連接座零件加工工藝及鏜40孔夾具設(shè)計

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In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then the special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning device, clamping element, guiding element, clamp and machine tools and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error 目 錄 摘 要 II Abstract III 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的形狀 2 2.2零件的工藝分析 3 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1 確定毛胚的制造形式 4 3.2 基面的選擇 4 3.3 制定工藝路線 5 3.3.1 工藝路線方案一 5 3.3.2 工藝路線方案二 6 3.3.3 工藝方案的比較與分析 6 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 8 3.4.1 機床選用 8 3.4.2 選擇刀具 8 3.4.3 選擇量具 8 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 3.5.1 外圓加工表面及端面 10 3.5.2 兩孔的加工余量 10 3.6確定切削用量及基本工時 10 3.6.1 工序Ⅳ 10 3.6.2 工序Ⅴ 13 3.6.3 工序Ⅵ 14 3.6.4 工序Ⅶ 17 3.6.5 工序Ⅸ 17 3.6.6 工序Ⅹ 20 第4章鏜￠40夾具設(shè)計 22 4.1 研究原始質(zhì)料 22 4.2 定位、夾緊方案的選擇 22 4.3切削力及夾緊力的計算 22 4.4 誤差分析與計算 24 4.5 零、部件的設(shè)計與選用 25 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 25 總 結(jié) 26 致 謝 27 參 考 文 獻 28 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(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)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 連接座零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個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)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是連接座零件，泵殼零件，主要作用是起固定連接作用。零件左端外圓與泵殼連接，在孔內(nèi)；右端外圓與機座連接，中間與軸承連接，使電機傳動達到平穩(wěn)。 零件的實際形狀如上圖所示，?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。 零件主視圖 零件左視圖 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。 零件的裝配基準(zhǔn)為的外圓，右端的外圓和中間的孔，其加工精度要求高。該類零件在加工和使用過程中都要重點考慮零件的圓跳動問題。 連接座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.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車軸承裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，保證尺寸23及表面粗糙度值3.2。5.磨削零件左右兩外圓面，保證尺寸5，69和9，兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。 連接座共有兩組加工表面，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： ? ? 這一組加工表面包括：左端面，Φ125外圓，Φ100內(nèi)圓，倒角，鉆通孔Φ7，鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，Φ100的內(nèi)圓孔有25的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、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；Φ121h7的外圓，粗糙度為3.2、6.3；外徑為Φ50、內(nèi)徑為Φ40的小凸臺，粗糙度為3.2，并帶有倒角；Φ32的小凹槽，粗糙度為25；鉆Φ17.5的中心孔，鉆Φ7通孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ17.5、Φ40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 本連接座來自CA6140車床，車床年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，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要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β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+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛胚的制造形式 零件材料為，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應(yīng)性強，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，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準(zhǔn)的選擇，對像連接座這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果以外圓的端面做基準(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，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。零件圖中給出了以中心軸線為基準(zhǔn)，加工時零件繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動旋轉(zhuǎn)一周時，在任一測量平面內(nèi)的徑向跳動量均不得大于公差值0.04。最后選取做為粗基準(zhǔn)，利用內(nèi)鉗式三爪卡盤卡住這個面做主要定位面。 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，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，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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 工序Ⅰ 粗車的端面及外圓，粗鏜的孔，粗車距離為8的面，倒角為。 工序Ⅱ 掉頭，粗車的端面及外圓，粗車的端面，粗車距離為的面，粗鏜。 工序Ⅲ 半精車端面及外圓，半精車距離為的面，半精鏜的孔。 工序Ⅳ 掉頭，半精車的端面及外圓，半精車距離為的端面，半精鏜的孔。 工序Ⅴ 精鏜。 工序Ⅵ 精車，精鏜，倒角1。 工序Ⅶ 鉆孔，鉆孔。 工序Ⅷ 鉆螺紋孔及攻螺紋。 工序Ⅸ 鉗去毛刺。 工序Ⅹ 終檢。 工序Ⅺ 入庫。 3.3.2 工藝路線方案二 工序Ⅰ 機器砂模造型。 工序Ⅱ 時效處理。 工序Ⅲ 劃粗加工線。 工序Ⅳ 按劃線車端面，尺寸保持，車至，車至，深。 工序Ⅴ 掉頭，卡，車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；成；車至。 工序Ⅵ 按線車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；車至，深。 工序Ⅶ 掉頭，卡。車端面，粗糙度值為6.3，尺寸保持成；車外圓至；車孔至。 工序Ⅷ 磨成；磨成。 工序Ⅸ 鉆孔，鉆孔，鉆螺紋孔以及攻螺紋。 工序Ⅹ 終檢。 工序Ⅺ 入庫。 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(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)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設(shè)計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 工序Ⅰ 機器砂模造型。 工序Ⅱ 時效處理。 工序Ⅲ 劃粗加工線。 工序Ⅳ 按劃線車端面，尺寸保持，車至，車至，深。 工序Ⅴ 掉頭，卡，車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；鉆，成；車至。 工序Ⅵ 按線車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；車至，深。 工序Ⅶ 掉頭，卡。車端面，粗糙度值為6.3，尺寸保持成；車外圓至；車孔至。 工序Ⅷ 磨成；磨成。 工序Ⅸ 鉆孔，鉆螺紋孔以及攻螺紋。 工序Ⅹ 終檢。 工序Ⅺ 入庫。 以上加工方案大致看來大致還是合理的，但通過仔細考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題。在加工過程要防止圓跳動的問題，上述方案在防止圓跳動方面仍不佳，而且在磨削過程中有一定難度，夾具設(shè)計有一定困難，所以經(jīng)過再一次詳細的分析，最終確定加工路線如下： 工序Ⅰ 機器砂模造型。 工序Ⅱ 時效處理。 工序Ⅲ 劃粗加工線。 工序Ⅳ 按劃線粗車端面，尺寸保持，粗車至，粗鏜至，深。 工序Ⅴ 掉頭，卡，粗車端面，粗糙度值為，尺寸保持；粗車端面，粗糙度值為，尺寸保持；粗車至；锪成；粗車至。 