凸輪加工工藝及鉆2-Φ10孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
I課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書凸輪加工工藝及鉆 2-10 孔夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日II摘 要凸輪零件加工工藝及夾具設(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(lǐng)II目 錄摘 要 II目 錄 .III第 1 章 序 言.5第 2 章 零件的分析.62.1 零件的形狀 62.2 零件的工藝分析 6第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).73.1 確定毛坯的制造形式 73.2 基面的選擇 73.3 制定工藝路線 83.3.1 工藝路線方案一 .83.3.2 工藝路線方案二 .83.3.3 工藝方案的比較與分析 .93.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 103.4.1 機(jī)床選用 .103.4.2 選擇刀具 .103.4.3 選擇量具 .103.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 103.6 確定切削用量及基本工時(shí) .12第 4 章 鉆 2X10mm 孔夾具設(shè)計(jì) .224.1 研究原始質(zhì)料 .224.2 定位、夾緊方案的選擇 .224.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 224.4 誤差分析與計(jì)算 .244.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 254.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .26總 結(jié).29IV致 謝.30參 考 文 獻(xiàn).315第 1 章 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)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè),是一個(gè)國家或地區(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)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。凸輪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。6第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是凸輪零件,主要作用是起連接作用。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,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。凸輪零件主要加工表面為:1.車外圓及端面,表面粗糙度 值為 3.2 。2.車aRm外圓及端面,表面粗糙度 值 3.2 。3.車裝配孔,表面粗糙度 值 3.2 。4.半aRm精車側(cè)面,及表面粗糙度 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 a值 6.3 、12.5 ,法蘭面粗糙度 值 6.3 。a凸輪共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下:(1)左端的加工表面:7這一組加工表面包括:左端面,倒角鉆孔并攻絲。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。而鉆工沒有精度要求,因此一道工序就可以達(dá)到要求,并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面:這一組加工表面包括:右端面;鉆中心孔。其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中,28 的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本凸輪來假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺(tái),每臺(tái)車床需要該零件 1 個(gè),備品率為 19%,廢品率為 0.25%,每日工作班次為 2 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=100000 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=2XQn(1+)(1+)=238595 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??紤]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)像凸輪這樣的零件來說,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),8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 工藝路線方案一10 鑄造 金屬模鑄造20 熱處理 毛坯熱處理,時(shí)效處理30 粗車 粗車 28 右端面,鉆 28 底孔至 2040 粗車 掉頭,粗車 28 左端面,保證尺寸 28 兩端面長度為 4950 精車 精車 28 孔及兩端面,車倒角60 精車 掉頭,車 28 孔及兩端面另外一側(cè)倒角,70 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面02.-580 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面.90 鉆鉸 鉆兩搭子及方搭子 10 孔并倒角100 鉆孔攻絲 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲110 磨 磨外圓曲線120 拋光 外圓曲線130 鉗 去毛刺,清洗140 終檢 終檢入庫3.3.2 工藝路線方案二10 鑄造 金屬模鑄造20 熱處理 毛坯熱處理,時(shí)效處理30 粗銑 粗銑 28 右端面,鉆 28 底孔至 2040 粗銑 掉頭,粗銑 28 左端面,保證尺寸 28 兩端面長度為 4950 精銑 精銑 28 孔及兩端面,車倒角960 精車 掉頭,車 28 孔及兩端面另外一側(cè)倒角,70 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面02.-580 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面.90 鉆鉸 鉆兩搭子及方搭子 10 孔并倒角100 鉆孔攻絲 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲110 磨 磨外圓曲線120 拋光 外圓曲線130 鉗 去毛刺,清洗140 終檢 終檢入庫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?,鏜、鉆孔等等,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:10 鑄造 金屬模鑄造20 熱處理 毛坯熱處理,時(shí)效處理30 粗車 粗車 28 右端面,鉆 28 底孔至 2040 粗車 掉頭,粗車 28 左端面,保證尺寸 28 兩端面長度為 4950 精車 精車 28 孔及兩端面,車倒角60 精車 掉頭,車 28 孔及兩端面另外一側(cè)倒角,70 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面02.-580 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面.90 鉆鉸 鉆兩搭子及方搭子 10 孔并倒角100 鉆孔攻絲 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲110 磨 磨外圓曲線120 拋光 外圓曲線130 鉗 去毛刺,清洗140 終檢 終檢入庫103.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。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 臥式車床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊(cè)表 4.2-7。.工序是鉆孔,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)。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“凸輪” 零件材料為 HT200,查機(jī)械加工工藝手冊(cè) (以后簡稱工藝手冊(cè) ) ,表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,球墨鑄鐵的硬度 HB 為 143269,表 2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能,HT200 密度 =7.27.3( ) ,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1002000kg)輕型(零件重120250 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。