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目 錄
1 緒論 1
1.1課題背景 1
1.2夾具的發(fā)展史 1
1.3小結(jié) 2
2 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2確定生產(chǎn)類型 3
2.3確定毛坯 3
2.3.1確定毛坯種類 3
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 3
2.3.3繪制鑄件零件圖 4
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 4
2.4.2制定工藝路線 4
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 6
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 8
2.5.1工序1:粗銑Φ25H7的兩側(cè)面 8
2.5.3工序3:鉆Φ25H7的通孔 9
2.5.4工序4:擴(kuò)Φ25H7的通孔 11
2.5.5工序5:鉸Φ25H7的通孔 12
2.5.6工序6:粗銑a、b面 12
2.5.7工序7:粗銑Φ60H12孔的兩面 14
2.5.8工序8:精銑Φ60H12孔的兩面 14
2.5.9工序9:粗鏜下端Φ60H12的孔 15
2.5.10工序10:半精鏜下端孔到Φ60H12 16
2.5.11工序11:粗銑16H11的槽 16
2.5.12工序12:半精銑16H11的槽 17
2.5.13工序13:鉆Φ20.50的孔 18
2.5.14工序14:攻M22×1.5的螺紋 19
2.5.15工序15:銑開Φ60H12的孔 20
2.6本章小結(jié) 21
3 專用夾具設(shè)計(jì) 22
3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì) 22
3.1.1問題的提出 22
3.1.2夾具的設(shè)計(jì) 22
結(jié)論 26
參 考 文 獻(xiàn) 27
28
1 緒論
1.1課題背景
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn),機(jī)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(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇,可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世,提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步,使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。
“工欲善其事,必先利其器?!?
工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來,現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)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(jī)床夾具對(duì)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。
1.2夾具的發(fā)展史
夾具在其發(fā)展的200多年歷史中,大致經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一階段,夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置,發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī),汽車工業(yè)的不斷發(fā)展,夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性,各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善,夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段,夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天,各類高效率,自動(dòng)化夾具在高效,高精度及適應(yīng)性方面,已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù),數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性,已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體,使得中,小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段,這一階段,夾具的主要特點(diǎn)是高精度,高適應(yīng)性??梢灶A(yù)見,夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢(shì)將是逐步提高智能化水平。
1.3小結(jié)
一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高,并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的,不規(guī)則的拔叉類,桿類工件,幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前,中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè),其夾具的設(shè)計(jì),制造工作量,占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段,對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度,絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì),制造和生產(chǎn)過程中對(duì)夾具的正確使用,維護(hù)和調(diào)整,對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
2 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200,灰鑄鐵屬于脆性材料,故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求:
(1) 中心圓孔Ф。
(2) 的螺紋孔垂直于中心孔,其中心與右面的距離為。
(3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度,深為。
(4) 半孔與中心孔有的位置關(guān)系,其寬為與中心孔有0.1的垂直度。
由上面分析可知,可以先加工撥叉中心孔,然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工,并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度,并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面,所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為:加工過程劃分階段;工序應(yīng)當(dāng)集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》125頁表1-4-7,選用各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為3mm。
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
①粗基準(zhǔn)的選擇
以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn),以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。
②精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便,依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則,以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn),以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求,以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下:
表2.1工藝路線方案一
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7的通孔
工序二
粗銑a、b面,使粗糙度達(dá)到6.3,a面到Φ25H7的孔中心距為,b面到Φ25H7的中心距為36
工序三
粗銑、半精銑16H11的槽
工序四
粗銑下端圓孔的兩側(cè)面,使兩面之間的距離為12d11
工序五
①粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到Φ59②半精鏜此孔到Φ60H12
工序六
銑開下端圓孔
工序七
鉆Φ20.50的孔,垂直于Φ25H7的通孔
工序八
攻M22×1.5的螺紋
工序九
鉗工打毛刺
工序十
檢驗(yàn)
表2.2工藝路線方案二
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
粗銑Φ25H7的兩側(cè)面,使兩面間距為80
工序二
粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)
工序三
鉆Φ25H7的通孔
工序四
擴(kuò)Φ25H7的通孔
工序五
鉸Φ25H7的通孔
工序六
粗銑a、b面,使粗糙度達(dá)到6.3,a面到Φ25H7的孔中心距為,b面到Φ25H7的中心距為36
工序七
粗銑Φ60H12孔的兩面,使兩面的間距為14
工序八
精銑Φ60H12孔的兩面,使兩面的間距為12d11,粗糙度3.2
工序九
粗鏜下端孔
工序十
半精鏜下端孔到Φ60H12,粗糙度達(dá)到3.2
工序十一
粗銑16H11的槽
續(xù)表2.2
工序十二
半精銑16H11的槽
工序十三
鉆Φ20.50的孔,垂直于Φ25H7的通孔
工序十四
攻的螺紋
工序十五
銑開Φ60H12的孔
工序十六
鉗工打毛刺
工序十七
檢驗(yàn)
工藝立方案的比較與分析:
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于:方案二是加工工序分散,適合流水線生產(chǎn),縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn),這樣使工序非常清晰易提高加工精度,是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中,基準(zhǔn)得不到保證,加工出來的精度低,不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多,但是考慮到加工零件的方便性,及加工精度,且還是大批生產(chǎn),所以采用方案二比較合適。
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機(jī)床的選擇
工序1、7、8、11、12、15采用X6022型臥式銑床
工序2、6采用X5028立式銑床
工序3、4、5、13、14 采用Z535立式鉆床
工序9、10采用T618臥式鏜床
②選擇夾具
該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn),所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序,采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔,由于精度不高,可采用硬質(zhì)合金鉸刀。
④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè),對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證,其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量,現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下:
表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度
工序號(hào)
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ25H7的兩側(cè)面
3
IT11
80
6.3
-0.1
0.1
2
粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)
3
IT11
0
6.3
-0.1
0.1
3
鉆Φ25H7通孔
IT12
6.3
-1
1
4
擴(kuò)Φ25H7通孔
2.0
IT12
3.2
-0.05
0.05
5
鉸Φ25H7通孔
0.2
IT8
1.6
-0.006
0.006
6
粗銑a、b面
粗銑a面
3
IT12
(距中心孔)
6.3
-0.1
0.1
粗銑b面
36(距中心孔)
7
粗銑Φ60H12孔的兩面
2
IT11
6.3
-0.1
0.1
8
精銑Φ60H12孔的兩面
1
IT9
3.2
-0.05
0.05
9
粗鏜下端孔
2.5
IT13
6.3
-0.2
0.2
10
半精鏜下端孔
0.5
IT11
3.2
-0.02
0.02
續(xù)表2.3
11
粗銑16H11的槽
IT11
6.3
-0.1
0.1
12
半精銑16H11的槽
1
IT10
3.2
-0.02
0.02
13
鉆Φ20.50的孔
IT13
6.3
-1
1
14
攻的螺紋
15
銑開Φ60H12的孔
4
IT13
6.3
-0.05
0.05
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1工序1:粗銑Φ25H7的兩側(cè)面
機(jī)床:X6022型臥式銑床
刀具:兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80),材料:, ,齒數(shù),為粗齒銑刀。
因其單邊余量:Z=3mm
所以銑削深度:
每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長度:
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.23min
2.5.2工序2:粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)
機(jī)床:X5028
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀) 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73,取
銑削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.52min
2.5.3工序3:鉆Φ25H7的通孔
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS??椎闹睆綖?5mm,公差為H7,表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刃。
確定鉆削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],表28-10可查出,查Z535立式鉆床說明書,取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說明書查出),根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],表28-9,允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)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)參考文獻(xiàn)[2],表28-15,由插入法得
,
,
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],由表28-3,,,故
查Z535機(jī)床說明書,取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2],表28-5,,故
③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
相應(yīng)地
,,
切削工時(shí)
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(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-41工步輔助時(shí)間為:1.76min
2.5.4工序4:擴(kuò)Φ25H7的通孔
加工機(jī)床為Z535立式鉆床。擴(kuò)孔鉆為?24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆;
確定擴(kuò)孔切削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],表28-31,有
。根據(jù)Z535機(jī)床說明書,取=0.57mm/r。
②確定切削速度及 根據(jù)表28-33,取。修正系數(shù):
,
故
查機(jī)床說明書,取。實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)
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(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-41工步輔助時(shí)間為:1.16min
2.5.5工序5:鉸Φ25H7的通孔
加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉸刀為?25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。
確定鉸孔切削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)表28-36,,按該表注4,進(jìn)給量取小植。查Z535說明書,取。
②確定切削速度及 由表28-39,取。由表28-3,得修正系數(shù)
,
故
查Z535說明書,取,實(shí)際鉸孔速度
切削工時(shí)
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(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-41工步輔助時(shí)間為:1.51min
該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是:
2.5.6工序6:粗銑a、b面
機(jī)床:X5028
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀) 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73,取