工序Ⅵ 半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持70；半精車距離為的面成；半精鏜至，深。 工序Ⅶ 掉頭，卡，半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持成；半精車外圓至；半精車孔至。 工序Ⅷ 精鏜成。 工序Ⅸ 鉆孔，鉆孔，鉆螺紋底孔及攻螺紋。 工序Ⅹ 磨成；磨成；磨成。 工序Ⅺ 終檢入庫。 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、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Ｃ６２０-１型臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表４.２-７。 ②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Ｚ３０８０×２５搖臂鉆床。 ③.工序Ⅹ是磨零件左右外圓面,這兩個面的要求精度都比較高,從經(jīng)濟角度看,采用萬能磨床。 3.4.2 選擇刀具 ①.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)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（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.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 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：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計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 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接座” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.5.1 外圓加工表面及端面 由零件圖已知數(shù)據(jù)可知，對外圓和外圓的要求精度較高，經(jīng)過粗車—半精車—磨削。由《機械加工工藝手冊》表3.1—26可知，單邊余量已能滿足加工要求。 兩端面的精度要求也較高，也由《機械加工工藝手冊》表3.1—26可知，單邊余量已能滿足加工要求。 3.5.2 兩孔的加工余量 孔的精度要求相對不高，孔內(nèi)粗糙度值為25，直接采用直徑為的麻花鉆頭鉆孔即可。 孔的精度要求相對較高，孔壁粗糙度值為3.2，需要經(jīng)過細加工過程，由《機械加工工藝手冊》表3.1—26可知，余量為5已能滿足加工要求。 詳細尺寸標(biāo)注見零件毛坯圖 3.6確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(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，與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 3.6.1 工序Ⅳ 本工序為粗車端面，車至，粗鏜粗鏜至，已知加工材料為灰鑄鐵，鑄件，有外皮，機床C620—1普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。 3.6.1.1確定粗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》表1.1，由于C620—1機床的中心高為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=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == （3-1） ②.確定進給量 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， 進給量=0.5～1.0 按C620—1機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，C620—1機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=可用。 ③.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=。 ④.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200～219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 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)C620—1車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 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 （3-6） 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 3.6.1.3 確定粗鏜的切削用量及基本工時 粗鏜，本工序采用計算法。 所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為的圓形鏜刀。 ①.確定切削深度 == ②.確定進給量 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當(dāng)粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時： =0.15～0.40 按C620—1機床的進給量（表4.2—9），選擇， =0.25 ③.確定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 == （3-11） 按C620—1機床的轉(zhuǎn)速，選擇 =160=2.6 ④.計算基本工時 選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則： ==117 3.6.2 工序Ⅴ 車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；車至。 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Ⅳ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 采用工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56 3.6.3 工序Ⅵ 半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；半精鏜至，深。 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》表1.1，由于C602—1機床的中心高為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=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進給量 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， 進給量=0.5～1.0 按C620—1機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，C620—1機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=可用。 ③.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=。 ④.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200～219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 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)C620—1車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 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，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= ⑥.計算基本工時 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=126+= == 3.6.3.2確定半精鏜的切削用量 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的圓形鏜刀，其耐用度為。 ①.確定切削深度 a ②.根據(jù)表1.5，當(dāng)半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a≤，鏜刀伸出長度時，進給量為：。 ③ .確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 V = （3-16） 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇C620-1機床轉(zhuǎn)速：n= n =1200=20 實際切削速度為： v = 2.08 ④.確定基本時間 確定半精鏜孔的基本時間50s 17 17 3.6.4 工序Ⅶ 半精車端面，粗糙度值為6.3，尺寸保持成；半精車外圓至；車孔至。 本工序仍半精車。已知條件與工序相同，車端面，可采用工序Ⅳ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 3.6.5 工序Ⅸ 鉆孔，鉆孔，鉆螺紋孔以及攻螺紋。 