推動架機(jī)械加工工藝規(guī)程及φ16mm孔加工的夾具設(shè)計

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The main design from a rough map like how processed into finished products and processing equipment and fixtures used in the design, technology and the card design process to develop the card processing parameters, etc. Key words Technics、working procedure、column cancel?、taper cancel 、orientation Clamp. 引 言 畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機(jī)床夾具的設(shè)計。 這次設(shè)計使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 第一章 零件的分析 1.1零件的作用 推動架是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的零件。φ320+0.027mm孔裝工作臺進(jìn)給絲杠軸，靠近φ32mm孔左端處裝一棘輪，在棘輪上方即φ160+0.033mm孔裝一棘爪，φ160+0.033mm孔通過銷與杠桿連接，把從動機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過偏心輪、杠桿使該零件繞φ320+0.027 mm軸心線擺動。此時，棘爪撥動棘輪，使杠桿轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)工作臺的自動進(jìn)給。 圖 1-1 推動架零件示意圖 1.2零件的工藝分析 推動架的材料為HT200，該材料具有比較高的強(qiáng)度、耐磨度、耐熱性及減震性，適用于趁手較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。 該零件的主要加工面為φ50、φ35、φ27端面，φ32、φ16、φ6的孔等,R3mm的槽，M8-6H的螺紋。φ50端面直接影響到裝配精度及密封，所以必須保證面45的精度。 參考文獻(xiàn)的有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 第二章 確定毛坯、畫毛坯圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。由原始資料可知可知，起生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型，因?yàn)槭浅膳可a(chǎn)，φ32的孔鑄預(yù)孔。為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。毛坯最大外形尺寸：180×80×55mm。 參考文獻(xiàn)1表2.3-6該種鑄件的尺寸公差等級CT8-10級，加工余量等級MA為G級，故取CT為9--8級，MA為G級。 鑄件的分型面左視圖的對稱面。澆冒口位置為上面或下面澆鑄。 參考文獻(xiàn)[1]表12-2，用查表法確定個表面的總余量， 如下表：各加工表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 總余量 Φ50左端面 50 G 3 Φ32孔 32 G 3 Φ27面 27 G 2.5 20兩個面 20 G 2.5 其他孔 未鑄出 表1-1 參考文獻(xiàn)[1]表12-4可得鑄件主要毛坯尺寸的公差， 如下表：主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差等級 Φ50左端面 50 6 Φ56 2 Φ32孔 32 6 Φ26 1.8 Φ27面 27 5 Φ32 1.3 20兩個面 20 5 25 1.2 表1-2 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：推動架(Φ50左右端面)既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它們作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，φ32內(nèi)壁的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠、操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇，考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要的孔與內(nèi)壁作為粗基準(zhǔn)。第一，在保證各加工面有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；其二，裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件，如齒輪、軸套等與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙。此外還能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。所以，在本設(shè)計中選擇φ32內(nèi)壁，也可以加工φ16與之的垂直度0.01。 3.2 指定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下： 根據(jù)先主要表面后次要表面和先加工面后加工孔的原則，加工面順序?yàn)棣?0左端面，Φ27面、Φ50右端面、銑20面，然后加工孔。 上述方案遵循了工藝路線擬定的一般原則，但某些工序有些問題還值得進(jìn)一步討論。