星輪 加工工藝和鉆φ28孔夾具設(shè)計(jì)[含CAD圖紙和文檔所見所得]

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零件的工藝分析我所設(shè)計(jì)的零件是星輪，它位于各種機(jī)床的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中，像車床的可轉(zhuǎn)位刀架。主要起轉(zhuǎn)位時(shí)，使刀架轉(zhuǎn)到所需刀位后既可卡住鎖緊，不再轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。零件上的28孔與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連，中間的三個(gè)4、2孔則是用于定位卡緊的。，它大致一共可分為4個(gè)加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這四組加工表面分述如下：1. 以45mm外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：45K6mm、45f7的外圓，以及40K6mm的外圓面，三個(gè)外圓面粗糙度均為1.6。2. 以28mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：28H7的孔，以及28H7的兩個(gè)端面。主要是的28H7孔，粗糙度為0.8。3. 銑816的鍵槽這一組加工表面包括：此鍵槽的底面，粗糙度3.2的鍵槽內(nèi)壁。4. 以4、2孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：六個(gè)平面，其中三個(gè)大平面粗糙度為0.8，以及三個(gè)4和2的孔，4孔長11mm。這四組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1） 4和2孔與粗糙度為0.8的平臺夾角為15。（2） 45K6與40K6的同心度要求為0.06。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。（二） 確定生產(chǎn)類型已知此零件年產(chǎn)量為5000件，每臺（輛）產(chǎn)品中 該零件的數(shù)量為1，備品率a%=3%,廢品率b%=0.5%。所以零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=Qm（1a）（1b）5176件/年,通過查表，得出該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一） 確定毛坯的制造形式及尺寸1 確定毛坯種類零件材料為40cr，考慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為大批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用錘上鋼質(zhì)自由鍛鑄造。 2確定鍛件尺寸 星輪鍛造毛坯尺寸公差及及加工余量 單位(mm)項(xiàng)目及加工余量(單邊)尺寸公差備注厚度61表2-111.52.0 取(1.5)表2-13寬度45表2-101.52.0 取(1.8)表2-13寬度40表2-101.52.0 取(1.8)表2-13寬度64表2-101.52.0 取(1.8)表2-13孔徑28表2-102.0表2-14厚度14表2-111.52.0 取(1.5)表2-13注:備注中所選表格皆來自機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程3繪制鍛件零件圖：（附零件圖）。 （二） 基面的選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x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，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(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取70的棒料外圓輪廓表面作為粗基準(zhǔn)。采用70外圓面定位加工內(nèi)孔、外表面和端面可保證孔的壁厚均勻并與外表面同軸度較高，并能保證端面的垂直度。（2）精基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)星輪的技術(shù)要求和裝配要求，選擇星輪右端面和右側(cè)45f7外圓作為精基準(zhǔn)，零件上的許多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 （三） 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(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)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工序號工 名序 稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1粗車，半精車兩端面臥式車床C618k車刀游標(biāo)卡尺2鉆、擴(kuò)，鉸中心孔立式鉆床字Z535立式鉆床字Z535游標(biāo)卡尺3粗車,半精車，精車外圓和凸臺臥式車床C618k車刀游標(biāo)卡尺4開槽臥式車床C618k切槽刀游標(biāo)卡尺5銑64三個(gè)端面X60臥式銑床專用銑刀游標(biāo)卡尺6磨64三個(gè)端面M315磨床專用磨刀游標(biāo)卡尺7鉆孔，擴(kuò)孔立式鉆床字Z535麻花鉆游標(biāo)卡尺8銑鍵槽X60臥式銑床銑刀游標(biāo)卡尺9中檢10熱處理11校正12清洗13終檢（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸 零件材料為40Cr，硬度190210HB，毛坯重量1.3kg，生產(chǎn)類型為大批量，棒料毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，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如下 1左右端面：由表1-6，通過粗車，半精車達(dá)到要求，加工余量由鍛件得為1.5mm所以粗車余量為1.26mm，半精車為0.24mm,粗糙度為Ra3.2.2內(nèi)孔（28）：由表2-28，孔28H7的鉆孔工序尺寸為26mm，鉆、擴(kuò)28h7孔至27，粗鉸，精鉸到2828.021,Ra0.8um。（五）確立切削用量及基本工時(shí)工序一 車左右端面。1. 加工條件工件材料：40Cr,b =980MPa， HB235，棒料加工要求：粗車，半精車星輪左右端面機(jī)床：臥式車床C618k。刀具：硬質(zhì)合金鋼車刀,牌號YT5。選擇刀具前角o0后角o15，副后角o=10。 2.選擇切削用量機(jī)床功率為10kw。查表4-2得f=0.152.65mm/r。由于切削量不大，選較小量f=0.8mm/r。2. 計(jì)算工時(shí)總工時(shí)t12*224S工序二 鉆、擴(kuò)，鉸28H7孔。1. 加工條件工件材料：40Cr,b =980MPa， HB235，棒料。加工要求：鉆、擴(kuò)，鉸28H7孔。機(jī)床：立式鉆床字Z535。刀具：高速鋼莫氏麻花鉆，擴(kuò)孔鉆。由表3-4，鉆頭直徑為26mm，切削速度16m/min。2. 切削用量1） 切削速度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 機(jī)床功率為4.5kw。查切削手冊表5 f=0.250.36mm/r。選較小量f=0.25 mm/r。3） 計(jì)算切削速度 按表5-21，查得 Vf16m/min， 4） 計(jì)算基本工時(shí)tm(2L1+L)/(fn)=(23+61)/18722s。由表5-16，ap=0.1mm,v=30m/min三、專用夾具設(shè)計(jì)直徑28孔的立式鉆床夾具為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。確定夾緊力要確定夾緊力的作用點(diǎn)，方向及大小三個(gè)要素。（一），定位基準(zhǔn)的選擇由于夾具對零件的夾緊和定位有重大影響，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(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。由于星輪該零件外形比較均勻，所以加工直徑28的中心孔可以以下端（底）面為精基準(zhǔn)，然后用V型塊這樣可以限制5個(gè)自由度，這樣加工可以保障加工孔的尺寸和精度要求。（二），切削力及夾緊力計(jì)算（1）刀具： 高速鋼麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀機(jī)床： 立式鉆床Z535由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=26 代入上式，可得 F=927N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 調(diào)節(jié)夾緊螺釘： 公稱直徑d=24mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=3.5 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，加工效率高。 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力（三），定位誤差分析（1） 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為孔的定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 基準(zhǔn)位移誤差y 由于孔和銷都有制造誤差，為工件裝卸方便還有最小間隙（次間隙可以在調(diào)刀尺寸和對刀時(shí)消除） 由制造誤差引起的y(Dmaxdmin)/2(Dmin-dmax)/2=(0.023+0,020)/2=0.02150.08在垂直度要求范圍內(nèi)本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 （四），鉆床夾具的裝配圖見附圖 四、參考文獻(xiàn)1 趙家齊主編 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。北京：機(jī)械工業(yè)出版社2 艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機(jī)械工業(yè)出版社3 金屬切削手冊 上海：上?？茖W(xué)文化技術(shù)出版社4 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 出版：哈爾濱理工大學(xué)5 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊（第二版） 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社- 10 -