20型粉碎機(jī)下體加工工藝及鉆2-φ7、2-φ8孔夾具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書、工藝工序卡】
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機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
鑄造毛坯、時效處理
工序號
1、2
技檢要求
檢驗毛坯是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
鏜床夾具
鏜床夾具
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
鑄造
2
時效處理
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
銑底面
工序號
17、18
技檢要求
檢驗毛坯是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
銑床
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
銑床夾具
銑床夾具
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
17
銑底面
15
1
0.2
0.27
800
300
10
2
銑刀
1
銑床夾具
1
游標(biāo)卡尺
18
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
鉆底面孔4XΦ10
工序號
17、18
技檢要求
檢驗上一道尺寸是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
鉆床
Z525
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
鉆床夾具
鉆床夾具
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
17
鉆底面孔4XΦ10
71
1
0.2
0.27
800
300
10
2
鉆頭
1
鉆床夾具
1
內(nèi)徑百分表
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
鉆底面4螺孔M8孔并攻絲
工序號
17、18
技檢要求
檢驗鏜孔加工是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
鉆床
Z525
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
鉆床夾具
鉆床夾具
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
17
鉆底面4螺孔M8孔并攻絲
71
1
0.2
0.27
800
300
10
2
鉆頭
1
鉆床夾具
1
內(nèi)徑百分表
18
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
銑頂面
工序號
17、18
技檢要求
檢驗鏜孔加工是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
鏜床
T68
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
銑床夾具
銑床夾具
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
17
銑頂面
15
1
0.2
0.27
800
300
10
2
銑刀
1
銑床夾具
1
游標(biāo)卡尺
18
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
鉆頂面4螺孔M6孔并攻絲
工序號
17、18
技檢要求
檢驗鏜孔加工是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
鏜床夾具
鏜床夾具
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
17
鉆頂面4螺孔M6孔并攻絲
71
1
0.2
0.27
800
300
10
2
鉆頭
1
鉆床夾具
1
內(nèi)徑百分表
18
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
鉆凸耳各孔2孔?8、2孔?7
工序號
17、18
技檢要求
檢驗上一道尺寸是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
鉆床
Z525
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
鉆床夾具
鉆床夾具
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
17
鉆凸耳各孔2孔?8、2孔?7
131
1
0.2
0.27
800
300
10
2
鉆頭
1
鉆床夾具
1
內(nèi)徑百分表
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
機(jī)械制造教研室
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
20型粉碎機(jī)下體
20型粉碎機(jī)下體
ZHIJIA-1
工序名稱
終檢 入庫
工序號
17、18
技檢要求
檢驗上一道尺寸是否達(dá)到尺寸公差要求
基準(zhǔn)面
底面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT150
HBS220
1
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
12
1
1
H
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進(jìn)給量(毫米/轉(zhuǎn))
機(jī)動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
17
終檢
18
入庫
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 頁
第 頁
四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械制造教研室
機(jī)械加工工藝過程卡
產(chǎn)品型號
JITI-1
零(部)圖號
JITI-1
共 1 頁
產(chǎn)品名稱
20型粉碎機(jī)下體
零(部)名稱
20型粉碎機(jī)下體
第 1 頁
材料牌號
HT150
毛坯種類
砂型鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備 注
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)終
單件
1
鑄造
鑄造
2.時效處理
3.粗洗底面
4.鉆4*直徑13、4*直徑26孔
5.銑前面
6.銑削后面
7.銑削左面
8.銑削右面
9.銑削頂面
10.粗鏜,半精鏜直徑128孔
11.粗鏜半精鏜直徑60孔
12.鉆頂面各孔,并攻絲
13.鉆前面各孔并攻絲
14鉆后面各孔并攻絲
15.鉆左面各孔并攻絲
16.鉆右面各孔并攻絲
17.精鏜直徑128孔
18精鏜直徑60孔
19終檢
20清洗入庫
鑄造
鑄造
2
時效
時效處理
時效
時效
3
銑
銑底面
機(jī)加工
銑
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
28
28
4
鉆孔
鉆底面孔4XΦ10
機(jī)加工
鉆
鉆床Z525
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
10
10
5
鉆孔攻絲
鉆底面4螺孔M8孔并攻絲
機(jī)加工
鉆
鉆床Z525
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
10
10
6
銑
銑頂面
機(jī)加工
銑
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
