K307-撥叉的工藝規(guī)程及銑R35端面的銑床夾具設(shè)計【中心距80】,中心距80,K307,工藝,規(guī)程,R35,端面,銑床,夾具,設(shè)計,中心,80 設(shè)計目的 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是綜合運用"機械制造技術(shù)基礎(chǔ)"及有關(guān)課程內(nèi)容，分析和解決實際工程問題的一個重要教學環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計培養(yǎng)學生制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設(shè)計機床夾具的能力。在設(shè)計過程中，學生應熟悉有關(guān)標準和設(shè)計資料，學會使用有關(guān)手冊和數(shù)據(jù)庫。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是作為未來從事機械制造技術(shù)工作的一次基本訓練。 設(shè)計的題目和內(nèi)容 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計的題目一般定為：制定某一零件成批或大批生產(chǎn)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計，也可針對一組零件進行成組工藝和成組夾具設(shè)計。 設(shè)計應完成的內(nèi)容： 1）制定指定零件（或零件組）的機械加工工藝規(guī)程，編制機械加工工藝卡片，選擇所用機床、夾具、刀具、量具、輔具； 2）對所制定的工藝進行必要的分析論證和計算； 3）確定毛坯制造方法及主要表面的總余量； 4）確定主要工序的工序尺寸、公差和技術(shù)要求； 5）對主要工序進行工序設(shè)計，編制機械加工工序卡片，畫出的工序簡圖，選擇切削用量； 6）設(shè)計某一工序的夾具，繪制夾具裝配圖和主要零件圖； 7）編寫設(shè)計說明書。 課程設(shè)計實例 實例一 實例二 設(shè)計題目 設(shè)計"中間軸齒輪"零件（圖S0-1）機械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件。 課程設(shè)計說明書（實例一） 1. 零件圖分析 1.1 零件的功用 本零件為拖拉機變速箱中倒速中間軸齒輪，其功用是傳遞動力和改變輸出軸運動方向。 1.2 零件工藝分析 本零件為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是φ62H7孔和齒面，且兩者有較高的同軸度要求，是加工工藝需要重點考慮的問題。其次兩輪轂端面由于裝配要求，對φ62H7孔有端面跳動要求。最后，兩齒圈端面在滾齒時要作為定位基準使用，故對φ62H7孔也有端面跳動要求。這些在安排加工工藝時也需給予注意。 2. 確定毛坯 2.1 確定毛坯制造方法 本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強度和韌性，故毛坯應選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件，達到了批量生產(chǎn)的水平，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，故應采用模鍛。 2.2 確定總余量 由表S-1確定直徑上總余量為6mm，高度（軸向）方向上總余量為5mm。 2.3 繪制毛坯圖（圖S0-2） 圖S0-2 中間軸齒輪毛坯圖(點擊變大圖） 3. 制定零件工藝規(guī)程 3.1 選擇表面加工方法 1） φ62H7孔 參考表S－2，并考慮：① 生產(chǎn)批量較大，應采用高效加工方法；② 零件熱處理會引起較大變形，為保證φ62H7孔的精度及齒面對φ62H7孔的同軸度，熱處理后需對該孔再進行加工。故確定熱前采用擴孔－拉孔的加工方法，熱后采用磨孔方法。 2） 齒面 根據(jù)精度8-7-7的要求，并考慮生產(chǎn)批量較大，故采用滾齒－剃齒的加工方法（表S-3）。  3） 大小端面 采用粗車－半精車－精車加工方法（參考表S－4）。 4） 環(huán)槽 采用車削方法。 3.2 選擇定位基準 1） 精基準選擇 齒輪的設(shè)計基準是φ62H7孔，根據(jù)基準重合原則，并同時考慮統(tǒng)一精基準原則，選φ62H7孔作為主要定位精基準?？紤]定位穩(wěn)定可靠，選一大端面作為第二定位精基準。 在磨孔工序中，為保證齒面與孔的同軸度，選齒面作為定位基準。 在加工 環(huán)槽工序中，為裝夾方便，選外圓表面作為定位基準。 2） 粗基準選擇 重要考慮裝夾方便、可靠，選一大端面和外圓作為定位粗基準。 