123.6 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?,F(xiàn)根據(jù)切削用量簡明手冊(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)工工藝簡明手冊(cè)的表區(qū)別。3.6.1 工序 30粗車 28 右端面,鉆 28 底孔至 203.6.1.1 確定粗車右端面的切削用量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊(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mHBm2516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 = 。06vK09vK01s0sr8.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ,可在一次走刀內(nèi)完成,故= = (3-p2695.7m.31).確定進(jìn)給量 f根據(jù)切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)可知:表 1.4刀桿尺寸為 , ,工件直徑 400 之間時(shí),m1625pam410進(jìn)給量 =0.51.0fr按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量(表 4.29)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 130,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 174207 時(shí), , , =HBSp4f75.0rmrK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 1.292) ,故實(shí)際f rofKsFfkrFfK進(jìn)給力為:=950 =1111.5 (3-f17.N2)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。frm7.013.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(cè)表 1.9,車刀后刀面最大磨損量取為 ,車刀m5.1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)切削用量簡明使用手冊(cè)表 1.11,當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 2002196YG的鑄件, , ,切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0, =0.92, 0.8, =1.0, =1.0(見表tvKvsvKTvKv1.28) ,故:= tVv=63 (3-00.184.920.13)min48= = =120 (3-nDc1127ir4)根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為:cV= = (3-1cD01257min5).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。由切削用量簡明使用手冊(cè)表 1.25, = , ,HBS160245pam3f,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 EPKW9.5CEP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.Vmin014.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-nflt7)式中 = + + , = m127Llyl由切削用量簡明使用手冊(cè)表 1.26,車削時(shí)的入切量及超切量 y+ = ,則m1= + =1278= = (3-8)mt7.01258in463.6.2 工序 40掉頭,粗車 28 左端面,保證尺寸 28 兩端面長度為 49本工序仍為粗車。已知條件與工序相同,車端面及倒角,可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。采用工序確定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下:a =2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T =56pmrmsrminis3.6.3 工序 50精車 28 孔及兩端面,車倒角3.6.3.1 確定半精車左端面的切削用量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊(cè)表 1.1,由于C6021 機(jī)床的中心高為 200 (表 1.30) ,故選刀桿尺寸 = ,刀mHBm2516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5.4 0V= ,主偏角 = ,副偏角 = ,刃傾角 = ,刀尖圓弧半徑 = 。06vK09vK01s0sr8.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ,可在一次走刀內(nèi)完成,故.2= = p5.m21.確定進(jìn)給量 f根據(jù)切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)可知:表 1.415刀桿尺寸為 , ,工件直徑 400 之間時(shí),m1625pam410進(jìn)給量 =0.51.0fr按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量(表 4.29)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 130,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 174207 時(shí), , , =HBSp4f75.0rmrK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 1.292) ,故實(shí)際f rofKsFfkrFfK進(jìn)給力為:=950 =1111.5 由f17.N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)切削用量簡明使用手冊(cè)表 1.11,當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 20021915YT的鑄件, , ,切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0, =0.92, 0.8, =1.0, =1.0(見表tvKvsvKTvKv1.28) ,故:= tVv=63 (3-00.184.920.112)min48= = =120 (3-nDc127ir13)根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為:cV= = (3-1cD01257min14)16.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。由切削用量簡明使用手冊(cè)表 1.25, = , ,HBS160245pam3f,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:rcPcrK0=1.7 =1.2 3.k根據(jù)表 1.30,當(dāng) = 時(shí),機(jī)床主軸允許功率為 = , ,故所ni125EPkw9.5CEP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 , = , = = , =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0.計(jì)算基本工時(shí)(3-flt15)3.6.4 工序 60掉頭,車 28 孔另外一側(cè)倒角所選用的刀具為 YG6X 硬質(zhì)合金圓形鏜刀,主偏角為 K =45 ,直徑為 16mm 的圓形V0鏜刀,其耐用度為 。60Tmin.確定切削深度 a p25.根據(jù)表 1.5 ,當(dāng)半精鏜鑄料,鏜刀直徑為 ,a ,鏜刀伸出長度* m16p2時(shí),進(jìn)給量為: 。m80rf1.0 .確定切削速度 按表 1.27 的計(jì)算公式確定*V = (3-16)式中 C =189.8 m = 0.2 X =0.15 Y =0.20 v vvmin60TV=124.6 in選擇 CA6140 機(jī)床轉(zhuǎn)速:n=n =1200 =20inrsr實(shí)際切削速度為: v = 2.08 m.