28
28
7
鉆孔攻絲
鉆頂面4螺孔M6孔并攻絲
機(jī)加工
鉆
鉆床Z525
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
10
10
8
鉆孔
鉆凸耳各孔2孔?8、2孔?7
、
機(jī)加工
鉆
鉆床Z525
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
10
10
9
終檢
終檢
檢驗
檢驗
質(zhì)檢室
千分尺、游標(biāo)卡尺
2
2
10
入庫
清洗入庫
倉庫
倉庫
檢驗儀器
設(shè)計(日期)
審核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會簽(日期)
標(biāo)記
處記
更改文件號
簽字
日期
畢業(yè)設(shè)計(論文)
題 目
20型粉碎機(jī)下體加工工藝及
鉆2-?7、2-?8孔夾具設(shè)計
所屬系部
機(jī)械工程系
所屬專業(yè)
機(jī)械設(shè)計與制造
所屬班級
學(xué) 號
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
起訖日期
摘 要
零件的加工工藝編制,在機(jī)械加工中占有非常重要的地位,零件工藝編制得合不合理,這直接關(guān)系到零件最終能否達(dá)到質(zhì)量要求;夾具的設(shè)計也是不可缺少的一部分,它關(guān)系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機(jī)械加工行業(yè)中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
在機(jī)床上對零件進(jìn)行機(jī)械加工時,為保證工件加工精度,首先要保證工件在機(jī)床上占有正確的位置,然后通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件在正確位置上固定不動,這一任務(wù)就是由機(jī)床夾具完成。對于單件、小批量生產(chǎn),應(yīng)盡量使用通用夾具,這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾,所以夾緊時往往比較費時間,并且操作復(fù)雜,生產(chǎn)效率低,也難以保證加工精度,為此需設(shè)計專用夾具。
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
本文是對20型粉碎機(jī)下體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析,主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法,設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多,其中,使用范圍最廣的通用夾具,規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化,并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn),專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具,則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計鉆孔夾具。
關(guān)鍵詞:20型粉碎機(jī)下體,加工工藝,加工方法,工藝文件,夾具
1
Abstract
Part of the preparation processing, in processing machinery occupies very important position, part process system is reasonable, which is directly related to the final part quality requirements can be met; fixture design is an indispensable part of, it is related to can improve the efficiency of the problem. Therefore both in the mechanical processing industry is a vital link.
In machine tool of mechanical parts of the process, in order to ensure the processing precision of the workpiece, first of all to guarantee the workpiece holds the correct position on the machine, then by clamping the workpiece in the correct position is fixed, this task is by the machine tool fixture. For single and small batch production, the use of universal fixture should be as far as possible, so that the production cost of the workpiece can be reduced. But because the universal fixture is suitable for various workpiece clamping, so clamping tend to spend more time and the operation is complex, the production efficiency is low, it is difficult to guarantee machining accuracy, so it is necessary to design a special fixture.
The design content involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.
This paper is on 20 mill lower body parts processing the application and processing technology of analysis, mainly includes the selection of the parts diagram analysis, the semifinished materials, parts of the clamping, the process route of making, tool selection, cutting the amount of determination, the process file to fill. Choose the correct processing method, design reasonable processing technology. In addition to the two parts of the process of the design of the special fixture.
There are many types of machine tools, including the use of the most widely used universal fixture, standard size has been standardized, and a professional factory for production. And it is widely used in mass production, and it is a special fixture for the service of a particular workpiece. The main content of this paper is to design the drilling fixture.
