力求設(shè)計的系統(tǒng)更加切合實際。 6、切削力及切削力矩的計算與分析 對執(zhí)行元件的工況進行分析，就是查明每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和負載的變化規(guī)律。通常是求出一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負載值列表表示，必要時還應(yīng)作出速度、負載隨時間（或位移）變化的曲線圖（稱為速度循環(huán)圖、負載循環(huán)圖和功率循環(huán)圖）。 在一般情況下，液壓和氣壓系統(tǒng)中氣缸承受的負載由六部分組成，即工作負載、導軌摩擦負載、功率、慣性負載、重力負載、密封負載和背壓負載，前五項構(gòu)成了氣缸所要克服的機械總負載。 這里為了方便起見，只是將銑削時產(chǎn)生的銑削力矩作為氣缸的工作負載，其余的負載這里沒有考慮（只需要按照一定的工作方式進行計算即可）。 根據(jù)加工需要，該系統(tǒng)的工作循環(huán)也較為簡單：快速前進—快速后退—原位停止。 根據(jù)調(diào)查研究和工作系統(tǒng)要求，快速前進和快速后退的速度約為4.5m/min，不考慮換向及啟動時間、動靜摩擦系數(shù)等因素，氣缸的機械效率η取0.9。 由于本道工序主要完成花鍵孔的兩端面加工，為后續(xù)花鍵孔的加工提供良好的基準，且在銑削過程中由于銑刀所產(chǎn)生的銑削力對工件的附加轉(zhuǎn)矩會造成工件的加工誤差，因而必須對工件所受的銑削力和銑削力矩進行計算分析，從而設(shè)計出符合要求的夾緊裝置。 對氣缸的設(shè)計計算主要是以銑削力矩為主進行理論計算，以工件加工中所需的夾緊力來設(shè)計氣缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以實現(xiàn)工件快速裝夾所需要的行程來確定氣缸的理論行程，因而需要對工件所受的夾緊力和夾具的結(jié)構(gòu)進行分析。 1）切削力的計算 切削力的計算可通過試驗的方法，測出各種影響因素變化是的切削力數(shù)據(jù)，加以處理得到的反映各因素與切削力關(guān)系的表達式，稱為切削力計算的經(jīng)驗公式。在實際中使用的切削力經(jīng)驗公式有兩種：一是指數(shù)公式；二是單位切削力。這里為了方便起見，以單位切削力進行切削力的計算。單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用kc表示。 由《切削手冊》得主切削力公式： 式中：CF、XF、YF、μF、ωF是指切削用量的系數(shù)和指數(shù)，可查相關(guān)設(shè)計手冊； ap---銑削深度，mm； af---每齒進給量，mm/Z； ae—銑削寬度，mm； Z---銑刀齒數(shù)， n---銑刀每秒轉(zhuǎn)速，m/s； d0---切削寬度，mm； kFZ---切削條件改變時的修正系數(shù)； 代入數(shù)據(jù)可得工件所受的切削力： Fc=3305N。 2）由《切削手冊》得銑削力矩公式： 式中：M---銑削力矩，N?mm；Fc---銑削力，N； d0---切削寬度，mm；Z---銑刀齒數(shù)， 代入數(shù)據(jù)可得：M=2079660 N?mm. 在夾具設(shè)計時采用了由氣缸帶動兩個定V形塊及一個活動的V形塊對工件實施夾緊，工件所需要的夾緊力是由這個氣缸提供的，因此需要計算氣缸所受的負載，氣缸所應(yīng)提供的夾緊力F夾緊情況來進行計算。 式中：M---銑削力矩，N?mm； F---夾緊力，N； L—力臂，mm； 代入數(shù)據(jù)可得：F=18906N。 7、 氣缸的設(shè)計計算 1）初選氣缸的工作壓力[16] 工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，甚至整個系統(tǒng)的功能。 在此氣動夾具設(shè)計中，因采用企業(yè)氣源作為動力，一般空氣的壓力為0.5~0.8Mpa。所以選定工作壓力為0.5Mpa。 2）確定氣缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 本氣缸采用單向作用氣缸。最大負載即為上面所求值，F(xiàn)=18906N， 其缸徑計算公式為: 式中:F - 活塞桿上的推力，N - -氣缸工作壓力，MPa D---氣缸缸體直徑，m 查設(shè)計[8]手冊，按氣缸內(nèi)徑系列將以上計算值圓整為標準直徑，取D=63mm。 由,可得活塞桿直徑: 圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式 有: 其中，[]， 則: 滿足實際設(shè)計要求。 3）缸筒壁厚的設(shè)計 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算: 式中:δ- 缸筒壁厚，mm - 氣缸內(nèi)徑，mm - 實驗壓力，取, Pa 材料為:ZL3,[]=3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: 取，則缸筒外徑為: 4）活塞行程的確定 由夾具設(shè)計中對零件進行裝夾的移動距離可知，為了便于工件的裝夾，移動壓板所需要的行程為15mm，氣缸裝在移動夾板的另一端，由杠桿原理可知，氣缸移動的距離不小于是25mm，為了確保氣缸安全工作，取氣缸的工作行程為25mm。 5）氣動傳動原理圖擬定 由于只有一個工作氣缸，且氣缸的快速前進和快速后退速度可取相同，并沒有采用多種工速，因而氣動傳動原理圖相對簡單，其傳動原理圖如圖4.2所示，所需要的氣動元件規(guī)格如表3-1所示。 圖4.2 氣動傳動原理圖[9] 各通行機構(gòu)的調(diào)速，這種方法的特點是結(jié)構(gòu)簡單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個快速排氣閥，可加快啟動速度，也可調(diào)節(jié)全程的速度。氣液傳送器氣缸的排氣節(jié)流，可用來調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器[18]的背壓大小。 為簡化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸緩沖均采用液壓緩沖器[10]，這樣可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸速度，行程，尺寸計算出所需壓縮空氣流量，與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來確定的。 