確定基本時(shí)間vyxpKfaTCMi13045.621017確定半精鏜孔的基本時(shí)間 50s工序 70:銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面。02.-5機(jī)床:銑床 X52k刀具:硬質(zhì)合金立銑刀,材料: , ,齒數(shù) ,此為粗齒銑刀。15YT0Dm5Z因其單邊余量:Z=4mm所以銑削深度 :pa4m精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm銑削深度 :p1.0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)fa 0.15/famZ3表 2.481,取銑削速度 2.8/Vms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f f/8.2.481,取銑削速度 .47/機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 :n102.601.97/in31Vrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.174,取 45/mi實(shí)際銑削速度 :v3.14672.9/00dns進(jìn)給量 : fV.85.1/ffaZ工作臺(tái)每分進(jìn)給量 : m7./475minfVs:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取aa60切削工時(shí)被切削層長度 :由毛坯尺寸可知 , l 14l8l刀具切入長度 :120.5()(3lDa2061)2m刀具切出長度 :取2lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 : jt12420.36in7.5jmlf18機(jī)動(dòng)時(shí)間 :1jt12680.19min47.5jmlf所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 1ijjtt工序 80:銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面。02.-5機(jī)床:銑床 X52k刀具:硬質(zhì)合金立銑刀,材料: , ,齒數(shù) ,此為粗齒銑刀。15YT63Dm5Z因其單邊余量:Z=4mm所以銑削深度 :pa4m精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm銑削深度 :p1.0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)fa 0.15/famZ3表 2.481,取銑削速度 2.8/Vms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f f/8.2.481,取銑削速度 .47/機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 :n102.601.97/in31Vrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.174,取 45/mi實(shí)際銑削速度 :v3.14672.9/00dns進(jìn)給量 : fV.85.1/ffaZ工作臺(tái)每分進(jìn)給量 : m7./475minfVs:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取aa60切削工時(shí)被切削層長度 :由毛坯尺寸可知 , l 14l8l刀具切入長度 :120.5()(3lDa2061)2m刀具切出長度 :取2lm走刀次數(shù)為 119機(jī)動(dòng)時(shí)間 : 1jt12420.36min7.5jmlf機(jī)動(dòng)時(shí)間 :1jt1268.19i.jlf所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 105injjtt工序 90 鉆兩搭子及方搭子 10 孔并倒角表 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 2.020.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.031.5在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0100.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.050.0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,麻花鉆 ,則螺旋角 =30 ,鋒交 2 =118 ,后角 a =10 ,橫2500f0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和溝槽長度(摘自 GB6137-85) mm直柄麻花鉆直徑范圍l l111.8013.20 151 101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 8.618.00 30 118 12 4060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鉆頭刀具材料 加工材料直徑 d0(mm)2020高速鋼 鑄鐵 0.50.8(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1120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 0.50.8mm 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=0.250.65 ,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 高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵(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。mvtvV=12 =10.32 (3-85.0min17)則 = =131 (3-nir18)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-ifnllw119)其中 l = l =5 l =23f2mdRKcotwm1m則: t= =9.13 s23.10d054.36.0573213.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(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 0.200.35 。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-minkfaTdcvvyxpmzv20)查得參數(shù)為 ,刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337in所以 = =72n4.6mir選取 i120所以實(shí)際切削速度為 =2.647.3vin確定切削時(shí)間(一個(gè)孔) =ts20.8工序 110 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲鉆螺紋底孔 rmf2.0rm1.05.取 1( )sv.in所以 ( )rn8713r按機(jī)床選取 = ( )wi80r.所以實(shí)際切削速度 ( )smv2.in5切削工時(shí)(一個(gè)孔):st3.1.0322攻螺紋 M10-6H根據(jù)表 4-32 選取 smv123.0所以 (293 )rn894in按機(jī)床選取 )5.i(7w所以實(shí)際切削速度 sv130所以切削時(shí)間(一個(gè)孔):t52.4第 4 章 鉆 2X10mm 孔夾具設(shè)計(jì)4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆 2-10 孔,加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外,先鉆一個(gè)孔,然后旋轉(zhuǎn)鉆第二個(gè)孔。 因?yàn)榧庸ぞ炔桓撸试诩庸ぶ?,主要目的是降低生產(chǎn)成本,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度從而來提高效率。234.2 定位、夾緊方案的選擇零件圖顯示:在前面的孔的加工,在粗,精銑,鉆,表面擴(kuò)孔,擴(kuò)孔。因此,定位,夾緊方案:方案一:底面周圍和軸端定位,定位的 V 型塊.方案二:選擇一銷定位方法,采用短圓柱銷孔的過程操作簡單,然后加一個(gè)擋銷,通用性強(qiáng)的開口螺母墊圈夾緊。要合理選擇定位基準(zhǔn),不然會(huì)影響加工過程的質(zhì)量,進(jìn)而最終工件質(zhì)量。選擇不合適的基準(zhǔn),故會(huì)增加加工過程或不合理工藝路線,導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)困難,最終達(dá)不到零件加工精度(特別位置精度)。