3.6.5.1 確定鉆孔的切削用量 鉆孔，本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用X308025搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》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,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 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 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 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） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴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 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為Z308025搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 3.6.5.3 鉆螺紋底孔及攻螺紋 鉆螺紋底孔 取 （） 所以 （） 按機床選取= （） 所以實際切削速度 （） 切削工時（一個孔）： 攻螺紋 根據(jù)表4-32選取 所以 （293） 按機床選取 所以實際切削速度 所以切削時間（一個孔）： 3.6.6 工序Ⅹ 磨外圓成；磨外圓成；磨內(nèi)圓成。 ①.選擇砂輪 由《機械加工工藝手冊》4.8中磨料的選擇各表選取: A46GV69 350 其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織手型砂輪其尺寸為350（DBd） ②.切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s 軸向進給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表15-67 徑向進給量： f=0.02（雙線程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.737r/m （3-21） ③.切削工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===（s） （3-22） 磨的機床選擇為M2110A，刀具選擇代號為MY的圓柱磨頭，根據(jù)《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表13.4-16確定砂輪直接為20，則工件速度=20，縱向進給量，工作臺一次往復(fù)行程磨削深度，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出所耗工時為41.5 s。 22 加工100孔夾具設(shè)計 1.1問題的提出 本夾具是用來加工100孔,零件圖中此孔中心距有公差要求。此工序為粗鏜、半精鏜加工,因此本工序加工時要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,重點是保證加工精度的問題. 1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 因為100孔與此孔有公差要求,所以應(yīng)以這個長通孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大,利用100孔的左側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。在小孔處采用移動壓板對零件進行夾緊。在旁邊有筋板的緣故，有足夠的強度，可以進行直接的鏜削，能保證加工精度。 1.3 定位元件及夾緊元件的選擇 據(jù)上面所述，查參考文獻[1]，選用固定式定位銷（長銷）穿過40H7的孔。由于此孔兩側(cè)面沒加工，故用定位塊進行支承。這樣一銷一面就限制了五個自由度，最后在待加工孔下面加上一個支承釘再限制最后一個自由度，即一面兩銷定位。這樣就可以完全定位了。 1.4 切削力及夾緊力計算 鏜刀材料：（機夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀），機床為：T68 由參考文獻[3]，表1-12選擇刀具的幾何參數(shù)為： 1）粗鏜： 由參考文獻[12]，查表可得： 圓周切削分力公式： 查表得： 取 ∴ 由表可得參數(shù)： ∴ ∴ 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： ∴ ∴ 軸向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： ∴ ∴ 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)，見參考文獻[12]表可得： 所以，有： 2）半精鏜： 同理，圓周切削分力公式： 因為： ，則 所以，有： 當(dāng)夾緊力方向與切削力方向一致時，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生的振動和轉(zhuǎn)動。故該夾具采用移動壓板夾緊機構(gòu)，為了方便操作，通過手動擰緊螺母將壓板壓緊工件。 由于夾緊力方向與切削力方向在水平上有一段距離，使工件在夾緊的地方產(chǎn)生了彎矩，如圖： 圖3.3 彎矩示意圖 ∴ 既是加上轉(zhuǎn)矩M，所以319.65N 5.4 誤差分析與計算 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為。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： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， 且：L=127mm ，得 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。 5.5 零、部件的設(shè)計與選用 5.5.1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)如下表： 表5.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 14～18 12 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 表5.2 定位棱銷 d H d 公稱尺寸 允差 40～50 20 22 +0.034 ～0.023 65 5 3 8 1 6 1.5 5.5.2夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表5.3： 表6.3 移動壓板 公稱直徑 L 6 45 20 8 19 6.6 7 M6 5 5.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 （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，時效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度 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 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，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，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 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。 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，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 5.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(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。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(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)情況進行調(diào)整換取。 總 結(jié) 本文是撥叉的加工工藝和夾具設(shè)計，設(shè)計的總體過程可以概括為，首先對撥叉零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案，并對工藝方案進行比較選擇合理的工藝路線，然后計算分析尺寸，并制定出工藝卡片。最后是夾具的設(shè)計。 本次畢業(yè)設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的知識，是理論與實際相結(jié)合的一個成果。由于專業(yè)知識有限，在設(shè)計過程中遇到的問題主要通過老師的講解，同學(xué)們的討論以及查閱資料來解決。通過畢業(yè)設(shè)計，我對課本理論知識有了更深刻了理解，同時，我的看圖，繪圖能力也有了較大的提高。這對我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 9 謝 辭 本次畢業(yè)設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖、繪圖、設(shè)計能力，為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程，收獲頗豐。 本次設(shè)計是在XX老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。我的機械工藝知識有限，在設(shè)計中常常碰到問題，是鄭老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點拔迷津，提供相關(guān)資料，才使其順利完成。XX老師耐心的講解，使我如沐春風(fēng)。不僅如此，xx老師嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我。在此，我向XX老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同組同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完成畢業(yè)設(shè)計。 參考文獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊[M] 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