Key words: 20 double rotor body, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 2
ABSTRACT 3
1 序言 6
2 零件的分析 8
2.1零件的工藝分析 8
2.2 零件的工藝要求 8
3 工藝規(guī)程設(shè)計 9
3.1 加工工藝過程 9
3.2確定各表面加工方案 9
3.2.1影響加工方法的因素 9
3.2.2加工方案的選擇 10
3.3 確定定位基準(zhǔn) 10
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 10
3.2.1精基準(zhǔn)選擇的原則 10
3.4工藝路線的擬訂 11
3.4.1工序的合理組合 11
3.4.2工序的集中與分散 12
3.4.3加工階段的劃分 12
3.4.4加工工藝路線方案的比較 13
3.5零件的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 15
3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 15
3.5.2零件的偏差計算 15
3.6確定切削用量及基本工時(機(jī)動時間) 16
3.7時間定額計算及生產(chǎn)安排 19
第4章 鉆2-?7、2-?8孔夾具設(shè)計 21
4.1 研究原始質(zhì)料 21
4.2 定位、夾緊方案的選擇 21
4.3切削力及夾緊力的計算 22
4.4 誤差分析與計算 24
4.5 零、部件的設(shè)計與選用 24
4.5.1定位銷選用 24
4.5.2夾緊裝置的選用 25
4.5.3鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 25
4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 27
4.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 30
總結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
34
1 序言
20型粉碎機(jī)下體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作。因此,殼類零件的制造精度將直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,而其決定因素就是如何保證在對殼類零件進(jìn)行加工時能夠獲得足夠的精度要求,從而轉(zhuǎn)化為機(jī)械加工時機(jī)床的加工精度,以及夾具是否可靠[1]。
夾具是機(jī)械制造過程中最常用的一種工藝裝備。在機(jī)械制造過程中,它裝在機(jī)床上,使工件相對刀具與機(jī)床保待正確的位置,并能承受切削力。夾具的主要作用是保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全,因此,機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位。
采用的機(jī)床夾具設(shè)計方法設(shè)計整體式殼類零件,設(shè)計過程可以在簡潔、明了的三維操作界面中進(jìn)行,減少重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動生成夾具零件及裝配體的三維實體圖和二維工程圖。這種設(shè)計方法不僅可以把夾具設(shè)計技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計勞動中解脫出來,更可縮短夾具的開發(fā)周期,提高其設(shè)計制造水平和質(zhì)量,從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高[6]。
計算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計是利用計算機(jī)輔助設(shè)計CAD技術(shù)來完成夾具設(shè)計的先進(jìn)方法。由于夾具種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其設(shè)計過程涉及控制條件多,因此,用于夾具設(shè)計的專業(yè)軟件甚少,目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計完全數(shù)字化。目前,計算機(jī)輔助夾具設(shè)計一般是采用二維CAD軟件進(jìn)行。采用二維CAD軟件進(jìn)行夾具設(shè)計,可以提高設(shè)計效率和質(zhì)量,但是其缺點是設(shè)計人員首先要閱讀工件二維零件圖,了解零件的加工要求,并將二維零件圖在頭腦中三維實體化;再選擇或設(shè)計合適的定位、夾緊等元件和裝置;接下來將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實體,用二維圖表示,完成夾具的設(shè)計。在設(shè)計過程中,思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換,最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實體效果的裝配圖難度大,效率低,一般不繪制三維裝配圖。這對夾具設(shè)計質(zhì)量和效率,以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個基于特征的參數(shù)化實體建模設(shè)計工具,該軟件完全采用Windows圖形用戶界面,易學(xué)易用。借助3D軟件平臺,可以創(chuàng)建三維實體模型;編輯零件裝配體并進(jìn)行簡單的運動仿真;利用它的動畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性,還能得到夾具零部件裝配和運動過程的動畫文件。
計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)的功能在于能協(xié)助設(shè)計者完成產(chǎn)品設(shè)計各階段的工作。本文針對機(jī)床夾具進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計,借助3D軟件平臺,將設(shè)計時所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實體模型庫;對于非標(biāo)準(zhǔn)零件,采用交互方式建模方法直接在設(shè)計平臺建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫。
采用二維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計,它使我們甩掉了圖板,解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?,F(xiàn)在,大量三維實體造型軟件崛起,如PR0/E、UG、3D、SoIidedge等,推動了設(shè)計領(lǐng)域的新革命.由于這些三維軟件.不僅僅可創(chuàng)建三維實體模型,還可利用設(shè)計出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動態(tài)干涉檢查、動力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等,并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計的復(fù)雜性、高精度性等特點.采用了易學(xué)易懂的3D三維實體造型軟件來實現(xiàn)設(shè)計過程。
采用基于3D的機(jī)床夾具設(shè)計方法后,設(shè)計者在新的夾具設(shè)計時不需對標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行建模,直接從標(biāo)準(zhǔn)零件庫選擇或調(diào)用即可。設(shè)計過程在簡潔、明了的三維操作界面中進(jìn)行,減少了重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動生成夾具零件及裝配體的三維實體圖和二維工程圖。這種設(shè)計方法不僅可以把夾具設(shè)計技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計勞動中解脫出來,更可縮短夾具的開發(fā)周期,提高其設(shè)計制造水平和質(zhì)量,從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高[6]。
2 零件的分析
2.1零件的工藝分析
20型粉碎機(jī)下體是一個很重要的零件,因為其零件尺寸比較小,結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜,但其加工孔和底面的精度要求較高,此外還有20型粉碎機(jī)下體小端面端要求加工,對精度要求也很高。各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響其性能與工作壽命,因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
2.2 零件的工藝要求
一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能夠保證加工質(zhì)量,同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的,又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。
圖2.1 零件零件圖
該加工有七個加工表面:平面加工包括零件底面、底部平面;孔系加工包括大、小頭孔、小孔。