3.3 擬定零件加工工藝路線 方案1： 1）擴孔（立式鉆床，氣動三爪卡盤）； 2）粗車外圓，粗車一端大、小端面，一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動車床，氣動可脹心軸）； 3）半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動車床，氣動可脹心軸）； 4）拉孔（臥式拉床，拉孔夾具）； 5）精車外圓，精車一端大、小端面，一端外圓倒角（普通車床，氣動可脹心軸）； 6）精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，氣動可脹心軸）； 7）車槽（普通車床，氣動三爪卡盤）； 8）中間檢驗； 9）滾齒（滾齒機，滾齒夾具）； 10）一端齒圈倒角（倒角機，倒角夾具）； 11）另一端齒圈倒角（倒角機，倒角夾具）； 12）剃齒（剃齒機，剃齒心軸）； 13）檢驗； 14）熱處理； 15）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）； 16）最終檢驗。 方案2： 1）粗車一端大、小端面，粗車、半精車內(nèi)孔，一端內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）； 2）粗車、半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端外圓、內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）； 3）精車內(nèi)孔，車槽，精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，三爪卡盤）； 4）精車外圓，精車一端大、小端面（普通車床，可脹心軸）； 5）中間檢驗； 6）滾齒（滾齒機，滾齒夾具）； 7）一端齒圈倒角（倒角機，倒角夾具）； 8）另一端齒圈倒角（倒角機，倒角夾具）； 9）剃齒（剃齒機，剃齒心軸）； 10）檢驗； 11）熱處理； 12）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）； 13）最終檢驗。 方案比較： 方案2工序相對集中，便于管理，且由于采用普通機床，較少使用專用夾具，易于實現(xiàn)。方案1則采用工序分散原則，各工序工作相對簡單?？紤]到該零件生產(chǎn)批量較大，工序分散可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案1較好。 3.4 選擇各工序所用機床、夾具、刀具、量具和輔具（表S－5，表S－6） 3.5 填寫工藝過程卡片（表S0-5） 3.6 機械加工工序設(shè)計 工序02 1）刀具安裝 由于采用多刀半自動車床，可在縱向刀架上安裝一把左偏刀（用于車削外圓）和一把45°彎頭刀（用于車倒角）；可在橫刀架上安裝兩把45°彎頭刀（用于車削大、小端面）。加工時兩刀架同時運動，以減少加工時間（圖S0-3）。 2）走刀長度與走刀次數(shù) 以外圓車削為例，若采用75°偏刀，則由表15－1可確定走刀長度為25＋1＋2＝28mm；一次走刀可以完成切削（考慮到模角及飛邊的影響，最大切深為3－4mm）。 3） 切削用量選擇 ① 首先確定背吃刀量：考慮到毛坯為模鍛件，尺寸一致性較好，且留出半精車和精車余量后（直徑留3 mm），加工余量不是很大，一次切削可以完成。?。? aP =（136－133）/2 + 12.5×tan（7°）＝ 3mm；考慮毛坯誤差，?。篴P = 4 mm； ② 確定進給量：參考表S-7，有：f ＝ 0.6 mm/ r； ③ 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.5m/s，n = 212r/min。 圖S0-3 工序02排刀圖 4） 工時計算 ① 計算基本時間：tm = 28 /（212×0.6）= 0.22min（參考式S－3）； ② 考慮多刀半自動車床加工特點（多刀加工，基本時間較短，每次更換刀具后均需進行調(diào)整，即調(diào)整時間所占比重較大等），不能簡單用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時?？筛鶕?jù)實際情況加以確定：TS = 2.5min。 該工序的工序卡片見表表S0-6。 3.6 機械加工工序設(shè)計（續(xù)） 工序06 1）刀具安裝 由于在普通車床上加工，盡量減少刀具更換次數(shù)，可采用一把45°彎頭刀（用于車削大、小端面）和一把75°左偏刀（用于倒角），見圖S0-4。 圖S0-4 工序06刀具安裝示意圖 2）走刀長度與走刀次數(shù) 考慮大端面，采用45°彎頭刀，由表S－9可確定走刀長度為27.5＋1＋1≈30mm；因為是精車，加工余量只有0.5 mm，一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。 3）切削用量選擇 ① 首先確定背吃刀量：精車余量0.5mm，一次切削可以完成。取：aP = 0.5mm； ② 確定進給量：參考表S-10，有：f ＝ 0.2 mm/ r； ③ 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.8m/s，n = 264r/min。 4）工時計算 ① 計算基本時間：tm =（30 +8 + 3）/（264×0.2）≈ 0.8 min（參考式S－3）； ② 考慮到該工序基本時間較短，在采用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應取較大值（或輔助時間單獨計算）。可得到：TS = 2×tm = 1.6 min。 該工序的工序卡片見表表S0-7。 