改進(jìn)方案如下： 序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 涂底漆 10 粗、半精車Φ50左端面 20 粗、半精鏜孔，并倒角1X45° 30 粗、半精車Φ50右端面 40 粗銑20兩個面同銑 50 鉆、鉸孔Φ160+0.019并倒角1X45° 60 粗車零件上表面并鉆孔Φ100+0.1，鉆、鉸孔Φ160+0.019 70 鉆孔Φ6和鉆鉸M8-6H并攻螺紋M8-6H 80 銑油槽R3，銑槽6×1、槽6×9.5 90 檢驗(yàn) 100 入庫 表1-3 3.3 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由于生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水線生產(chǎn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均為人工完成。 銑基準(zhǔn)面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選擇X52K立式銑床。選擇直徑為DФ100mm的C類可轉(zhuǎn)為面銑刀。專用夾具個游標(biāo)卡尺，其他銑面需同 鉆孔Ф10，選擇立式擴(kuò)、鉸Ф10、Ф16孔，選用搖臂鉆床Z3025選用椎柄麻花鉆擴(kuò)孔復(fù)合鉆。選用椎柄機(jī)用鉸刀、專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。 鏜孔φ32選用臥式鏜床，鏜φ28到φ32mm，選高速鋼刀具。 鉆孔Φ160+0.019，φ15.8鉆頭、立式車床CA6140，盲孔車刀、外圓車刀，游標(biāo)卡尺 鉆通孔φ10mm,锪120°錐孔，選用搖臂鉆床Z5125A，選用專用鉆夾具φ麻花鉆，120°锪鉆，游標(biāo)卡尺 鉆φ6.6螺紋底孔，M8絲錐攻絲，選用搖臂鉆床Z5125A，選用專用鉆夾具φ6.6麻花鉆、M8絲錐，游標(biāo)卡尺、螺紋塞規(guī)。 其他孔類、面加工均與上述選擇相類似。 第四章 加工工序設(shè)計選用 工序70鉆M8-6H孔 鉆M8-6H孔的加工余量查參考文獻(xiàn)[1]表2.3—48取 Z鉸=0.12mm 由此可算出Z鉆=8/2-0.12=3.98mm Φ6由此可算出Z鉆=6/2=3mm 加工余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 M8—6H 鉆 3.98 --- Φ7.96 M8—6H 鉸 0.12 6H Φ8 Φ6孔 鉆 3 --- Φ6 表1-4 查參考文獻(xiàn)[1]表2.4--38,并參考Z3025機(jī)床說明鉆取鉆Φ6的孔的進(jìn)給量f=0.1mm/r，取鉆Φ8的孔的進(jìn)給量f=0.12mm/r。 查參考文獻(xiàn)[1]表2.4--41,用插入法求得鉆φ8孔的切削s速度V=0.69m/s=41.4m/min,由此得出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/πd=1000*41.4/（3.14*8）=1648r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=1500r/min,則實(shí)際求削速度為: V=3.14*8*1500/1000=37.68m/min 同理，用插入法求得鉆φ6孔得v=0.7m/s=42m/min n=1000v/πd=1000*42/（3.14*6）=2229r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=2000r/min,則實(shí)際求削速度為 V=3.14*6*2000/1000=37.68m/min 查參考文獻(xiàn)[1]表2.4--69: Ff=9.81*42.7*d*f^0.8*k=9.81*42.7*8*0.12^0.8*1=614.5N M=9.81*0.021*6.7*8^2*0.12*1=2.42NM Ff=9.81*42.7*d*f^0.8*k=9.81*42.7*6*0.1^0.8*1=398N M=9.81*0.021*6.7*6^2*0.1*1=1.2NM 它們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力7840N和最大轉(zhuǎn)矩196NM,故機(jī)床剛度足夠。 參考文獻(xiàn)[1]表2.4--58, φ8鉸孔進(jìn)給量取f=0.4---0.8（0.6） 參考文獻(xiàn)[1]表2.4--60,取鉸孔得切削速度為V=0.29m/s=17.4m/min由此算出轉(zhuǎn)速n=1000v/πd=1000*17.4/（3.14*8）=692.7r/min。按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=700r/min,則實(shí)際求削速度為: V=3.14*8*700/1000=17.6m/min 2. 工序60：粗，半精車F面，鉆孔Ф10。 按表面粗糙度，半精車選擇進(jìn)給量，背吃刀量。 查[1]2.4-3 背吃刀量ap=3 進(jìn)給量f=0.4---0.5 查2.4-20 cv=22.7 yv=0.4 kv=1.11 查2.4-2 T=3600 切削速度 V=Cv*kv/(600.9*T0.1*ap0.15*fyv) =22.7*1.11/(600.9*36000.1*30.15*0.40.4) =0.34m/s 實(shí)際轉(zhuǎn)速 n=1000v/3.14d=1000*60*0.34/3.14*27=250r/min 鉆擴(kuò)，鉸孔，倒角1x45. 1、由于此孔直徑較小無法直接鑄造，故鉆出。該工序具體分為以下兩步 ：擴(kuò)孔φ15.8mm，鉸孔φ16×26mm。 表2-1各工步的余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 φ15.8 擴(kuò)孔 7.9 二級 φ15.8 φ16 鉸孔 8 二級 φ16 表1-5 擴(kuò)φ15.8mm孔，參考文獻(xiàn)（1）表2.4-50，并參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量，取f=0.3mm/r（因鉸的是盲孔，所以進(jìn)給量取得較?。? 參考文獻(xiàn)（4）表3-54，擴(kuò)孔的切削速度為（1/2-1/3）ν鉆，故取ν擴(kuò)=1/2ν鉆=1/2×22m/min=11m/min。 