⑴ 以平面為主有:① 零件底面的粗、精銑加工,其粗糙度要求是;
② 20型粉碎機(jī)下體小端面的粗、精銑加工,其粗糙度要求是。
⑵ 孔系加工有: ①小孔鉆鉸加工,
零件毛坯的選擇鑄造,因為生產(chǎn)率很高,所以可以免去每次造型。單邊余量一般在,結(jié)構(gòu)細(xì)密,能承受較大的壓力,占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。
上面主要是對零件零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析,選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式,從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。
3 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 加工工藝過程
由以上分析可知,該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說,保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此,對于零件來說,加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度,處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精度。
由上面的一些技術(shù)條件分析得知:零件的尺寸精度,形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高,這樣對加工要求也就不是很高。
3.2確定各表面加工方案
一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能保證加工的質(zhì)量,同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的,又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的加工工藝來說,應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外,也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下,應(yīng)選擇價格較底的機(jī)床。
3.2.1影響加工方法的因素
⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求,根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求,選擇加工方法及分幾次加工。
⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇,在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工,在小批量生產(chǎn)時,采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法;而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。
⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì),例如:淬火鋼必須采用磨削或電加工;而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪,一般都采用精細(xì)車削,高速精銑等。
⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況,同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備,推廣新技術(shù),提高工藝水平。
⑸ 此外,還要考慮一些其它因素,如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求,工件形狀和重量等。
選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法,如加工某一軸的主要外圓面,要求公差為IT6,表面粗糙度為Ra0.63μm,并要求淬硬時,其最終工序選用精度,前面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——精車。
3.2.2加工方案的選擇
⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1~12可以確定,平面的加工方案為:粗銑——精銑(),粗糙度為6.3~0.8,一般不淬硬的平面,精銑的粗糙度可以較小。
⑵ 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1~11確定,孔的表面粗糙度要求為6.3
⑷小孔鉆鉸孔加工方法:
因為孔的表面粗糙度的要求,所以我們采用鉆——擴(kuò)——鉸的加工方法。
⑸ 小頭端面的加工方法是:
因孔兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高,為,所以我們采用粗銑——精銑。
3.3 確定定位基準(zhǔn)
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時,考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量,使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:
⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面,則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如:機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn),加工床身的底面,再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量,使表層保留而細(xì)致的組織,以增加耐磨性。
⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn),以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn),必要時需經(jīng)初加工。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知,主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。
3.2.1精基準(zhǔn)選擇的原則
⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
⑵ 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?;鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度,避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差,并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一,從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如:軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位,這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面,而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時,有時兩個被加工面,可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如:對淬火后的齒輪磨齒,是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔,再以孔為基準(zhǔn)磨齒面,這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則,有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻,可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如:磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時,是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外,像拉孔在無心磨床上磨外圓等,都是自為基準(zhǔn)的例子。
此外,還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn),以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知,它的底平面,適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面,因為是非加工表面,所以也可以用的孔為加工基準(zhǔn)。
選擇精基準(zhǔn)的原則時,考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。
3.4工藝路線的擬訂
對于中批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。
3.4.1工序的合理組合
確定加工方法以后,就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則:
