杠桿(CA1340自動(dòng)車床)(三)加工工藝及銑槽8mm夾具設(shè)計(jì)[含CAD高清圖和說明書]
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機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)目 錄 序言 2 一、零件的分析 3 (一)零件的作用 3 (二)零件的分析 3二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 (一)確定毛坯的制造形式 4 (二)基面的選擇 4 (三)制定工藝路線 5 (四) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 (五)確定切削用量及基本時(shí) 11三、夾具設(shè)計(jì) 25(一)問題的提出 25(二)夾具設(shè)計(jì) 25 四、參考文獻(xiàn) 26序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國(guó)的建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指教。 一、零件的分析(一)零件的作用題目所給的零件是CA1340自動(dòng)車床上的杠桿(見附圖),它位于自動(dòng)車床的自動(dòng)機(jī)構(gòu)中,與靈活器配合使用,起制動(dòng)的作用。(二)零件的工藝分析杠桿共有三組加工表面,它們之間有一定的位置要求,現(xiàn)分述如下:1、以6H7mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括:兩個(gè)6H7mm的孔,粗糙度為Ra1.6;尺寸為20mm且與兩個(gè)孔6H7mm相垂直的四個(gè)平面,粗糙度為Ra6.3。其中,主要加工表面為兩個(gè)6H7mm的孔。2、以20H7mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括:一個(gè)20H7mm的孔及其倒角,粗糙度為Ra1.6;兩個(gè)與20H7mm孔垂直的平面,粗糙度為Ra3.2;一個(gè)中心軸線與20H7mm孔中心軸線平行且相距8mm的圓弧油槽;還有一個(gè)與20H7mm孔垂直的油孔4mm,并锪沉頭孔。其中,20H7mm孔及兩端面為主要加工面。3、以8H7mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括:兩個(gè)8H7mm的孔,Ra1.6;一個(gè)槽和一個(gè)M4mm的螺紋孔。其中,主要加工表面為8H7mm孔。 這三組加工表面之間有一定的位置要求,主要是:(1)6H7mm孔與20H7mm孔具有平行度,公差為0.06mm。(2)8H7mm孔與6H7mm孔具有平行度,公差為0.08mm。由以上分析可知,對(duì)于這三組加工表面而言,可以先加工一面一孔,以它們?yōu)榫珳?zhǔn)加工其它表面,并且可以保證加工面之間的位置精度要求。另外,該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝性好。 二 、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件的材料為球墨鑄鐵QT45-5??紤]到零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝性好,在工作過程中受力不大及沒有經(jīng)常承受交變載荷,因此,應(yīng)該選用鑄件。由于零件年產(chǎn)量為4000件,以達(dá)到大批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,重量在12kg以下,故可采用機(jī)械造型中的金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率,保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的。(二)基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理,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(huì)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。 (1)粗基準(zhǔn)的選擇。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)原則,應(yīng)以32mm外圓柱面為粗基準(zhǔn)面(兩個(gè)短V形塊定位),限制4個(gè)自由度,用不加工面(擋銷定位,見夾具裝配圖)限制一個(gè)移動(dòng)的自由度,再用8H7mm孔的外圓面(支撐釘定位)限定一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度,達(dá)到完全定位。 (2)精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)選擇的原則有:基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、互為基準(zhǔn)原則和自為基準(zhǔn)原則。在選擇時(shí),主要應(yīng)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,此處不再重復(fù)。(三)制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)該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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工作集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1、工藝路線方案一工序1 粗銑、半精銑、精銑20H7mm孔端面A。工序2 粗銑、半精銑6H7mm孔的四個(gè)端面及20H7mm孔端面B,精銑端面B。工序3 鉆4油孔、锪8mm沉頭孔。工序4 同時(shí)鉆6mm,8mm孔和R3mm圓弧油槽。工序5 粗鉸6mm,8mm,20mm三孔。工序6 锪20H7mm孔兩端倒角。工序7 粗銑、精銑槽。工序8 鉆M4螺紋底孔。工序9 攻M4螺紋孔。工序10 精鉸6H7mm,8H7mm,20H7mm三孔。工序11 終檢。2、工藝方案二工序1 粗銑、半精銑、精銑20H7mm孔端面A。工序2 粗銑、半精銑、精銑6H7mm孔的四個(gè)端面及20H7mm孔的B端面。工序3 鉆R3mm圓弧油槽。工序4 同時(shí)鉆6H7mm,8H7mm兩孔和擴(kuò)20H7mm孔。工序5 粗鉸6H7mm,8H7mm,20H7mm三孔。工序6 精鉸6H7mm,8H7mm,20H7mm三孔。工序7 锪20H7mm孔兩端倒角。工序8 鉆4mm油孔,锪8mm沉頭孔。工序9 鉆M4mm螺紋底孔。工序10 攻M4mm螺紋孔。工序11 粗銑、精銑槽。工序12 終檢。