上卡片中的圖 3.6 機械加工工序設(shè)計（續(xù)） 工序09 1）工件安裝 由于滾齒加工時切入和切出行程較大，為減少切入、切出行程時間，采用2件一起加工的方法（見圖S0-5）。 圖S0-5 工序09工件安裝示意圖 2）走刀長度與走刀次數(shù) 滾刀直徑為120mm，則由圖S0-5可確定走刀長度為： 走刀次數(shù)：1 3）切削用量選擇 ① 確定進給量：參考表S-11，有：f ＝ 1.2 mm/工件每轉(zhuǎn)； ② 確定切削速度：參考表S-12，有：v = 0.6m/s，計算求出n = 96r/min； ③ 確定工件轉(zhuǎn)速：滾刀頭數(shù)為1，工件齒數(shù)為25，工件轉(zhuǎn)速為：nw = 96/25≈4 r/min。 4）工時計算 ① 計算基本時間：tm =136 / [（4×1.2）×2 ] ≈ 14 min（參考式S－3）； ② 考慮到該工序基本時間較長，在采用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應取較小值（或輔助時間單獨計算）。可得到：TS = 1.4×tm ≈ 20 min。 該工序的工序卡片見表表S0-8。 工序13 1）走刀長度與走刀次數(shù) 走刀長度?。篖=l=40mm；走刀次數(shù)：0.2/0.01＝20（雙行程）。 2）切削用量選擇（參考表S-13） ① 確定砂輪速度：取砂輪直徑d ＝50 mm，砂輪轉(zhuǎn)速n = 10000r/min，可求出砂輪線速度： v = 26m/s； ② 確定工件速度：取vw = 0.12 m/s；可計算出工件轉(zhuǎn)數(shù)nw = 36 r/min； ③ 確定縱向進給量：取fl = 3m/min； ④ 確定橫向進給量：取fr= 0.01mm/雙行程； ⑤ 確定光磨次數(shù)：4次/雙行程。 3）工時計算 ① 計算基本時間：tm =（40×2/（3×1000））×（20＋4）×K K是加工精度系數(shù)，取K＝2，得到：tm = 1.28 min； ② 考慮到該工序基本時間較短，在采用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應取較大值（或輔助時間單獨計算）?？傻玫剑篢S = 2.4×tm = 3 min。 該工序的工序卡片見表表S0-9。 4 夾具設(shè)計（以06工序夾具為例進行說明） 4.1 功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計  本工序要求以φ61.6H8孔（4點）和已加工好的大端面（1點）定位，精車另一大、小端面及外圓倒角（5×15°），并要求保證尺寸20±0.2和10±0.2以及大、小端面對φ61.6H8孔的跳動不大于0.05mm。其中端面跳動是加工的重點和難點，也是夾具設(shè)計需要著重考慮的問題。  夾具方案設(shè)計 工件以孔為主要定位基準，多采用心軸。而要實現(xiàn)孔4點定位和端面1點定位，應采用徑向夾緊。可有以下幾種不同的方案： 1） 采用脹塊式自動定心心軸； 2） 采用過盈配合心軸； 3） 采用小錐度心軸； 4） 采用彈簧套可脹式心軸； 5） 采用液塑心軸。 根據(jù)經(jīng)驗，方案1定位精度不高，難以滿足工序要求。方案2和3雖可滿足工序要求，但工件裝夾不方便，影響加工效率。方案4可行，即可滿足工序要求，裝夾又很方便。方案5可滿足工序要求，但夾具制造較困難。故決定采用方案4。  夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 1） 根據(jù)車間條件（有壓縮空氣管路），為減小裝夾時間和減輕裝夾勞動強度，宜采用氣動夾緊。 2） 夾具體與機床主軸采用過渡法蘭連接，以便于夾具制造與夾具安裝。 3） 為便于制造，彈簧套采用分離形式。 4.2 夾具設(shè)計計算 切削力計算（參考切削用量手冊） 主切削力： 進給抗力（軸向切削力）： 最大扭矩： 夾緊力計算（參考夾具設(shè)計手冊） 式中φ1 -- 彈簧套與夾具體錐面間的摩擦角，?。簍anφ1＝0.15； φ2 -- 彈簧套與工件間的摩擦角，?。簍anφ2＝0.2； α-- 彈簧套半錐角，α＝6°； D -- 工件孔徑； Fd -- 彈性變形力，按下式計算： 式中C -- 彈性變形系數(shù)，當彈簧套瓣數(shù)為3、4、6時，其值分別為300、100、20； d -- 彈簧套外徑； l -- 彈簧套變形部分長度； t -- 彈簧套彎曲部分平均厚度； Δ-- 彈簧套（未脹開時）與工件孔之間的間隙。 將有關(guān)參數(shù)代入，得到： 將Fd 及其他參數(shù)代入，得到：  選擇氣缸形式，確定氣缸規(guī)格（參考夾具設(shè)計手冊） 選擇單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸，缸徑100mm即可。 4.3 夾具制造與操作說明  夾具制造的關(guān)鍵是夾具體與彈簧套。夾具體要求與彈簧套配合的錐面與安裝面有嚴格的位置關(guān)系，彈簧套則要求與夾具體配合的錐面與其外圓表面嚴格同軸。此外，彈簧套錐面與夾具體錐面應配做，保證接觸面大而均勻。 夾具使用時必須先安裝工件，再進行夾緊，嚴格禁止在不安裝工件的情況下操作氣缸，以防止彈簧套的損壞。 夾具裝配圖見圖S0-6