⑴ 工序分散原則
工序內(nèi)容簡單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路線長,生產(chǎn)管理復(fù)雜。
⑵ 工序集中原則
工序數(shù)目少,工件裝,夾次數(shù)少,縮短了工藝路線,相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也簡化了生產(chǎn)管理,在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少,大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床,以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費事,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡化生產(chǎn)管理,多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備,工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%~1.1%蘇打及0.25%~0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
3.4.2工序的集中與分散
制訂工藝路線時,應(yīng)考慮工序的數(shù)目,采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中,就是以較少的工序完成零件的加工,反之為工序分散。
⑴ 工序集中的特點
工序數(shù)目少,工件裝夾次數(shù)少,縮短了工藝路線,相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也簡化了生產(chǎn)管理,在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少,大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床,以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費事,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
⑵ 工序分散的特點
工序內(nèi)容簡單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備,簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路線長,生產(chǎn)管理復(fù)雜。
工序集中與工序分散各有特點,必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡化生產(chǎn)管理,多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備,工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn),使得工序集中的優(yōu)點更為突出,即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量,從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。
3.4.3加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時,常把整個加工過程劃分為幾個階段:
⑴ 粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬,為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件,并為半精加工,精加工提供定位基準(zhǔn),粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷,予以報廢或修補,以免浪費工時。
粗加工可采用功率大,剛性好,精度低的機(jī)床,選用大的切前用量,以提高生產(chǎn)率、粗加工時,切削力大,切削熱量多,所需夾緊力大,使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大,所以加工精度低,粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~I(xiàn)T12。粗糙度為Ra80~100μm。
⑵ 半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備,保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~I(xiàn)T10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
⑶ 精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量,工序變形小,有利于提高加工精度.精加工的加工精度一般為IT6~I(xiàn)T7,表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。
此外,加工階段劃分后,還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同,有的需安排于粗加工之前,有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中,對于剛性好,精度要求不高或批量小的工件,以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段,在滿足加工質(zhì)量要求的前提下,通常只分為粗、精加工兩個階段,甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的,不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面,在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確,而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
3.4.4加工工藝路線方案的比較
在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下,成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床,以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟(jì)效果,降低生產(chǎn)成本,擬訂三個加工工藝路線方案。
方案一:
1、鑄造
2、時效處理
3、銑底面
4、鉆底面孔4XΦ10
5、鉆底面4螺孔M8孔并攻絲
6、銑頂面
7、鉆頂面4螺孔M6孔并攻絲
8、鉆凸耳各孔2孔?8、2孔?7
9、終檢
10、清洗入庫
方案二:
1、鑄造
2、時效處理
3、銑底面
4、鉆底面孔4XΦ10
5、鉆凸耳各孔2孔?8、2孔?7
6、鉆底面4螺孔M8孔并攻絲
7、銑頂面
8、鉆頂面4螺孔M6孔并攻絲
9、鉆凸耳各孔2孔?8、2孔?7
10、終檢
11、清洗入庫
加工工藝路線方案的論證:
⑴ 從前兩步工序可以看出:方案把粗、精加工都安排在一個工序中,
以便裝夾、安裝工件。
⑵ 再看后面的鏜孔、銑孔工序,方案Ⅰ把粗、精加工分在兩個不同的工序中,而方案Ⅱ都在一個工序中,這樣不但有利于工件的安裝,且在設(shè)計專用夾具時也可以減少工件的安裝次數(shù)。
方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔磨孔后再鉆各凸臺面小孔。這樣鉆孔后導(dǎo)致孔內(nèi)的粗糙度受到影響。
方案1中其工序較為集中,如粗、精加工都安排在一個工序中,以便裝夾、安裝工件。
由以上分析:方案1為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表:
方案一:
1、鑄造
2、時效處理
3、銑底面
4、鉆底面孔4XΦ10
5、鉆底面4螺孔M8孔并攻絲
6、銑頂面
7、鉆頂面4螺孔M6孔并攻絲
8、鉆凸耳各孔2孔?8、2孔?7
9、終檢
10、清洗入庫
3.5零件的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件的鍛造采用的是HT150鑄造制造,其材料是HT150,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn),采用鑄造毛坯。
3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
零件為鍛造件,對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求:
⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低,因此零件上只有與其它機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工,其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。
⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序,鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱,盡量避免鑄造件截面間差別過大,或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。
⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。
⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。
⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。
⑹ 便于裝夾、加工和檢查。
⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一,盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。
在確定毛坯時,要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近,可以減少加工余量,提高材料的利用率,降低加工成本,但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難,需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備,增加毛坯的制造成本。因此,毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類
形狀及尺寸確定后,必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。
3.5.2零件的偏差計算
⑴ 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算
底平面加工余量的計算。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(xiàn)[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(xiàn)[3]表2.3~59,其余量值規(guī)定為。
又由參考文獻(xiàn)[4]表11~19可得鑄件尺寸公差為。
毛坯的名義尺寸為:
毛坯最小尺寸為:
毛坯最大尺寸為:
粗銑后最大尺寸為:
粗銑后最小尺寸為:
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同,且保證各個尺寸精度15d8。
⑵ 大小頭孔的偏差及加工余量計算
參照參考文獻(xiàn)[3]表3~2,3~25,2.3~13和參考文獻(xiàn)[15]表1~8,可以查得:
孔:
鉆孔的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是。
擴(kuò)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Φ10
參照參考文獻(xiàn)[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(kuò)——鉸
3.6確定切削用量及基本工時(機(jī)動時間)
工序1:銑底面。
機(jī)床:臥式銑床X62W
刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。
因其單邊余量:Z=3mm
所以銑削深度:=3mm
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,?。焊鶕?jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~81,取銑削速度
每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~73,取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~81,取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1~74,取
實際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺每分進(jìn)給量:
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~81,取
切削工時
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)動時間:
機(jī)動時間:
所以該工序總機(jī)動時間
工序2:鉆底面4XΦ10
切削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.39,取
切削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.41,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際切削速度:
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)動時間:
工序3:鉆底面4螺孔M8孔并攻絲
機(jī)床:立式鉆床Z525
刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3~9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
切削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~38,取。
切削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4~41,取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1~31,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(jī)動時間:
工序4:銑頂面。
機(jī)床:臥式銑床X62W
刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。
因其單邊余量:Z=3mm
所以銑削深度:=3mm
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,?。焊鶕?jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~81,取銑削速度
每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~73,取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~81,取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1~74,取
實際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺每分進(jìn)給量:
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~81,取
切削工時
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)動時間:
機(jī)動時間:
所以該工序總機(jī)動時間
工序10:鉆頂面4螺孔M6孔并攻絲
機(jī)床:組合攻絲機(jī)
刀具:釩鋼機(jī)動絲錐
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》表2.4.105,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:取
實際切削速度:
由工序4可知:
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間:
工序15:鉆孔
切削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.39,取
切削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.41,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際切削速度:
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)動時間:
3.7時間定額計算及生產(chǎn)安排
根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求,該零件的年產(chǎn)量為5000件。一年以240個工作日計算,每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時工作時間計算,則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于22.8min。
參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5~2,機(jī)械加工單件(生產(chǎn)類型:中批以上)時間定額的計算公式為:
(大量生產(chǎn)時)
因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為:
其中: —單件時間定額 —基本時間(機(jī)動時間)
—輔助時間,用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時間,包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間
—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值
⑴ 粗、精銑面
粗加工機(jī)動時間:
精加工機(jī)動時間:
輔助時間:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5~45,取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短,所以取裝卸工件時間為,
則
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5~48,
單間時間定額有:
因此應(yīng)布置二臺粗、精機(jī)床即可以完成此二道工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求。
