（大連交通系列）配氣機構(gòu)導塊加工工藝及 8-鉆2-Φ3孔夾具設計【CAD高清圖紙和說明書等】

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機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 零件圖號 材料 毛 坯 種 類 文件編號 配氣機構(gòu)導塊 gangan HT200 鑄造 造 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設 備 夾具名稱 刀具名稱 量具名稱 工作 等級 單件 工時 名稱 型號 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 50 半精車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 60 掉頭，車左端面,以右端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 70 車R1槽, 以左端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 切槽車刀 游標卡尺 M 80 半精車Φ59.5外圓及端面,以右端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 90 精車Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 100 鉆Φ17孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 110 擴Φ19.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 擴孔鉆 游標卡尺 M 120 鉸Φ20H8孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉸刀 內(nèi)徑百分表 M 130 車Φ50內(nèi)孔，以Φ59.5外圓及端面為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 鏜刀 游標卡尺 M 140 鉆Φ22孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 150 擴Φ24.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 擴孔鉆 游標卡尺 M 160 鏜Φ25H7，以外圓及端面為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 鏜刀 游標卡尺 M 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 零件圖號 材料 毛 坯 種 類 文件編號 配氣機構(gòu)導塊 gangan HT200 鑄造 造 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設 備 夾具名稱 刀具名稱 量具名稱 工作 等級 單件 工時 名稱 型號 170 鉆2-Φ6孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 180 鉆2-Φ3孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 190 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑扁），以Φ60外圓及端面為基準 立式銑床 X52K 專用銑夾具4 立銑刀 游標卡尺 H 200 粗銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 立式銑床 X52K 專用銑夾具4 立銑刀 游標卡尺 H 210 精銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 立式銑床 X52K 專用銑夾具4 立銑刀 游標卡尺 H 220 磨Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 磨床 M114W 磨床夾具 砂輪 螺旋測微器 G 230 終檢 240 清洗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 課程設計 配氣機構(gòu)導塊加工工藝及夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 33 摘 要 配氣機構(gòu)導塊是某企業(yè)產(chǎn)品中的關鍵零件之一，本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和配氣機構(gòu)導塊零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具，并完成必要的設計計算。本機床所用夾具的通用性強，工件采用定位夾緊，快速方便。夾緊采用手動加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。由于配氣機構(gòu)導塊的生產(chǎn)量比較大，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設計，并在關鍵工序使用組合機床或?qū)Ｓ脵C床進行加工。 通過設計，綜合運用了大學期間的多數(shù)基礎和專業(yè)知識，加深所學知識體系，掌握了運用各項繪圖軟件進行設計的方法和技巧,熟悉了工程應用設計。 關鍵詞 配氣機構(gòu)導塊 零件分析 工藝路線 夾具設計 組合機床 Abstract The axile bush is one of the key parts of an enterprise products, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod and modular machine tool of the axile bush.The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform,so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency. Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well. Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool 目 錄 摘 要 II Abstract 1 1 引言 3 2 零件工藝性分析 4 2.1 零件的作用 4 2.2 零件的工藝分析 4 3 毛坯的選擇 5 4 工藝規(guī)程設計 6 4.1 工藝規(guī)程的作用 6 4.2 定位基準的選擇 6 4.3 制定工藝路線 7 4.4 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 10 4.5 確定切削用量及基本工時 10 第5章 鉆?3孔夾具設計 25 5.1設計要求 25 5.2夾具設計 25 5.2.1 定位基準的選擇 25 5.2.2 切削力及夾緊力的計算 25 5.3定位誤差的分析 28 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 30 5.1夾具設計及操作的簡要說明 31 結(jié)束語 32 參 考 文 獻 33 致 謝 34 1 引言 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 2 零件工藝性分析 2.1 零件的作用 配氣機構(gòu)導塊是配氣機構(gòu)一個主要零件。通過配氣機構(gòu)實現(xiàn)氣體的內(nèi)外交換，該零件的加工好壞，將影響到整個配氣機構(gòu)的工作性能。 2.2 零件的工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為左、右端面，φ20mm以及加工。由參考文獻[1]中有關孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。 ⑴ 以外圓為主有：① 零件外圓粗、精車磨削加工，其粗糙度要求是； ② 配氣機構(gòu)導塊平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 ⑵ 孔系加工有： ①Φ20、Φ25鉆擴鉸加工，其表面粗糙度為； ②小孔2-Φ6鉆加工 3 毛坯的選擇 零件材料是HT200。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機器造型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。 4 工藝規(guī)程設計 4.1 工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備、生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導工人操作的主要技術文件，也是工廠和車間進行設計或技術改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。 (1)根據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準備（包括技術準備）。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準備和技術準備工作，例如，關鍵技術的分析與研究；刀、夾、量具的設計、制造或采購；設備改裝與新設備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機械加工工藝規(guī)程來展開。 (2)機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。 (3)新建或擴建車間(或工段),起原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程，根據(jù)機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數(shù)量，確定機床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量。 4.2 定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻 精基準的選擇：主要考慮基準重合問題，配氣機構(gòu)導塊的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則。?20孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 4.3 制定工藝路線 制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應當考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本[9]。 