表4-1 氣路元件表 序號 型號規(guī)格 名稱 數(shù)量 1 QF-44 手動截止閥 1 2 儲氣缸 1 3 QSL-26-S1 分水濾氣器 1 4 QTY-20-S1 減壓閥 1 5 QIU-20-S1 油霧器 1 6 YJ-1 壓力繼電器 1 7 24D2H-10-S1 二位五通電磁滑閥 1 8 單向節(jié)流閥 1 9 QGSC D-63X25-25-K-LB 氣缸 1 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 氣缸的參考資料，網(wǎng)址： http://www.wxpneum.cn/content/product/66/QGSC.html 8、定位誤差分析 由于加工基準和設(shè)計基準重合，所以能很好的保證了加工精度。 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。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： 1、V型快的定位誤差： 注：V型塊夾角α=90°。 基準位移誤差： 工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對一批工件來說，當直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準）將在V型塊的對稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出： ΔY== 基準不重合誤差： 從圖（b）中設(shè)計基準與定位基準不重合，假設(shè)定位基準不動，當工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設(shè)計基準的變化量為，即基準不重合誤差ΔB=。 從圖(c)中可知，設(shè)計基準為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差. ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207 ΔD=0.00207＜T 即滿足要求 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)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 9 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進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荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 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 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 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d C 3 ～0.006 0.25 7、 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 用氣缸來夾緊。再利用對刀塊對刀，然后就可以加工。 此外，工作過程中出現(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，V型塊是采用可換的，以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整。 結(jié)論 根據(jù)推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計要求，在本設(shè)計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。同時依據(jù)夾具設(shè)計原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計中的夾具設(shè)計也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結(jié)構(gòu)簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次課程設(shè)計是成功的。 致 謝 首先感謝母校，是她給我一個難得的學習機會，讓我在即將畢業(yè)之際學到了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的課程設(shè)計，使我在理論和動手能力上都有了進一步的提高。 我的課程設(shè)計主要在XX老師指導下,讓我對所學的知識進行系統(tǒng)性的復(fù)習,并根據(jù)寫作要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計過程中受到XX老師無微不至的關(guān)心與耐心指導，使我的課程設(shè)計得以順利的進展。在XX老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！同時也要感謝各位老師和同學，是你們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝! 作為一名即將完成學業(yè)，離開學校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個學習的機會，創(chuàng)造了美好的學習生活環(huán)境，讓我在這里學到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學和朋友，是他們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！ 經(jīng)過這次設(shè)計，提高了我很多的能力，比如實驗水平、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。 在設(shè)計期間XX老師幫助我收集文獻資料，理清設(shè)計思路，指導實驗方法，提出有效的改進方案。導師淵博的知識、嚴謹?shù)慕田L、誨人不倦的態(tài)度和學術(shù)上精益求精的精神使我受益終生。 參考文獻 [1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設(shè)計.機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社，2005. 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