⑵ 鉆、擴(kuò)、鉸孔
機(jī)動時間:
輔助時間:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5~41,取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短,所以取裝卸工件時間為,
則
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5~43,
單間時間定額:
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求
⑸ 鉆各小孔
機(jī)動時間:
輔助時間:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5~41,取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短,所以取裝卸工件時間為,
則
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.5~43,。
單間時間定額,由式(1.11)有:
因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求
第4章 鉆2-?7、2-?8孔夾具設(shè)計
4.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆2-?7、2-?8孔孔,加工時除了要滿足粗糙度要求外,
由于對加工精度要求不是很高,所以在本道工序加工時,主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強(qiáng)度。
4.2 定位、夾緊方案的選擇
對孔的的加工沒有位置公差要求,
由零件圖可知:在對孔進(jìn)行加工前,底平面進(jìn)行了粗、精銑加工,孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此,定位、夾緊方案有:
方案Ⅰ:選底平面、工藝孔和大頭孔外圓端來定位
方案Ⅱ:應(yīng)用一面即底面,一銷即定位于大頭孔外端的擋銷和工藝孔的心軸來定位,夾緊方式就用螺母在心軸上夾緊。
方案Ⅲ:選一面兩銷定位方式,工藝孔用短圓柱銷,還有一擋銷定位于大頭孔外端,夾緊方式用操作簡單,通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。
分析比較上面三種方案:方案Ⅰ中的V型塊定位造成過定位,而夾緊方式加大了設(shè)計量,裝、取工件也不易。方案Ⅱ中的心軸夾緊、定位是不正確的,也端是不加工的,且定位與夾緊應(yīng)分開,因夾緊會破壞定位。
定位基準(zhǔn)的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。
因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率,降低勞動強(qiáng)度,提高加工精度,為了使定位誤差減小,選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn),來設(shè)計本道工序的夾具,以已加工好的端面作為定位夾具。
4.3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(xiàn)[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(xiàn)[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(xiàn)[5]表 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(jī)構(gòu)。
取,,
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可按下式計算有::
式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)[5]表可得:
所以有:
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(xiàn)[5]可查得:
其中:
螺旋夾緊力:
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu),用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件,受力簡圖如下:
圖4.1 移動壓板受力簡圖
由表得:原動力計算公式
即:
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(jī)構(gòu)。
4.4 誤差分析與計算
該夾具以一個平面和和個定位銷定位,要求保證孔軸線間的尺寸公差。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)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得:
⑴ 定位誤差:
當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時
當(dāng)短圓柱銷以固定邊接觸時
式中為定位孔與定位銷間的最小間隙
通過分析可得:
因此:當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時
⑵ 夾緊誤差 :
其中接觸變形位移值:
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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5 零、部件的設(shè)計與選用
4.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和擋銷來定位,其參數(shù)如下:
表4.1 定位銷參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
14~18
16
15
~0.011
22
5
1
4
M12
4
表4.2 擋銷參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
3~6
8
6
+0.023
+0.015
12
7
1
2
1
2
0.4
4.5.2夾緊裝置的選用
該夾緊裝置選用移動壓板,其參數(shù)如下表:
表4.3 移動壓板參數(shù)
公稱直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
4.5.3鉆套、襯套、鉆模板設(shè)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。
.尺寸表
d
D
D1
H
t
基本尺寸
極限偏差F7
基本尺寸
極限偏差D6
>0~1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
>1~1.8
4
+0.016
+0.008
7
>1.8~2.6
5
8
>2.6~3
6
9
8
12
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
20
>6~8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
>8~10
15
18
12
20
25
>10~12
+0.034
+0.016
18
22
>12~15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
>15~18
26
30
0.012
>18~22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
45
>22~26
35
+0.033
+0.017
39
>26~30
42
46
25
45
56
>30~35
+0.050
+0.025
48
52
>35~42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
>42~48
62
66
>48~50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板,用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接,而且在零件的加工過程中,夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動,因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上,切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊,因此設(shè)計夾具體時,必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外,夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等,在設(shè)計時也應(yīng)加以考慮。
夾具體設(shè)計的基本要求
(1)應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面,如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面,應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定,鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理,焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