3、工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一與方案二在12兩道工序相同,只是方案一先加工油槽,然后用它可以限制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。另外,精鉸孔置于最后加工。而方案二卻不同,精鉸孔置于粗鉸孔之后,可以用它作為精準(zhǔn)來加工其它表面,提高精度要求,但從兩方案比較可以看出,它們?cè)谖恢镁壬系囊笕圆灰妆WC,并且在一道工序中同時(shí)鉆幾個(gè)孔,只能選用專門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床(但在成批生產(chǎn)時(shí),在能保證加工精度的情況下,應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床)加工,這樣便增加了加工設(shè)備的要求,經(jīng)濟(jì)花費(fèi)會(huì)相應(yīng)提高,因此,綜合以上兩個(gè)方案及零件的技術(shù)要求,可以先加工20H7mm孔的兩端面,以它為精基準(zhǔn)面,32mm外圓面及R10mm圓弧面輔助定位來鉆R3mm的圓弧油槽(精度要求可以不考慮),擴(kuò)、鉸20H7mm的孔,然后再以20H7mm孔端面及其孔為精基準(zhǔn)面,R10mm圓弧面輔助定位來加工6H7mm,8H7mm孔及部分端面和槽,這樣基準(zhǔn)重合與統(tǒng)一,不僅可以保證尺寸精度,還可以保證位置精度。而油孔及螺紋孔,它們的精度要求不高,可以放于最后加工,仍以20H7mm孔端面及其孔與6H7(8H7)mm孔定位。由于加工過程中夾緊也比較方便,于是,最后的加工路線確定如下:工序1 粗銑、半精銑、精銑20H7mm孔的兩端面。以32mm外圓柱面和一個(gè)未加工面為粗基準(zhǔn),選用X61W型萬能升降臺(tái)銑床并加專用夾具。工序2 鉆R3mm圓弧油槽,擴(kuò)20H7mm孔。以20H7mm孔的一個(gè)端面和32mm外圓柱面為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。工序3 粗鉸、精鉸20H7mm孔,锪20H7mm孔倒角。以20H7mm孔的一個(gè)端面和32mm外圓柱面為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。工序4 粗銑、半精銑6H7mm孔的四個(gè)端面。以20H7mm孔的一個(gè)端面和20H7mm孔為基準(zhǔn),選用X61W型萬能升降臺(tái)銑床和專用夾具。工序5 鉆、粗鉸、精鉸6H7mm兩孔。以20H7mm孔的一個(gè)端面和20H7mm孔為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。工序6 鉆、粗鉸、精鉸8H7mm兩孔。以20H7mm孔的一個(gè)端面和20H7mm孔為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。工序7 鉆4油孔、锪8圓錐沉頭孔。以20H7mm孔的一個(gè)端面和20H7mm孔為基準(zhǔn), 8H7mm孔輔助定位,選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。工序8 鉆M4螺紋底孔、攻M4螺紋孔。以20H7mm孔的一個(gè)端面和20H7mm孔為基準(zhǔn), 6H7mm孔輔助定位,選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。工序9 粗銑、半精銑槽。以20H7mm孔的一個(gè)端面和20H7mm孔為基準(zhǔn), 6H7mm孔輔助定位,選用X61W型萬能升降臺(tái)銑床和專用夾具。工序10 終檢。(四) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“C1340半自動(dòng)車床杠桿”零件材料為QT45-5,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用機(jī)器造型,金屬模鑄造毛坯.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如下:1.20孔外端面的加工余量(加工余量的計(jì)算成本長(zhǎng)度為) 加工余量計(jì)算表如下: 工序加工尺寸及公差鑄件毛坯(20二端面尺寸)粗銑二端面半精銑床兩端面精銑床兩端面加工前尺寸最大918381最小8782.480.81加工后尺寸最大91838180最小8782.780.8179.8加工余量(單邊)4.5最大4.151.090.6最小20.70.41加工公差(單邊) -0.312-0.1912-0.212(1)按照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表12-2,取毛坯的單邊加工余量Z=4.5mm,鑄件尺寸精度等級(jí)為5,固偏差為1。(2)精銑余量:?jiǎn)芜厼?.5,精銑偏差即零件偏差.(3)半精銑余量:單邊為Z=1mm,(見簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表1-22),加工精度等級(jí)為IT11,所以本工序加工偏差為(入體方向)(4)粗銑加工余量:分兩次走刀,單邊加工余量為Z=3mm, (簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表1-22),加工精度等級(jí)為IT12,所以加工偏差為(入體方向)2.6二孔外端面的加工余量(1) 按照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表12-2,取毛坯的單邊加工余量Z=3.5mm,鑄件尺寸精度等級(jí)為5,固偏差為0.5。(2)半精銑加工余量:單邊為Z=0.7mm見簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表1-22),加工精度等級(jí)為IT11,即本工序加工偏差為(3)粗銑加工余量: 單邊為=3.5-0.7=2.8mm,分兩次走刀,固每次加工余量為Z=/2=1.4mm,加工精度等級(jí)為IT12,所以加工偏差為 加工余量計(jì)算表(零件尺寸)工序 加工余量(單邊) 工序尺寸半精銑 0.7mm mm粗銑(兩次) 2.8mm mm毛坯 3.5mm mm3. 6二孔加工余量,兩內(nèi)孔精度要求為IT7級(jí),參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表13-14,確定工序尺寸及余量為鉆孔: 5.8mm粗鉸: 5.95mm Z=0.15mm精鉸: mm Z=0.05mm4. 8孔的加工余量,孔的精度要求為IT7,金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表13-14,確定工序尺寸及余量為鉆孔: 7.8mm粗鉸: 7.96mm Z=0.16mm精鉸: mm Z=0.04mm5. 