銑削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:2.03min
②粗銑b面
同樣的銑削深度
每齒進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73,取
銑削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,
取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.52min
2.5.7工序7:粗銑Φ60H12孔的兩面
機(jī)床:X6022型臥式銑床
刀具:兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14),材料:, ,齒數(shù),為粗齒銑刀。
因其單邊余量:Z=2mm
所以銑削深度:
每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長度:
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.57min
2.5.8工序8:精銑Φ60H12孔的兩面
機(jī)床:X6022型臥式銑床
刀具:兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為),材料:, ,齒數(shù)Z=25,為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:精銑時(shí)
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.94min
2.5.9工序9:粗鏜下端Φ60H12的孔
機(jī)床:臥式鏜床
刀具:硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料:
切削深度:,毛坯孔徑。
進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66,刀桿伸出長度取,切削深度為=2.5mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度:
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量:
被切削層長度:
刀具切入長度:
刀具切出長度: 取
行程次數(shù):
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-37工步輔助時(shí)間為:2.61min
2.5.10工序10:半精鏜下端孔到Φ60H12
機(jī)床:臥式鏜床
刀具:硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料:
切削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66,刀桿伸出長度取,切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,取
實(shí)際切削速度,:
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量:
被切削層長度:
刀具切入長度:
刀具切出長度: 取
行程次數(shù):
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-37工步輔助時(shí)間為:1.86min
2.5.11工序11:粗銑16H11的槽
機(jī)床:X6022型臥式銑床
刀具:錯(cuò)齒三面刃銑刀
切削深度:
根據(jù)參考文獻(xiàn)查[1]表4.4-8有:
刀具的直徑D=80mm,刀具的齒數(shù) Z=14,刀具的寬度L=14mm。
查[2]表2.4-76得:
進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度,
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[2]表3.1-74取
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
=42mm
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.92min
2.5.12工序12:半精銑16H11的槽
機(jī)床:X6022型臥式銑床
刀具:錯(cuò)齒三面刃銑刀
刀具直徑D=80,齒數(shù)Z=14,寬度L=16。
切削深度:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表查得:進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度,
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74取
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長度:
=42mm
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.41min
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
2.5.13工序13:鉆Φ20.50的孔
機(jī)床:Z535立式鉆床
刀具:20.50直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],表28-10可查出,查Z535立式鉆床說明書,取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說明書查出),根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],表28-9,允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],表28-15,由插入法得
,
,
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],由表28-3,,,故
查Z535機(jī)床說明書,取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2],表28-5,,故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
相應(yīng)地
,,
切削工時(shí)
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(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-41工步輔助時(shí)間為:1.58min
2.5.14工序14:攻M22×1.5的螺紋
機(jī)床:Z535立式鉆床
刀具:細(xì)柄機(jī)用絲錐()
進(jìn)給量:由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:取
實(shí)際切削速度:
被切削層長度:
刀具切入長度:
刀具切出長度:
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-41工步輔助時(shí)間為:1.33min
2.5.15工序15:銑開Φ60H12的孔
機(jī)床:X6022型臥式銑床
刀具:中齒鋸片銑刀
刀具直徑D=80mm,齒數(shù)Z=32,寬度L=4mm。
切削深度:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表查得:進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度,
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74取
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長度:
=41mm
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-45工步輔助時(shí)間為:1.59min
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析,從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料,設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上,將兩種方案進(jìn)行比較,選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí),先選用刀具和機(jī)床,再查閱資料找出進(jìn)給量,由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速,翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。
3 專用夾具設(shè)計(jì)
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。在加工此拔叉零件時(shí),需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容,需要設(shè)計(jì)鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。
3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì)
3.1.1問題的提出
本夾具是用來鏜此拔叉下端60H12的孔,零件圖中此孔與25H7的孔中心距有公差要求。此工序?yàn)榇昼M、半精鏜加工,因此本工序加工時(shí)要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,重點(diǎn)是保證加工精度的問題.