(2)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動,夾具體應(yīng)有足夠的壁厚,剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
(3)應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且各表面間的相互位置精度要求高,因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性,應(yīng)做到裝卸工件方便,夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量能減輕重量,縮小體積,力求簡單。
(4)應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中,切屑會不斷地積聚在夾具體周圍,如不及時排除,切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度,切屑的拋甩可能纏繞定位元件,也會破壞定位精度,甚至發(fā)生安全事故。因此,對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況,可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間:對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況,一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
(5)在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時,夾具的重心應(yīng)盡量低,支承面積應(yīng)足夠大,安裝基面應(yīng)有較高的配合精度,保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空,大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸,然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
4.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小,切削力小,所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
總結(jié)
通過這次完整的畢業(yè)設(shè)計,我們系統(tǒng)地回顧和復(fù)習(xí)了大學(xué)所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識,同時也深刻體會到學(xué)習(xí)的重要性并領(lǐng)會到設(shè)計也是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計的過程中,我們綜合運用了系統(tǒng)的設(shè)計方法和相關(guān)設(shè)計軟件(如AutoCAD),且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計資料(包括手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等)以及進(jìn)行經(jīng)驗估算等方面有了一定程度的提高,深刻的感受到計算機(jī)和工具書及手冊在設(shè)計中帶來的便利和幫助。
通過這次機(jī)畢業(yè)設(shè)計,更加系統(tǒng)的了解機(jī)械制造工藝的一般過程,并且學(xué)會了對工藝設(shè)計的整體把握,也有了較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)設(shè)計方法。在本次課程設(shè)計中,能運用所學(xué)基本理論知識,正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題,選擇合理的設(shè)計方案,進(jìn)行必要的計算,根據(jù)課題設(shè)計出符合要求、 優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的夾具。并能運用所學(xué)基本理論知識,正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題,選擇合理的方案,進(jìn)行必要的計算,根據(jù)題意設(shè)計出符合優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的鉆孔夾具。也明確工序要求,了解所用機(jī)床,刀具及工序前加工情況,所以,這次畢業(yè)設(shè)計對我來說收獲很大。但也有很多地方還有在努力學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
[1] 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 燕山大學(xué) 洛陽工學(xué)院 長春汽車工業(yè)高等??茖W(xué)校 編 上海科學(xué)技 術(shù)出版社 2000.
[2] 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 王光斗 上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2002.
[3] 《機(jī)械設(shè)計》 王寧俠 時其昌 西安電子科技大學(xué)出版社2008.
[4] 《機(jī)械制造基礎(chǔ)》周桂蓮 付平 西安電子科技大學(xué)出版社2009.
[5] 《機(jī)械加工余量與公差手冊》 馮賢智 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社1994.
[6] 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 郭宗蓮 中國建材工業(yè)出版社出版,1997.
[7] 《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用手冊》 馮道 安徽文化音像2003.
[8] 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 李益民主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1983.
[9] 《切削用量簡明手冊》 艾興、肖詩剛主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1994.
[10] 《夾具工程師手冊》 劉文劍 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 2002.
[11] k.Lee,Principles of CAD/CAM/CAE Systems,Addison Wesley,1999.
[12] 胡紅舟等, 《Mechanical Eegineering CAD/CAM》, 北京:機(jī)械工業(yè)出版社
致 謝
畢業(yè)設(shè)計是將大學(xué)所學(xué)的知識融合在一起,綜合運用所有的相關(guān)專業(yè)知識,是課本知識在實際中的應(yīng)用。通過這次畢業(yè)設(shè)計,使我的專業(yè)知識在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高,這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計分析是在老師的指導(dǎo)下完成的,在分析的過程中,尹長城老師給了我很大的鼓勵,在設(shè)計分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計思路,增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力,與我們一起討論問題,使我對分析有了更清晰明確的認(rèn)識,使我受益非淺。
畢業(yè)設(shè)計是我們專業(yè)知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練,這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程?!扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次課程設(shè)計,我深深體會到這句千古言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計,學(xué)會腳踏實地地邁開這一步,就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。
說實話,畢業(yè)設(shè)計真是有點累。然而一著手清理自己的設(shè)計結(jié)果,仔細(xì)回味畢業(yè)設(shè)計的心路歷程,一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會走完的第一部,是我人生中的一點小小的勝利,然而它令我感到自己成熟了許多。
通過畢業(yè)設(shè)計,使我深深體會到,干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計過程中,許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂;有時應(yīng)為不小心計算出錯,只能毫不留情地重做。但一想起老師平時多耐心的教導(dǎo),想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任,想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的
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