20孔的加工余量,孔的精度要求為IT7,金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表13-14,確定工序尺寸及余量為毛坯孔: 18mm擴(kuò)孔: 19.8mm Z=1.8mm粗鉸: 19.94mm Z=0.14mm精鉸: mm Z=0.05mm6. 槽的加工余量,參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表13-14,確定工序尺寸及余量為粗銑 : 6mm半精銑 8mm Z=2mm(五) 確定切削用量及基本時(shí) 工序1 粗銑,半精銑,精銑20H7mm孔的兩端面。選用機(jī)床:61W萬能升降臺(tái)銑床。 1粗銑20H7mm孔的兩端面 零件材料為球墨鑄鐵QT45-5,故可用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀。查簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè))表11-21和表12-22,取銑刀直徑d=125mm,粗齒,z=20齒。 由于粗銑加工單邊余量為3mm,小于5mm,故銑削寬度=3mm。查機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)(簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè))表11-69可知, =0.060.12mm/z, 取=0.1 mm/齒。查工藝手冊(cè)表14-77,取u=38m/min則: =1000u/d=96(r/min)根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=100r/min,則實(shí)際切削速度 =d/1000=39.27(r/min)當(dāng)=100r/min時(shí),刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為= Z=0.120100=200(mm/min)查機(jī)床說明書,取實(shí)際進(jìn)給速度=205mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量 = /Z=0.1025(mm/Z)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)表15-14,切入長(zhǎng)度L1=1.7mm,超出長(zhǎng)度L2=3 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0L1L2,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為Tm= (L0L1L2)/=(321.73)/205=0.18(min) 2 半精銑20H7mm孔的端面 選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀,細(xì)齒,d=125mm,z=20齒。 由于加工余量1mm,經(jīng)查手冊(cè),只需一次半精銑,故銑削寬度=1mm 查工藝手冊(cè)表14-69,f=0.060.12mm/齒,取f=0.08mm/z 查工藝手冊(cè)表14-77,取U=45m/min,則 =1000u/d=114.6(r/min) 根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度 Uc=d/1000=49(m/min)當(dāng)=125r/min時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量為 =fz=1=0.0820125=200(mm/min) 查機(jī)床使用說明書,取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=205 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為 f= /z=205/(20125)=0.082(mm/z)切削工時(shí):由粗銑加工可知,刀具行程為L(zhǎng)0L1L2,則機(jī)動(dòng)工時(shí) = (L0L1L2)/=(32+1.7+3)/205=0.18(min)3.精銑20H7mm孔的端面選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀,細(xì)齒,d=125mm,z=20齒。由于加工余量為0.5mm,只需一次精銑,故銑削寬度=0.5mm。查工藝手冊(cè)表14-69,f=0.060.12mm/齒,取f=0.06mm/齒。查工藝手冊(cè)表14-77,取切削速度U=54m/min,則 =1000U/d=137(r/min)按機(jī)床使用說明書,取主軸轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度 Uc=d/1000=49(m/min)當(dāng)=125r/min時(shí),刀具每分鐘進(jìn)給量為 =fz=0.0620125=150(mm/min)查機(jī)床說明書,取實(shí)際進(jìn)給速度為=166 mm/min,則進(jìn)給量為 f= / z=166/(20125)=0.066(mm/z)切削工時(shí):由工步1可知,刀具行程為L(zhǎng)0L1L2,則機(jī)動(dòng)工時(shí)= (L0L1L2)/=0.22(min)工序2:鉆R3mm圓弧油槽,擴(kuò)20H7mm孔.選用Z5125立式鉆床。鉆R3mm圓弧油槽,選高速鋼長(zhǎng)麻花鉆,d=6mm.單邊切削深度a=d/2=6/2=3mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-10,f=0.180.22mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.22mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-12,取U=0.2m/s=12m/min,則 n=1000u/d=100012/(6)=636.61(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=680r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=6680/1000=12.82(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=2.4mm,L2=1.0mm,則鉆R3mm圓弧油孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=(L+L1+L2)/f n=(80+2.4+1.0)/(0.22680)=0.557(min)擴(kuò)19.8mm孔,選用高速鋼擴(kuò)鉆,d=19.8mm.單邊切削深度a=0.9mm.根據(jù)有關(guān)資料介紹,利用擴(kuò)鉆進(jìn)行擴(kuò)孔時(shí),其進(jìn)給量和切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度之關(guān)系為: F=(1.21.8)f鉆 U=(1/2 1/3)U鉆式中, f鉆、U鉆-加工實(shí)心孔的切削用量.