3.1.2夾具的設(shè)計(jì)
①定位基準(zhǔn)的選擇
因?yàn)?5H7的孔與此孔有公差要求,所以應(yīng)以這個(gè)長通孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大,利用60H12的孔的左側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。在小孔處采用移動(dòng)壓板對(duì)零件進(jìn)行夾緊。在60H12的孔旁邊有筋板的緣故,有足夠的強(qiáng)度,可以進(jìn)行直接的鏜削,能保證加工精度。
②定位元件及夾緊元件的選擇
據(jù)上面所述,查參考文獻(xiàn)[1],選用固定式定位銷(長銷)穿過25H7的孔。由于此孔兩側(cè)面沒加工,故用定位塊進(jìn)行支承。這樣一銷一面就限制了五個(gè)自由度,最后在待加工孔下面加上一個(gè)支承釘再限制最后一個(gè)自由度,即一面兩銷定位。這樣就可以完全定位了。
圖3.1 固定式定位銷(GB2203-80)
夾緊元件選用壓板,由于壓板種類很多,當(dāng)選用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板時(shí),其行程不夠,選用U型壓板又不合適,故在充分比較分析的情況下,選用移動(dòng)壓板,其夾緊可靠、操作方便,在很多地方都有用到。
圖3.2 移動(dòng)壓板(GB2175-80)
③切削力及夾緊力計(jì)算
鏜刀材料:(機(jī)夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀),機(jī)床為:T68
由參考文獻(xiàn)[3],表1-12選擇刀具的幾何參數(shù)為:
1)粗鏜:
由參考文獻(xiàn)[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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即:
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算,
式中:為各種因素的安全系數(shù),見參考文獻(xiàn)[12]表可得:
所以,有:
2)半精鏜:
同理,圓周切削分力公式:
因?yàn)椋? ,則
所以,有:
當(dāng)夾緊力方向與切削力方向一致時(shí),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(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。故該夾具采用移動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu),為了方便操作,通過手動(dòng)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
④誤差分析與計(jì)算
該夾具以一長銷和一支承釘定位,要求保證孔中心與小通孔中心距的尺寸公差。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)定的工序公差。
由參考文獻(xiàn)[12]可知孔銷間隙配合的定位誤差為:
⑤夾具體設(shè)計(jì)
夾具體的設(shè)計(jì)參考鏜孔夾具體零件圖。
結(jié)論
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品,中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn),工序就分得很散,中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在夾具設(shè)計(jì)中,先確定工件的基準(zhǔn),然后通過一面兩銷定位,將工件固定夾緊在夾具上。在此計(jì)算了了夾緊力和夾具體的誤差等。
在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題,基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較,有所不足。
參 考 文 獻(xiàn)
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致謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲,謝謝!我想沒有他們的幫助,畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題,老師給了我許多關(guān)懷和幫助,并且隨時(shí)詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們,也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在此設(shè)計(jì)及論文撰寫過程中得到了班上同學(xué)的無私幫助,在此對(duì)你們表示衷心的感謝,感謝你們的鼎力相助。
在論文工作中,得到了機(jī)電工程學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持,在此表示衷心的感謝。
最后,在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí),我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了!