4.5.1 工藝路線方案一 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面 50 半精車Φ60外圓及端面 60 掉頭，車左端面 70 車R1槽 80 半精車Φ59.5外圓及端面 90 精車Φ60外圓 100 鉆Φ17孔 110 擴Φ19.7孔 120 鉸Φ20H8孔 130 車Φ50內(nèi)孔 140 鉆擴鉸Φ25H7 150 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑扁） 160 粗銑30H11槽 170 精銑30H11槽 180 磨Φ60外圓 190 終檢 200 清洗入庫 4.5.2 工藝路線方案二 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面 50 半精車Φ60外圓及端面 60 掉頭，車左端面 70 車R1槽 80 半精車Φ59.5外圓及端面 90 精車Φ60外圓 100 車Φ50內(nèi)孔 110 鉆Φ17孔 120 擴Φ19.7孔 130 鉸Φ20H8孔 140 鉆擴鉸Φ25H7 150 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑扁） 160 粗銑30H11槽 170 精銑30H11槽 180 磨Φ60外圓 190 終檢 200 清洗入庫 4.5.3 工藝方案的比較與分析 因左右兩端面均對φ20mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上φ20mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表１和附表2，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 50 半精車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 60 掉頭，車左端面,以右端外圓為基準 70 車R1槽, 以左端外圓為基準 80 半精車Φ59.5外圓及端面,以右端外圓為基準 90 精車Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 100 鉆Φ17孔，以Φ60外圓及端面為基準 110 擴Φ19.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 120 鉸Φ20H8孔，以Φ60外圓及端面為基準 130 車Φ50內(nèi)孔，以Φ59.5外圓及端面為基準 140 鉆Φ22孔，以Φ60外圓及端面為基準 150 擴Φ24.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 160 鏜Φ25H7，以外圓及端面為基準 170 鉆2-Φ6孔，以Φ60外圓及端面為基準 180 鉆2-Φ3孔，以Φ60外圓及端面為基準 190 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑扁），以Φ60外圓及端面為基準 200 粗銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 210 精銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 220 磨Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 230 終檢 240 清洗入庫 4.4 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 ⑴ 30H11槽的偏差及加工余量計算 30H11槽計算。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11～19。其余量值規(guī)定為2-3mm，現(xiàn)取3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取 精銑：由參考文獻[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。 參照參考文獻[3]表3～2，3～25,2.3～13和參考文獻[15]表1～8，可以查得： 鉆孔Φ25 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉆孔Φ20 參照參考文獻[3]表2.3～47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆——擴——鉸 由以上資料得出毛坯尺寸圖。 4.5 確定切削用量及基本工時 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap、進給量f及切削速度Vc 。 (2)確定方法是：確定切削深度——>確定進給量——>確定切削速度． (3)具體要求是： ①由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除 在中等功率機床上一次走刀ap可達8mm～10mm。 ②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構(gòu)強度。 ③可用查表法或計算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查或計算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機床實有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機作為實際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實際的切削速度Vc機填入工藝文件中。 對粗加工，選取實際切削速度Vc機實際進給量f機和背吃刀量asp之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 工序30：粗車Φ60外圓及端面 機床：車床CA6140 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CA6140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 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CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》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，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在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.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 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)CA6140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=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =5.75，=，==，= ⑥.倒角 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） == （3-8） 工序40：半精車Φ60外圓及端面 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30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=5.8 v=50.4 T=56 工序50：半精車Φ60外圓及端面 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CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》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，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在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.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 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)CA6140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=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= 工序60：鉆擴鉸Φ20H8。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～52，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～53，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表5.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑶ 鉸孔Φ20 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 切削深度：，且。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～60，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表5.1～31取 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 該工序的加工機動時間的總和是： 工序70：車Φ50內(nèi)孔 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CA6140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 確定的基本時間50s 工序80：鉆2-φ6孔 機床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～31，取。 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時間： 工序180鉆2-Φ3孔，以Φ60外圓及端面為基準 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=3mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃β=30° ? 2φ=118°? be=3.5mm α0=12° ψ=55° 2.選擇切削用量 1>按加工要求決定進給量 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12~HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=3mm 時 f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r 2>決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 ,當d0=3時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min 3>決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/min n =1000V/πd0=1000×22/(3.14×3)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/400×0.4=0.26min 工序90：鉆、擴?25H7孔 工件材料為HT200，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鏜孔Φ25mm鏜刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z525機床說明書，取。實際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， （2）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-31，。根據(jù)Z525機床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 工序90：鏜Φ25H7孔 （1）選擇刀具 1） 選擇鏜刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具鏜刀。