現(xiàn)已知f鉆=0.5mm/r 簡(jiǎn)明手冊(cè) U鉆=0.35m/s=21m/min 簡(jiǎn)明手冊(cè)并令 f=1.5f鉆=1.50.5=0.75 (mm/r) U=0.4U鉆=0.421=8.4 (mm/min) n=1000u/d=10008.4/(19.8)=135.04(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=140r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=19.8140/1000=8.71(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)表15-8可得,L1=11.5mm,L2=3mm,則擴(kuò)鉆19.8mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=(L+L1+L2)/f n=(80+11.5+3)/(0.81140)=0.83(min)工序3: 粗鉸、 精鉸20H7mm孔,锪20H7mm孔兩端倒角145。選用Z5125立式鉆床。1. 粗鉸19.94mm兩孔,選用硬質(zhì)合金鉸刀,d=19.94mm。2. 單邊切削深度a=Z/2=0.14/2=0.07mm。查工藝手冊(cè)表14-60,f=12mm/r,按機(jī)床使用說明書取f=1mm/r.查工藝手冊(cè)表14-60,取U=45m/min,則 n=1000u/d=100045/(19.94)=718(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=680r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=19.94680/1000=42.60(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=1.10mm,L2=22mm,則粗鉸19.94mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=(L+L1+L2)/f n=(80+1.10+22)/(1680)=0.152(min)2.精鉸20H7mm的孔,選用硬質(zhì)合金鉸刀,d=20H7mm。單邊切削深度a=z/2=0.06/2=0.03mm。查工藝手冊(cè)表14-60,按機(jī)床使用說明書取f=1mm/r.查工藝手冊(cè)表14-60,取U=60m/min,則 n=1000u/d=100060/(20)=954.9(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=960r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=20960/1000=60.3(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=1.05mm,L2=22mm,則精鉸20H7mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=(L+L1+L2)/f n=(80+1.05+22)/(1.0960)=0.107(min)3.锪20H7mm孔兩端倒角145,選用Z5125立式鉆床,90錐面锪鉆,d=25mm。查工藝手冊(cè)表14-48,f=0.100.15mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.13mm/r. 為了縮短輔助時(shí)間,取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同,即n=960r/min。 工序4: 粗銑,半精銑,精銑6H7mm孔的四個(gè)端面。選用機(jī)床:61W萬能升降臺(tái)銑床。 1粗銑6H7mm孔的四個(gè)端面 查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-21和表12-22,選用硬質(zhì)合金圓柱銑刀,取銑刀直徑d=40mm,Z=6,粗齒。 由于粗銑加工單邊余量為2.8mm,小于5mm,故銑削寬度=2.8mm查工藝手冊(cè)表11-69可知, =0.080.12mm/z, 取=0.08 mm/齒。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-28,U=0.751.5m/s,取u=0.75m/s=45m/min,則 =1000u/d=100045/(40)=358.1(r/min)根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=380r/min,則實(shí)際切削速度 =d/1000=47.75(r/min)當(dāng)=380 r/min時(shí),刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為= Z=0.086380=182.4(mm/min)查機(jī)床使用說明書,取實(shí)際進(jìn)給速度=205mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量 = /Z=205/(6380)=0.09(mm/Z)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)表15-14,切入長(zhǎng)度L1=10.5mm,超出長(zhǎng)度L2=2mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0L1L2,則粗銑四個(gè)端面的機(jī)動(dòng)工時(shí)為Tm= 4(L0L1L2)/= 4(2010.52)/205=0.64(min) 2半精銑6H7mm孔的四個(gè)端面 查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-21和表12-22,選用硬質(zhì)合金圓柱銑刀,取銑刀直徑d=40mm,Z=8,細(xì)齒。 由于半精銑加工單邊余量為0.7mm,故銑削寬度=0.7mm查工藝手冊(cè)表11-69可知,f =1.01.6mm/r, 取f=1.0mm/r。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-28,U=0.751.5m/s,取u=1m/s=60m/min,則 =1000u/d=100060/(40)=477.46(r/min)根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=490r/min,則實(shí)際切削速度 =d/1000=61.58(r/min)當(dāng)=490r/min時(shí),刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為= f=1.0380=490(mm/min)查機(jī)床使用說明書,取實(shí)際進(jìn)給速度=510mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量 f= /=510/490=1.04(mm/r)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)表15-14,切入長(zhǎng)度L1=10.5mm,超出長(zhǎng)度L2=2mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0L1L2,則粗銑四個(gè)端面的機(jī)動(dòng)工時(shí)為Tm= 4(L0L1L2)/= 4(2010.52)/510=0.26(min) 工序5:鉆、粗鉸、精鉸6H7mm兩孔。