所以應(yīng)根據(jù)零件要求,保證加工要求,合理選擇定位基準(zhǔn)。這一部分不需很高的技術(shù)要求,平行性和對(duì)稱性不高,所以應(yīng)如何降低強(qiáng)度,提高工作效率,提高加工,減少定位誤差,選擇利于定位精度夾具設(shè)計(jì),包括加工工藝,設(shè)計(jì)好定位夾具。選擇方案二4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算選用:鉆床 Z525,刀具高速鋼刀具。由文獻(xiàn)可得:切削力公式: 1.2076f PFDfK式中 10m./r查表 得: 820.75()36bp其中: 0.b.48K即: 95()fFN實(shí)際所需夾緊力12KFW有: 10.7,.624安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有: 6543210K式中: 因素安全系數(shù) 60.10.56所以 9581492()KfWFN通過計(jì)算實(shí)際夾緊力不大,夾具結(jié)構(gòu)簡單操作方便,采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取 , ,1.5610.72.16根據(jù)切削力,夾緊力的影響因素,在夾緊不利狀態(tài)過程,該夾緊力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡原理來設(shè)計(jì)。最后,為了確保可靠夾緊,數(shù)值乘以安全系數(shù)實(shí)際所需夾緊力。 FKW安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有: 6543210式中: 是各種因素安全系數(shù)601.3.0156C1252.23PK.f所以有: 19308()KCWFN76.P5()Kf按以下公式計(jì)算有: )(210 tgtQLz根據(jù)參考文獻(xiàn)可查得:6.2.76zr90105229其中: 3()Lm)(8N螺旋夾緊力: 04.W25通過計(jì)算實(shí)際所需夾緊力不大,該夾具具有結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,決定使用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。4.4 誤差分析與計(jì)算必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。 gwj與夾具有關(guān)的加工誤差 ,一般可用下式表示:jMjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn)可得: 定位銷定位誤差 : 11minDWd12i 2min.DDdJarctgL其中:,10.52D20D,dm.3d, inin4.6DWm.02J 夾緊誤差 : cos)(inmaxyj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(duì)刀具位置誤差: 取AD01.誤差總和: 0.853jw從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。264.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套,以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。表d D D1 H t基本 極限偏差 F7基本 極限偏差 D601 3 +0.010+0.004611.8 4 71.85.6 5 86 9 -5.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.008 93.34 7 1045 8 118 12 1656+0.022+0.01010+0.019+0.0101368 12 15 10 16 20810+0.028+0.013 15 181012 18+0.023+0.0122212 20 251215 22 260.0081518+0.034+0.01626 3016 28 361822 30+0.028+0.015342226 35 39 20 36HT2002630+0.041+0.02042+0.033+0.017 46 25 HT20 560.012273035 48 52 03542 55 594248 62 664850+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板,用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求(1)應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面,如安裝接觸位置,安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的,足夠的精度,之間的位置精度穩(wěn)定夾具體,夾具體應(yīng)該采用鑄造,時(shí)效處理,退火等處理方式。(2)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力,切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的,夾具應(yīng)有足夠的厚度,剛度可以適當(dāng)加固。(3)結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)夾較大的工件的外觀,更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高,所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中,應(yīng)處理的工件,夾具,維修方便。再滿足功能性要求(剛度和強(qiáng)度)前提下,應(yīng)能減小體積減輕重量,結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。(4)應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中,該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累,如果不及時(shí)清除,切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度,鐵屑投擲可能繞組定位元件,也會(huì)破壞的定位精度,甚至發(fā)生事故。因此,在這個(gè)過程中的鐵屑不多,可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間:對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的,一般應(yīng)在夾具體上面。(5)安裝應(yīng)牢固、可靠28夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心,夾具應(yīng)盡可能低,支撐面積應(yīng)足夠大,以安裝精度要高,以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的,識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu),然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。鉆模板的結(jié)構(gòu)如圖 33 所示:1圓柱銷 2鉆模板 3支撐釘 4螺釘 5快換鉆套 6菱形螺母圖 33 鉸鏈?zhǔn)姐@模板加工過程中,夾具必承受大的夾緊力切削力,產(chǎn)生沖擊和振動(dòng),夾具的形狀,取決于夾具布局和夾具和連接,在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具,積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠,所以夾具設(shè)計(jì),必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外,夾點(diǎn)技術(shù),經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn),在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具,切29割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠,所以夾具設(shè)計(jì),必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。30總 結(jié)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的,通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD 等制圖軟件,為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了很多,也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
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