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap ap=12.5mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構(gòu)允許的進給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，， (預計)時，進給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為 N 由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故 min 工序100：銑削寬度為46的兩側(cè)面 機床：立式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 銑刀直徑，齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.77，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.88，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 走刀次數(shù)為1 機動時間：（其中） 因為： 本工序機動時間： 工序110：粗銑30H11槽。 機床：立式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～74，取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序120：精銑30H11槽。 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度， 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～74，取。 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間： 工序180: 磨Φ60外圓 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2095.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結(jié) 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2095.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 第5章 鉆?3孔夾具設計 5.1設計要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn)，任務為設計一鉆?3孔。 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 5.2夾具設計 5.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 由零件圖可知：進行加工前，外圓面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選?60外圓面組成V型塊、和?25孔和定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 5.2.2 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： 切削力公式： 式中 ， 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[5]表 可得： 所以 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)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 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)。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的中心孔范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構(gòu)組成復合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。 螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （1）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 螺旋夾緊力： 該夾具采用夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得： 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)。 5.3定位誤差的分析 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。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： ⑴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）中的幾何關系退出： ΔY== 基準不重合誤差： 從圖（b）中設計基準與定位基準不重合，假設定位基準不動，當工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設計基準的變化量為，即基準不重合誤差ΔB=。 從圖(c)中可知，設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，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 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。 圖6.1 可換鉆套 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～5.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞5.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 36 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 50 ＞6～8 +0.028 +0.013 36 +0.023 +0.036 15 ＞8～10 15 18 36 50 25 ＞10～36 +0.034 +0.016 18 22 ＞36～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.036 ＞18～22 +0.041 +0.050 30 34 50 36 HT500 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 60 ＞26～30 42 46 25 HT500 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.060 +0.050 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 5.1夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。 夾具體是夾具的基礎件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。 由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應力。 由于工件采用V型塊定位Φ60mm外圓面，這就要求V型塊固定在一個與水平面成45°的支撐面上。我們可以采用加工一有45°面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過切削加工達到我們要求的定位尺寸。 結(jié)束語 課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和參考過程. 回顧這次課程設計,從選題到定稿,從理論到實踐,在這段課程設計期間里,可以說得是苦多于甜.通過本次課程設計,不僅鞏固了以前所學過的知識,而且學到了很多在書本上沒有學到過的知識. 對我來說,收獲最大的是方法和能力-----那些和解決問題的方法和能力.在整個設計過程中,我發(fā)現(xiàn)我們這些學生最缺少的是經(jīng)驗,沒有感性的認識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(jié).此次設計需要我們將學過的相關知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進.通過這次課程設計,我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的-----只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會服務,從而提該自己的實際動手能力. 在設計的過程中遇到問題，可以說是困難重重.在設計的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處:對以前所學過的知識理解的不夠深刻,掌握的不夠牢固.通過這次課程設計之后,有把以前所學過的知識重新溫故. 這次課程設計使我受益匪淺,為我以后的學習和工作打下了一個堅實而良好的基礎.在此衷心感謝各位老師的幫助和指導. 參 考 文 獻 [1] 裘愉弢. 組合機床[M].第一版，北京：機械工業(yè)出版社，1995. 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[20]《機械設計手冊》聯(lián)合編寫組. 機械設計手冊[M].第二版，北京：機械工業(yè)出版社,1987. 致 謝 經(jīng)過近四個月的忙碌和工作，本次課程設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學生的課程設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作學習的同學、朋友們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里，首先要感謝的是我的指導老師王教授和吳老師。王教授雖然工作繁忙，但是每周都不辭辛苦抽出時間由南京過來到這里親自指導和檢查督促我們做課程設計，吳老師平日也是工作繁忙，但是在我做課程設計的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設計草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細設計，裝備草圖等等整個過程中兩位老師都給予我悉心的指導。除了敬佩老師的專業(yè)水平以外，王教授治學嚴謹?shù)膽B(tài)度，吳老師科學研究的精神是永遠值得我學習的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學習。 其次我要感謝我的父母和與我一起做課程設計的同學們。父母給了我強大的精神動力，同學們在本次設計中勤奮工作克服許多困難來完成此次設計，并分擔了許多工作。如果沒有他們的支持和努力，此次設計的過程將變得非常困難。 我還要感謝的是學校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可以參考，查閱。還要感謝四年以來所有的老師，為我打下了機械專業(yè)知識的基礎；同時感謝所有的同學們，正因為有了你們的支持，本次課程設計才會順利完成。 通過課程設計，使我對機械加工工藝這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當?shù)木嚯x，還需進一步的學習和實踐。 本設計由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設計上不很周詳，許多應該考慮的因素可能沒有體現(xiàn)出來。在設計過程中，我得到了老師的精心指導和各方面的幫助，才得以順利進行，在這里再次表達我對王教授和吳老師的謝意。 最后感謝學院四年來對我的培養(yǎng)！