選用Z5125立式鉆床。1.鉆d=5.8mm兩孔,選用高速鋼麻花鉆,d=5.8mm。單邊切削深度a=d/2=5.8/2=2.9mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-10,f=0.180.22mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.22mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-12,取U=0.2m/s=12m/min,則 n=1000u/d=100012/(5.8)=658.6(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=680r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=5.8680/1000=12.39(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=2.4mm,L2=1.0mm,則鉆5.8mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=2(L+L1+L2)/f n=2(12+2.4+1.0)/(0.22680)=0.21(min)2.粗鉸5.95mm的兩孔,選用高速鋼鉸刀,d=5.95mm。單邊切削深度a=z/2=0.15/2=0.075mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè),按機(jī)床使用說明書取f=0.81mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-19,取U=0.173m/s=10.38m/min,則 n=1000u/d=100010.38/(5.95)=555.3(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=545r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=5.95545/1000=10.19(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=1.075mm,L2=11mm,則粗鉸6H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=2(L+L1+L2)/f n=2(12+1.075+11)/(0.81545)=0.11(min)3.精鉸6H7mm的兩孔,選用高速鋼鉸刀,d=6H7mm。單邊切削深度a=z/2=0.05/2=0.025mm。查工藝手冊(cè),按機(jī)床使用說明書取f=0.81mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-19,取U=0.22m/s=13.2m/min,則 n=1000u/d=100013.2/(6)=700(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=680r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=6680/1000=12.8(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=1.025mm,L2=11mm,則精鉸6H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=2(L+L1+L2)/f n=2(12+1.025+11)/(0.81680)=0.087(min)工序6: 鉆、粗鉸、精鉸6H7mm及8H7孔。選用Z5125立式鉆床。1.鉆d=7.8mm兩孔,選用高速鋼麻花鉆,d=7.8mm。單邊切削深度a=d/2=7.8/2=3.9mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-10,f=0.220.26mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.22mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-12,取U=0.2m/s=12m/min,則 n=1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=545r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=7.8545/1000=13.36(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=3.4mm,L2=1.0mm,則鉆7.8mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=2(L+L1+L2)/f n=2(11+3.4+1.0)/(0.22545)=0.27(min)2.粗鉸7.96mm的兩孔,選用高速鋼鉸刀,d=7.96mm。單邊切削深度a=z/2=0.16/2=0.08mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè),按機(jī)床試用說明書取f=0.81mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-19,取U=0.22m/s=13.2m/min,則 n=1000u/d=100013.2/(7.96)=527.85(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=545r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=7.96545/1000=13.63(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=1.08mm,L2=11mm,則粗鉸8H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=2(L+L1+L2)/f n=2(11+1.08+11)/(0.81545)=0.105(min)3.精鉸8H7mm的兩孔,選用高速鋼鉸刀,d=8H7mm。