由此算出轉(zhuǎn)速n=1000ν/πd=1000×11/（3.14×8.8）=398r/min。 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=400r/min。 參考文獻(xiàn)（1）表2.4-58，鉸孔的進(jìn)給量取f=0.3mm/r（因鉸的是盲孔，所以進(jìn)給量取得較小）。 參考文獻(xiàn)（1）表2.4-60取鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。 由此算出轉(zhuǎn)速n=1000ν/πd=1000×11/（3.14×9）=636.9r/min。按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=630r/min，則實(shí)際切削速度為ν=πdn/1000=3.14×9×630/1000m/min=17.8m/min。 它們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力7840N和機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196N·m,故機(jī)床的剛度足夠。 2、時間定額 （1）機(jī)動時間 參考文獻(xiàn)[1]表2.5-7,得鉆孔的計算公式為： Tj=(L+L1+L2)/fn L1=(D/2)Cottankr+(1—2)L2=3 擴(kuò)ф15.8 mm孔：L1=[(16-15.8)/2]Cottan（118/2）°+1.5=7.4mm L=15mm取L2=3mm 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得: Tj≈0.8min 總機(jī)動時間Tj總也就是基本時間Tb為：Tb=0.8min 各工步的輔助時間為：擴(kuò)ф15.8 mm孔0.215min ,裝卸工件時間，參考文獻(xiàn)[1]表2.5-42取1.5 min。所以輔助時間Ta為： Ta=0.215 +1.5+0.04=1.755min (3)作業(yè)時間：TB=Tb+Ta=1.755.+0.8=2.555min (4)布置工作地時間。參考文獻(xiàn)[2] 取α=3% 則： Ts= TBα =2.555×3%≈0.08min (5)休息與生理需要時間。參考文獻(xiàn)[2]取β=3% 則： Tt= TBβ=2.555×3%≈0.08min （6）準(zhǔn)備與終結(jié)時間Te。 參考文獻(xiàn)[1]表2.5-40取各部分時間為： 中等件33 min:升降搖臂1min；深度定位0.3 min:使用回轉(zhuǎn)夾具 10 min； Te=33+1+0.3+10 =44.3min 由已知生產(chǎn)批量為10000件，則： Te/n=(33+1+0.3+10+7)/10000=0.00513 參考文獻(xiàn)[2] 由于是大量生產(chǎn)Te/n≈0故Te/n不計入。 （7）單件時間Tp Tp=Ta+Tb+Ts+Tr=1.755+0.08+0.12+0.09=2.045min (8)單件計算時間Tc=Tp+Te/n=2.045+0.00513=2.05min 第五章 夾具設(shè)計 本次設(shè)計的夾具為第40，70道工序——鉆Ф6孔和車F面，，分別采用了Z3025鉆床，臥式車床。 為了提高勞動生產(chǎn)率,保證工件質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需設(shè)計專用夾具.經(jīng)過和指導(dǎo)老師的協(xié)商,決定設(shè)計110道工序. 確定設(shè)計方按: 分析零件的形狀和結(jié)構(gòu),需要定位6個自由度,首先在φ32的孔可以限制2個自由度,其次在φ16的小孔上面可以限制1個自由度,最后在φ50的面上限制3個自由度,這樣看來零件的6個自由度就可以全部定位了.此道工序是同時鉆兩個孔，所以我們可以用翻轉(zhuǎn)式夾具同時完成兩個工序以減少時間來提高效率。 此中定位夾緊方案,操作方便,安裝迅速,其通用結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,系列化,可用于大批量生產(chǎn).(祥見夾具圖) 結(jié) 論 這次設(shè)計使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能。為今后從事的工作打下良好的基礎(chǔ).由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計中還有許多錯誤和不足之處,希望各位老師多加包含和批評。 感謝指導(dǎo)老師在本次設(shè)計中的指導(dǎo)和幫助。 致 謝 在四年的學(xué)習(xí)期間，得到了學(xué)校為我們提供一切可提供的便利條件，本人在此深表感謝。特別要提出感謝的是我的指導(dǎo)老師，他給了我很多關(guān)懷和幫助，一直在關(guān)注我的論文情況，從選題到論文的進(jìn)展，并及時予以指導(dǎo)和溝通，對我的論文研究和設(shè)計花了大量心血，時時掛在心上，盡最到的努力幫助我解決難題。徐老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，善解人意，學(xué)識淵博，他對工作一絲不茍的態(tài)度，過硬的業(yè)務(wù)水平，和藹可親的為人，使我終身難忘和佩服。我很慶幸自己有這樣一位好導(dǎo)師。這對我以后的學(xué)習(xí)和工作都有相當(dāng)大的影響。在此我表示由衷的感謝。我還要感謝我的家人，是他們給了我始終如一的支持，我才可以順利的完成學(xué)業(yè)。 總之，感謝在四年里所有幫助過我的師長和同學(xué)們！  參考文獻(xiàn)： [1] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組修訂 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版 [2]《機(jī)械制造技術(shù)》 陳立德 李曉輝 主編 上海交通大學(xué)出版社出版 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