單邊切削深度a=z/2=0.04/2=0.02mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè),按機(jī)床試用說明書取f=0.81mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-19,取U=0.278m/s=16.68m/min,則 n=1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=680r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=8680/1000=17.1(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=1.02mm,L2=11mm,則精鉸8H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=2(L+L1+L2)/f n=2(11+1.02+11)/(0.81680)=0.084(min)工序7:鉆4mm油孔,锪8mm圓錐沉頭孔。選用Z5125立式鉆床與專用夾具。1.鉆4mm的油孔,選用高速鋼麻花鉆,d=4mm。單邊切削深度a=d/2=4/2=2mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-10,f=0.080.13mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.13mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-12,取U=0.2m/s=12m/min,則 n=1000u/d=100012/(4)=954.9(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=960r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=4960/1000=12.06(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=2mm,L2=1.0mm,則鉆4mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=(L+L1+L2)/f n=(7+2+1.0)/(0.13960)=0.08(min)2.锪8mm圓錐沉頭孔,選用錐面锪鉆,d=10mm。查工藝手冊(cè)表14-48,f=0.100.15mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.13mm/r.為了縮短輔助時(shí)間,取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同,即n=960r/min。工序8:鉆M4mm螺紋底孔,攻M4mm螺紋孔。選用Z5125立式鉆床與專用夾具。1.鉆M4mm的螺紋底孔3mm,選用高速鋼麻花鉆,d=3mm。單邊切削深度a=d/2=3/2=1.5mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-10,f=0.080.13mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.1mm/r.查簡(jiǎn)明手冊(cè)表11-12,取U=0.15m/s=9m/min,則 n=1000u/d=10009/(3)=955(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=960r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=3960/1000=9.05(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=2mm,L2=1.0mm,則鉆4mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=(L+L1+L2)/f n=(7+2+1.0)/(0.1960)=0.09(min)2.攻M4mm的螺紋底孔。 查工藝手冊(cè)表11-49,選用M4絲錐,螺距P=0.7mm,則進(jìn)給量f=0.7mm/r。查工藝手冊(cè)表11-94,取U=6.8m/min,則 n=1000u/d=10006.8/(4)=541(r/min)按機(jī)床使用說明書取n=490r/min,所以實(shí)際切削速度為: U=d n/1000=4490/1000=6.16(m/min)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)得L1=2mm,L2=1.4mm,則攻M4mm螺紋孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為:T=(L+L1+L2)/f n=(6+2+1.4)/(0.7490)=0.055(min)工序9: 粗銑,半精銑槽。選用機(jī)床:61W萬能升降臺(tái)銑床。 1粗銑槽,選用高速鋼直齒三面刃銑刀,直徑d=100mm,寬度為7mm,Z=20,粗齒。查工藝手冊(cè)表11-69可知, =0.060.12mm/z, 取=0.08mm/齒。查工藝手冊(cè)表14-77,取u=38m/min則: =1000u/d=100038/(100)=120.9(r/min)根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度 =d/1000=(100125)/1000=39.27(r/min)當(dāng)=125r/min時(shí),每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為= Z=0.0820125=200(mm/min)查機(jī)床說明書,取實(shí)際進(jìn)給速度=205mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量 = /Z=205/(20125)=0.082(mm/Z)切削工時(shí):查工藝手冊(cè)表15-14,切入長(zhǎng)度L1=37.4mm,超出長(zhǎng)度L2=3.0 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0L1L2,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為Tm= (L0L1L2)/=(22.8837.43.0)/205=0.31(min) 2 半精銑槽,選用高速鋼直齒三面刃銑刀,直徑d=100mm,寬度為8mm,Z=20,細(xì)齒。 精銑的單邊切削寬度a=0.5mm. 查工藝手冊(cè)表14-69,f=0.060.12mm/齒,取f=0.06mm/z 查工藝手冊(cè)表14-77,取U=45m/min,則 =1000U/d=100045/(100)=143(r/min) 根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度 Uc=d/1000=39(m/min)當(dāng)=125r/min時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量為 =fz=1=0.0612520=150(mm/min) 查機(jī)床使用說明書,取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=166 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為 f= /z=166/(20125)=0.0664(mm/z)切削工時(shí):由粗銑加工可知,刀具行程為L(zhǎng)0L1L2,則機(jī)動(dòng)工時(shí) = L0L1L2/=(22.8+37.4+3.0)/166=0.39(min)三、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)教師的協(xié)商,決定設(shè)計(jì)銑槽專用夾具。本夾具將用于X61W萬能升降臺(tái)銑床,刀具為高速鋼三面刃銑刀。問題的提出本夾具主要用來銑槽,該工序要保證槽的兩側(cè)面關(guān)于中心線對(duì)稱度,因此夾具設(shè)計(jì)要能保證槽兩側(cè)面的對(duì)稱度要求,另外還需考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是20孔的一端面,且此工序之前20孔和8孔已加工好,所以可用典型的一面兩銷定位,以槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工藝基準(zhǔn),做到了基準(zhǔn)統(tǒng)一。切削力及夾緊力計(jì)算 刀具:高速鋼三面刃銑刀,100mm, Z=20 F=9.81BZ =52 B=6 D=100 =0.08 t=1.5 = F=9.81526201.996=845.52N 銑削力產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩M=FL=845.520.06=50.73N.m 由摩擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩=f(R+r) 所以需要夾緊力為: =50.73/0.25(0.016+0.010)=7804.62N由夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-24查的M24螺栓的夾緊力為19070N,遠(yuǎn)大于所需夾緊力7804.62N故此夾具可安全工作。夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率.因此,一般情況下應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不用手動(dòng)夾緊,因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑.但在本工道工序中,采用手動(dòng)夾緊的夾具的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,制造成本也不高,而機(jī)動(dòng)夾緊雖然可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,但是夾具的設(shè)計(jì)相對(duì)過于復(fù)雜,制造成本較高,所以本道工序采用手動(dòng)夾緊。夾具上裝有對(duì)刀塊,可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀(與塞尺配合使用),同時(shí)夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置,以利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖1、2。四、總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)使我感受到了要做一名優(yōu)秀的工藝設(shè)計(jì)師不是一件容易的事,這需要我們把學(xué)到的各門知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系起來。經(jīng)歷了此次課程設(shè)計(jì),我明白了首先要從全局著手,否則會(huì)弄得顧此失彼,辛辛苦苦做得方案到最后一步時(shí)才發(fā)現(xiàn)不合理于是又得從頭開始。這次設(shè)計(jì)課也鍛煉了我的查表的能力,因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)過程幾乎是一個(gè)查表的過程,總之不查表就無設(shè)計(jì)可言,因此每天就得翻閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè),這為我將來的工作打下了基礎(chǔ)。天氣變得寒冷起來為了能趕的上進(jìn)度所以每天要堅(jiān)持工作,這在無形中鍛煉了我的吃苦精神??傊@次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺。五、參考文獻(xiàn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué),趙家齊編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10 清華大學(xué),王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué)第2版.機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1 蔡安江、張麗等主編.機(jī)械工程生產(chǎn)實(shí)習(xí).機(jī)械工業(yè)出版社,2005.3 張偉萍主編.機(jī)械制造工藝與裝備第二版。中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2007 上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社,1984.12 哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編。機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994 艾興,肖詩(shī)綱主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994 廖念釗等編著.互換性與技術(shù)測(cè)量第五版.北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2007.6 趙如福主編.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第三版.上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1990.1028
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